JP4024836B2 - Mobile station, base station, communication system and communication method - Google Patents
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Description
この発明は、高速でデータ通信を行う移動局、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多重方法に関するものである。 The present invention relates to a mobile station, a base station, a communication system, a transmission method, a reception method, a communication method, an IQ multiplexing apparatus, and an IQ multiplexing method that perform high-speed data communication.
携帯電話に代表される移動体無線通信方式として、第3世代と呼ばれる複数の通信方式がITU(国際電気通信連合)においてIMT―2000として採用され、そのうち、W−CDMA(Wideband Code Division MultipleAccess)方式については、2001年に日本において商用サービスが開始されている。
W−CDMA方式は、移動局当り最大2Mbps(bit persecond)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 PartnershipProject)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。
As a mobile radio communication system represented by a mobile phone, a plurality of communication systems called third generation are adopted as IMT-2000 in ITU (International Telecommunication Union), and among them, W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system In 2001, commercial service was started in Japan.
The purpose of the W-CDMA system is to obtain a communication speed of about 2 Mbps (bit per second) at the maximum per mobile station. The version of the standard summarized in 1999 in 3GPP (3rd Generation Partnership Project), which is a standardization organization. The first specification has been determined as Release 99 (Release 1999) version.
図21は従来の通信システムを示す一般的な概念図であり、図において、1は基地局、2は基地局1と無線通信を実施する移動局、3は基地局1が移動局2にデータを送信する際に使用される下りリンク、4は移動局2が基地局1にデータを送信する際に使用される上りリンクである。
FIG. 21 is a general conceptual diagram showing a conventional communication system. In FIG. 21, 1 is a base station, 2 is a mobile station that performs wireless communication with the
図22は移動局2の内部構成を示す構成図であり、図において、11は個別データ用チャネル(Dedicated Physical DataCHannel)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、12は分配器11から出力されたデータDPDCH1〜DPDCH6及び制御用チャネル(Dedicated Physical ControlCHannel)の制御データ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、13は拡散器12の出力信号をIQ多重して複素信号(I信号:Inphase信号、Q信号:Quadrature信号)を生成するスクランブル部、14はスクランブル部13により生成された複素信号(I信号、Q信号)を直交変調して変調信号を生成する変調部、15は変調部14により生成された変調信号を周波数変換して無線周波数信号を出力する周波数変換部、16は周波数変換部15から出力された無線周波数信号を送信するアンテナである。
FIG. 22 is a block diagram showing the internal configuration of the
図23は拡散器12及びスクランブル部13の内部構成を示す構成図であり、図において、21〜26は分配器11から出力されたデータDPDCH1〜DPDCH6に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,1〜Cd,6を乗算する乗算器、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を乗算する乗算器、31〜36は乗算器21〜26の出力信号に対してDPDCH用の振幅係数βdを乗算する乗算器、37は乗算器27の出力信号に対してDPCCH用の振幅係数βcを乗算する乗算器である。
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。
FIG. 23 is a block diagram showing the internal configuration of the
38 is an adder that adds the output signals of the
次に動作について説明する。
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。
Next, the operation will be described.
An operation when the
Here, for convenience of explanation, a case will be described in which data of six data channels and control data of one control channel are transmitted.
まず、移動局2の分配器11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。
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。
First, the distributor 11 of the
When the distributor 11 outputs the data DPDCH1 to DPDCH6 of a plurality of data channels, the
スクランブル部13は、拡散器12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。
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。
The
That is, the
Here, FIG. 24 is a table showing the possible values of the amplitude coefficients βd and βc. The amplitude coefficients βd and βc are coefficients for determining the power ratio between the data DPDCH1 to DPDCH6 and the control data DPCCH, and are defined in 3GPP standard TS25.213v3.6.0 (2001-06) (Release 1999). The right side of the table shows the values that the amplitude coefficients βd and βc can take.
そして、スクランブル部13の加算器38は、乗算器31〜33の出力信号を足し合わせ、スクランブル部13の加算器39は、乗算器34〜37の出力信号を足し合わせる。
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。
Then, the
The
Here, data DPDCH1, DPDCH3, and DPDCH5 are assigned to the I axis, and data DPDCH2, DPDCH4, and DPDCH6 are assigned to the Q axis, but the data channel assignment method for the I / Q axis is TS25.213 of the 3GPP standard. It is stipulated in.
次に、スクランブル部13の加算器41は、加算器38の出力信号と乗算器40の出力信号を加算し、スクランブル部13の乗算器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。
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。
Next, the adder 41 of the
When the
When the
基地局1は、移動局2から送信された無線周波数信号を受信すると、移動局2と逆の動作を行うことによりデータを取得する。
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。
When the
In the above conventional example, six data channels are set. However, when the number of data channels is five or less, the data DPDCH1 is assigned to the I / Q axis in order, and unnecessary data is used. No processing is performed on the channel. The number of data channels set is determined by the required communication service and communication speed.
ここで、図25はデータ用チャネルの設定数が1である場合における複素平面を示す説明図である。
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。
Here, FIG. 25 is an explanatory diagram showing a complex plane when the number of data channels set is one.
In this case, data DPDCH1 of the data channel is assigned to the I axis, and control data DPCCH of the control channel is assigned to the Q axis.
Thereby, since data DPDCH1 and control data DPCCH are orthogonal to each other,
The same applies to the case where the number of data channels set is 2-6. However, when the set number of data channels is 2 to 6, channel components on the same axis can be separated by using a spreading code for channel separation.
なお、上記の従来例では、基地局1と移動局2の間に、下りリンク3と上りリンク4を1本ずつ設定するものについて示したが、基地局1が移動局2に送信する下りデータの更なる高速化を実現するため、図26に示すように、従来の下りリンク3の他に下りリンク5を新たに追加するHSDPA(High Speed Downlink PacketAccess)が提案・検討されている(TR25.858v1.0.0(2001−12)「High Speed Downlink PacketAccess:Physical Layer Aspects(Release5)」を参照)。
In the above conventional example, one
なお、新たに下りリンク5を追加するに際して、移動局2が下りの高速パケットデータに対する応答データ(ACK/NACK)等を基地局1に送信することが検討されているが、図26に示すように、その応答データを送信するための専用の制御用チャネル(上りリンクチャネル6)については、従来の制御用チャネルと同様にチャネル分離用の拡散符号により分離・識別したのち、従来の上りリンク4に追加多重する方向で検討されている。TR25.858では、専用の制御用チャネルを "additional DPCCH"と記述されている。
従来の通信システムは以上のように構成されているので、新たに追加する専用の制御用チャネルをI軸又はQ軸に割り当てる必要があるが、専用の制御用チャネルをI軸又はQ軸に割り当てることによってI軸又はQ軸のピークパワーが増大すると、例えば、移動局2の変調部14が内蔵する直交変調器(ないしは直交変調増幅器)において、その入出力特性の非線形な領域を使用することになるために歪みが発生する。また、I軸の信号パワーとQ軸の信号パワーのバランスが崩れると、変調部14から出力される直交変調後の変調信号のピークパワーが、I軸とQ軸のバランスが取れている場合と比べて大きくなり、例えば、移動局2の周波数変換部15が内蔵する増幅器を用いて無線周波数信号を増幅する際、その増幅器の入出力特性の非線形な領域を使用することになるために歪みが発生する。このように増幅器において歪みが発生して非線形成分が出力されると、この非線形成分が隣接周波数帯域の信号成分と干渉して、隣接周波数帯域を妨害してしまう課題があった。
Since the conventional communication system is configured as described above, it is necessary to allocate a newly added dedicated control channel to the I axis or Q axis, but to allocate the dedicated control channel to the I axis or Q axis. If the peak power of the I-axis or Q-axis increases as a result, for example, in a quadrature modulator (or quadrature modulation amplifier) built in the
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、増幅器の歪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多重方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A mobile station, a base station, a communication system, and a transmission capable of suppressing the occurrence of distortion in an amplifier and suppressing interference with an adjacent frequency band. It is an object to obtain a method, a receiving method, a communication method, an IQ multiplexing apparatus, and an IQ multiplexing method.
この発明に係る移動局は、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、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と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とを備え、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ものである。 The mobile station according to the present invention transmits the control data for the dedicated control channel for the downlink high-speed packet data in addition to the transmission data for the data channel, the control data for the control channel, and the transmission data and the control data. IQ multiplexing means for generating a complex signal by multiplexing, and transmission means for modulating and transmitting the complex signal generated by the IQ multiplexing means, the IQ multiplexing means spreading spectrum for each channel data And a scrambler for performing scramble processing on the IQ multiplexed data of each channel, and the transmission data of the data channel is alternately assigned to the I axis and the Q axis, and the control data of the control channel Is assigned to the Q axis, and control data for a control channel dedicated to downlink high-speed packet data is added. If the number of data channel settings is an odd number, control data for the control channel dedicated to downlink high-speed packet data is assigned to the Q axis, and if the number of data channel settings is an even number, control dedicated to downlink high-speed packet data is assigned. This is characterized in that a complex signal is generated by assigning control data of a general channel to the I axis and IQ multiplexing.
この発明によれば、増幅器の歪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がある。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to suppress the occurrence of distortion of the amplifier and to suppress the interference to the adjacent frequency band.
実施の形態1.
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:additionalDPCCH)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。
FIG. 1 is a block diagram showing a mobile station applied to a communication system according to
The
55はスクランブル部54により生成された複素信号(I信号、Q信号)を直交変調して変調信号を生成する変調部、56は変調部55により生成された変調信号を周波数変換して無線周波数信号を出力する周波数変換部、57は周波数変換部56から出力された無線周波数信号を送信するアンテナである。
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。
55 is a modulation unit that generates a modulated signal by orthogonally modulating the complex signal (I signal, Q signal) generated by the
The
図2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基地局を示す構成図であり、図において、61は移動局2から送信された無線周波数信号を受信するアンテナ、62はアンテナ61により受信された無線周波数信号を周波数変換してベースバンド信号を出力する周波数変換部、63は周波数変換部62から出力された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)を出力する直交復調部である。
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。
2 is a block diagram showing a base station applied to the communication system according to
The
64は直交復調部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を乗算する逆スクランブル部、65は逆スクランブル部64の出力信号に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算して各チャネルのデータを分離する逆拡散器、66はデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6を合体して、個別データ用チャネルのデータDPDCHを再現するデータ用チャネル合体部、67はI軸及びQ軸に配分されている制御用チャネルの制御データADPCCHを合成する合成器である。
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。
64 is a descrambling unit that multiplies the complex signal (I signal, Q signal) output from the
The
図3は拡散器52,分配器53及びスクランブル部54の内部構成を示す構成図であり、図において、71〜76は分配器51から出力されたデータDPDCH1〜DPDCH6に対してチャネル分離用の拡散符号Cd,1〜Cd,6を乗算する乗算器、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を乗算する乗算器、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を乗算する乗算器、81〜86は乗算器71〜76の出力信号に対してDPDCH用の振幅係数βdを乗算する乗算器、87は乗算器77の出力信号に対してDPCCH用の振幅係数βcを乗算する乗算器、88,89は分配器53の出力信号に対してADPCCH用の振幅係数βccを乗算する乗算器である。
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the
90は乗算器81〜83,88の出力信号を足し合わせる加算器、91は乗算器84〜87,89の出力信号を足し合わせる加算器、92は加算器91の出力信号に対して虚数jを乗算する乗算器、93は加算器90の出力信号と乗算器92の出力信号を加算する加算器、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)を出力する乗算器である。
90 is an adder that adds the output signals of the
図4は逆スクランブル部64,逆拡散器65及び合成器67の内部構成を示す構成図であり、図において、100は直交復調部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をそれぞれ乗算する乗算器、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乗算器、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積分器である。
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。
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the
FIG. 5 is a flowchart showing a communication method according to
次に動作について説明する。
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)。
Next, the operation will be described.
An operation when the
Here, for convenience of explanation, a case will be described in which data of six data channels and control data of two control channels are transmitted.
First,
拡散器52は、分配器51が複数のデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6を出力すると、そのデータ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6及び制御用チャネルの制御データDPCCH,ADPCCH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(ステップST2)。
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。
That is, the multipliers 71 to 76 of the
分配器53は、拡散器52の乗算器78が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を乗算すると、乗算器78の出力データをスクランブル部54の乗算器88,89に分配する(ステップST3)。
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。
When the
The distribution ratio of the
スクランブル部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(ステップST4)。
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。
The
That is, the
Further, the
なお、ADPCCH用の振幅係数βcc(I),βcc(Q)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する。即ち、加算器93から出力されるI信号の信号パワーとQ信号の信号パワーが均一になるように決定する。
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。
The amplitude coefficients βcc (I) and βcc (Q) for ADPCCH are determined in consideration of the I-axis signal power and the Q-axis signal power. That is, the signal power of the I signal and the signal power of the Q signal output from the adder 93 are determined to be uniform.
Incidentally, FIG. 6 shows a complex plane when the number of data channels is set to 1. For example, the signal power of the data DPDCH1 is “1.5” and the signal power of the control data DPCCH is “1.0”. If present, the amplitude coefficient for ADPCCH so that the signal power of the I-axis control data ADPCCH (I) is “1.0” and the signal power of the Q-axis control data ADPCCH (Q) is “0.5”. βcc (I) and βcc (Q) are determined.
次に、スクランブル部54の加算器90は、乗算器81〜83,88の出力信号を足し合わせ、スクランブル部54の加算器91は、乗算器84〜87,89の出力信号を足し合わせる。
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。
Next, the
Further, the
Next, the adder 93 of the
変調部55は、上記のようにしてスクランブル部54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(ステップST5)。
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。
When the scrambling
When the
基地局1の周波数変換部62は、アンテナ61が移動局2から送信された無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号を周波数変換してベースバンド信号を出力する(ステップST7)。
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)。
When the
When the
逆スクランブル部64は、直交復調部63が複素信号(I信号、Q信号)を出力すると、その複素信号(I信号、Q信号)に対して移動局識別用の識別符号を乗算する(ステップST9)。
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。
When the
That is, the
逆拡散器65は、逆スクランブル部64の出力信号に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算して各チャネルのデータを分離する(ステップST10)。
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。
The
That is, the multipliers 101 to 104 of the
The
なお、データ用チャネルのデータDPDCH1〜DPDCH6は、データ用チャネル合体部66により合体されて、個別データ用チャネルのデータDPDCHが再現される(ステップST11)。
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)。
The data DPDCH1 to DPDCH6 for the data channel are merged by the
Further, the output signal of the
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、スクランブル部54が拡散器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)を生成する際、I軸の信号パワーとQ軸の信号パワーを考慮して、ADPCCH用の振幅係数βcc(I),βcc(Q)を決定するように構成したので、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。
As apparent from the above, according to the first embodiment, when the
なお、この実施の形態1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。 In the first embodiment, six data channels are set. However, when the number of data channels is five or less, the data DPDCH1 is assigned to the I / Q axis in order, and is not necessary. No processing related to the data channel is performed. The number of data channels set is determined by the required communication service and communication speed.
実施の形態2.
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。
7 is a block diagram showing a mobile station applied to a communication system according to
58 is a selector (IQ multiplexing means) that outputs control data ADPCCH of the control channel after spread spectrum by the
上記実施の形態1では、分配器53が拡散器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88,89に分配し、スクランブル部54の乗算器88,89がI信号の信号パワーとQ信号の信号パワーが均一になるようなADPCCH用の振幅係数βcc(I),βcc(Q)を分配器53の出力信号に乗算するものについて示したが、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を割り当てるため、セレクタ58がI軸の信号パワーとQ軸の信号パワーを考慮して、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又は乗算器89に出力するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
即ち、3GPP規格のTS25.213には、データ用チャネルの設定数が1であれば、そのデータ用チャネルをI軸に割り当て(図9を参照)、データ用チャネルの設定数が2であれば、各データ用チャネルをI軸とQ軸に割り当てるというように(図10を参照)、I軸及びQ軸に対してデータ用チャネルを交互に割り当てるように規定されている。
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。
That is, in TS25.213 of the 3GPP standard, if the number of data channels is set to 1, the data channel is assigned to the I axis (see FIG. 9), and if the number of data channels is set to 2, Each data channel is assigned to the I axis and the Q axis (see FIG. 10), so that the data channels are alternately assigned to the I axis and the Q axis.
Therefore, in the second embodiment, from the viewpoint of balancing the signal power of the I axis and the signal power of the Q axis, the
基地局1のセレクタ68は、Q軸に割り当てられている制御用チャネルの制御データADPCCHを得るため、逆拡散器65の積分器118から制御用チャネルの制御データADPCCHを入力して、その制御データADPCCHを出力する。
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。
The
On the other hand, if the set number of data channels is an even number, the
基地局1のセレクタ68は、I軸に割り当てられている制御用チャネルの制御データADPCCHを得るため、逆拡散器65の積分器113から制御用チャネルの制御データADPCCHを入力して、その制御データADPCCHを出力する。
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。
The
Thereby, according to this
なお、この実施の形態2では、データ用チャネルの設定数に応じて制御用チャネルの制御データADPCCHを割り当てる軸を決定するものについて示したが、移動局2のセレクタ58がI軸の信号パワーとQ軸の信号パワーを計測して、制御用チャネルの制御データADPCCHを割り当てる軸を決定するようにしてもよい。
In the second embodiment, the axis for allocating the control channel control data ADPCCH according to the set number of data channels is shown. However, the
実施の形態3.
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。
In the second embodiment, the control channel ADPCCH for assigning the control data to the axis with the smaller signal power out of the I axis and the Q axis has been shown. However, as shown in FIGS. Channel control data ADPCCH may always be assigned to the Q axis. That is, the spreading code length of the control data ADPCCH for the control channel is about 256, which is considered to be the same as the spreading code length of the control data DPCCH for the control channel.
したがって、制御用チャネルの制御データADPCCHの信号パワーは、データ用チャネルのデータDPDCH1等の信号パワーと比べて小さく、また、例えばインターネットなどの利用を考えた場合、下りリンクで送信するデータ量と比べて上りリンクで送信するデータ量は多くないと考えられるので、HSDPA用リンクを設定する多くの場合、データ用チャネルの設定数が1であることが考えられる。 Therefore, the signal power of the control data ADPCCH of the control channel is smaller than the signal power of the data DPDCH1 of the data channel, and compared with the amount of data transmitted on the downlink when considering the use of the Internet, for example. Therefore, it is considered that the amount of data to be transmitted in the uplink is not large, and therefore in many cases where the HSDPA link is set, the number of data channels set may be one.
ここで、図15〜図20は、データ用チャネルの設定数(図中にNで表示)を変えて、制御用チャネルの制御データADPCCHをI軸またはQ軸に割り当てた場合の、スクランブル部54の出力波形におけるCCDF(Complimentary Cumulative DistributionFunction)特性のシミュレーション例を示している。図中の"I"がI軸に制御データADPCCHを割り当てた場合の特性を示し、"Q"がQ軸に制御データADPCCHを割り当てた場合の特性を示している。
Here, FIG. 15 to FIG. 20 show the
CCDF特性とは、瞬時パワーが平均パワー対して時間的にどれくらい上回るかの割合(%)を示すものである。CCDF特性が右側にいくほど、平均パワーに比べて大きい瞬時パワーになる割合が大きい(パワー変動が大きい)ことを意味する。例えば、データ用チャネルの設定数が1(N=1)で、制御用チャネルの制御データADPCCHをQ軸に割り当てた特性を見ると、平均パワーから3.5dB程度以上高い瞬時パワーとなる時間的割合は0.1%である。
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。
The CCDF characteristic indicates the ratio (%) of how much the instantaneous power exceeds the average power in terms of time. As the CCDF characteristic goes to the right, it means that the ratio of instantaneous power that is larger than the average power is larger (power fluctuation is larger). For example, when the number of data channels set is 1 (N = 1) and the characteristics of control channel control data ADPCCH assigned to the Q-axis are viewed, the temporal power is about 3.5 dB or more higher than the average power. The proportion is 0.1%.
As an amplifier, distortion is more likely to occur as a signal with large fluctuations is input, and current consumption increases because linearity is required up to higher power in order to suppress distortion.
図15から分かるように、N=1(データ用チャネルはDPDCH1のみ)の場合は、制御データADPCCHの割り当て軸がIかQかにより大きく特性が異なり、Q軸に割り当てた方が歪の発生が少ない。同様にして、Nに応じて特性の良い割り当て軸が入れ替わっており、Nが奇数であればQ軸に、Nが偶数であればI軸に割り当てた方がCCDF特性が良好であることが分かる。これは、上記実施の形態2における割り当て方法と一致しており、CCDF特性の観点から歪を低減できる最も良い方法であることが分かる。
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。
As can be seen from FIG. 15, when N = 1 (the data channel is only DPDCH1), the characteristics vary greatly depending on whether the control data ADPCCH is assigned to the I or Q axis. Few. Similarly, the allocation axis with good characteristics is switched according to N, and it can be seen that the CCDF characteristic is better when it is allocated to the Q axis when N is an odd number and to the I axis when N is an even number. . This is consistent with the assignment method in the second embodiment, and it can be seen that this is the best method that can reduce distortion from the viewpoint of CCDF characteristics.
However, compared to the case of N = 1, when N> 1, the difference between the I axis and the Q axis is not large, so it can be considered that the degree of distortion is also small.
Therefore, from the viewpoint of balancing the I-axis signal power and the Q-axis signal power and from the viewpoint of the characteristics of the input signal of the amplifier, the control channel control data ADPCCH together with the control channel control data DPCCH. Even if is assigned to the Q axis, it is considered that there are few problems in practical use.
このように、制御用チャネルの制御データADPCCHを常にQ軸に割り当てる場合、図11及び図12に示すように、分配器53や合成器67、あるいは、セレクタ58,68が不要になり、回路構成の簡略化を図ることができる効果を奏する。
As described above, when the control data ADPCCH of the control channel is always assigned to the Q axis, the
51 分配器(IQ多重手段)、52 拡散器(IQ多重手段)、53 分配器(IQ多重手段)、54 スクランブル部(IQ多重手段)、55変調部(送信手段)、56 周波数変換部(送信手段)、57 アンテナ(送信手段)、58 セレクタ(IQ多重手段)、61アンテナ(受信手段)、62 周波数変換部(受信手段)、63 直交復調部(受信手段)、64 逆スクランブル部(IQ分離手段)、65逆拡散器(IQ分離手段)、66 データ用チャネル合体部(IQ分離手段)、67 合成器(IQ分離手段)、68セレクタ(IQ分離手段)、71〜76 乗算器、77 乗算器、78 乗算器、81〜86 乗算器、87 乗算器、88,89 乗算器、90加算器、91 加算器、92 乗算器、93 加算器、94 乗算器、100 乗算器、101〜104 乗算器、105〜109 乗算器、110〜118積分器。 51 Distributor (IQ multiplexer), 52 Spreader (IQ multiplexer), 53 Distributor (IQ multiplexer), 54 Scrambler (IQ multiplexer), 55 Modulator (transmitter), 56 Frequency converter (Transmit) Means), 57 antenna (transmitting means), 58 selector (IQ multiplexing means), 61 antenna (receiving means), 62 frequency converting section (receiving means), 63 orthogonal demodulating section (receiving means), 64 de-scrambled section (IQ separation) Means), 65 despreader (IQ separation means), 66 data channel merger (IQ separation means), 67 combiner (IQ separation means), 68 selector (IQ separation means), 71-76 multiplier, 77 multiplication Multiplier, 78 multiplier, 81-86 multiplier, 87 multiplier, 88, 89 multiplier, 90 adder, 91 adder, 92 multiplier, 93 adder, 94 multiplier, 100 multiplier, 1 1-104 multiplier, 105 to 109 multipliers, 110-118 integrator.
Claims (1)
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、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と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とを備え、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。 In addition to the transmission data of the data channel, the control data of the control channel, and the transmission data and the control data, the control data of the dedicated control channel for the downlink high-speed packet data is IQ-multiplexed to generate a complex signal. IQ multiplexing means;
Transmission means for modulating and transmitting the complex signal generated by the IQ multiplexing means,
The IQ multiplexing means includes a spreader that performs spectrum spreading on the data of each channel and a scrambler that performs scramble processing on the data obtained by IQ multiplexing of the data of each channel. If the control channel control data is assigned to the Q axis and the control channel control data dedicated to the downlink high-speed packet data is added, the control channel control data is assigned to the Q axis and the Q channel. The control data for the control channel dedicated to the downlink high-speed packet data is assigned to the Q axis. If the number of data channels is an even number, the control data for the control channel dedicated to the downlink high-speed packet data is assigned to the I axis, and IQ A mobile station that generates a complex signal by multiplexing.
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