JP3588105B2 - 移動局、基地局、通信システム、送信方法、受信方法、通信方法、ｉｑ多重装置及びｉｑ多重方法 - Google Patents

Description

この発明は、高速でデータ通信を行う移動局、基地局、通信システム、送信方法、受信方法、通信方法、ＩＱ多重装置及びＩＱ多重方法に関するものである。

携帯電話に代表される移動体無線通信方式として、第３世代と呼ばれる複数の通信方式がＩＴＵ（国際電気通信連合）においてＩＭＴ―２０００として採用され、そのうち、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式については、２００１年に日本において商用サービスが開始されている。
Ｗ−ＣＤＭＡ方式は、移動局当り最大２Ｍｂｐｓ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）程度の通信速度が得られることを目的としており、規格化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、１９９９年にまとめられた規格のバージョンであるリリース９９（Ｒｅｌｅａｓｅ１９９９）版として最初の仕様が決定されている。

図２１は従来の通信システムを示す一般的な概念図であり、図において、１は基地局、２は基地局１と無線通信を実施する移動局、３は基地局１が移動局２にデータを送信する際に使用される下りリンク、４は移動局２が基地局１にデータを送信する際に使用される上りリンクである。

図２２は移動局２の内部構成を示す構成図であり、図において、１１は個別データ用チャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ ＣＨａｎｎｅｌ）のデータＤＰＤＣＨを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力する分配器、１２は分配器１１から出力されたデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６及び制御用チャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）の制御データＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算してスペクトル拡散を行う拡散器、１３は拡散器１２の出力信号をＩＱ多重して複素信号（Ｉ信号：Ｉｎｐｈａｓｅ信号、Ｑ信号：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ信号）を生成するスクランブル部、１４はスクランブル部１３により生成された複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を直交変調して変調信号を生成する変調部、１５は変調部１４により生成された変調信号を周波数変換して無線周波数信号を出力する周波数変換部、１６は周波数変換部１５から出力された無線周波数信号を送信するアンテナである。

図２３は拡散器１２及びスクランブル部１３の内部構成を示す構成図であり、図において、２１〜２６は分配器１１から出力されたデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１〜Ｃｄ，６を乗算する乗算器、２７は制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃを乗算する乗算器、３１〜３６は乗算器２１〜２６の出力信号に対してＤＰＤＣＨ用の振幅係数βｄを乗算する乗算器、３７は乗算器２７の出力信号に対してＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃを乗算する乗算器である。
３８は乗算器３１〜３３の出力信号を足し合わせる加算器、３９は乗算器３４〜３７の出力信号を足し合わせる加算器、４０は加算器３９の出力信号に対して虚数ｊを乗算する乗算器、４１は加算器３８の出力信号と乗算器４０の出力信号を加算する加算器、４２は加算器４１の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する乗算器である。

次に動作について説明する。
移動局２が基地局１にデータを送信する際の動作を説明する。移動局２が基地局１にデータを送信する場合、図２１に示すように、上りリンク４を使用してデータを送信するが、Ｗ−ＣＤＭＡ規格においては、１つの移動局２が上りリンク４を使用するに際して、通信サービスに必要な通信速度に応じて、最大６個のデータ用チャネルのデータを送信することができる。
ここでは、説明の便宜上、６個のデータ用チャネルのデータと１個の制御用チャネルの制御データとを送信する場合について説明する。

まず、移動局２の分配器１１は、個別データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力する。
拡散器１２の乗算器２１〜２６は、分配器１１が複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力すると、そのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１〜Ｃｄ，６を乗算し、拡散器１２の乗算器２７は、制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃを乗算する。

スクランブル部１３は、拡散器１２の出力信号をＩＱ多重して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成する。
即ち、スクランブル部１３の乗算器３１〜３６は、拡散器１２における乗算器２１〜２６の出力信号に対してＤＰＤＣＨ用の振幅係数βｄを乗算し、スクランブル部１３の乗算器３７は、拡散器１２における乗算器２７の出力信号に対してＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃを乗算する。
ここで、図２４は振幅係数βｄ，βｃが取り得る値を示す表図である。振幅係数βｄ，βｃはデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６と制御データＤＰＣＣＨのパワー比を決定するための係数であり、３ＧＰＰ規格のＴＳ２５．２１３ｖ３．６．０（２００１−０６）（Ｒｅｌｅａｓｅ１９９９）に規定されている。なお、表の右側が振幅係数βｄ，βｃが取り得る値である。

そして、スクランブル部１３の加算器３８は、乗算器３１〜３３の出力信号を足し合わせ、スクランブル部１３の加算器３９は、乗算器３４〜３７の出力信号を足し合わせる。
また、スクランブル部１３の乗算器４０は、加算器３９の出力信号をＱ軸に割り当てるため、加算器３９の出力信号に対して虚数ｊを乗算する。
ここで、データＤＰＤＣＨ１，ＤＰＤＣＨ３，ＤＰＤＣＨ５についてはＩ軸に割り当てられ、データＤＰＤＣＨ２，ＤＰＤＣＨ４，ＤＰＤＣＨ６についてはＱ軸に割り当てられるが、Ｉ／Ｑ軸に対するデータ用チャネルの割り当て方は３ＧＰＰ規格のＴＳ２５．２１３に規定されている。

次に、スクランブル部１３の加算器４１は、加算器３８の出力信号と乗算器４０の出力信号を加算し、スクランブル部１３の乗算器４２は、加算器４１の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する。
変調部１４は、上記のようにしてスクランブル部１３が複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成すると、その複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を直交変調して変調信号を生成する。
周波数変換部１５は、変調部１４が変調信号を生成すると、その変調信号を周波数変換して無線周波数信号を生成し、その無線周波数信号を増幅してアンテナ１６に出力する。これにより、アンテナ１６から無線周波数信号が基地局１に送信される。

基地局１は、移動局２から送信された無線周波数信号を受信すると、移動局２と逆の動作を行うことによりデータを取得する。
上記の従来例では、６個のデータ用チャネルを設定するものについて示したが、データ用チャネルの設定数が５以下の場合、データＤＰＤＣＨ１から順番にＩ／Ｑ軸に割り当てられ、不要なデータ用チャネルに関する処理は行われない。また、データ用チャネルの設定数は、必要とされる通信サービスや通信速度により決定される。

ここで、図２５はデータ用チャネルの設定数が１である場合における複素平面を示す説明図である。
この場合、データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１はＩ軸に割り当てられ、制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨはＱ軸に割り当てられる。
これにより、データＤＰＤＣＨ１と制御データＤＰＣＣＨが互いに直交するので、基地局１では、両チャネルを分離して復調することが可能になる。
データ用チャネルの設定数が２〜６の場合についても同様に示すことが可能である。ただし、データ用チャネルの設定数が２〜６の場合、同じ軸のチャネル成分はチャネル分離用の拡散符号を使用することにより分離することができる。

なお、上記の従来例では、基地局１と移動局２の間に、下りリンク３と上りリンク４を１本ずつ設定するものについて示したが、基地局１が移動局２に送信する下りデータの更なる高速化を実現するため、図２６に示すように、従来の下りリンク３の他に下りリンク５を新たに追加するＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）が提案・検討されている（ＴＲ２５．８５８ｖ１．０．０（２００１−１２）「Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ５）」を参照）。

なお、新たに下りリンク５を追加するに際して、移動局２が下りの高速パケットデータに対する応答データ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）等を基地局１に送信することが検討されているが、図２６に示すように、その応答データを送信するための専用の制御用チャネル（上りリンクチャネル６）については、従来の制御用チャネルと同様にチャネル分離用の拡散符号により分離・識別したのち、従来の上りリンク４に追加多重する方向で検討されている。ＴＲ２５．８５８では、専用の制御用チャネルを“ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ＤＰＣＣＨ”と記述されている。

従来の通信システムは以上のように構成されているので、新たに追加する専用の制御用チャネルをＩ軸又はＱ軸に割り当てる必要があるが、専用の制御用チャネルをＩ軸又はＱ軸に割り当てることによってＩ軸又はＱ軸のピークパワーが増大すると、例えば、移動局２の変調部１４が内蔵する直交変調器（ないしは直交変調増幅器）において、その入出力特性の非線形な領域を使用することになるために歪みが発生する。また、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーのバランスが崩れると、変調部１４から出力される直交変調後の変調信号のピークパワーが、Ｉ軸とＱ軸のバランスが取れている場合と比べて大きくなり、例えば、移動局２の周波数変換部１５が内蔵する増幅器を用いて無線周波数信号を増幅する際、その増幅器の入出力特性の非線形な領域を使用することになるために歪みが発生する。このように増幅器において歪みが発生して非線形成分が出力されると、この非線形成分が隣接周波数帯域の信号成分と干渉して、隣接周波数帯域を妨害してしまう課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、増幅器の歪みの発生を抑制して、隣接周波数帯域への妨害を抑制することができる移動局、基地局、通信システム、送信方法、受信方法、通信方法、ＩＱ多重装置及びＩＱ多重方法を得ることを目的とする。

この発明に係る移動局は、６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重手段と、ＩＱ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備え、ＩＱ多重手段は、データ用チャネルの送信データをＩ軸およびＱ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当てるとともに、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＩ軸に割り当て、ＩＱ多重することで複素信号を生成するようにしたものである。

この発明によれば、増幅器の歪みの発生を抑制して、隣接周波数帯域への妨害を抑制することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による通信システムに適用される移動局を示す構成図であり、図において、５１は個別データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力する分配器、５２は分配器５１から出力されたデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６及び制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨ，ＡＤＰＣＣＨ（ＡＤＰＣＣＨ：ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ＤＰＣＣＨ）に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算してスペクトル拡散を行う拡散器、５３は拡散器５２によるスペクトル拡散後の制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを分配する分配器、５４は拡散器５２及び分配器５３の出力信号をＩＱ多重して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成するスクランブル部である。
なお、分配器５１，拡散器５２，分配器５３及びスクランブル部５４からＩＱ多重手段が構成されている。

５５はスクランブル部５４により生成された複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を直交変調して変調信号を生成する変調部、５６は変調部５５により生成された変調信号を周波数変換して無線周波数信号を出力する周波数変換部、５７は周波数変換部５６から出力された無線周波数信号を送信するアンテナである。
なお、変調部５５，周波数変換部５６及びアンテナ５７から送信手段が構成されている。

図２はこの発明の実施の形態１による通信システムに適用される基地局を示す構成図であり、図において、６１は移動局２から送信された無線周波数信号を受信するアンテナ、６２はアンテナ６１により受信された無線周波数信号を周波数変換してベースバンド信号を出力する周波数変換部、６３は周波数変換部６２から出力されたベースバンド信号を直交復調して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する直交復調部である。
なお、アンテナ６１，周波数変換部６２及び直交復調部６３から受信手段が構成されている。

６４は直交復調部６３から出力された複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）に対して移動局識別用の識別符号を乗算する逆スクランブル部、６５は逆スクランブル部６４の出力信号に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算して各チャネルのデータを分離する逆拡散器、６６はデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を合体して、個別データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨを再現するデータ用チャネル合体部、６７はＩ軸及びＱ軸に配分されている制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを合成する合成器である。
なお、逆スクランブル部６４，逆拡散器６５，データ用チャネル合体部６６及び合成器６７からＩＱ分離手段が構成されている。

図３は拡散器５２，分配器５３及びスクランブル部５４の内部構成を示す構成図であり、図において、７１〜７６は分配器５１から出力されたデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１〜Ｃｄ，６を乗算する乗算器、７７は制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃを乗算する乗算器、７８は新たに追加する制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃｃを乗算する乗算器、８１〜８６は乗算器７１〜７６の出力信号に対してＤＰＤＣＨ用の振幅係数βｄを乗算する乗算器、８７は乗算器７７の出力信号に対してＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃを乗算する乗算器、８８，８９は分配器５３の出力信号に対してＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃを乗算する乗算器である。

９０は乗算器８１〜８３，８８の出力信号を足し合わせる加算器、９１は乗算器８４〜８７，８９の出力信号を足し合わせる加算器、９２は加算器９１の出力信号に対して虚数ｊを乗算する乗算器、９３は加算器９０の出力信号と乗算器９２の出力信号を加算する加算器、９４は加算器９３の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する乗算器である。

図４は逆スクランブル部６４，逆拡散器６５及び合成器６７の内部構成を示す構成図であり、図において、１００は直交復調部６３から出力された複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算する乗算器、１０１〜１０４は逆スクランブル部６４から出力されたＩ信号に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１，Ｃｄ，３，Ｃｄ，５，Ｃｃｃをそれぞれ乗算する乗算器、１０５〜１０９は逆スクランブル部６４から出力されたＱ信号に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，２，Ｃｄ，４，Ｃｄ，６，Ｃｃ，Ｃｃｃをそれぞれ乗算する乗算器、１１０〜１１８は乗算器１０１〜１０９の出力信号を拡散符号時間長に渡って時間積分する積分器である。
なお、図５はこの発明の実施の形態１による通信方法を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
移動局２が基地局１にデータを送信する際の動作を説明する。
ここでは、説明の便宜上、６個のデータ用チャネルのデータと２個の制御用チャネルの制御データとを送信する場合について説明する。
まず、移動局２の分配器５１は、個別データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨを並列に分配して、複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力する（ステップＳＴ１）。

拡散器５２は、分配器５１が複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６を出力すると、そのデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６及び制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨ，ＡＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算してスペクトル拡散を行う（ステップＳＴ２）。
即ち、拡散器５２の乗算器７１〜７６は、分配器５１から出力された複数のデータ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１〜Ｃｄ，６を乗算し、拡散器５２の乗算器７７は、制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃを乗算し、拡散器５２の乗算器７８は、新たに追加する制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃｃを乗算する。

分配器５３は、拡散器５２の乗算器７８が制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨに対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｃｃを乗算すると、乗算器７８の出力データをスクランブル部５４の乗算器８８，８９に分配する（ステップＳＴ３）。
なお、スクランブル部５４の乗算器８８，８９に対する分配比は、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーを考慮して決定してもよいが、この例では、１：１の比で分配するものとする。

スクランブル部５４は、拡散器５２及び分配器５３の出力信号をＩＱ多重して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成する（ステップＳＴ４）。
即ち、スクランブル部５４の乗算器８１〜８６は、拡散器５２における乗算器７１〜７６の出力信号に対してＤＰＤＣＨ用の振幅係数βｄを乗算し、スクランブル部５４の乗算器８７は、拡散器５２における乗算器７７の出力信号に対してＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃを乗算する。
また、スクランブル部５４の乗算器８８は、分配器５３の出力信号に対してＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｉ）を乗算し、スクランブル部５４の乗算器８９は、分配器５３の出力信号に対してＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｑ）を乗算する。

なお、ＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｉ），βｃｃ（Ｑ）は、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーを考慮して決定する。即ち、加算器９３から出力されるＩ信号の信号パワーとＱ信号の信号パワーが均一になるように決定する。
因みに、図６はデータ用チャネルの設定数が１である場合の複素平面であるが、例えば、データＤＰＤＣＨ１の信号パワーが“１．５”、制御データＤＰＣＣＨの信号パワーが“１．０”であれば、Ｉ軸の制御データＡＤＰＣＣＨ（Ｉ）の信号パワーが“１．０”、Ｑ軸の制御データＡＤＰＣＣＨ（Ｑ）の信号パワーが“０．５”になるように、ＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｉ），βｃｃ（Ｑ）が決定される。

次に、スクランブル部５４の加算器９０は、乗算器８１〜８３，８８の出力信号を足し合わせ、スクランブル部５４の加算器９１は、乗算器８４〜８７，８９の出力信号を足し合わせる。
また、スクランブル部５４の乗算器９２は、加算器９１の出力信号をＱ軸に割り当てるため、加算器９１の出力信号に対して虚数ｊを乗算する。
次に、スクランブル部５４の加算器９３は、加算器９０の出力信号と乗算器９２の出力信号を加算し、スクランブル部５４の乗算器９４は、加算器９３の出力信号に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する。

変調部５５は、上記のようにしてスクランブル部５４が複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成すると、その複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を直交変調して変調信号を生成する（ステップＳＴ５）。
周波数変換部５６は、変調部５５が変調信号を生成すると、その変調信号を周波数変換して無線周波数信号を生成し、その無線周波数信号を増幅してアンテナ５７に出力する（ステップＳＴ６）。これにより、アンテナ５７から無線周波数信号が基地局１に送信される。

基地局１の周波数変換部６２は、アンテナ６１が移動局２から送信された無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号を周波数変換してベースバンド信号を出力する（ステップＳＴ７）。
直交復調部６３は、周波数変換部６２がベースバンド信号を出力すると、そのベースバンド信号を直交復調して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力する（ステップＳＴ８）。

逆スクランブル部６４は、直交復調部６３が複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を出力すると、その複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）に対して移動局識別用の識別符号を乗算する（ステップＳＴ９）。
即ち、逆スクランブル部６４の乗算器１００が直交復調部６３から出力された複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）に対して移動局識別用の識別符号Ｓｄｐｃｈ,ｎを乗算する。

逆拡散器６５は、逆スクランブル部６４の出力信号に対してチャネル分離用の拡散符号を乗算して各チャネルのデータを分離する（ステップＳＴ１０）。
即ち、逆拡散器６５の乗算器１０１〜１０４は、逆スクランブル部６４から出力されたＩ信号に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，１，Ｃｄ，３，Ｃｄ，５，Ｃｃｃをそれぞれ乗算し、逆拡散器６５の乗算器１０５〜１０９は、逆スクランブル部６４から出力されたＱ信号に対してチャネル分離用の拡散符号Ｃｄ，２，Ｃｄ，４，Ｃｄ，６，Ｃｃ，Ｃｃｃをそれぞれ乗算する。
そして、逆拡散器６５の積分器１１０〜１１８は、乗算器１０１〜１０９の出力信号を拡散符号時間長に渡って時間積分することにより、データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６と制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨを再現する。

なお、データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１〜ＤＰＤＣＨ６は、データ用チャネル合体部６６により合体されて、個別データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨが再現される（ステップＳＴ１１）。
また、逆拡散器６５の積分器１１３の出力信号と積分器１１８の出力信号とが合成器６７により合成されて、新たに追加される制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨが再現される（ステップＳＴ１２）。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、スクランブル部５４が拡散器５２及び分配器５３の出力信号をＩＱ多重して複素信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を生成する際、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーを考慮して、ＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｉ），βｃｃ（Ｑ）を決定するように構成したので、例えば、周波数変換部５６における増幅器のひずみの発生を抑制して、隣接周波数帯域への妨害を抑制することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態１では、６個のデータ用チャネルを設定するものについて示したが、データ用チャネルの設定数が５以下の場合、データＤＰＤＣＨ１から順番にＩ／Ｑ軸に割り当てられ、不要なデータ用チャネルに関する処理は行われない。また、データ用チャネルの設定数は、必要とされる通信サービスや通信速度により決定される。

実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による通信システムに適用される移動局を示す構成図であり、図８はこの発明の実施の形態２による通信システムに適用される基地局を示す構成図である。図において、図１及び図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５８は拡散器５２によるスペクトル拡散後の制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをスクランブル部５４の乗算器８８又は乗算器８９に出力するセレクタ（ＩＱ多重手段）、６８は逆拡散器６５の積分器１１３又は積分器１１８から制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを入力して出力するセレクタ（ＩＱ分離手段）である。

上記実施の形態１では、分配器５３が拡散器５２における乗算器７８の出力データをスクランブル部５４の乗算器８８，８９に分配し、スクランブル部５４の乗算器８８，８９がＩ信号の信号パワーとＱ信号の信号パワーが均一になるようなＡＤＰＣＣＨ用の振幅係数βｃｃ（Ｉ），βｃｃ（Ｑ）を分配器５３の出力信号に乗算するものについて示したが、Ｉ軸及びＱ軸のうち、信号パワーが小さい方の軸に制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てるため、セレクタ５８がＩ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーを考慮して、拡散器５２における乗算器７８の出力データをスクランブル部５４の乗算器８８又は乗算器８９に出力するようにしてもよい。

即ち、３ＧＰＰ規格のＴＳ２５．２１３には、データ用チャネルの設定数が１であれば、そのデータ用チャネルをＩ軸に割り当て（図９を参照）、データ用チャネルの設定数が２であれば、各データ用チャネルをＩ軸とＱ軸に割り当てるというように（図１０を参照）、Ｉ軸及びＱ軸に対してデータ用チャネルを交互に割り当てるように規定されている。
そこで、この実施の形態２では、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーとのバランスを取る観点から、移動局２のセレクタ５８は、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、拡散器５２における乗算器７８の出力データをスクランブル部５４の乗算器８９に出力して、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをＱ軸に割り当てるようにする。

基地局１のセレクタ６８は、Ｑ軸に割り当てられている制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを得るため、逆拡散器６５の積分器１１８から制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを入力して、その制御データＡＤＰＣＣＨを出力する。
一方、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、移動局２のセレクタ５８は、拡散器５２における乗算器７８の出力データをスクランブル部５４の乗算器８８に出力して、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをＩ軸に割り当てるようにする。

基地局１のセレクタ６８は、Ｉ軸に割り当てられている制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを得るため、逆拡散器６５の積分器１１３から制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを入力して、その制御データＡＤＰＣＣＨを出力する。
これにより、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、例えば、周波数変換部５６における増幅器のひずみの発生を抑制して、隣接周波数帯域への妨害を抑制することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態２では、データ用チャネルの設定数に応じて制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てる軸を決定するものについて示したが、移動局２のセレクタ５８がＩ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーを計測して、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てる軸を決定するようにしてもよい。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、Ｉ軸及びＱ軸のうち、信号パワーが小さい方の軸に制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てるものについて示したが、図１３及び図１４に示すように、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを常にＱ軸に割り当てるようにしてもよい。 即ち、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨの拡散符号長は２５６程度であって、制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨの拡散符号長と同程度であると考えられる。

したがって、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨの信号パワーは、データ用チャネルのデータＤＰＤＣＨ１等の信号パワーと比べて小さく、また、例えばインターネットなどの利用を考えた場合、下りリンクで送信するデータ量と比べて上りリンクで送信するデータ量は多くないと考えられるので、ＨＳＤＰＡ用リンクを設定する多くの場合、データ用チャネルの設定数が１であることが考えられる。

ここで、図１５〜図２０は、データ用チャネルの設定数（図中にＮで表示）を変えて、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをＩ軸またはＱ軸に割り当てた場合の、スクランブル部５４の出力波形におけるＣＣＤＦ（Ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性のシミュレーション例を示している。図中の“Ｉ”がＩ軸に制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てた場合の特性を示し、“Ｑ”がＱ軸に制御データＡＤＰＣＣＨを割り当てた場合の特性を示している。

ＣＣＤＦ特性とは、瞬時パワーが平均パワー対して時間的にどれくらい上回るかの割合（％）を示すものである。ＣＣＤＦ特性が右側にいくほど、平均パワーに比べて大きい瞬時パワーになる割合が大きい（パワー変動が大きい）ことを意味する。例えば、データ用チャネルの設定数が１（Ｎ＝１）で、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをＱ軸に割り当てた特性を見ると、平均パワーから３．５ｄＢ程度以上高い瞬時パワーとなる時間的割合は０．１％である。
増幅器としては、変動の大きい信号が入力するほど歪が発生しやすくなり、歪を抑えるためにより大きいパワーまで線形性が要求されるので消費電流が増加する。

図１５から分かるように、Ｎ＝１（データ用チャネルはＤＰＤＣＨ１のみ）の場合は、制御データＡＤＰＣＣＨの割り当て軸がＩかＱかにより大きく特性が異なり、Ｑ軸に割り当てた方が歪の発生が少ない。同様にして、Ｎに応じて特性の良い割り当て軸が入れ替わっており、Ｎが奇数であればＱ軸に、Ｎが偶数であればＩ軸に割り当てた方がＣＣＤＦ特性が良好であることが分かる。これは、上記実施の形態２における割り当て方法と一致しており、ＣＣＤＦ特性の観点から歪を低減できる最も良い方法であることが分かる。
しかし、Ｎ＝１の場合と比べて、Ｎ＞１の場合は、Ｉ軸とＱ軸との差が大きくないので、歪の程度も差が小さいと考えることができる。
よって、Ｉ軸の信号パワーとＱ軸の信号パワーとのバランスを取る観点と、増幅器の入力信号の特性の観点とから、制御用チャネルの制御データＤＰＣＣＨと一緒に、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨをＱ軸に割り当てても、実用上問題を生じることが少ないと考えられる。

このように、制御用チャネルの制御データＡＤＰＣＣＨを常にＱ軸に割り当てる場合、図１１及び図１２に示すように、分配器５３や合成器６７、あるいは、セレクタ５８，６８が不要になり、回路構成の簡略化を図ることができる効果を奏する。

この発明の実施の形態１による通信システムに適用される移動局を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による通信システムに適用される基地局を示す構成図である。 拡散器、分配器及びスクランブル部の内部構成を示す構成図である。 逆スクランブル部、逆拡散器及び合成器の内部構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による通信方法を示すフローチャートである。 データ用チャネルの設定数が１である場合の複素平面を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による通信システムに適用される移動局を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による通信システムに適用される基地局を示す構成図である。 データ用チャネルの設定数が１である場合の複素平面を示す説明図である。 データ用チャネルの設定数が２である場合の複素平面を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による通信システムに適用される移動局を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による通信システムに適用される基地局を示す構成図である。 データ用チャネルの設定数が１である場合の複素平面を示す説明図である。 データ用チャネルの設定数が２である場合の複素平面を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 変調波形のＣＣＤＦ特性を示す説明図である。 従来の通信システムを示す概念図である。 移動局の内部構成を示す構成図である。 拡散器及びスクランブル部の内部構成を示す構成図である。 振幅係数βｄ，βｃが取り得る値を示す表図である。 データ用チャネルの設定数が１である場合の複素平面を示す説明図である。 従来の通信システムを示す概念図である。

符号の説明

５１ 分配器（ＩＱ多重手段）、５２ 拡散器（ＩＱ多重手段）、５３ 分配器（ＩＱ多重手段）、５４ スクランブル部（ＩＱ多重手段）、５５ 変調部（送信手段）、５６ 周波数変換部（送信手段）、５７ アンテナ（送信手段）、５８ セレクタ（ＩＱ多重手段）、６１ アンテナ（受信手段）、６２ 周波数変換部（受信手段）、６３ 直交復調部（受信手段）、６４ 逆スクランブル部（ＩＱ分離手段）、６５ 逆拡散器（ＩＱ分離手段）、６６ データ用チャネル合体部（ＩＱ分離手段）、６７ 合成器（ＩＱ分離手段）、６８ セレクタ（ＩＱ分離手段）、７１〜７６ 乗算器、７７ 乗算器、７８ 乗算器、８１〜８６ 乗算器、８７ 乗算器、８８，８９ 乗算器、９０ 加算器、９１ 加算器、９２ 乗算器、９３ 加算器、９４ 乗算器、１００ 乗算器、１０１〜１０４ 乗算器、１０５〜１０９ 乗算器、１１０〜１１８ 積分器。

Claims (24)

1. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重手段と、
   上記ＩＱ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備え、
   上記ＩＱ多重手段は、データ用チャネルの送信データをＩ軸およびＱ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当てるとともに、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＩ軸に割り当て、ＩＱ多重することで複素信号を生成することを特徴とする移動局。
2. ＩＱ多重手段は、各チャネルのデータに対してスペクトル拡散を行う拡散器を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動局。
3. 拡散器は、データ用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器と、制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算器とを備えたことを特徴とする請求項２記載の移動局。
4. ＩＱ多重手段は、各チャネルのデータをＩＱ多重したものに対してスクランブル処理を行うスクランブル部を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動局。
5. スクランブル部は、データ用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器と、制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算器とを備えたことを特徴とする請求項４記載の移動局。
6. スクランブル部は、Ｉ軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するＩ軸加算器と、Ｑ軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するＱ軸加算器とを備えたことを特徴とする請求項４記載の移動局。
7. スクランブル部は、各チャネルのデータをＩＱ多重したものに対して、移動局識別用の識別符号を乗算する乗算器を備えたことを特徴とする請求項４記載の移動局。
8. 制御データの追加は、制御用チャネルの追加によって行われるものであることを特徴とする請求項１記載の移動局。
9. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重する移動局から送信された無線周波数信号を受信し、その無線周波数信号を復調して複素信号を出力する受信手段と、上記受信手段から出力された複素信号をＩＱ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを出力するＩＱ分離手段とを備え、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であればＱ軸に偶数であればＩ軸に割り当てられた当該制御データを、その割り当てられたＩ軸又はＱ軸に上記ＩＱ分離手段が分離して出力することを特徴とする基地局。
10. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重手段と、上記ＩＱ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備えた移動局と、上記移動局から送信された信号を受信し、その信号を復調して複素信号を出力する受信手段と、上記受信手段から出力された複素信号をＩＱ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データとを出力するＩＱ分離手段とを備えた基地局とを含み、上記移動局のＩＱ多重手段は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをＩ軸に割り当てる一方、上記基地局のＩＱ分離手段は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データがＩ軸又はＱ軸に割り当てられている場合、その割り当てられているＩ軸又はＱ軸に制御データを分離して出力することを特徴とする通信システム。
11. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重工程と、
    上記ＩＱ多重工程により生成された複素信号を変調して送信する送信工程とを含み、
    上記ＩＱ多重工程では、データ用チャネルの送信データをＩ軸及びＱ軸に交互に割り当て、制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当てるとともに、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルの制御データをＩ軸に割り当て、ＩＱ多重することで複素信号を生成することを特徴とする送信方法。
12. ＩＱ多重工程は、各チャネルのデータに対してスペクトル拡散を行う拡散工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の送信方法。
13. 拡散工程は、データ用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程と、制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対してチャネル分離用の拡散符号を乗算する乗算工程とを含むことを特徴とする請求項１２記載の送信方法。
14. ＩＱ多重工程は、各チャネルのデータをＩＱ多重したものに対してスクランブル処理を行うスクランブル工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の送信方法。
15. スクランブル工程は、データ用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程と、制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程と、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルのデータに対して振幅係数を乗算する乗算工程とを含むことを特徴とする請求項１４記載の送信方法。
16. スクランブル工程は、Ｉ軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するＩ軸加算工程と、Ｑ軸に割り当てられたチャネルのデータを加算するＱ軸加算工程とを含むことを特徴とする請求項１４記載の送信方法。
17. スクランブル工程は、各チャネルのデータをＩＱ多重したものに対して、移動局識別用の識別符号を乗算する乗算工程を含むことを特徴とする請求項１４記載の送信方法。
18. 制御データの追加は、制御用チャネルの追加によって行われるものであることを特徴とする請求項１１記載の送信方法。
19. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重する移動局から送信された無線周波数信号を受信し、その無線周波数信号を復調して複素信号を出力する受信工程と、上記受信工程にて生成された複素信号をＩＱ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを出力するＩＱ分離工程とを含み、上記ＩＱ分離工程では、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する際にデータ用チャネルの設定数が奇数であればＱ軸に偶数であればＩ軸に割り当てられた当該制御データを、その割り当てられたＩ軸又はＱ軸に分離して出力することを特徴とする受信方法。
20. 移動局が６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成し、その複素信号を変調して送信する一方、基地局が上記移動局から送信された信号を受信すると、その信号を復調して複素信号を生成し、その複素信号をＩＱ分離してデータ用チャネルの送信データと制御用チャネルの制御データと下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データとを出力する通信方法において、上記移動局は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをＩ軸に割り当てる一方、上記基地局は、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データがＩ軸又はＱ軸に割り当てられている場合、その割り当てられているＩ軸又はＱ軸に当該制御データを分離して出力することを特徴とする通信方法。
21. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重装置であって、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをＩ軸に割り当てることを特徴とするＩＱ多重装置。
22. ６チャネル以下のデータ用チャネルの送信データ、制御用チャネルの制御データ、および、当該送信データ及び当該制御データに加えて、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データをＩＱ多重して複素信号を生成するＩＱ多重方法であって、上記下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルの制御データを追加する場合、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、当該制御データをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、当該制御データをＩ軸に割り当てることを特徴とするＩＱ多重方法。
23. データ用チャネル、制御用チャネル、および、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルが割当可能な移動局であって、
    ＩＱ多重により複素信号を生成するＩＱ多重手段と、
    前記ＩＱ多重手段により生成された複素信号を変調して送信する送信手段とを備え、
    前記ＩＱ多重手段は、前記制御用チャネルをＱ軸に割り当てると共に、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをＩ軸に割り当てることを特徴とする移動局。
24. データ用チャネル、制御用チャネル、および、下り高速パケットデータに対する専用の制御用チャネルが割当可能な移動局で行われる送信方法であって、
    ＩＱ多重により複素信号を生成するＩＱ多重工程と、
    前記ＩＱ多重工程により生成された複素信号を変調して送信する送信工程とを備え、
    前記ＩＱ多重工程は、前記制御用チャネルをＱ軸に割り当てると共に、データ用チャネルの設定数が奇数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをＱ軸に割り当て、データ用チャネルの設定数が偶数であれば、下り高速パケットデータ専用の制御用チャネルをＩ軸に割り当てることを特徴とする送信方法。

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