CN1792043A - 发送装置及通信系统 - Google Patents

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Abstract

保护间隔插入处理单元(14)以预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的信号而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串中后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部。

Description

发送装置及通信系统
技术领域
本发明涉及一种发送装置及通信系统，尤其涉及一种适用于高速数字通信的发送装置及包含该发送装置的通信系统。
背景技术
如今，以移动电话为代表的移动通信产业正发展如飞。随着这飞跃性的进步，移动通信所提供的各种服务也多种多样化。尤其是，今后人们对移动通信的需求必然向一种多媒体通信的方向演变，不仅将语音，还将文字和图像等各种数据综合起来进行通信，并且今后还在要求预期的传输信息量增加的同时，也要求传输信号的高速化。
图22是用来对基站和移动站之间的通信进行说明的图。如该图所示，在目前的移动通信中，在从移动站2向基站1的上行信道以及从基站1向移动站2的下行信道两者中，适用了可以降低频率选择性衰减的DS-CDMA(Direct Sequence-Code Division Multiple Access)传输方式、MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access)传输方式以及OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)传输方式等的传输方式。这些传输方式依据各传输方式不同的特性、技术条件以及与现有基础系统设备之间的适应条件等而分别被使用。
例如DS-CDMA传输方式(尤其是正交多码传输方式)的特点是可通过对码量多路量或扩频系数进行改变来实现了各种传输速率，实际上，在移动电话系统的DS-CDMA传输的下行链路中实现了多个用户的数据多路信号传输。
此外，在该DS-CDMA传输方式中利用一种称为RAKE合并的技术来提高接收信号的功率，该RAKE合并是对延迟时间不同的多条路径通过解扩处理进行分离，再使该已分离的信号集合为一个。
针对包含该DS-CDMA传输方式的上述各种传输方式，到现在为止经过各种研究而施加了各种改进，并得到了很多成果。其结果，已存在有多件以改进这些传输方式为目的的公报(例如，专利文件1～5等)。
专利文件1
日本专利公开特开2000-004211号公报(第4～5页、图1等)
专利文件2
日本专利公开特开平10-126380号公报(第3～12页、图1等)
专利文件3
日本专利公开特开2003-92560号公报(第4～6页、图11等)
专利文件4
日本专利公开特开2003-110519号公报(第3～5页、图1等)
专利文件5
日本专利公开特开2002-345035号公报(第6～12页、图2、图5)
然而，在上述各专利文件中公开的技术，大多数是关于对作为目前移动电话的主流的1990年代的数字通信技术(2G(第二代技术))作的改进、和以IMT-2000(International Mobile Talecommunication-2000)为代表的2000年代数字通信技术(3G(第三代技术))，而公开了以适用于第四代的高速数字通信(例如，移动：100Mb/s、停止：1Gb/s)及适用于高速多媒体通信(例如，文字、语音及图像等的同时通信)为目的的技术却不多。
在考虑到未来(由第三代向第四代演化期间)的高速多媒体通信系统时，技术上必须要解决的问题很多。尤其可举要适应发送信号的数据速率的高速化、适应严格的功率限制等重要问题，并且必须对这些问题既灵活又准确地加以处置。
譬如在上述采用RAKE合并的DS-CDMA传输方式中，由于在增加发送信号的数据速率的同时须分离的路径数增大，因此需要多个用于RAKE合并的相关器。
在RAKE合并中必须估计各路径的振幅和相位并使相关器输出进行同相合并。但是若增加路径数则有下述问题：由于减少各路径的平均信号功率，以致无法精度良好地估计延迟路径的振幅和相位；以及延迟路径间的干扰所引起的符号正交性的畸变(崩れ)增大，导致传输特性恶化。
此外，必须适应数据速率的高速化，加上还必须适应严格的功率限制，但是适应数据速率的高速化和适应严格的功率限制的两者之间有密切的关系。例如在以5GHz频段传输64kbps的调制数据时的峰值发送功率达到在以2GHz频段传输8kbps的调制数据时的约90倍。
从而，在未来的高速多媒体通信系统中，必须对从移动站个别发送的发送信号的发送功率进行抑制，但是在使用现有技术所作处理的构想中，必须缩小通信蜂窝的蜂窝半径，这意味着难免给正在营运中的现有基础系统设备带来大幅度的设计修改。并且，这还意味着从现有系统转换到新系统时会需要庞大的经费。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种通信装置及通信系统，它能正确地适应数据速率的上升及发送功率限制，可灵活且容易地实现向未来的高速多媒体通信系统转换。
在本发明的发送装置中，包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于利用扩频码对调制数据进行扩频调制的、具有预定的数据速率的扩频信号，产生取该扩频信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，而该发送装置使用该数据帧并根据预定的传输方式进行通信，该发送装置的特征在于，所述的保护间隔插入处理单元以所述的预定数据速率作为参考数据速率，产生将数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号串接n个而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串后部的预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
根据本发明，保护间隔插入处理单元以预定的数据速率作为参考数据速率，产生将数据速率为参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号串接n个而成的扩频信号串，并取已产生的扩频信号串后部的预定一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部。
在关于下面的发明的通信系统中，包含有发送装置以及接收装置，该发送装置包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于利用扩频码对调制数据进行扩频调制的、具有预定的数据速率的扩频信号，产生取该扩频信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，该发送装置利用该已产生的数据帧进行DS-CDMA信号的发送；而该接收装置，接收从所述的发送装置发送来的DS-CDMA信号，产生从该已接收到的DS-CDMA通信信号中去除所述保护间隔后的扩频信号，再经过FFT处理进行频率均衡处理，该FFT处理是对于该已产生的扩频信号以所述的预定的数据速率的倒数作为FFT间隔长度而进行的，该通信系统的特征在于，所述的保护间隔插入处理单元以所述的预定的数据速率作为参考数据速率，产生将数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号串接n个而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串后部的预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
根据本发明，通信系统包含有发送装置以及接收装置，该发送装置进行DS-CDMA信号的发送，该DS-CDMA信号通过保护间隔插入处理单元对于利用扩频码对调制数据进行扩频调制的、具有预定的数据速率的扩频信号，产生取扩频信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧；该接收装置，对于从已接收到的DS-CDMA通信信号中去除了保护间隔后的扩频信号，经过FFT处理进行频率均衡处理，该FFT处理是对于该已产生的扩频信号以所述预定的数据速率的倒数作为FFT间隔长度而进行的，在该通信系统中，发送装置所具有的保护间隔插入处理单元以预定的数据速率作为参考数据速率，产生将数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号串接n个而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串中后部的预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方式1所制的光接收装置结构的方框图，图2是用来对用单码DS-CDMA传输的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图3是用来对用单码DS-CDMA传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图，图4是附加有保护间隔(GI)的DS-CDMA信号的数据帧的结构图，图5是插入有保护间隔(GI)的单码DS-CDMA传输信号的数据帧的结构图，图6是表示在扩频信号的扩频系数为图5情况的1/2时的数据帧结构的图式，图7是表示在扩频信号的扩频系数为图5情况的1/4时的数据帧结构的图式，图8A是表示在数据速率为二倍(TD：数据符号长度)时附加有长度为参考保护间隔长度(Tg)的1/2的保护间隔时的数据帧结构的图式，图8B是表示在数据速率为二倍时附加有参考保护间隔长度的保护间隔时的数据帧结构的图式，图9是用来对用多码DS-CDMA传输的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图10是用来对用多码DS-CDMA传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图，图11是表示多个用户扩频信号的数据速率都相异的情况的图式，图12是用来说明对于不同数据速率的扩频信号相重叠的重叠信号的GI插入处理的图式，图13是用来说明对于用多码DS-CDMA传输的串行输入发送系统的概略处理的方框图，图14是用来说明对于用多码DS-CDMA传输的串行输入接收系统的概略处理的方框图，图15A～15C是表示本发明的实施方式3的数据帧结构的图式，图16是用来对在OFDM传输中的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图17是用来对在OFDM传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图，图18是表示OFDM信号的数据结构的示意图，图19A是表示通过常规的保护间隔插入处理所产生的OFDM信号的数据帧的图式，图19B是示通过实施方式4的保护间隔插入处理所产生的OFDM信号的数据帧的图式，图20是用来对在MC-CDMA传输中的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图21是用来对在MC-CDMA传输中的接收系统的概略处理进行说明的方框图，图22是用来对基站和移动站之间的通信进行说明的图式。
具体实施方式
下面结合附图对根据本发明的发送装置及通信系统的较佳实施方式进行详细的说明。当然，本发明不应由该实施方式来限定。
实施方式1
图1是表示一种进行频率均衡处理的DS-CDMA传输系统(基站/移动站)的发送/接收装置结构的图式。该图所示的发送/接收装置由通过发送/接收天线9来将发送信号(DS-CDMA信号)发送的发送系统(该图上段部分)及通过发送/接收天线9来接收接收信号(DS-CDMA信号)的接收系统(该图下段部分)而构成。
在图1中，发送装置包含有：数据调制处理单元11，它产生对发送数据执行如PSK调制及QAM调制等第一次调制后的调制数据(d1)；扩频处理单元12，它由该调制数据产生扩频信号；加扰调制处理单元13，它对该扩频信号进行采用加扰码的调制；以及保护间隔插入处理单元14，它对从加扰调制处理单元13输出的信号附加称为保护间隔的冗余信号。
另一方面，接收系统进行与发送系统所执行的处理完全相反的处理，并分别具有与该处理相应的处理单元。即，接收装置包含有：保护间隔去除处理单元21，它从通过发送/接收天线9接收的接收信号中去除保护间隔；频率均衡处理单元22，它对从保护间隔去除处理单元21输出的信号进行在频域上的均衡处理；解扰处理单元23，它将从频率均衡处理单元22输出的伪噪声序列的宽带信号还原为扩频信号；解扩处理单元24，它用于对从解扰处理单元23输出的扩频信号产生原调制数据；以及数据解调处理单元25，它对从解扩处理单元24输出的调制数据进行解调。
接着，使用图2及图3来说明该发送/接收装置的工作。图2是用来对用单码DS-CDMA传输的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图3是用来对用单码DS-CDMA传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图。
在图2中，从数据调制处理单元11中输出的调制数据(d1)被输入到扩频处理单元12中。扩频处理单元12对调制数据乘上如W-H(Walsh-Hadamard)序列码等正交扩频码序列(C1)而产生扩频信号。加扰调制处理单元13对此扩频信号乘上如M序列等加扰码(Cscr)。进行该加扰调制处理，以将作为扩频信号来产生的信号序列转换成伪噪声序列的信号。保护间隔插入处理单元14对由加扰调制处理单元13产生的伪噪音信号附加被称为保护间隔的冗余信号。进行该保护间隔插入处理，以防止多路径所引起的符号间干扰。将该附加了保护间隔的信号作为发送信号从发送/接收天线9发送。
在图3中，通过发送/接收天线9接收到的保护间隔附加信号由保护间隔去除处理单元21去除保护间隔。保护间隔去除信号经过串行/并行转换单元41，输入到包含有FFT处理单元42、加权处理单元43及IFFT处理单元44的频率均衡处理单元22中。在频率均衡处理单元22中，从串行/并行转换单元41输出时域并行信号由FFT处理单元42转换成频域信号，再通过加权处理单元43进行了加权处理，即，进行了频率均衡处理后，通过IFFT处理单元44还原为时域信号。在频率均衡处理单元22中进行频域中均衡处理而还原为时域的信号通过并行/串行转换单元45转换成串行信号并输入到解扰处理单元23中。在解扰处理单元23中，利用与在发送系统所使用到的加扰码(Cscr)成复共轭关系的加扰码(Cscr*)，使伪噪声序列的宽带信号转换成扩频信号，并输入到解扩处理单元24中。解扩处理单元24具有由滑动相关器及匹配滤波器等实现的相关器47。在相关器47中，利用与在发送系统所使用到的正交扩频码序列(C1)成复共轭关系的正交扩频码序列(C1*)，从扩频信号产生调制数据，并输出到数据解调处理单元25中。
此外，在MC-CDMA传输方式及OFDM传输方式等中，为了传输采用副载波的多载波信号，要在发送端进行快速傅里叶逆变换(IFFT：Inverse FastFourier Transform)处理。另外，最近的DS-CDMA传输方式中，还会在接收端上进行FFT处理以执行频域均衡处理。
为了使FFT处理适用于接收端上，接收信号必须在FFT处理时间内作为周期信号来使用。但是在移动通信中，一般来说，是以延迟时间相不同的多条延迟路径来构成传输信道。因此，必须要有能使接收信号作为周期波形来使用的处理。该处理就表示在图4中。换句话说，图4是附加有保护间隔(GI)的DS-CDMA信号的数据帧的结构图。
保护间隔是为了防止如上述不同延迟时间的多条延迟路径所引起的数据帧相互之间的干扰而插入的，并且它的长度根据传输信道中的最大延迟时间而设定的。如果最大延迟时间在保护间隔内时，则接收信号在FFT处理的时间内可视为周期波形。
如图4所示，在发送端上，对利用扩频码予以扩展的扩频信号的码片序列的末端的Ng码片进行复制，作为保护间隔(GI)附加在数据帧的前端。在此，利用扩频码进行频带的高速数据序列称为码片序列，并指该数据序列中的最小单位为1个码片。例如，周期256码片，是代表使1比特频带通过扩频编码来扩展为256倍频带之意。在此，假设码片长度(1个码片的长度)为Tc时，保护间隔长度Tg能以Tg＝Ng×Tc表示。如果以SF(Spreading Factor)表示扩频系数，作为1比特的扩频信号长度的数据符号长度为SF×Tc。其结果，作为附加了保护间隔后的调制数据长度的发送符号长度则为(Ng+SF)×Tc。通过插入该保护间隔，传输效率为SF/(SF+Ng)，则产生Ng/(SF+Ng)的功率损失。即，相对于扩频系数若保护间隔长度过长，则会降低传输效率，并且产生大的功率损失。
图5是插入有保护间隔(GI)的单码DS-CDMA传输信号的数据帧的结构图。如该图所示，该数据帧是对扩频信号末端的码片序列进行复制作为保护间隔附加在数据帧的前端。并且，TD1为数据符号长度，与经过接收系统的频率均衡处理单元22的FFT处理单元42进行处理的FFT间隔长度相一致。即，在该图所示的数据帧中，用于FFT处理的样本数量与扩频系数SF相等，并且经扩频处理后的1个码片对应FFT处理的1个样本。而且，假如扩频信号的扩频系数取为128、使用32个码片作为保护间隔时，则数据帧长度为160个码片，而此时的传输效率为128/(128+32)＝0.8。
相对于此，图6是表示在扩频信号的扩频系数为图5情况的1/2时的数据帧结构的图式，图7是表示在扩频信号的扩频系数为图5情况的1/4时的数据帧结构的图式。在图6的例子中，扩频系数减少到1/2，相对地，数据速率达到二倍。例如图5所示的扩频信号的原数据的调制速率为128kb/s，那么图6所示的扩频信号的原数据的调制速率则为256kb/s。此时，保护间隔插入处理单元14产生使扩频信号串接配置了2个的扩频信号串，并取该扩频信号串的后部码片的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部。并且，如果使用上述数值来计算此时的传输效率，它则为(64×2)/(64×2+32)＝0.8，保持了利用图5所示的数据帧的数据传输的传输效率。
另外，在图7的例子中，扩频系数减少到1/4，相对地，数据速率达到4倍，扩频信号的原数据的调制速率为512kb/s。此时，保护间隔插入处理单元14产生使扩频信号串接配置了4个的扩频信号串，并取该扩频信号串的后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部上。与上述同样地，计算出传输效率，其为(32×4)/(32×4+32)＝0.8，保持了利用图5所示的数据帧时的数据传输的传输效率。
适用在OFDM传输信号等的插入保护间隔处理的构想中，进行处理以对每个调制数据的1个扩频信号序列附加了1个保护间隔。图8是表示通过适用于该OFDM信号等的保护间隔插入处理来产生的DS-CDMA信号的数据帧结构的图式。换句话说，图8A是表示在数据速率为二倍(TD：数据符号长度)时附加有长度为参考保护间隔长度(Tg)的1/2的保护间隔时的数据帧结构的图式，图8B是表示在数据速率为二倍时附加有长度为参考保护间隔长度的保护间隔时的数据帧结构的图式。
在图8A中，使保护间隔长度为1/2以避免在数据速率为二倍时传输效率的降低。计算出此时的传输效率，它为64/(64+16)＝0.8，即使可以保持图6所示的保护间隔插入处理所作的传输效率(0.8)，但保护间隔长度只有16个码片，仍容易会受到延迟路径的影响。
此外，在图8B中的传输效率为64/(64+32)≈0.67，比图6保护间隔插入处理所作的传输效率(0.8)降低。这是因为，由于数据速率变为二倍时保护间隔长度仍在恒定，以致保护间隔的额外花费(オ一バ一ヘツド)增大，传输效率降低。
另一方面，在图6及图7所示的保护间隔插入处理中，将为参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的数据速率信号串接n个而组成信号串，取它后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部，因此可避免传输效率降低，并且可执行没有受到延迟路径影响的、有效的保护间隔插入处理。
并且，虽然在图6及图7中示出了数据速率分别为二倍和四倍的例子，但该数据速率也可以为任选的整数倍。即，保护间隔插入处理单元14以预定的数据速率作为参考数据速率，产生串接n个数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号而成扩频信号串，并取该扩频信号串中后部的预定的一部分作为保护间隔来使其附加在该扩频信号串的前部即可。
另外，在图2中，虽然示出了扩频处理单元12对调制数据乘以如W-H序列码等正交扩频码序列而产生扩频信号的例子，但是在此所产生的扩频信号，不限于正交扩频码，也可以为用任选的扩频码加以扩展的扩频信号。
进而，在图6中，使扩频信号串接配置2个而成的扩频信号序列长度为TD2×2＝TD1，它等于FFT保护间隔长度。从而，即使使用该数据帧也完全不会对解扩处理单元24以外的处理单元造成影响，可以不必对接收系统的处理单元作任何修改而直接使用。并且，在解扩处理单元24中，只要清楚知道与扩频码的信息一并使用该扩频码的数据速率信息即可，可以实现用常规的相关器所作的处理。
此外，例如作为DS-CDMA传输信号，在混合了图5～图7所示的数据速率相不同的信号的情况下，也可以通过使用扩频码的信息和数据速率的信息来执行解扩处理单元24的相关处理。因此，虽然在混有数据速率相不同的信号的情况下，仍能传输它们二者的信号，能使未来的多媒体通信系统的实现变得容易。
如上说明，根据该实施方式的发送装置及通信系统，通信装置所具备的保护间隔插入处理单元以预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号而成的扩频信号串，并取已产生的扩频信号串中后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部，因此可不使传输效率降低地、有效地进行保护间隔插入处理。并且它可适用于混有数据速率相不同的信号的通信系统，因此可容易地且灵活地实现未来的高速多媒体通信系统。
实施方式2
实施方式1说明了在单码DS-CDMA传输系统中的保护间隔插入处理，而在实施方式2中针对多码DS-CDMA传输系统中的处理加以说明。图9是用来对用多码DS-CDMA传输的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图10是用来对用多码DS-CDMA传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图。
在图9所示的实施方式的接收系统构成为：输入到扩频处理单元12中的调制数据有多个，并在扩频处理单元12中对利用多个正交扩频码序列(C1-CP)产生的扩频信号进行合并，输出到加扰调制处理单元13中。此外，其他结构均与实施方式1相同或等同，并对这些部分加上与其相同的符号来表示。
此外，在图10所示的实施方式的发送系统构成为：解扩处理单元24具备有多个相关器471-47P，利用与多个正交扩频码序列(C1-CP)成复共轭关系的正交扩频码序列(C1*-CP*)，从扩频信号产生多个调制数据，并输出到数据解调处理单元25中。其他结构均与实施方式1相同或等同，并对这些部分加上与其相同的符号来表示。
图11是表示使扩频信号的数据速率按照多个用户相异时的例子的图式。如该图所示，分别从用户1-3输出的扩频信号的数据符号长度呈现TD1＝2TD2＝4TD3的关系，而从数据速率角度来看，呈现用户1∶用户2∶用户3＝1∶2∶4的关系。这些按照每个用户相异的数据速率的扩频信号在扩频处理单元12中相合并，并通过加扰调制处理单元13转换成伪噪声信号序列的信号，输出到保护间隔插入处理单元14中。
图12是用来说明使不同数据速率的扩频信号相重叠的重叠信号进行的GI插入处理的图式。DS1、DS2及DS3的各个信号分别以正交扩频码序列加以扩频，因此即使它们相重叠，仍可在接收端再现每个用户的调制数据。从而，尽管采用的是该图所示的重叠信号，仍与实施方式1同样地，也可以取该相重叠的扩频信号串后部预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
如上说明，根据该实施方式的发送装置及通信系统，对于在多个用户之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号，以预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个将数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号而成的扩频信号串，并取已产生的扩频信号串中后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部，因此可执行不使传输效率降低的、有效的保护间隔插入处理。并且，它可适用于混有数据速率相不同的信号的通信系统中，可容易地且灵活地实现未来的高速多媒体通信系统。
此外，虽然在该实施方式中，示出了输入到扩频处理单元12中的调制数据为并行输入时的例子，但是调制数据也可以是个串行比特列。在这种情况下，在发送系统中，如图13所示将串行/并行转换单元31设置在扩频处理单元12之前，而在接收系统中，如图14所示，将并行/串行转换单元48设置在解扩处理单元24之后即可。
实施方式3
图15A～图15C是表示实施方式3的数据帧结构的图式。该实施方式的发送系统及接收系统，可以使用与图1～图3所示的实施方式1相同或等同的结构。在图15A中，TD是作为参考的数据符号长度，并与经过接收系统的频率均衡处理单元22的FFT处理单元42进行处理的FFT间隔长度相一致。即，在该图A所示的数据帧中，用于FFT处理的样本数与扩频系数SF相等，执行了扩频处理后的1个码片与1个样本相对应。例如，扩频信号的扩频系数取为128，并使用32个码片作为保护间隔时，则数据帧长度为160个码片，此时的传输效率则为128/(128+32)＝0.8。
相对于此，图15B及图15C是表示一种数据帧结构，它用来实现即使多条路径的延迟较长的情况下，也可以不使传输效率降低，或者，不须改变通信蜂窝的蜂窝半径的处理。例如，在该图B中，产生长度比FFT间隔二倍的长度的扩频信号串，并在已产生的扩频信号串附加了长度比该图A情况的二倍的长度的保护间隔。此时的数据帧长度为(128+32)×2＝320个码片，传输效率则为(128×2)/320＝0.8。即，虽然数据帧长度增加，但仍可保持该图A所示的传输效率，进而能提高抗多路径延迟性。
此外，在该图C中，产生长度比FFT间隔的三倍的长度的扩频信号串，并在已产生的扩频信号串附加了长度比该图A的情况的三倍的长度的保护间隔。此时的数据帧长度为(128+32)×3＝480个码片，传输效率则为(128×3)/480＝0.8。即，虽然数据帧长度会更加增加，但仍可保持该图A的例子的传输效率，进而可进一步提高抗多径衰减性。
还有，在已发送了如图15B及图15C所示的数据帧后的接收系统，具有的特点是，虽然还须增加存储器等的容量来供进行暂存，但对其他处理单元没有影响，因此不须对现有的接收系统作修改而可直接使用。
并且，虽然在图15B及图15C所示的例子中示出了附加了长度为该图A所示的、作为参考的保护间隔长度(参考保护间隔长度)的整数倍的保护间隔的例子，但是不限于长度整数倍，也可以考虑各种设计条件而选用该整数倍的附近的值。
如上说明，根据该实施方式的发送装置及通信系统，当以保护间隔长度作为参考保护间隔长度时，发送装置所具备的保护间隔插入处理单元产生将扩频信号串接m个(m为大于或等于2的整数)而成的扩频信号串，对于该扩频信号串，将大致为参考保护间隔长度的m倍的长度作为保护间隔长度附加在扩频信号串的前部，因此可以不使传输效率降低，进而提高抗多径延迟性。
实施方式4
在实施方式1～3中，针对DS-CDMA传输系统中的保护间隔插入处理作了描述，同样的处理也可以在OFDM传输系统中实现。因此，在本实施方式中，针对用OFDM传输系统的保护间隔处理进行说明。图16是用来对在OFDM传输的发送系统的概略处理进行说明的方框图，图17是用来对在OFDM传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图。
在图16所示的OFDM发送系统中，调制数据通过串行/并行转换单元61转换成并行信号并输入到OFDM调制单元62中。在OFDM调制单元62经过IFFT处理产生经正交调制的OFDM信号。该OFDM信号通过并行/串行转换单元63加以串行转换后，并在保护间隔插入处理单元64附加了保护间隔之后，从发送天线65发送。
另一方面，在图17所示的OFDM接收系统中，通过接收天线71接收到的保护间隔附加信号经过保护间隔去除处理单元72去除保护间隔。去除了保护间隔后的信号通过串行/并行转换单元73转换成并行信号并输入到OFDM解调单元74中。在OFDM解调单元74中，执行了使用正交频率的FFT处理，并通过并行/串行转换单元75转换成串行信号以还原为原调制信号。
图18是表示OFDM信号的数据结构的示意图。该图上段所示的(D11、D12…D1m)、(D21、D22…D2m)中的每个数据列是成为执行了OFDM调制的单位的数据块。该图中段所示的(F11(f1)、F12(f2)…F1m(fm))表示调制数据(D11、D12…D1m)分别向时间轴方向伸长、且对频率(f1、f2…fm)的副载波进行了调制的信号。该图下段所示的(F11-F1m)、(F21-F2m)的数据列表示一种加法运算了该图中段所示的信号的信号(OFDM信号)。
图19A是表示通过常规的保护间隔插入处理所产生的OFDM信号的数据帧的图式，图19B是示通过实施方式4的保护间隔插入处理所产生的OFDM信号的数据帧的图式。该图A及图B中，传输效率相同，但是对于抗多径延迟性而言，保护间隔长度成为二倍，该图B的传输方法显著良好。
另外，OFDM通信已作为无线LAN(IEEE802.11)实现了实用化。然而，OFDM通信有缺陷为：一旦出现超过保护间隔的多路径延迟，就导致系统工作不顺。现有技术中，当要实现OFDM通信系统的高速化时，必须要缩短保护间隔长度，才能在不使传输效率降低地实现高速化。为此，必须要牺牲传输距离。但是根据该实施方式的保护间隔插入处理，可以不使传输效率降低，并且能使传输距离也与以往相同地实现传输速度的高速化。
虽然在图19A及图19B所示的例子中，针对附加了长度为该图A所示的、作为参考的保护间隔长度(参考保护间隔长度)的整数倍的保护间隔的例子作了描述，但是长度不限于整数倍，也可以考虑各种设计条件而选用该整数倍附近的值。
如上说明，根据该实施方式的发送装置及通信系统，当以保护间隔长度作为参考保护间隔长度时，发送装置所具备的保护间隔插入处理单元对于将OFDM信号串接r个(r为大于或等于2的整数)的OFDM信号串，将大致为参考保护间隔长度的r倍的长度作为保护间隔长度、将OFDM信号串的后部的一部分作为保护间隔来附加在OFDM信号串的前部，因此可以不使传输效率降低，并且可使传输距离与以往相同地实现传输速度的高速化。
实施方式5
在实施方式1～3中，针对DS-CDMA传输系统中的保护间隔插入处理进行了说明，但同样的处理也可以在MC-CDMA传输系统中实现。因此，在本实施方式中，针对MC-CDMA传输系统的保护间隔处理进行说明。图20是用来对在MC-CDMA传输的发送系统中的概略处理进行说明的方框图，图21是用来对在MC-CDMA传输的接收系统的概略处理进行说明的方框图。
在图20所示的MC-CDMA发送系统中，调制数据通过串行/并行转换单元81转换成并行信号，已转换的并行信号(d1-dK)被分别输入到复制单元821-82K中。在复制单元821-82K中，调制数据分别复制了SF个(SF：扩频系数)，并输入到扩频处理单元831-83K中。在扩频处理单元831-83K中，产生对调制数据乘上了如W-H序列码等正交扩频码序列(Ci(1)-Ci(SF)，i＝1-K)的扩频信号，并输入到IFFT处理单元84中。在IFFT处理单元84中，输出利用n个副载波进行了IFFT处理后的信号，再通过并行/串行转换单元85转换成串行信号之后，并通过保护间隔插入处理单元86附加了保护间隔之后，从发送天线87发送。
另一方面，在图21所示的MC-CDMA接收系统中，通过接收天线91接收到的保护间隔附加信号经过保护间隔去除处理单元92去除保护间隔。去除了保护间隔后的信号通过串行/并行转换单元93转换成并行信号并输入到FFT处理单元94中。在FFT处理单元94中，对多载波信号执行FFT处理，而在解扩处理单元951-95K中，使与在SF个的多载波发送系统中分别使用的正交扩频码序列(Ci(1)-Ci(SF)，i＝1-K)成复共轭关系的正交扩频码序列(Ci*(1)-Ci*(SF)，i＝1-K)进行累计加算，执行了这样的解扩处理，并通过并行/串行转换单元96输出原调制数据(di)。
这样，在MC-CDMA传输系统中，发送系统中使用了副载波的多载波信号被传输，并在接收系统中执行FFT处理。从而，可以将与实施方式1～3所描述的DS-CDMA传输系统相同的保护间隔插入处理适用于MC-CDMA传输系统的发送装置及通信系统，并可以获得与DS-CDMA传输系统同样的效果。
此外，在图20中，虽然示出了扩频处理单元831-83K对各调制数据乘上如W-H序列码等正交扩频码序列产生扩频信号的例子，但是在此所产生的扩频信号不限于正交扩频码，也可以是利用任选的扩频码来扩散的扩频信号。
如上说明，根据该实施方式的发送装置及通信系统，保护间隔插入处理单元以预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的MC-CDMA信号而成的MC-CDMA信号串，并取它后部的预定的一部分作为保护间隔附加在扩频信号串的前部，因此可执行不使传输效率降低的、有效的保护间隔插入处理。并且，它可适用于混有数据速率相不同的信号的通信系统，因此可容易地且灵活地实现未来的高速多媒体通信系统。
产业上可利用性
如上所述，本发明作为能适用于移动通信环境下的发送装置及通信系统是有用的，并可为实现未来的高速多媒体通信系统作出极大的贡献。

Claims (25)

1.一种发送装置，包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于利用扩频码对调制数据进行扩频调制的预定数据速率的扩频信号，产生取该扩频信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，
该发送装置使用该数据帧并根据预定的传输方式进行通信，其特征在于，
所述保护间隔插入处理单元以所述预定数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串后部码片的预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述扩频信号是在多个用户之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
3.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述扩频信号是在多个应用之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的发送装置，其特征在于，所述预定的传输方式是DS-CDMA传输方式。
5.一种基站装置，其特征在于，包含有权利要求1或2所述的发送装置。
6.一种移动站装置，其特征在于，包含有权利要求1或3所述的发送装置。
7.根据权利要求5所述的基站装置，其特征在于，所述预定的传输方式是DS-CDMA传输方式。
8.根据权利要求6所述的移动站装置，其特征在于，所述预定的传输方式是DS-CDMA传输方式。
9.一种通信系统，包含有发送装置以及接收装置，
该发送装置包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于利用扩频码对调制数据进行扩频调制的预定的数据速率的扩频信号，产生取该扩频信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，该发送装置利用该已产生的数据帧进行DS-CDMA信号的发送，
该接收装置接收从所述发送装置发送来的DS-CDMA信号，产生从该已接收到的DS-CDMA通信信号中去除所述保护间隔后的扩频信号，并通过FFT处理进行频率均衡处理，该FFT处理是对于该已产生的扩频信号以所述预定的数据速率的倒数作为FFT间隔长度而进行的，
该通信系统的特征在于，
所述保护间隔插入处理单元以所述预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的扩频信号而成的扩频信号串，并取该已产生的扩频信号串后部的预定的一部分作为保护间隔附加在该扩频信号串的前部。
10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述扩频信号是在多个用户之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
11.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述扩频信号是在多个应用之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
12.一种通信系统，其特征在于，包含有：
权利要求5所述的基站装置，以及，
具有权利要求9所述的接收装置的移动站装置。
13.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，所述扩频信号是在多个用户之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
14.一种通信系统，其特征在于，包含有：
权利要求6所述的移动站装置，以及，
具有权利要求9所述的接收装置的基站装置。
15.根据权利要求14所述的通信系统，其特征在于，所述扩频信号是在多个应用之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
16.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，当以所述保护间隔长度作为参考保护间隔长度时，所述保护间隔插入处理单元产生使所述扩频信号串接m个(m为大于或等于2的整数)而成的扩频信号串，对于该已产生的扩频信号串，将所述参考保护间隔长度的m倍的长度作为保护间隔长度。
17.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，当以所述保护间隔长度作为参考保护间隔长度时，所述保护间隔插入处理单元产生使所述扩频信号串接m个(m为大于或等于2的整数)而成的扩频信号串，对于该已产生的扩频信号串，将所述参考保护间隔长度的m倍的长度作为保护间隔长度。
18.一种基站装置，其特征在于，包含有权利要求16所述的发送装置。
19.一种移动站装置，其特征在于，包含有权利要求16所述的发送装置。
20.一种发送装置，其特征在于，包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于多载波信号，产生取该多载波信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，该多载波信号是通过对利用扩频码对调制数据进行扩频调制来得到的扩频信号进行串行/并行转换、并通过对多个副载波进行调制来产生的预定的数据速率的多载波信号，
该发送装置使用该已产生的数据帧并进行基于MC-CDMA传输方式的通信，其特征在于，
所述保护间隔插入处理单元以所述预定的数据速率作为参考数据速率，产生通过串接n个数据速率为该参考数据速率n倍(n为大于或等于2的整数)的多载波信号而成的多载波信号串，并取该已产生的多载波信号串后部的预定的一部分作为保护间隔附加在该多载波信号串的前部。
21.根据权利要求20所述的发送装置，其特征在于，所述扩频信号是在多个用户之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
22.根据权利要求20所述的发送装置，其特征在于，所述扩频信号是在多个应用之间相同或相异整数倍的数据速率的扩频信号相重叠而成的扩频信号。
23.一种基站装置，其特征在于，包含有权利要求20或21所述的发送装置。
24.一种移动站装置，其特征在于，包含有权利要求20或22所述的发送装置。
25.一种发送装置，其特征在于，包含有保护间隔插入处理单元，该单元对于通过对调制数据列进行串行/并行转换、并通过对多个正交副载波进行调制来产生的预定FFT间隔长度的OFDM信号，产生取该OFDM信号后部的预定的一部分作为保护间隔附加在自身前部的数据帧，
该发送装置使用该已产生的数据帧并进行基于OFDM传输方式的通信，其特征在于，
当以所述保护间隔长度作为参考保护间隔长度时，所述保护间隔插入处理单元产生使所述OFDM信号串接r个(r为大于或等于2的整数)的OFDM信号串，对于该已产生的OFDM信号串，将大致为所述参考保护间隔长度的r倍的长度作为保护间隔长度，并取该OFDM信号串后部一部分作为保护间隔来使其附加在该OFDM信号串的前部。
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