DE69913068T2

DE69913068T2 - Empfangs- und Sende -Diversityanordnung und Verfahren zur Sendeleistungsregelung

Info

Publication number: DE69913068T2
Application number: DE1999613068
Authority: DE
Inventors: Takashi Yokosuka-shi Kitade; Kazuyuki Kawasaki-shi Miya; Katsuhiko Yokosuka-shi Hiramatsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: ES2211442T3; US6507574B1; EP1089454B1; EP0987834A2; EP0987834B1; EP1083677B1; DE69913134T2; JP2000091986A; JP3321419B2; DE69913134D1; EP1089454A2; EP1083677A3; EP0987834A3; CN1126297C; EP1089454A3; DE69913068D1; US6545991B1; KR100314110B1; US6522639B1; EP1083677A2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine CDMA/TDD-basierte Sende-/Empfangsvorrichtung, die eine offene Sendeleistungssteuerung durchführt, und ihr Sendeleistungs-Steuerungsverfahren.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein CDMA- (Code Division Multiple Access) System ist eines der Vielfachzugriffsysteme, über die eine Vielzahl von Stationen in einem Funkübertragungssystem, wie beispielsweise Autotelefone und Zellulartelefone, Kommunikationen auf einem gleichen Frequenzband gleichzeitig ausführt, und das Informationssignale überträgt, deren Spektrum über ein Band gespreizt ist, das im Vergleich zur ursprünglichen Bandbreite genügend breit ist, wobei es die Merkmale zum Erzielen eines höchst effizienten Einsatzes von Frequenzen und zur Aufnahme zahlreicher Benutzer aufweist.
Allerdings weist es ein Nah-Fern-Problem auf, wenn jede Mobilstation ein Signal mit der gleichen Leistung in einem CDMA-System sendet, und eine gewünschte Sendestation weit entfernt ist, und eine nicht-gewünschte Sendestation (Interferenz-Station) in der Nähe liegt. Das Nah-Fern-Problem besteht darin, dass die Empfangsleistung eines Signals, das von der Interferenz-Station gesendet wird, größer wird als die Empfangsleistung eines Signals, das von der gewünschten Sendestation aus gesendet wird, wobei die wechselseitige Korrelation zwischen den Spreizcodes mit einer Verarbeitungsverstärkung allein nicht unterdrückt werden kann, was dazu führt, dass Kommunikationen unmöglich werden.
Daher erfordert ein Zellularsystem, das mit dem CDMA-System arbeitet, eine Sendeleistungssteuerung entsprechend den Zuständen jedes Kanals auf dem Uplink. Es erfordert auch eine Sendeleistungssteuerung zum Ausgleichen momentaner Schwankungen der Empfangssignalleistung bei Schwund, der eine Ursache der Verschlechterung der Leitungsqualität bei terrestrischer Mobilkommunikation ist.
Hier gibt es Fälle, in denen ein TDD (Time Division Duplex) als ein Duplex-System für dieses Vielfachzugriff-Kommunikationssystem verwendet wird. Das TDD-System ist ein System, das Kommunikationen über die zeitversetzte gemeinsame Nutzung (time-sharing) einer gleichen Funkfrequenz für Senden und Empfang ausführt, und da es ein gleiches Frequenzband für Senden und Empfang verwendet, beträgt die Frequenzkorrelation von Schwund-Schwankungen zwischen einem Sendesignal und einem Empfangssignal 1.
Wenn des Weiteren der Umschaltzeitraum zwischen Senden und Empfang kurz genug ist, ist die Zeitkorrelation in dem Zustand des Kanals mit wechselseitigen Schwund-Schwankungen usw. hoch, und daher können Mobilstationen eine offene Sendeleistungssteuerung durchführen, welche die Sendeleistung basierend auf der empfangenen Signalleistung effektiv steuert.
Wenn die Basisstation eine Vielzahl von Antennen aufweist, gibt es Fälle, in denen Sende-Diversity eingesetzt wird, das die geeignetste Sendeantenne basierend auf der empfangenen Signalleistung dieser Antennen auswählt. Durch den Einsatz von Sende-Diversity entfällt die Notwendigkeit von Raum-Diversity in Mobilstationen, wodurch sich die Größe dieser Mobilstationen reduzieren lässt.
Das Folgende ist eine Erläuterung einer Basisstation und Mobilstation eines Funkübertragungssystems auf CDMA/TDD-Basis, das eine herkömmliche offene Sendeleistungssteuerung ausführt und Sende-Diversity verwendet, wobei auf die Zeichnungen im Anhang Bezug genommen wird.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer herkömmlichen Basisstation zeigt. Die in 1 gezeigte Basisstationsvorrichtung umfasst einen Modulationsabschnitt 11, der Sendedaten moduliert, einen Spreizabschnitt 12, der das modulierte Signal mit dem Spreizcode A multipliziert und es spreizt, einen Antennensteuerungsabschnitt 13, der die Sendeantennen umschaltet, Antennen 14 und 15, die Signale sen den/empfangen, einen Entspreizungsabschnitt 16, der das empfangene Signal mit dem Spreizcode B multipliziert und es entspreizt, einen Demodulationsabschnitt 17, der das entspreizte Signal demoduliert und einen Antennenauswahlabschnitt 18, der den Pegel des empfangenen Signals aus dem Demodulationsergebnis empfängt und eine Sendeantenne auswählt.
Die Sendedaten werden durch den Modulationsabschnitt 11 moduliert und durch den Spreizabschnitt 12 über den Spreizcode A gespreizt. Anschließend wird das Spreizsignal entweder von Antenne 14 oder Antenne 15 gesendet, die durch den Sendeantennen-Steuerungsabschnitt 13 gesteuert werden.
Das von Antenne 14 und Antenne 15 empfangene Signal wird durch den Entspreizungsabschnitt 16 mit dem Spreizcode B entspreizt. Das entspreizte Signal wird durch den Demodulationsabschnitt 17 demoduliert, wobei die empfangenen Daten ausgekoppelt werden, und das Demodulationsergebnis in den Sendeantennen-Auswahlabschnitt 18 als die Antennenauswahlinformation eingegeben wird. Anschließend vergleicht der Sendeantennen-Auswahlabschnitt 18 die Pegel der empfangenen Signale an den beiden Antennen auf der Basis des Demodulationsergebnisses, und die Antenne, die den höheren Pegel empfangen hat, wird als die Antenne zum Senden von Daten in dem nächsten Zeitschlitz gewählt, und das Signal, welches das Auswahlergebnis zeigt, wird an den Sendeantennen-Steuerungsabschnitt 13 ausgegeben.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer herkömmlichen Mobilstation zeigt. Die in 2 gezeigte Mobilstation umfasst eine Antenne 21, die Signale sendet/empfängt, einen Entspreizungsabschnitt 22, der das empfangene Signal mit dem Spreizcode A multipliziert und es entspreizt, einen Demodulationsabschnitt 23, der das entspreizte Signal demoduliert, einen Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 24, der den Pegel des Empfangssignals aus dem Demodulationsergebnis misst, einen Modulationsabschnitt 25, der die Sendedaten moduliert, einen Spreizabschnitt 26, der das modulierte Signal mit dem Spreizcode B multipliziert und es spreizt, und einen Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 27, der eine Sendeleistungssteuerung auf der Basis der empfangenen Signalleistung durchführt.
Das von Antenne 21 empfangene Signal wird vom Entspreizungsabschnitt 22 mit dem Spreizcode A entspreizt, vom Demodulationsabschnitt 23 demoduliert, wobei die empfangenen Daten ausgekoppelt werden und das Demodulationsergebnis in den Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 24 eingegeben wird. Der Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 24 misst die empfangene Signalleistung aus dem Demodulationsergebnis, und das Messergebnis wird in den Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 27 eingegeben. Der Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 27 berechnet einen Sendeleistungswert aus dem Sendeleistungswert der Basisstation, dem Empfangssignalleistungs-Zielwert an der Basisstation und dem Messergebnis.
Die Sendedaten werden vom Modulationsabschnitt 25 moduliert, vom Spreizabschnitt 26 mit dem Spreizcode B gespreizt und durch den Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 27 auf der Basis des berechneten Sendeleistungswerts leistungsverstärkt von Antenne 21 gesendet.
Daher sendet in dem herkömmlichen Funkübertragungssystem die Basisstation Signale durch Auswählen einer Antenne aus einer Vielzahl von Antennen, und die Mobilstation führt eine offene Sendeleistungssteuerung auf der Basis der Empfangssignalleistung aus.
In dem oben genannten herkömmlichen Funkübertragungssystem führt die Mobilstation eine Sendeleistungssteuerung jedoch gezielt nur an der Antenne aus, über welche die Basisstation Signale gesendet hat, und wenn Signale von einer Vielzahl von Antennen an der Basisstation empfangen werden, wird die Sendeleistung nicht für die Antennen gesteuert, die keine Signale gesendet haben, und die Sendeleistung wird nicht ausreichend für alle Empfangsantennen gesteuert, wodurch das Problem entsteht, dass Fehler bei der Sendeleistungs-Steuerung verursacht werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Sendeleistungs-Steuerungsfehler auf ein geringes Maß zu reduzieren, wenn die Basisstation den Empfang über eine Vielzahl von Antennen ausführt.
Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben genannte Aufgabe, indem die Basisstation die Sendedaten spreizt, die auf die Anzahl der Sendeantennen mit wechselseitig unterschiedlichen Spreizcodes verteilt sind, sie anschließend parallel von einer Vielzahl von Sendeantennen sendet, und durch die Mobilstation, die jedes der von der Vielzahl der Sendeantennen gesendeten Empfangssignale entspreizt, die empfangene Signalleistung misst und kombiniert, und die Sendeleistung basierend auf der kombinierten Empfangssignalleistung steuert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung gehen im Folgenden vollständig aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen hervor, wobei eine Ausführungsform als Beispiel dargestellt ist.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer herkömmlichen Basisstation zeigt;
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer herkömmlichen Mobilstation zeigt;
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Basisstation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Mobilstation gemäß der oben genannten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Anhang wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden im Detail erläutert.
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Basisstation in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Basisstation in 3 verteilt der Datenverteilungsabschnitt 101 Sendedaten auf die Anzahl der Antennen. Die Daten werden auf verschiedene Arten verteilt, wie beispielsweise Verteilen der Daten durch Seriell-Parallel-Umsetzung und einfaches Verteilen der Daten auf eine Weise, dass die gleichen Daten von jeweiligen Antennen gesendet werden.
Die Modulationsabschnitte 102 und 103 modulieren die verteilten Sendedaten, der Spreizabschnitt 104 multipliziert das modulierte Signal mit dem Spreizsignal A1 und spreizt es, und der Spreizabschnitt 105 multipliziert das modulierte Signal mit dem Spreizsignal A2 und spreizt es. Die Antennen 106 und 107 senden die gespreizten Signale über Funk und empfangen Signale, die von einer Mobilstation gesendet wurden. Der Entspreizungsabschnitt 108 multipliziert das empfangene Signal mit dem Spreizcode B und entspreizt es, und der Demodulationsabschnitt 109 demoduliert das entspreizte Signal und entkoppelt die empfangenen Daten.
Im Anschluss wird der Fluss der von der Basisstation gesendeten/empfangenen Signale erläutert. Sendedaten werden über den Datenverteilungsabschnitt 101 in Abschnitte verteilt, die zahlenmäßig einer Vielzahl von Antennen entsprechen, durch die Modulationsabschnitte 102 und 103 moduliert und in die Spreizabschnitte 104 und 105 eingegeben.
Anschließend werden die verteilten Daten durch die Spreizabschnitte 104 und 105 in wechselseitig unterschiedlichen Arten von Spreizcodes gespreizt. Zu diesem Zeitpunkt ist es wünschenswert, dass diese Arten von Spreizcodes zueinander so weit wie möglich orthogonal verlaufen. Diese Spreizsignale werden parallel von den Antennen 106 und 107 gesendet.
Die von den Antennen 106 und 107 empfangenen Signale werden durch den Entspreizungsabschnitt 108 mit dem Spreizcode B entspreizt. Die entspreizten Signale werden demoduliert, wobei die empfangenen Daten durch den Demodulationsabschnitt 109 entkoppelt werden.
Im Anschluss wird die Konfiguration der Mobilstation in der oben genannten Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in 4 gezeigtes Blockschaltbild erläutert. In der Mobilstation in 4 sendet die Antenne 201 Signale und empfängt von der Basisstation gesendete Signale. Die Entspreizungsabschnitte 202 und 203 entspreizen empfangene Signale, indem sie sie mit den gleichen Spreizcodes A1 und A2 multiplizieren, wie sie auf der Sendeseite verwendet wurden. Der Demodulationsabschnitt 204 demoduliert das mit dem Spreizcode A1 entspreizte Signal, und der Demodulationsabschnitt 205 demoduliert das Signal, das mit dem Spreizcode A2 entspreizt wurde, und der Datenkombinationsabschnitt 206 bringt die demodulierten Daten vor der Verteilung in die Datenform zurück.
Der Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 207 misst die Empfangssignalleistung aus dem Demodulationsergebnis des Demodulationsabschnitts 204, und der Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 208 misst die Empfangssignalleistung aus dem Demodulationsergebnis des Demodulationsabschnitts 205. Der Empfangssignalleistungs-Berechnungsabschnitt 207 kombiniert Empfangssignalleistungen der parallel gesendeten Signale. Es gibt verschiedene Wege, Empfangssignalleistungen zu kombinieren, wie beispielsweise, sie einfach zu addieren, oder sie nach dem Bewerten der Empfangssignalleistungen zu addieren. Außerdem gibt es eine andere Möglichkeit, die Pegel der empfangenen Signale zu vergleichen, um einen höheren Pegel als einen Empfangssignalpegel zu bestimmen. Durch das Addieren von Empfangssignalleistungen von Daten nach deren Bewerten wird es möglich, die Sendeleistung genauer zu steuern, anstatt einfach addierte Empfangssignalleistungen zu verwenden.
Der Modulationsabschnitt 210 moduliert Sendedaten, und der Spreizabschnitt 211 multipliziert das modulierte Signal mit dem Spreizcode B und spreizt es. Der Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 212 berechnet einen Sendeleistungswert aus der kombinierten Empfangssignalleistung und verstärkt sie zu einem Sendeleistungswert, der die Leistung des berechneten Sendesignals ist.
Im Anschluss wird der Fluss der Signale erläutert, die von der in 4 gezeigten Mobilstation gesendet/empfangen werden. Ein von der Antenne 201 empfangenes Signal wird vom Entspreizungsabschnitt 202 mit dem Spreizcode A1 entspreizt und wird vom Entspreizungsabschnitt 203 mit dem Spreizcode A2 entspreizt. Das mit dem Spreizcode A1 entspreizte Signal wird vom Demodulationsabschnitt 204 demoduliert, wobei das Demodulationsergebnis in den Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 207 eingegeben wird, und das mit dem Spreizcode A2 entspreizte Signal wird vom Demodulationsabschnitt 205 demoduliert, wobei das Demodulationsergebnis in den Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 208 eingegeben wird. Die demodulierten Signale werden vom Datenkombinationsabschnitt 206 zu Empfangsdaten kombiniert.
Der Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 207 misst die Empfangssignalleistung aus dem Demodulationsergebnis von Demodulationsabschnitt 204, und der Empfangssignalleistungs-Messabschnitt 208 misst die Empfangssignalleistung aus dem Demodulationsergebnis von Demodulationsabschnitt 205, und das Messergebnis jeder der Empfangssignalleistungen wird in den Empfangssignalleistungs-Kombinationsabschnitt 209 eingegeben.
Anschließend kombiniert der Empfangssignalleistungs-Kombinationsabschnitt 209 die Empfangssignal-Leistungswerte, und der kombinierte Empfangssignal-Leistungswert wird in den Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 212 eingegeben. Der Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 212 berechnet einen Sendeleistungswert aus dem Sendeleistungswert der Basisstation, dem Empfangssignalleistungs-Zielwert an der Basisstation und dem kombinierten Empfangssignal-Leistungswert.
Die Sendedaten werden vom Modulationsabschnitt 210 moduliert, vom Spreizabschnitt 211 mit dem Spreizcode B gespreizt, durch den Sendeleistungs-Steuerungsabschnitt 212 auf der Basis des berechneten Sendeleistungswerts leistungsverstärkt und von Antenne 201 gesendet.
Auf diese Weise kann die Empfangssignalleistung von Signalen, die von jeder Antenne der Basisstation gesendet werden, durch Senden von Signalen gemessen werden, die unter Verwendung wechselseitig orthogonaler Spreizcodes auf der Seite der Basisstation gespreizt werden, und durch Kombinieren der Empfangsleistungen von Signalen, die mit Spreizcodes auf der Seite der Mobilstation entspreizt werden. Und eine offene Sendeleistungssteuerung kann auf alle Empfangsantennen zielgerichtet werden, indem die Sendeleistung entsprechend der Empfangssignalleistung auf der Seite der Mobilstation berechnet wird.
Wie oben erläutert, ermöglicht es die vorliegende Erfindung der Mobilstation, eine auf alle Antennen der Basisstation zielgerichtete offene Sendeleistungssteuerung durchzuführen, wodurch es möglich wird, Fehler der Sendeleistungssteuerung während des Empfangs an der Vielzahl von Antennen an der Basisstation auf ein geringes Maß zu unterdrücken und den gesamten Sendeleistungswert der Mobilstation zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und unterschiedliche Variationen und Modifizierungen sind möglich, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

Sende-/Empfangsvorrichtung, umfassend: Entspreizungsmittel (202, 203, 204, 205), die angepasst sind, um Daten zu entspreizen, die mit wechselseitig unterschiedlichen Spreizcodes gespreizt sind und parallel von einer Vielzahl von Antennen einer Basisstation übertragen werden, und Empfangsleistungs-Messmittel (207, 208), die angepasst sind, um Empfangsleistungen der entspreizten Daten zu messen, gekennzeichnet durch weiteres Umfassen von Empfangsleistungs-Berechnungsmittel (209), die angepasst sind, um die gemessenen Empfangssignalleistungen der Daten, die mit wechselseitig unterschiedlichen Spreizcodes gespreizt sind, zu kombinieren, um eine kombinierte Empfangsleistung zu bilden, und Sendeleistungs-Steuermittel (212), die angepasst sind, um die Sendeleistung auf der Grundlage der kombinierten Empfangsleistung zu steuern.
Sende-/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsleistungs-Berechnungsmittel (209) angepasst sind, um Empfangssignalleistungen der jeweiligen gemessenen Daten nach deren Gewichtung zu addieren.
Sende-/Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsleistungs-Berechnungsmittel (209) angepasst sind, um die Pegel von Empfangssignalen der jeweiligen gemessenen Daten zu vergleichen, um einen höheren Pegel als einen Empfangssignalpegel festzulegen.
Mobilstationsvorrichtung, umfassend eine Sende-/Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Sendeleistungssteuerverfahren, umfassend die folgenden Schritte: Spreizen von Sendedaten in einer Basisstationsvorrichtung unter Verwendung wechselseitig unterschiedlicher Spreizcodes, deren Anzahl einer Anzahl von Antennen der Basisstation entspricht, paralleles Senden der gespreizten Sendedaten von der Vielzahl von Sendeantennen der Basisstation, Entspreizen der empfangenen Daten in einer Mobilstationsvorrichtung unter Verwendung der gleichen Spreizcodes wie in der Basisstation, Messen der Empfangssignalleistungen der empfangenen entspreizten Signale in der Mobilstation, und gekennzeichnet durch das weitere Umfassen der folgenden Schritte: Kombinieren der gemessenen Empfangssignalleistungen der empfangenen Daten in der Mobilstation, um eine kombinierte Empfangsleistung zu bilden, und Steuern der Sendeleistung in der Mobilstation auf der Grundlage der kombinierten Empfangsleistung.