JP4336797B2

JP4336797B2 - 移動通信システム、基地局装置及びそれに用いる変調方法

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Publication number: JP4336797B2
Application number: JP2004040721A
Authority: JP
Inventors: 潤一矢作
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: JP2005236455A

Description

本発明は移動通信システム、基地局装置及びそれに用いる変調方法に関し、特に基地局装置における変調回路における変調方式の高速切替えに関する。

移動通信網において、今後、データトラフィックの大幅な増加が予測されており、サーバからのダウンロード等による下りリンク（基地局→移動局：端末）において、こうしたトラフィックの増加に対応する方法が模索されている。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）においては、ＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＡｃｃｅｓｓ）が規定されている。

ＨＳＤＰＡでは、無線リンク品質の変化に対する制御をより効果的に行うために、下りデータの転送を行う際、無線基地局が多数の端末に対して時間多重・コード多重を行い、一つの共通チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣＨａｎｎｅｌ）を用いて多数の端末側への下りデータを送信している。

このＨＳ−ＰＤＳＣＨでは、変調方式としてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）と１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とが採用されている。そのため、ＨＳＤＰＡを実現する際には、基地局装置において１６ＱＡＭ変調が必須となる。

また、ＨＳＤＰＡではＴＴＩ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）（２ｍｓ）毎に変調方式を切替えることもあるため、変調回路には変調方式の高速切替えが要求される。尚、複数の変調方式の切替えについては、複数の変調方式それぞれに対応する変調回路と、各変調回路の接続関係を切替えるスイッチとを備える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３１８９９９号公報

しかしながら、従来の基地局装置では、ＱＰＳＫ変調しか想定していないため、上記に述べた１６ＱＡＭ変調や変調方式の高速切替えが不可能である。よって、ＨＳＤＰＡを従来の基地局装置にて実現する場合、１６ＱＡＭ変調にも対応することができ、かつ変調方式の高速切替えが可能なように変調回路を変更する必要があり、この変調回路の変更によるコストの発生が避けられない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、変調回路の変更に伴うコストの削減を図ることができ、変調回路側で変調方式を意識せずに１６ＱＡＭ変調等の高レート変調を可能とすることができる移動通信システム、基地局装置及びそれに用いる変調方法を提供することにある。

本発明による移動通信システムは、低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置を含む移動通信システムであって、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力する切替え手段と、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配する変換手段とを前記基地局装置に備え、前記基地局装置において前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行っている。

本発明による基地局装置は、低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置であって、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力する切替え手段と、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配する変換手段とを備え、前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行っている。

本発明による変調方法は、低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置を含む移動通信システムの変調方法であって、前記基地局装置側に、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力するステップと、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配するステップとを備え、前記基地局装置において前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行っている。

すなわち、本発明の変調方法は、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）等の低変調レートの変調回路に変更を加えずに、１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の高変調レートを可能にし、さらにそれら変調方式の高速切替えをも可能としている。

具体的に説明すると、本発明の変調方法では、変調方式制御信号を用いて変調方式を指定し、変調回路の変調レートを指定した場合の処理と、変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定した場合の処理とを行う。

変調回路の変調レートを指定した場合には、入力データを１つの変調回路に対して入力し、振幅情報、拡散コードの割り当ても従来の方法にて行う。また、変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定した場合には、変換部にて入力データに対して、変調回路の変調レートに合わせて入力データを複数の変調回路に分配し（例えば、ＱＰＳＫ変調回路を用いて１６ＱＡＭを実現する場合、入力データを２ｂｉｔ単位で２つのＱＰＳＫ変調回路に分配する）、また所望信号点配置と変調回路が期待する信号点配置との整合をとるための変換処理を必要に応じて施す。

この信号点整合時の変換処理には、入力データを用いたビット演算による方法を採用する。このことによって、本発明では、メモリを参照する方法に比べ、処理の高速化を期待することが可能となる。

本発明の変調方法では、各変調回路に対して所望の信号点配置を実現するための振幅比を乗じた振幅情報と、同拡散コードを割り当て、各変調回路が設定された振幅値、拡散コードにしたがって入力データの変調を行う。

これによって、本発明の変調方法では、各変調回路の出力のベクトル和が高変調レートの信号点を形成することとなる。

上記の二つの場合の動作からわかるように、本発明の変調方法では、制御側から見れば変調方式の指定のみで変調方式の切替えが可能であり、一方、変調回路側から見れば変調方式を意識せず、入力データに対して割り当てられた振幅値、拡散コードにしたがって変調を行えばよいという特徴がある。

これによって、本発明の変調方法では、ＴＴＩ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）（２ｍｓ）単位での高速な変調方式の切替え（例えば、１０コードのＱＰＳＫ変調と５コードの１６ＱＡＭ変調との高速切替え）も可能となる。

本発明の変調方法では、ＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＡｃｃｅｓｓ）対応としてのＱＰＳＫ変調回路を２つ使用して１６ＱＡＭ変調を可能とするだけに限らず、ＱＰＳＫ変調回路３つ、またはＱＰＳＫ変調回路及び１６ＱＡＭ変調回路にて６４ＱＡＭ変調を行う等、他の多値ＱＡＭへの適用も可能とする。

本発明は、以下に述べる構成及び動作とすることで、変調回路の変更に伴うコストの削減を図ることができ、変調回路側で変調方式を意識せずに１６ＱＡＭ変調等の高レート変調を可能とすることができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による基地局装置の変調部の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による基地局装置の変調部は変調制御部１と、データ出力部２と、変換部３と、振幅制御部４と、コード制御部５と、切替部（Ａ，Ｂ）６，７と、変調回路（Ａ，Ｂ）８，９とから構成されている。尚、本発明の一実施例による移動通信システムは上記の構成の変調部を持つ基地局装置を含んで構成されている。

変調制御部１は変調方式制御信号と変調回路指定信号とを用いて変調方式の制御を行い、データ出力部２は入力データＤ０〜Ｄ３を出力する。変換部３は入力データＤ０〜Ｄ３をデータＤ０，Ｄ１とデータＤ２，Ｄ３とに分配し、かつ所望信号点と変調回路の期待信号点との整合をとるための変換処理を行う。

振幅制御部４は変調方式制御信号と変調回路指定信号にしたがって変調回路（Ａ，Ｂ）８，９への振幅情報Ａ_A，Ａ_Bの設定を行い、コード制御部５は変調方式制御信号と変調回路指定信号とにしたがって変調回路（Ａ，Ｂ）８，９に拡散コードＣ_A，Ｃ_Bを割り当てる。

切替部（Ａ）６は変調方式制御信号と変調回路指定信号とにしたがって変換部３からの入力データＤ０’，Ｄ１’のスイッチングを行い、切替部（Ｂ）７は変調方式制御信号と変調回路指定信号とにしたがって変換部３からの入力データＤ２’，Ｄ３’のスイッチングを行う。

変調回路（Ａ）８は切替部（Ａ）６からの入力データに対して設定された振幅情報Ａ_A及び拡散コードＣ_Aに基づいてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調を行い、変調回路（Ｂ）９は切替部（Ｂ）７の入力データに対して設定された振幅情報Ａ_B及び拡散コードＣ_Bに基づいてＱＰＳＫ変調を行う。

図２は図１の変換部３の構成を示すブロック図である。図２において、変換部３は入力データＤ０〜Ｄ３をデータＤ０，Ｄ１とデータＤ２，Ｄ３とに分配する分配回路３１と、分配されたデータＤ２，Ｄ３を反転する反転回路３２と、分配されたデータＤ０，Ｄ１と反転回路３２の出力とを加算する加算回路３３とから構成されている。

図３は本発明の一実施例による基地局装置の変調部の動作を示すフローチャートであり、図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例における１６ＱＡＭ信号点配置形成を示す図である。図４（ａ）は象限指定を示し、図４（ｂ）は象限内の信号点指定を示し、図４（ｃ）は３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）規定の信号点配置を示し、図４（ｄ）は変調回路が期待する信号点配置を示している。

これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例において、ＱＰＳＫ変調を行う２つの変調回路（Ａ，Ｂ）８，９を用いてＱＰＳＫ／１６ＱＡＭ変調を実現する場合の動作について説明する。

変調制御部１は変調制御信号を用いて振幅制御部４、コード制御部５、切替部（Ａ）６、切替部（Ｂ）７に対してそれぞれ変調方式と入力データの入力先となる変調回路とを指定する（図３ステップＳ１）。また、データ出力部２は入力データＤ０〜Ｄ３を変換部３、切替部（Ａ）６、切替部（Ｂ）７へそれぞれ出力する（図３ステップＳ２）。

変換部３は分配回路３１にて入力データＤ０〜Ｄ３に対して、象元を示すＤ０，Ｄ１及び象元内の信号点を示すＤ２，Ｄ３に分配し（図３ステップＳ３）、かつ所望の信号点配置と変調回路が期待する信号点配置との整合をとるための変換処理を施す（図３ステップＳ４）［図４（ｃ），（ｄ）参照］。

この信号点整合時の変換処理には入力データＤ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を用いたビット演算によって行う（図２参照）。これによって、本実施例では、図示せぬメモリを参照する方法に比べて高速な処理が可能となる。

上述した変換部３による変換処理後のＤ０’，Ｄ１’、Ｄ２’，Ｄ３’はそれぞれ切替部（Ａ）６、切替部（Ｂ）７に入力される。

次に、本実施例では、指定した変調方式によって、変調制御信号にてＱＰＳＫ変調を指定した場合と変調制御信号にて１６ＱＡＭ変調を指定した場合との２通りの処理を行う。

変調制御信号にてＱＰＳＫ変調が指定された場合、切替部（Ａ）６は変調制御信号にて変調回路（Ａ）８が指定された場合、入力データＤ０〜Ｄ３を変調回路（Ａ）８に入力する。また、切替部（Ｂ）７は変調制御信号にて変調回路（Ｂ）９が指定された場合、入力データＤ０〜Ｄ３を変調回路（Ｂ）９に入力する。

振幅制御部４は変調制御信号によって指定された変調回路（Ａ）８または変調回路（Ｂ）９に振幅情報Ａを割り当てる［変調回路（Ａ）８が指定された場合にはＡ_A＝Ａ、変調回路（Ｂ）９が指定された場合にはＡ_B＝Ａ］。

コード制御部５は変調制御信号によって指定された変調回路（Ａ）８または変調回路（Ｂ）９に拡散コードＣを割り当てる［変調回路（Ａ）８が指定された場合にはＣ_A＝Ｃ、変調回路（Ｂ）９が指定された場合にはＣ_B＝Ｃ］。

変調回路（Ａ）８または変調回路（Ｂ）９は設定された振幅値（振幅情報Ａ）、拡散コードＣにしたがって入力データに対してＱＰＳＫ変調を行う（図３ステップＳ５〜Ｓ８）。

一方、変調制御信号にて１６ＱＡＭ変調が指定された場合、切替部（Ａ）６は入力データＤ０’，Ｄ１’を変調回路（Ａ）８に入力し、切替部（Ｂ）７は入力データＤ２’，Ｄ３’を変調回路（Ｂ）９に入力する（図３ステップＳ９）。

振幅制御回路４は変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９に対してデータＤ０，Ｄ１とデータＤ２，Ｄ３との振幅比１：０．５を乗じた振幅情報Ａ_A＝Ａ，Ａ_B＝Ａ／２を割り当てる（図３ステップＳ１０）。

コード制御回路５は変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９に対して同じ拡散コードＣを割り当てる（Ｃ_A＝Ｃ，Ｃ_BＢ＝Ｃ）（図３ステップＳ１１）。変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９は設定された振幅値、拡散コードにしたがって入力データに対してＱＰＳＫ変調を行う（図３ステップＳ１２）。

これによって、本実施例では、変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９それぞれの出力のベクトル和が所望の１６ＱＡＭ変調の信号点配置を形成する［図４（ａ），（ｂ）参照］。

このように、本実施例では、制御側から見れば、変調方式の指定のみで変調方式の切替えが可能であり、一方、変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９側から見れば、変調方式を意識せず、入力データに対して割り当てられた振幅値、拡散コードにしたがって変調を行えばよいため、従来の変調回路を用いたＴＴＩ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）（２ｍｓ）単位での高速な変調方式の切替えが可能となる。

また、本実施例では、変換部３での変換処理として入力データを用いたビット演算を採用しており、メモリを参照する方法に比べ、メモリ読出しの時間がない分、高速に処理ができるため、信号点整合時の変換処理の高速化を図ることができる。

よって、本実施例では、変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９の変更に伴うコストの削減を図ることができ、変調回路（Ａ）８及び変調回路（Ｂ）９側で変調方式を意識せずに、１６ＱＡＭ変調等の高レート変調を行うことができる。

本発明の一実施例による基地局装置の変調部の構成を示すブロック図である。図１の変換部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例による基地局装置の変調部の動作を示すフローチャートである。（ａ）は本発明の一実施例における象限指定を示す図、（ｂ）は本発明の一実施例における象限内の信号点指定を示す図、（ｃ）は本発明の一実施例における３ＧＰＰ規定の信号点配置を示す図、（ｄ）は本発明の一実施例における変調回路が期待する信号点配置を示す図である。

符号の説明

１変調制御部
２データ出力部
３変換部
４振幅制御部
５コード制御部
６切替部（Ａ）
７切替部（Ｂ）
８変調回路（Ａ）
９変調回路（Ｂ）
３１分配回路
３２反転回路
３３加算回路

Claims

低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置を含む移動通信システムであって、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力する切替え手段と、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配する変換手段とを前記基地局装置に有し、前記基地局装置において前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行うことを特徴とする移動通信システム。
前記変換手段は、所望の信号点配置と前記第１及び第２の変調回路が期待する信号点配置との整合をとるための変換処理を行うことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
前記変換処理は、前記入力データを用いたビット演算によって行うことを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
前記第１及び第２の変調回路に対して前記所望の信号点配置を実現するための振幅比を乗じた振幅情報と拡散コードとを割り当てる手段を前記基地局装置に含み、
前記基地局装置は、前記第１及び第２の変調回路各々に設定された振幅値及び拡散コードにしたがって前記入力データの変調を行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載の移動通信システム。
前記基地局装置は、前記第１及び第２の変調回路各々を用いてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調と１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とを切替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の移動通信システム。
低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置であって、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力する切替え手段と、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配する変換手段とを有し、前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行うことを特徴とする基地局装置。
前記変換手段は、所望の信号点配置と前記第１及び第２の変調回路が期待する信号点配置との整合をとるための変換処理を行うことを特徴とする請求項６記載の基地局装置。
前記変換処理は、前記入力データを用いたビット演算によって行うことを特徴とする請求項７記載の基地局装置。
前記第１及び第２の変調回路に対して前記所望の信号点配置を実現するための振幅比を乗じた振幅情報と拡散コードとを割り当てる手段を含み、
前記第１及び第２の変調回路各々に設定された振幅値及び拡散コードにしたがって前記入力データの変調を行うことを特徴とする請求項７または請求項８記載の基地局装置。
前記第１及び第２の変調回路各々を用いてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調と１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とを切替えることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか記載の基地局装置。
低変調レートの第１及び第２の変調回路を持つ基地局装置を含む移動通信システムの変調方法であって、前記基地局装置側に、前記第１及び第２の変調回路の変調レートを指定する場合に前記第１及び第２の変調回路のうちの一方に前記入力データを出力するステップと、前記第１及び第２の変調回路の変調レートよりも高変調レートを指定する場合に前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配するステップとを有し、前記基地局装置において前記第１及び第２の変調回路を用いて前記低変調レートと前記高変調レートとの切替えを行うことを特徴とする変調方法。
前記入力データを前記第１及び第２の変調回路に分配するステップは、所望の信号点配置と前記第１及び第２の変調回路が期待する信号点配置との整合をとるための変換処理を行うことを特徴とする請求項１１記載の変調方法。
前記変換処理は、前記入力データを用いたビット演算によって行うことを特徴とする請求項１２記載の変調方法。
前記基地局装置側に、前記第１及び第２の変調回路に対して前記所望の信号点配置を実現するための振幅比を乗じた振幅情報と拡散コードとを割り当てるステップを含み、前記基地局装置は、前記第１及び第２の変調回路各々に設定された振幅値及び拡散コードにしたがって前記入力データの変調を行うことを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の変調方法。
前記基地局装置は、前記第１及び第２の変調回路各々を用いてＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調と１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調とを切替えることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか記載の変調方法。