JP2007514372A - スクランブル・ビット送信のための送信機および方法 - Google Patents

Abstract

簡潔に述べると、スクランブル・データ・ビットおよび制御ビットをフィルタするためにデータ・ビットおよび制御ビットをスクランブルするスクランブラ（２３１）およびフィルタ（２２７、２２８）を含む装置（２００）が提示される。その装置は、さらにフィルタの利得を調整するためのプロセッサ（２１０）を含む。

Description

本発明は、スクランブル・ビット送信のための送信機および方法に関する。

広帯域符号分割多重接続（ＷＣＤＭＡ）システムに使用され、またＩＴＵ ＩＭＴ−２０００拡散範囲標準規格として当技術中に知られている、送信機アーキテクチャは、直交可変拡散係数（ＯＶＳＦ：Orthogonal Variable Spreading Factor）コードを使用してデータおよび制御ビットを拡散し、異なる利得をデータと制御ビットに適用し、そしてデータ・チップを生成するために拡散されかつ利得されたデータと制御ビットにスクランブルをかけることによって、データ・シンボルのチップを生成する。

本発明と考えられる主題は、明細書の完結する部分において特に指摘されかつ明確に要求される。しかしながら、本発明の目的、特徴および利点と共に、動作における構成および方法の両方に関して、本発明は添付の図面を参照して次の詳細な説明を読むことにより最も良く理解されるであろう。

図示の単純化および明瞭化のために、図中で示される要素は必ずしも実寸どおりに描かれていないことを認識するであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明瞭化のための他の要素に比べて誇張されることがある。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は対応または類似する要素を示すために図中で繰り返されることがある。

以下の詳細な説明では、本発明を完全に理解するために多数の特定の詳細説明が提供される。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細説明がなくても実施できることを、当業者は理解するであろう。他の実施例では、周知の方法、手順、コンポーネントおよび回路について、本発明を不明瞭にさせないために詳細には述べられていない。

以下の詳細な説明におけるいくつかの部分は、コンピュータ・メモリ内のデータ・ビットまたは２進デジタル信号に対する動作アルゴリズムおよびシンボル表現で示される。これらのアルゴリズムの記述および表現は、データ処理技術の当業者によって使用される技法であり、仕事の成果を他の当業者に伝えるために用いられる。

本発明が様々なアプリケーションに使用されることを理解すべきである。ここに示された回路と技術は、無線システムの送信機のような多くの装置の中で使用されるが、本発明はこの点に制限されることはない。本発明の範囲内に含まれると考えられる送信機は、実施例のみでいうと、セルラー方式の無線電話送信機、双方向無線送信機、デジタル・システム送信機、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク送信機、広帯域送信機、超広帯域送信機および同種の装置を含む。

本発明の範囲内に含まれると考えられるセルラー方式の無線電話送信機のタイプは、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、スペクトラム拡散信号を受信するためのＣＤＭＡ−２０００および広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のセルラー方式無線電話送信機、移動通信（ＧＳＭ）用のグローバルなシステムのための送信機、第３世代セルラー・システム（３Ｇ）用送信機、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信機、および同種の装置を含むが、これらに制限されることはない。

まず、図１に移って、本発明の典型的な実施例によるワイヤレス通信システム１００の概要図が示される。ワイヤレス通信システム１００は、少なくとも１つの基地局１１０および少なくとも１つの移動局１４０を含むが、本発明の範囲はこの実施例に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例では、基地局１１０は送信機１２０を含み、また、移動局１４０は送信機１５０を含む。送信機１２０，１５０は、ＷＣＤＭＡ通信システムに適しているアーキテクチャを有しているが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

もし所望されるなら、基地局１１０は、チャンネル１６０を介してチップを含むシンボルを所要のチップ速度で送信することができるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。もし所望されるなら、移動局１４０は、さらにチャンネル１６０を介してチップを含むシンボルを基地局１１０へ所要のチップ速度で送信することができる。

図２に移って、本発明の典型的な実施例による送信機２００のブロック図が示される。本発明のいくつかの実施例では、送信機２００は、プロセッサ２１０、ベースバンド・ユニット２２０、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２４０，２４５、変調器（ＭＯＤ）２５０、電力増幅器（ＰＡ）２６０および少なくとも１つのアンテナ２７０を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

ベースバンド・ユニット２２０は、デジタル・ベースバンド・ユニットであり、データ・ビット・ソース２２１、制御ビット・ソース２２２、加算器２２３、加算器２２４、拡散生成器２２５、擬似ランダム・コード（ＰＲＣ）生成器２２６、形状フィルタ２２７、形状フィルタ２２８、加算器２２９、加算器２３０、および、スクランブラ２３１を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。スクランブラ２３１は加算器２３５を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

プロセッサ２１０は、デジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）、制御装置または他の適切なタイプのプロセッサでもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。もし所望されるなら、プロセッサ２１０は、形状フィルタ２２７、形状フィルタ２２８およびＰＡ２６０の利得を制御してもよい。

ベースバンド・ユニット２２０は、デジタル・ベースバンドであり、もし所望されるなら、ソフトウェアによって、ハードウェアによって、またはソフトウェアとハードウェアの任意の組合せによって実現することができるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例では、データ・ビット・ソース２２１は、例えば、パケット・スイッチ・ソースによって生成されたデータ・ビット、および、コンピュータ通信ネットワーク（例えば、インターネット、あるいは、例えばオーディオ・ボコーダ、ビデオボコーダまたはその他同種のもののような回路ソースによって生成されたデータ・ビットを提供することができる。更に、データ・ビットは、さらに例えばチャンネル符号化、暗号化、インタリービングまたは当技術で既知の他のビット操作のような様々な操作を行うことができる。制御ビット・ソース２２２は、パイロット・ビット、同期パターン、電源制御用の制御情報、データ構造、または当技術で既知の他の適切な制御情報を提供することができる。本発明の実施例では、拡散コード生成器２２５は、例えばウォルシュ・シーケンス、アダマール・シーケンスまたは同種の拡散シーケンスを生成する。拡散コード生成器２２５は、同相（Ｉ）拡散ビットを加算器２２４へ、および、直角位相（Ｑ）ビットを加算器２２３へ提供する。本発明のいくつかの実施例中で、ＰＲＣ生成器２２６、例えばゴールド（Gold）生成器、疑似雑音（ＰＮ）生成器または擬似ランダム・シーケンスの他のタイプの生成器は、ＩおよびＱ ＰＲＣビットをスクランブラ２３１に提供する。

スクランブラ２３１は、例えば、４つの加算器２３５を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例中で、もし所望されるなら、加算器２３５は、Ｉおよび／またはｊＱ ＰＲＣビットを加算器２２３および／または加算器２２４の出力ビットに加え、スクランブルされた制御ビットおよびスクランブルされたデータ・ビットであるスクランブルされた出力、例えばスクランブルされたＩ＋ｊＱ信号を形状フィルタ２２７および形状フィルタ２２８にそれぞれ提供する。

形状フィルタ２２７は、デジタルＩ形状の信号をＤ／Ａ２４５へ、また、形状フィルタ２２８は、デジタルＱ形状の信号をＤ／Ａ２４０へ提供するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例では、Ｄ／Ａ２４５，２４０は、デジタルＩおよびＱ信号をそれぞれアナログＩおよびＱ信号に変換し、それは変調器２５０に提供される。本発明のいくつかの実施例では、変調器２５０は、ＩおよびＱアナログ信号を、当技術の中で知られているように、変調し結合し、変調ＲＦ信号を生成する。ＰＡ２６０は変調ＲＦ信号を増幅し、アンテナ２７０を介して送信する。

変調器２５０は、所要の変調方法、例えば、２進位相シフト・キーイング（ＢＰＳＫ）、直角位相シフト・キーイング（ＱＰＳＫ）、異なる次元、例えばＱＡＭ１６、ＱＡＭ３２、ＱＡＭ６４、ＱＡＭ１２８、ＱＡＭ２５６などを備えた直交振幅変調（ＱＡＭ）、差動ＢＰＳＫ（ＤＢＰＳＩＺ）、差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）、あるいは同種の方法に従って、Ｉ，Ｑアナログ信号を変調するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

少なくとも１つのアンテナ２７０に使用されるアンテナのタイプは、内部アンテナ、ダイポールアンテナ、無指向性アンテナ、モノポールアンテナ、エンドフェッドアンテナ、円偏波アンテナ、マイクロ・ストリップ・アンテナ、ダイバーシティ・アンテナおよび同種アンテナを含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例では、もし所望されるなら、より多くの複数のアンテナが使用されてもよい。

プロセッサ２１０は、ベータ値βｄ（例えば、制御線２１２経由）およびβｃ（例えば、制御線２１４経由）をフィルタ２２７，２２８にそれぞれ提供するが、本発明の範囲がこの点に制限されることはないと理解される。本発明のいくつかの実施例では、ベータ値が広範囲、例えば以下に提供される典型的なベータ値の範囲に亘るため、フィルタ２２７，２２８の係数は広いダイナミック・レンジを有する。一定の２乗平均平方根（ＲＭＳ）レベルのＩおよびＱ信号、および所望の誤りベクトル度（ＥＶＭ）比を提供するために、ベータ値にフィルタ２２７，２２８の係数を乗じ、所望のＥＶＭ比を提供する。加えて、プロセッサ２１０は、ＰＡ２６０の電力を所望の電力レベルに変えるために、制御線２１６を使用する。

典型的なベータ値および所望の電力レベルに基づく計算が以下に与えられるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。例えば、βｃ＝１／１５およびβｄ＝１で、名目上の電力レベルが２の場合、ＰＡ２６０に提供されるその対応する制御値は、βＣ’＝１／１５＊３．９８＝０．２６およびβｄ’＝１＊３．９８であると計算され、また、この例におけるＲＦ補償は、−２７．６デシベル（つまり、２０ｌｏｇ（３．９８））に等しい。本発明のいくつかの実施例では、もし所望されるなら、Ｄ／Ａ２４５，２４０の出力におけるＲＭＳ値は、実質的に一定であり、例えば予想利得値の範囲上で最大となる。

図３へ移り、本発明の別の典型的な実施例による送信機３００のブロック図が示される。本発明のいくつかの実施例では、送信機３００は、プロセッサ３１０、ベースバンド・ユニット３２０、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器３４５，３４０、変調器（ＭＯＤ）３５０、電力増幅器（ＰＡ）３６０および少なくとも１つのアンテナ３７０を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

ベースバンド・ユニット３２０は、デジタル・ベースバンド・ユニットであり、データ・ビット・ソース３２１、制御ビット・ソース３２２、拡散生成器３２５、擬似ランダム・コード（ＰＲＣ）生成器３２６、形状フィルタ３２７および形状フィルタ３２８、および論理ユニット３８０を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。送信機３００が、上述されるように、図２の送信機２００によって実現された機能に実質的に類似する機能を行ない、同様のコンポーネントを含むと理解される。例えば、もし所望されるなら、論理演算ユニット３８０は、図２の加算器２２３、加算器２２４、加算器２２９、加算器２３０およびスクランブラ２３１に類似か同一のコンポーネントを含む。

いくつかの実施例では、ベースバンド・ユニット３２０の少なくとも１つのデータ・ビット・ソース３２１は、複数のデータ・ビット・ソース３２１を含み、もし所望されるなら、それはデータ・ビットを複数のデータ・チャネル、および、制御ビットを制御チャンネルへ提供する制御ビット・ソース３２２へ提供するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。本発明のいくつかの実施例では、もし所望されるなら、フィルタ３２７，３２８の利得は、プロセッサ３１０によって調整されるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。

本発明のある機能がここに図示されかつ説明される一方、多くの修正、代替、変更および均等が当業者に想起されるであろう。したがって、添付された請求項は、本発明の思想の範囲内にあるすべての修正、代替、変更および均等をカバーするものと意図される。

本発明の典型的な実施例によるワイヤレス通信システムの概要図である。 本発明の典型的な一実施例による送信機のブロック図である。 本発明の典型的な別の実施例による送信機のブロック図である。

Claims (20)

1. データ・ビットおよび制御ビットを擬似ランダムのコード・ビットでそれぞれスクランブルすることにより、スクランブルされたデータ・ビットおよびスクランブルされた制御ビットを提供するスクランブラと、
   前記スクランブルされたデータ・ビットをフィルタする第１フィルタと、
   前記スクランブルされた制御ビットをフィルタする前記フィルタと、
   前記第１および第２フィルタの第１および第２利得をそれぞれ制御するプロセッサと、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 前記擬似ランダムのコード・ビットを提供する擬似ランダム・コード生成器を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記擬似ランダム・コード生成器は、ゴールド・コードに従ってビットを生成することができることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記データ・ビットに加えられる同相拡散ビット、および、前記制御ビットに加えられる直角位相拡散ビットを提供する拡散生成器を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記スクランブラは、前記データ・ビットにおよび前記制御ビットに前記擬似ランダムのコード・ビットを加えるための２またはそれ以上の加算器を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 少なくとも前記スクランブラおよび前記第１および第２フィルタを含むベースバンド・ユニットを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 前記ベースバンド・ユニットのデジタル出力をアナログ信号に変換するためのデジタル・アナロク変換器を含むことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 第１および第２フィルタの第１および第２利得をそれぞれ制御する段階であって、前記第１フィルタはスクランブルされたデータ・ビットをフィルタし、前記第２フィルタはスクランブルされた制御ビットをフィルタする、段階、
   を含むことを特徴とする方法。
9. データ・ビットおよび制御ビットを擬似ランダムのコードでスクランブルする段階を含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記データ・ビットにおよび前記制御ビットに前記擬似ランダムのコードを加えることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. スクランブルされたデータおよび制御ビットを含む無線周波数信号を送信する内部アンテナと、
    データ・ビットおよび制御ビットを擬似ランダムのコード・ビットでそれぞれスクランブルすることにより、前記スクランブルされたデータ・ビットおよび前記スクランブルされた制御ビットを提供するスクランブラと、
    前記スクランブルされたデータ・ビットをフィルタする第１フィルタと、
    前記スクランブルされた制御ビットをフィルタする第２フィルタと、
    前記第１および第２フィルタの第１および第２利得をそれぞれ制御するプロセッサと、
    を含むことを特徴とするワイヤレス通信装置。
12. 前記擬似ランダムのコード・ビットを提供する擬似ランダム・コード生成器を含むことを特徴とする請求項１１記載のワイヤレス通信装置。
13. 前記擬似ランダム・コード生成器は、ゴールド・コードに従ってビットを生成することができることを特徴とする請求項１２記載のワイヤレス通信装置。
14. 前記データ・ビットに加えられる同相拡散ビット、および、前記制御ビットに加えられる直角位相拡散ビットを提供する拡散生成器を含むことを特徴とする請求項１１記載のワイヤレス通信装置。
15. 前記スクランブラは、前記データ・ビットにおよび前記制御ビットに前記擬似ランダムのコード・ビットを加えるための２またはそれ以上の加算器を含むことを特徴とする請求項１１記載のワイヤレス通信装置。
16. 少なくとも前記スクランブラおよび前記第１および第２フィルタを含むベースバンド・ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のワイヤレス通信装置。
17. 前記ベースバンド・ユニットのデジタル出力をアナログ信号に変換するためのデジタル・アナロク変換器をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載のワイヤレス通信装置。
18. ワイヤレス通信システムにおいて、
    データ・ビットおよび制御ビットを擬似ランダムのコード・ビットでそれぞれスクランブルすることにより、スクランブルされたデータ・ビットおよびスクランブルされた制御ビットを提供するスクランブラと、
    前記スクランブルされたデータ・ビットをフィルタする第１フィルタと、
    前記スクランブルされた制御ビットをフィルタする第２フィルタと、
    前記第１および第２フィルタの第１および第２利得をそれぞれ制御するプロセッサと、
    を含むワイヤレス通信装置からなることを特徴とするワイヤレスに通信システム。
19. 前記ワイヤレス通信装置は、
    前記擬似ランダムのコード・ビットを提供する擬似ランダム・コード生成器と、
    前記データ・ビットに加えられる同相拡散ビット、および、前記制御ビットに加えられる直角位相拡散ビットを提供する拡散生成器と、
    を含むことを特徴とする請求項１８記載のワイヤレス通信システム。
20. 前記ワイヤレス通信装置は、前記データ・ビットにおよび前記制御ビットに前記擬似ランダムのコード・ビットを加えるための２またはそれ以上の加算器を含むことを特徴とする請求項１８記載のワイヤレス通信システム。

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