CN101171775A - 用于上行链路信道的接收装置、接收方法、发送装置以及发送方法 - Google Patents

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新博行
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Abstract

接收装置通过上行链路接收控制信道、导频信道、以及数据信道。本装置包括：通过由具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束所组成的多波束或者具有对应于移动终端的位置而变化的定向方向的可变方向性波束的天线增益模式，接收所述导频信道的单元；以及通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收所述数据信道的单元。

Description

用于上行链路信道的接收装置、接收方法、发送装置以及发送方法
技术领域
本发明涉及无线通信的技术领域，特别涉及用于上行链路信道的接收装置以及接收方法。
背景技术
在如IMT-2000(国际移动通信2000，International MobileTelecommunications-2000)所代表的第三代通信方式中，特别需要下行链路的高速大容量化，作为一例，使用5MHz的频带来实现2Mbps的信息传送速率。但是，在今后的通信系统中，进一步要求传送速率的高速化、大容量化以及低成本化。此外，在上行链路中，需要提高信号质量。而且，还需要移动终端的低功耗化。在专利文献1中，公开了对于通过改善通信系统中的信道构成方法，从而得到信号传送的高质量的技术。
专利文献1：JP特开2003-259454号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题是，提供一种可以提高上行链路信道的传送质量的接收装置以及接收方法。
解决课题的方法
本发明中，使用通过上行链路而接收控制信道、导频信道、以及数据信道的接收装置。本装置包括：通过由具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束所组成的多波束或者具有对应于移动终端的位置而变化的定向方向的可变方向性波束的天线增益模式，接收所述导频信道的单元；以及通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收所述数据信道的单元。
发明效果
根据本发明，可以提高上行链路信道的传送质量。
附图说明
图1是用于说明扇形波束的图。
图2是用于说明多波束以及自适应方向性波束的图。
图3是表示发送扇形波束的发送机的概略方框图(之1)。
图4是表示发送扇形波束的发送机的概略方框图(之2)。
图5是表示接收扇形波束的接收机的概略方框图。
图6是表示在发送接收多波束时所使用的基站的概略方框图。
图7是表示发送接收自适应方向性波束时所使用的基站的概略方框图。
图8是表示通过本发明的一个实施例所实现的下行链路的传送方式的图表。
图9是表示DS-CDMA方式的发送机的方框图。
图10是表示DS-CDMA方式的接收机的方框图。
图11A是表示导频信道以及数据信道的一例复用方式的图。
图11B是表示导频信道以及数据信道的一例复用方式的图。
图12A是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图12B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图13A是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之2)。
图13B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之2)。
图14A是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之3)。
图14B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之3)。
图15A是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之4)。
图15B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的一例复用方式的图(之4)。
图16是表示VSCRF-CDMA方式的发送机所使用的扩频单元的方框图。
图17是表示VSCRF-CDMA方式的接收机所使用的解扩单元的方框图。
图18是VSCRF-CDMA方式的动作原理的说明图。
图19是表示对于接收信号的功率延迟曲线的图。
图20是表示导频信道的插入位置的图。
图21A是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图21B是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图21C是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图21D是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之1)。
图22A是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之2)。
图22B是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之2)。
图23是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之3)。
图24A是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之4)。
图24B是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之4)。
图25A是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之5)。
图25B是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之5)。
图26A是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之6)。
图26B是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之6)。
图27是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之7)。
图28是表示对于使用了码片重复方法的数据信道的一例复用方式的图(之8)。
标号说明
302-1～ND数据信道处理单元；304控制信道处理单元；306复用单元；308高速傅利叶逆变换单元；310保护间隔插入单元；312数字模拟变换单元(D/A)；322turbo编码器；324数据调制器；326交织器；328串并行变换单元(S/P)；330扩频单元；342卷积编码器；344QPSK调制器；346交织器；348串并行变换单元(S/P)；350扩频单元；
402正交调制器402；404本机振荡器；406带通滤波器；408混频器(mixer)；410本机振荡器；412带通滤波器；414功率放大器；
502天线；504低噪声放大器；506混频器；508本机振荡器；510带通滤波器；512自动增益控制单元；514正交检波器；516本机振荡器；518模拟数字变换单元；520符号定时检测单元；522保护间隔除去单元；524高速傅利叶变换单元；526解复用器(demultiplexer)；528信道估计单元；530解扩单元；532并串行变换单元(P/S)；534解扩单元；536解交织器；538turbo编码器；540维特比(Viterbi)解码器；602发送加权设定单元；604-1～N复用单元；606-1～N RF发送单元；612-1～N RF接收单元；614-1～N分离单元；616-1～L接收加权设定单元；
702信号测定单元；704发送加权控制单元；706接收加权控制单元；902turbo编码器；904数据调制器；906扩频复用单元；908扩频单元；910用于数据信道的扩频单元；912复用单元；914限制频带滤波器；916合成单元；918数字模拟变换单元；920RF发送单元；
1002RF接收单元；1004模拟数字变换单元；1006解扩分离单元；1007混频器；1008限制频带滤波器；1010通道搜索器(path searcher)；1012解扩单元；1014信道估计单元；1016瑞克合成单元；1018合成单元；1020turbo解码器；
1602扩频单元；1612、1614乘法单元；1604重复合成单元(iterativesynthesizer)；1606移相单元；
1702移相单元；1704重复合成单元；1706解扩单元；
1802压缩前的数据序列；1804被压缩以及重复的数据序列；1806有关全部移动终端的上行链路频率频谱
具体实施方式
根据本发明的一个实施方式，通过由具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束所组成的多波束或者具有对应于移动终端的位置而变化的定向方向的可变方向性波束的天线增益模式，接收导频信道。而且，通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收数据信道。
根据本发明的一个实施方式，是对应于移动终端的位置，自适应地算出用于可变方向性波束的加权系数的自适应方向性波束。
根据本发明的一个实施方式，通过切换一个以上的固定方向性波束，生成可变方向性波束。
至少数据信道以及导频信道通过用于实现指向移动终端的方向的方向性波束(切换固定方向性波束或者自适应方向性波束)的天线增益模式而被接收，所以可以提高自该移动终端的上行链路的传送质量。
根据本发明的一个实施方式，控制信道通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式而被接收。由此，排除了通过扇形波束接收信号的必要性，可以减少要准备的波束种类(可以限定为多波束以及可变方向性波束)。
根据本发明的一个实施方式，控制信道、导频信道、以及数据信道通过直接序列码分多址(DS-CDMA)方式而被解调。
根据本发明的一个实施方式，进行接收信号的解压缩以及解扩，使得数据信道通过使用了可变扩频和码片重复因子码分多址(VSCRF-CDMA)方式被解调。
根据本发明的一个实施方式，被时间复用的导频信道以及数据信道在各个时间分离，被时间复用的控制信道以及数据信道也在各个时间分离。
根据本发明的一个实施方式，被时间复用的导频信道以及控制信道中的一个和数据信道在各个时间分离，被频率复用的另一个和数据信道在每个频率分离。
根据本发明的一个实施方式，被码复用的导频信道以及控制信道在各码分离，被频率复用或者被码复用的控制信道和数据信道在各频率或者各码分离。
根据本发明的一个实施方式，被频率复用或者被码复用的导频信道、控制信道、以及数据信道在各频率或者各码分离。
根据本发明的一个实施方式的发送装置，通过上行链路发送导频信道、控制信道、以及数据信道。本装置包括通过使用了可变扩频和码片重复因子码分多址(VSCRF-CDMA)方式，对数据信道进行码扩频、压缩以及重复的单元。本装置包括通过VSCRF-CDMA方式，对导频信道以及控制信道的至少一个进行码扩频、压缩、重复以及使相位偏移的单元。本装置中，导频信道以及控制信道的至少一个也通过VSCRF-CDMA方式发送。因此，不仅是数据信道，对于导频和/或控制信道，也可以使各移动终端的上行信道在频率轴上正交。
根据本发明的一个实施方式的发送装置，包括将导频信道以及数据信道进行时间复用，将控制信道以及数据信道也进行时间复用的单元。
根据本发明的一个实施方式的发送装置，包括将导频信道以及控制信道的一个与数据信道进行时间复用，将另一个和数据信道进行频率复用的单元。
根据本发明的一个实施方式的发送装置，包括将导频信道以及控制信道进行码复用，将控制信道和数据信道进行频率复用或者码复用的单元。
根据本发明的一个实施方式的发送装置，包括将导频信道、控制信道、以及数据信道进行频率复用或者码复用的单元。
实施例1
“波束”
在本发明的一个实施例中，下行链路中的各种信道使用四种波束的一个以上的波束，从基站传送到移动终端。四种波束包括：(1)扇形波束、(2)多波束、(3)切换波束、以及(4)自适应方向性波束。
(1)扇形波束是用于实现覆盖基站所担当的小区(cell)或者整个扇形区域的天线增益模式的方向性波束。在图1中，对于具有120度的范围的整个扇区，用虚线描画了扇形波束(的天线增益模式)。
(2)多波束包括具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束。波束数被设定为，通过这些多个固定方向性波束覆盖一个扇形。在图2中表示了通过由虚线所示的N个固定方向性波束覆盖一个扇形的情况。
(3)切换波束是通过对应于移动终端的位置来切换多波束中所包含的一个以上的固定方向性波束所生成的方向性波束(也可以称为切换方向性波束)。例如，移动终端从图2的点P移动到点Q时，切换波束最初等于波束1，但之后切换为波束3。此外，对于波束1和波束2的两个相同程度地接近的移动终端(例如，点R)，也可以由波束1和波束2所合成的方向性波束，形成对于其移动终端的切换波束。
(4)在自适应方向性波束中，对应于移动终端的位置，自适应地算出为了实现该波束而在各个天线所设定的加权系数。切换波束和自适应方向性波束在对应于移动终端的位置而定向方向变化的点是相同的，但是自适应方向性波束与切换波束的不同点在于，没有预先设定波束的加权系数而依次计算。在图2中，用实线描画了自适应方向性波束。
装置结构
图3表示用于发送扇形波束的发送机的概略方框图(之1)。该发送机典型地设置在基站，但也可以使移动终端具有同样的发送机。基站使用在正交频率码分复用(OFCDM)方式的通信系统。基站包括：ND个数据信道处理单元302-1～ND、控制信道处理单元304、复用单元306、高速傅利叶逆变换单元308、保护间隔插入单元310、数字模拟变换单元(D/A)312。ND个数据信道处理单元302-1～ND具有同样的结构以及功能，所以302-1代表它们说明。数据信道处理单元302-1包括：turbo编码器322、数据调制器324、交织器326、串并行变换单元(S/P)328、扩频单元330。控制信道处理单元304包括：卷积编码器342、QPSK调制器344、交织器346、串并行变换单元(S/P)348、扩频单元350。此外，采用不进行码扩频的正交频率复用(OFDM)方式的其他实施例中，省略了扩频单元330、350。
ND个数据信道处理单元302-1～ND进行以OFCDM方式传送业务信息数据的基带处理。turbo编码器322进行用于提高业务信息数据的容错性的编码。数据调制器324通过QPSK、16QAM、64QAM等的适当的调制方式，对业务信息数据进行调制。在进行自适应调制编码(AMC：Adaptive Modulation andCoding)的情况下，该调制方式被自适应地变更。交织器326按照规定的模式，改变业务信息数据的排列顺序。串并行变换单元(S/P)328将串行的信号序列(流)变换为并行的信号序列。并行的信号序列数也可以对应于子载波数来决定。扩频单元330通过对并行的信号序列的每个乘以规定的扩频码，进行码扩频。在本实施例中，进行二维扩频，信号在时间方向和/或频率方向扩频。
控制信道处理单元304进行用于以OFCDM方式传送控制信息数据的基带处理。卷积编码器342进行用于提高控制信息数据的容错性的编码。QPSK调制器344以QPSK调制方式对控制信息数据进行调制。也可以采用适当的任意调制方式，但在本实施例中，因控制信息数据的信息量比较少，所以采用了调制阶数少的QPSK调制方式。交织器346按照规定的模式，改变控制信息数据的排列顺序。串并行变换单元(S/P)348将串行的信号序列变换为并行的信号序列。并行的信号序列数也可以对应于子载波数来决定。扩频单元350通过对并行的信号序列的每个乘以规定的扩频码，进行码扩频。
复用单元306对处理完毕的业务信息数据和处理完毕的控制信息数据进行复用。复用也可以是，时间复用、频率复用、以及码复用的任一方式。在本实施例中，复用单元306中被输入导频信道，该信道也被复用。在其他实施例中，如图中虚线所示，导频信道被输入到串并行变换单元348，导频信道在频率轴方向被复用(对于这个在稍后描述)。
高速傅利叶逆变换单元308将被输入的信号进行高速傅利叶逆变换，进行OFDM方式的调制。
保护间隔插入单元310通过对调制完毕的信号附加保护间隔，从而生成OFDM方式的符号。众所周知，保护间隔是通过复制传送的符号的前端或者末端的一部分来得到。
数字模拟变换单元(D/A)312将基带的数字信号变换为模拟信号。
图4表示发送扇形波束的发送机的概略方框图(之二)，表示图3的数字模拟变换单元312之后的部分(RF发送单元)。RF发送单元包括：正交调制器402、本机振荡器404、带通滤波器406、混频器408、本机振荡器410、带通滤波器412、功率放大器414。
正交调制器402根据被输入的信号，生成中间频率的同相分量(I)以及正交分量(Q)。带通滤波器406除去对于中间频带的多余的频率分量。混频器408使用本机振荡器410，将中间频率的信号变换(向上变换)为高频的信号。带通滤波器412除去多余的频率分量。功率放大器414为了从天线416进行无线发送而放大信号的功率。
业务信息数据通过turbo编码器322而被编码，通过数据调制器324而被调制、通过交织器326而被改变排列、通过串并行变换单元328而被并行、通过扩频单元330对每个子载波分量进行扩频。控制信息数据也同样地被编码、调制、交织、并行、对每个子载波分量进行扩频。扩频后的数据信道以及控制信道通过复用单元326被每个子载波复用，通过高速傅利叶逆变换单元308进行OFDM方式的调制，调制后的信号中被附加保护间隔，输出基带的OFDM符号。基带的信号被变换为模拟信号，通过RF处理单元的正交调制器402进行正交调制，在频带限制之后被适当地放大并无线发送。
图5是表示接收扇形波束的接收机的概略方框图。这样的接收机典型地是设置在移动终端上，但也可以设置在基站上。为了便于说明，说明了接收机接收扇形波束，但这样的接收机也可以使用于接收其他的波束。移动终端包括：天线502、低噪声放大器504、混频器506、本机振荡器508、带通滤波器510、自动增益控制单元512、正交检波器514、本机振荡器516、模拟数字变换单元518、符号定时检测单元520、保护间隔除去单元522、高速傅利叶变换单元524、解复用器(demultiplexer)526、信道估计单元528、解扩单元530、并串行变换单元(P/S)532、解扩单元534、解交织器536、turbo编码器538、维特比解码器540。
低噪声放大器504对天线502所接收的信号适当地进行放大。放大后的信号通过混频器506以及本机振荡器508变换为中间频率(向下变换)。带通滤波器510除去不需要的频率分量。自动增益控制单元512控制放大器的增益，使得信号电平被适当地维持。正交检波器514使用本机振荡器516，基于所接收的信号的同相分量(I)以及正交分量(Q)，进行正交解调。模拟数字变换单元518将模拟信号变换为数字信号。
符号定时检测单元520基于数字信号，检测符号(符号边界)的定时。
保护间隔除去单元522从所接收的信号除去相当于保护间隔的部分。
高速傅利叶变换单元524将被输入的信号进行高速傅利叶变换，进行OFDM方式的解调。
解复用器526对在接收的信号所复用的导频信道、控制信道、以及数据信道进行分离。该分离方法是对应于发送端的复用(图3的复用单元306中的处理内容)而进行。
信道估计单元528输出用于调整振幅以及相位的控制信号，使得使用导频信道，估计传输路径的状况，并补偿信道的变动。
解扩单元530将信道补偿完毕的数据信道对每个子载波进行解扩。码复用数设为Cmux。
并串行变换单元(P/S)532将并行的信号序列变换为串行的信号序列。
解扩单元534将信道补偿完毕的控制信道对每个子载波进行解扩。
解交织器536按照规定的模式，变更信号的排列顺序。规定的模式相当于在发送端的交织器(图3的326)中进行的变更排列的逆模式。
turbo编码器538以及维特比解码器540分别对业务信息数据以及控制信息数据进行解调。
通过天线所接收的信号在RF接收单元内，经过放大、变频、频带限制、正交解调等的处理后变换为数字信号。对于被除去了保护间隔的信号，通过高速傅利叶变换单元524进行OFDM方式的解调。解调后的信号通过分离单元526，分别分离为导频信道、控制信道、以及数据信道。导频信道是，被输入到信道估计单元、用于补偿传输路径的变动的控制信号从这里对每个子载波输出。数据信道使用控制信号被补偿，被每个子载波进行解扩，从而变换为串行的信号。变换后的信号通过解交织器526，通过在交织器中进行的改变排列的反模式被改变排列，并通过turbo解码器538被解调。控制信道也相同地，通过控制信号补偿信道变动、解扩、通过维特比解码器540被解调。之后，进行利用被复原的数据以及控制信道的信号处理。
图6是表示在发送接收多波束时使用的基站的概略方框图。这样的发送接收机典型地是设置在基站，但也可以设置在移动终端。对图3中已说明的元件赋予相同的标号，不进行进一步说明。在图6中，省略了有关控制信道的处理元件。在图6中，描画了发送加权设定单元602、天线个数(N)的复用单元604-1～N、N个RF发送单元606-1～N、N个RF接收单元612-1～N；N个分离单元614-1～N、L个接收加权设定单元616-1～L。
发送加权设定单元602对从N个天线所发送的信号分别乘以发送加权(加权系数)。该发送加权是所预先准备的固定加权，以实现多波束。
N个复用单元604-1～N将发送的信号对每个天线进行合成。例如，复用单元604-1从ND个数据信道处理单元收集并合成从第一天线发送的信号。复用单元604-2从ND个数据信道处理单元收集并合成从第二天线发送的信号。
N个RF发送单元606-1～N对每个天线进行用于以无线频率发送信号的处理。处理内容大概与关于图4所说明的相同，进行变频、频带限制、以及功率放大等。
N个RF接收单元612-1～N进行与RF发送单元大致相反的动作，将N个天线所接收的信号变换为相应于基带中的处理的信号。
N个分离单元614-1～N进行与上述的复用单元大致相反的动作，将被输入的信号分别分配到ND个数据信道处理单元。
L个接收加权设定单元616-1～L对从N个天线所接收的信号的每个乘以接收加权、并进行合成。这些处理在每个通道进行，在本实施例中，可假设L个多通道传输路径。每个通道的合成之后的信号被提供给未图示的瑞克合成器(Rake combiner)。这些处理是按每个子载波进行。接收加权是与发送加权相同地，被预先准备的固定加权，以实现多波束。发送加权以及接收加权也可以相同，也可以不同。例如，在发送和接收时使用相同的频率的情况下，可以设想上行链路以及下行链路的传输路径状况为相同，所以发送和接收时可以使用相同的加权。相反地，在上行链路以及下行链路中使用不同的频率的情况下，因不知道上行链路以及下行链路的传输路径状况是否不同，所以也可以使用不同的加权。
在基站用于发送接收切换波束的情况下，使用图6所示的处理元件。其中，发送以及接收加权和复用单元以及分离单元等不同。如在开头所说明，切换波束是多波束中所包含的一个以上的固定方向性波束。因此，用于实现对于某一移动终端#1的切换波束的发送加权是，有关与该移动终端#1对应的固定方向性波束(例如，定向方向为θ1)的发送加权。该发送加权由第一数据信道处理单元302-1内的发送加权乘法单元602设定。用于实现对于其他移动终端#2的切换波束的发送加权是，有关与该移动终端#2对应的固定方向性波束(例如，定向方向为θ2)的发送加权。该发送加权由第二数据信道处理单元302-2内的发送加权乘法单元602设定。在使用切换波束的情况下，在每个移动终端切换切换波束。因此，复用单元604-1～N在某一时刻仅输出有关第一移动终端的信号，在其他的时刻，仅输出有关第二移动终端的信号，以下相同地，关于其他的移动终端也进行相同的处理。因此，在某一时刻发送有关第一移动终端的切换波束，在其他时刻发送有关第二移动终端的切换波束，以下相同地，切换波束通过时分而被切换。
在接收的情况下，进行与有关上述的发送的处理大致相反的处理。即，分离单元将在某一时刻被输入的信号提供给进行有关第一移动终端的处理的部分(典型地是，数据信道处理单元302-1)，在其他时刻提供给进行有关第二移动终端的处理的部分(典型地是，数据信道处理单元302-2)，以下进行相同的处理。在数据信道处理单元内，对各个天线所接收的信号乘以接收加权。该接收加权是用于实现与移动终端对应的切换波束的加权。
图7是表示发送接收自适应方向性波束时所使用的基站的概略方框图。与图6的发送接收机相同地，这样的发送接收机典型地是设置在基站，但也可以设置在移动终端上。在图3以及图6中已说明的元件赋予相同的标号，不进一步说明。如在开头所说明，在自适应方向性波束中，定向方向等对应于移动终端的位置而自适应地变化。该变化不是多个固定方向性波束之间的离散的切换，而是连续的切换。在图7中表示有信号测定单元702、发送加权控制单元704、以及接收加权控制单元706。
信号测定单元702测定从各天线所接收的信号的接收功率或到来方向等，并将测定值输出到发送和接收加权控制单元704、706。
发送加权控制单元704基于测定值，调整发送加权，使得信号质量更好。进行该调整的算法也可以是有关自适应阵列天线(AAA：adaptive arrayantenna)的适当的任意最佳化算法。例如，也可以依次更新发送加权，使得有关接收信号质量的某一性能评价函数达到最小值。
在接收加权控制单元706也同样地，基于测定值，调整接收加权，使得信号质量更好。
“接收方法”
通过使用关于在图3至图7所说明的装置，可以在信号的发送接收使用各种波束。在本实施例中，通过上行链路传送(1)公共控制信道、(2)附随控制信道、(3)共享分组数据信道、(4)单独分组数据信道、(5)导频信道。基站利用用于实现各种波束的天线增益模式，接收这些信道。
(1)公共控制信道包括随机接入信道(RACH)以及预约信道(RCH)。公共控制信道包括与链路设定或呼叫控制等的较高层中的处理有关的控制信息。
(2)附随控制信道包括与较低层中的处理有关的控制信息，包括用于解调共享分组数据信道所需的信息。需要的信息中，例如也可以包括分组号、调制方式、编码方式、发送功率控制位、重发控制位等。
(3)共享分组数据信道是在多个用户间共享的高速的无线资源。无线资源也可以按频率、码、发送功率等来区分。无限资源的共享也可以通过时分复用(TDM)、频分复用(FDM)和/或码分复用(CDM)方式进行。对于复用的具体的方式，参照图9之后的图在后叙述。为了实现高品质的数据传送，采用自适应调制编码(AMC)方式、自动重发(ARQ：Automatic Repeat Request)方式等。
(4)单独分组数据信道是专门对特定的用户所分配的无线资源。无线资源也可以按频率、码、发送功率等来区分。为了实现高品质的数据传送，采用自适应调制编码(AMC)方式、自动重发(ARQ：Automatic Repeat Request)方式等。
(5)导频信道包括发送端以及接收端已知的已知信号，并通过自适应方向性波束传送。该导频信道用于从移动终端发送的信号的传输路径的估计等。因此，该导频信道是单独地对移动终端的导频信道。
在接收方式1中，基站通过扇形波束接收公共控制信道以及附随控制信道。基站通过多波束或者切换波束，接收共享分组数据信道以及单独分组数据信道。为了估计共享以及附随控制信道的传输路径，导频信道通过扇形波束接收。此外，为了估计共享以及单独分组数据信道的传输路径，导频信道也通过多波束或切换波束接收。根据这个方式，因无需每次都计算用于实现天线的波束模式的加权系数，所以可减少基站的运算负担。
在接收方式2中，通过扇形波束接收公共控制信道以及附随控制信道。共享分组数据信道以及单独分组数据信道通过自适应方向性波束接收。为了估计共同以及附随控制信道的传输路径，导频信道通过扇形波束接收。此外，为了估计共享以及单独分组数据信道的传输路径，导频信道也通过自适应方向性波束接收。根据这个方式，因通过自适应方向性波束接收数据信道，所以可以高质量地发送接收数据信道。
在接收方式3中，所有的信道通过多波束或切换波束接收。因切换波束是多波束中的某一波束，所以这个方式只要实现多波束即可，无需扇形波束或自适应方向性波束。因此，可减少波束种类。
在接收方式4中，公共控制信道以及附随控制信道通过多波束或者切换波束接收。共享分组数据信道以及单独分组数据信道通过自适应方向性波束接收。为了估计共同以及附随控制信道的传输路径，导频信道通过多波束或切换波束接收。此外，为了估计共享以及单独分组数据信道的传输路径，导频信道也通过自适应方向性波束接收。根据这个方式，在无需扇形波束这一点上，可减少波束种类。
实施例2
在实施例1中，说明了OFDM或者OFCDM方式的发送机以及接收机，但也可以在上行链路中采用其他方式。也可以使用以下的图9、图10所示的发送机以及接收机，在上行链路中传送各种信道。
图9是表示DS-CDMA方式的发送机的方框图。该发送机典型地是设置在移动终端上，但也可以设置在基站上。发送机包括：turbo编码器902、数据调制器904、子载波个数的扩频复用单元906、合成单元916、数字模拟变换单元918、RF发送单元920。按每个子载波准备扩频复用单元906，并且它们具有相同的结构以及功能，所以第一扩频复用单元906-1代表它们被说明。在图9中，为了简单，仅描画了两个扩频复用单元，但也可以准备适当的任意个数的扩频复用单元。扩频复用单元906-1包括：用于导频信道的扩频单元908、用于数据信道的扩频单元910、复用单元912、限制频带滤波器914。
turbo编码器902对发送数据进行编码，提高容错性等。
数据调制器904通过适当的调制方式，对发送数据进行调制。调制方式，例如也可以是QPSK、16QAM、64QAM，也可以是其他适当的任意调制方式。
子载波个数的扩频复用单元906进行有关被发送的信号的扩频以及复用的处理。在本实施例中，采用多载波方式，但也可以采用符号载波方式。此时，只需要一个扩频复用单元。用于导频信道的扩频单元908对导频信道进行码扩频。用于数据信道的扩频单元910对发送数据进行码扩频。复用单元912对被码扩频的导频信道以及发送数据进行复用。限制频带滤波器914例如由平方根奈奎斯特滤波器(Root Nyquist Filter)构成，进行频带限制。混频器915与子载波的频率相符地变换信号的频率。
合成单元916合成对每个子载波所输出的发送信号。
数字模拟变换单元918将数字信号变换为模拟信号。
RF发送单元920进行变频、频带限制以及功率放大等的处理。
发送数据通过turbo编码器902被编码，通过数据调制器904被调制，输入到每个子载波的处理单元。在每个子载波的处理单元中，发送数据被码扩频，与扩频完毕的导频信号一起复用。复用后的信号通过频带限制滤波器914被滤波，并作为每个子载波的信号输出。有关各子载波的信号，在合成单元916被合成，通过数字模拟变换单元918被变换，经过RF发送单元被发送。
图10是表示DS-CDMA方式的接收机的方框图。该接收机典型地是设置在基站上，但也可以设置在移动终端上。接收机包括：处理单元，处理由多个天线所接收的信号；合成单元1018、以及turbo解码器1020。在图10中，仅描画了两个天线，但也可以设置适当的任意个数的天线。每个天线的处理相同，所以有关第一天线的元件代表它们说明。有关第一天线的处理单元包括：RF接收单元1002、模拟数字变换单元1004、子载波个数的解扩分离单元1006。解扩分离单元按每个子载波准备，它们具有相同的结构以及功能，所以第一解扩分离单元1006-1代表它们说明。解扩分离单元1006-1包括：混频器1007、限制频带滤波器1008、通道搜索器1010、解扩单元1012、信道估计单元1014、瑞克合成单元1016。
RF接收单元1002对通过天线所接收的高频信号，进行功率放大、变频以及频带限制等处理。
模拟数字变换单元1004将模拟信号变换为数字信号。
子载波个数的解扩分离单元1006进行有关所接收的信号解扩以及分离的处理。在本实施例中，采用多载波方式，但也可以采用符号载波方式。此时，只需要一个解扩分离单元。混频器1007提取有关某一子载波的分量。限制频带滤波器1008例如由平方根奈奎斯特滤波器构成，进行频带限制。通道搜索器1010搜索多通道传输路径中的通道。通道的搜索是，例如通过调查延迟曲线来进行。解扩单元1012与通道的定时相符地对信号进行解扩。信道估计单元1014利用通道的定时，进行信道估计。信道估计单元1014输出用于调整振幅以及相位的控制信号，使得根据估计结果，补偿在传输路径上所产生的衰落。瑞克合成单元1016将解扩之后的信号按每个通道进行补偿并合成、输出。
合成单元1018合成每个天线所得到的接收信号。
turbo解码器1020对接收信号进行解码，并解调数据。
通过各天线所接收的信号，按每个天线被处理。所接收的信号经过通过RF接收单元被放大、变频以及频带限制等处理，变换为数字信号。数字信号按每个子载波受到频带限制、解扩、并按每个通道进行瑞克合成。瑞克合成之后的每个子载波的信号，通过合成单元1018被合成，通过turbo解码器1020被解码，从而复原所发送的信号。
实施例3
接着，说明(第一共同、第二共同或单独)导频信道、(共同或附随)控制信道以及(共同或单独)数据信道的复用方法。复用是通过使用时分复用(TDM)、频分复用(FDM)以及码分复用(CDM)的一个以上来进行。TDM以及CDM是在图3、图6、图7的发送机中的复用单元306、图9的复用单元912等中进行。被复用的信号的分离是在接收机(图5的分离单元526等)进行。FDM是在图3、图6、图7的发送机中的串并行变换单元328、348等中进行。相应地，在接收机中，通过图5的并串行变换单元532、图10的1012等，进行被复用的信号的分离。TDM是通过将被复用的多个信号按每一个切换来进行，但FDM以及CDM是通过相加被复用的多个信号来进行。以下说明了复用的各种方式，但需要注意这些只是例子，并没有限定于所举例的方式。
图11A-B是表示导频信道以及数据信道的复用方式的一例的图。图11A是表示导频以及数据信道被时间复用的情况。在频率选择性衰落的影响强的情况下，这样，将导频信道沿着频率方向插入的情况有利。是因为通过在频率方向进行交织，可以减轻传送质量的恶化。11B是表示导频以及数据信道被频率复用的情况。
图12A-B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的复用方式的一例的图(之1)。图12A是表示导频、控制以及数据信道被时间复用的情况。如上所述地，从考虑频率选择性衰落的影响的观点出发，优选地这样进行复用。在需要复用数据信道的情况下，也可以将其进行时间复用，也可以将其进行码复用。图12B是表示导频以及控制信道被频率复用、导频以及数据信道被频率复用、控制以及数据信道被时间复用的情况。
图13A-B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的复用方式的一例的图(之2)。图13A是导频以及控制信道被频率复用，它们和数据信道被时间复用的情况。在图12A中，数据信道的前面需要两个符号的期间，但在图13A的例子中，在数据信道的前面只需要一个符号的期间这一点上是有利的。图13B是表示导频信道、控制信道以及数据信道被时间复用、控制信道以及数据信道被频率复用的情况。
图14A-B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的复用方式的一例的图(之3)。图14A是导频信道、控制信道以及数据信道被时间复用，控制信道以及数据信道被频率复用的情况。图14B是表示导频信道、控制信道以及数据信道被频率复用的情况。
图15A-B是表示导频信道、控制信道以及数据信道的复用方式的一例的图(之4)。图15A是表示导频信道、控制信道以及数据信道被时间复用，控制信道以及数据信道被码复用的情况。或者，也可以是控制信道以及数据信道被时间复用，导频信道和数据信道被码复用。图15B是表示导频信道、控制信道以及数据信道被频率复用，控制信道以及数据信道被码复用的情况。或者，也可以是导频信道、控制信道以及数据信道都被码复用。
实施例4
在以下所说明的实施例中，上行链路采用了可变扩频和码片重复因子CDMA(VSCRF-CDMA：Variable Spreading and Chip RepetitionFactors-CDMA)方式。此时的发送机以及接收机与关于图9、图10所说明的DS-CDMA方式的发送机以及接收机大致相同，但有关扩频以及解扩的处理内容大不相同。
图16是表示VSCRF-CDMA方式的发送机所使用的扩频单元的方框图。因此，在以下所说明的扩频单元的动作典型地是在移动终端进行。该扩频单元可代替图9的扩频单元908和/或910来使用。扩频单元包括：码乘法单元1602、重复合成单元1604、移相单元1606。
码乘法单元1602对发送信号乘以扩频码。在图16中，通过乘法器1612，发送信号被乘以在所给予的码扩频率SF之下所确定的信道化(channelization)码。进而，通过乘法器1614，发送信号被乘以扰码(scrambling code)。
重复合成单元1604将扩频后的发送信号在时间上压缩，反复规定次数(CRF次)。重复数CRF等于1时的结构以及动作与在图9、图10中已说明的DS-CDMA方式的情况相同(其中，在CRF＝1时，不需要移相单元中的相位偏移。)。
移相单元1606使发送信号的相位仅偏移(使移位)规定的频率。偏移的相位量对每个移动终端是固定地设定。
图17是表示VSCRF-CDMA方式的接收机所使用的解扩单元的方框图。该解扩单元可以代替图10的解扩单元1012来使用。因此，在以下说明的解扩单元的动作典型地是在基站进行。解扩单元包括：移相单元1702、重复合成单元1704、码解扩单元1706。
移相单元1702对接受信号乘以在每个移动终端所设定的相位量，并将接收信号分离为每个移动终端的信号。
重复合成单元1704将重复的数据在时间上扩展(解压缩)，复元没有被压缩的数据。
码解扩单元1706通过对接收信号乘以每个移动终端的扩频码，进行解扩。
图18是用于说明VSCRF-CDMA方式中的主要操作的图。为了便于说明，假设码扩频后的信号序列的某一数据组以d1、d2……dQ表现，每个数据di(i＝1、……Q)的期间为TS。一个数据di也可以对应于一个符号，也可以对应于适当的其他任意信息单位。这一组的信号序列整体具有相当于TS×Q的期间。该信号序列1802对应于重复合成单元1604的输入信号。该信号序列被变换，使得在时间上压缩为1/CRF，并且该压缩后的信号在TS×Q的期间重复。变换后的信号序列在图18中用1804表示。在图18中还图示了保护间隔的期间。在时间上的压缩，例如，也可以利用比在输入信号所使用的时钟频率高CRF倍的频率。由此，每个数据di的期间被压缩为TS/CRF(其中，被反复CRF次)。被压缩以及重复的信号序列1804从重复合成单元1604输出后输入到移相单元1606，偏移规定的相位量、并输出。相位量在每个移动终端中设定，设定为有关各个移动终端的上行信号互相在频率轴上正交。由此，在上行链路或基站的接收信号中的频率频谱大概成为如图18的1806所示的情况。图中，作为扩频带宽所示的频带，表示如果扩频后的信号序列1802原样发送时可能所占的频带。在进行了时间压缩以及重复的阶段中的频谱(重复合成单元1604的输出信号的频谱)占窄带，但该频带在所有的移动终端中共用。通过使该窄带的频谱偏移移动终端所固有的相位量，从而可以使它们的频带不互相重复。即，通过进行时间压缩、重复以及相位偏移，可以使有关每个移动终端的频带窄带化，可以将有关各移动终端的频率频谱排列为梳齿状，可以实现频率轴上的正交化。
而且，在接收端进行与发送端相反的操作。即，对应于每个移动终端的相位量，在图17的移相单元1702中对接收信号赋予相位，并输入到重复合成单元1704。被输入的信号在时间上解压缩，变换为扩频的信号序列，从重复合成单元1704输出。通过对该信号在解扩单元1706乘以规定的扩频码，进行解扩。之后，通过已说明的元件进行进一步的处理。
在本实施例中的码扩频率SF对应于通信环境而被适当地设定。更具体地说，码扩频率SF也可以基于(1)传输路径状态、(2)小区结构、(3)通信量、以及(4)无线参数的一个以上而被设定。码扩频率SF的设定也可以在基站进行，也可以在移动终端进行。其中，在利用如通信量的基站侧所管理的信息的情况下，优选地，在基站决定码扩频率。
(1)传输路径状态可通过测定延迟扩展(spread)或最大多普勒频率来进行评价。延迟扩展S也可以例如基于如图19所示的延迟曲线，根据下式来计算。
(式1)
S = ∫ ( τ - τ 0 ) 2 P ( τ ) dτ ∫ P ( τ ) dτ τ 0 = ∫ τ P ( τ ) dτ ∫ P ( τ ) dτ
这里，P(τ)表示功率。此外，最大多普勒频率是可通过计算在时间上相隔的同一内容的两个信号的内积来求出。例如，当导频信道在时间复用的情况下，如图20(A)所示地，可利用被插入在不同时隙的导频信道。在导频信道被码复用的情况下，如图20(B)所示地，可利用前期和后期的导频信道。不管怎样，时间上不同的导频信道的内积在时间变化大时减小，在时间变化小时不会那样(相反地，如果在时间上不变时，可维持最大值1。)。
如果延迟扩展大，则在频域上的变动也大，所以优选地，将有关频域的码扩频率设定得小。相反地，如果延迟扩展小，优选地，将有关频域的码扩频率设定得大。在最大多普勒频率大时，在时间区域上的变动大，所以优选地，将有关时间区域的码扩频率设定得小。相反地，在最大多普勒频率小时，优选地，将有关时间区域的码扩频率设定得大。
(2)作为小区结构，例如可举出通信环境为多小区的系统、孤立小区的系统或者室内环境等种类。在多小区中，为了抑制其他小区的干扰，优选地，设码扩频率大。相反地，在无需担心这样的干扰的孤立小区或室内环境中，优选地，设码扩频率小或者为1。小区结构的判别也可以是通过另外设置某一控制信号来通知，但也可以是基于接收信号来使其进行判别。在后者的情况下，也可以是通过测定周边小区的干扰功率来评价小区的结构。例如，在使用被时间复用的导频信道的情况下，通过从一帧(一时隙)内的所有信号功率(期望波+非期望波)减去有关导频信道(期望波)的功率来求出。所计算的值中还包括热噪声，但其大小较小，所以在该方法中被忽略。在导频信道被码复用的情况下，也可以是忽略自小区干扰，并简单地评价来自周边小区的干扰功率。更正确地说，预先计算自小区干扰量，从全干扰功率减去自小区干扰量来评价来自周边小区的干扰功率。或者，通过将被码扩频的导频信道进行时间复用，同时发送，从而强制性地避免导频信道的自小区干扰。
(3)也可以基于通信量、用户数、传送速率等，变更扩频率。例如，在用户数多时，也可以为了抑制相互的干扰而较大地设定扩频率。
(4)也可以对应于调制方式或信道编码率等无线参数，设定码扩频率。例如，在采用了自适应调制编码(AMC)的情况下，生成与这些参数和接收信号质量相关的一览表，使得除了调制方式、编码率之外，码扩频率SF也自适应地变更。
实施例5
图21之后的每个图表示VSCRF-CDMA方式的数据信道和其他信道的复用的情况。这些方式并不是限定的，而只是例示的方式。
图21A-D表示对于使用了码片(或符号)重复法(VSCRF-CDMA方式)的数据信道，导频信道以及控制信道被时间复用的例子。在图21A中，仅数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，导频信道以及控制信道只进行码扩频。在时间轴上的信号的概念图表示在左侧，在频率轴上的信号的概念图表示在右侧(在其他图相同。)。在图21B中，控制信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，导频信道只进行码扩频。在图21C中，导频信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，控制信道只进行码扩频。在图21D中，所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式。
图22A-B表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道被时间复用、控制信道被频率复用的例子。控制信道被分配与数据信道不同的频率。图22A表示，控制信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，导频信道只进行码扩频的例子。图22B表示所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式的例子。
图23表示对于使用了码片重复法的数据信道，控制信道以及导频信道被时间复用、导频信道以及控制信道被频率复用的例子。在图示的例子中，所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式。
图24A-B表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道被频率复用、控制信道被时间复用的例子。导频信道被分配与数据信道不同的频率。图24A表示，导频信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，控制信道只进行码扩频的例子。图24B表示所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式的例子。
图25A-B表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道以及控制信道被码复用、控制信道以及数据信道被频率复用的例子。图25A表示，控制信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，导频信道只进行码扩频的例子。图25B表示所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式的例子。
图26A-B表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道以及控制信道被码复用、导频信道以及数据信道被频率复用的例子。图26A表示，导频信道以及数据信道使用了VSCRF-CDMA方式，控制信道只进行码扩频的例子。图26B表示所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式的例子。
图27表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道以及控制信道被频率复用的例子。在图示的例子中，所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式。
图28表示对于使用了码片重复法的数据信道，导频信道以及控制信道被码复用的例子。在图示的例子中，所有的信道使用了VSCRF-CDMA方式。
以上，说明了本发明的优选的实施例，但本发明并不限定于这些实施例，在不脱离本发明的意旨的范围内可进行各种变形以及变更。为了便于说明，本发明被分为多个实施例来说明，但各个实施例的区分并不是本发明的本质，也可以根据需要来使用一个以上的实施例。
本国际申请主张基于2005年4月1日所申请的日本国专利申请第2005-106909号的优先权，所以将它的全部内容援用到本国际申请。

Claims (10)

1.一种接收装置，通过上行链路接收控制信道、导频信道、以及数据信道，其特征在于，它包括：
通过由具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束所组成的多波束或者具有对应于移动终端的位置而变化的定向方向的可变方向性波束的天线增益模式，接收所述导频信道的单元；以及
通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收所述数据信道的单元。
2.如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，还包括：
通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收所述控制信道的单元。
3.如权利要求1所述的接收装置，其特征在于，
进行接收信号的解压缩以及解扩，使得数据信道通过直接序列码分多址(DS-CDMA)方式或者使用了可变扩频和码片重复因子码分多址(VSCRF-CDMA)方式被解调。
4.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，
被时间复用的导频信道以及数据信道在各个时间分离，被时间复用的控制信道以及数据信道也在各个时间分离。
5.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，
被时间复用的导频信道以及控制信道中的一个与数据信道在各个时间分离，被频率复用的另一个与数据信道在每个频率分离。
6.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，
被码复用的导频信道以及控制信道在各码分离，
被频率复用或者被码复用的控制信道和数据信道在各频率或者各码分离。
7.如权利要求4所述的接收装置，其特征在于，
被频率复用或者被码复用的导频信道、控制信道、以及数据信道在各频率或者各码分离。
8.一种接收方法，通过上行链路接收控制信道、导频信道、以及数据信道，其特征在于，
通过由具有互不相同的被固定的定向方向的多个固定方向性波束所组成的多波束或者具有对应于移动终端的位置而变化的定向方向的可变方向性波束的天线增益模式，接收所述导频信道；以及
通过多波束或者可变方向性波束的天线增益模式，接收所述数据信道。
9.一种发送装置，通过上行链路发送导频信道、控制信道、以及数据信道，其特征在于，
通过使用了可变扩频和码片重复因子码分多址(VSCRF-CDMA)方式发送数据信道、导频信道以及控制信道的至少一个。
10.一种发送方法，通过上行链路发送导频信道、控制信道、以及数据信道，其特征在于，
通过使用了可变扩频率和码片重复因子码分多址(VSCRF-CDMA)方式，对数据信道、导频信道以及控制信道的至少一个进行码扩频、压缩以及重复，
使发送的信号的相位偏移规定的量，
复用并发送导频信道、数据信道、以及控制信道。
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