CN1647432A - 码分多址发送装置及码分多址发送方法 - Google Patents
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Abstract
由多个扩频部(103、104、105、106)分别使用不同的扩频码扩频发送信号。选择部(107)随着重发次数的增加来增加输出的扩频信号。由此，在加法部(108)就可以随着重发次数的增加，对被多个扩频码扩频的重发信号进行码分复用。其结果，在接收端使用和在发送端相同的多个扩频码解扩该码分复用信号，选择其中相关功率最大的解扩结果或者是加以合成就能够提高重发信号的差错率特性。另外，因是重发次数越多就越增加码分复用数，因此能够提高重发信号的差错率特性而不会无谓地降低频率使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及使用CDMA(码分多址)方式的无线发送装置和使用OFDM-CDMA方式的无线发送装置及其方法。
背景技术
以往，使用CDMA方式的无线通信是扩频发送信号后进行发送，在接收端使用和在发送端相同的扩频码对接收信号进行解扩。由此，在CDMA方式的无线通信中，通过准备多个相互垂直的扩频码能够对送往多个用户的信号进行码分复用后在同一频带上发送。
另外，在CDMA方式的通信中，当接收端检测出传输错误时，对发送端请求再次发送相同的信号，由此提高接收数据的差错率特性。
图1表示以往的CDMA发送装置的结构。CDMA发送装置1通过控制部2将调制后的发送信号发送到扩频部3。通过进行数字模拟变换处理和信号放大等无线发送处理的无线发送部(RF)4和天线AN发送由扩频部3获得的扩频信号。
另外，CDMA发送装置1通过进行模拟数字变换处理等无线接收处理的无线接收部(RF)6将由天线AN接收的CDMA信号输入解扩部7。将解扩部7解扩的信号用作接收信号输出的同时发送到重发请求检测部8。重发请求检测部8检测包含于接收信号的重发请求信号，并将检测结果发送到控制部2。
控制部2设有缓冲器，有重发请求时，将存储在缓冲器的上一次发送的发送信号用作重发信号输出。另外，控制部2也对该重发信号的发送定时等进行控制。
然而，以往的CDMA方式的无线发送装置尤其在线路变动慢时，有时即使重发送往特定用户的信号也会连续产生错误。此时，会发生重发次数增加过多的问题。因传输延迟随着重发次数的增加而增加，所以会产生传输效率降低的重大问题。这里，也有在达到一定的延迟时间时中止重发的方法，但这会产生新的差错率特性恶化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效减少重发次数而几乎不降低差错率的CDMA方式和OFDM-CDMA方式的无线发送装置及其方法。
这个目的以下列方式达成：随重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量。也就是说，使用对应重发次数的多个扩频码对一个重发信号进行码分复用后发送。
由此，在接收端使用和在发送端相同的多个扩频码对分配到多个扩频码而被码分复用的重发信号进行解扩。通过选择其中相关功率最大的解扩结果或加以合成，即可提高重发信号的差错率特性。其结果，能够防止重发次数过度增加且几乎不降低传输效率。
附图说明
图1是表示以往的CDMA发送装置的结构方框图；
图2是表示本发明实施例1的CDMA发送装置的结构方框图；
图3是表示实施例1的CDMA接收装置的结构方框图；
图4是表示实施例2的OFDM-CDMA发送装置的结构方框图；
图5是表示实施例3的CDMA发送装置的结构方框图；以及
图6是表示实施例4的CDMA发送装置的结构方框图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图2表示本发明实施例1的无线发送装置100的概略结构。CDMA发送装置100将调制后的发送信号输入到码分复用单元101的控制部102。控制部102将输入的发送信号输出到分别用不同的扩频码进行扩频处理的多个扩频部103～106。这里，各个扩频部103～106是使用相互垂直的扩频码(也就是，彼此间的相关为「0」的扩频码)进行扩频处理。
由扩频部103获得的扩频信号被送往选择部109。而由扩频部104、105、106获得的扩频信号被送往选择部107。选择部107根据来自控制部102的表示重发次数的信号选择性地输出扩频信号。具体来说，第一次重发时仅选择来自扩频部104的扩频信号输出，第二次重发时选择来自扩频部104以及扩频部105的扩频信号输出，第三次重发时选择来自所有的扩频部104、105、106的扩频信号输出。
加法部108对从选择部107输出的扩频信号进行加算。由此获得码分复用信号。选择部109根据来自控制部102的表示这次发送的信号是否为重发信号的信号，来选择仅输出来自扩频部103的信号，还是选择来自扩频部103和加法部108双方的信号输出。具体来说，初次发送时仅选择来自扩频部103的信号输出，重发时选择扩频部103和加法部108双方的信号输出。
选择部109的输出通过被设置为发送部件的无线发送部(RF)110和天线111被发送，该无线发送部(RF)执行数字模拟变换处理和信号放大等无线发送处理。
CDMA发送装置100的接收系统通过执行模拟数字变换处理等无线接收处理的无线接收部(RF)112将天线111接收的CDMA信号输入到解扩部113。由解扩部113解扩的信号被用作接收信号输出的同时被送往重发请求检测部114。重发请求检测部114检测包含在接收信号的重发请求信号，并将检测结果送往控制部102。
控制部102设有缓冲器，在有重发请求时将存储在缓冲器的上一次发送的发送信号用作重发信号输出。而且控制部102也对该发送信号的发送定时等进行控制。
图3表示接收从CDMA发送装置100输出的CDMA信号的无线接收装置的概略结构。CDMA接收装置200通过执行模拟数字变换处理等无线接收处理的无线接收部(RF)202将天线201接收的CDMA信号输入到多个解扩部203～206。这里的各个解扩部203、204、205、206是使用和在CDMA发送装置100的各个扩频部103、104、105、106所使用的相同的扩频码对接收CDMA信号进行解扩。
将通过解扩部203～206获得的解扩结果输入选择部207。选择部207选择在各个解扩结果中相关功率最大的解扩结果。然后将选择的解扩结果输至错误检测部208。
错误检测部208检测在解扩结果是否有产生错误，没有检测出错误时，将输入信号用作接收信号输出。相对于此，检测出错误时，将检测结果通知到重发请求信号形成部209。另外，在此为简化说明使能够从解扩结果直接检测错误，但实际上应是将解扩结果解调及解码后检测错误。重发请求信号形成部209在检测出错误时形成重发请求信号。重发请求信号通过无线发送部(RF)210以及天线201被送往CDMA发送装置100。
在上述结构中，CDMA发送装置100在初次发送时在选择部109选择扩频部103扩频的发送信号进行发送。CDMA接收装置200在接收到这个初次发送的发送信号后将解扩部203的解扩结果输出到错误检测部208，错误检测部208检测出错误时，对CDMA发送装置100发送重发请求信号。
CDMA发送装置100在第一次的重发时，由选择部107仅选择来自扩频部104的扩频信号，另外，选择部109选择来自扩频部103的扩频信号以及来自加法部108的输出。于是，从CDMA发送装置100发送被双码复用的重发信号。CDMA接收装置200接收到这个第一次的重发信号后，由选择部207在来自解扩部203和解扩部204的解扩结果中选择相关功率较大的解扩信号并发送到错误检测部208。错误检测部208检测出错误时再度向CDMA发送装置100发送重发请求信号。
CDMA发送装置100在第二次重发时，由选择部107选择来自扩频部104和扩频部105的扩频信号，另外，选择部109选择来自扩频部103的扩频信号以及来自加法部108的输出。于是，从CDMA发送装置100发送被三码复用的重发信号。CDMA接收装置200接收到这个第二次的重发信号后，由选择部207在来自解扩部203、204、205的解扩结果中选择相关功率最大的解扩信号并发送到错误检测部208。错误检测部208检测出错误时再度向CDMA发送装置100发送重发请求信号。
CDMA发送装置100在第三次重发时，由选择部107选择来自扩频部104、105、106的扩频信号，另外，选择部109选择来自扩频部103的扩频信号以及来自加法部108的输出。于是，从CDMA发送装置100发送被四码复用的重发信号。CDMA接收装置200接收到这个第三次的重发信号后，由选择部207在来自解扩部203、204、205和206的解扩结果中选择相关功率最大的解扩信号。
如上所述，随着重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量，能够随着重发次数的增加提高差错率的改善效果。因此能够有效地减少重发次数而不降低差错率特性。
当然，将多个扩频码分配给一个重发信号(也就是进行多码复用)时，会因码复用数的减少(也就是说，能够传输的其他发送信号相对减少)，而使频率使用效率降低。然而，通过随着重发次数的增加而增加分配给要重发的发送信号的扩频码数，和在进行重发时总是增多分配的扩频码数的情况相比，能够抑制频率使用效率的降低。
根据上述结构，通过随着重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量，能够实现能有效减少重发次数且差错率特性几乎不会降低的CDMA发送装置100。
虽然在上述实施例中，说明了由选择部207检测多个解扩结果的相关功率并选择相关功率最大的解扩结果作为接收信号的情况，但并不仅限于此，也可以通过合成多个解扩结果来获得接收信号。
另外，在上述实施例中描述了在第一次重发时以双码复用重发信号，第二次重发时以三码复用重发信号，第三次重发时以四码复用重发信号的情况，但本发明并不限于此，只要是随着重发次数的增加来增加码复用的数量即可。
另外，虽然在上述实施例中描述了由选择部107在从多个扩频部103至106获得的多个扩频信号中选择相应于重发次数的数量的扩频信号，但只要是随着重发次数的增加来增加发送信号的码复用数即可，例如可以根据重发次数增加接通动作的扩频部的数量并对其输出进行复用。
另外，在上述实施例中为简化说明，描述了对一个发送对象(用户)进行发送的情况，但不用说对于发往多个用户的信号也能够施加同样的处理，对该多个信号进行码分复用后发送。在这个情况下，例如将图2的码分复用单元101设置得和用户的数量一样多并对各个选择部109输出的信号进行复用即可。
(实施例2)
在这个实施例中提出在组合CDMA通信方式和OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用)通信方式的通信方式(一般称为OFDM-CDMA通信方式)中，随着重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码。
这里，OFDM-CDMA通信方式因能够以保护区间除去在多径环境中的前后码元的干扰，因此如果能应用本发明的发送方法，即，随着重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码的数量，能够更进一步地改善在多径环境中的差错率特性，提高重发次数的抑制效果。
在图4中，对于和图2相对应的部分附上相同的标号。这个实施例的OFDM-CDMA发送装置300除了具备由并串行变换电路和串并行变换电路构成、且对扩频信号进行排列替换的排列替换部301，以及通过对排列替换后的扩频信号进行反向快速傅立叶变换处理，将扩频后的码片配置在相互垂直的多个副载波的反向快速傅立叶变换部(IFFT)302这两者以外，其他结构和图2的CDMA发送装置100相同。
这里，将发往多个用户的扩频后的发送信号输入排列替换部301。然后OFDM-CDMA发送装置300根据排列替换部300的处理将扩频后的各个码片沿着频率轴方向、时间轴方向或是频率轴和时间轴两者的方向进行扩频。而且，图4虽然省略了接收系统，但和图2同样地具备接收来自发送对象的重发请求信号的结构。
根据上述结构，在以OFDM-CDMA方式进行通信的OFDM-CDMA发送装置300中，通过随着重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量，能够实现在多径环境中更进一步地改善差错率特性且减少重发次数的OFDM-CDMA发送装置300。
(实施例3)
在这个实施例中提出按照发送信号所有的码复用数来改变分配给重发信号的扩频码的数量。也就是说，考虑在最后进行码分复用后发送的信号的码复用数不仅是送往一个用户的信号，也包含了送往其他用户的信号的这个事实，根据所有的码复用数来改变分配给重发信号的扩频码的数量。由此，和实施例1相比，能够更进一步地提高重发信号的差错率特性，从而更加减少重发次数。
在图5中，对于和图2相对应的部分附上相同的标号。这个实施例的CDMA发送装置400具备和用户数(n)同样数量的码分复用单元401-1～401-n。另外，因码分复用单元401-2～401-n和码分复用单元401-1的结构相同，以下仅说明码分复用单元401-1的结构。
码分复用单元401-1的选择部411根据从CDMA发送装置400发送出的所有的码复用数，也就是根据加法部413进行加算的码分复用信号数，当码复用数多于规定数时，仅选择输入的两个扩频信号中的任一个输出。相对地，当码复用数低于规定数时，将输入的两个扩频信号都输出。其他的码分复用单元401-2～401-n也进行和上述相同的处理。然后，加法部413对设置在各个码分复用单元401-1～401-n的选择部109的输出进行复用。
另外，码分复用单元401-1的控制部410从控制整个CDMA发送装置400的控制装置(未图示)输入表示CDMA发送装置400所有的码复用数的信号，并将其输出到选择部411。而且在图5中，为简化图而省略了检测重发请求信号的接收系统的结构，但实际上设置有和图2相同的接收系统。
在上述结构中，CDMA发送装置400在初次发送时在选择部109选择由扩频部103扩频的发送信号进行发送。并且，第一次重发时，由选择部412仅选择来自扩频部104的扩频信号，另外，选择部109选择来自扩频部103的扩频信号以及来自加法部108的输出。于是，从CDMA发送装置109发送被双码复用的重发信号。
CDMA发送装置400在第二次重发时，由选择部412选择从扩频部104和扩频部411输出的扩频信号，并由加法部108对这些信号进行复用。这里，选择部411在CDMA发送装置400的所有的码复用数多时输出一个扩频信号，码复用数少时输出两个扩频信号，因此，在加法部412会有两个或三个扩频信号被复用。其结果，从选择部109输出以三码或是四码复用的重发信号。
CDMA发送装置400在第三次重发时，由选择部412选择从扩频部104和选择部411输出的扩频信号，由加法部108对这些扩频信号进行复用。这里，选择部411在CDMA发送装置400的所有的码复用数多时输出一个扩频信号，码复用数少时输出两个扩频信号，因此，在加法部412有两个或三个扩频信号被复用。其结果，从选择部109输出以三个码或是四个码复用的重发信号。
如上所述，CDMA发送装置400并不是单纯地随着重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码数，而是通过考虑包含了和该重发信号一起被码分复用的送往其他用户的扩频信号的所有的码复用数量，来决定分配给重发信号的扩频码数量，从而更进一步地提高重发信号的差错率特性且更进一步地减少重发次数。
如果考虑到增加分配给一个重发信号的扩频码数，就一个重发信号形成多个扩频信号并在复用重发信号后进行发送，在接收端选择相关功率最大的信号或加以合成，则可以想到对于一个重发信号分配越多的扩频码就越能提高差错率特性。
然而，码复用数增多时，码间干扰也随之变大，有时反而使差错率特性劣化。尤其有多径等存在时，因会失去扩频码之间的正交性，所以码复用数过多时差错率特性会劣化。
在这个实施例中，通过在发送信号所有的码复用数不超过规定值的范围内决定分配给重发信号的扩频码数，能够抑制码间干扰并能够更进一步地提高差错率特性且减少重发次数。
根据上述结构，通过使分配给重发信号的扩频码的数量根据码复用数而改变，则与实施例1相比，因能够更进一步地提高重发信号的差错率特性，所以得以实现能够更进一步地减少重发次数的CDMA发送装置400。
另外，虽然在这个实施例中描述在第一次重发时以两个码复用重发信号，在第二次和第三次的重发时以三码或是四码复用重发信号的情况。但这仅是一个例子，码复用数并不限于此。
再者，在这个实施例中描述了将本实施例的特征应用在CDMA通信方式的CDMA发送装置400的情况。但也能够应用在OFDM-CDMA通信方式的无线发送装置。这个时候，设置由并串行变换部和串并行变换部构成的排列替换部以代替加法部413的同时，对排列替换后的信号进行反向傅立叶变换处理即可。
(实施例4)
在这个实施例中，除了实施例1和实施例3的结构外，提议随着重发次数的增加来提高重发信号的发送功率。由此，和实施例1以及实施例3相比，能够更进一步地提高重发信号的差错率特性并进一步地减少重发次数。
在图6中，对于和图5相对应的部分附上相同的标号，这个实施例的CDMA发送装置500的码分复用单元501-1除了在加法部108的后级具备用作发送功率控制部件的乘法部503，以及用来选择由乘法部503进行乘法运算的乘法系数的选择部502之外，和图5的CDM发送装置400具有相同的结构。
选择部502根据来自控制部401的表示重发次数的信号选择系数。具体说来，就是第一次重发时选择「1」作为系数，第二次重发时选择「2」作为系数，第三次重发时选择「3」作为系数。其结果，乘法部503在第一次重发时将来自加法部108的信号以原本的信号电平输出，在第二次重发时将来自加法部108的信号以两倍的信号电平输出，在第三次重发时将来自加法部108的信号以三倍的信号电平输出。
如上所述，在CDMA发送装置500随着重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码数，同时提高重发信号的发送功率。具体说来，初次发送时以和送往其他用户的信号相同的发送功率发送，第一次重发时以送往其他用户的信号的两倍的发送功率发送，第二次重发时以送往其他用户的信号的三倍的发送功率发送，第三次重发时以送往其他用户的信号的四倍的发送功率发送。
根据上述结构，通过除了随重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码的数量之外，也随着重发次数的增加提高重发信号的发送功率，因能够更进一步地提高重发信号的差错率特性，所以得以实现能够使重发次数更进一步地减少的CDMA发送装置500。
然而，在这个实施例说明的发送功率的设定值仅是一个例子，并不限于此，只要是随着重发次数的增加提高重发信号的发送功率即可。
另外，根据从CDMA发送装置发送出的所有的码复用数来改变重发信号的发送功率的方法也有效。具体说来，在进行通信的用户数量少时当然码复用数也少，这个时候通过更进一步地增加重发信号的发送功率，能够改善进行重发的用户的质量。
而且，虽然上述实施例1、3、4主要是描述CDMA发送装置，但将实施例1、3、4的结构应用在OFDM-CDMA发送装置时也会获得和实施例1、3、4同样的效果。
再者，OFDM-CDMA方式的无线发送是将扩频信号分配给多个副载波，因此在扩频信号的配置方式上能够有比CDMA方式更多的自由。例如，可以设定将扩频信号配置在同一个副载波的时间方向的时域扩频、将扩频信号配置在不同副载波上(即，沿着频率方向配置)的频域扩频，以及将扩频信号沿着时间方向和频率方向配置的双向扩频等。
因此将实施例1、3、4的结构应用在OFDM-CDMA方式中，随着重发次数的增加来增加分配给重发信号的扩频码的数量时，因能够以较大的自由度将扩频信号配置在多个副载波进行发送，即使在码片数量增加等情况下也能够使多个副载波有效地装载扩频信号进行发送。
本发明并不限于上述的实施例，也可以进行种种变更加以实施。
本发明的CDMA发送装置所采取的结构是具备：码分复用部件，随着重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量，对重发信号进行多码复用；发送部件，将多码复用后的重发信号进行无线发送。
本发明的CDMA发送装置采取的结构是还具备：正交频分复用部件，将复用的扩频信号分配给多个副载波来形成OFDM-CDMA信号。
根据这些结构，是使用多个扩频码对重发信号进行码分复用(多码复用)后进行发送，因此，在接收端使用和在发送端相同的多个扩频码对这个码分复用信号进行解扩，选择其中相关功率最大的解扩结果或加以合成，即可提高重发信号的差错率特性。此外，因是随重发次数的增加来增加码分复用数，所以能够提高重发信号的差错率特性而不会无谓地降低频率使用效率。其结果，能够有效减少重发次数而几乎不降低差错率。
本发明的CDMA发送装置和OFDM-CDMA发送装置采取的结构是：码分复用部件根据复用在多码复用后的重发信号的其他码分复用信号的数量来改变分配给所述重发信号的扩频码的数量。
根据这个结构，考虑包含送往其他用户的码分复用信号的全部信号的码分复用数来决定重发信号的码分复用数，因此能够抑制码间干扰。其结果，能够进一步地提高重发信号的差错率特性，并进一步地减少重发次数。
本发明的CDMA发送装置以及OFDM-CDMA发送装置采取的结构还包括：发送功率控制部件，随着重发次数的增加提高所述多码复用的所述重发信号的发送功率。
根据这个结构，因重发次数增加越多就越能够改善重发信号的差错率特性，所以能够进一步地减少重发次数。另外，和在重发次数少时就进行控制提高发送功率的情况相比，能够防止对其他信号的无谓的干扰。
本发明的CDMA发送装置和OFDM-CDMA发送装置采取的结构是：发送功率控制部件根据复用在多码复用后的所述重发信号的其他码分复用信号的数量来改变发送功率。
根据这个结构，例如在其他的码分复用信号的数量少时增加发送功率，数量多时则不增加发送功率，即可进一步地减少对其他信号的影响，有效提高重发信号的差错率特性。
如上所述，根据本发明，通过随着重发次数增加来增加分配给重发信号的扩频码的数量，即可实现能够有效减少重发次数且几乎不会降低差错率的CDMA方式和OFDM-CDMA方式的无线发送装置和无线发送方法。
本说明书基于2002年8月23日提交的日本专利申请第2002-244309号。其内容都包含于此以资参考。
工业实用性
本发明适用于必须能够有效减少重发次数且几乎不会降低差错率的CDMA方式和OFDM-CDMA方式的无线通信系统。
Claims (10)
1、一种CDMA发送装置，包括：
码分复用部件，随着重发次数的增加而增加分配给重发信号的扩频码的数量，对重发信号进行多码复用；以及
发送部件，将多码复用的重发信号进行无线发送。
2、如权利要求1所述的CDMA发送装置，还包括：正交频分复用部件，将复用的扩频信号分配给多个副载波来形成OFDM-CDMA信号。
3、如权利要求1所述的CDMA发送装置，其中，所述码分复用部件根据复用在多码复用后的所述重发信号的其他码分复用信号的数量来改变分配给所述重发信号的扩频码的数量。
4、如权利要求2所述的CDMA发送装置，其中，所述码分复用部件根据复用在多码复用后的所述重发信号的其他码分复用信号的数量来改变分配给所述重发信号的扩频码的数量。
5、如权利要求2所述的CDMA发送装置，还包括：发送功率控制部件，随着重发次数的增加提高所述多码复用的所述重发信号的发送功率。
6、如权利要求2所述的CDMA发送装置，还包括：发送功率控制部件，随着重发次数的增加提高所述多码复用的所述重发信号的发送功率。
7、如权利要求5所述的CDMA发送装置，其中，所述发送功率控制部件根据复用在多码复用后的所述重发信号的其他码分复用信号的数量来改变所述发送功率。
8、如权利要求6所述的CDMA发送装置，其中，所述发送功率控制部件根据复用在多码复用后的所述重发信号的其他码分复用信号的数量来改变所述发送功率。
9、一种CDMA发送方法，包括：以对应重发次数的数量的扩频码扩频重发信号来形成多个扩频信号，复用该多个扩频信号进行发送。
10、如权利要求9所述的CDMA发送方法，还包括：将所述扩频信号分配给相互垂直的多个副载波以形成OFDM-CDMA信号。
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