JP2007110759A - Cdma移動送信装置及びこれを用いた方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】送信データが存在しない時に、消費電力を抑えながら、基地局との同期を維持することができるCDMA移動送信装置及びこれを用いた方法を提供すること。
【解決手段】送信データが存在しないとき、バーストフレーム生成回路307は、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを含むバーストデータのみからなるバーストフレームを生成する。送信間隔制御回路308は、フレームを生成した前記バーストデータの送信間隔を1スロットのN倍(Nは自然数)に制御する。
【選択図】図1
【解決手段】送信データが存在しないとき、バーストフレーム生成回路307は、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを含むバーストデータのみからなるバーストフレームを生成する。送信間隔制御回路308は、フレームを生成した前記バーストデータの送信間隔を1スロットのN倍(Nは自然数)に制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、セルラ無線通信システムに用いるディジタル自動車電話、携帯電話等のCDMA移動送信装置及びこれを用いた方法に関する。
近年、ディジタル自動車電話、携帯電話等の無線通信システムが急速に普及してきている。無線通信システムでは、限られた周波数帯域の中で多くのユーザーが同時に通信できるように、1つの基地局に対して複数の移動局が接続する多元接続方式が採られている。この多元接続方式の回線交換方式として、周波数利用効率の高さから、各チャンネルの信号に符号化処理を施して多元接続するCDMA(Code Division Multipule Access:符号分割多元接続)方式が採用され始めている。
従来のCDMA移動送信装置の送信データのタイミングについて図9を用いて説明する。図9は、従来のCDMA移動送信装置におけるデータ送信タイミング図である。
図9(a)は、送信データがある状態を示す。送信データは、フレームを生成して送信先の基地局に送信される。フレームとは、送信データにパイロットシンボル(以下「PL」という)と送信電力制御用シンボル(以下「TPC」という)とが定期的に挿入されて生成される同期通信方式におけるデータブロックをいう。そして、定期的に挿入されたPLの先頭から次のPLの先頭までを1スロットという。一般的に、1フレームは、16スロット、10msで構成される。
図9(b)は、送信待機の状態を示す。送信待機の状態とは、送信データの送信を終了してからKフレーム未満の間、または、受信データのCRC検出の結果がNGとなったフレームがLフレーム未満の間(K、Lは予め設定される定数)の状態をいう。送信待機の状態では、CDMA移動送信装置は、PLとTPCのみからなるフレーム(以下「バーストフレーム」という)を生成して、送信先にバーストフレームを生成したデータ(以下「バーストデータ」という)を送信する。
ここで、CRC(Cyclic Redundancy Check)検出とは、情報ビットをn次の生成多項式で除算した剰余多項式の係数で与えられるCRCビットについて、受信したCRCビットと受信データから生成したCRCビットとの比較判別である。そして、両者がすべて一致すれば受信データが正しく受信された(OK)と判断し、1つでも一致しなければ受信データに誤りが存在する(NG)ことを示す。
図9(c)は、送信終了の状態を示す。送信終了した状態とは、送信データの送信を終了してからKフレーム以上、かつ、受信データのCRC検出の結果がNGとなったフレームがLフレーム以上検出された状態をいう。
従来のCDMA移動送信装置は、送信アンプの消費電力を抑えるため、通信が終了して一定時間経過した後にバーストデータの送信を停止する。
ここで、送信を再開する場合、送信電力制御が可能になるためには、送信側である移動局と受信側である基地局で、送信データの同期が確立する必要がある。そして、送信データの同期が確立するまでの間、音声またはデータ端末からの情報である送信データの変わりにダミー信号を送信する。
上記従来のCDMA移動送信装置は、送信を再開してから送信データの同期が確立するまで時間がかかり、その間は不要な信号であるダミー信号の送信を行わねばならず、伝送効率を低下させるという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信データが存在しない時に、消費電力を抑えながら、基地局との同期を維持することができるCDMA移動送信装置及びこれを用いた方法を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するために、以下のような手段を講じた。
請求項1記載の発明は、送信データが存在する場合、送信データに、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルからなるバーストデータを付加して送信フレームを生成する送信フレーム生成手段と、送信データが存在しない場合、前記バーストデータのみからなるバーストフレームを生成するバーストフレーム生成手段と、前記バーストデータの送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、前記送信データ及び前記バーストデータの送信を実行する送信手段とを具備する構成を採る。
請求項6記載の発明は、送信データが存在する場合、送信データに、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルからなるバーストデータを付加して送信フレームを生成し、送信データが存在しない場合、前記バーストデータのみからなるバーストフレームを生成し、前記バーストデータの送信間隔を制御し、前記送信データ及び前記バーストデータの送信を実行する方法を採る。
これらの構成及び方法により、送信データが存在しないときにバーストデータを送信でき、しかも、バーストデータの送信間隔を長くすることができるので、基地局との送信データの同期を維持しつつ、送信アンプによる蓄電池の電力消費を抑えることができる。よって、移動局は送信を再開してから同期が確立するまでの時間を短縮でき、不要な信号であるダミー信号の送信を減らし伝送効率を向上できる。また、スロットに空きがあるバーストデータを送信することにより他局との干渉を低減できる。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理手段を具備し、送信手段は、リピティション処理を行ったデータを処理前より低い送信電力で送信する構成を採る。
また、請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、バーストデータのパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理を行い、 リピティション処理を行ったデータを処理前より低い送信電力で送信する方法を採る。
リピティション(Repitition:反復)処理とは、同一情報をn回(nは自然数)繰り返して送信する処理である。同一情報をn回繰り返すことにより、送信電力値を1/nとしても受信側の同期を維持できる。
これらの構成及び方法により、バーストデータのパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列することができるため、送信データの送信電力を低減しても受信側の同期を維持できる。よって、送信電力を低くすることにより他局との干渉を低減できる。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、送信間隔制御手段は、バーストデータを非周期的に送信する構成を採る。
また、請求項8記載の発明は、請求項6又は請求項7記載の発明において、バーストデータを非周期的に送信する方法を採る。
これらの構成及び方法により、装置から送信されるバーストデータは不定期となる。
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、バーストデータを非周期的に送信する場合、バーストフレーム生成手段は、送信電力制御用シンボルの代りにバースト送信電力用シンボルを用いてバーストフレームを生成し、送信手段は、前記バーストデータの送信電力値を受信データから抽出した送信電力値で送信する構成を採る。
また、請求項9記載の発明は、請求項8記載の発明において、バーストデータを非周期的に送信する場合、送信電力制御用シンボルの代りにバースト送信電力用シンボルを用いてバーストフレームを生成し、バーストデータを受信データから抽出した送信電力値で送信する方法を採る。
バースト送信電力用シンボル(以下「POW」という)とは、基地局がデータを非周期で送信し、TPCを送信することができない場合、TPCの代りにフレームに載せるシンボルである。
これらの構成及び方法により、非周期送信において基地局側がTPCを送信できないときに、バーストデータの送信電力値を受信データの電力値と同じ値に保つことができるため、高すぎる電力値で送信することにより他局に干渉を与えることを防止でき、低すぎる電力値で送信することにより受信側との同期維持ができなくなることを防止できる。
また、請求項5記載の発明は、CDMA通信システムに関するものであり、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のCDMA移動送信装置と、このCDMA移動送信装置と通信を行う基地局装置とからなる構成を採る。
この構成により、CDMA移動送信装置と基地局装置との通信において、送信データが存在しない時に、消費電力を抑えながら、基地局との同期を維持することができる。よって、通信を再開したときに、ダミー信号の送信時間を短くすることができる。
本発明によれば、送信データが存在しない時に、消費電力を抑えながら、基地局との同期を維持することができるCDMA移動送信装置及びこれを用いた送信方法を提供できる。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1におけるCDMA移動送信装置の構成を示すブロック図である。
図1は、本発明の実施形態1におけるCDMA移動送信装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態においてCDMA移動送信装置は、データ端末からのデータの送信のON/OFF制御を行うデータ検出回路1と、受信データに作用するデータ受信部2と、送信データに作用するデータ送信部3と、データの全タイミング及びシーケンスの制御を行うタイミング制御回路4を有し、送信データ及び受信データの送受信タイミングを図り、データの送受信動作を制御する。
データ受信部2は、受信データを受信する受信アンテナ201と、受信データをベースバンドの周波数に変換する受信回路202と、変換された受信データを相関検出する逆拡散回路203と、相関検出した受信データを復調する復調回路204と、復調したフレーム構造の受信データを制御信号と音声データまたはデータ端末用データに分離し、CRC検出する受信データ変換回路205とを有し、受信したデータを端末部へ送る。
データ送信部3は、送信データにPL及びTPCを挿入してフレームを生成し、CRC符号化する送信データ変換回路301と、フレームを生成した送信データを各種変調方式により変調する変調回路302と、変調した送信データを符号拡散する拡散回路303と、拡散した送信データを所望のキャリア周波数に変換する変換送信回路304と、変換した送信データを送信先基地局へ送信する送信アンテナ305と、受信データや受信レベル等により送信データの送信電力及びTPCを決定する送信電力制御回路306とを有し、端末部から入力されたデータを送信する。
また、データ送信部3は、送信OFF時にPLとTPCのみのバーストフレームを生成するバーストフレーム生成回路307と、バーストフレームを生成したバーストデータの送信間隔を制御する送信間隔制御回路308と、データ検出回路1からの送信ON/OFF信号により、変調回路302に対する送信データ変換回路301と送信間隔制御回路308との接続を切替えるスイッチ309とを有し、送信データが存在しない場合に、基地局と同期をとるためのバーストデータを送信する。
これにより、通話を再開してから同期が確立するまでの時間を短縮できると共に、バーストデータの送信間隔を長くとることにより、移動局は、送信アンプによる蓄電池の電力消費を抑えて通話時間を長くできる。しかも、スロットに空きのあるバーストデータを送信することにより他局との干渉を低減できる。
以上のように構成されたCDMA移動送信装置におけるデータの送信タイミングについて図2を用いて説明する。図2は、実施形態1におけるCDMA移動送信装置のデータ送信タイミング図である。以下、タイミング図は、横軸に時間をとり、縦軸に送信電力をとる。
まず、送信データがある状態について述べる。図2(a)は、送信データがある状態を示す。
CDMA移動送信装置に、音声又はデータ端末からのデータが送られてきた場合、データ検出回路1は、受信データ変換回路205のCRC検出結果からデータ送信のON/OFFを制御する。
データ検出回路1は、データを送信する場合、送信ON信号をスイッチ309に発信する。スイッチ309は、送信ON信号により、送信データ変換回路301と変調回路302を接続する。送信データは、データ検出回路1から送信データ変換回路301に送られる。そして、送信データ変換回路301にて、送信データにPLとTPCを挿入してフレームを生成する。
フレ−ムが生成された送信データは、切替えスイッチ309を通り、変調回路302にて各種変調方式により変調され、拡散回路303にて符号拡散され、送信回路304にて所望のキャリア周波数に変換され、送信アンテナ305から送信先の基地局に送信される。
次に、送信データがない場合について、送信待機の状態と送信終了の状態に分けて述べる。
図2(b)は、送信待機の状態を示す。この送信待機の状態とは、送信データの送信を終了してからKフレーム未満の間、または、受信データのCRC検出結果がNGとなったフレームがLフレーム未満の間(K、Lは予め設定される定数)の状態をいう。送信待機の状態では、送信データが存在しないので、PLとTPCのバーストデータのみ書き込まれ、他のビットは空き空間となるバーストフレームが生成される。
バーストデータを送信することにより、基地局と送信データの同期がとれるため、ユーザーが送信を再開した場合、即座に送信データを送信できる。ただし、送信を終了してから長時間、バーストデータを送信し続けると、送信アンプからの消費電力が多くなり、通話時間が減少する。また、バーストデータの送信を全く止めてしまうと、送信を再開したときに、送信データの同期をとるまでに時間がかかる。そこで、送信データの送信を終了したときは以下の処理を行う。
図2(c)は、送信終了した状態を示す。送信終了した状態とは、送信データの送信を終了してからKフレーム以上、かつ、受信データのCRC検出結果がNGとなったフレームがLフレーム以上検出された状態をいう。
まず、データ検出回路1は、送信OFF信号をスイッチ309に発信する。スイッチ309は、データ検出回路1からの送信OFF信号により、送信間隔制御回路308と変調回路302を接続する。
バーストフレーム生成回路307は、PLとTPCのみからバーストフレームを生成し、バーストデータを送信間隔制御回路308へ送る。送信間隔制御回路308は、バーストデータの送信間隔を1スロットのN倍(Nは自然数)にする。
ここで、バーストデータの送信間隔は、非周期的であってもよい。
送信間隔制御回路308から送られたバーストデータは、切替えスイッチ309を通り、変調回路302にて各種変調方式により変調され、拡散回路303にて符号拡散され、送信回路304にて所望のキャリア周波数に変換され、送信アンテナから送信先の基地局に送信される。
これにより、送信を再開した場合、基地局との同期を速くとることができ、しかも、バーストデータの送信間隔が1スロットのN倍(Nは自然数)に制御されているので、送信アンプの消費電力を抑えることができる。
(実施形態2)
次に、実施形態2について図3及び図4を用いて説明する。
次に、実施形態2について図3及び図4を用いて説明する。
図3は、本発明の実施形態2におけるCDMA移動送信装置の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、本実施形態におけるCDMA移動送信装置は、実施形態1の構成に加えて、データ送信部3にパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理回路310を有する。
リピティション処理を行うことにより、送信回路304にてデータの送信電力を低減しても、受信側の同期を維持できるので、他局との干渉を低減できる。なお、上記以外の回路構成は、実施形態1と同様である。
以上のように構成されたCDMA移動送信装置におけるデータの送信タイミングについて図4を用いて説明する。図4は、CDMA移動送信装置の実施形態2におけるデータ送信タイミング図である。
図4(a)は、送信データがある状態を示す。また、図4(b)は、送信待機の状態を示す。送信データがある状態、及び、送信待機の状態のデータ送信タイミングは実施形態1と同様である。
本実施形態では、送信データの送信を終了したときに以下の処理を行う。
図4(c)は、送信終了した状態を示す。まず、データ検出回路1は、送信OFF信号をスイッチ309に発信する。スイッチ309は、データ検出回路1からの送信OFF信号により、送信間隔制御回路308と変調回路302を接続する。
バーストフレーム生成回路307は、PLとTPCのみからバーストフレームを生成し、バーストデータをリピティション処理回路310に送る。リピティション処理回路310は、バーストデータのパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理を行い、送信間隔制御回路308に送る。送信間隔制御回路308は、リピティション処理されたバーストデータ(以下、「リピティション処理データ」という)の送信間隔を1スロットのN倍(Nは自然数)にする。なお、リピティション処理データの送信間隔は、非周期的であってもよい。
送信間隔制御回路308から送られたリピティション処理データは、切替えスイッチ309を通り、変調回路302にて各種変調方式により変調され、拡散回路303にて符号拡散され、送信回路304にて所望のキャリア周波数に変換され、送信アンテナから送信先の基地局に送信される。
リピティション処理により、送信回路304において送信データの送信電力を低減しても、受信側は同期を維持できるので、他局との干渉を低減できる。
(実施形態3)
次に、実施形態3について図5及び図6を用いて説明する。
次に、実施形態3について図5及び図6を用いて説明する。
実施形態3は、非周期送信において基地局側がTPCを送信できないときに、バーストデータを受信データから抽出した送信電力値で送信する場合である。
図5は、本発明の実施形態3におけるCDMA移動送信装置の構成を示すブロック図である。
図5に示すように、本実施形態におけるCDMA移動送信装置は、実施形態1の構成に加えて、データ送信部3に、TPCの代りにPOWを用いてバーストデータの送信電力値を制御するバースト送信電力制御回路311と、データ検出回路1からの送信ON/OFF信号により、送信回路304に対する送信電力制御回路306とバースト送信電力制御回路311との接続を切替えるスイッチ312を有する。バーストデータの送信電力値を受信データから抽出した送信電力値とすることにより、高すぎる電力値で送信することにより他局に干渉を与えることを防止でき、低すぎる電力値で送信することにより受信側との同期維持ができなくなることを防止できる。なお、上記以外の回路構成は、実施形態1と同様である。
以上のように構成されたCDMA移動送信装置におけるデータの送信タイミングについて図6を用いて説明する。図6は、実施形態3におけるCDMA移動送信装置のデータ送信タイミング図である。
図6(a)は、送信データがある状態を示す。また、図6(b)は、送信待機の状態を示す。送信データがある状態、及び、送信待機の状態のデータ送信タイミングは実施形態1と同様である。
本実施形態では、送信データの送信を終了したときに以下の処理を行う。
図6(c)は、送信終了した状態を示す。まず、データ検出回路1は、送信OFF信号をスイッチ309及びスイッチ312に発信する。スイッチ309は、データ検出回路1からの送信OFF信号により、送信間隔制御回路308と変調回路302を接続する。また、スイッチ312は、データ検出回路1からの送信OFF信号により、送信回路304とバースト送信電力制御回路311を接続する。
バーストフレーム生成回路307は、PLとPOWのみからバーストフレームを生成し、フレーム生成したバーストデータを送信間隔制御回路308に送る。
送信間隔制御回路308は、バーストデータの送信間隔を1スロットのN倍(Nは自然数)で、かつ、非周期的にする。
送信間隔制御回路308から送られたバーストデータは、切替えスイッチ309を通り、変調回路302にて各種変調方式により変調され、拡散回路303にて符号拡散され、送信回路304にて所望のキャリア周波数に変換され、送信アンテナから送信先の基地局に送信される。
非周期送信において基地局側がTPCを送信できないときに、送信回路304にて、データの送信電力を受信データから抽出した送信電力値とすることにより、高すぎる電力値で送信することにより他局に干渉を与えることを防止でき、低すぎる電力値で送信することにより受信側との同期維持ができなくなることを防止できる。
なお、本実施形態にリピティション処理回路310を追加し、バーストデータにリピティション処理を行うことも可能である。
図7は、本発明の実施形態3にリピティション処理回路を追加したCDMA移動送信装置の構成を示すブロック図である。
図8は、本発明の実施形態3にリピティション処理を行った場合におけるCDMA移動送信装置のデータ送信タイミング図である。
これにより、バーストデータのパイロットシンボル及びバースト送信電力用シンボルを夫々連続的に配列することができるため、送信データの送信電力を低減しても受信側の同期を維持できる。よって、送信電力を低くすることにより他局との干渉を低減できる。
本発明は、セルラ無線通信システムに用いるディジタル自動車電話、携帯電話等のCDMA移動送信装置に用いるに好適である。
1 データ検出回路
2 データ受信部
3 データ送信部
4 タイミング制御回路
301 送信データ変換回路
302 変調回路
303 拡散回路
304 送信回路
305 送信アンテナ
306 送信電力制御回路
307 バーストフレーム生成回路
308 送信間隔制御回路
309 スイッチ
310 リピティション回路
311 バースト送信電力制御回路
312 スイッチ
2 データ受信部
3 データ送信部
4 タイミング制御回路
301 送信データ変換回路
302 変調回路
303 拡散回路
304 送信回路
305 送信アンテナ
306 送信電力制御回路
307 バーストフレーム生成回路
308 送信間隔制御回路
309 スイッチ
310 リピティション回路
311 バースト送信電力制御回路
312 スイッチ
Claims (9)
- 送信データが存在する場合、送信データに、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを含むバーストデータを付加して送信フレームを生成する送信フレーム生成手段と、送信データが存在しない場合、前記バーストデータのみからなるバーストフレームを生成するバーストフレーム生成手段と、前記バーストデータの送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、前記送信データ及び前記バーストデータの送信を実行する送信手段とを具備することを特徴とするCDMA移動送信装置。
- パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理手段を具備し、送信手段は、リピティション処理を行ったデータを処理前より低い送信電力で送信することを特徴とする請求項1記載のCDMA移動送信装置。
- 送信間隔制御手段は、バーストデータを非周期的に送信することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のCDMA移動送信装置。
- バーストデータを非周期的に送信する場合、バーストフレーム生成手段は、送信電力制御用シンボルの代りにバースト送信電力用シンボルを用いてバーストフレームを生成し、送信手段は、前記バーストデータの送信電力値を受信データから抽出した送信電力値で送信することを特徴とする請求項3記載のCDMA移動送信装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のCDMA移動送信装置と、このCDMA移動送信装置と通信を行う基地局装置とからなるCDMA通信システム。
- 送信データが存在する場合、送信データに、パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルからなるバーストデータを付加して送信フレームを生成し、送信データが存在しない場合、前記バーストデータのみからなるバーストフレームを生成し、前記バーストデータの送信間隔を制御し、前記送信データ及び前記バーストデータの送信を実行することを特徴とするCDMA送信方法。
- バーストデータのパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列するリピティション処理を行い、リピティション処理を行ったデータを処理前より低い送信電力で送信することを特徴とする請求項6記載のCDMA送信方法。
- バーストデータを非周期的に送信することを特徴とする請求項6又は請求項7記載のCDMA送信方法。
- バーストデータを非周期的に送信する場合、送信電力制御用シンボルの代りにバースト送信電力用シンボルを用いてバーストフレームを生成し、バーストデータを受信データから抽出した送信電力値で送信することを特徴とする請求項8記載のCDMA送信方法。
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JP2012004634A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 中継システム |
WO2012118178A1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 日本電気株式会社 | 同期システム、同期方法、第一の同期装置、第二の同期装置及びコンピュータプログラム |
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