JP3919787B2 - 移動局、基地局、通信システム、送信方法、受信方法、通信方法、iq多重装置及びiq多重方法 - Google Patents
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Description
W−CDMA方式は、移動局当り最大2Mbps(bit per second)程度の通信速度が得られることを目的としており、規格化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)において、1999年にまとめられた規格のバージョンであるリリース99(Release1999)版として最初の仕様が決定されている。
38は乗算器31〜33の出力信号を足し合わせる加算器、39は乗算器34〜37の出力信号を足し合わせる加算器、40は加算器39の出力信号に対して虚数jを乗算する乗算器、41は加算器38の出力信号と乗算器40の出力信号を加算する加算器、42は加算器41の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Sdpch,nを乗算して複素信号(I信号、Q信号)を出力する乗算器である。
移動局2が基地局1にデータを送信する際の動作を説明する。移動局2が基地局1にデータを送信する場合、図21に示すように、上りリンク4を使用してデータを送信するが、W−CDMA規格においては、1つの移動局2が上りリンク4を使用するに際して、通信サービスに必要な通信速度に応じて、最大6個のデータ用チャネルのデータを送信することができる。
ここでは、説明の便宜上、6個のデータ用チャネルのデータと1個の制御用チャネルの制御データとを送信する場合について説明する。
拡散器12の乗算器21〜26は、分配器11が複数のデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6を出力すると、そのデータDPDCH1〜DPDCH6に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,1〜Cd,6を乗算し、拡散器12の乗算器27は、制御用チャネルの制御データDPCCHに対してチャネル分離用の拡散符号Ccを乗算する。
即ち、スクランブル部13の乗算器31〜36は、拡散器12における乗算器21〜26の出力信号に対してDPDCH用の振幅係数βdを乗算し、スクランブル部13の乗算器37は、拡散器12における乗算器27の出力信号に対してDPCCH用の振幅係数βcを乗算する。
ここで、図24は振幅係数βd,βcが取り得る値を示す表図である。振幅係数βd,βcはデータDPDCH1〜DPDCH6と制御データDPCCHのパワー比を決定するための係数であり、3GPP規格のTS25.213v3.6.0(2001−06)(Release1999)に規定されている。なお、表の右側が振幅係数βd,βcが取り得る値である。
また、スクランブル部13の乗算器40は、加算器39の出力信号をQ軸に割り当てるため、加算器39の出力信号に対して虚数jを乗算する。
ここで、データDPDCH1,DPDCH3,DPDCH5についてはI軸に割り当てられ、データDPDCH2,DPDCH4,DPDCH6についてはQ軸に割り当てられるが、I/Q軸に対するデータ用チャネルの割り当て方は3GPP規格のTS25.213に規定されている。
変調部14は、上記のようにしてスクランブル部13が複素信号(I信号、Q信号)を生成すると、その複素信号(I信号、Q信号)を直交変調して変調信号を生成する。
周波数変換部15は、変調部14が変調信号を生成すると、その変調信号を周波数変換して無線周波数信号を生成し、その無線周波数信号を増幅してアンテナ16に出力する。これにより、アンテナ16から無線周波数信号が基地局1に送信される。
上記の従来例では、6個のデータ用チャネルを設定するものについて示したが、データ用チャネルの設定数が5以下の場合、データDPDCH1から順番にI/Q軸に割り当てられ、不要なデータ用チャネルに関する処理は行われない。また、データ用チャネルの設定数は、必要とされる通信サービスや通信速度により決定される。
この場合、データ用チャネルのデータDPDCH1はI軸に割り当てられ、制御用チャネルの制御データDPCCHはQ軸に割り当てられる。
これにより、データDPDCH1と制御データDPCCHが互いに直交するので、基地局1では、両チャネルを分離して復調することが可能になる。
データ用チャネルの設定数が2〜6の場合についても同様に示すことが可能である。ただし、データ用チャネルの設定数が2〜6の場合、同じ軸のチャネル成分はチャネル分離用の拡散符号を使用することにより分離することができる。
図1はこの発明の実施の形態1による通信システムに適用される移動局を示す構成図であり、図において、51は個別データ用チャネルのデータDPDCHを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6を出力する分配器、52は分配器51から出力されたデータDPDCH1〜DPDCH6及び制御用チャネルの制御データDPCCH,ADPCCH(ADPCCH:additional DPCCH)に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算してスペクトル拡散を行う拡散器、53は拡散器52によるスペクトル拡散後の制御用チャネルの制御データADPCCHを分配する分配器、54は拡散器52及び分配器53の出力信号をIQ多重して複素信号(I信号、Q信号)を生成するスクランブル部である。
なお、分配器51,拡散器52,分配器53及びスクランブル部54からIQ多重手段が構成されている。
なお、変調部55,周波数変換部56及びアンテナ57から送信手段が構成されている。
なお、アンテナ61,周波数変換部62及び直交復調部63から受信手段が構成されている。
なお、逆スクランブル部64,逆拡散器65,データ用チャネル合体部66及び合成器67からIQ分離手段が構成されている。
なお、図5はこの発明の実施の形態1による通信方法を示すフローチャートである。
移動局2が基地局1にデータを送信する際の動作を説明する。
ここでは、説明の便宜上、6個のデータ用チャネルのデータと2個の制御用チャネルの制御データとを送信する場合について説明する。
まず、移動局2の分配器51は、個別データ用チャネルのデータDPDCHを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6を出力する(ステップST1)。
即ち、拡散器52の乗算器71〜76は、分配器51から出力された複数のデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,1〜Cd,6を乗算し、拡散器52の乗算器77は、制御用チャネルの制御データDPCCHに対してチャネル分離用の拡散符号Ccを乗算し、拡散器52の乗算器78は、新たに追加する制御用チャネルの制御データADPCCHに対してチャネル分離用の拡散符号Cccを乗算する。
なお、スクランブル部54の乗算器88,89に対する分配比は、I軸の信号パワーとQ軸の信号パワーを考慮して決定してもよいが、この例では、1:1の比で分配するものとする。
即ち、スクランブル部54の乗算器81〜86は、拡散器52における乗算器71〜76の出力信号に対してDPDCH用の振幅係数βdを乗算し、スクランブル部54の乗算器87は、拡散器52における乗算器77の出力信号に対してDPCCH用の振幅係数βcを乗算する。
また、スクランブル部54の乗算器88は、分配器53の出力信号に対してADPCCH用の振幅係数βcc(I)を乗算し、スクランブル部54の乗算器89は、分配器53の出力信号に対してADPCCH用の振幅係数βcc(Q)を乗算する。
因みに、図6はデータ用チャネルの設定数が1である場合の複素平面であるが、例えば、データDPDCH1の信号パワーが“1.5”、制御データDPCCHの信号パワーが“1.0”であれば、I軸の制御データADPCCH(I)の信号パワーが“1.0”、Q軸の制御データADPCCH(Q)の信号パワーが“0.5”になるように、ADPCCH用の振幅係数βcc(I),βcc(Q)が決定される。
また、スクランブル部54の乗算器92は、加算器91の出力信号をQ軸に割り当てるため、加算器91の出力信号に対して虚数jを乗算する。
次に、スクランブル部54の加算器93は、加算器90の出力信号と乗算器92の出力信号を加算し、スクランブル部54の乗算器94は、加算器93の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Sdpch,nを乗算して複素信号(I信号、Q信号)を出力する。
周波数変換部56は、変調部55が変調信号を生成すると、その変調信号を周波数変換して無線周波数信号を生成し、その無線周波数信号を増幅してアンテナ57に出力する(ステップST6)。これにより、アンテナ57から無線周波数信号が基地局1に送信される。
直交復調部63は、周波数変換部62がベースバンド信号を出力すると、そのベースバンド信号を直交復調して複素信号(I信号、Q信号)を出力する(ステップST8)。
即ち、逆スクランブル部64の乗算器100が直交復調部63から出力された複素信号(I信号、Q信号)に対して移動局識別用の識別符号Sdpch,nを乗算する。
即ち、逆拡散器65の乗算器101〜104は、逆スクランブル部64から出力されたI信号に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,1,Cd,3,Cd,5,Cccをそれぞれ乗算し、逆拡散器65の乗算器105〜109は、逆スクランブル部64から出力されたQ信号に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,2,Cd,4,Cd,6,Cc,Cccをそれぞれ乗算する。
そして、逆拡散器65の積分器110〜118は、乗算器101〜109の出力信号を拡散符号時間長に渡って時間積分することにより、データ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6と制御用チャネルの制御データDPCCHを再現する。
また、逆拡散器65の積分器113の出力信号と積分器118の出力信号とが合成器67により合成されて、新たに追加される制御用チャネルの制御データADPCCHが再現される(ステップST12)。
図7はこの発明の実施の形態2による通信システムに適用される移動局を示す構成図であり、図8はこの発明の実施の形態2による通信システムに適用される基地局を示す構成図である。図において、図1及び図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
58は拡散器52によるスペクトル拡散後の制御用チャネルの制御データADPCCHをスクランブル部54の乗算器88又は乗算器89に出力するセレクタ(IQ多重手段)、68は逆拡散器65の積分器113又は積分器118から制御用チャネルの制御データADPCCHを入力して出力するセレクタ(IQ分離手段)である。
そこで、この実施の形態2では、I軸の信号パワーとQ軸の信号パワーとのバランスを取る観点から、移動局2のセレクタ58は、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、拡散器52における乗算器78の出力データをスクランブル部54の乗算器89に出力して、制御用チャネルの制御データADPCCHをQ軸に割り当てるようにする。
一方、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、移動局2のセレクタ58は、拡散器52における乗算器78の出力データをスクランブル部54の乗算器88に出力して、制御用チャネルの制御データADPCCHをI軸に割り当てるようにする。
これにより、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様に、例えば、周波数変換部56における増幅器のひずみの発生を抑制して、隣接周波数帯域への妨害を抑制することができる効果を奏する。
上記実施の形態2では、I軸及びQ軸のうち、信号パワーが小さい方の軸に制御用チャネルの制御データADPCCHを割り当てるものについて示したが、図13及び図14に示すように、制御用チャネルの制御データADPCCHを常にQ軸に割り当てるようにしてもよい。 即ち、制御用チャネルの制御データADPCCHの拡散符号長は256程度であって、制御用チャネルの制御データDPCCHの拡散符号長と同程度であると考えられる。
増幅器としては、変動の大きい信号が入力するほど歪が発生しやすくなり、歪を抑えるためにより大きいパワーまで線形性が要求されるので消費電流が増加する。
しかし、N=1の場合と比べて、N>1の場合は、I軸とQ軸との差が大きくないので、歪の程度も差が小さいと考えることができる。
よって、I軸の信号パワーとQ軸の信号パワーとのバランスを取る観点と、増幅器の入力信号の特性の観点とから、制御用チャネルの制御データDPCCHと一緒に、制御用チャネルの制御データADPCCHをQ軸に割り当てても、実用上問題を生じることが少ないと考えられる。
Claims (24)
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成するIQ多重手段と、
上記IQ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備え、
上記IQ多重手段は、データ用チャネルの送信データをI軸およびQ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当てるとともに、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをI軸に割り当て、IQ多重することで複素信号を生成することを特徴とする移動局。 - IQ多重手段は、各チャネルのデータに対してスペクトル拡散を行う拡散器を備えたことを特徴とする請求項1記載の移動局。
- 拡散器は、データ用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器と、制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器とを備えたことを特徴とする請求項2記載の移動局。
- IQ多重手段は、各チャネルのデータをIQ多重したものに対してスクランブル処理を行うスクランブル部を備えたことを特徴とする請求項1記載の移動局。
- スクランブル部は、データ用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器と、制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器とを備えたことを特徴とする請求項4記載の移動局。
- スクランブル部は、I軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するI軸加算器と、Q軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するQ軸加算器とを備えたことを特徴とする請求項4記載の移動局。
- スクランブル部は、各チャネルのデータをIQ多重したものに対して、移動局識別用の識別符号を乗算する乗算器を備えたことを特徴とする請求項4記載の移動局。
- 制御データの追加は、制御用チャネルの追加によって行われるものであることを特徴とする請求項1記載の移動局。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重する移動局から送信された無線周波数信号を受信し、その無線周波数信号を復調して複素信号を出力する受信手段と、上記受信手段から出力された複素信号をIQ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを出力するIQ分離手段とを備え、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であればQ軸に偶数であればI軸に割り当てられた当該制御データを、その割り当てられたI軸又はQ軸に上記IQ分離手段が分離して出力することを特徴とする基地局。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成するIQ多重手段と、上記IQ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備えた移動局と、上記移動局から送信された信号を受信し、その信号を復調して複素信号を出力する受信手段と、上記受信手段から出力された複素信号をIQ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データとを出力するIQ分離手段とを備えた基地局とを含み、上記移動局のIQ多重手段は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをI軸に割り当てる一方、上記基地局のIQ分離手段は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データがI軸又はQ軸に割り当てられている場合、その割り当てられているI軸又はQ軸に制御データを分離して出力することを特徴とする通信システム。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成するIQ多重工程と、
上記IQ多重工程により生成された複素信号を変調して送信する送信工程とを含み、
上記IQ多重工程では、データ用チャネルの送信データをI軸及びQ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当てるとともに、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをI軸に割り当て、IQ多重することで複素信号を生成することを特徴とする送信方法。 - IQ多重工程は、各チャネルのデータに対してスペクトル拡散を行う拡散工程を含むことを特徴とする請求項11記載の送信方法。
- 拡散工程は、データ用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程と、制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程とを含むことを特徴とする請求項12記載の送信方法。
- IQ多重工程は、各チャネルのデータをIQ多重したものに対してスクランブル処理を行うスクランブル工程を含むことを特徴とする請求項11記載の送信方法。
- スクランブル工程は、データ用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程と、制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程とを含むことを特徴とする請求項14記載の送信方法。
- スクランブル工程は、I軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するI軸加算工程と、Q軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するQ軸加算工程とを含むことを特徴とする請求項14記載の送信方法。
- スクランブル工程は、各チャネルのデータをIQ多重したものに対して、移動局識別用の識別符号を乗算する乗算工程を含むことを特徴とする請求項14記載の送信方法。
- 制御データの追加は、制御用チャネルの追加によって行われるものであることを特徴とする請求項11記載の送信方法。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重する移動局から送信された無線周波数信号を受信し、その無線周波数信号を復調して複素信号を出力する受信工程と、上記受信工程にて生成された複素信号をIQ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを出力するIQ分離工程とを含み、上記IQ分離工程では、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であればQ軸に偶数であればI軸に割り当てられた当該制御データを、その割り当てられたI軸又はQ軸に分離して出力することを特徴とする受信方法。
- 移動局がデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成し、その複素信号を変調して送信する一方、基地局が上記移動局から送信された信号を受信すると、その信号を復調して複素信号を生成し、その複素信号をIQ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データとを出力する通信方法において、上記移動局は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをI軸に割り当てる一方、上記基地局は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データがI軸又はQ軸に割り当てられている場合、その割り当てられているI軸又はQ軸に当該制御データを分離して出力することを特徴とする通信方法。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成するIQ多重装置であって、データ用チャネルの送信データをI軸およびQ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当てるとともに、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをI軸に割り当てることを特徴とするIQ多重装置。
- データ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをIQ多重して複素信号を生成するIQ多重方法であって、データ用チャネルの送信データをI軸およびQ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをQ軸に割り当てるとともに、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをI軸に割り当てることを特徴とするIQ多重方法。
- データ用チャネル、制御用チャネル、および、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルが割当可能な移動局であって、
IQ多重により複素信号を生成するIQ多重手段と、
前記IQ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備え、
前記IQ多重手段は、前記データ用チャネルをI軸およびQ軸に交互に割り当て、前記制御用チャネルをQ軸に割り当てると共に、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをI軸に割り当てることを特徴とする移動局。 - データ用チャネル、制御用チャネル、および、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルが割当可能な移動局で行われる送信方法であって、
IQ多重により複素信号を生成するIQ多重工程と、
前記IQ多重工程により生成された複素信号を変調して送信する送信工程とを備え、
前記IQ多重工程は、前記データ用チャネルをI軸およびQ軸に交互に割り当て、前記制御用チャネルをQ軸に割り当てると共に、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをQ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをI軸に割り当てることを特徴とする送信方法。
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