JP3631086B2

JP3631086B2 - Multi-carrier CDMA radio transmission method and apparatus

Info

Publication number: JP3631086B2
Application number: JP2000046624A
Authority: JP
Inventors: 貞行安部田; 博行新; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001237803A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、マルチキャリアＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）無線伝送方法及び装置に係り、詳しくは、情報を種々の伝送レートで伝送させることを可能としたマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法及び装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
現在、通信サービスを行うデジタル移動通信システム（ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）など）は、ユーザ毎に時間帯を割当てて通信を行うＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式を採用している。このシステムは、主に音声通信サービスを提供するために設計されたものであり、一定の伝送レートにて音声情報の伝送を行う音声通信サービスを実現している。
【０００５】
また、マルチキャリアＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）無線伝送方式のデジタル移動通信システムへの適用について、近年、研究がなされている。この研究においては、同一の伝送レートでの情報伝送を前提としてより多くのユーザ（移動局）を収容することについての検討が主になされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、画像情報（静止画像、動画像）や音声情報などを含むマルチメディア情報の伝送を考えると、伝送すべき情報の種類や、基地局と移動局との間の伝送路の状態、受信側装置における情報処理能力等により、情報の伝送レートを可変にすることが好ましい。
【０００８】
マルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方式は、各ユーザに対する情報シンボルに対して周波数軸上で拡散符号を乗積するスペクトル拡散手法を利用している。このような手法にて各ユーザに対する情報伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方式に対して、異なる伝送速度での情報伝送についての解析もなされているが、その具体的な手法については明確にされていない。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ユーザ毎に種々の伝送レート（伝送速度）にて情報の無線伝送を可能にするマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法及び装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法が使用され、情報を送信すべきユーザ毎に、上記複数のサブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数を制御して同時送信する情報量を制御することにより情報の伝送レートを可変にする。
【００１２】
このようなマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、拡散に供される情報シンボルの数が制御されることによりユーザに対して同時送信される情報量が制御される。高い伝送レートにて情報を送信すべきユーザに対しては、拡散に供される情報シンボルの数がより多くなるように、また、低い伝送レートにて情報を送信すべきユーザに対しては、拡散に供される情報シンボルの数がより少なくなるように制御される。
【００１３】
上記のように複数のサブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数が制御された際、各情報シンボルは、複製されて周波数軸上に並べられ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号が乗積されることにより、各情報シンボルは、異なる複数のサブキャリアの成分に拡散される。そして、その異なるサブキャリアの成分が多重化されて対応するユーザに対する情報として送信される。
【００１４】
上記サブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数、即ち、情報の伝送レートは、例えば、ユーザに対する無線伝送路の環境（送受信レベル、干渉、誤り率等にて表される）や送信すべき情報の種類（静止画像、動画像、音声など）に応じて決定される。
【００１５】
受信側（ユーザ側）にて、拡散符号を用いて各ユーザに対する情報シンボルが多重化された情報から各ユーザに対する情報シンボルを復号する際に、他のユーザに対する干渉の影響を低減できるという観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、各ユーザに対する情報シンボルの拡散に用いられる拡散符号として相互に直交関係となる符号が用いられる。
【００１６】
上記のように、各ユーザ毎に拡散に供される情報シンボルの数が制御される場合、その情報シンボルとその拡散に割当てられるサブキャリアとの関係を提供するとう観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、同時送信する全情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数を一定とし、１情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数を制御する。
【００１７】
また、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、上記複数のサブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数と１情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数が反比例の関係となる。
【００１８】
上記と同様の観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数を一定とし、上記複数のサブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数に応じて当該数の情報シンボルの拡散全体に割当てられるサブキャリアの数を制御する。
【００１９】
更に、ユーザ毎に同じサブキャリア群を用いても伝送レートに応じた数の情報シンボルの拡散及びその多重化が可能となる同様の観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、同時送信する全情報シンボルそれぞれの拡散に割当てられるサブキャリア群を各情報シンボル相互において同一とし、各情報シンボルの拡散に用いられる拡散符号を異なるようにする。
【００２０】
上記本発明の課題を解決するため、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法が使用され、情報を送信すべきユーザ毎に、時間軸上における情報の多重伝送停止間隔を制御することにより情報の伝送レートを可変にする。
【００２１】
このようなマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、情報の多重伝送が間欠的になされ、その際に、当該情報の多重伝送の停止間隔を制御することにより伝送レートが可変となる。高い伝送レートにて情報を送信すべきユーザに対しては、情報の多重伝送停止間隔が小さくなるように制御され、低い伝送レートにて情報を送信すべきユーザに対しては、情報の多重伝送停止間隔が大きくなるように制御される。
【００２２】
更に、上記本発明の課題を解決するため、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法が使用され、データ変調により上記拡散すべき情報シンボルを得る際に、その変調多値数を制御することにより情報の伝送レートを可変にする。
【００２３】
このようなマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、高い伝送レートにて情報を送信すべきユーザに対しては、データ変調により上記拡散すべき情報シンボルを得る際に、その変調多値数が大きくなるように制御される。具体的には、例えば、１６ＱＡＭ方式や３２ＱＡＭ方式等のデータ変調方式が用いられる。一方、低い転送レートにて情報送信すべきユーザに対しては、データ変調により上記拡散すべき情報シンボルを得る際に、その変調多値数が小さくなるように制御される。具体的には、例えば、ＱＰＳＫ方式やＢＰＳＫ方式等のデータ変調方式が用いられる。
【００２４】
また、受信側（ユーザ側）にて、異なるサブキャリアを用いて各ユーザに対する情報シンボルが多重化された情報から容易に各ユーザに対する情報シンボルを復号できるという観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、情報シンボルの拡散に割当てられる各サブキャリアは周波数軸上で直交する。
【００２５】
サブキャリア間の干渉の影響を排除することができるという観点から、本発明の一態様によるマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方法では、情報シンボルの拡散に割当てられる各サブキャリアの周波数特性は、隣接するサブキャリアの周波数スペクトルがオーバーラップしない。
【００２６】
上記情報シンボルの拡散に割当てれられる異なる複数のサブキャリアは、周波数軸上で離散的に配列されるようにしてもよいし、また、周波数軸上で連続して配置されるようにしてもよい。
【００２７】
更に、上記本発明の課題を解決するため、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置が使用される。本装置は、情報を送信すべきユーザ毎に、上記複数のサブキャリア成分への拡散に供される情報シンボルの数を制御して同時送信する情報量を制御する伝送レート制御手段を有する。
【００２８】
また、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置が使用される。本装置は、情報を送信すべきユーザ毎に、時間軸上における情報の多重伝送停止間隔を制御する間欠送信制御手段を有する。
【００２９】
更に、本発明の一態様では、情報シンボルを複製して周波数軸上に並べ、該複製された情報シンボルに対して周波数軸上において拡散符号を乗積し、当該情報シンボルを周波数の異なる複数のサブキャリアの成分に拡散させて情報の多重伝送を行うマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置が使用される。本装置は、データ変調により上記拡散すべき情報シンボルを得る際に、その変調多値数を制御する変調多値数制御手段を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
本発明の実施の一形態に係るマルチキャリア無線伝送装置は、例えば、図１に示すように構成される。このマルチキャリア無線伝送装置は、例えば、デジタル移動通信システムの基地局に適用される。
【００３３】
図１において、このマルチキャリア無線伝送装置は、各ユーザ（移動局）に対応した信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）を有している。各信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）は、各ユーザに対する信号を生成するもので、各ユーザに配信すべき情報（音声、データ等）を所定の形式の送信データとして生成する送信データ発生部１１、送信データ発生部１１からの送信データを所定のアルゴリズムに従って符号化する伝送路符号化器１２、伝送路符号化器１２からシリアルに出力される情報シンボルを並列の情報シンボルに変換する直並列変換回路１３、及び直並列変換回路１３にて並列的に出力される各情報シンボルを周波数軸上で拡散変調する複数の拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）を有している。
【００３４】
上記直並列変換回路１３は、制御ユニット（図示せず）からの伝送レート指定制御信号に基づいて、伝送路符号化器１２から入力する直列情報シンボル列をｍ個の情報シンボル列に並列変換する。この変換にて得られる情報シンボル列の数を制御することにより、同時に送信される情報量が制御されることになり、結果として情報の伝送レートが制御されることになる。
【００３５】
上記拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）のそれぞれには、上記直並列変換回路１３から並列的に出力される各情報シンボル列の１つが入力し、その情報シンボル列が拡散符号を用いて周波数軸上で拡散変調される。なお、図１には、ｍ個の拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）が示されているが、実際には、複数の拡散変調部のうち、直並列変換回路１３から並列出力される情報シンボル列と同数の拡散変調部が使用される。
【００３６】
各拡散変調部１４（１)〜１４（ｍ）は、例えば、図２に示すように構成される。図２において、各拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）は、複製回路１４１及び乗積器１４２を有している。複製回路１４１は、入力する情報シンボルを拡散率に応じた数だけ複製する。乗積器１４２は、上記複製された情報シンボルにユーザ（ｉ）毎に割当てられた拡散符号Ｃiを乗積する。その結果、乗積器１４２からは、周波数軸上のサブキャリアｆ１、ｆ２、…、ｆｋに対応する成分から成る拡散信号が出力される。
【００３７】
上記のような構成により、各信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）は、複製された情報シンボルに拡散符号を乗積して得られる周波数軸上での拡散信号を、各ユーザに対する信号として出力する。これら各信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）から出力される各ユーザに対応する拡散信号が各サブキャリア成分毎に合成部２１にて合成される。この合成部２１からの各サブキャリア成分毎の合成信号がＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform：逆離散フーリエ変換器）２２（または、逆高速フーリエ変換器ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform））にて周波数−時間変換がなされる。これら合成部２１及びＩＤＦＴ２２によって、各ユーザに対する情報が混在したマルチキャリアＣＤＭＡ信号が生成される。
【００３８】
上記のようにして各ユーザに対する情報が多重化されたマルチキャリアＣＤＭＡ信号は、ガードインターバル挿入部２３、低域等化フィルタ２４及び増幅器２５にて順次処理され、その処理後の信号がアンテナユニット５６から送信される。
【００３９】
上記のようなマルチキャリアＣＤＭＡ伝送装置では、上述したように、直並列変換回路１３にて変換される情報シンボルの数を制御することにより情報の伝送レートが制御される。この伝送レート制御の更に具体的な手法について説明する。
【００４０】
第一の例では、図３に示すように、各拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）は、それぞれ、拡散率が可変となるように構成される。
【００４１】
図３において、直並列変換回路１３からｍ個の情報シンボルが並列的に出力される場合、そのうちの１つが入力される各拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）は、入力される情報シンボルに対して拡散率ｎ／ｍ（ｎ、ｍは、自然数）での拡散処理を行う。即ち、入力された情報シンボルがｋ（＝ｎ／ｍ）個複製され、１情報シンボルが周波数軸上でｋ（＝ｎ／ｍ）個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。
【００４２】
このように、直並列変換回路１３から並列出力される情報シンボルの数ｍに応じて、各拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）での拡散率ｎ／ｍが変わる場合、伝送レートと各情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数との関係は、図４に示すようになる。ｍ＝１の場合、即ち、１情報シンボルを伝送する場合、図４（ａ）に示すように、拡散率はnとなり、１情報シンボルが周波数軸上でｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。この場合の正規化伝送レートを１とする。また、ｍ個の情報シンボルを同時伝送する場合、図４（ｂ）に示すように、拡散率はｎ／ｍとなり、１情報シンボルが周波数軸上でｎ／ｍ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。従って、ｍ個の情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの総数は常に一定値ｎとなる。この場合、上記正規化伝送レートのｍ倍の正規化伝送レートｍとなる。
【００４３】
上記の例においては、伝送レート（伝送速度）を大きくする場合、１情報シンボルを伝送するために使用されるサブキャリアの数を少なくし、逆に、伝送レート（伝送速度）を小さくする場合、１情報シンボルを伝送するために使用されるサブキャリアの数を多くすることになる。そして、伝送レートと１情報シンボルを伝送するために使用されるサブキャリアの数の関係は、反比例の関係となる。また、各情報シンボルを拡散するために割当てるべきサブキャリアは、図５（ａ）に示すように、周波数軸上で連続しているものであっても、図５（ｂ）に示すように、周波数軸上で離散しているものであてもよい。
【００４４】
ところで、上記の例では、伝送レートを変化させる場合、各拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）での拡散率が変化するため、用いられる拡散符号Ｃiの周期もそれに応じて変化させなければならない。また、ユーザが要求する情報毎に伝送レートを変化させる場合には、ユーザ毎にもその拡散符号Ｃiの周期を変化させなければならない。このため、上述したような手法によって伝送レートの制御を行う場合、マルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置において、種々の周期の拡散符号が使われることになる。受信側にてユーザ毎の情報シンボルの復号処理を考慮すると、使用される各拡散符号は、相互に直交関係にあることが好ましい。
【００４５】
そこで、このようなマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置において、使用される各拡散符号は、次のような条件を満たすように決定される。
【００４６】
ユーザｉに対する情報シンボルをｎ×ｍ個のサブキャリア成分に拡散するために周期ｎ×ｍの拡散符号Ｃiが用いられ、ユーザｋに対する情報シンボルをｎ個のサブキャリア成分に拡散するために周期ｎの拡散符号Ｃkが用いられる場合、各拡散符号Ｃi、Ｃkは、
【００４７】
【数１】

の条件を満足することにより、相互に直交関係となる。
【００４８】
このような拡散符号Ｃi、Ｃkを生成する手法は、例えば、「Orthogonal forward link using orthogonal multi-spreading factor codes for DS-CDMA mobile radio (K. Okawa and F. Adachi：IEICE Trans. Commun., Vol. E81-B, No.4, pp777-784, April 1998)」に示される。このような手法では、例えば、図６に示すように、アダマール系列に従って階層的に配列されるように生成された各周期（２^m）（ｍ＝１、２、…）の拡散符号から、所定の位置関係にある拡散符号が直交関係にある拡散符号Ｃi、Ｃkとして選択される。
【００４９】
次に、伝送レート制御の具体的な手法の第二の例では、図７に示すように、各拡散変調部１４’（１）〜１４’（ｍ）は、固定的な拡散率にて拡散処理を行うように構成される。
【００５０】
図７において、直並列変換回路１３からｍ個の情報シンボルが並列的に出力される場合、そのうちの１つが入力される各拡散変調部１４’（１）〜１４’（ｍ）は、入力される情報シンボルに対して常に拡散率ｎでの拡散処理を行う。即ち、入力された情報シンボルがｎ個複製され、１情報シンボルが周波数軸上で常にｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。
【００５１】
このように、直並列変換回路１３から並列出力される情報シンボルの数ｍにかかわらず、各拡散変調部１４’（１）〜１４’（ｍ）での拡散率ｎが固定されている場合、伝送レートと、各情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数との関係は、図８に示すようになる。ｍ＝１の場合、即ち、１シンボルを伝送する場合、図８（ａ）に示すように、拡散率はｎとなり、１情報シンボルが周波数軸上でｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。この場合の正規化伝送レートを１とする。また、ｍ個の情報シンボルを同時伝送する場合、図８（ｂ）に示すように、拡散率は上記の場合と同様にｎであり、１情報シンボルは周波数軸上でｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。従って、ｍ個の情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの総数はｎ×ｍ個となる。この場合、上記正規化伝送レートのｍ倍の正規化伝送レートｍとなる。
【００５２】
上記の例においては、伝送レート（伝送速度)を大きくする場合、１情報シンボルを伝送するために用いられるサブキャリアの数を一定にしつつ、全情報シンボルを伝送するために用いられるサブキャリアの総数を大きくし、逆に、伝送レート（伝送速度）を小さくする場合、１情報シンボルを伝送するために用いられるサブキャリアの数を一定にしつつ、全情報シンボルを伝送するために用いられるサブキャリアの総数を小さくする。そして、伝送レートと全情報シンボルを伝送するために用いられるサブキャリアの総数との関係は、比例関係となる。
【００５３】
なお、各情報シンボルを拡散するために割当てられるべきサブキャリアは、前述の例と同様に（図５参照）、周波数軸上で連続しているものであっても、離散するものであってもよい。また、各ユーザに対して割当てられる拡散符号も、相互に直交していることが好ましい。
【００５４】
次に、伝送レート制御の具体的な手法の第三の例では、図９に示すように、各拡散変調部１４’’（１）〜１４’’（ｍ）は、使用する拡散符号Ｃi1〜Ｃimが異なるように構成される。
【００５５】
図９において、直並列変換回路１３からｍ個の情報シンボルが並列的に出力される場合、そのうちの１つが入力される各拡散変調部１４’’（１）〜１４’’（ｍ）は、入力される情報シンボルに対して常に拡散率ｎでの拡散処理を行う。即ち、入力された情報シンボルがｎ個複製され、１情報シンボルが周波数軸上で常にｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。上記各拡散変調部１４’’（１）〜１４’’（ｍ）での拡散処理は、それぞれ異なる拡散符号Ｃi1〜Ｃimを用いて行われる。
【００５６】
このように、直並列変換回路１３から並列出力されるｍ個の情報シンボルが、各拡散変調部１４’’（１）〜１４’’（ｍ）にて異なった拡散符号Ｃi1〜Ｃimを用いて周波数軸上のｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される場合、伝送レートと各情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数及び拡散符号との関係は、図１０に示すようになる。ｍ＝１の場合、即ち、１シンボルを伝送する場合、図１０（ａ）に示すように、拡散率はｎとなり、１シンボルが周波数軸上で１組のｎ個のサブキャリアに対応した成分に拡散される。この場合の正規化伝送レートを１とする。また、ｍ個の情報シンボルを同時伝送する場合、図１０（ｂ）に示すように、周波数軸方向の拡散率は上記の場合と同様にｎとなるが、ｍ個の拡散符号により周波数軸方向にｍ種類の拡散形態をとることになる。この場合、上記正規化レートのｍ倍の正規化伝送レートｍとなる。
【００５７】
上記のように各拡散変調部１４’’（１）〜１４’’（ｍ）から出力されるｎ個のサブキャリアｆ１〜ｆｎに対応した成分を有する拡散信号は、合成回路１５（Σ）にて各サブキャリア成分毎に合成（例えば、加算）される。そして、この合成回路１５（Σ）からｎ個のサブキャリアに対応した合成成分を有する合成拡散信号が、ユーザｉに対応した信号生成回路１００（ｉ）（図１参照）の出力信号として出力される。
【００５８】
上記に例においては、伝送レート（伝送速度）を大きくする場合、情報シンボルの拡散に用いられる拡散符号の数を多くし、逆に、伝送レート（伝送速度）を小さくする場合には、情報シンボルの拡散に用いられる拡散符号の数を少なくすることになる。
【００５９】
なお、各情報シンボルを拡散するために割当てられるべきｎ個のサブキャリアは、前述した各例と同様に、周波数軸上で連続するものであっても、離散するものであってもよい（図５参照）。また、各ユーザに対して割当てられる拡散符号Ｃi1〜Ｃimは、相互に直交していることが好ましく、更に、それらの拡散符号は、ユーザ相互間においても直交していることが好ましい。
【００６０】
次に、伝送レート制御の具体的な手法の第四の例について説明する。
【００６１】
この例では、図１１に示すように、図１に示す各信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）における直並列変換回路１３の前段に間欠送信制御部１６が設けられる。この間欠送信制御部１６は、制御ユニット（図示せず）からの伝送レート制御信号に基づいて、伝送路符号化器１２（図１参照）での処理を経た送信データの直並列変換回路１３への転送タイミングを制御している。伝送レートを高くしたい場合は、図１２（ａ）に示すように、データの送信停止間隔が短くされ、また、伝送レートを低くしたい場合には、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）に示すように、データの送信停止間隔が長くされる。このように、データの送信停止間隔を制御することにより、情報の伝送レートを制御することができる。
【００６２】
上記のように間欠送信制御部１６によって送信停止間隔が制御される送信データが直並列変換回路１３に入力されると、該送信データが所定数ｍの情報シンボルに並列変換され、その各情報シンボルが拡散変調部１４（１）〜１４（ｍ）にてｎ個のサブキャリア成分に拡散される。
【００６３】
次に、伝送レートの具体的な手法の第五の例について説明する。
【００６４】
この例では、図１３に示すように、図１に示す各信号生成回路１００（１）〜１００（ｎ）における送信データ発生部１１でのデータ変調の変調多値数が、伝送レート制御信号に基づいて変調多値数指定部１５によって制御される。伝送レートを高くしたい場合には、変調多値数が大きくされ、例えば、１６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式にて送信データの変調が行われる。また、伝送レートを低くしたい場合には、変調多値数が小さくされ、例えば、ＱＰＳＫ方式やＢＰＳＫ方式にて送信データの変調が行われる。
【００６５】
この変調方式の切替えは、例えば、図１４に示すように、無線伝送路の環境に応じて行うことができる。即ち、基地局ＢＳに近く受信状況の良好なユーザに対しては、変調多値数の大きい変調方式が用いられ、基地局ＢＳから離れて受信状況の悪いユーザに対しては、変調多値数の小さい変調方式が用いられる。また、伝送すべき情報量に応じて変調方式を切替えることもできる。例えば、画像やインターネットからの情報などのように比較的多い情報量の情報配信を受けるユーザに対しては、変調多値数の大きい変調方式が用いられ、音声などの比較的少ない情報量の情報配信を受けるユーザに対しては、変調多値数の小さい変調方式が用いられる。
【００６６】
なお、上記のように、無線伝送路の環境や送信すべき情報量に応じて変調方式（変調多値数）を切替えて伝送レートを制御する手法は、前述した第一乃至第四の例にも適用することができる。即ち、受信状況の良好なユーザや多い情報量の情報配信を受けるユーザに対しては、比較的高い伝送レートでの情報送信が行われ、受信状況の悪いユーザや少ない情報量の情報配信を受けるユーザに対しては、比較的低い伝送レートでの情報送信が行われる。
【００６７】
上述した各例において、拡散処理に用いられる各サブキャリアは、例えば、図１５に示すように、周波数軸上で直交するように、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換器）やＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換器）２２が調整される。
【００６８】
更に、上述した各例において、各サブキャリアに対応したデータ成分の帯域制限を行うために、各サブキャリアは、例えば、図１６に示すように、波形整形がなされた後に、周波数軸上でのデータ拡散に用いられる。これにより、各サブキャリアの周波数特性が重なることがなくなり、サブキャリア間の干渉の影響を排除することができる。
【００６９】
なお、上述した第一の例または第二の例、第三の例、第四の例、及び第五の例の各手法のうち２以上の任意の組み合わせにて各ユーザに対する情報の伝送レートを制御することも可能である。
【００７０】
【発明の効果】
【００７１】
以上、説明してきたように、本願発明によれば、マルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送方式または装置において、ユーザ毎に、所定時間内に送信される情報量が制御されるので、ユーザ毎に種々の伝送レート（伝送速度）にて情報の無線伝送を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示すマルチキャリアＣＤＭＡ無線伝送装置における各拡散変調部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】伝送レート制御に係る構成の第一の例を示すブロック図である。
【図４】第一の例における伝送レートと各情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数との関係を示す図である。
【図５】拡散に使用されるサブキャリアの周波数軸上での配置の例を示す図である。
【図６】直交関係となる拡散符号の生成手法の一例を示す図である。
【図７】伝送レート制御に係る構成の第二の例を示すブロック図である。
【図８】第二の例における伝送レートと各情報シンボルの拡散に割当てられるサブキャリアの数との関係を示す図である。
【図９】伝送レート制御に係る構成の第三の例を示すブロック図である。
【図１０】第三の例における伝送レートと、各情報シンボルに割当てられるサブキャリア及びその拡散に用いられる拡散符号の数との関係を示す図である。
【図１１】伝送レート制御に係る構成の第四の例を示すブロック図である。
【図１２】第四の例における伝送レートの制御例を示す図である。
【図１３】伝送レート制御に係る構成の第五の例を示すブロック図である。
【図１４】伝送レート制御の態様例を示す図である。
【図１５】各サブキャリアの周波数軸上での関係の一例を示す図である。
【図１６】各サブキャリアの周波数上での関係の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１送信データ発生部
１２伝送路符号化器
１３直並列変換回路
１４（１）〜１４（ｍ）拡散変調部
２１合成部
２２ＩＤＦＴ（ＩＦＦＴ）
２３ガードインターバル挿入部
２４低域等化フィルタ
２５増幅器
２６アンテナユニット
１００（１）〜１００（ｎ）信号生成回路
１４１複製回路
１４２乗積器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to a multicarrier CDMA (Code Division Multiple Access) radio transmission method and apparatus, and more particularly, to a multicarrier CDMA radio transmission method and apparatus capable of transmitting information at various transmission rates.
[0003]
[Prior art]
[0004]
Currently, digital mobile communication systems (PDC (Personal Digital Cellular), GSM (Global System for Mobile communications), etc.) that provide communication services use a TDMA (Time Division Multiple Access) method in which communication is performed by assigning a time zone to each user. Adopted. This system is mainly designed to provide a voice communication service, and realizes a voice communication service that transmits voice information at a constant transmission rate.
[0005]
In recent years, research has been conducted on application of a multicarrier CDMA (Code Division Multiple Access) wireless transmission system to a digital mobile communication system. In this research, it is mainly considered to accommodate more users (mobile stations) on the premise of information transmission at the same transmission rate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
By the way, considering the transmission of multimedia information including image information (still images, moving images) and audio information, the type of information to be transmitted, the state of the transmission path between the base station and the mobile station, the receiving side It is preferable to change the information transmission rate according to the information processing capability of the apparatus.
[0008]
The multi-carrier CDMA wireless transmission system uses a spread spectrum method in which information symbols for each user are multiplied by a spread code on the frequency axis. The multi-carrier CDMA wireless transmission system that transmits information to each user using such a method has been analyzed for information transmission at different transmission rates, but the specific method has been clarified. Absent.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a multicarrier CDMA wireless transmission method and apparatus that enables wireless transmission of information at various transmission rates (transmission speeds) for each user.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
[0011]
In order to solve the above problems, the present inventionIn one aspect ofDuplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission method for multiplex transmissionIs used,The transmission rate of information is made variable by controlling the amount of information transmitted simultaneously by controlling the number of information symbols used for spreading to the plurality of subcarrier components for each user who should transmit information.
[0012]
In such a multi-carrier CDMA wireless transmission method, the amount of information transmitted simultaneously to the user is controlled by controlling the number of information symbols provided for spreading. For users who should transmit information at a high transmission rate, so that the number of information symbols subjected to spreading is larger, and for users who should transmit information at a low transmission rate, Control is performed so that the number of information symbols subjected to spreading is reduced.
[0013]
When the number of information symbols provided for spreading into a plurality of subcarrier components is controlled as described above, each information symbol is duplicated and arranged on the frequency axis. By multiplying spread codes on the frequency axis, each information symbol is spread over a plurality of different subcarrier components. Then, the components of the different subcarriers are multiplexed and transmitted as information for the corresponding user.
[0014]
The number of information symbols used for spreading to the subcarrier component, that is, the information transmission rate, is, for example, the environment of the wireless transmission path for the user (expressed by transmission / reception level, interference, error rate, etc.) and transmission It is determined according to the type of information (still image, moving image, audio, etc.)
[0015]
From the viewpoint of reducing the influence of interference on other users when decoding information symbols for each user from information in which information symbols for each user are multiplexed using spreading codes on the receiving side (user side) , The present inventionAccording to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenCodes that are orthogonal to each other as spreading codes used to spread information symbols for each userIs used.
[0016]
As described above, when the number of information symbols provided for spreading is controlled for each user, the present invention is provided from the viewpoint of providing a relationship between the information symbols and subcarriers assigned to the spreading.According to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenThe number of subcarriers assigned to spread of all information symbols transmitted simultaneously is fixed, and the number of subcarriers assigned to spread of one information symbol is controlled.
[0017]
Also,According to one aspect of the inventionMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenThe number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components and the number of subcarriers assigned for spreading one information symbol are inversely proportional.
[0018]
From the same viewpoint as above, the present inventionAccording to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenThe number of subcarriers assigned to the entire spreading of the number of information symbols according to the number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components, with the number of subcarriers assigned to spreading of the information symbols being constant. To control.
[0019]
Furthermore, from the same point of view, even if the same subcarrier group is used for each user, the number of information symbols corresponding to the transmission rate can be spread and multiplexed.According to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenThe subcarrier groups assigned to the spreading of all information symbols transmitted simultaneously are made the same among the information symbols, and the spreading codes used for spreading the information symbols are made different.
[0020]
In order to solve the above-mentioned problems of the present invention, the present inventionIn one aspect ofDuplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission method for multiplex transmissionIs used,For each user to whom information is to be transmitted, the information transmission rate is made variable by controlling the information transmission stop interval on the time axis.
[0021]
In such a multi-carrier CDMA wireless transmission method, multiplex transmission of information is intermittently performed, and at this time, the transmission rate is variable by controlling a stop interval of the multiplex transmission of the information. For users who should transmit information at a high transmission rate, the information transmission control interval is controlled to be small, and for users who should transmit information at a low transmission rate, information is multiplexed. The stop interval is controlled to be large.
[0022]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems of the present invention, the present inventionIn one aspect ofDuplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission method for multiplex transmissionIs used,When the information symbols to be spread are obtained by data modulation, the information transmission rate is made variable by controlling the modulation multi-value number.
[0023]
In such a multi-carrier CDMA radio transmission method, for users who should transmit information at a high transmission rate, the modulation multi-level number increases when obtaining the information symbols to be spread by data modulation. Controlled. Specifically, for example, a data modulation method such as a 16QAM method or a 32QAM method is used. On the other hand, for users who should transmit information at a low transfer rate, when the information symbols to be spread are obtained by data modulation, the modulation multilevel number is controlled to be small. Specifically, for example, a data modulation method such as a QPSK method or a BPSK method is used.
[0024]
Further, from the viewpoint that the information symbol for each user can be easily decoded from the information in which the information symbol for each user is multiplexed using different subcarriers on the receiving side (user side).According to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenEach subcarrier assigned to spreading information symbols is orthogonal on the frequency axis.
[0025]
From the viewpoint that the influence of interference between subcarriers can be eliminated, the present inventionAccording to one aspectMulti-carrier CDMA radio transmission methodThenThe frequency characteristics of each subcarrier assigned to spreading information symbols do not overlap the frequency spectrum of adjacent subcarriers.
[0026]
A plurality of different subcarriers assigned to the spreading of the information symbols may be discretely arranged on the frequency axis.Good,Moreover, you may make it arrange | position continuously on a frequency axis.
[0027]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems of the present invention, the present inventionIn one aspect ofDuplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission apparatus for multiplex transmissionIs used. This deviceTransmission rate control means is provided for controlling the amount of information transmitted simultaneously by controlling the number of information symbols provided for spreading into the plurality of subcarrier components for each user who should transmit information.
[0028]
Also,In one embodiment of the present invention,Duplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission apparatus for multiplex transmissionIs used. This deviceFor each user to whom information is to be transmitted, there is an intermittent transmission control means for controlling the information transmission stop interval on the time axis.
[0029]
Furthermore,In one embodiment of the present invention,Duplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. Multi-carrier CDMA radio transmission apparatus for multiplex transmissionIs used. This deviceModulation multilevel number control means for controlling the modulation multilevel number when obtaining the information symbols to be spread by data modulation.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
A multicarrier radio transmission apparatus according to an embodiment of the present invention is configured, for example, as shown in FIG. This multicarrier radio transmission apparatus is applied to, for example, a base station of a digital mobile communication system.
[0033]
In FIG. 1, this multicarrier radio transmission apparatus has signal generation circuits 100 (1) to 100 (n) corresponding to respective users (mobile stations). Each signal generation circuit 100 (1) to 100 (n) generates a signal for each user, and transmission data for generating information (voice, data, etc.) to be distributed to each user as transmission data in a predetermined format. The generation unit 11, the transmission line encoder 12 that encodes transmission data from the transmission data generation unit 11 according to a predetermined algorithm, and the information symbols that are serially output from the transmission line encoder 12 are converted into parallel information symbols. A serial-parallel conversion circuit 13 and a plurality of spread modulation units 14 (1) to 14 (m) that spread-modulate each information symbol output in parallel by the serial-parallel conversion circuit 13 on the frequency axis are provided. .
[0034]
The serial-parallel conversion circuit 13 converts the serial information symbol sequence input from the transmission path encoder 12 into m information symbol sequences in parallel based on a transmission rate designation control signal from a control unit (not shown). . By controlling the number of information symbol sequences obtained by this conversion, the amount of information transmitted simultaneously is controlled, and as a result, the information transmission rate is controlled.
[0035]
Each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) receives one of information symbol sequences output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13, and the information symbol sequence uses a spread code. Is spread modulated on the frequency axis. In FIG. 1, m spread modulation units 14 (1) to 14 (m) are shown, but in actuality, among the plurality of spread modulation units, they are output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13. The same number of spread modulation units as information symbol sequences are used.
[0036]
Each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) is configured as shown in FIG. 2, for example. In FIG. 2, each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) includes a duplication circuit 141 and a multiplier 142. The duplication circuit 141 duplicates the input information symbols by the number corresponding to the spreading factor. The multiplier 142 multiplies the duplicated information symbol by the spreading code Ci assigned to each user (i). As a result, the multiplier 142 outputs a spread signal composed of components corresponding to the subcarriers f1, f2,..., Fk on the frequency axis.
[0037]
With the configuration as described above, each of the signal generation circuits 100 (1) to 100 (n) uses a spread signal on the frequency axis obtained by multiplying the copied information symbol by a spread code as a signal for each user. Output as. The spread signal corresponding to each user output from each of these signal generation circuits 100 (1) to 100 (n) is synthesized by the synthesis unit 21 for each subcarrier component. A combined signal for each subcarrier component from the combining unit 21 is frequency-timed by an IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) 22 (or an inverse fast Fourier transformer IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)). Conversion is done. The combining unit 21 and IDFT 22 generate a multicarrier CDMA signal in which information for each user is mixed.
[0038]
The multicarrier CDMA signal in which the information for each user is multiplexed as described above is sequentially processed by the guard interval insertion unit 23, the low-frequency equalization filter 24, and the amplifier 25, and the processed signal is the antenna unit 56. Sent from
[0039]
In the multi-carrier CDMA transmission apparatus as described above, the information transmission rate is controlled by controlling the number of information symbols converted by the serial-parallel conversion circuit 13 as described above. A more specific method of this transmission rate control will be described.
[0040]
In the first example, as shown in FIG. 3, each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) is configured such that the spreading factor is variable.
[0041]
In FIG. 3, when m information symbols are output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13, each of the modulation modulation units 14 (1) to 14 (m) to which one of them is input is input information. A symbol is subjected to spreading processing at a spreading factor n / m (n and m are natural numbers). That is, k (= n / m) input information symbols are duplicated, and one information symbol is spread on components corresponding to k (= n / m) subcarriers on the frequency axis.
[0042]
Thus, when the spreading factor n / m in each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) changes according to the number m of information symbols output in parallel from the serial / parallel conversion circuit 13, the transmission rate and The relationship with the number of subcarriers allocated for spreading of each information symbol is as shown in FIG. When m = 1, that is, when one information symbol is transmitted, as shown in FIG. 4A, the spreading factor is n, and one information symbol becomes a component corresponding to n subcarriers on the frequency axis. Diffused. In this case, the normalized transmission rate is 1. Also, when m information symbols are transmitted simultaneously, as shown in FIG. 4B, the spreading factor is n / m, and one information symbol is a component corresponding to n / m subcarriers on the frequency axis. Is diffused. Therefore, the total number of subcarriers allocated for spreading m information symbols is always a constant value n. In this case, the normalized transmission rate m is m times the normalized transmission rate.
[0043]
In the above example, when the transmission rate (transmission speed) is increased, the number of subcarriers used to transmit one information symbol is decreased, and conversely, when the transmission rate (transmission speed) is decreased, This increases the number of subcarriers used to transmit one information symbol. The relationship between the transmission rate and the number of subcarriers used for transmitting one information symbol is an inversely proportional relationship. Further, even if the subcarriers to be allocated for spreading each information symbol are continuous on the frequency axis as shown in FIG. 5A, as shown in FIG. It may be discrete on the frequency axis.
[0044]
By the way, in the above example, when the transmission rate is changed, the spreading factor in each of the spread modulation units 14 (1) to 14 (m) changes, and therefore the cycle of the spreading code Ci to be used must be changed accordingly. I must. When the transmission rate is changed for each piece of information requested by the user, the cycle of the spreading code Ci must be changed for each user. For this reason, when the transmission rate is controlled by the above-described method, spread codes having various periods are used in the multicarrier CDMA radio transmission apparatus. Considering the decoding process of information symbols for each user on the receiving side, it is preferable that the spreading codes used are orthogonal to each other.
[0045]
Therefore, in such a multi-carrier CDMA radio transmission apparatus, each spreading code to be used is determined so as to satisfy the following conditions.
[0046]
A spreading code C i of period n × m is used to spread the information symbol for user i into n × m subcarrier components, and period n is used to spread the information symbol for user k to n subcarrier components. When the spreading code Ck is used, each spreading code Ci, Ck is
[0047]
[Expression 1]

By satisfying the above condition, they are orthogonal to each other.
[0048]
A method for generating such spreading codes Ci and Ck is, for example, “Orthogonal forward link using orthogonal multi-spreading factor codes for DS-CDMA mobile radio (K. Okawa and F. Adachi: IEICE Trans. Commun., Vol. E81-B, No. 4, pp777-784, April 1998) ”. In such a method, for example, as shown in FIG. 6, each period (2) generated so as to be arranged hierarchically according to a Hadamard sequence.^m) (M = 1, 2,...) Spreading codes having a predetermined positional relationship are selected as spreading codes Ci and Ck having an orthogonal relationship.
[0049]
Next, in the second example of the specific method of transmission rate control, as shown in FIG. 7, each of the spread modulation units 14 ′ (1) to 14 ′ (m) is spread with a fixed spread rate. Configured to perform processing.
[0050]
In FIG. 7, when m information symbols are output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13, each of the modulation modulation units 14 ′ (1) to 14 ′ (m) to which one of them is input is input. A spreading process is always performed with a spreading factor n on the information symbols. That is, n input information symbols are duplicated, and one information symbol is always spread on a component corresponding to n subcarriers on the frequency axis.
[0051]
Thus, regardless of the number m of information symbols output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13, when the spreading factor n in each of the spread modulation units 14 ′ (1) to 14 ′ (m) is fixed, The relationship between the transmission rate and the number of subcarriers allocated for spreading of each information symbol is as shown in FIG. When m = 1, that is, when one symbol is transmitted, as shown in FIG. 8A, the spreading factor is n, and one information symbol is spread into components corresponding to n subcarriers on the frequency axis. Is done. In this case, the normalized transmission rate is 1. Also, when m information symbols are transmitted simultaneously, as shown in FIG. 8 (b), the spreading factor is n as in the above case, and one information symbol is divided into n subcarriers on the frequency axis. Diffused to the corresponding component. Therefore, the total number of subcarriers allocated for spreading m information symbols is n × m. In this case, the normalized transmission rate m is m times the normalized transmission rate.
[0052]
In the above example, when increasing the transmission rate (transmission speed), the total number of subcarriers used to transmit all information symbols while keeping the number of subcarriers used to transmit one information symbol constant. When the transmission rate (transmission speed) is decreased, the number of subcarriers used for transmitting all information symbols is kept constant while the number of subcarriers used for transmitting one information symbol is constant. Reduce the total number. The relationship between the transmission rate and the total number of subcarriers used to transmit all information symbols is a proportional relationship.
[0053]
Note that the subcarriers to be allocated for spreading each information symbol may be either continuous on the frequency axis or discrete, as in the above example (see FIG. 5). Good. Moreover, it is preferable that the spreading codes assigned to each user are also orthogonal to each other.
[0054]
Next, in a third example of a specific method of transmission rate control, as shown in FIG. 9, each of the spread modulation units 14 ″ (1) to 14 ″ (m) is a spread code Ci1 to use. Cim is configured to be different.
[0055]
In FIG. 9, when m information symbols are output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13, the spread modulation units 14 ″ (1) to 14 ″ (m) to which one of them is input are: A spreading process with a spreading factor n is always performed on an input information symbol. That is, n input information symbols are duplicated, and one information symbol is always spread on a component corresponding to n subcarriers on the frequency axis. The spreading process in each of the spread modulation units 14 '' (1) to 14 '' (m) is performed using different spreading codes Ci1 to Cim.
[0056]
In this way, m information symbols output in parallel from the serial-parallel conversion circuit 13 are obtained by using different spreading codes Ci1 to Cim in the respective spread modulation units 14 ″ (1) to 14 ″ (m). When spreading to components corresponding to n subcarriers on the frequency axis, the relationship between the transmission rate, the number of subcarriers assigned to spreading of each information symbol, and the spreading code is as shown in FIG. When m = 1, that is, when one symbol is transmitted, as shown in FIG. 10A, the spreading factor is n, and one symbol is a component corresponding to one set of n subcarriers on the frequency axis. Is diffused. In this case, the normalized transmission rate is 1. Further, when m information symbols are transmitted simultaneously, the spreading factor in the frequency axis direction is n as in the above case as shown in FIG. 10B, but the frequency axis direction is determined by m spreading codes. In other words, m types of diffusion forms are taken. In this case, the normalized transmission rate m is m times the normalized rate.
[0057]
As described above, the spread signal having components corresponding to the n subcarriers f1 to fn output from the spread modulation units 14 ″ (1) to 14 ″ (m) is sent to the synthesis circuit 15 (Σ). Are combined (for example, added) for each subcarrier component. Then, a combined spread signal having a combined component corresponding to n subcarriers is output from the combining circuit 15 (Σ) as an output signal of the signal generation circuit 100 (i) (see FIG. 1) corresponding to the user i. The
[0058]
In the above example, when the transmission rate (transmission speed) is increased, the number of spreading codes used for spreading information symbols is increased, and conversely, when the transmission rate (transmission speed) is decreased, information symbols The number of spreading codes used for spreading is reduced.
[0059]
Note that the n subcarriers to be allocated for spreading each information symbol may be continuous on the frequency axis or discrete as in the above-described examples (see FIG. 5). The spreading codes Ci1 to Cim assigned to each user are preferably orthogonal to each other, and the spreading codes are preferably orthogonal to each other.
[0060]
Next, a fourth example of a specific technique for transmission rate control will be described.
[0061]
In this example, as shown in FIG. 11, an intermittent transmission control unit 16 is provided in the preceding stage of the series-parallel conversion circuit 13 in each of the signal generation circuits 100 (1) to 100 (n) shown in FIG. This intermittent transmission control unit 16 is based on a transmission rate control signal from a control unit (not shown) to the serial / parallel conversion circuit 13 for transmission data that has undergone processing in the transmission path encoder 12 (see FIG. 1). The transfer timing is controlled. When it is desired to increase the transmission rate, as shown in FIG. 12A, the data transmission stop interval is shortened, and when it is desired to decrease the transmission rate, the transmission rates shown in FIG. 12B and FIG. As shown, the data transmission stop interval is lengthened. As described above, the data transmission rate can be controlled by controlling the data transmission stop interval.
[0062]
When transmission data whose transmission stop interval is controlled by the intermittent transmission control unit 16 as described above is input to the serial-parallel conversion circuit 13, the transmission data is converted in parallel into a predetermined number m of information symbols, and each of the information symbols Is spread into n subcarrier components by the spread modulation sections 14 (1) to 14 (m).
[0063]
Next, a fifth example of a specific method for the transmission rate will be described.
[0064]
In this example, as shown in FIG. 13, the modulation multi-level number of data modulation in the transmission data generation unit 11 in each of the signal generation circuits 100 (1) to 100 (n) shown in FIG. Based on this, the modulation multi-level number designating unit 15 controls. When it is desired to increase the transmission rate, the modulation multi-level number is increased. For example, transmission data is modulated by 16QAM or 64QAM. Further, when it is desired to lower the transmission rate, the modulation multi-value number is reduced, and for example, transmission data is modulated by the QPSK method or the BPSK method.
[0065]
For example, as shown in FIG. 14, the modulation scheme can be switched according to the environment of the wireless transmission path. That is, a modulation scheme with a large modulation multi-level number is used for users who are close to the base station BS and have good reception conditions, and for users who are far from the base station BS and have poor reception conditions, the modulation multi-level number is used. Is used. Also, the modulation scheme can be switched according to the amount of information to be transmitted. For example, for users who receive information with a relatively large amount of information such as images and information from the Internet, a modulation scheme with a large modulation multi-value is used, and information with a relatively small amount of information such as voice is used. For users who receive distribution, a modulation scheme with a small modulation multi-level number is used.
[0066]
As described above, the method of controlling the transmission rate by switching the modulation method (modulation multi-value number) according to the environment of the wireless transmission path and the amount of information to be transmitted is the same as the first to fourth examples described above. Can also be applied. That is, for users with good reception status and users receiving information distribution with a large amount of information, information transmission is performed at a relatively high transmission rate, and users with poor reception status and information distribution with a small amount of information are received. Information transmission at a relatively low transmission rate is performed for the user.
[0067]
In each example described above, each subcarrier used for the spreading process is, for example, as shown in FIG. ) 22 is adjusted.
[0068]
Further, in each of the above-described examples, in order to limit the band of the data component corresponding to each subcarrier, each subcarrier is subjected to waveform shaping on the frequency axis, for example, as shown in FIG. Used for data diffusion. As a result, the frequency characteristics of the subcarriers do not overlap, and the influence of interference between subcarriers can be eliminated.
[0069]
It should be noted that the transmission rate of information for each user is set in any combination of two or more of the methods of the first example, the second example, the third example, the fourth example, and the fifth example. It is also possible to control.
[0070]
【The invention's effect】
[0071]
As described above, according to the present invention, since the amount of information transmitted within a predetermined time is controlled for each user in the multicarrier CDMA radio transmission system or apparatus, various transmission rates can be set for each user. It becomes possible to perform wireless transmission of information at (transmission speed).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a specific configuration example of each spread spectrum modulation section in the multicarrier CDMA radio transmission apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a first example of a configuration related to transmission rate control.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a transmission rate and the number of subcarriers allocated to spreading of each information symbol in the first example.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of arrangement on the frequency axis of subcarriers used for spreading;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a generation method of spreading codes having an orthogonal relationship.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a second example of a configuration related to transmission rate control.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a transmission rate and the number of subcarriers allocated to spreading of each information symbol in the second example.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a third example of a configuration related to transmission rate control.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the transmission rate in the third example and the number of subcarriers assigned to each information symbol and the spreading code used for spreading.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a fourth example of a configuration related to transmission rate control.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of transmission rate control in a fourth example.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a fifth example of a configuration related to transmission rate control.
FIG. 14 is a diagram illustrating an exemplary aspect of transmission rate control.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a relationship on the frequency axis of each subcarrier.
FIG. 16 is a diagram illustrating another example of the relationship on the frequency of each subcarrier.
[Explanation of symbols]
11 Transmission data generator
12 Transmission path encoder
13 Series-parallel converter
14 (1) -14 (m) Diffusion modulation section
21 Synthesizer
22 IDFT (IFFT)
23 Guard interval insertion part
24 Low-pass equalization filter
25 Amplifier
26 Antenna unit
100 (1) to 100 (n) signal generation circuit
141 Replica circuit
142 multiplier

Claims

Duplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. In a multi-carrier CDMA radio transmission method for performing multiplex transmission of
Controls the number of modulation multi-levels for obtaining the information symbols to be spread by data modulation according to at least the environment of the radio transmission path for each user to whom information is to be transmitted, and at least the amount of information for each user to whom information is to be transmitted And depending on the spreading code used for spreading information symbols for users who transmit simultaneously,
Controls the number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components and the amount of information transmitted within a predetermined time for the data-modulated information symbols , based on various transmission rates for each user A multi-carrier CDMA wireless transmission method for simultaneously transmitting signals for respective users by controlling data transmission stop intervals and combining the data with the transmission stop intervals controlled .

The multi-carrier CDMA radio transmission method according to claim 1,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which codes that are orthogonal to each other are used as spreading codes used for spreading information symbols for each user.

The multicarrier CDMA radio transmission method according to claim 1 or 2,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which the number of subcarriers allocated to spreading of all information symbols transmitted simultaneously is constant and the number of subcarriers allocated to spreading of one information symbol is controlled.

The multi-carrier CDMA radio transmission method according to claim 3,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which the number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components and the number of subcarriers assigned for spreading one information symbol are inversely proportional.

The multicarrier CDMA radio transmission method according to claim 1 or 2,
The number of subcarriers assigned to spread of one information symbol is constant, and the number of subcarriers assigned to the entire spread of the number of information symbols according to the number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components is fixed. A multi-carrier CDMA radio transmission method for controlling the number.

The multicarrier CDMA radio transmission method according to claim 1 or 2,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which subcarrier groups assigned to spreading of all information symbols transmitted simultaneously are made the same in each information symbol, and spreading codes used for spreading of each information symbol are different.

In the multicarrier CDMA radio transmission method according to any one of claims 1 to 6,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which each subcarrier assigned to spreading of information symbols is orthogonal on the frequency axis.

In the multicarrier CDMA radio transmission method according to any one of claims 1 to 6,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which the frequency characteristics of each subcarrier assigned to spreading of information symbols are such that the frequency spectra of adjacent subcarriers do not overlap.

In the multicarrier CDMA radio transmission method according to any one of claims 1 to 8,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which each subcarrier assigned to spreading of each information symbol is arranged discretely on the frequency axis.

In the multicarrier CDMA radio transmission method according to any one of claims 1 to 8,
A multicarrier CDMA radio transmission method in which each subcarrier assigned to spreading of each information symbol is arranged continuously on the frequency axis.

Duplicate information symbols and arrange them on the frequency axis, multiply the duplicated information symbols by a spreading code on the frequency axis, and spread the information symbols over a plurality of subcarrier components having different frequencies to obtain information. In a multi-carrier CDMA radio transmission apparatus that performs multiplex transmission of
Controls the number of modulation multi-levels for obtaining the information symbols to be spread by data modulation according to at least the environment of the radio transmission path for each user to whom information is to be transmitted, and at least the amount of information for each user to whom information is to be transmitted And depending on the spreading code used for spreading information symbols for users who transmit simultaneously,
Controls the number of information symbols provided for spreading to the plurality of subcarrier components and the amount of information transmitted within a predetermined time for the data-modulated information symbols , based on various transmission rates for each user A multicarrier CDMA radio transmission apparatus that controls a data transmission stop interval and simultaneously transmits signals for each user by combining the data whose transmission stop interval is controlled .

The multi-carrier CDMA radio transmission apparatus according to claim 11,
A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus that uses mutually orthogonal codes as spreading codes used for spreading information symbols for each user.

The multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to claim 11 or 12,
The transmission rate control means has serial / parallel conversion means for converting serial data as information to be transmitted to the user into parallel information symbols, and determines the number of parallel information symbols converted by the serial / parallel conversion means. A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus controlled.

The multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 13,
Multicarrier CDMA radio in which the number of subcarriers assigned to the entire spreading of information symbols controlled by the transmission rate control means is constant, and the number of subcarriers assigned to spreading of one information symbol is controlled. Transmission equipment.

The multi-carrier CDMA radio transmission apparatus according to claim 14,
A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus in which the number of information symbols controlled by the transmission rate control means and the number of subcarriers allocated to spreading of one information symbol are inversely proportional.

The multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 13,
The number of subcarriers assigned to spread of one information symbol is fixed, and the number of subcarriers assigned to the entire spread of the information symbols is controlled according to the number of information symbols controlled by the transmission rate control means. A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus adapted to do so.

The multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 13,
Multi-carrier CDMA in which the subcarrier group assigned to the spreading of each information symbol controlled by the transmission rate control means is the same in each information symbol, and the spreading code used for spreading each information symbol is different Wireless transmission device.

The multicarrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 17,
A multicarrier CDMA radio transmission apparatus in which subcarriers assigned to spreading of information symbols are orthogonal on the frequency axis.

The multicarrier CDMA radio transmission method according to any one of claims 11 to 17,
A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus in which the frequency characteristics of each subcarrier assigned to spreading information symbols are such that the frequency spectrums of adjacent subcarriers do not overlap.

The multi-carrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 19,
A multicarrier CDMA radio transmission apparatus in which each subcarrier assigned to spreading of each information symbol is arranged discretely on the frequency axis.

The multi-carrier CDMA radio transmission apparatus according to any one of claims 11 to 19,
A multi-carrier CDMA radio transmission apparatus in which each subcarrier assigned to spreading of each information symbol is arranged continuously on the frequency axis.