CN1364357A - 发送装置、接收装置和数据传送方法 - Google Patents

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Abstract

发送装置100用扩频部103对预报信息进行扩频,用频带限制滤波部104限制扩频后的预报信息的频带,使得重叠在保护频带上,用加法部105将傅立叶逆变换后的发送数据和频带限制滤波部104的输出信号相加,由调制部106调制并发送。接收装置150用接收滤波部154仅使保护频带的信号通过,用解调部155进行解调,用解扩部156进行解扩,分离多径接收部157进行分离多径接收来获得预报信息。由此,可以有效地用保护频带来提高频率利用效率。

Description

发送装置、接收装置和数据传送方法
                       技术领域
本发明涉及OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple：正交频分复用)调制方式的移动通信系统的通信终端装置、基站装置中使用的发送装置、接收装置和数据传送方法。
                       背景技术
在特开平(日本)11-17643号公报等中披露了有关以往的OFDM调制方式的移动通信系统的技术。
图1表示现有的发送装置和接收装置的结构方框图。图1的发送装置和接收装置被分别搭载在OFDM调制方式的移动通信系统的基站装置和通信终端装置中。
发送装置10主要由S/P(Serial/Parallel：串行/并行)变换部11、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform：快速傅立叶逆变换)部12、以及调制部13来构成。接收装置20主要由接收滤波部21、FFT(Fast Fourier Transform：快速傅立叶变换)部22、以及P/S(Parallel/Serial：并行/串行)变换部23构成。
在这样的结构中，发送数据在发送装置10中由S/P变换部11并行变换为N个(N是自然数)子载波后，由IFFT部12与2M个(M是自然数)的0数据一起进行傅立叶逆变换，再由调制部13进行调制后，从天线进行无线发送。
从发送装置10无线发送的信号被接收装置20的天线接收，用接收滤波部21使规定的频率信号通过，通过由FFT部22进行傅立叶变换来解调，由P/S变换部23进行串行变换。由此，得到接收数据。
图2表示现有的OFDM调制方式的频谱图。如图2所示，在OFDM调制方式中，设置存在多个载波信号f1～fn的信号传输频带51。在信号传输频带51中，在相邻的载波频率信号、例如f1和f2中，配置一个载波信号f1的峰值电平点，使得另一个载波信号f2的0峰值电平点重叠在同一频率轴上。
在OFDM调制方式中，峰值电平点和0电平点重叠的频率间隔是等间隔的，成为符号速率的倒数的频率间隔。例如，如果是1μsec的符号速率，则变为每1MHz的频率间隔。
而且，在信号传输频带51的两侧设置作为不传播载波的频带的保护频带52、53。这是因为要抑制向频带51外的功率漏泄，不对其他通信产生影响。
但是，在使用现有的0FDM调制方式的移动通信系统中，由于为了信号的传输而使用保护频带52、53，所以存在该部分导致频率利用效率下降的问题。
此外，在OFDM调制方式中，存在在相同载波信号重叠时刻的振幅(峰值)大于平均功率的问题，作为其对策，在现有的移动通信系统中，将少数载波分配用于抑制峰值。可是，如果设置用于峰值抑制的载波，则仍然存在频率利用效率下降的问题。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种发送装置、接收装置和数据传送方法，能够有效地使用保护频带，提高频率利用效率。
本发明的目的通过将预报信息、峰值抑制用信号等重叠在保护频带中来实现。
                         附图说明
图1表示现有的发送装置和接收装置的结构方框图；
图2表示现有的OFDM调制方式中的频谱图；
图3表示本发明实施例1的发送装置和接收装置的结构方框图；
图4表示本发明实施例1的OFDM调制方式中的频谱图；
图5表示本发明实施例2的发送装置和接收装置的结构方框图；
图6表示本发明实施例2的OFDM调制方式中的频谱图；
图7表示本发明实施例3的发送装置和接收装置的结构方框图；
图8表示本发明实施例3的OFDM调制方式中的第1频谱图；
图9表示本发明实施例3的OFDM调制方式中的第2频谱图；以及
图10表示本发明实施例4的发送装置和接收装置的结构方框图。
                      具体实施方式
以下，用附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
图3表示本发明实施例1的发送装置和接收装置的结构方框图。图3的发送装置和接收装置被分别搭载于OFDM调制方式的移动通信系统的基站装置和通信终端装置。在本实施例中，说明搭载在基站装置上的发送装置和搭载在通信终端装置上的接收装置之间的无线通信。
发送装置100主要包括S/P变换部101、IFFT部102、扩频部103、频带限制滤波部104、加法部105、以及调制部106。
S/P变换部101将串行的发送数据并行变换为N个(N为自然数)子载波。IFFT部102将N个(N是自然数)的子载波和用于形成保护频带的2M个(M是自然数)的0数据进行傅立叶逆变换。通过该傅立叶逆变换来输出OFDM调制信号。
扩频部103将预报信息和扩频码相乘。频带限制滤波部104限制扩频的预报信息的频带，使得成为保护频带。通过该频带限制，预报信息被重叠在保护频带中。以下，将频带限制在保护频带中的预报信息称为‘频带限制信号’。
加法部105将从IFFT部102输出的OFDM调制信号和从频带限制滤波器104输出的频带限制信号相加。调制部106对加法部105的输出信号进行调制，从天线无线发送。
接收装置150主要包括接收滤波部151、FFT部152、P/S变换部153、接收滤波部154、解调部155、解扩部156、以及分离多径接收部157。
接收滤波部151仅使接收信号中信号传输频带的信号通过。FFT部152对通过了接收滤波部151的信号进行傅立叶变换来进行解调。P/S变换部153将FFT部152的输出信号进行串行变换来获得接收数据。
接收滤波部154仅使接收信号中保护频带的信号通过。解调部155对通过了接收滤波部154的信号进行解调。解扩部156将解调部155的输出信号与扩频部103相同的扩频码相乘。分离多径接收部157对解扩部156的输出信号进行分离多径接收来获得预报信息。
下面，说明从上述结构的发送装置100向接收装置150发送数据的情况时的工作情况。发送数据在发送装置100中由S/P变换部101并行变换为N个(N是自然数)的子载波后，由IFFT部102与2M个(M是自然数)0数据一起进行傅立叶逆变换，成为OFDM调制信号。
预报信息被扩频部103扩频，由频带限制滤波部104以成为保护频带来进行频带限制。
从IFFT部102输出的OFDM调制信号和从频带限制滤波部104输出的频带限制信号由加法部105相加后，由调制部106进行调制，从天线发送。
从发送装置100无线发送的信号被接收装置150的天线接收，输出到接收滤波部151和接收滤波部154。
通过了接收滤波部151的信号传输频带的信号通过FFT部152进行傅立叶变换而被解调，由P/S变换部153进行串行变换。由此，获得接收数据。
通过了接收滤波器154的保护频带的信号由解调部155解调，由解扩部156进行解扩，由分离多径接收部157进行分离多径接收。由此，获得预报信息。
图4是本实施例的OFDM调制方式中的频谱图。如图4所示，在OFDM调制方式中，设置存在多个载波信号f1～fn的信号传输频带201。而且，在信号传输频带201的两侧设置保护频带202、203。在本实施例中，对预报信息204、205进行频带限制，重叠在保护频带202、203上。
通过将预报信息重叠在保护频带上，由于保护频带也可以用于信号的传输，所以可以提高频率利用效率。
由于在发送端将OFDM调制信号和作为频带限制的预报信息的频带限制信号从相同的天线来发送，而在接收端用相同的天线来接收，所以衰落相关大，CIR(信号干扰比)不差，由此，能够以某种程度的品质来发送数据。
频带限制信号的复用方式和调制方式没有限制，但在使用上述的CDMA方式时，频带限制信号抗干扰强，使品质提高。
保护频带中重叠的信号不限于预报信息，任何信息都可以。例如，如果重叠峰值抑制信号来代替预报信息，则可以进行峰值抑制。
(实施例2)
图5表示本发明实施例2的发送装置和接收装置的结构方框图。在图5所示的发送装置和接收装置中，与图3相同的结构部分附以与图3相同的标号并省略说明。
图5所示的发送装置300采用对图3所示的发送装置100追加频谱加工部301的结构。
频谱加工部301对从频带限制滤波部104输出的频带限制信号的频谱进行使接近信号传输频带的部分程度大的加工(以下称为‘频谱着色’)。
加法部105将由频谱加工部301进行了频谱着色的OFDM调制信号和从频带限制滤波部104输出的频带限制信号相加。
图5所示的接收装置350采用对图3所示的接收装置150追加频谱加工部351的结构。
频谱加工部351对通过接收滤波器154接收到的频带限制信号进行与频谱加工部301相反的加工(以下称为‘频谱解着色’)。通过该频谱解着色，接收频带限制信号复原到原来的平坦的频谱。
图6是本实施例的OFDM方式的频谱图。在保护频带202、203中，越接近信号传输频带，干扰变得越大。因此，在本实施例中，如图6所示，在发送装置中，对在保护频带202、203重叠的预报信息401、402的频谱进行使接近信号传输频带的程度大的加工并发送。然后，在接收装置中，进行与发送装置相反的加工来解调。
由此，可以减少频带限制信号的干扰，可以提高接收品质。
(实施例3)
图7表示本发明实施例3的发送装置和接收装置的结构方框图。在图7所示的发送装置和接收装置中，与图3相同的结构部分附以与图3相同的标号并省略说明。
图7所示的发送装置500采用对图3所示的发送装置100追加S/P变换部501和多个移频部502，具有多个扩频部103和频带限制滤波部104的结构。
S/P变换部501对预报信息进行并行变换。各扩频部103-1～103-n(n是2以上的自然数)将并行变换后的各预报信息与扩频码相乘。各频带限制滤波部104-1～104-n以成为保护频带的一部分来限制从对应的扩频部103-1～103-n输出的预报信息的频带。
移频部502-1～502-n使从对应的频带限制滤波部104-1～104-n输出的频带限制信号的频率移动规定量。以使各频带限制信号不与其他频带限制信号相互重叠的频带重叠来进行该移动。
加法部105将从IFFT部102输出的OFDM调制信号和从各移频部502-1～502-n输出的频带限制信号相加。
图7所示的接收装置550采用对图3所示的接收装置150追加P/S变换部551，具有多个接收滤波部154、解调部155、解扩部156和分离多径接收部157的结构。
接收滤波器154-1～154-n仅使接收信号中保护频带的一部分信号通过。各解调部155-1～155-n对通过对应的接收滤波器154-1～154-n的信号进行解调。各解扩部156-1～156-n将对应的解调部155-1～155-n的输出信号和扩频部103-1～103-n相同的扩频码相乘。各分离多径接收部157-1～157-n对相应的解扩部156-1～156-n的输出信号进行分离多径接收。
P/S变换部551将各分离多径接收部157-1～157-n的输出信号进行串行变换来获得预报信息。
图8是本实施例的OFDM方式的第1频谱图。如图8所示，通过将并行变换过的预报信息的频带限制信号601～606的频率相互不重叠地移动，可以在保护频带202、203中重叠多载波化。
通过将预报信息重叠多载波化到保护频带中，可以发送大量的信息。
如图9所示，由发送装置在频带限制信号701～706中以接近信号传输频带201的频谱程度大来加工并发送保护频带202、203中重叠的各频带限制信号601～606的功率，由接收装置进行与发送装置相反的加工就可以。
由此，可以同等地形成并行变换后的各预报信息的品质。
(实施例4)
图10表示本发明实施例4的发送装置和接收装置的结构方框图。在图10所示的发送装置和接收装置中，与图7相同的结构部分附以与图7相同的标号并省略说明。
图10所示的发送装置800采用对图7所示的发送装置500追加缓冲部801和峰值抑制用信号生成部802，并除去了扩频部103-n。
缓冲部801暂时存储从IFFT部102输出的OFDM调制信号。
峰值抑制用信号生成部802根据缓冲部801中存储的OFDM调制信号的合成振幅(合成振幅)来生成峰值抑制用信号。该峰值抑制用信号是将其合成振幅下降至规定电平的信号。
频带限制滤波部104-n以成为保护频带的一部分来限制峰值抑制用信号的频带。移频部502-n将从频带限制滤波部104-n输出的频带限制信号的频率移动规定量。
图10所示的接收装置850采用对图7所示的接收装置550除去接收滤波部154-n、解调部155-n、解扩部156-n和分离多径接收部157-n的结构。
P/S变换部551对各分离多径接收部157-1～157-(n-1)的输出信号进行串行变换来获得预报信息。
通过将并行变换过的预报信息的频带限制信号和抑制OFDM调制信号的合成振幅的峰值抑制用信号重叠多载波化在保护频带中，可以抑制峰值，发送大量的信息。
此外，由于峰值抑制用信号不重叠在重叠OFDM调制信号的信号传送频带中，所以在用以往的峰值抑制用信号的情况下，频率利用效率不降低。
这里，接近信号传输频带201的子载波由于来自OFDM调制信号的干扰大而品质差。另一方面，由于在峰值抑制用信号本身中不载运信息，所以不必解调，即使品质差也没有问题。因此，如果将峰值抑制用信号重叠在接近信号传输频带201中，由于可以将预报信息重叠在干扰小的频带中，所以可以提高对应预报信息的品质。
从以上的说明可知，根据本发明，通过在保护频带中重叠预报信息、峰值抑制用信号等，由于保护频带也可以用于信号的传输，所以可以提高频率利用效率。
本说明书基于2000年3月15日申请的(日本)特愿2000-072818专利申请。其内容全部包含于此。
                   产业上的利用可能性
本发明适用于OFDM调制方式的移动通信系统的通信终端装置或基站装置。

Claims (16)

1.一种发送装置，包括：傅立叶逆变换部件，将并行变换过的发送数据进行傅立叶逆变换来获得第1信号；第1滤波部件，限制第2信号的频带，使得可重叠在与所述第1信号相邻的保护频带上；以及发送部件，将限制了频带的第2信号重叠在所述第1信号上来发送。
2.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，包括对第2信号进行扩频的扩频部件，第1滤波部件限制扩频了的第2信号的频带。
3.如权利要求1所述发送装置，其特征在于，包括第1频谱加工部件，对从第1滤波部件输出的第2信号的频谱进行加工，使得接近第1信号频带的程度变大。
4.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，包括移动部件，移动从第1滤波部件输出的多个第2信号的频带，使得在保护频带范围内相互不重叠，发送部件将从所述移动部件输出的多个第2信号重叠在第1信号上来发送。
5.如权利要求4所述的发送装置，其特征在于，移动部件包括生成抑制第1信号的合成振幅的第3信号的生成部件，移动从第1滤波部件输出的多个第2信号和第3信号的频带，使得在保护频带范围内相互不重叠。
6.如权利要求5所述的发送装置，其特征在于，移动部件将第3信号进行移动，使得该信号被配置在第1信号频带的相邻部分。
7.一种接收装置，包括第2滤波部件，仅使从权利要求1所述的发送装置发送的信号中保护频带的信号通过。
8.一种接收装置，包括：第2滤波部件，仅使从权利要求2所述的发送装置发送的信号中保护频带的信号通过；以及解扩部件，对通过该第2滤波部件的信号进行解扩。
9.一种接收装置，包括：第2滤波部件，仅使从权利要求3所述的发送装置发送的信号中保护频带的信号通过；以及第2频谱加工部件，对通过该第2滤波部件的信号进行与第1频谱加工部件的反加工。
10.一种包括发送装置的通信终端装置，其中，所述发送装置包括：傅立叶逆变换部件，将并行变换过的发送数据进行傅立叶逆变换来获得第1信号；第1滤波部件，限制第2信号的频带，使得可重叠在与所述第1信号相邻的保护频带上；以及发送部件，将限制了频带的第2信号重叠在所述第1信号上来发送。
11.一种包括发送装置的基站装置，其中，所述发送装置包括：傅立叶逆变换部件，将并行变换过的发送数据进行傅立叶逆变换来获得第1信号；第1滤波部件，限制第2信号的频带，使得可重叠在与所述第1信号相邻的保护频带上；以及发送部件，将限制了频带的第2信号重叠在所述第1信号上来发送。
12.一种包括接收装置的通信终端装置，其中，所述接收装置包括第2滤波部件，该第2滤波部件仅使从权利要求11所述的基站装置发送的信号中保护频带的信号通过。
13.一种包括接收装置的基站装置，其中，所述接收装置包括第2滤波部件，该第2滤波部件仅使从权利要求10所述的通信终端装置发送的信号中保护频带的信号通过。
14.一种数据传送方法，其特征在于，在发送端限制第2信号的频带，使得成为与对并行变换的数据进行了傅立叶逆变换的第1信号的频带相邻的频带，并将限制了频带的第2信号重叠在所述第1信号上来发送，而在接收端，将所述第1信号进行傅立叶变换来取出所述数据，对保护频带的信号进行解调来取出所述第2信号。
15.如权利要求14所述的数据传送方法，其特征在于，在发送端，对第2信号的频谱进行频谱加工，使得接近第1信号频带的程度变大，而在接收端，进行与发送端的频谱加工的反加工。
16.如权利要求14所述的数据传送方法，其特征在于，在发送端将第2信号多载波发送。
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