CN1238080A - 移动通信装置 - Google Patents

Abstract

在基台装置及移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信时，在基台装置及移动台装置进行根据有无发送数据进行或停止发送动作的VOX控制，在基台发送侧停止发送时，移动台接收到接收从基台装置平常发送的信道，进行开环发送功率控制，在移动台发送侧停止发送时，移动台装置将发送功率小的空时隙进行发送，基台接收侧接收空时隙，进行发送空间分集。

Description

移动通信装置

技术领域

本发明涉及数字汽车电话、手机等蜂窝无线通信系统用的移动通信装置，特别涉及进行VOX(Voice Operated Transmission音控传输)控制时的开环发送功率控制及防止发送分集性能恶化的移动通信装置。

背景技术

在汽车电话、手机等蜂窝无线通信系统中，作为能够在同一频带有多个移动台同时进行通信的多址技术已经知道有CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)方式。多址技术中已经知道其他还有FDMA(Frequency Division MultipleAccess：频分多址)方式、TDMA(Time Division Multiple Access：时分多址)方式等。CDMA方式与这些技术相比，能够实现较高的频率利用效率，能够包含更多的用户，在这方面有很好的效果。

CDMA方式为了区别共有相同频带的多个用户，使用用户固有的扩展码，将扩展码与信息信号相乘，将信息信号的频谱扩展为比原来的信息带宽宽得多的频带进行传送，利用这种扩频通信进行多址连接。特别是将扩展码原封不动地与信息信号相乘的方式叫做直接扩展方式。在直接扩展CDMA方式中，多个移动台的信号在同一频带同一时间段内复用。

另外，接收和发送使用同一频带的一种无线通信方式有TDD(Time DivisionDuplex：时分双工)方式。TDD方式又叫做双向方式，是在接收和发送时将同一无线频率进行分时通信的方式。相对于TDD方式，还有FDD(Frequency DivisionDuplex：频分双工)方式。FDD方式是在接收和发送时采用不同频率进行通信的方式。

图5A所示为TDD方式的概念图，图5B所示为FDD方式的概念图。在图5A中，在时间T1基台进行发送，移动台进行接收。在接下来的时间T2移动台进行发送，基台进行接收。通过反复这一过程，实现利用单一频带的通信。

在图5B中，基台用频率f1进行发送，移动台进行接收，而移动台用频率f2进行发送，基台进行接收。将该发送或接收的时间单位叫做时隙(Slot)。

在直接扩展CDMA方式中，当希望的发送台较远而不希望的发送台(干扰台)较近时，产生所谓“远近问题”。这种情况下，来自干扰台信号的接收功率比来自希望的发送台的接收信号要大，这样产生的问题是，仅根据处理增益(扩展增益)不能完全抑制扩展码间的相互相关，变得不能进行通信。

为此，在采用直接扩展CDMA方式的蜂窝无线通信系统中，在从移动台向基台的上行路径中必须根据各传送路径的状态控制发送功率。

另外，在陆上移动通信中，作为路径质量恶化的原因有衰落。作为对付衰落的办法，可以考虑采用通过控制发送功率来补偿接收功率的瞬时值变化的方法。

论文“CDMA/TDD传送中发送功率控制的探讨”(宫、林、加藤，1994年电子情报通信学会春季全国大会，B-418)及“POWER CONTROL IN PACKETSSWITCHED TIME DIVISION DUPLES SEQUENSE SPREAD SPECTRUMCOMMUNICATIONS”(R.ESMAILZADEH,M.NAKAGAWA,A.KAJIWARA,proc.of VTC’92.pp.989-992,1992)给出了CDMA/TDD方式中的发送功率控制的方法。

衰落如果是同一频带，在发送及接收中的变化是相同的，具有这种对称性。因此，CDMA/TDD方式采用开环发送功率控制，即检测接收信号的功率，并据此掌握传送状况，再根据传送状况决定发送功率电平进行发送。通过这样，在CDMA/TDD方式中，与FDD方式相比，能够简单而且高速进行高精度的发送功率控制。

作为对付衰落的办法，另外空间分集技术也是有效的。空间分集技术是所谓利用不同位置的多个天线接收电波、再将接收信号进行合成加以解调的技术。由于接收信号的衰落变化与每条传送路径无相关性，因此能够减小由于衰落而导致接收功率电平急剧下降的概率，能够抑制接收质量的恶化。

在TDD方式中，仍然是利用无线传送路径的衰落变化的收发对称性，在基台设置多个天线，在基台接收中，在基台一侧进行分集接收，对每个天线的传送环境进行检测，当从基台发送时，用最好的天线。通过这样，移动台的天线即使只有1个，在下行路径中也能够进行空间分集，能够提高通信质量而不增加移动台的硬件规模。

论文“CDMA/TDD传送中的基台收发分集方式的方案”(宫等，BCS94-73,p25-30,1994-09)给出了CDMA/TDD方式中的发送空间分集方法。

手机等的VOX控制，是仅在有传送声音的的时候进行发送，而在没有传送声音的时候停止发送，是这样的一种目的在于节能的技术。在CDMA方式中，VOX控制技术是增大系统容量的主要技术。

在TDMA及FDMA中，系统容量是固定的，而与此不同，在CDMA中，系统容量是根据同时进行通信的用户的干扰量决定的。将这叫做软容量(SoftCapacity)。CDMA方式中的系统容量可以通过减少干扰来增大容量。

利用VOX停止发送就意味着在这种状态下减少对其他用户产生的干扰，是与增大系统容量有联系的。例如，当全部用户的有声/无声之比为50％时，从统计上说，同时发送的用户数为一半，结果容量变成2倍。

但是，在CDMA/TDD方式中，在进行VOX控制的情况下，当无声时就变为存在不发送的时隙。与此相应，在接收侧在不发送的时隙中不能根据接收时的信号推断传送路径的状态。其结果产生的问题是，不能进行开环发送功率控制及发送空间分集，控制能够跟踪的衰落变化速度慢，速度性能变差。

发明揭示

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，提供即使在进行VOX控制情况下也不使开环发送功率控制及发送分集性能恶化的移动通信装置。

为达到前述目的，本发明在VOX控制中，当基台发送侧停止发送时，移动台接收基台平常一直发送的信道，进行开环发送功率控制，当移动台停止发送时，将发送功率小的空时隙进行发送，基台接收空时隙进行发送空间分集。

本发明的通信系统具有多个基台及多个移动台，该多个基台及多个移动台具有作为多址方式的利用直接扩展CDMA/TDD(码分多址/时分双工)方式的通信手段，在基台及移动台中具有根据通信中有无发送数据进行发送或停止发送的VOX功能，在基台具有多个天线，并具有在TDD的接收时刻将利用前述多个天线接收的信号进行合成的接收分集功能，还具有用在TDD接收时刻接收功率为最大的天线在TDD的发送时刻进行发送的发送分集功能，在移动台具有在停止发送时将比通常发送功率要小的空信号进行发送的功能。

根据这样的通信系统具有下述的作用，即在VOX控制中即使移动台停止发送的情况下，通过利用空信号，也能够抑制基台中发送空间分集性能的恶化。

本发明的其他的通信系统，在基台具有多个移动台共同连接的控制信息收发用控制信道发送功能，在移动台具有在TDD接收时刻检测接收信号功率电平的功能、用前述接收信号电平在TDD发送时刻控制发送功率的发送功率控制功能、以及在基台停止发送时接收前述控制信道进行发送功率控制的功能。

根据这一通信系统具有下述的作用，即在VOX控制中即使基台停止发送的情况下，通过移动台接收控制信道并用于发送功率控制，也能够抑制开环发送功率控制的性能恶化。

附图简要说明

图1为本发明实施例的蜂窝无线通信系统基台侧装置的功能方框图。

图2为本发明实施例的蜂窝无线通信系统移动台侧装置的功能方框图。

图3所示为本发明实施例的帧构成图。

图4A所示为本发明实施例的仅仅移动台停止发送情况下的帧构成图。

图4B所示为本发明实施例的基台及移动台双方均停止发送情况下的帧构成图。

图5A为表示TDD方式概念的概念图。

图5B为表示FDD方式概念的概念图。

实施发明的最佳形态

下面参照附图就具有基台侧装置及多个移动台侧装置的蜂窝无线通信系统采用本发明的实施例加以具体说明。

图1所示为本实施例有关的蜂窝无线通信系统中的基台侧装置，图2所示为同一蜂窝无线通信系统中的移动台侧装置。在本实施例的蜂窝无线通信系统中，设基台与移动台间利用CDMA/TDD方式进行数据通信。

基台侧装置1并排设置多个基带处理单元2-1～2-n。在蜂窝无线通信系统中，由于基台同时与多个移动台进行通信，因此基带处理单元2-1～2-n备有与能够同时通信的移动台的最大数量对应的数量。下面在不区别一个一个基带处理单元2-1～2-n的情况下，仅作为基带处理单元2加以说明。

基台侧装置1在TDD的基台发送时隙将对移动台的发送数据3加以发送。在TDD方式中，构成帧的各时隙按时间分割成基台发送时隙及移动台发送时隙。当基台为发送时隙时，移动台处于接收时隙。另外，当移动台为发送时隙时，基台处于接收时隙。

将发送数据3输入基带处理单元2。发送数据3被送入基带处理单元2内的编码器4。编码器4将发送数据3进行编码后构成帧结构输出给扩展器5。在基带处理单元2的扩展器5对每个移动台分配不同的扩展码。扩展器5用发送源的移动台固有扩展码对构成帧结构的发送数据进行扩展处理。频谱扩展的发送数据提供给开关6。开关6利用后述的分集合成器提供的信号将发送数据输出给第1加法器7-1或第2加法器7-2的某一方。另外，控制信道发生器8将用专用扩展码扩展的控制信道信号输出给第1加法器7-1。第1加法器7-1及第2加法器7-2将多个基带处理单元2-1～2-n及控制信道发生器8的输出进行相加。第1加法器7-1及第2加法器7-2的各输出分别输出给对应的第1发送RF单元9-1及第2发送RF单元9-2。第1发送RF单元9-1及第2发送RF单元9-2对输入的发送数据进行调制、频率变换及放大处理，分别通过第1开关10-1及第2开关10-2分别从第1天线11-1及第2天线11-2发送给无线传送路径。

另外，基台侧装置1在TDD的基台接收时隙接收来自多个移动台的复用信号。第1天线11-1及第2天线11-2接收到来自多个移动台的复用信号通过不同无线传送路径而送来的信号，并分别输出给第1接收RF单元12-1及第2接收RF单元12-2。

第1接收RF单元12-1及第2接收RF单元12-2对于复用处理的接收信号进行频率变换、自动增益控制处理及解调处理，输出给多个基带处理单元2-1-2-n。第1接收RF单元12-1及第2接收RF单元12-2的输出并列输入给基带处理单元2中设置的相关器13-1及13-2。相关器13-1及13-2通过对第1接收RF单元12-1及第2接收RF单元12-2的输出用发送源的移动台固有扩展码进行相关处理，分离出给本台的信号。分离的信号用RAKE(分离多径)合成器14-1及14-2进行RAKE合成，再输出给分集合成器15。

分集合成器15将第1RAKE合成器14-1的输出及第2RAKE合成器14-2的输出进行合成，将合成结果输出给解码器16。另一方面，分集合成器15比较第1RAKE合成器14-1的输出及第2RAKE合成器14-2的输出，决定在TDD中下一个发送时隙发送所使用的天线。判断是用第1天线11-1发送还是用第2天线11-2发送。表示发送所使用的天线的选择信号从分集合成器15输出给开关6。解码器16对输入进行解码，得到接收数据17。

另外，移动台侧装置18在TDD的移动台发送时隙将发送给基台的发送数据19进行发送。将发送数据19输入编码器20。编码器20将发送数据19进行编码后构成帧结构。构成帧结构的发送数据输入扩展器21。这时，空信号发生器22在后述规定的时刻将空信号输出给扩展器21。扩展器21用每个移动台不同的扩展码对输入信号进行扩展处理，将扩展信号输出给发送RF单元23。发送RF单元23对输入信号进行调制、频率变换及放大处理。发送RF单元23的输出通过开关24从天线25发送给无线传送路径。

另外，移动台侧装置18在TDD的移动台接收时隙接收来自基台的发送信号。将由天线25接收的来自基台的信号输出给接收RF单元26。接收RF单元26对于复用处理的接收信号进行频率变换、自动增益控制处理及解调处理，输出给相关器27。相关器27利用每个移动台不同的扩展码进行相关处理，从接收RF单元26的输出分离出给自己的信号。分离的信号用RAKE合成器28进行RAKE合成，在解码器29进行解码，作为接收数据30输出。

另外，相关器27的输出被输入至接收电平检测电路31。接收电平检测电路31检测在移动台发送时隙内的相关输出平均功率，并用该值决定时分复用的下一发送时隙的发送功率，将控制信号输出给发送RF单元23。

图3所示为发送数据的帧构成。如图3所示，1帧由多个时隙构成，在帧内是这样决定的，即基台的发送时隙在最前。在该图所示例中，由8个时隙构成1帧。各帧在其最前的时隙发送表示帧内有无数据的状态通知位32。因而，即使在没有发送数据的情况下也必须发送帧最前的时隙，发送数据的有无以帧为单位进行切换。

下面就如上构成的蜂窝无线通信系统中VOX控制时的动作加以说明。分成仅仅基台停止发送、仅仅移动台停止发送、以及基台及移动台双方都停止发送的三种情况加以说明。

仅仅基台侧装置停止发送动作的情况。

基台侧装置1在帧的最前时隙发送表示停止发送动作的状态通知位32，后面的7个时隙则停止发送。

在移动台侧装置18接收最前的时隙，该最前的时隙发送表示停止发送动作的状态通知位32。移动台侧装置18通过检查在接收帧的最前时隙接收的状态通知位32的内容，知道接收帧内实际上没有数据。

在接收帧的最前时隙接收到状态通知位32的情况下，相关器27用分配给每个移动台的扩展码仅对于最前时隙的状态通知位32分离出给自己的信号。接收电平检测电路31为了进行发送功率控制，从最前时隙的接收信号检测给自己的信号的功率。相关器27用接收时隙中平时发送的控制信道的扩展码对于在最前时隙传送来状态通知位32的接收帧的后7个时隙进行相关处理。接收电平检测电路31对于后7个时隙检测控制信道有关的相关值的功率，并根据该检测结果进行发送功率控制。

因而，即使从基台侧装置1没有发送信号时，在移动台侧装置18中，发送功率功率控制的控制间隔也没有变化，能够抑制性能恶化。

仅仅移动台侧装置停止发送动作的情况

移动台侧装置18在发送帧的最前时隙发送表示停止发送动作的状态通知位32，在该发送帧内的后7个时隙发送空信号。图4A所示为仅仅移动台侧装置停止发送动作时的各时隙的发送状态。该空信号是由扩展器21将空信号发生器22产生的空信号加以扩展而成。

基台侧装置1在帧的最前时隙与通常的情况相同，利用在相关器13-1及13-2和RAKE合成器14-1及14-2从第1天线11-1及第2天线11-2接收的信号分离的希望信号的功率选择下一次发送时的发送天线，以该帧的后面的7个时隙利用在相关器13-1及13-2和RAKE合成器14-1及14-2从第1天线11-1及第2天线11-2接收的信号分离的空信号的功率选择下一次发送时的发送天线。

通过这样，与移动台侧装置18有发送数据的情况相同，能够进行发送空间分集。

另外，为了在基台侧进行天线选择的目的，从移动台侧发送空信号。在仅仅为了在基台侧进行天线选择而使用空信号的情况下，空信号以比通常的时隙要小的发送功率就足够了。因此，移动台侧装置18进行控制使空信号的发送功率小于通常时隙的发送功率。通过这样，能够减少对其他用户的干扰。

基台侧装置及移动台侧装置双方都停止发送动作的情况。

移动台侧装置18的开环发送功率控制与仅仅基台侧装置1停止发送的情况相同进行控制。

基台侧装置1仅发送帧内的最前时隙。基台侧装置1为了在发送最前时隙的发送数据时选择发送天线，只要在其前面的接收时隙即前一帧的最后的时隙有接收信号即可。因此，移动台侧装置18仅在1帧的最后时隙发送空信号。从而，移动台侧装置18存在完全停止发送的时隙，能够更提高减少对其他用户干扰的效果。

产业利用的可能性

如上所述，本发明有关的移动通信装置，对于采用CDMA/TDD方式的蜂窝无线通信系统中的VOX控制是有用的，适用于VOX控制时的开环发送功率控制及抑制发送分集性能的恶化。

Claims (15)

1．一种移动通信装置，在与对方台之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，具有用多个台共同连接的控制信道进行控制信息收发的手段、在与前述对方台通信中根据有无发送数据进行或停止发送动作的手段、以及在停止发送动作时将时分双工的1帧中特定时隙表示无发送数据的状态数据向对方台发送的手段。

2．如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，在与前述对方台通信中，当存在声音数据时进行发送动作，当不存在声音数据时停止发送动作。

3．如权利要求1所述的移动通信装置，其特征在于，当停止发送动作时，将前述帧内的最前时隙中表示无发送数据的状态数据向对方台发送。

4．一种移动台装置，在与对方台之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，具有在与前述对方台通信中根据有无发送数据进行或停止发送动作的手段、在停止发送动作时将时分双工的1帧中特定时隙表示无发送数据的状态数据向对方台发送的手段、以及在前述帧内的其他时隙将空信号向前述对方台发送的手段。

5．如权利要求4所述的移动台装置，其特征在于，进行控制使得发送所述空信号的时隙的发送功率小于通常时隙的发送功率。

6．如权利要求4所述的移动台装置，其特征在于，当停止发送动作时，将所述帧内的最前时隙中表示无发送数据的状态数据向对方台发送，在所述帧的剩下的全部时隙发送所述空信号。

7．如权利要求4所述的移动台装置，其特征在于，当停止发送动作时，将所述帧内的最前时隙中表示无发送数据的状态数据向对方台发送，在前述帧内的最后时隙发送所述空信号，在所述帧内的中间时隙停止发送。

8．一种移动台装置，在与对方台之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，具有用多个台共同连接的控制信道进行控制信息收发的手段、将在时分双工的接收时隙中接收的接收信号用特定的扩展码进行相关处理后检测第1相关值的手段、在根据所述第1相关值检测表示所述对方台发送状态的状态数据的情况下将从下一个接收时隙的所述接收信号用前述控制信道的扩展码进行相关处理后检测第2相关值的手段、以及在所述对方台的发送状态为发送停止的区间根据前述第2相关值的功率来控制发送功率的手段。

9．一种基台装置，在与对方台之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，具有多个天线、将在时分双工的接收时隙中用所述各天线接收的信号进行合成的接收分集用的手段、用在时分双工的接收时隙中接收功率最大的天线在时分双工的发送时隙将发送数据进行发送的发送分集用的手段、以及当所述对方台停止发送时用所述接收时隙接收的空信号进行发送分集的手段。

10．如权利要求9所述的基台装置，其特征在于，当在时分双工的1帧内的特定时隙中接收到表示所述对方台的发送状态的状态数据时，用所述帧的最后接收时隙中接收的空信号进行发送分集。

11．一种移动通信方法，是在基台装置与移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信的移动通信方法，其特征在于，在所述基台装置及所述移动台装置进行根据有无发送数据进行或停止发送动作的VOX控制，当基台发送侧停止发送时，移动台接收侧从基台装置接收平时发送的信道，进行开环发送功率控制。

12．一种移动通信方法，是在基台装置与移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信的移动通信方法，其特征在于，在所述基台装置及所述移动台装置进行根据有无发送数据进行或停止发送动作的VOX控制，当移动台发送侧停止发送时，移动台装置将发送功率小的空时隙进行发送，基台接收侧接收空时隙，进行发送空间分集。

13．一种移动通信方法，是在基台装置与移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信的移动通信方法，其特征在于，在所述基台装置及所述移动台装置进行根据有无发送数据进行或停止发送动作的VOX控制，在基台发送侧停止发送时，移动台接收侧从基台装置接收平时发送的信道，进行开环发送功率控制，在移动台发送侧停止发送时，移动台装置将发送功率小的空时隙进行发送，基台接收侧接收空时隙，进行发送空间分集。

14．一种移动通信系统，在基台装置与移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，

前述基台装置具有以所述移动台装置共同连接的控制信道进行控制信息收发的手段、在与所述移动台装置的通信中根据有无发送数据进行或停止发送动作的手段、当停止发送动作时将时分双工的1帧的特定时隙中表示无发送数据的状态数据向对方台发送的手段，

所述移动台装置具有以所述控制信道进行控制信息收发的手段、用特定的扩展码对时分双工的接收时隙中接收的接收信号进行相关处理后检测第1相关值的手段、在根据所述第1相关值检测出表示所述对方台发送状态的状态数据情况下用所述控制信道的扩展码对从下一个接收时隙的所述接收信号进行相关处理后检测第2相关值的手段、以及在所述基台装置的发送状态在停止发送期间根据所述第2相关值的功率来控制发送功率的手段。

15．一种移动通信系统，在基台装置与移动台装置之间采用CDMA/TDD方式进行数据通信，其特征在于，

所述移动台装置具有在与所述基台装置的通信中根据有无发送数据进行或停止发送动作的手段、当停止发送动作时将时分双工的1帧的特定时隙中表示元发送数据的状态数据向所述基台装置发送的手段、在所述帧内的其他时隙中将空信号向所述基台装置发送的手段，

所述基台装置具有多个天线、将在时分双工的接收时隙中用所述各天线接收的信号进行合成的接收分集用的手段、用在时分双工的接收时隙中接收功率最大的天线在时分双工的发送时隙中将发送数据进行发送的发送分集用的手段、以及在所述移动台装置停止发送时用所述接收时隙接收的空信号发送分集的手段。

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