CN100568790C - 多载波发送设备和多载波发送方法 - Google Patents

Abstract

编码部件(101)对要发送的数据进行turbo编码，输出奇偶校验位数据，也输出需要高质量的系统位数据。调制部件(102)对奇偶校验位数据和系统位数据进行调制。副载波安排部件(103)对要发送的数据进行重排，使得系统位数据将被安排在中心频率附近的副载波上，而奇偶校验位数据将被安排在两端附近的副载波上。OFDM部件(104)对要发送的数据执行正交频分多路复用，并将奇偶校验位数据和系统位数据安排到这些副载波上。这能显著改善需要好质量的要发送的数据的误码率特性，并能防止需要好质量的要发送的数据的质量降级。

Description

多载波发送设备和多载波发送方法

技术领域

本发明涉及一种多载波发送设备和多载波发送方法。

背景技术

纠错编码方法包括已作为3GPP中标准采用的turbo编码。该turbo编码的特征是与其他纠错方法相比，能获得非常好的误码率特性。

OFDM是第四代的有效通信方法，并被视为与第四代通信方法一样重要。另一方面，由于存在干扰的情况下根本不再能进行OFDM通信，所以OFDM-CDMA通信方法已知是结合了OFDM和CDMA，并即使当存在来自另一小区的干扰时，也能通过借助于解扩处理降低来自其他小区的干扰，从而能执行通信。

这样，能够通过使用turbo编码和OFDM通信方法的结合、或turbo编码和OFDM-CDMA通信方法的结合而改善误码率特性。

然而，传统多载波发送设备和多载波发送方法的问题在于：尽管通过结合turbo编码和OFDM通信方法、或turbo编码和OFDM-CDMA通信方法，能在某种程度上改善误码率特性，但是当使用多个信道执行同时发送时，在不同信道的发送信号之间发生相互干扰，并存在对误码率特性改善的限制。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多载波发送设备和多载波发送方法，其使得显著改善需要好质量的发送数据的误码率特性成为可能，并防止需要好质量的发送数据的质量降级。

通过将需要好质量的发送数据，例如系统位，分配到中心频率附近的副载波而实现该目的。

根据本发明的一个方面，提供了一种多载波发送设备。包括：划分部件，用于将发送数据划分为需要好质量的高质量发送数据和除了所述高质量发送数据之外的普通发送数据；副载波分配部件，用于重排所述高质量发送数据和所述普通发送数据，使得所述高质量发送数据被分配到用于发送所述发送数据的频率范围的中心频率附近的副载波，并且使得所述普通发送数据被分配到所述频率范围的两端附近的副载波；和正交频分多路复用部件，用于对所述副载波分配部件重排的所述高质量发送数据以及所述普通发送数据，执行正交频分多路复用。其中，所述副载波分配部件使所述高质量发送数据被分配的副载波的范围以及所述普通发送数据被分配的副载波的范围可基于信道质量而变化。

根据本发明的另一个方面，提供了一种多载波发送方法。包括：将发送数据划分为需要好质量的高质量发送数据和除了所述高质量发送数据之外的普通发送数据的步骤；重排所述高质量发送数据和所述普通发送数据，使得所述高质量发送数据被分配到用于发送所述发送数据的频率范围的中心频率附近的副载波，并且使得所述普通发送数据被分配到所述频率范围的两端附近的副载波的步骤；和对所重排的所述高质量发送数据和所述普通发送数据，执行正交频分多路复用并分配所述发送数据到副载波的步骤。其中，使所述高质量发送数据被分配的副载波的范围以及所述普通发送数据被分配的副载波的范围可基于信道质量而变化。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例1的多载波发送设备的配置的方框图；

图2是示出了根据本发明实施例1的编码部件的配置的方框图；

图3是示出了每个副载波的数据分配的图；

图4是示出了根据本发明实施例2的多载波发送设备的配置的方框图；

图5是示出了每个副载波的数据分配的示意图；

图6是示出了每个副载波的数据分配的图；

图7是示出了根据本发明实施例3的多载波发送设备的配置的方框图；

图8是示出了根据本发明实施例3的控制部件的配置的图；

图9是示出了根据本发明实施例4的多载波发送设备的配置的方框图；

图10是示出了根据本发明实施例5的多载波发送设备的配置的方框图；

图11是示出了根据本发明实施例6的多载波发送设备的配置的方框图；

图12是示出了每个副载波的数据分配的图；

图13是示出了根据本发明实施例8的多载波发送设备的配置的方框图；

图14是示出了一个副载波的信号频谱的图；

图15是示出了信号频谱的图；

图16是示出了每个副载波的数据分配的示意图；

图17是示出了根据本发明实施例9的多载波发送设备的配置的方框图；

图18是示出了根据本发明实施例9的延迟分布信息产生部件的配置的方框图；

图19是示出了根据本发明实施例10的多载波发送设备的配置的方框图；

图20是示出了根据本发明实施例11的多载波发送设备的配置的方框图；和

图21是示出了每个副载波的数据分配的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，下面将详细解释本发明的实施例。

(实施例1)

图1是示出了根据该实施例的多载波发送设备100的配置的图，图2是示出了编码部件101的配置的图，而图3是示出了每个副载波的发送数据分配的图。

多载波发送设备100主要由编码部件101、调制部件102、副载波分配部件103、OFDM部件104、放大器105、天线106、FFT部件107、解调部件108、和发送功率控制部件109组成。

作为划分部件的编码部件101可为例如turbo编码器，并将未编码的输入发送数据的一部分作为系统位数据而输出到调制部件102，对输入发送数据的剩余部分执行递归卷积编码，并将其作为奇偶校验位数据而输出到调制部件102。稍后将详细描述编码部件101。

调制部件102对从编码部件101输入的作为高质量发送数据的系统位数据和作为普通发送数据的奇偶校验位数据执行各自的调制处理，并将调制后的系统位数据和奇偶校验位数据输出到副载波分配部件103。调制部件102中使用的调制方法根据信道质量而自适应地改变，其使用16QAM或QPSK。系统位数据和奇偶校验位数据都借助于相同的调制方法来调制。该调制方法不限于16QAM或QPSK，并可使用除了16QAM或QPSK之外的调制方法。

作为重排部件的副载波分配部件103执行系统位数据和奇偶校验位数据的重排，使得在分配发送数据的副载波频率范围内，从调制部件102输入的系统位数据被分配到中心频率附近的副载波，而奇偶校验位数据被分配到每一端附近的副载波。系统位数据和奇偶校验位数据所分配到的副载波频率轴的范围根据输入到副载波分配部件103的相邻信道干扰波接收电平而改变。也就是说，当相邻信道干扰波接收电平高时，执行发送数据重排使得系统位数据被分配到包括中心频率F1的窄频率范围内的副载波，而当相邻信道干扰波接收电平低时，执行发送数据重排使得系统位数据被分配到包括中心频率F1的宽频率范围内的副载波。然后副载波分配部件103将由重排的系统位数据和奇偶校验位数据组成的发送数据输出到OFDM部件104。

作为正交频分多路复用部件的OFDM部件104通过对从副载波分配部件103输入的发送数据执行串并转换处理、并随后执行快速逆傅立叶变换(IFFT)处理而执行正交频分多路复用并产生OFDM信号，并经由放大器105而从天线106发送所产生的OFDM信号。稍后将详细描述为每个副载波分配发送数据的方法。

放大器105以发送功率控制部件109控制的预定发送功率从天线106发送从OFDM部件104输入的发送数据。此时，以比分配到两端附近的副载波的奇偶校验位数据的发送功率大的发送功率来发送分配到中心频率附近的副载波的系统位数据。

FFT部件107对经天线106接收的接收数据执行快速傅立叶变换(FFT)处理，并将得到的数据输出到解调部件108。

解调部件108通过对从FFT部件107输入的接收数据进行解调而获得接收数据，并将所解调的接收数据输出到发送功率控制部件109。

作为发送功率设置部件的发送功率控制部件109根据从解调部件108输入的接收数据而确定发送功率，并执行放大器105的发送功率控制，使得以所确定的发送功率来发送该发送数据。发送功率控制部件109执行发送功率控制，使得分配到中心频率附近的副载波的系统位数据的发送功率大于分配到两端频率的副载波的奇偶校验位数据的发送功率。用这种方法，可根据信道质量而改变发送功率。所以，以基于信道质量的发送功率来发送该发送数据。

接下来，将利用图2来详细描述编码部件101的配置。编码部件101主要由交织器201、卷积编码部件202、和卷积编码部件203组成。

交织器201对发送数据执行作为重排处理的交织，并将得到的数据输出到卷积编码部件203。

卷积编码部件202对发送数据的一部分执行递归卷积编码，并将得到的数据输出到调制部件102。来自卷积编码部件202的输出是奇偶校验位数据。

卷积编码部件203对从交织器201输入的发送数据的一部分执行递归卷积编码，并将得到的数据输出到调制部件102。来自卷积编码部件203的输出是奇偶校验位数据。而且，输入到编码部件101的发送数据的一部分被直接输出而不用编码。该输出是系统位数据。

现在将利用图3来描述每一副载波的发送数据分配。在图3中，在频率轴上排列副载波，并且副载波被分配到中心频率F1左右的相同带宽。图3中的参考标记L1表示由系统位数据和奇偶校验位数据组成的发送数据所分配到的副载波频率范围。副载波301和302是端副载波。来自副载波304到副载波305的副载波是中心频率附近的副载波。来自副载波301到副载波306和来自副载波302到副载波307的副载波是两端附近的副载波。

在低于副载波301(图3的左边)的频率和高于副载波302(图3的右边)的频率处出现相邻信道干扰波。所以，相邻信道干扰波的影响从中心频率F1到副载波301和302逐渐增大，并因此误码率特性从中心频率F1到副载波301和302逐渐降级。

在发送数据经受OFDM部件104的频分多路复用处理之后，奇偶校验位数据被分配到频率范围W1和W3中的副载波，而系统位数据被分配到频率范围W2中的副载波。系统位数据所分配到的副载波频率范围W2根据相邻信道干扰波接收电平而改变。也就是说，当相邻信道干扰波接收电平高时，系统位数据所分配到的频率范围W2变窄，而当相邻信道干扰波接收电平低时，系统位数据所分配到的频率范围W2变宽。

现在将描述发送数据不是系统位数据和奇偶校验位数据的另一个例子。作为发送数据不是系统位数据和奇偶校验位数据的另一个例子，该实施例也可应用到以下情况，即需要好质量的发送数据(例如控制信息或重发信息)和正常质量是足够的除了控制信息或重发信息之外的发送数据被分配到各自的副载波。在该情况下，编码部件101不必是turbo编码器，而可使用除了turbo编码器之外的编码器。控制信息是用于通信控制的信息，而重发信息是当由于接收方发生错误而不能正确解调数据时，用于再次发送数据的信息。编码部件101将发送数据分为需要好质量的发送数据和正常质量是足够的发送数据，并将这些发送数据输出到副载波分配部件103。

副载波分配部件103重排该发送数据，使得需要好质量的发送数据被分配到中心频率F1附近的副载波，而正常质量是足够的发送数据被分配到两端附近的副载波。

在发送数据已经经历OFDM部件104的频分多路复用处理之后，需要好质量的发送数据被分配到中心频率F1附近的频率范围W2中的副载波，而正常质量是足够的发送数据被分配到两端附近的频率范围W1和W3中的副载波。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，系统位数据被分配到中心频率附近的副载波，而奇偶校验位数据被分配到两端附近的副载波，使得有可能改善需要好质量的发送数据的误码率特性，并改善需要好质量的发送数据的通信质量。而且，需要好质量的发送数据，例如控制信息或重发信息，被分配到中心频率附近的副载波，而正常质量是足够的除了控制信息或重发信息之外的发送数据被分配到两端附近的副载波，使得有可能改善需要好质量的发送数据的误码率特性，并改善需要好质量的发送数据的通信质量，例如控制信息或重发信息。此外，执行发送功率控制使得分配到中心频率附近的副载波的系统位数据的发送功率大于分配到两端的频率的副载波的奇偶校验位数据的发送功率，从而能改善系统位数据的误码率特性。

在该实施例中，已假设利用解调结果而执行与信道质量相关的发送功率控制，但这不是限制，也可以独立于解调结果而可变地设置发送功率。在该实施例中，还假设使得系统位数据的发送功率和奇偶校验位数据的发送功率都是可变的，但这不是限制，也可仅使得系统位数据的发送功率或奇偶校验位数据的发送功率可变。此外，在该实施例中，使得系统位数据的发送功率大于奇偶校验位数据的发送功率，但这不是限制，并且可使得系统位数据的发送功率和奇偶校验位数据的发送功率相同，或使得奇偶校验位数据的发送功率大于系统位数据的发送功率。此外，发送数据不限于系统位数据和奇偶校验位数据，而可为需要不同质量的除了系统位数据和奇偶校验位数据之外的数据。在该情况下，除了turbo编码器之外的编码器可用作编码部件101。

(实施例2)

图4是示出了根据本发明实施例2的多载波发送设备400的配置的图，而图5和图6是示出了每一副载波的数据分配的图。该实施例使用了组合CDMA和多载波通信的通信方法。

有效的第四代通信方法是组合了CDMA和OFDM的OFDM-CDMA通信方法。该OFDM-CDMA通信方法允许借助于解扩处理而降低来自其他小区的干扰，使得在即使存在来自另一小区的干扰的情况下，也可能执行通信，这点与OFDM有很大差异，OFDM中，在存在于扰波的情况下，通信变得完全不可能。在该实施例中，图4的配置与图1的不同之处在于提供了扩频部件401和解扩部件402。图4中的其他组件与图1中的相同并被指定与图1中相同的附图标记，并省略其描述。

在该OFDM-CDMA通信方法中，存在一种方法，由此副载波被划分为多个组，而用户被指定到相应副载波组。

扩频部件401对从副载波分配部件103输入的发送数据执行扩频处理，使得扩频比为载波数的1/5，并输出得到的发送数据到OFDM部件104。

OFDM部件104通过对从扩频部件401输入的扩频发送数据执行串并转换处理、并随后执行快速逆傅立叶变换处理和并串转换处理，而执行正交频分多路复用并产生OFDM信号，并然后将扩频码片分配到处于彼此正交关系的多个副载波，并经由放大器105从天线106发送所产生的OFDM信号。

解扩部件402通过对从解调部件108输入的接收数据执行解扩处理而获得接收数据，并将已经过解扩处理的接收数据输出到发送功率控制部件109。

发送功率控制部件109根据从解扩部件402输入的接收数据而确定发送功率，并为放大器105执行发送功率控制，使得以所确定的发送功率发送该发送数据。发送功率控制部件109执行发送功率控制，使得分配到中心频率附近的副载波的系统位数据的发送功率大于分配到两端频率的副载波的奇偶校验位数据的发送功率。

当执行扩频处理和多路复用时，使得扩频比、码多路复用数目、和扩频码的数目对于所有副载波或所有用户相同。这里，扩频码的数目是指定到一个用户的扩频码的数目。该码多路复用数目是每个载波的多路复用数目，并由多路复用的用户数目(代码数目)确定。

图5是示出了当划分为5组的码分多路复用信号被分配到副载波时的情况的图，而图6是示出了借助于与图3相同类型的方法的、图5的分组副载波分配的图。第1组(G1)由副载波#1到#m组成，第2组(G2)由副载波#m+1到#2m组成，第3组(G3)由副载波#2m+1到#3m组成，第4组(G4)由副载波#3m+1到#4m组成，而第5组(G5)由副载波#4m+1到#5m组成。频率范围W10包括第1组副载波，频率范围W11包括第2、3、和4组副载波，而频率范围W12包括第5组副载波。

一般来说，相邻信道干扰波的效果对于第1和5组副载波是最大的，对于第2和4组副载波是次大的，而对于第3组副载波是最小的。所以，正常质量是足够的奇偶校验位数据被分配到第1和5组副载波，而需要好质量的系统位数据被分配到第2、3、和4组副载波。

接下来，将描述除了当如上所述执行扩频处理和多路复用时，使得扩频比、码多路复用数目、和扩频码的数目对于所有副载波或所有用户都相同的情况之外的例子。以下方法可应用为除了使得扩频比、码多路复用数目、和扩频码的数目对于所有副载波或所有用户都相同的情况之外的例子。

首先，将描述根据发送数据改变扩频比的情况。扩频部件401有可能选择任何扩频比。扩频部件401也可能单独选择系统位数据和奇偶校验位数据的扩频比，并利用所选择的扩频比而单独执行系统位数据和奇偶校验位数据的扩频处理。当该扩频比较大时，增加一个码元的扩频码片抽头长度，能够改善解扩精度，并能够在接收方以高精度恢复发送数据。

所以，基于图5和图6，使得分配到包括中心频率附近的副载波的第2、3、和4组的系统位数据的扩频比大于分配到包括两端频率的副载波的第1和5组的奇偶校验位数据的扩频比。该实施例不限于使得系统位数据的扩频比大于奇偶校验位数据的扩频比的情况，并且可以使得奇偶校验位数据的扩频比大于系统位数据的扩频比。

接下来，将描述根据发送数据而改变码多路复用数目的情况。OFDM部件104能选择任何码多路复用数目。OFDM部件104也能单独选择系统位数据和奇偶校验位数据的码多路复用数目，并利用所选择的码多路复用数目而单独执行系统位数据和奇偶校验位数据的码多路复用。使得码多路复用数目小的副载波比其他副载波具有更低的发送功率。所以，能进一步增加发送功率，并且当存在相邻信道干扰波或存在模拟滤波器降级时，能进一步改善误码率特性。

所以，基于图5和图6，使得分配到包括中心频率附近的副载波的第2、3、和4组的系统位数据的码多路复用数目小于分配到包括两端频率的副载波的第1和5组的奇偶校验位数据的码多路复用数目。该实施例不限于使得系统位数据的码多路复用数目小于奇偶校验位数据的码多路复用数目的情况，并且可以使得奇偶校验位数据的码多路复用数目小于系统位数据的码多路复用数目。

接下来，将描述根据发送数据而改变扩频码的指定数目的情况。扩频部件401有可能选择任何数目的扩频码。扩频部件401也能单独选择系统位数据和奇偶校验位数据的扩频码的指定数目，并利用所选定数目的扩频码而单独执行系统位数据和奇偶校验位数据的扩频处理。在多径环境下，由于滞后波而失去扩频码之间的正交性，但该正交性丢失根据扩频码可大可小。结果，多码发送使得能获得分集效应并可能进一步改善误码率特性。

所以，基于图5和图6，使得分配到包括中心频率附近的副载波的第2、3、和4组的系统位数据的码多路复用数目大于分配到包括两端频率的副载波的第1和5组的奇偶校验位数据的码多路复用数目。该实施例不限于使得指定到系统位数据的扩频码的数目大于指定到奇偶校验位数据的扩频码数目的情况，并且可以使得指定到奇偶校验位数据的扩频码数目大于指定到系统位数据的扩频码数目。

这里，根据相邻信道干扰波接收电平而改变系统位数据所分配到的副载波频率范围W11。也就是说，当相邻信道干扰波接收电平高时，使得系统位数据所分配到的频率范围W11较窄，而当相邻信道干扰波接收电平低时，使得系统位数据所分配到的频率范围W11较宽。在第1到5组之间分布的副载波也根据频率范围W11的改变而改变。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果外，还借助于OFDM-CDMA通信方法而执行发送，由此发送数据经历扩频处理和正交频分多路复用，使得即使当存在来自另一小区的干扰时，也能改善误码率特性，而不降低频谱效率。而且，当使得系统位数据的扩频比大于奇偶校验位数据的扩频比时，可在接收方以高精度恢复系统位数据，使得可能改善需要好质量的系统位数据的误码率特性。当使得系统位数据的码多路复用数目小于奇偶校验位数据的码多路复用数目时，可能增加系统位数据的发送功率，使得可能改善需要好质量的系统位数据的误码率特性。此外，当使得系统位数据的码多路复用数目大于奇偶校验位数据的码多路复用数目时，可能通过系统位数据中的分集效应而改善需要好质量的系统位数据的误码率特性。

在该实施例中，副载波被划分为5组，但副载波并非必须被划分为5组，并且组数可以不是5。而且，发送数据不限于系统位数据和奇偶校验位数据，而可为需要不同质量的、除了系统位数据和奇偶校验位数据之外的数据。在该情况下，除了turbo编码器之外的编码器可用作编码部件101。

(实施例3)

图7是示出了根据本发明实施例3的多载波发送设备700的配置的图，而图8是示出了控制部件702的配置的图。该实施例的特征是turbo码用作纠错码，而系统位数据和奇偶校验位数据被单独地自适应调制。

在该实施例中，图7的配置与图1的不同之处在于调制部件701由调制部件701a和调制部件701b组成，并提供了控制部件702。图4中的其他组件与图1中的相同，并被指定与图1中相同的代码，在此省略了其描述。

控制部件702将指明基于RSSI(接收信号强度指示器)信号电平而设置的调制方法的控制信号输出到调制部件701a和调制部件701b。当设置调制方法时，控制部件702使用两个阈值：当调制系统位数据时用于设置调制方法的阈值α，以及当调制奇偶校验位数据时用于设置调制方法的阈值β。如果RSSI信号电平大于或等于阈值α，则信道质量被估计为好，并且将16QAM调制方法设置为系统位数据调制方法的控制信号被输出到调制部件701a。如果RSSI信号电平大于或等于阈值β，则信道质量被估计为好，并且将16QAM调制方法设置为奇偶校验位数据调制方法的控制信号被输出到调制部件701b。

另一方面，如果RSSI信号电平小于阈值α，则控制部件702估计信道质量已下降，并且将设置QPSK调制方法为系统位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701a。类似地，如果RSSI信号电平小于阈值β，则控制部件702估计信道质量已下降，并且将设置QPSK调制方法为奇偶校验位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701b。如果正在进行通信，并且当前使用的调制方法继续被用作控制部件702的确定结果，则控制部件702不输出控制信号到调制部件701a和调制部件701b。稍后将详细描述控制部件702的配置。

基于从控制部件702输入的控制信号，调制部件701a对从编码部件101输入的系统位数据执行QPSK调制或16QAM调制，并将得到的数据输出到副载波分配部件103。

基于从控制部件702输入的控制信号，调制部件701b对从编码部件101输入的奇偶校验位数据执行QPSK调制或16QAM调制，并将得到的数据输出到副载波分配部件103。

现在将利用图8详细描述控制部件702的配置。控制部件702主要由第一确定控制部件801和第二确定控制部件802组成。

如果RSSI信号电平大于或等于先前设置的阈值α，则第一确定控制部件801将设置16QAM为调制方法的控制信号输出到调制部件701a。另一方面，如果RSSI信号电平小于阈值α(未示出)，则第一确定控制部件801将设置QPSK为调制方法的控制信号输出到调制部件701a。

如果RSSI信号电平大于或等于先前设置的阈值β，则第二确定控制部件802将设置16QAM作为调制方法的控制信号输出到调制部件701b。另一方面，如果RSSI信号电平小于阈值β(未示出)，则第二确定控制部件802将设置QPSK作为调制方法的控制信号输出到调制部件701b。

由于系统位数据比奇偶校验位数据需要更好的通信质量，所以阈值α被设置到比阈值β更高的RSSI信号电平。

在调制部件701a和701b中，已被独立地自适应调制的系统位数据和奇偶校验位数据在OFDM部件104中经历正交频分多路复用，此后奇偶校验位数据被分配到两端附近的副载波，而系统位数据被分配到中心频率F1附近的副载波。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，还根据信道质量而自适应地调制系统位数据和奇偶检验位数据，从而通过借助于具有小M相(M-ary)调制数目的调制方法来调制需要好质量的系统位数据，并通过借助于具有大M相调制数目的调制方法来调制奇偶校验位数据，使得即使奇偶校验位数据被分配到两端附近的副载波，也可能减小奇偶校验位数据误码率特性的降级。而且，因为根据信道质量而自适应地调制系统位数据和奇偶校验位数据，所以可能实现误码率特性的改善和发送效率的改善。此外，在控制部件702中，将系统位数据和奇偶校验位数据与不同阈值α和β作比较，提供了对信道质量变化的灵活响应，并使得能实现误码率特性的改善和发送效率的改善。

在该实施例中，系统位数据和奇偶校验位数据被自适应地调制，但这不是限制，也可能对系统位数据或奇偶校验位数据使用固定的调制方法，而仅对另一个执行自适应调制。而且，在该实施例中，控制部件702将RSSI信号电平与阈值α和阈值β作比较，但这不是限制，也可能将不是RSSI信号的、表示信道质量的信号等与阈值α和阈值β作比较。此外，在该实施例中，阈值α和阈值β是不同的值，但这不是限制，阈值α和阈值β也可被设置为相同的值，或者可使得阈值α的值小于阈值β的值。此外，可借助于不是16QAM或QPSK的调制方法，例如BPSK，来执行自适应调制。而且，系统位数据由调制部件701a进行调制，而奇偶校验位数据由调制部件701b进行调制，但这不是限制，可由单一调制部件独立地对系统位数据和奇偶校验位数据进行自适应调制。此外，发送数据不限于系统位数据和奇偶校验位数据，而可以是需要不同质量的除了系统位数据和奇偶校验位数据之外的数据。在该情况下，除了turbo编码器之外的编码器可用作编码部件101。

(实施例4)

图9是示出了根据本发明实施例4的多载波发送设备900的配置的图。该实施例的特征在于，除了将turbo码用作纠错码，以及独立地对系统位数据和奇偶校验位数据进行自适应调制之外，基于相邻信道干扰波接收电平与阈值β的比较，而为奇偶校验位数据设置调制方法。

在该实施例中，图9与图1的配置的不同之处在于调制部件701由调制部件701a和调制部件701b组成，并提供了控制部件901和902。图9中的其他组件与图1中的相同并被指定与图1中相同的附图标记，并省略其描述。调制部件701a和701b的配置和操作与以上实施例3的相同，并因此省略其描述。

控制部件901将指明基于RSSI信号电平而设置的调制方法的控制信号输出到调制部件701a。也就是说，如果RSSI信号电平大于或等于阈值α，则控制部件901将设置16QAM调制方法作为系统位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701a。

另一方面，如果RSSI信号电平小于阈值α，则控制部件901将设置QPSK调制方法作为系统位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701a。

控制部件902将指明基于相邻信道干扰波接收电平而设置的调制方法的控制信号输出到调制部件701b。也就是说，如果相邻信道干扰波接收电平大于或等于阈值β，则控制部件902将设置QPSK调制方法作为奇偶校验位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701b。用于测量相邻信道干扰波接收电平的方法包括例如检测在检测无线电部件(未示出)的相邻信道消除滤波器之前和之后的电平差，或在不执行发送或接收的时间周期中将频率切换到相邻信道频率，并测量该电平。

另一方面，如果相邻信道干扰波接收电平小于阈值β，则控制部件902将设置16QAM调制方法作为奇偶校验位数据调制方法的控制信号输出到调制部件701b。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1和实施例3的效果之外，还根据相邻信道干扰波接收电平而自适应地调制奇偶检验位数据，使得当相邻信道干扰波接收电平高时，可通过借助于具有小M相调制数目的调制方法来调制奇偶校验位数据，使得即使奇偶校验位数据被分配到两端附近的副载波，也可能减小奇偶校验位数据误码率特性的降级。

在该实施例中，系统位数据和奇偶校验位数据被自适应地调制，但这不是限制，也可能对系统位数据或奇偶校验位数据使用固定的调制方法，而对另一个执行自适应调制。而且，在该实施例中，控制部件901将RSSI信号电平与阈值α作比较，但这不是限制，也可能将不是RSSI信号的、表示信道质量的信号等与阈值α作比较，例如将相邻信道干扰波接收电平与阈值α作比较。此外，可借助于不是16QAM或QPSK的调制方法来执行自适应调制。而且，系统位数据由调制部件701a进行调制，而奇偶校验位数据由调制部件701b进行调制，但这不是限制，可由单一调制部件独立地对系统位数据和奇偶校验位数据进行自适应调制。此外，发送数据不限于系统位数据和奇偶校验位数据，而可以是需要不同质量的、除了系统位数据和奇偶校验位数据之外的数据。在该情况下，除了turbo编码器之外的编码器可用作编码部件101。

(实施例5)

图10是示出了根据本发明实施例5的多载波发送设备1000的配置的图。用户相对距基站越远，来自许多小区的相邻信道干扰波的作用越强，并所以信道质量降级越大。该实施例的特征在于相对距基站较远的用户的数据被分配到中心频率附近的副载波。

在该实施例中，图10与图1的配置的不同之处在于提供了串并(下文称为“S/P”)转换部件1001。图10中的其他组件与图1中的相同，所以省略其描述。

基于从用户信息存储部件(未示出)输入的用户信息，S/P转换部件1001将发送数据划分为要发送到附近用户的发送数据和要发送到远方用户的发送数据，并将相应发送数据输出到副载波分配部件103。

副载波分配部件103执行发送数据的重排，使得要发送到附近用户的发送数据被分配到图3的频率范围W1中的副载波，而要发送到远方用户的发送数据被分配到频率范围W2中的副载波，并将重排的发送数据输出到OFDM部件104。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，要发送到远方用户的发送数据被分配到中心频率附近的副载波，而要发送到附近用户的发送数据被分配到两端附近的副载波，使得在不降低发送效率的情况下，能改善相对距基站较远的用户的发送数据的信道质量。而且，执行发送功率控制，使得分配到中心频率附近的副载波的要发送到远方用户的发送数据的发送功率大于分配到两端频率的副载波的要发送到附近用户的发送数据的发送功率，使得能改善要发送到远方用户的发送数据的误码率特性。

根据该实施例，可能对利用turbo编码器执行纠错的情况和利用不是turbo编码器的编码器执行纠错的情况进行改变。当利用turbo编码器执行纠错时，系统位数据可进一步分配到相对距基站较远的用户的发送数据所分配到的副载波中的位于中心频率附近的副载波。而且，在该实施例中，从S/P转换部件1001输出的发送数据被划分为两个-靠近基站的用户的发送数据、和相对远离基站的用户的发送数据-但这不是限制，并且可根据用户的距离等将发送数据划分为三类或更多种类发送数据而输出。

(实施例6)

图11是示出了根据本发明实施例6的多载波发送设备1100的配置的图。该实施例的特征在于，在独立地交织系统位数据和奇偶校验位数据之后，执行重排，以将系统位数据和奇偶校验位数据分配到相应副载波。

利用使用传统多载波发送的通信方法，能沿频率轴方向执行交织，并因此对于所有副载波都执行交织。然而，利用这种传统方法，比普通数据需要更好质量的一些数据被分配到两端附近的副载波，并因此降低了比普通数据需要更好质量的数据的误码率改善效果。

在该实施例中，图11的配置与图1的不同之处在于提供了交织部件1101和1102。图11的其他组件与图1的相同，并因此省略其描述。

交织部件1101对编码部件101进行turbo编码处理过的系统位数据进行交织，并将得到的数据输出到调制部件102。

交织部件1102对编码部件101进行turbo编码处理过的奇偶校验位数据进行交织，并将得到的数据输出到调制部件102。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，在独立地对系统位数据和奇偶校验位数据进行交织之后，由副载波分配部件103执行发送数据的重排，使得借助于交织可能防止系统位数据被分配到两端频率的副载波，并所以使得能改善系统位数据的误码率特性。而且，作为执行交织的结果，即使容易受到相邻信道干扰波影响的、分配到两端频率的副载波的奇偶校验位数据中连续发生错误，也可能正确解调奇偶校验位数据。而且，即使在分配到中心频率F1附近的副载波的系统位数据中连续发生错误，也可能正确解调该系统位数据。

在该实施例中，利用turbo编码器执行纠错，但这不是限制，并可能利用不是turbo编码器的编码器执行纠错，然后将发送数据划分为需要好质量的发送数据和正常质量是足够的发送数据，并独立地对需要好质量的发送数据和正常质量是足够的发送数据进行交织。

(实施例7)

图12是示出了根据本发明实施例7的每个副载波的发送数据分配的图。一般来说，通过使用OFDM-CDMA通信方法的无线电设备，由无线电发送部件(未示出)的放大器中提供的模拟电路产生DC偏移，所以由DC点附近的副载波发送的信号的误码率的降级超过其他副载波发送的信号的误码率。

关于这点，该实施例做好了准备，使得需要好质量的发送数据不被分配到包含该DC点的副载波。该多载波发送设备的配置与图1的配置相同，所以省略其描述。

副载波分配部件103执行发送数据的重排，使得需要好质量的系统位数据被分配到中心频率F1附近的范围W21和W22，将包括DC点P1的副载波1201排除在外，并且奇偶校验位数据被分配到两端附近的范围W20和W23以及包括DC点P1的副载波1201。经过OFDM部件104的正交频分复用的发送数据然后被分配到图12所示的副载波。

系统位数据所分配到的副载波频率范围W21和W22根据相邻信道干扰波接收电平而改变。也就是说，当相邻信道干扰波接收电平高时，使得系统位数据所分配到的频率范围W21和W22较窄，而当相邻信道干扰波接收电平低时，使得系统位数据所分配到的频率范围W21和W22较宽。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，系统位数据不被分配到中心频率F1的副载波，使得可能防止由于DC偏移效应而引起的误码率特性的降级。

在该实施例中，已假设DC点P1是与中心频率F1相同的频率，但该实施例不限于DC点P1是与中心频率F1相同的频率的情况，并也可应用到DC点和中心频率是不同频率的情况。而且，在该实施例中，发送数据不限于系统位数据和奇偶校验位数据，而可以是需要不同质量的除了系统位数据和奇偶校验位数据之外的数据。在该情况下，除了turbo编码器之外的编码器可用作编码部件101。

(实施例8)

图13是示出了根据本发明实施例8的多载波发送设备1300的配置的图。该实施例的特征在于在使用turbo码作为纠错码的发送设备中，独立地自适应调制系统位数据和奇偶校验位数据，并将奇偶校验位数据分配到两端附近的副载波，基于RSSI信号而提供不发送的、向其分配奇偶校验位数据的一些副载波。

在该实施例中，图13的配置与图1的不同之处在于提供了选择部件1301。图13中与图1相同的组件被分配与图1相同的附图标记，并省略其描述。

当到达用于输入分配到不发送的副载波的奇偶校验位数据的定时时，从由副载波分配部件103所输入的重排发送数据中的分配到两端附近副载波的奇偶校验位数据中，选择部件1301选择空信号代替奇偶校验位数据，并将包括所选空信号的奇偶校验位数据和系统位数据输出到OFDM部件104。

当选择奇偶校验位数据时，基于输入的RSSI信号，当由于使得不发送的副载波数目小，所以信道质量差时，选择部件1301使得所选空信号的数目小，并且当由于使得不发送的副载波数目大，所以信道质量好时，选择部件1301使得所选空信号的数目大。

关于OFDM或MC-CDMA不需要的频率分量，两端的旁瓣是主要的。图14示出了一个副载波的信号频谱。如图14所示，旁瓣离主瓣越近，旁瓣分量越大。实际上，存在与图15所示副载波数目对应的、图14所示的频谱序列，并所以两端副载波的不需要的频率分量-即旁瓣分量是主要的。由此，通过将奇偶校验位数据分配到两端附近的副载波并且不发送奇偶校验位数据已分配到的多个副载波，也可能进一步降低旁瓣分量。所以也可能进一步降低不需要的频率分量。

如图16所示，在发送数据已经过OFDM部件104的正交频分多路复用处理之后，奇偶校验位数据被分配到频率范围W30和W32，而系统位数据被分配到频率范围W31。这里，副载波1401、1402、1403、和1404是不被发送的副载波，而发送空信号代替副载波1401、1402、1403、和1404。

利用例如OFDM或MC-CDMA的多载波通信方法，当不发送多个副载波作为降低峰值功率的方式时，存在误码率特性降级的问题。当turbo码用作纠错码时，系统位数据比奇偶校验位数据需要更好质量。所以，通过不发送奇偶校验位数据所分配到的副载波，可能实现误码率特性和峰值功率减小之间的兼容。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，不发送分配到两端附近的副载波的一定量的奇偶校验位数据，并且不发送的数据是不需要象系统位数据一样的高质量的奇偶校验位数据，使得有可能减小峰值功率并降低带外泄漏，而误码率几乎没有降级。

在该实施例中，空信号选择是基于RSSI信号的，但这不是限制，并且可利用任何信道质量信息而执行空信号选择。而且，在该实施例中，不发送的副载波数目是4，但这不是限制，可能不发送任意数目的副载波，并可能任意选择将不发送的副载波。

(实施例9)

图17是示出了根据本发明实施例9的多载波发送设备1700的配置的图。该实施例的特征在于在选择部件中，基于延迟分布信息而提供不发送的、向其分配奇偶校验位数据的一些副载波。

在该实施例中，图17的配置与图1的不同之处在于提供了选择部件1701。图17中与图1相同的组件被分配与图1相同的附图标记，并省略其描述。

当到达用于输入分配到不发送的副载波的奇偶校验位数据的定时时，从由副载波分配部件103所输入的重排发送数据中的、分配到两端附近副载波的奇偶校验位数据中，选择部件1701基于延迟分布信息而选择空信号代替奇偶校验位数据，并将包括所选空信号的奇偶校验位数据和系统位数据输出到OFDM部件104。

当选择奇偶校验位数据时，基于输入的延迟分布信息，当由于使得不发送的副载波数目小，所以延迟分布大时，选择部件1701使得所选空信号的数目小，并且当由于使得不发送的副载波数目大，所以延迟分布小时，选择部件1701使得所选空信号的数目大。延迟分布信息通过被包括在来自通信方的发送信号中而被报告，所以从所接收的信号中被提取。

现在将利用图18描述延迟分布信息产生部件1800。延迟分布信息产生部件1800主要由延迟电路1801、减法电路1802、绝对值产生电路1803、和平均电路1804组成。

延迟电路1801具有作为输入的信号(其中所接收信号的报头已经过FFT处理)，向输入的信号施加延迟，并将该信号输出到减法电路1802。

减法电路1802计算相邻副载波的信号电平的差值，并将结果输出到绝对值产生电路1803。

绝对值产生电路1803将从减法电路1802输入的减法结果转换为绝对值，并将该绝对值输出到平均电路1804。

平均电路1804对从绝对值产生电路1803输入的接收电平差值的绝对值相对于副载波的数目求平均，并获得延迟分布信息。以这种方式获得的延迟分布信息被包括在发送信号中由通信方发送。

延迟分布信息不限于通过通信方得到并由通信方报告的情况，并且可利用图18的电路从接收信号中检测延迟分布。使用TDD通信方法等从接收信号中检测延迟分布的情况是可能的。在OFDM部件104的正交频分多路复用处理之后分配到副载波的发送数据与图16中的相同，并所以省略其描述。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，不发送分配到两端附近的副载波的一定量的奇偶校验位数据，并且不发送的数据是不需要象系统位数据一样的高质量的奇偶校验位数据，使得有可能减小峰值功率并降低带外泄漏，而误码率几乎没有降级。而且，因为基于延迟分布信息而选择分配到所发送的副载波的奇偶校验位数据，所以当由于发送数据延迟是临时的而不必改变不发送的副载波数目时，能防止由于不发送的副载波数目的无意改变而引起的峰值功率的过度增加和增加的带外泄漏或误码率特性的降级。

(实施例10)

图19是示出了根据本发明实施例10的多载波发送设备1900的配置的图。该实施例的特征在于选择部件中，基于接收电平信息而提供定不被发送的、向其分配奇偶校验位数据的一些副载波。

在该实施例中，图19的配置与图1的不同之处在于提供了选择部件1901。图19中与图1相同的组件被分配与图1相同的附图标记，并省略其描述。

当使用TDD作为接入方法时，传播路径对于上行链路和下行链路是相同的，并所以也存在一种方法，由此其接收电平已下降的副载波被给定不发送的优先权。通过将不发送的优先权给予其接收电平已下降的副载波，可能进一步实现误码率特性降级和峰值功率的降低、以及不需要的频率分量的减少。

当到达用于输入分配到不被发送的副载波的奇偶校验位数据的定时时，从由副载波分配部件103所输入的重排发送数据中的分配到两端附近副载波的奇偶校验位数据中，选择部件1901基于接收电平信息而选择空信号代替奇偶校验位数据，并将包括所选空信号的奇偶校验位数据和系统位数据输出到OFDM部件104。

当选择奇偶校验位数据时，基于每一副载波的输入接收电平信息，选择部件1901选择空信号代替分配到其接收电平已下降的副载波的奇偶校验位数据，并选择系统位数据和包括空信号的奇偶校验位数据。可使用任何方法来确定接收电平是否已下降，例如借助于预定阈值的确定、或通过与其他副载波的接收电平作比较而进行的相对确定。在OFDM部件104的正交频分多路复用处理之后分配到副载波的发送数据与图16中的相同，并所以省略其描述。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，不发送分配到两端附近的副载波的一定量的奇偶校验位数据，并且不发送的数据是不需要象系统位数据一样的高质量的奇偶校验位数据，使得有可能减小峰值功率并降低带外泄漏，而误码率几乎没有降级。而且，因为基于接收电平信息而选择空信号，所以当下一次执行发送时不发送分配到其接收电平已下降的副载波的奇偶校验位数据，可能进一步实现可能实现误码率特性和峰值功率减小以及不需要的频率分量的降低之间的兼容。

(实施例11)

图20是示出了根据本发明实施例11的多载波发送设备2000的配置的图。该实施例的特征在于选择部件中，基于相邻信道干扰波接收电平信息而提供不发送的、向其分配奇偶校验位数据的一些副载波。

在该实施例中，图20的配置与图1的不同之处在于提供了选择部件2001。图20中与图1相同的组件被分配与图1相同的附图标记，并省略其描述。

由此在确定不被发送的副载波数目时也考虑相邻信道干扰波接收电平的方法也是有效的。相邻信道干扰波接收电平越高，则两端副载波的质量越差。所以，对于两端副载波，实际上可通过增加不被发送的副载波数目而改善误码率特性。而且，不用说，自然也降低了峰值功率和不需要的频率分量。

在从副载波分配部件103输入的重排发送数据中，选择部件2001选择空信号代替分配到其相邻信道干扰波接收电平影响最大的两端副载波的奇偶校验位数据，并输出系统位数据、和包括所选空信号的奇偶校验位数据到OFDM部件104。

在发送数据已经过OFDM部件104的正交频分多路复用处理之后，奇偶校验位数据被分配到频率范围W40和W42，而系统位数据被分配到频率范围W41，如图21所示。这里，在任一端的副载波2101和2102是不被发送的副载波，而发送空信号代替副载波2101和2102。

由此，根据该实施例的多载波发送设备和多载波发送方法，除了提供上述实施例1的效果之外，还不发送分配到两端附近副载波的一定量的奇偶校验位数据，并且不被发送的数据是不需要象系统位数据一样的高质量的奇偶校验位数据，从而可能减小峰值功率并降低带外泄漏，而几乎没有误码率的降级。而且，由于不发送其相邻信道干扰波接收电平影响最大的两端副载波，所以可能减小峰值功率并降低带外泄漏，而几乎没有误码率的降级。

在该实施例中，不被发送的副载波数目为2，但不被发送的副载波数目不限于2，并可能不发送从任一端到中心频率的任何数目的副载波。

上述实施例1到实施例11的多载波发送设备和多载波发送方法可应用到基站设备和通信终端设备。

如上所述，根据本发明，可能显著改善需要好质量的发送数据的误码率特性，并防止需要好质量的发送数据的质量降级。

该申请基于2002年10月10日提交的日本专利申请第2002-297534号和2003年1月15日提交的日本专利申请第2003-7616号，这里通过引用而特别合并其全部内容。

产业上的可利用性

本发明可应用到多载波发送设备和多载波发送方法。

Claims (9)

1.一种多载波发送设备，包括：

划分部件，用于将发送数据划分为需要好质量的高质量发送数据和除了所述高质量发送数据之外的普通发送数据；

副载波分配部件，用于重排所述高质量发送数据和所述普通发送数据，使得所述高质量发送数据被分配到用于发送所述发送数据的频率范围的中心频率附近的副载波，并且使得所述普通发送数据被分配到所述频率范围的两端附近的副载波；和

正交频分多路复用部件，用于对所述副载波分配部件重排的所述高质量发送数据以及所述普通发送数据，执行正交频分多路复用，

其中，所述副载波分配部件使所述高质量发送数据被分配的副载波的范围以及所述普通发送数据被分配的副载波的范围可基于信道质量而变化。

2.根据权利要求1的多载波发送设备，还包括：

选择部件，从所述副载波分配部件重排的所述普通发送数据中，选择空信号代替一部分所述普通发送数据，

所述正交频分多路复用部件对包含所述选择部件所选择的所述空信号的所述普通发送数据、以及所述高质量发送数据，执行正交频分多路复用。

3.根据权利要求1的多载波发送设备，还包括：

扩频部件，独立地设置指定到所述副载波分配部件重排的所述高质量发送数据和所述普通发送数据的扩频码数目而对所述高质量发送数据和所述普通发送数据执行扩频处理，

所述正交频分多路复用部件对由所述扩频部件执行扩频处理后的所述高质量发送数据和所述普通发送数据，执行正交频分多路复用。

4.根据权利要求1的多载波发送设备，还包括：

扩频部件，使得指定到所述高质量发送数据的扩频码数目大于指定到所述普通发送数据的扩频码数目而对所述高质量发送数据和所述普通发送数据执行扩频处理，

所述正交频分多路复用部件对由所述扩频部件执行扩频处理后的所述高质量发送数据和所述普通发送数据，执行正交频分多路复用。

5.根据权利要求1的多载波发送设备，还包括：

调制部件，用于利用基于信道质量分别独立设置的调制方法，而调制所述高质量发送数据和所述普通发送数据，

所述副载波分配部件重排所述高质量发送数据和所述普通发送数据，使得由所述调制部件调制后的所述高质量发送数据被分配到所述中心频率附近的副载波，并且使得由所述调制部件调制后的所述普通发送数据被分配到所述两端附近的副载波。

6.根据权利要求1的多载波发送设备，其中所述高质量发送数据是用于通信控制的信息或重发信息。

7.一种具有权利要求1所述的多载波发送设备的基站设备。

8.一种具有权利要求1所述的多载波发送设备的通信终端设备。

9.一种多载波发送方法，包括：

将发送数据划分为需要好质量的高质量发送数据和除了所述高质量发送数据之外的普通发送数据的步骤；

重排所述高质量发送数据和所述普通发送数据，使得所述高质量发送数据被分配到用于发送所述发送数据的频率范围的中心频率附近的副载波，并且使得所述普通发送数据被分配到所述频率范围的两端附近的副载波的步骤；和

对所重排的所述高质量发送数据和所述普通发送数据，执行正交频分多路复用并分配所述发送数据到副载波的步骤，

其中，使所述高质量发送数据被分配的副载波的范围以及所述普通发送数据被分配的副载波的范围可基于信道质量而变化。

Images