CN1547818A - 无线发送装置、无线接收装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

将多个副载波(31)分配给数据信道(33)，并将其数量少于所述多个副载波(31)的数量的副载波(32)分配给控制信道(34)，将控制信道(34)分配到用于发送数据信道(33)的频带的中心频率(fc)。在无线接收装置侧，以此方式使得与接收信号相乘的局部信号的频率公用，并提高了在控制信道和数据信道间进行切换的速度。

Description

无线发送装置、无线接收装置及其方法
相关申请的交叉参考
本说明书基于2002年4月17日提交的日本专利申请No.2002-114870，其全部内容合并于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种在数字无线通信系统中使用的无线发送装置、无线接收装置及其方法。
背景技术
在采用多载波通信方式的典型数字无线通信系统中，已经提出了一种方法，其中，在使用用于发送语音数据及/或图像数据的数据信道和用于控制在另一端的通信台或通信状态的控制信道进行通信时，为最小化移动台的功耗，在将少量副载波分配给控制信道的同时，将多个副载波分配给数据信道(特开2001-274767号公报、特开2001-285927号公报)。
在此方法中，接收装置为能够接收由少量副载波构成的窄带控制信道，以较低的抽样速率对控制信道进行A/D变换，在接收到该控制信道后，提高用于接收信号的A/D变换的抽样速率，以准备接收由多个副载波构成的宽带数据信道。
然而，如图1所示，在现有的接收装置中，由于包括多个副载波2的数据信道的中心频率和控制信道6的中心频率不同，如图2所示，为了从接收控制信道6切换到接收数据信道4，必须改变局部信号的频率以对控制信道6的副载波进行下变频。
这里，局部信号是指在发送方将其频率设置在发送频带的中心频率的信号，将其与D/A变换后的发送信号相乘，来对该发送信号进行上变频。在接收方，通过将经天线接收的信号与局部信号相乘，来对接收信号进行下变频。
因此，当控制信道6的中心频率与数据信道4的副载波的中心频率不同时，在接收到控制信道6之后，必须将局部信号的频率改变为数据信道4的中心频率，以便接收数据信道4。直到用于产生该局部信号的PLL(PhaseLocked Loop，锁相环)电路在改变局部信号的频率的过程中变得稳定，否则，难以控制从控制信号6切换到接收数据信号4，从而妨碍了控制信道6与数据信道4间切换的高速化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在无线接收装置侧能够在控制信道和数据信道之间进行高速切换的无线发送装置、无线接收装置及其方法。
为了实现上述目的，根据本发明，将多个副载波分配给数据信道，并将少于所述多个副载波的副载波分配给控制信道，同时，所述控制信道位于用于发送所述数据信道的频带的中心频率，这样，在无线接收装置侧，与接收信号相乘的局部信号的频率共享同一值。由此，可以加速控制信道和数据信道之间的切换。
附图说明
图1是示出了用来说明现有操作的信号波形的图。
图2是用来说明现有操作的示意图。
图3是示出了根据本发明实施例1的无线发送装置的结构的方框图。
图4是示出了根据实施例1的发送信号的信号波形的图。
图5是示出了根据本发明实施例1的无线接收装置的结构的方框图。
图6是用来说明本发明实施例1的操作的示意图。
图7是示出了根据本发明实施例2的无线发送装置的结构的方框图。
图8A是用来说明本发明实施例2的操作的示意图。
图8B是用来说明本发明实施例2的操作的示意图。
图9是示出了根据本发明实施例2的无线接收装置的结构的方框图。
图10是示出了用来说明其他实施例的信号波形的图。
图11A是示出了用来说明其他实施例的信号波形的图。
图11B是示出了用来说明其他实施例的信号波形的图。
图12是示出了用来说明其他实施例的信号波形的图。
图13是示出了用来说明其他实施例的信号波形的图。
具体实施方式
以下，参考附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图3是示出了根据本发明实施例1的无线发送装置10的结构的方框图。在图3中，无线发送装置10设置在基站装置或移动台装置中，并用来将控制信道信号以及数据信道信号进行复用并发送。在此实施例中，对在中心频率为5GHz的频带中使用100MHz的带宽发送信号的情况进行说明。
在无线发送装置10中，控制信道使用1MHz的带宽，而数据信道使用100MHz的带宽中未用于控制信道的99MHz的带宽。
控制信道信号在扩频部11中进行扩频，并在调制部12以预定的调制方式进行调制，然后将其提供给复用部14。同时，数据信道信号在调制部13中进行调制，然后将其提供给复用部14。复用部14为了将控制信道信号映射到调制后的控制信道信号和数据信道信号的发送频带的中心频率，对控制信道信号及数据信道信号进行复用。
串并(S/P)变换部15对复用部14的输出进行串并变换，然后在IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，反向快速傅立叶变换)部16对其进行反向快速傅立叶变换。反向快速傅立叶变换的结果是，带宽变为100MHz。
IFFT部16的输出在数字模拟(D/A)变换部17中变换为模拟信号，然后在乘法部18将其与局部信号(载波信号)相乘。由于将局部信号的频率设置在用于发送的频带的中心频率(5GHz)，所以在乘法部18中通过与局部信号相乘而获得的信号被上变频到发送频带(5GHz±50MHz)。经过放大器(AMP)19的放大后，该信号由天线21进行发送。
如图4所示，以此方式在无线发送装置10中产生的多载波信号被构造成：构成控制信道34的副载波32的数量少于构成数据信道33的副载波31的数量，且其处于如下状态：控制信道34位于数据信道33的发送频带(FFT范围)的中心频率fc上。
通过如上所述将控制信道34置于数据信道33的中心频率fc上，在进行下变频时，接收装置可以如下所述使用公共的局部频率。
图5是示出了设置在移动台装置或基站装置中的无线接收装置40的结构的方框图。在图5中，放大器42放大经天线41从无线发送装置10接收的发送信号，并将其提供给乘法部43。乘法部43通过将放大器提供的信号与被置于5GHz，即信号的中心频率的局部信号相乘来进行混频。于是，输入到乘法部43的信号被下变频。
信道选择部46通过控制带通滤波器44使1MHz的频带通过以匹配接收信号的控制信道34，从而仅允许接收信号的控制信道34通过。这样，信道选择部46对模拟数字(A/D)变换部45进行控制，使其以1Msps的抽样速率进行抽样，以便匹配控制信道34的带宽。
另外，信道选择部46通过控制带通滤波器44使100MHz的频带通过以匹配接收信号的数据信道33，从而仅允许包含在接收信号中的数据信道33通过。这样，信道选择部46对模拟数字(A/D)变换部45进行控制，使其以100Msps的抽样速率进行抽样，以便匹配数据信道33的带宽。
在选择数据信道33时，通过将开关部47切换到第一切换输出端口侧，将数据信道33的信号提供给FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)部48。提供给FFT部48的数据信道33的信号经过快速傅立叶变换后，被提供给并串(P/S)变换部49，在被变换成串行信号后，在解调部51进行解调。
另一方面，在选择控制信道34时，通过将开关部47切换到第二切换输出端口侧，将控制信道34的信号提供给解调部50，在解调部50解调的控制信道34的信号在解扩部52进行解扩。
由此，无线接收装置40(图5)接收由无线发送装置10(图3)发送的多载波信号，并且位于其发送频带(数据信道33)的中心频率fc的控制信道34及数据信道33通过公共的局部频率进行下变频。
如上所述，通过如图6所示使用公共的局部频率对控制信道34及数据信道33进行下变频，在切换接收控制信道34和接收数据信道33时不必改变局部频率。由于不必改变局部频率，所以将接收过程中从控制信道34切换到接收数据信道33的速度提高了相应的量。而且，通过改变一个模拟数字变换部45的抽样速率来处理控制信道34及数据信道33，与为控制信道34和数据信道33分别提供模拟数字变换部的情况相比，更能减少电路结构。
另外，由于无线发送装置10对控制信道34的信号进行扩频，然后发送，所以即使使用与相邻的无线发送装置的相同的频率，接收机也可以提取该装置的信号。
此外，虽然DC(直流)偏移会对发送频带的中心频率产生影响，在此实施例中，通过对位于该中心频率的控制信道34进行扩频，可以消除该DC偏移的影响，并以此方式，在无线接收装置40中能够对控制信道34的数据进行高质量的接收。
而且，在无线发送装置10及无线接收装置40中，若仅将一个副载波32用作控制信道34，可以为无线接收装置40设计滤波器，而不用考虑副载波间的相互干扰，从而简化了滤波器的电路结构。
(实施例2)
图7是示出了根据本发明实施例2的无线发送装置60的结构的方框图。在图7中，在基站装置或移动台装置中设置无线发送装置60，并且将用于通知表示分组传输中的调制和编码方式的信息(以下称为MCS(Modulationand Coding Schemes，调制和编码方式)信息)的信号(MCS信号)作为控制信道与分组数据进行复用，然后发送。在此实施例中，将说明在中心频率为5GHz的频带中使用100MHz的带宽发送信号的情况。
在无线发送装置60中，MCS信号使用1MHz的带宽，而分组数据则使用在100MHz的带宽中未用于传输MCS信号的99MHz的带宽。
MCS信号在扩频部61中进行扩频，并在调制部63中以预定调制方式进行调制，然后将其提供给复用部65。同时，数据信道信号在编码部62进行编码，然后将其作为分组数据提供给调制部64。分组数据在调制部64调制后被提供给复用部65。
复用部65对MCS信号及分组数据进行复用，以便将MCS信号映射到调制后的MCS信号和分组数据的发送频带的中心频率上。
串并(S/P)变换部66对复用部65的输出进行串并变换，然后IFFT部67对其进行反向快速傅立叶变换。反向快速傅立叶变换的结果是：带宽变为100MHz。
IFFT部67的输出在数字模拟(D/A)变换部68变换为模拟信号，然后在乘法部69将其与局部信号(载波信号)相乘。由于将其频率设置在用于发送的频带的中心频率(5GHz)上，所以在乘法部69中将其与局部信号相乘而获得的信号被上变频到发送频带(5GHz±50MHz)。在放大器(AMP)70中放大后，经天线71发送该信号。
如图8A所示，在无线发送装置60以此方式产生的多载波信号中，紧接位于其中心频率上的MCS信号96之后顺序发送分组数据95，上述MCS信号96是控制信道信号。
通过如上所述将MCS信号96置于分组数据95的中心频率上，在进行下变频时，在接收装置侧可如下所述使用公共的局部频率。
图9是示出了设置在移动台装置或基站装置中的无线接收装置80的结构的方框图。在图9中，在放大器82中放大经天线81从无线发送装置60接收的发送信号，并将其提供给乘法部94。乘法部94通过将放大器82提供的信号与位于5GHz，即信号的中心频率的局部信号相乘来进行混频。于是，输入到乘法部94的信号被下变频。
在一般状态下，信道选择部85通过控制带通滤波器83使1MHz的频带通过以匹配接收信号的MCS信号96，从而只容许对接收信号的MCS信号96进行接收，并监视该MCS信号。因此，信道选择部85对模拟数字(A/D)变换部84进行控制，使其以1Msps的抽样速率对MCS信号96进行抽样，从而匹配MCS信号96的带宽。
于是，当接收到MCS信号96时，该MCS信号96经开关部86被提供给解调部88，MCS信号96在该处被解调后，在解扩部90进行解扩并将其提供给MCS解读部93。MCS信号96包含了有关在下一个时隙是否发送无线接收装置80的分组数据的信息和有关其调制方式和编码率的信息。MCS解读部93解读包含在MCS信号96中的这些信息，并给信道选择部85提供用于控制带通滤波器83的带宽以选择分组数据的信息和用于控制模拟数字变换部84的抽样速率的信息。同时，给用于解调分组数据的解调部91提供指示从MCS信号96读取的解调方式的信息，并且也给纠错部92提供指示从MCS信号96读取的编码率的信息。由此，响应于到来的分组数据，带通滤波器83和模拟数字变换部84可以执行带通滤波及数字变换处理，解调部91可以以指定的方式进行解调，纠错部92通过控制MCS信息所指定的编码率，来进行纠错处理。
例如，在通过解读MCS信号96而期望在下一个时隙接收分组数据时，通过控制带通滤波器83使100MHz的频带通过以匹配分组数据95，从而允许包含在接收信号中的分组数据95通过。因而，信道选择部85对模拟数字(A/D)变换部84进行控制，使其以100Msps的抽样速率对分组数据95进行抽样，以便匹配分组数据95的带宽。
而且，当接收信号为分组数据95时，开关部86通过根据时间安排将其切换输出端口切换到接收在MCS解读部93解读的分组数据95，来将其提供给FFT部87。提供给FFT部87的分组数据95经过快速傅立叶变换后被提供给并串(P/S)变换部89，并被变换成串行信号，然后在解调部91进行解调。基于从MCS信号96解读出的信息来确定该解调的解调方式。
而后，在纠错部92对在解调部91解调的分组数据95进行纠错。在该纠错过程中，基于MCS解读部93从MCS信号96中解读出的信息来控制编码率，从而最终提取出分组数据。
以此方式，通过MCS解读部93解读包含在MCS信号96中的MCS信息，在接收MCS信号96之后，可根据接收时间安排及解调方式等，自适应接收分组数据95。
因此，在一般状态下，无线接收装置80在仅可接收窄带MCS信号96的状态下只需监测是否接收到MCS信号96，这可使模拟数字变换部84的抽样速率降低相应的量，进而减少功耗。从示出了在分组数据101之前发送的MCS信号102的带宽与分组数据101的带宽相同的情况的图8B中可知，可使无线接收装置的模拟数字变换部的抽样速率降低一个量，其对应于宽的MCS信号102的带宽。
再者，通过将分组数据95的调制方式及编码方式包含在MCS信号96进行发送，可在即将发送MCS信号96之前将这些信息通知到无线接收装置80，从而将无线接收装置80的功耗降低响应的量。
其他实施例
上述实施例已经描述了如图4所示的数据信道33和控制信道34彼此接近的情况。但本发明不限于此。如图10所示，通过控制，例如IFFT部16(图3)，可在数据信道33和控制信道34之间设置保护频带111与112。如此一来，可加宽带通滤波器44(图5)的通过带宽，并使滤波器的电路规模缩小相应的量。
而且，上述实施例已经描述了如图10所示的、数据信道33和控制信道34之间的保护频带111和112相同的情况。但本发明不限于此。如图11A和11B所示，亦可使保护频带121(131)和122(132)的宽度不同。以此方式，在多小区环境中，当作为无线发送装置的多个基站同时发送数据信道33和控制信道34时，通过将作为无线接收装置的多个移动台的发送频带的中心频率fc移动到中心频率fc1、中心频率fc2等，从而使小区之间使用不同频率的控制信道34(根据FDMA(Frequency Division Multiple Access，频分多址)构造控制信道34)的同时，数据信道33和控制信道34可使用同一频率的局部信号。
在多小区环境中，通过控制，例如对IFFT部16来改变保护频带的宽度，能够在多小区环境中根据相邻小区的状态自适应改变控制信道34的安排，从而减少对控制信道34的干扰。这里，在无线发送装置10是移动台的情况下，该无线发送装置10从接收信号中测量有关相邻小区的信息，通过应用测量结果来改变保护频带的宽度，从而可以基于实际测量的信息对保护频率进行控制。
此外，上述实施例描述了仅将一个副载波32用作控制信道34的情况。但本发明不限于此。例如，如图12所示，亦可使用多个副载波32。由此，作为无线接收装置的每个移动台可仅提取和接收所需的控制信道。
再者，如图13所示，通过奈奎斯特滤波器141对控制信道34进行奈奎斯特滤波并发送，可最小化其他副载波(数据信道的副载波31)中的干扰，而在无线接收装置侧也可通过使用奈奎斯特滤波器，以最小的码间干扰进行接收，从而改善了接收性能。
而且，通过将指示存在呼入的寻呼信道用作控制信道34，在未进行通话时，降低无线接收装置侧的模拟数字变换部的抽样速率，并将无线接收装置的功耗降低了相应的量。
如上所述，根据本发明，将多个副载波分配给数据信道，并将少于所述多个副载波的副载波分配给控制信道，此外，控制信道位于用于发送所述数据信道的频带的中心频率。因而，在无线接收装置侧，与接收信号相乘的局部信号的频率共享同一值。由此，可以加速控制信道和数据信道之间的切换。

Claims (20)

1、一种无线发送装置，包括：
分配部件，用于将多个副载波分配给数据信道，并将其数量少于所述多个副载波的副载波分配给控制信道，并将所述控制信道置于用于发送所述数据信道的频带的中心频率；以及
发送部件，用于发送包含由所述分配部件分配的副载波的多载波信号。
2、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，所述分配部件在所述控制信道和所述数据信道之间设置保护频带。
3如权利要求1所述的无线发送装置，还包括：对所述控制信道进行扩频处理的扩频部件。
4、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，所述分配部件在频率轴上设置不对称的所述控制信道和所述数据信道之间的保护频带。
5、如权利要求4所述的无线发送装置，其中，所述分配部件改变所述保护频带的宽度。
6、如权利要求5所述的无线发送装置，其中，所述分配部件根据有关相邻小区的信息，改变所述保护频带的宽度。
7、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，所述分配部件仅将一个副载波用作所述控制信道。
8、如权利要求1所述的无线发送装置，还包括：对所述控制信道进行奈奎斯特滤波的滤波器。
9、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，将多个副载波用作所述控制信道。
10、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，在所述控制信道中发送解调所述数据信道所需的信息。
11、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，经所述控制信道通知分组传输中的调制方式和/或编码方式。
12、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，所述控制信道是指示存在呼入的寻呼信道。
13、一种无线接收装置，包括：
接收部件，用于接收发送信号，其包括给其分配了多个副载波的数据信道以及给其分配了少于所述多个副载波的副载波的控制信道，其中所述控制信道位于用于发送所述数据信道的频带的中心频率；
带通滤波器，其中，响应于所接收的所述控制信道或所述数据信道，改变所述接收信号的通过频带；以及
模拟数字变换部件，其中，响应于所述控制信道或所述数据信道的接收，改变所述接收信号的抽样速率。
14、如权利要求13所述的无线接收装置，还包括：对所述接收到的控制信道进行解扩处理的解扩部件。
15、如权利要求13所述的无线接收装置，还包括：对所述接收到的控制信道进行奈奎斯特滤波的滤波器。
16、如权利要求13所述的无线接收装置，还包括：基于解调所述数据信道所需的信息，对所述数据信道进行解调的解调部件，其中上述信息是在所述控制信道中发送的。
17、如权利要求13所述的无线接收装置，还包括：根据由所述控制信道通知的分组传输中的调制方式和/或编码方式，对所述数据信道进行解调和/或解码的接收处理部件。
18、一种无线通信系统，包括：
无线发送装置，将多个副载波分配给数据信道，并将少于所述多个副载波的副载波分配给控制信道，此外，将所述控制信道置于用于发送所述数据信道的频带的中心频率，并发送包含所述所分配的副载波的多载波信号；以及
无线接收装置，接收从所述无线发送装置发送的信号，并响应于所接收到的所述控制信道或所述数据信道，改变用于接收信号的带通滤波器的通过频带，同时，响应于所述控制信道或所述数据信道的接收，改变用于接收信号的模拟数字变换部件的抽样速率。
19、一种无线发送方法，包括步骤：
分配步骤，将多个副载波分配给数据信道，并将少于所述多个副载波的副载波分配给控制信道，此外，还将所述控制信道置于用于发送所述数据信道的频带的中心频率；以及
发送步骤，发送包含在所述分配步骤中分配的副载波的多载波信号。
20、一种无线接收方法，包括步骤：
接收步骤，接收发送信号，其包括给其分配了多个副载波的数据信道以及给其分配了少于所述多个副载波的副载波的控制信道，其中，所述控制信道位于用于发送所述数据信道的频带的中心频率；
通过频带改变步骤，响应于所述所接收到的所述控制信道或所述数据信道，改变用于接收信号的带通滤波器的通过频带；以及
抽样速率改变步骤，响应于所述控制信道或所述数据信道的接收，改变用于所述接收信号的模拟数字变换部件的抽样速率。
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