CN101080877A - 扩展码分配方法、逆扩展方法、发送装置、接收装置、通信装置、无线基站装置和移动终端装置 - Google Patents

扩展码分配方法、逆扩展方法、发送装置、接收装置、通信装置、无线基站装置和移动终端装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供扩展码分配方法、逆扩展方法、发送装置、接收装置、通信装置、无线基站装置和移动终端装置。在将在时间方向和频率方向进行扩展的二维扩展码分配给各个信道的情况下，将时间方向和频率方向中的至少一个方向彼此正交并且在各个方向上能够利用比原扩展率小的扩展率来进行逆扩展的扩展码作为选择对象，从成为选择对象的扩展码中决定将分配给各个信道的扩展码。由此决定分配给各个信道的扩展码。

Description

扩展码分配方法、逆扩展方法、发送装置、接收装置、通信装置、无线基站装置和移动终端装置
技术领域
本发明涉及使用在时间方向和频率方向上进行扩展的二维扩展码来进行信道单位的数据收发的技术。
背景技术
近年来在移动通信领域，作为多载波调制方式例如组合了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)调制方式和CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址接入)方式的OFDM-CDMA方式受到关注。OFDM调制方式是使用彼此正交的多个副载波的频率利用效率高的调制方式，CDMA方式是使用抗干扰性强的扩频通信方式的调制方式。组合了这两种方式的OFDM-CDMA方式使用能够进行时间方向和频率方向的扩展的二维扩展码，来扩展时间方向和频率方向中的至少一方。关于这种方式例如记载于专利文献1、2中。
在移动通信中，信道传输路径的状态随着状况而变化。若传输路径状态恶化则导致传输特性恶化或者系统容量降低。在专利文献1中所述的现有技术中，为了抑制传输特性的恶化或者系统容量的降低，对应于信道传输路径的状态，在发送侧设定时间方向和频率方向的扩展率。例如传输路径上的最大延迟时间越长则将频率方向的扩展率设定得越小，抑制了扩展码间的正交性的恶化。另外，传输路径上的最大多普勒(Doppler)频率越高则把时间方向的扩展率设定得越小，抑制了扩展码间的正交性的恶化。
在专利文献1所述的现有技术中，当在发送侧发送信道推定用的导频码元(pilot symbol)等时，根据传输路径的状态对每个用户(接收侧)应用不同的扩展率，或者对多个用户应用相同的扩展率。
前一种方法中，需要用户数个扩展码，导致系统整体的容量变小。从而降低了系统容量的利用效率。并且需要与用户数相应的电力，所以电力消耗也变大。
另一方面，在后一种方法中，各个用户利用相同的扩展率进行逆扩展，所以能够相对抑制电力消耗。但是各个用户的接收特性由于各自的传输路径状态而不同，因此要对每个用户直接确定最佳的扩展率是非常困难的。从而认为重点在于在维持系统容量的高利用效率的同时，使多个用户能够利用对应于各自的传输路径状态的扩展率来接收数据。
专利文献1：日本特开2003-46474号公报
专利文献2：日本特开2004-48117号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种技术，该技术能够在OFDM-CDMA方式这样的使用二维扩展码来进行扩展的通信方式中，维持系统容量的高利用效率的同时，使多个用户能够利用对应于各自的传输路径状态的扩展率来接收数据。
本发明的扩展码分配方法用于将在时间方向和频率方向进行扩展的二维扩展码分配给各个信道，该扩展码分配方法将时间方向和频率方向中的至少一个方向彼此正交并且在各个方向上能够以比原扩展率小的扩展率来进行逆扩展的扩展码作为选择对象，从成为该选择对象的扩展码中决定将分配给各个信道的扩展码。
另外优选对上述各个信道的扩展码的分配以预先确定的信道为对象来进行。
本发明的第一方面至第三方面的逆扩展方法均用于使接收到了利用通过上述扩展码分配方法所分配的扩展码进行扩展并发送的信道的码元的接收装置进行逆扩展，分别按如下所述进行逆扩展。
在第一方面的逆扩展方法中，对于接收到的同一信道的码元，利用包含时间方向和频率方向中的至少一方比原扩展率小的扩展率的多个扩展率来分别进行逆扩展，并根据分别进行该逆扩展得到的结果来决定同一信道之外的其他信道的码元的逆扩展用的扩展率。
另外，优选上述同一信道为发送导频码元的信道。另外，优选对于所决定的扩展率，利用在该决定后所接收到的导频码元根据需要来更新该所决定的扩展率。或者，优选根据利用该扩展率对其他信道的码元进行逆扩展所得到的结果来更新该所决定的扩展率。另外，优选确定接收装置相对于发送信道的码元的发送装置的移动速度，并根据该确定结果，根据需要来更新所决定的扩展率。另外，优选根据在其他信道中检测出的延迟扩展，根据需要来更新所决定的扩展率。
在第二方面的逆扩展方法中，监视对接收到的信道的码元进行逆扩展所得到的结果，并基于该监视的结果来变更对接收到的信道的码元进行逆扩展的扩展率。
另外，优选上述监视的结果为延迟扩展。
第三方面的逆扩展方法确定接收装置相对于发送信道的码元的发送装置的移动速度，并基于所确定的结果，根据需要来变更对接收到的信道的码元进行逆扩展用的扩展率。
本发明的发送装置以能够使用在时间方向和频率方向进行扩展的二维扩展码来复用多个信道进行发送为前提，该发送装置具有：码分配单元，其将时间方向和频率方向中的至少一方彼此正交且能够在各个方向上利用比原扩展率小的扩展率进行逆扩展的扩展码分配给各个信道；以及发送单元，其使用码分配单元所分配的扩展码进行各个信道的码元的扩展并将其发送。
第一方面的通信装置具有上述发送装置。第二通信装置在此结构的基础上还具有：接收单元，其能够从发送了信道的码元的通信装置接收扩展率信息，该扩展率信息表示被设定为用于该信道和其他信道的码元中的至少一方的逆扩展的扩展率；以及控制单元，其基于接收单元接收到的扩展率信息，控制码分配单元对各个信道的扩展码的分配。
另外，优选上述接收单元接收被使用扩展码扩展并发送的信道的码元而进行逆扩展。另外，优选控制单元动态地更新接收单元用于信道的码元的逆扩展的扩展率。优选接收单元用于信道的码元的逆扩展的扩展率能够反映到码分配单元的扩展码的分配。
第一方面的无线基站装置具有上述第一方面的发送装置。
本发明的第一至第五方面的接收装置以能够接收由上述第一方面的发送装置进行了扩展并发送的信道的码元为前提，分别具有以下单元。
第一方面的接收装置具有：接收单元，其能够接收信道的码元；多个逆扩展单元，该多个逆扩展单元利用包含时间方向和频率方向中的至少一方比原扩展率小的扩展率的各不相同的扩展率，分别对接收单元接收到的同一信道的码元进行逆扩展；其他逆扩展单元，其以接收单元接收到的、同一信道之外的其他信道的码元为对象，进行逆扩展；以及控制单元，其基于多个逆扩展单元分别进行逆扩展所得到的结果，设定其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
另外，优选上述控制单元基于其他逆扩展单元进行逆扩展所得到的结果，来更新该其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
第二方面的接收装置在上述第一方面的接收装置的结构基础上，还具有速度确定单元，其确定接收装置相对于发送信道的码元的发送装置的移动速度，控制单元基于速度确定单元所确定的移动速度，来更新其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
第三方面的通信装置具有上述第一方面的接收装置，控制单元使发送单元发送表示其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。另外，优选发送单元使用二维扩展码来扩展信息并将该信息发送。
第三方面的接收装置具有：接收单元，其能够接收信道的码元；逆扩展单元，其进行接收单元接收到的信道的码元的逆扩展；以及控制单元，其动态地更新逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
另外，优选上述控制单元基于逆扩展单元进行逆扩展所得到的结果，更新该逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
第四方面的接收装置在上述第三方面的接收装置的结构基础上，还具有速度确定单元，该速度确定单元确定接收装置相对于发送信道的码元的发送装置的移动速度(或者多普勒位移)，控制单元基于速度确定单元所确定的移动速度(或者多普勒位移)来更新逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
第四方面的通信装置具有上述第三方面的接收装置，控制单元使发送单元发送表示逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。另外，优选发送单元使用二维扩展码来扩展信息并将该信息发送。
第五方面的接收装置具有：接收单元，其能够接收信道的码元；逆扩展单元，其进行接收单元接收到的信道的码元的逆扩展；速度确定单元，其确定接收装置相对于发送信道的码元的发送装置的移动速度；以及控制单元，其基于速度确定单元所确定的移动速度，动态地更新逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
第五方面的通信装置具有上述第五方面的接收装置，控制单元使发送单元发送表示逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。另外，优选发送单元使用二维扩展码来扩展信息并将该信息发送。
本发明的第一至第三方面的移动终端装置分别具有上述第一、第三和第五方面的接收装置。
在本发明中，将时间方向和频率方向中的至少一方彼此正交且能够在各个方向利用比原扩展率小的扩展率来进行逆扩展的二维扩展码作为选择对象，从作为选择对象的扩展码中决定分配给各个信道的扩展码。由于使用这样分配的扩展码来进行信道的码元的扩展，因此在接收侧能够始终利用多个扩展率进行对该码元的逆扩展。由此能够实现可根据传输路径状态来选择更合适的扩展率进行逆扩展的环境。
接收到的码元能够利用多个扩展率来进行逆扩展，因此多个用户(接收装置)能够从一个信道进行基于进行该逆扩展所得到的结果的扩展率选择。除了进行逆扩展所得到的结果以外，着眼于影响传输路径状态的其他因素，例如接收侧相对于码元发送侧的移动速度等也能够随时动态地进行扩展率的恰当选择(包括更新)。由此能够利用对于传输路径状态而言更合适的扩展率来进行逆扩展，并且能够始终维持高的系统容量利用效率。在将在接收侧确认的或者推定的传输路径状态通知给发送侧并使传输路径状态反映到扩展码的分配上的情况下，能够更加可靠地分配对于到接收侧的传输路径的状态而言更加合适的扩展码。因此，进行逆扩展所得到的结果即接收特性能够更加可靠地始终维持在高水平上。
附图说明
图1是说明本实施方式采用的二维扩展码的码域的图。
图2A是说明从二维扩展码中取出一部分的方法的图(SF1×4的情况)。
图2B是说明从二维扩展码中取出一部分的方法的图(SF4×4的情况)。
图2C是说明从二维扩展码中取出一部分的方法的图(SF2×2的情况)。
图3是说明本实施方式的二维扩展码的分配方法的图。
图4是说明对两个信道分配了二维扩展码时，成为分配给其他信道的对象的二维扩展码的图。
图5是说明对三个信道分配了二维扩展码时，成为分配给其他信道的对象的二维扩展码的图。
图6是说明第一实施方式的通信装置的结构的图。
图7是说明扩展码生成部和二维扩展部的结构的图。
图8是说明扩展码分配表的内容例子的图(之一)。
图9是说明扩展码分配表的内容例子的图(之二)。
图10是说明图8所示的扩展码分配表中的信道和成为该信道的分配对象的二维扩展码所占有的码域的关系的图。
图11是扩展码分配表生成处理的流程图。
图12是说明与图6所示的通信装置进行通信的通信装置的结构的图。
图13是说明图12所示的导频逆扩展部的结构的图。
图14是说明扩展率的更新单位的图。
图15是说明伴随扩展率的更新的扩展率间转移的图。
图16是说明第二实施方式的通信装置的结构的图。
图17是说明与图16所示的通信装置进行通信的通信装置的结构的图。
图18是说明第三实施方式的通信装置的结构的图。
图19是说明第四实施方式的通信装置的结构的图。
图20是说明第五实施方式的发送装置的结构的图。
图21是说明第六实施方式的发送装置的结构的图。
图22A是说明第六实施方式中的扩展率分配例子的图(SF4×1的情况)。
图22B是说明第六实施方式中的扩展率分配例子的图(SF2×2的情况)。
图22C是说明第六实施方式中的扩展率分配例子的图(SFN×4(N＝1、2、4)的情况)。
图23是说明第七实施方式的发送装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
<第一实施方式>
图1是说明本实施方式采用的二维扩展码的码域的图。
该码域为使最大扩展率在时间方向和频率方向均为16的情况。扩展码采用即使在时间方向和频率方向上都利用与原扩展率(发送侧用于扩展的扩展率)不同的扩展率进行逆扩展还是正交的扩展码。这种扩展码可以使用OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor，正交可变扩展因子)码生成。在进行图1的说明之前对使用该OVSF码生成的扩展码进行具体说明。
众所周知OVSF码能够通过下式(1)依次生成码长为2倍的码。
[数式1]
C 2 ( n + 1 ) , 0 C 2 ( n + 1 ) , 1 C 2 ( n + 1 ) , 2 C 2 ( n + 1 ) , 3 &CenterDot; &CenterDot; C 2 ( n + 1 ) , 2 ( n + 1 ) - 2 C 2 ( n + 1 ) , 2 ( n + 1 ) - 1 = C 2 n , 0 C 2 n , 0 C 2 n , 0 - C 2 n , 0 C 2 n , 1 C 2 n , 1 C 2 n , 1 - C 2 n , 1 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; C 2 n , 2 n - 1 C 2 n , 2 n - 1 C 2 n , 2 n - 1 - C 2 n , 2 n - 1 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 1 )
通过该式(1)生成的码固然不用说相同码长之间，即使是不同码长之间，只要不是从树派生得到的则具有保持正交性的性质。
用于进行二维扩展的扩展码(OVSF码)可以表示为Cm，k×Cn，l。其中，Cm，k、Cn，l分别表示时间方向、频率方向的扩展码。其下标表示扩展率(以下也标记为“SF”)和码编号。例如“m，j”表示扩展率为m的第j个扩展码。其中，“×”表示矩阵的克罗内克(Kronecker)积(直积)。其具体例子如下所示。
[数式2]
C 4,3 &times; C 4,1 = 0 1 1 0 &times; 0 0 1 1 = 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 2 )
在二维扩展码的矩阵表示中，通常以行方向(横向)为频率轴，列方向(纵向)为时间轴进行表示。相乘以2为法来进行。在式(2)中的4×4矩阵中省略了转置记号。该式(2)表示在由时间方向和频率方向的扩展率分别为4的扩展码构成的二维扩展码中，扩展后的一个码元由合计16(4×4)个码片构成。该扩展码中时间方向和频率方向的扩展率的关系表示为“SF4×4”。位于“×”前的“4”表示时间方向的扩展率，而位于其后的“4”表示频率方向的扩展率。其他扩展率的关系也使用相同的表示法。
不同的扩展码Cm1，k1×Cn1，l1和Cm2，k2×Cn2，l2在Cm1，k1⊥Cm2，k2和Cn1，l1⊥Cn2，l2的关系中的至少任一个关系成立的情况下正交。即，在时间方向和频率方向中的至少任一个方向正交的情况下，作为整体正交。
使用OVSF码生成的扩展码的码域根据扩展码的扩展率和码编号而变成固有的码域。图1表示分别在时间方向和频率方向上采用的扩展码及其码域的关系。例如二维扩展码C8，6×C4，0由于时间方向的扩展码为C8，6而频率方向的扩展码为C4，0，因此占有与它们对应的码域。纵轴和横轴均是扩展率越大则在码空间上占有的范围越小。由此也使码域变小。
为了使得不仅二维扩展码(码片)整体彼此正交，即使仅取出一部分该一部分也与其他的二维扩展码正交，只要挑选想要从该扩展码中取出的部分作为一个二维扩展码，生成二维扩展码使得彼此正交即可。挑选取出部分的二维扩展码相当于比用于扩展的二维扩展码的时间方向和频率方向上的原扩展率中的任一方小的扩展码。
例如二维扩展码C4，3×C4，1是时间方向和频率方向的扩展率均为4，即为SF4×4的扩展码。在这种二维扩展码中，可以考虑如图2A～C所示，将一部分取出作为SF1×4、SF4×1或者SF2×2的扩展码。由此，在使用这一部分扩展码中的任一个都正交的二维扩展码来复用多个信道的情况下，只要选择完全满足以下三个条件的扩展码即可。
1.在时间方向上与扩展码C4，3正交(条件1)。
2.在频率方向上与扩展码C4，1正交(条件2)。
3.在时间方向和频率方向的二维区域中与二维扩展码C2，1×C2，0正交(条件3)。
图3是说明本实施方式的二维扩展码的分配方法的图。在该图3中，在仅分配了二维扩展码C4，3×C4，1的情况下，用码域表示作为其他信道的分配对象的二维扩展码。
在图3中，用虚线包围的区域A4是时间方向的扩展码为C4，3的区域，用圆点虚线包围的区域A3是频率方向的扩展码为C4，1的区域。区域A4不满足条件1，区域A3不满足条件2。用实线包围的区域A1是二维扩展码为C2，1×C2，0的区域，不满足条件3。
频率方向的扩展码C4，1由扩展频率为2的扩展码C2，0生成。由此，扩展码C2，0为扩展码C4，1的上位层的扩展码。由此，在区域A4内具有码域的二维扩展码能够利用扩展码C4，3×C2，0即SF4×2的扩展率进行逆扩展。同样，在区域A3内具有码域的二维扩展码能够使用扩展码C2，1×C4，1进行逆扩展。在区域A1内具有码域的二维扩展码能够利用扩展码C4，3×C2，0和C2，1×C4，1中的任一方来进行逆扩展。
在与上述区域以外的部分相当的区域即用斜线所示的区域A2中，二维扩展码C4，3×C4，1当然与从其中取出的SF1×4、SF4×1和SF2×2(图2A～C)的扩展码也正交。此外也与SF2×4和SF4×2的扩展码正交。
这样能够对用于码元(数据)的发送的各个信道分配分别满足全部条件1～3的二维扩展码。
图4是说明在对两个信道分配了二维扩展码的情况下成为分配给其他信道的对象的二维扩展码的图。在该图4中作为二维扩展码分配了C8，0×C8，0、C8，2×C8，1。区域B1、B3相当于它们的码域。
用实线包围的区域B2将区域B1包含于内部，这里不满足条件3。同样，在用实线包围的区域B6中含有区域B3，不满足条件3。在内部包含区域B1的区域B4和内部包含区域B3的区域B5中，分别不满足条件2。在内部包含区域B1的区域B7和内部包含区域B3的区域B8中，分别不满足条件1。由此，只有在用斜线所示的区域B9内具有码域的二维扩展码成为分配给其他信道的对象。
图5是说明在对三个信道分配了二维扩展码的情况下成为其他信道的分配对象的二维扩展码的图。在该图5中，从图4所示状态进一步分配了C8，1×C8，2作为二维扩展码。
在该图5中，区域C1、C2分别相当于图4中的区域B1、B3。区域C3相当于二维扩展码C8，1×C8，2的码域。由于区域C1而不成为分配对象的区域C4用竖线表示。同样由于区域C2而不成为分配对象的区域C5用横线表示，由于区域C3而不成为分配对象的区域C6用斜线表示。区域C4内的区域C7是由于区域C1和C2而不成为分配对象的区域。同样，区域C8由于区域C1和C3而被从分配对象中排除，区域C9由于区域C1～C3而被从分配对象中排除。其结果，在利用与区域C6不同的斜线表示的区域10内具有码域的二维扩展码成为分配给其他信道的对象。
如上所述在发送侧进行对各个信道的二维扩展码的分配。通过进行这样的分配，在接收(用户)侧，接收到的信道的码元不仅能够在时间方向和频率方向上都利用原扩展率进行逆扩展，而且还始终能够利用时间方向和频率方向中的至少一方比原扩展率小的扩展率来进行逆扩展。因此，能够在接收侧确实地利用对应于传输路径状态的更合适的扩展率来进行接收码元的逆扩展。这意味着能够对接收码元进行更高精度的检测(复原)，即能够始终维持高的接收特性。
由于用于逆扩展的扩展率能够在接收侧变更，因此避免了对每个接收侧发送信道推定用导频码元等的必要性。因此也能够始终维持系统容量的高利用效率。
图6是说明第一实施方式的通信装置的结构的图。该通信装置60安装了如上所述进行二维扩展码的分配的发送装置。例如应用于无线基站装置。下面参照图6对该通信装置60进行详细说明。
在待发送的数据(码元)中，通常除了在用户之间收发的数据以外，还存在导频码元或者控制数据。导频码元可以不对每个用户应用不同的扩展率，所以可以对各个用户使用共同的扩展率。在将数据临时存储于缓存612中之后，向复用部601输出。
复用部601例如对输入的数据进行复用，转换为各个信道的数据串。扩展码生成部602分别生成时间方向和频率方向的扩展码。二维扩展部603从扩展码生成部602向每个信道输入扩展码，并且从复用部601向每个信道输入数据串。由此，使用输入的扩展码，按照每个信道进行针对从复用部601输入的数据串的扩展。
图7是说明扩展码生成部602和二维扩展部603的结构的图。
如图7所示，扩展码生成部602具有：针对每个信道生成频率方向的扩展码的F扩展码分配部611；以及针对每个信道生成时间方向的扩展码的T扩展码分配部612。另一个二维扩展部603具有：使用频率方向和时间方向的扩展码，以信道为单位对数据进行扩展调制的多个扩展调制部701；以副载波为单位将从各个扩展调制部701输出的扩展调制后的数据进行相加的相加部702；以及从各个相加部702输入相加后的数据来进行IFFT(快速傅立叶逆变换)的IFFT部703。由此，二维扩展部603向发送部604输出将各个信道的扩展调制后的数据进行了复用的信号。
发送部604将从二维扩展部603输入的信号载于载波中，并在放大后输出。输出的模拟信号经由共用器605和天线606被发送。
另一方面，天线606接收到的信号经由共用器605向接收部607输出，作为数字信号被提取出。提取出的接收信号经过解调部608解调，而向检波部609和传输路径推定部610输出。检波部609使用经过解调的接收信号进行检波，将其结果作为接收数据输出。这里，假定发送(用户)侧(图12)没有进行使用二维扩展码的扩展。
传输路径推定部610根据经过解调的接收信号的例如接收电平或者衰落等，对每个信道推定传输路径的状态，并将该推定结果向扩展率控制部611输出。扩展率控制部611对应于该推定结果，来决定分配给各个信道的扩展码，并使扩展码生成部602生成扩展码。另外将表示分配的扩展码的信息(码信息)及其扩展率作为控制数据向缓冲器612输出。由此将这些信息以控制数据的形式向接收侧发送。
扩展率控制部611例如参照图8或者图9所示的扩展码分配表来决定分配给各个信道的扩展码。这样的表存储于安装在内部的非易失性存储器中。
在图8和图9中，传输路径的状态最佳的信道(可得到最高通信速度的信道)对应于数据A，其状态最差的信道对应于数据C。由此，扩展率控制部611也能够参照图8和图9中的任意一个表而将对应于传输路径的状态的最佳的二维扩展码分配给各个信道。图8所示的表汇总了成为分配给每个信道的对象的二维扩展码，图9所示的表以限定成为分配给每个信道的对象的扩展率的形式汇总了二维扩展码。图8和图9各自所示的表均为一个例子，其内容可以适当决定。例如发送导频码元的信道(导频信道)、发送控制数据的信道(控制数据信道)和发送数据的信道(数据信道)各自的数量和能够分配给这些信道的二维扩展码等可以任意决定。
图10用于说明图8所示表中的信道和成为该信道的分配对象的二维扩展码所占有的码域的关系。由该图10显然可知全部信道彼此正交。在发送共用导频码元的信道中，除了SF4×4以外，即使利用SF1×4、SF2×2和SF4×1中的任一方进行逆扩展，也与其他的所有信道正交。这在图9所示的表中也是同样的。在图8～图10中，扩展码的扩展率和码编号标记于括号内。
图11是扩展码分配表生成处理的流程图。
需要始终确保发送导频码元的信道(导频信道)。因此希望导频信道占有的码域尽量小。图11所示的生成处理考虑到该情况而生成表。例如可以使计算机(数据处理装置)起动用于生成该表而开发的程序来执行该处理。图11中的“N”表示导频信道的总数。
首先在步骤S1中，对于导频信道，从具有所需的扩展率的二维扩展码的集合U中选择任意的扩展码，分配给第一导频信道，将1代入变量n。在后续的步骤S2中判定变量n的值是否为总数N以下。当变量n的值比总数N大时，判定结果为“否”，而在此结束一系列的处理。此外的情况则判定结果为“是”，转入步骤S3。
在步骤S3中，计算已完成分配的导频信道占有的全部码域。在下面的步骤S4中从属于集合U的未分配的扩展码中提取出在码空间上与计算出的码域相邻的全部扩展码，针对所提取出的每个扩展码计算将该扩展码分配给导频信道的情况下的所有码域，将计算出的码域最小的扩展码分配给第n导频信道，使变量n的值增大。然后返回上述步骤S2。由此能够对各个导频信道依次分配二维扩展码而使得所有码域最小。
在本实施方式中，分配给除了导频信道以外的其他信道的扩展码参照图8或者图9所示的扩展码分配表而动态变更，但是也可以不参照该表而动态地变更分配给各个信道的扩展码。这种变更能够通过应用例如在图11所示的扩展码分配表生成处理中所采用的算法来进行。该应用例如只要对应于所推定的传输路径的状态来限定应成为分配对象的二维扩展表，从限定的二维扩展表中提取出前码域最小的二维扩展表来进行分配即可。
图12是说明与图6所示通信装置进行通信的通信装置的结构的图。该通信装置1200是例如用户携带的移动终端装置。以后适宜地将假定被固定设置的通信装置60称为无线基站装置，而将与其进行通信的通信装置1200称为移动终端装置。以下将移动终端装置1200简称为“移动终端”。
由天线1201接收到的信号经由共用器1202而向接收部1203输出，并作为数字信号被提取出。提取出的接收信号由FFT(快速傅立叶变换)部1204进行FFT，并针对每个副载波来提取数据。每个副载波的数据分别向导频逆扩展部1205、控制数据逆扩展部1206和数据逆扩展部1207输出。
导频逆扩展部1205以导频信道为对象进行逆扩展，同样控制数据逆扩展部1206发送控制数据。信道、数据逆扩展部1207以数据信道为对象分别进行逆扩展。
图13是说明导频逆扩展部1205的结构的图。
如图13所示，导频逆扩展部1205具有：以导频信道为对象利用各不相同的扩展率进行逆扩展的多个导频逆扩展部1301；和从各个导频逆扩展部1301输入进行逆扩展所得到的结果，选择最佳扩展率的选择控制部1302。该选择控制部1302将根据对导频利用最佳的扩展率进行逆扩展所得到的结果而计算出的同步检波用信号、和表示所选择的扩展率的信息向同步检波部1208输出。对同步检波部1210仅输出同步检波用信号。
发送侧的无线基站装置60以控制数据的形式发送码信息和扩展率。控制数据逆扩展部1206将逆扩展后的数据向同步检波部1208输出。由此使这些信息通过同步检波部1208被同步检波而被提取出。把这些信息向扩展码生成部1209输出。
扩展码生成部1209从由发送侧作为控制数据所发送的信息中识别出用于逆扩展的扩展码、以及扩展率。在数据逆扩展部1207中使用识别出的扩展码和扩展率对数据进行逆扩展。把通过逆扩展获得的数据向同步检波部1210输出，使用由选择控制部1302输出的最佳同步检波用信号进行同步检波。由该同步检波而提取出的原数据作为接收数据被输出。
这里对用于导频逆扩展的扩展率的变更方法进行详细说明。
图14是说明扩展率的更新单位的图。图中标记了D的区域在码空间上表示更新单位。
能够对时间方向和频率方法中的至少一方的扩展率进行更新。更新单位D用于判定应当把时间方向和频率方向中的某一方的扩展率向哪个方向更新。在时间方向上例如对应于一定期间的变化量来进行扩展率的更新。在频率方向上例如在相同定时对应于在不同频率的副载波中产生的变化量来进行更新。可以采用相位、信号振幅的大小的分散、SNR(信噪功率比)的分散等作为变化量。
图15是说明伴随扩展率更新的扩展率间转移的图。图中标记的a～f表示应进行沿着标记有该标号a～f的箭头的扩展率间的转移的条件。具体而言，分别为以下条件。这里，把时间方向的变化量表示为g_SF、把频率方向的变化量表示为h_SF、把应用中的扩展率在时间方向的允许变化量上限表示为Th(SF，U，t)、把其下限表示为Th(SF，L，t)、把应用中的扩展率在频率方向的允许变化量上限表示为Th(SF，U，f)、把其下限表示为Th(SF，U，f)，示出各个条件a～f的内容例子。其中，应用中的扩展率表示为SF。利用该SF表示的扩展率为SF1×4这样的扩展率。其上限、下限被预先设定为阈值。
a：满足g_SF＜Th(SF，L，t)
b：满足g_SF＞Th(SF，U，t)
c：满足h_SF＞Th(SF，U，f)
d：满足h_SF＜Th(SF，L，f)
e：满足g_SF＜Th(SF，L，t)并且h_SF＞Th(SF，U，f)
f：满足g_SF＞Th(SF，U，t)并且h_SF＜Th(SF，L，f)
由此，图17示出了应用中的扩展率为SF2×2时，当满足例如条件e时转移到SF4×1，时间方向的扩展率从2升级而成为4，频率方向的扩展率从2降级而成为1的情况。同样图17还示出了当满足条件a时转移到SF4×2，当满足条件d时转移到SF2×4，当满足条件f时转移到SF1×4。其他也同样。必须仅在存在应进行转移的扩展率的情况下才进行该转移。
即使将扩展率按上面所述进行了更新，也能够以最佳扩展率进行逆扩展。由此也可以不用多个扩展率对导频信道分别进行逆扩展。
也可以在发送侧(无线基站)60中以导频信道之外的信道为对象进行上述二维扩展码的分配时应用图15所示的转移。此时只要使扩展率控制部611具有求出变化量g_SF、h_SF的功能、以及对由该功能求出的变化量g_SF、h_SF和各个阈值进行比较来决定应该转移的扩展率的功能即可。
作为时间方向的变化量，也可以着眼于延迟扩展。该延迟扩展越小则传输路径的状态在频率方向上越好。由此优选在着眼于延迟扩展的情况下，延迟扩展越小就越以频率方向为优先的形式来更新扩展率。由此能够把接收特性始终维持在高的状态下。
移动终端1200以由用户携带为前提。传输路径的状态也随着移动速度(与进行通信的无线基站装置60的相对移动速度)而变化。也能够在移动终端1200侧根据信号的接收电平的变化或者衰落等来推定该移动速度。由此也可以着眼于移动速度来更新扩展率。当该移动速度小时，通常能够在时间方向上取得足够的扩展率，所以频率方向的扩展率能够采用相比而言更小的扩展率。另一方面，当该移动速度大时，时间方向的传输路径的状态恶化，所以优选时间方向的扩展率采用比原扩展率小的扩展率。另外也可以着眼于因素中的多个因素来进行扩展率更新。
即使如上所述进行了用于逆扩展的扩展率的更新，也能够将接收特性维持于更高的状态，能够始终将系统容量的利用效率维持为高利用效率。也可以把如此进行了更新的扩展率的信息发送给无线基站装置60。
<第二实施方式>
在上述第一实施方式中，无线基站装置60根据接收信号来推定传输路径的状态。与此相对，第二实施方式中，从移动终端将传输路径的状态通知给无线基站装置。
第二实施方式中的无线基站装置和移动终端的各自结构大部分与第一实施方式中的各结构基本相同。动作也相同。因此对与第一实施方式基本相同的部分标记相同标号，而仅对与第一实施方式不同的部分进行说明。
图16是说明第二实施方式的通信装置(无线基站装置)60的结构的图。
如上所述在第二实施方式中，从移动终端1200通知传输路径的状态。因此没有传输路径推定部610，而代之在检波部609的后级配置了分离部1601。
传输路径的状态的通知使用控制数据来进行。检波部609进行各个信道的数据的检波，而将其结果向分离部1601输出。分离部1601从中提取出用于通知传输路径的状态的控制数据信道的数据，而向扩展率控制部1602输出。由此将在移动终端1200侧检测出的传输路径的状态反映到扩展码的分配上。
图17是说明第二实施方式的通信装置(移动终端)1200的结构的图。
在第二实施方式中，通过发送导频逆扩展部1205输出的扩展率信息，从而向无线基站装置60通知传输路径的状态。因此导频逆扩展部1205输出的扩展率信息通过复用部1701被与数据复用。
待发送的扩展率信息表示根据实际进行逆扩展所得到的结果所确定的最佳扩展率信息。通过发送(反馈)这种扩展率信息，能够在无线基站装置60中更恰当地进行二维扩展码的分配。
也可以仅在扩展率有变化时发送扩展率信息。导频逆扩展部1205的选择控制部1302在每次接收导频信道时，都确认从新接收到的导频信道中所选择的扩展率是否与此前所选择的扩展率相等，在不相等的情况下输出从新接收到的导频信道中所选择的扩展率的信息。由此根据需要随时更新用于数据信道的逆扩展的扩展率。
也可以通过发送上述扩展率信息之外的其他信息来进行对无线基站装置60的传输路径状态的通知。具体而言，也可以是着眼于数据信道而选择(更新)的扩展率的信息、还可以是着眼于延迟扩展或者自身装置1200的移动速度而选择(更新)的扩展率的信息。也可以是其中的多个。
<第三实施方式>
在上述第一和第二实施方式中，移动终端1200→无线基站装置60之间的数据发送不使用二维扩展码来进行。第三实施方式在双向的数据发送中都使用二维扩展码。
图18是说明第三实施方式的通信装置的结构的图。该通信装置在图17所示的通信装置(移动终端)1200上按照了使用二维扩展码来进行数据发送的功能。因此对与图17所示结构基本相同的部分标记相同的标号。
在第三实施方式中，导频逆扩展部1205输出的扩展率信息被直接输入扩展码生成部1209。该扩展码生成部1209生成由输入的扩展率信息所指定的扩展码而向二维扩展部1801和数据逆扩展部1207输出。数据逆扩展部1207使用从扩展码生成部1209输入的扩展码进行控制数据信道和数据信道的逆扩展。
另一个二维扩展部1801使用从扩展码生成部1209输出的扩展码进行数据的扩展，与图16所示的二维扩展部603相同，向发送部1212输出信号。由此把该信号通过发送部1212并经由共用器1202和天线1201发送。
这样，在第三实施方式中使对导频信道的逆扩展结果反映到数据发送上。由于基本不考虑由于发送数据的方向而使相同传输路径的状态显著不同的情况，所以即使接收到信号的一侧分别自主决定了用于该信号的逆扩展的扩展率，也能够以合适的扩展率来进行逆扩展。
<第四实施方式>
上述第三实施方式是在图17所示的通信装置(移动终端)1200上安装了使用二维扩展码来进行数据发送的功能的情况。第四实施方式是在例如图6所示的无线基站装置60上安装了用于对应于使用二维扩展码发送的数据的功能的情况。
图19是说明第四实施方式的通信装置(无线基站装置)60的结构的图。
作为接收通过二维扩展码进行扩展并发送的数据的功能，可以采用例如图12所示的各部1202～1210。因此在图19中对与图6或者图12所示的结构基本相同的部分标记相同标号。
如图19所示，在第四实施方式中，通过天线606接收到的信号经由共用器605向接收部1203输出。导频逆扩展部1205输出的扩展率信息代替传输路径推定部610推定传输路径的状态所得到的结果，被输出到扩展率控制部611。由此能够分配对于由发送该数据的移动终端所推定出的传输路径的状态而言为最佳的二维扩展码作为用于数据扩展的二维扩展码。
该移动终端也可以是图18所示的结构。或者也可以构成为扩展率控制部611根据同步检波部1208的检波结果来进行扩展码的分配，来代替根据从导频逆扩展部1205输入的扩展率信息来进行扩展码的分配。在图19和图18所示的结构的通信装置中，还可以以能够与具有相同结构的其他通信装置之间进行通信为前提。这种通信装置也包括收发两用机。
<其他实施方式>
在通信技术中存在用于获得希望性能的各种技术。这里将应用安装在例如图6所示的无线基站装置(通信装置)60上的发送装置中代表性的通信技术的情况作为上述以外的实施方式进行说明。对与图6所示的结构基本相同的部分标记相同标号。
图20是说明第五实施方式的发送装置的结构的图。该发送装置应用了分集发送技术。
在图20所示的第五实施方式中，分别具有两个二维扩展部603、发送部604和天线606。从例如对每个信道准备的分集处理部2001对各个二维扩展部603分别输出数据(码元)。扩展码生成部602对于相同数据向各个二维扩展部603输出相同的扩展码。
各个分集处理部2001从图6所示的复用部601输入数据，将这些数据转换为彼此正交的序列，将转换后的数据向各个二维扩展部603输出。由此各个二维扩展部603在以相同扩展码对相同数据(信道)进行扩展后，将扩展后的数据向发送部604输出。其结果，从各个天线606分别发送相同的信号。
图21是说明第六实施方式的发送装置的结构的图。该发送装置通过其他方法来应用分集发送技术。
在图21所示的第六实施方式中，从图6所示的复用部601分别对各个二维扩展部603输入相同的数据。由此扩展码生成部601针对相同的数据向各个二维扩展部603输出彼此正交的扩展码。通过将这样的扩展码输出给各个二维扩展部603，从而不需要图20所示的分集处理部2001。
在图21所示的结构中，如果使多个用户共用导频信道(码元)，则需要生成天线606的根数以上的个数的二维扩展码，这些二维扩展码不仅二维扩展码整体要正交，即使取出一部分也与其他的扩展码正交，即全部满足上述条件1～3。例如如果考虑SF4×4的扩展码，则如图22A～图22C所示，能够同时分配达到四个的以SF4×1、SF4×2、SF2×2和SFN×4(N＝1、2、4)中的任一个扩展率进行逆扩展还是正交的扩展码。通过使码域进一步增大或者进一步抑制能够进行逆扩展的扩展率的数量，从而能够进一步增多这种扩展码的数量。图22A～图22C中表示的A～D分别表示能够分配4个的扩展码的码域。
图23是说明第七实施方式的发送装置的结构的图。该发送装置应用了MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)技术。
在图23所示的第七实施方式中，复用部601向多个序列分配数据(码元)而向各个二维扩展部603输出。因此，与上述第六实施方式相同，如果使多个用户共用导频信道(码元)，则需要生成天线606的根数以上的个数的二维扩展码，这些二维扩展码不仅二维扩展码整体正交，即使取出一部分也与其他的扩展码正交，即全部满足上述条件1～3。
这里，将应用了分集发送技术和MIMO技术的情况下的其他实施方式作为第五～第七实施方式进行了说明，但是也能够广泛应用除此以外的其他技术。

Claims (34)

1、一种扩展码分配方法，该扩展码分配方法用于将在时间方向和频率方向进行扩展的二维扩展码分配给各个信道，其特征在于，
该扩展码分配方法将所述时间方向和频率方向中的至少一个方向彼此正交并且在各个方向上能够利用比原扩展率小的扩展率来进行逆扩展的扩展码作为选择对象，从成为该选择对象的扩展码中决定将分配给各个信道的扩展码。
2、根据权利要求1所述的扩展码分配方法，其特征在于，对上述各个信道的扩展码的分配以预先确定的信道为对象来进行。
3、一种逆扩展方法，该逆扩展方法用于使接收到了利用通过权利要求1所述的扩展码分配方法所分配的扩展码进行扩展并发送的信道的码元的接收装置进行逆扩展，其特征在于，
对于接收到的同一信道的码元，利用包含所述时间方向和频率方向中的至少一方比原扩展率小的扩展率的多个扩展率来分别进行逆扩展，
根据分别进行该逆扩展得到的结果来决定所述同一信道之外的其他信道的码元的逆扩展用的扩展率。
4、根据权利要求3所述的逆扩展方法，其特征在于，所述同一信道为发送导频码元的信道。
5、根据权利要求4所述的逆扩展方法，其特征在于，对于所述决定的扩展率，利用在该决定后所接收到的所述导频码元根据需要来更新所述决定的扩展率。
6、根据权利要求3所述的逆扩展方法，其特征在于，对于所述决定的扩展率，根据利用该扩展率对所述其他信道的码元进行逆扩展所得到的结果来更新所述决定的扩展率。
7、根据权利要求3所述的逆扩展方法，其特征在于，确定所述接收装置相对于发送所述信道的码元的发送装置的移动速度，并根据该确定结果，根据需要来更新所述决定的扩展率。
8、根据权利要求3所述的逆扩展方法，其特征在于，根据在所述其他信道中检测出的延迟扩展，根据需要来更新所述决定的扩展率。
9、一种逆扩展方法，该逆扩展方法用于使接收到了通过权利要求1所述的扩展码分配方法来分配扩展码并发送的信道的码元的接收装置进行逆扩展，其特征在于，
该逆扩展方法监视对所述接收到的信道的码元进行逆扩展所得到的结果，基于该监视的结果来变更对所述接收到的信道的码元进行逆扩展的扩展率。
10、根据权利要求9所述的逆扩展方法，其特征在于，所述监视的结果为延迟扩展。
11、一种逆扩展方法，该逆扩展方法用于使接收到了通过权利要求1所述的扩展码分配方法来分配扩展码并发送的信道的码元的接收装置进行逆扩展，其特征在于，
所述逆扩展方法确定所述接收装置相对于发送所述信道的码元的发送装置的移动速度，
根据所述确定的结果，根据需要来变更对所述接收到的信道的码元进行逆扩展用的扩展率。
12、一种发送装置，该发送装置能够使用在时间方向和频率方向进行扩展的二维扩展码来对多个信道进行复用发送，其特征在于，
该发送装置具有：
码分配单元，其将所述时间方向和频率方向中的至少一个方向彼此正交且能够在各个方向上利用比原扩展率小的扩展率进行逆扩展的扩展码分配给各个信道；以及
发送单元，其使用由所述码分配单元所分配的扩展码进行各个信道的码元的扩展并将其发送。
13、一种通信装置，其特征在于，该通信装置具有权利要求12所述的发送装置。
14、根据权利要求13所述的通信装置，其特征在于，该通信装置还具有：
接收单元，其能够从发送了所述信道的码元的通信装置接收扩展率信息，该扩展率信息表示被设定为用于该信道和其他信道的码元中的至少一方的逆扩展的扩展率；以及
控制单元，其基于所述接收单元接收到的扩展率信息，控制所述码分配单元对各个信道的扩展码的分配。
15、根据权利要求14所述的通信装置，其特征在于，上述接收单元接收被使用所述扩展码进行了扩展并发送的信道的码元而进行逆扩展。
16、根据权利要求15所述的通信装置，其特征在于，所述控制单元动态地更新所述接收单元用于所述信道的码元的逆扩展的扩展率。
17、根据权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述控制单元能够使所述接收单元用于所述信道的码元的逆扩展的扩展率反映到所述码分配单元的扩展码的分配上。
18、一种无线基站装置，其特征在于，该无线基站装置具有权利要求12所述的发送装置。
19、一种接收装置，该接收装置能够接收由权利要求12所述的发送装置进行了扩展并发送的信道的码元，其特征在于，该接收装置具有：
接收单元，其能够接收所述信道的码元；
多个逆扩展单元，该多个逆扩展单元利用包含有所述时间方向和频率方向中的至少一方比原扩展率小的扩展率的各不相同的扩展率，分别对所述接收单元接收到的同一信道的码元进行逆扩展；
其他逆扩展单元，其以所述接收单元接收到的、所述同一信道之外的其他信道的码元为对象，进行逆扩展；以及
控制单元，其基于所述多个逆扩展单元分别进行逆扩展所得到的结果，设定所述其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
20、根据权利要求19所述的接收装置，其特征在于，所述控制单元基于所述其他逆扩展单元进行逆扩展所得到的结果，来更新该其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
21、根据权利要求18所述的接收装置，其特征在于，所述接收装置还具有速度确定单元，该速度确定单元确定所述接收装置相对于发送所述信道的码元的发送装置的移动速度，
所述控制单元基于所述速度确定单元所确定的移动速度，来更新所述其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
22、一种通信装置，其特征在于，所述通信装置具有权利要求18所述的接收装置，
所述控制单元使发送单元发送表示所述其他逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。
23、根据权利要求22所述的通信装置，其特征在于，所述发送单元使用所述二维扩展码来扩展所述信息并将该信息发送。
24、一种移动终端装置，其特征在于，该移动终端装置具有权利要求18所述的接收装置。
25、一种接收装置，该接收装置能够接收由权利要求12所述的发送装置进行了扩展并发送的信道的码元，其特征在于，该接收装置具有：
接收单元，其能够接收所述信道的码元；
逆扩展单元，其进行所述接收单元接收到的信道的码元的逆扩展；以及
控制单元，其动态地更新所述逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
26、根据权利要求25所述的接收装置，其特征在于，所述控制单元基于所述逆扩展单元进行逆扩展所得到的结果，更新该逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
27、根据权利要求25所述的接收装置，其特征在于，该接收装置还具有速度确定单元，该速度确定单元确定所述接收装置相对于发送所述信道的码元的发送装置的移动速度，
所述控制单元基于所述速度确定单元所确定的移动速度来更新所述逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
28、一种通信装置，其特征在于，该通信装置具有权利要求25所述的接收装置，
所述控制单元使发送单元发送表示所述逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。
29、根据权利要求28所述的通信装置，其特征在于，所述发送单元使用所述二维扩展码来扩展所述信息并将该信息发送。
30、一种移动终端装置，其特征在于，该移动终端装置具有权利要求25所述的接收装置。
31、一种接收装置，该接收装置能够接收由权利要求12所述的发送装置进行了扩展并发送的信道的码元，其特征在于，该接收装置具有：
接收单元，其能够接收所述信道的码元；
逆扩展单元，其进行所述接收单元接收到的信道的码元的逆扩展；
速度确定单元，其确定所述接收装置相对于发送所述信道的码元的发送装置的移动速度；以及
控制单元，其基于所述速度确定单元所确定的移动速度，动态地更新所述逆扩展单元用于逆扩展的扩展率。
32、一种通信装置，其特征在于，该通信装置具有权利要求31所述的接收装置，
所述控制单元使发送单元发送表示所述逆扩展单元用于逆扩展的扩展率的信息。
33、根据权利要求32所述的通信装置，其特征在于，所述发送单元使用所述二维扩展码来扩展所述信息并将该信息发送。
34、一种移动终端装置，其特征在于，该移动终端装置具有权利要求31所述的接收装置。
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