WO2006064549A1 - 拡散コード割当方法、逆拡散方法、送信装置、受信装置、通信装置、無線基地局装置、及び移動端末装置 - Google Patents

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channel
spreading
receiving
spreading factor
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Tsuyoshi Shimomura
Dai Kimura
Tetsuya Yano
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Fujitsu Limited
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    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • Spreading code allocation method Spreading code allocation method, despreading method, transmitting device, receiving device, communication device, radio base station device, and mobile terminal device
  • the present invention relates to a technique for performing transmission / reception of data in units of channels using a two-dimensional spreading code that spreads in a time direction and a frequency direction.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplex
  • the OFDM-CDMA system which combines Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Modulation) and CDMA (Code Division Multiple Access) systems, is attracting attention.
  • the OF DM modulation method is a modulation method with high frequency utilization efficiency using a plurality of subcarriers orthogonal to each other
  • the CDMA method is a modulation method using a spread spectrum communication method with high interference resistance. is there.
  • the OFDM-CDMA system combining these two systems spreads at least one of them using a two-dimensional spreading code that can be spread in the time and frequency directions. This method is described in Patent Documents 1 and 2, for example.
  • the channel propagation path state changes depending on the situation. If the propagation path condition deteriorates, the transmission characteristics and system capacity decrease.
  • the transmission side sets the spreading factor in the time direction and frequency direction according to the channel propagation state in order to suppress the deterioration of transmission characteristics and system capacity. is doing. For example, the longer the maximum delay time in the propagation path is, the smaller the spreading factor in the frequency direction is set to suppress the deterioration of orthogonality between spreading codes.
  • the spreading factor in the time direction is set smaller as the maximum Doppler frequency in the propagation path is higher, and the deterioration of orthogonality between spreading codes is suppressed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-46474
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-48117
  • the present invention relates to a communication method in which spreading is performed using a two-dimensional spreading code such as the OFDM-CDMA method, while maintaining a high system capacity utilization efficiency, a plurality of users are allowed to check the state of each propagation path.
  • the purpose is to provide a technology that enables data to be received with a spreading factor according to the standard.
  • the spreading code assignment method of the present invention is a method for assigning a two-dimensional spreading code that spreads in the time direction and the frequency direction to each channel, and at least one of the time direction and the frequency direction is orthogonal to each other, In addition, a spreading code that can be despread with a spreading factor smaller than the original spreading factor in each direction is selected, and a spreading code to be assigned to each channel is determined from the power of the spreading code to be selected.
  • the despreading method is a method for despreading a symbol of a channel transmitted by being spread with a spreading code assigned by the spreading code assigning method to a receiving apparatus that has received it.
  • Each method performs despreading as follows.
  • a time is applied to the received symbol of the same channel.
  • the despreading is performed with a plurality of spreading factors including a spreading factor that is smaller than the original spreading factor in at least one of the direction and the frequency direction.
  • the spreading factor used for symbol despreading is determined.
  • the same channel is preferably a channel through which pilot symbols are transmitted. Further, it is desirable that the determined spreading factor is updated as necessary by the pilot symbols received after the determination. Alternatively, it is desirable to update another channel symbol based on the result of despreading with the spreading factor. It is also desirable to specify the moving speed of the receiving device relative to the transmitting device that transmits the channel symbol, and to update the determined spreading factor as necessary based on the specified result. Furthermore, it is desirable that the determined spreading factor is updated as necessary based on the delay spread detected in another channel.
  • the despreading method of the second aspect the result of despreading the received channel symbol is monitored, and based on the monitored result, the despreading is performed on the received channel symbol. Change the spreading factor.
  • the monitoring result is desirably a delay spread.
  • the moving speed of the receiving device relative to the transmitting device that transmits the channel symbol is specified, and the spreading factor used for the despreading for the received channel symbol is determined based on the specified result. Change as necessary.
  • the transmitting apparatus of the present invention is based on the premise that a plurality of channels can be multiplexed and transmitted using a two-dimensional spreading code that spreads in the time direction and the frequency direction, and at least in the time direction and the frequency direction.
  • a code allocation unit that allocates a spreading code that is orthogonal to each other and that can be despread with a spreading factor smaller than the original spreading factor in each direction, and a spreading code assigned by the code allocation unit
  • a communication device includes the transmission device.
  • the second communication device uses the spreading factor set for despreading of at least one of the channel and other channel symbols from the communication device that transmitted the channel symbol.
  • the receiving means capable of receiving the spreading factor information shown and the spreading factor information received by the receiving means.
  • Control means for controlling assignment of the spreading code to each channel by the assigning means.
  • the receiving means receives a symbol of a channel that is spread and transmitted using a spreading code and performs despreading. Further, it is desirable that the control means dynamically updates the spreading factor used by the receiving means for despreading the channel symbols. It is desirable that the spreading factor used by the receiving means for despreading the channel symbols can be reflected in the spreading code assignment by the code assigning means.
  • a radio base station apparatus includes the transmission apparatus according to the first aspect.
  • the receiving apparatus is provided with the following means on the premise that it can receive the symbol of the channel that is spread and transmitted by the transmitting apparatus of the first aspect.
  • the receiving apparatus includes a receiving unit capable of receiving channel symbols, and at least one of a time direction and a frequency direction of an original spreading factor with respect to symbols of the same channel received by the receiving unit.
  • a plurality of despreading means each performing despreading with different spreading factors, including a smaller spreading factor, and other despreading for symbols of channels other than the same channel received by the receiving means.
  • Despreading means and control means for setting a spreading factor used by other despreading means for despreading based on the result of despreading by each of the plurality of despreading means.
  • control means updates the spreading factor used by the other despreading means for the despreading based on the result of the despreading performed by the other despreading means.
  • the receiving device of the second aspect further includes speed specifying means for specifying the moving speed of the receiving apparatus with respect to the transmitting apparatus that transmits a channel symbol
  • the control means includes Based on the moving speed specified by the speed specifying means, the spreading rate used by other despreading means for despreading is updated.
  • a communication device includes the reception device according to the first aspect, and the control unit causes the transmission unit to transmit information indicating a spreading factor used by another despreading unit for despreading. In addition, it is desirable that the transmission means spreads and transmits information using a two-dimensional spreading code.
  • a receiving apparatus includes a receiving unit that can receive channel symbols, a despreading unit that despreads channel symbols received by the receiving unit, and a spreading factor that the despreading unit uses for despreading. And a control means for dynamically updating.
  • control means updates the spreading factor used by the despreading means for despreading based on the result of the despreading performed by the despreading means.
  • the receiving apparatus of the fourth aspect further includes speed specifying means for specifying the moving speed (or Doppler shift) of the receiving apparatus with respect to the transmitting apparatus that transmits the channel symbol. Then, the control means updates the diffusion rate used by the despreading means for despreading based on the moving speed or Doppler shift specified by the speed specifying means.
  • a communication device includes the receiving device according to the third aspect, and the control unit causes the transmission unit to transmit information indicating a spreading factor used by the despreading unit for despreading. It is desirable that the transmission means spreads and transmits information using a two-dimensional spreading code.
  • a receiving apparatus includes a receiving means capable of receiving a channel symbol, a despreading means for despreading the channel symbol received by the receiving means, and a reception for a transmitting apparatus that transmits the channel symbol.
  • a speed specifying means for specifying the moving speed of the apparatus; and a control means for dynamically updating a spreading factor used by the despreading means for the despreading based on the moving speed specified by the speed specifying means.
  • a communication device includes the receiving device according to the fifth aspect, and the control unit causes the transmission unit to transmit information indicating a spreading factor used by the despreading unit for despreading. It is desirable that the transmission means spreads and transmits information using a two-dimensional spreading code.
  • a mobile terminal apparatus includes the receiving apparatus according to the first, third, and fifth aspects, respectively.
  • a two-dimensional diffusion code in which at least one of the time direction and the frequency direction is orthogonal to each other and can be despread with a smaller spreading factor than the original spreading factor in each direction is selected and selected.
  • the spreading code assigned to each channel is determined from the target spreading codes. Since the channel symbols are spread using the spreading codes assigned in this way, the receiving side performs despreading for the symbols with multiple spreading factors. Can always do. This realizes an environment where despreading can be performed by selecting a more appropriate spreading factor according to the state of the propagation path.
  • the received symbol can be despread with a plurality of spreading factors
  • the selection of the spreading factor based on the result of the despreading can be performed by one channel force, multiple users (receiving devices).
  • the spreading factor can be selected appropriately (including updating) by paying attention to other factors that affect the state of the propagation path, such as the moving speed of the receiving side relative to the transmitting side of the symbol. Can be performed dynamically at any time. For this reason, despreading can be performed with a spreading factor more appropriate for the state of the propagation path, and the system capacity utilization efficiency can always be kept high.
  • the transmitter confirms or estimates the state of the propagation path confirmed on the receiving side and reflects it in the spreading code assignment, a spreading code more appropriate for the state of the propagation path to the receiving side is selected. It will be assigned more reliably. For this reason, the result of despreading, that is, the reception characteristics can be maintained at a high level with more certainty.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a code domain of a two-dimensional spreading code adopted in the present embodiment.
  • FIG. 2A is a diagram for explaining a method of extracting a part from a two-dimensional spreading code (in the case of SF1 X 4).
  • FIG. 2B is a diagram for explaining a method of extracting a part from the two-dimensional spreading code (in the case of SF4 X 4).
  • FIG. 2C is a diagram for explaining a method of extracting a part from the two-dimensional spreading code (in the case of SF2 X 2).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for assigning a two-dimensional spreading code according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a two-dimensional spreading code to be assigned to another channel when a two-dimensional spreading code is assigned to two channels.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a two-dimensional spreading code to be assigned to another channel when a two-dimensional spreading code is assigned to three channels.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of a spreading code generation unit and a two-dimensional spreading unit.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the contents of a spreading code assignment table (part 1).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the contents of a spreading code assignment table (part 2).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between channels in the spreading code assignment table shown in FIG. 8 and code domains occupied by the two-dimensional spreading codes to which the channels are assigned.
  • FIG. 11 is a flowchart of a spreading code allocation table generation process.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of a communication device that communicates with the communication device shown in FIG. 6.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of a pilot despreading section shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a spreading factor update unit.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining transitions between spreading factors accompanying spreading factor updates.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of a communication device that communicates with the communication device shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a third embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a configuration of a transmission device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a configuration of a transmission device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 22A is a diagram for explaining an example of assignment of spreading factor in the sixth embodiment (SF4 X
  • FIG. 22B is a diagram for explaining an example of spreading factor assignment in the sixth embodiment (in the case of SF2 X 2)
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a configuration of a transmission device according to a seventh embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the code domain of the two-dimensional spreading code employed in the present embodiment.
  • the code domain is obtained when the maximum spreading factor is 16 in both the time direction and the frequency direction.
  • the spreading code a code that is orthogonal even when despreading with a spreading factor different from the original spreading factor (spreading factor used on the transmission side) in both the time direction and the frequency direction is adopted.
  • Such spreading codes are called OVSF (Orthogonal Variable
  • the OVSF code is sequentially generated as a code having a code length doubled by the following equation (1).
  • Codes generated by this equation (1) have the property that orthogonality is maintained unless they are derived from the tree even between different code lengths as well as between the same code lengths.
  • a spreading code (OVSF code) for two-dimensional spreading is
  • SF spreading factor
  • m, j represents the j-th spreading code with a spreading factor of m.
  • X represents the Kronecker product (direct product) of the matrix. Specific examples are shown below.
  • the relationship between the spreading factor in the time direction and the frequency direction in the spreading code is expressed as “SF4 X 4”. “4” located before “X” represents the spreading factor in the time direction, and “4” located behind it represents the spreading factor in the frequency direction. The same notation is used for other diffusivity relationships.
  • Different spreading codes CXC and CXC have either C ⁇ C and C C C C ml.kl nl.ll m2, k2 n2,12 ml.kl m2, k2 nl.ll n2,12 It is orthogonal when at least true. In other words, when either one of the time direction and the frequency direction is at least orthogonal, they are orthogonal as a whole.
  • the code domain of the spreading code generated using the OVSF code is unique depending on the spreading factor of the spreading code and the code number.
  • Figure 1 shows the relationship between spreading codes and their code domains adopted in the time and frequency directions, respectively.
  • the two-dimensional spreading code C X C has a time spreading code of C and a frequency spreading code.
  • the two-dimensional spreading code C X C has both spreading factors in the time direction and the frequency direction.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a method of assigning a two-dimensional spreading code according to the present embodiment.
  • Fig. 3 when only C X C is assigned as the two-dimensional spreading code,
  • the two-dimensional spreading code that is the target of channel allocation is expressed in the code domain.
  • the spreading code in the time direction is C in the area A4 surrounded by a broken line
  • the area A3 which is surrounded by a dashed circle, is the spreading code C in the frequency direction.
  • Area A4 does not meet condition 1 and area A3 does not satisfy condition 2.
  • Area A1 surrounded by a solid line is an area where the two-dimensional diffusion code is C X C.
  • the spreading code C in the frequency direction is generated as a spreading code C having a spreading factor of 2. That
  • spreading code C is a spreading code in the upper layer of spreading code C. This child
  • the two-dimensional spreading code having the code domain in the area A4 is the spreading code C X C,
  • despreading can be performed with a diffusion rate of SF4 X2.
  • a two-dimensional spreading code with a code domain in area A3 can be despread using the spreading code C X C.
  • the A two-dimensional spreading code with a code domain in area A1 is a spreading code C X C, and
  • Any of 4,3 2,0 and C X C can perform despreading.
  • the two-dimensional diffusion code CXC and the force SF1 X 4, SF4 X 1, and SF2 X 2 (Fig. It is also orthogonal to the 2A—C) spreading code. Other than these, it is also orthogonal to the SF2 X 4 and SF4 X 2 spreading codes.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a two-dimensional spreading code to be assigned to another channel when a two-dimensional spreading code is assigned to two channels.
  • C X C and C X C force S are assigned as two-dimensional spreading codes.
  • Region Bl
  • a region B2 surrounded by a solid line includes the region B1, and Condition 3 is not satisfied here.
  • the region B6 surrounded by the solid line includes the region B3 and the condition 3 is not satisfied.
  • Condition 2 is not satisfied in each of the region B4 including the region B1 and the region B5 including the region B3 therein.
  • Condition 1 is not satisfied in each of the region B7 including the region B1 and the region B8 including the region B3 therein.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a two-dimensional spreading code to be assigned to other channels when a two-dimensional spreading code is assigned to three channels.
  • C X C is further assigned as a two-dimensional spreading code from the state shown in FIG.
  • regions Cl and C2 correspond to regions Bl and B3 in FIG. 4, respectively.
  • Region C3 corresponds to the code domain of the two-dimensional spreading code C X C.
  • the area C4 not to be assigned is indicated by a vertical line.
  • the area C5 not assigned by the area C2 is indicated by a horizontal line
  • the area C6 not assigned by the area C3 is indicated by a hatched line.
  • Area C7 in area C4 is an area that is not subject to allocation by areas Cl and C2.
  • the region C8 is excluded from allocation by the regions Cl and C3, and the region C9 is excluded from allocation by the region C1 and C3.
  • a two-dimensional spreading code having a code domain in a region 10 indicated by oblique lines different from the region C6 becomes a target to be assigned to another channel.
  • the transmission side assigns a two-dimensional spreading code to each channel. .
  • the symbols of the received channels can be despread not only with the original spreading factor in both the time direction and the frequency direction, but also at least of them. Even if one is smaller than the original diffusion rate, it is possible to always perform despreading. Therefore, the receiving side can reliably despread the received symbols with a more appropriate spreading factor according to the state of the propagation path. This means that received symbols can be detected (restored) with higher accuracy, that is, reception characteristics can always be kept high.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the communication device according to the first embodiment.
  • the communication device 60 is equipped with a transmission device that assigns a two-dimensional spreading code as described above. For example, it is applied to a radio base station apparatus. Next, the communication device 60 will be described in detail with reference to FIG.
  • the data (symbol) to be transmitted includes pilot symbols and control data in addition to data normally transmitted and received between users.
  • the pilot symbol is common to each user because it is not necessary to apply a different spreading factor for each user. They are temporarily stored in the buffer 612 and then output to the multiplexing unit 601.
  • the multiplexing unit 601 multiplexes input data, for example, and converts it into a data string of each channel.
  • the spreading code generation unit 602 generates spreading codes in the time direction and the frequency direction, respectively.
  • Two-dimensional spreading section 603 receives the spreading code from spreading code generating section 602 and the data string from multiplexing section 601 for each channel. As a result, using the input spreading code, the data string input from multiplexing section 601 is spread for each channel.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of spreading code generation section 602 and two-dimensional spreading section 603. As shown in FIG. 7, spreading code generation section 602 assigns a spreading code in the frequency direction for each channel.
  • An F spreading code assigning unit 611 for generating and a T spreading code assigning unit 612 for generating a time direction spreading code for each channel are provided.
  • the other two-dimensional diffusion unit 603 A plurality of spread modulation sections 701 that spread-modulate data in units of channels using spread codes in the wave number direction and time direction, and a plurality of pieces of data after spread modulation output from each spread modulation section 701 that are added in units of subcarriers Addition unit 702 and IFFT unit 703 that inputs data after addition from each addition unit 702 and performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform). Accordingly, two-dimensional spreading section 603 outputs a signal obtained by multiplexing the data after spreading modulation of each channel to transmitting section 604.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • Transmitting section 604 places the signal input from two-dimensional spreading section 603 on a carrier wave, and outputs it after amplification.
  • the output analog signal is transmitted via the duplexer 605 and the antenna 606.
  • a signal received by antenna 606 is output to receiving section 607 via duplexer 605 and extracted as a digital signal.
  • the extracted received signal is demodulated by demodulator 608 and output to detector 609 and propagation path estimator 610.
  • Detection section 609 performs detection using the demodulated received signal, and outputs the result as received data.
  • the transmission (user) side Fig. 12
  • Fig. 12 does not perform spreading using a two-dimensional spreading code.
  • the propagation path estimation unit 610 estimates the state of the propagation path for each channel from, for example, the reception level or fading of the demodulated reception signal, and outputs the estimation result to the spreading factor control unit 611.
  • Spreading rate control section 611 determines the spreading code assigned to each channel according to the estimation result, and causes spreading code generating section 602 to generate the spreading code. Also, information indicating the assigned spreading code (code information) and its spreading factor are output to the buffer 612 as control data. Thereby, the information is transmitted to the receiving side in the form of control data.
  • the spreading factor control section 611 determines a spreading code to be assigned to each channel with reference to, for example, the spreading code assignment table shown in FIG. 8 or FIG. Such a table is stored in a nonvolatile memory mounted inside.
  • the channel with the best channel condition corresponds to data A
  • the channel with the worst channel condition corresponds to data C.
  • the spreading factor control unit 611 assigns an optimal two-dimensional spreading code to each channel according to the state of the propagation path, regardless of which table in FIGS. 8 and 9 is referenced.
  • the table shown in Fig. 8 summarizes the two-dimensional spreading codes to be allocated for each channel
  • the table shown in Fig. 9 is a table that limits the spreading factor to be allocated for each channel. This is a compilation of dimension spreading codes.
  • Each of the tables shown in FIGS. 8 and 9 is an example, and the contents may be determined as appropriate. For example, the number of channels that transmit pilot symbols (pilot channels), the number of channels that transmit control data (control data channels), the number of channels that transmit data (data channels), and two-dimensional spreading codes that can be assigned to them Can be decided arbitrarily.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the channels in the table shown in FIG. 8 and the code domains occupied by the two-dimensional spreading codes to be assigned to the channels. As shown in Fig. 10, all channels are orthogonal to each other. In channels where common pilot symbols are transmitted, SF4 X 4, SF1 X 4, SF2 X 2, and SF4 X 1 are despread in any other channel, and are orthogonal to all other channels. . The same applies to the table shown in FIG. In Figure 8- Figure 10, the spreading factor and code number of the spreading code are shown in parentheses.
  • FIG. 11 is a flowchart of the spreading code allocation table generation process.
  • the generation process shown in Fig. 11 is for creating a table taking this into consideration. For example, it is executed by starting a program (data processing device) that has been developed to create the table. “N” in Fig. 11 indicates the total number of pilot channels.
  • step S1 an arbitrary spreading code is selected from a set u of two-dimensional spreading codes having a required spreading factor as a pilot channel, assigned to the first pilot channel, and 1 is assigned to variable n. To do.
  • step S2 it is determined whether or not the value of the variable n is less than the total number N. If the value of variable n is greater than the total number N, the determination is no, and the series of processing ends here. Otherwise, the determination is yes and the process moves to step S3.
  • step S3 all code domains occupied by the pilot channel assigned to harmful ij are calculate.
  • step S4 all the spreading codes adjacent to the calculated code domain in the code space are extracted from the unassigned spreading codes belonging to the set U, and the spreading code is extracted for each extracted spreading code. Is assigned to the pilot channel, the spreading code with the smallest calculated domain is assigned to the nth pilot channel, and the value of the variable n is incremented. After that, return to step S2.
  • a two-dimensional spreading code can be assigned to each pilot channel sequentially so that the entire code domain is minimized.
  • spreading codes assigned to other channels other than the pilot channel are dynamically changed with reference to the spreading code assignment table shown in FIG. 8 or FIG. It is also possible to dynamically change the spreading code assigned to each channel without referring to such a table. Such a change can be made by applying, for example, the algorithm adopted in the spreading code allocation table creation process shown in FIG.
  • the application is, for example, limiting the two-dimensional diffusion table to be assigned according to the estimated propagation path state, and extracting the two-dimensional diffusion table with the smallest preceding code domain from the limited two-dimensional diffusion table. And may be assigned.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of a communication device that communicates with the communication device shown in FIG.
  • the communication device 1200 is a mobile terminal device carried by the user, for example.
  • the communication device 60 that is assumed to be fixedly installed for convenience is referred to as a radio base station device, and the communication device 1200 that communicates therewith is referred to as a mobile terminal device.
  • the mobile terminal device 1200 is hereinafter abbreviated as “mobile terminal”.
  • a signal received by the antenna 1201 is output to the reception unit 1203 via the duplexer 1202, and is extracted as a digital signal.
  • the extracted received signal is subjected to FFT by an FFT (Fast Fourier Transform) unit 1204, and data is extracted for each subcarrier.
  • Data for each subcarrier is output to pilot despreading section 1205, control data despreading section 1206, and data despreading section 1207, respectively.
  • Pilot despreading section 1205 performs despreading on the pilot channel, and similarly, control data despreading section 1206 transmits control data.
  • the channel and data despreading unit 1207 performs despreading for each data channel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of pilot despreading section 1205.
  • the pilot despreading unit 1205 performs despreading from a plurality of pilot despreading units 1301 that perform despreading with different spreading factors for pilot channels, and from each pilot despreading unit 1301.
  • a selection control unit 1302 is provided for inputting the results and selecting an optimum spreading factor.
  • the selection control unit 1302 outputs a signal for synchronous detection calculated from the result of despreading with the optimal spreading factor for the pilot and information indicating the selected spreading factor to the synchronous detection unit 1208.
  • the synchronous detection unit 1210 outputs only the signal for synchronous detection.
  • Radio base station apparatus 60 on the transmission side transmits code information and spreading factor in the form of control data.
  • Control data despreading section 1206 outputs the despread data to synchronous detection section 1208.
  • the information is synchronously detected and extracted by the synchronous detector 1208.
  • Such information is output to the spreading code generation unit 1209.
  • Spreading code generation section 1209 recognizes a spreading code used for despreading and a spreading factor from information transmitted as control data from the transmission side.
  • Data despreading section 1207 despreads the data using the recognized spreading code and spreading factor.
  • Data obtained by despreading is output to the synchronous detector 1210 and is synchronously detected using the optimum signal for synchronous detection output from the selection controller 1302. The original data extracted by the synchronous detection is output as received data.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the update unit of the spreading factor.
  • the area with D indicates the update unit in the code space.
  • the spreading factor can be updated in at least one of the time direction and the frequency method.
  • the update unit D is for determining which spreading factor in the time direction and the frequency direction should be updated in which direction.
  • the spreading factor is updated according to the amount of change in a certain period.
  • the frequency direction for example, it is performed according to the amount of change that occurs in subcarriers of different frequencies at the same timing.
  • the amount of change can be phase, variance of signal amplitude, variance of SNR (signal power to noise power ratio), and so on.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a transition between spreading factors accompanying spreading factor updating.
  • af indicates the condition that should cause the transition between the diffusivities along the arrow attached to it. Specifically, the conditions are as follows.
  • the amount of change in the time direction is g_SF
  • the amount of change in the frequency direction is h_SF
  • the upper limit of the allowable change amount in the time direction of the spreading rate being applied is Th (SF, U, t)
  • the lower limit is Th (SF , L, t)
  • the upper limit of the allowable variation in the frequency direction of the spreading factor being applied is expressed as Th (SF, U, f)
  • the lower limit is expressed as Th (SF, U, f).
  • g_SF satisfies Th (SF, L, t)
  • Fig. 17 shows that when the spreading factor being applied is SF2X2, for example, when condition e is satisfied, the transition to SF4 X 1 is made and the spreading factor in the time direction is increased by one rank from 2 to 4, and the frequency direction The spreading factor in the direction shows a 1 rank drop from 2 to 1.
  • condition a when condition a is satisfied, SF4X2 is transitioned to, when condition d force S is satisfied, SF2X4 is transitioned, and when condition f force S is satisfied, SF1 X4 is transitioned.
  • Others are the same. The transition needs to occur only when there is a spreading factor to be transitioned.
  • the delay spread force S the better the state of the propagation path in the frequency direction.
  • Mobile terminal 1200 is assumed to be carried by the user.
  • the state of the propagation path also changes depending on the moving speed (the moving speed relative to the radio base station apparatus 60 that performs communication).
  • the moving speed can be estimated on the mobile terminal 1200 side from a change in signal reception level or fading. For this reason, the diffusion rate may be updated by focusing on the moving speed.
  • the moving speed is low, it is normal that a sufficient spreading factor can be obtained in the time direction, so a smaller spreading factor in the frequency direction can be adopted.
  • the moving speed is high, the propagation path state in the time direction is deteriorated. Therefore, it is desirable to adopt a diffusion rate smaller than the original diffusion rate in the time direction.
  • the reception characteristic can be maintained in a higher state, and the utilization efficiency of the system capacity can always be kept high.
  • the spreading factor information updated as described above may be transmitted to the radio base station apparatus 60.
  • radio base station apparatus 60 estimates the state of the propagation path from the received signal. On the other hand, in the second embodiment, the state of the propagation path is notified from the mobile terminal to the radio base station apparatus.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the configuration of a communication device (radio base station device) 60 according to the second embodiment.
  • the state of the propagation path is notified from the mobile terminal 1200.
  • the separation unit 1601 is arranged at the subsequent stage of the detection unit 609 instead of the transmission line estimation unit 610 being present.
  • Notification of the state of the propagation path is performed using control data.
  • the detection unit 609 detects the data of each channel and outputs the result to the separation unit 1601.
  • Separation section 1601 extracts the data of the control data channel that reports the state of the propagation path from the force, and outputs it to spreading ratio control section 1602. As a result, the state of the propagation path detected on the mobile terminal 1200 side is reflected in the spreading code assignment.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the configuration of a communication device (mobile terminal) 1200 according to the second embodiment.
  • radio base station apparatus 60 by transmitting the spreading factor information output from pilot despreading section 1205, radio base station apparatus 60 is notified of the state of the propagation path.
  • the spreading factor information output from pilot despreading section 1205 is multiplexed with data by multiplexing section 1701.
  • the spreading factor information to be transmitted indicates the optimum spreading factor information identified from the result of actual despreading. By transmitting (feeding back) such spreading factor information, the radio base station apparatus 60 can more appropriately assign a two-dimensional spreading code.
  • Spreading rate information may be transmitted only when there is a change in spreading factor.
  • the selection control unit 1302 of the pilot despreading unit 1205 receives the pilot channel, the selection of the spreading factor selected from the newly received pilot channel is equal to the spreading factor that has been selected. If they are different, information on the spreading factor selected from the newly received pilot channel is output. As a result, the spreading factor used for data channel despreading is updated as needed.
  • the notification of the state of the propagation path to the radio base station apparatus 60 may be performed by transmitting information other than the spreading factor information. Specifically, the spread rate information that is selected (updated) by paying attention to the data channel, or the spread rate information that is selected (updated) by paying attention to the moving speed of its own device 1200. There may be. There may be more than one of them. ⁇ Third embodiment>
  • data transmission between the mobile terminal 1200 and the radio base station apparatus 60 is performed without using a two-dimensional spreading code.
  • a two-dimensional spreading code is used for both bidirectional data transmission.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the configuration of the communication apparatus according to the third embodiment.
  • the communication device is one in which the function of transmitting data using a two-dimensional spreading code is installed in the communication device (mobile terminal) 1200 shown in FIG. For this reason, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG.
  • spreading factor information output from pilot despreading section 1205 is directly input to spreading code generation section 1209.
  • the spreading code generation unit 1209 generates a spreading code specified by the input spreading rate information and outputs the spreading code to the two-dimensional spreading unit 1801 and the data despreading unit 1207.
  • Data despreading section 1207 despreads the control data channel and data channel using the spreading code input from spreading code generating section 1209
  • the other two-dimensional spreading section 1801 spreads data using the spreading code input from spreading code generating section 1209, and sends the signal to transmitting section 1212 in the same manner as two-dimensional spreading section 603 shown in FIG. Output. Accordingly, the signal is transmitted by the transmission unit 1212 via the sharing device 1202 and the antenna 1201.
  • the result of despreading for the pilot channel is reflected in the data transmission. Since it is unlikely that the state of the same propagation path will vary greatly depending on the direction in which data is transmitted, even if the receiving side autonomously determines the spreading factor to be used for despreading the signal, it is not appropriate. despreading can be performed with the diffusion rate.
  • the third embodiment is a case where the communication device (mobile terminal) 1200 shown in FIG. 17 has a function of performing data transmission using a two-dimensional spreading code.
  • the fourth embodiment is a case where a function for supporting data transmitted using a two-dimensional spreading code is installed in the radio base station apparatus 60 shown in FIG. 6, for example.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the configuration of a communication device (radio base station device) 60 according to the fourth embodiment.
  • each unit 1202 1210 shown in FIG. 12 can be adopted.
  • FIG. 19 the same components as those shown in FIG. 6 or 12 are denoted by the same reference numerals.
  • a signal received by antenna 606 is output to receiving section 1203 via sharing device 605.
  • the spreading factor information output by the no-lot despreading unit 1205 is output to the spreading factor control unit 611 instead of the result of the propagation channel estimation unit 610 estimating the channel state.
  • the optimum two-dimensional spreading code used for spreading data can be assigned to the state of the propagation path estimated by the mobile terminal that transmits the data.
  • the mobile terminal may be configured as shown in FIG.
  • the spreading factor control unit 611 may be configured to perform spreading code assignment according to the detection result by the synchronous detection unit 1208 instead of the spreading factor information input from the pilot despreading unit 1205.
  • the communication device having the configuration as shown in FIG. 19 and FIG. 18 can be premised on communication with another communication device having the same configuration. Such communication devices include transceivers.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the configuration of the transmission apparatus according to the fifth embodiment.
  • the transmission device is one when diversity transmission technology is applied.
  • two two-dimensional spreading units 603, two transmitting units 604, and two antennas 606 are provided.
  • data symbols
  • the spread code generation unit 602 outputs the same spread code to each two-dimensional spread unit 603 for the same data.
  • Each diversity processing unit 2001 receives data from multiplexing unit 601 shown in FIG. 6, converts these data into mutually orthogonal sequences, and outputs the converted data to each two-dimensional spreading unit 603. . Thereby, each two-dimensional spreading section 603 spreads the same data (channel) with the same spreading code, and then outputs it to the transmitting section 604. As a result, the same signal is transmitted from different antennas 606.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the configuration of the transmission apparatus according to the sixth embodiment.
  • the transmission apparatus is a case where the diversity transmission technique is applied by another method.
  • each two-dimensional diffusion unit 603 receives the same data from the multiplexing unit 601 shown in FIG.
  • the spreading code generation unit 601 outputs spreading codes orthogonal to each other for the same data to each two-dimensional spreading unit 603.
  • Figure 22A—A—D shown in Figure 22C each indicate the code domain of four assignable spreading codes.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining the configuration of the transmission apparatus according to the seventh embodiment.
  • the transmitter is a device that applies MIMO (Multiple Input and Multiple Output) technology.
  • MIMO Multiple Input and Multiple Output
  • multiplexing section 601 distributes data (symbols) to a plurality of sequences and outputs the data to each two-dimensional spreading section 603. For this reason, the sixth embodiment and If the same pilot channel (symbol) is shared by multiple users, even if only a part of the entire 2D spreading code is extracted, the spreading code orthogonal to other spreading codes, that is, the above condition 1 It is necessary to generate more than the number of antennas 606 spreading codes that satisfy all three.

Landscapes

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Abstract

 時間方向、及び周波数方向に拡散する2次元の拡散コードを各チャネルに割り当てる場合に、時間方向、及び周波数方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つそれぞれの方向で元の拡散率より小さい拡散率で逆拡散が可能な拡散コードを選択対象として、各チャネルに割り当てる拡散コードは選択対象とする拡散コードのなかから決定する。 各チャネルに割り当てる拡散コードを決定する、

Description

明 細 書
拡散コード割当方法、逆拡散方法、送信装置、受信装置、通信装置、無 線基地局装置、及び移動端末装置
技術分野
[0001] 本発明は、時間方向、及び周波数方向に拡散する 2次元の拡散コードを用いてチ ャネル単位のデータの送受信を行うための技術に関する。
背景技術
[0002] 近年、移動体通信分野では、マルチキャリア変調方式として例えば OFDM (
Orthogonal Frequency Division Multiplexing )変調方式と CDMA (Code Division Multiple Access)方式を組み合わせた OFDM—CDMA方式が注目されている。 OF DM変調方式は、相互に直交している複数のサブキャリアを用いた周波数利用効率 の高い変調方式であり、 CDMA方式は、耐干渉性が高レ、スペクトラム拡散通信方式 を用いた変調方式である。この 2つの方式を組み合わせた OFDM— CDMA方式は 、時間方向と周波数方向の拡散が可能な 2次元の拡散コードを用いてそれらのうち の少なくとも一方を拡散する。その方式については、例えば特許文献 1、 2に記載さ れている。
[0003] 移動体通信では、チャネルの伝搬路の状態が状況に応じて変化する。伝搬路の状 態が悪化すると伝送特性の劣化やシステム容量の低下を招く。特許文献 1に記載さ れた従来の技術では、伝送特性の劣化やシステム容量の低下を抑えるために、チヤ ネルの伝搬路の状態に応じて、送信側が時間方向と周波数方向の拡散率を設定し ている。例えば、伝搬路での最大遅延時間が長いほど周波数方向の拡散率を小さく 設定し、拡散コード間の直交性の劣化を抑えている。また、伝搬路での最大ドッブラ 一周波数が高いほど時間方向の拡散率を小さく設定し、拡散コード間の直交性の劣 化を抑えている。
[0004] 特許文献 1に記載された従来の技術では、送信側でチャネル推定用のパイロットシ ンボルなどを送信する際に、伝搬路の状態に応じてユーザ (受信側)毎に異なる拡散 率を適用するか、または複数ユーザに同じ拡散率を適用していた。 [0005] 前者では、ユーザ数だけ拡散コードが必要となって、システム全体の容量が小さく なってしまう。それにより、システム容量の利用効率が低かった。また、ユーザ数に相 応の電力が必要なことから、消費電力も大きくなる。
[0006] 一方、後者では、各ユーザは同じ拡散率で逆拡散を行っていることから、消費電力 はより抑えることができる。しかし、各ユーザの受信特性はそれぞれの伝搬路状態に よって異なるために、最適な拡散率をユーザ毎に直接的に特定するのは非常に困難 である。このようなこと力 、システム容量の利用効率を高く維持させつつ、複数のュ 一ザがそれぞれの伝搬路の状態に応じた拡散率でデータを受信できるようにするこ とが重要であると考えられる。
特許文献 1:特開 2003 - 46474号公報
特許文献 2:特開 2004 - 48117号公報
発明の開示
[0007] 本発明は、 OFDM— CDMA方式のような 2次元の拡散コードを用いて拡散を行う 通信方式において、システム容量の利用効率を高く維持させつつ、複数のユーザが それぞれの伝搬路の状態に応じた拡散率でデータを受信できるようにする技術を提 供することを目的する。
[0008] 本発明の拡散コード割当方法は、時間方向、及び周波数方向に拡散する 2次元の 拡散コードを各チャネルに割り当てるための方法において、時間方向、及び周波数 方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つそれぞれの方向で元の拡散率より小さ い拡散率で逆拡散が可能な拡散コードを選択対象とし、該選択対象とする拡散コー ドのな力、から各チャネルに割り当てる拡散コードを決定する。
[0009] なお、上記各チャネルへの拡散コードの害jり当ては、予め定めたチャネルを対象に 行う、ことが望ましい。
本発明の第 1一第 3の態様の逆拡散方法は共に、上記拡散コード割当方法により 割り当てられた拡散コードで拡散されて送信されるチャネルのシンボルを受信した受 信装置に逆拡散させるための方法であって、それぞれ以下のようにして逆拡散を行 わせる。
[0010] 第 1の態様の逆拡散方法では、受信した同一のチャネルのシンボルに対し、時間 方向、及び周波数方向の少なくとも一方が元の拡散率より小さい拡散率を含む複数 の拡散率でそれぞれ逆拡散を行わせ、該逆拡散をそれぞれ行った結果から、同一 のチャネルとは別のチャネルのシンボルの逆拡散に用いる拡散率を決定する。
[0011] なお、上記同一のチャネルはパイロットシンボルが送信されるチャネルである、こと が望ましい。また、決定した拡散率は、該決定後に受信したパイロットシンボルにより 必要に応じて更新する、ことが望ましい。或いは、別のチャネルのシンボルを該拡散 率で逆拡散を行った結果を基に更新する、ことが望ましい。また、チャネルのシンポ ルを送信する送信装置に対する受信装置の移動速度を特定し、該特定結果を基に 、決定した拡散率を必要に応じて更新する、ことが望ましレ、。更には、決定した拡散 率は、別のチャネルで検出される遅延スプレッドを基に必要に応じて更新する、こと が望ましい。
[0012] 第 2の態様の逆拡散方法では、受信したチャネルのシンボルに対して逆拡散を行 つた結果を監視し、該監視する結果を基に、受信したチャネルのシンボルに対して逆 拡散を行う拡散率を変更する。
[0013] なお、上記監視する結果は遅延スプレッドである、ことが望ましい。
第 3の態様の逆拡散方法は、チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する受 信装置の移動速度を特定し、特定した結果を基に、受信したチャネルのシンボルに 対する逆拡散に用いる拡散率を必要に応じて変更する。
[0014] 本発明の送信装置は、時間方向、及び周波数方向に拡散する 2次元の拡散コード を用いて複数のチャネルを多重送信可能なことを前提としており、時間方向、及び周 波数方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つそれぞれの方向で元の拡散率より 小さい拡散率で逆拡散が可能な拡散コードを各チャネルに割り当てるコード割当手 段と、コード割当手段が割り当てた拡散コードを用いて各チャネルのシンボルの拡散 を行って送信する送信手段と、を具備する。
[0015] 第 1の態様の通信装置は上記送信装置を備えている。第 2の通信装置は、その構 成に加えて、チャネルのシンボルを送信した通信装置から、該チャネル、及び他のチ ャネルのシンボルのうちの少なくとも一方の逆拡散用に設定された拡散率を示す拡 散率情報を受信できる受信手段と、受信手段が受信した拡散率情報を基に、コード 割当手段による拡散コードの各チャネルへの割り当てを制御する制御手段と、を更に 具備する。
[0016] なお、上記受信手段は、拡散コードを用いて拡散されて送信されるチャネルのシン ボルを受信して逆拡散を行う、ことが望ましい。また、制御手段は、受信手段がチヤネ ルのシンボルの逆拡散に用いる拡散率を動的に更新する、ことが望ましい。受信手 段がチャネルのシンボルの逆拡散に用いる拡散率はコード割当手段による拡散コー ドの割り当てに反映できる、ことが望ましい。
[0017] 第 1の態様の無線基地局装置は、上記第 1の態様の送信装置を備えている。
本発明の第 1一第 5の態様の受信装置は、上記第 1の態様の送信装置により拡散 されて送信されるチャネルのシンボルを受信できることを前提とし、それぞれ以下の 手段を具備する。
[0018] 第 1の態様の受信装置は、チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、受信手段 が受信した同一のチャネルのシンボルに対し、時間方向、及び周波数方向の少なく とも一方が元の拡散率より小さい拡散率を含む互いに異なる拡散率でそれぞれ逆拡 散を行う複数の逆拡散手段と、受信手段が受信した、同一のチャネルとは別のチヤ ネルのシンボルを対象に逆拡散を行う他の逆拡散手段と、複数の逆拡散手段がそれ ぞれ逆拡散を行った結果を基に、他の逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を設定 する制御手段と、を具備する。
[0019] なお、上記制御手段は、他の逆拡散手段が逆拡散を行った結果を基に、該他の逆 拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を更新する、ことが望ましい。
第 2の態様の受信装置は、上記第 1の態様における構成に加えて、チャネルのシン ボルを送信する送信装置に対する受信装置の移動速度を特定する速度特定手段、 を更に具備し、制御手段は、速度特定手段が特定した移動速度を基に、他の逆拡散 手段が逆拡散に用いる拡散率を更新する。
[0020] 第 3の態様の通信装置は、上記第 1の態様の受信装置を備え、制御手段は、他の 逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送信手段により送信させる。なお 、送信手段は、 2次元の拡散コードを用いて情報を拡散して送信する、ことが望まし レ、。 [0021] 第 3の態様の受信装置は、チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、受信手段 が受信したチャネルのシンボルの逆拡散を行う逆拡散手段と、逆拡散手段が逆拡散 に用いる拡散率を動的に更新する制御手段と、を具備する。
[0022] なお、上記制御手段は、逆拡散手段が逆拡散を行った結果を基に、該逆拡散手段 が逆拡散に用いる拡散率を更新する、ことが望ましい。
第 4の態様の受信装置は、上記第 3の態様における構成に加えて、チャネルのシン ボルを送信する送信装置に対する受信装置の移動速度 (またはドップラーシフト)を 特定する速度特定手段、を更に具備し、制御手段は、速度特定手段が特定した移 動速度ほたはドップラーシフト)を基に、逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を更 新する。
[0023] 第 4の態様の通信装置は、上記第 3の態様の受信装置を備え、制御手段は、逆拡 散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送信手段により送信させる。なお、送 信手段は、 2次元の拡散コードを用いて情報を拡散して送信する、ことが望ましい。
[0024] 第 5の態様の受信装置は、チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、受信手段 が受信したチャネルのシンボルの逆拡散を行う逆拡散手段と、チャネルのシンボルを 送信する送信装置に対する受信装置の移動速度を特定する速度特定手段と、速度 特定手段が特定した移動速度を基に、逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を動的 に更新する制御手段と、を具備する。
[0025] 第 5の態様の通信装置は、上記第 5の態様の受信装置を備え、制御手段は、逆拡 散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送信手段により送信させる。なお、送 信手段は、 2次元の拡散コードを用いて情報を拡散して送信する、ことが望ましい。
[0026] 本発明の第 1一第 3の態様の移動端末装置は、それぞれ上記第 1、第 3、及び第 5 の態様の受信装置を備えてレ、る。
本発明では、時間方向、及び周波数方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つ それぞれの方向で元の拡散率より小さい拡散率で逆拡散が可能な 2次元の拡散コ ードを選択対象とし、選択対象とする拡散コードのなかから各チャネルに割り当てる 拡散コードを決定する。そのように割り当てる拡散コードを用いてチャネルのシンボル の拡散が行われるため、受信側では、そのシンボルに対する逆拡散を複数の拡散率 で常に行うことができる。それにより、伝搬路の状態に応じてより適切な拡散率を選択 して逆拡散を行える環境が実現される。
[0027] 受信したシンボルは複数の拡散率で逆拡散が行えることから、その逆拡散を行った 結果を基にした拡散率の選択は 1チャネル力 複数のユーザ (受信装置)が行うこと ができる。逆拡散を行った結果の他に、伝搬路の状態に影響を及ぼす他のファクタ、 例えばシンボルの送信側に対する受信側の移動速度などに着目しても拡散率の適 切な選択(更新を含む)を随時、動的に行うことができる。このようなことから、伝搬路 の状態にとってより適切な拡散率で逆拡散を行えると共に、システム容量の利用効率 も常に高く維持させることができる。受信側で確認した、或いは推定した伝搬路の状 態を送信側に通知して拡散コードの割り当てに反映させるようにした場合には、受信 側への伝搬路の状態にとってより適切な拡散コードをより確実に割り当てられるように なる。そのため、逆拡散を行った結果、つまり受信特性はより確実に常に高く維持で きるようになる。
図面の簡単な説明
[0028] [図 1]本実施の形態で採用した 2次元拡散コードのコードドメインを説明する図である
[図 2A]2次元拡散コードから一部の取り出す方法を説明する図である(SF1 X 4の場 合)。
[図 2B]2次元拡散コードから一部の取り出す方法を説明する図である(SF4 X 4の場 合)。
[図 2C]2次元拡散コードから一部の取り出す方法を説明する図である(SF2 X 2の場 合)。
[図 3]本実施の形態による 2次元拡散コードの割当方法を説明する図である。
[図 4]2つのチャネルに 2次元拡散コードが割り当てられている場合に、他のチャネル に割り当てる対象となる 2次元拡散コードを説明する図である。
[図 5]3つのチャネルに 2次元拡散コードが割り当てられている場合に、他のチャネル に割り当てる対象となる 2次元拡散コードを説明する図である。
[図 6]第 1の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。 [図 7]拡散コード生成部、及び 2次元拡散部の構成を説明する図である。
[図 8]拡散コード割当テーブルの内容例を説明する図である(その 1)。
[図 9]拡散コード割当テーブルの内容例を説明する図である(その 2)。
[図 10]図 8に示す拡散コード割当テーブルにおけるチャネルとそのチャネルの割り当 て対象となる 2次元拡散コードが占有するコードドメインの関係を説明する図である。
[図 11]拡散コード割当テーブル生成処理のフローチャートである。
[図 12]図 6に示す通信装置と通信を行う通信装置の構成を説明する図である。
[図 13]図 12に示すパイロット逆拡散部の構成を説明する図である。
[図 14]拡散率の更新単位を説明する図である。
[図 15]拡散率の更新に伴う拡散率間の遷移を説明する図である。
[図 16]第 2の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。
[図 17]図 16に示す通信装置と通信を行う通信装置の構成を説明する図である。
[図 18]第 3の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。
[図 19]第 4の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。
[図 20]第 5の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。
[図 21]第 6の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。
[図 22A]第 6の実施の形態における拡散率の割り当て例を説明する図である(SF4 X
1の場合)
[図 22B]第 6の実施の形態における拡散率の割り当て例を説明する図である(SF2 X 2の場合)
[図 22C]第 6の実施の形態における拡散率の割り当て例を説明する図である(SFN X 4 (N= 1、 2、 4の場合)
[図 23]第 7の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 <第 1の実施の形態 >
図 1は、本実施の形態で採用した 2次元拡散コードのコードドメインを説明する図で ある。 [0030] そのコードドメインは、最大の拡散率を時間方向、及び周波数方向ともに 16とした 場合のものである。拡散コードとしては、時間方向、及び周波数方向ともに元の拡散 率 (送信側が拡散に用いた拡散率)とは異なる拡散率で逆拡散しても直交するような ものを採用している。そのような拡散コードは、 OVSF (Orthogonal Variable
Spreading Factor)コードを用いて生成することができる。図 1の説明をする前に、その OVSFコードを用いて生成される拡散コードについて具体的に説明する。
[0031] 周知のように、 OVSF符号は、以下の(1)式によって符号長 2倍の符号が逐次的に 生成される。
[0032] [数 1] し 2"-°
Figure imgf000010_0001
し _し2".0
("+| し2
Figure imgf000010_0002
し 一し 2"'】
2(,3 し 2 .2"- 1
-2 ^2".2"-]
—し 2".2"-'
Figure imgf000010_0003
この(1)式により生成される符号は、同一の符号長間はもとより、異なる符号長間で もツリーから派生したものでなければ直交性が保たれるという性質を持つ。
[0033] 2次元拡散を行うための拡散コード(OVSFコード)は
Figure imgf000010_0004
と表すことができる。ここで、 C 、 C はそれぞれ時間方向、周波数方向の拡散コー
m'k n'l
ドを表している。それらの下添字は、拡散率(以下「SF」とも表記する)とコード番号を 表している。例えば「m, j」は、拡散率が mの j番目の拡散コードであることを表してい る。ここでの「X」は行列のクロネッカー積(直積)を表している。その具体例を以下に 示す。
[0034] [数 2] ^4,3 X ^4,1 [0 0 1 l] = ( 2 )
1 1 1 0 0
0 0 0 1 1
2次元拡散コードの行列表記では、行方向(横方向)を周波数軸とし、列方向(縦方 向)を時間軸として表すのが普通である。乗算は 2を法として行っている。 (2)式中の 4 X 4行列では転置の記号を省略している。その(2)式は、時間方向、及び周波数方 向の拡散率がそれぞれ 4である拡散コードで構成される 2次元拡散コードでは、拡散 後の 1シンボルは計 16 ( = 4 X 4)チップで構成されることを表している。その拡散コー ドにおける時間方向と周波数方向の拡散率の関係は「SF4 X 4」と表記する。 「 X」の 前に位置する「4」は時間方向の拡散率、その後ろに位置する「4」は周波数方向の拡 散率をそれぞれ表している。他の拡散率の関係も同じ表記法を用いる。
[0035] 異なる拡散コード C X C と C X C は、 C 丄 C 、及び C 丄 C の ml.kl nl.ll m2,k2 n2,12 ml.kl m2,k2 nl.ll n2,12 関係の何れか一方が少なくとも成立する場合に直交する。つまり、時間方向、及び周 波数方向の何れか一方が少なくとも直交している場合に、全体として直交する。
[0036] OVSF符号を用いて生成した拡散コードのコードドメインは、拡散コードの拡散率、 及びコード番号によって固有のものとなる。図 1は、時間方向、及び周波数方向にそ れぞれ採用した拡散コードとそのコードドメインの関係を示したものである。例えば 2 次元拡散コード C X C は、時間方向の拡散コードが C 、周波数方向の拡散コー
8,6 4,0 8,6
ドが C なので、それらに対応したコードドメインを占有する。縦軸、及び横軸ともに、
4,0
拡散率が大きくなるほど、コード空間上に占める範囲は小さくなる。それにより、コード ドメインも小さくなる。
[0037] 互いに 2次元拡散コード(チップ)全体で直交するだけでなぐ一部だけを取り出し ても他の 2次元拡散コードと直交することを可能にするには、当該拡散コードから取り 出したい部分を 1つの 2次元拡散コードとして見立て、互いに直交するように 2次元拡 散コードを生成すれば良い。取り出す部分を見立てる 2次元拡散コードは、拡散に用 いた 2次元拡散コードの時間方向、及び周波数方向における元の拡散率の何れかを より小さくしたものに相当する。
[0038] 例えば 2次元拡散コード C X C は、時間方向、及び周波数方向の拡散率が共に
4,3 4,1
4、つまり SF4 X 4の拡散コードである。そのような 2次元拡散コードでは、図 2A— C に示すように、 SF1 X 4、 SF4 X 1、或レ、は SF2 X 2の拡散コードとしてー咅 Bを取り出 すことが考えられる。このこと力 、それら一部の拡散コードの何れでも直交するような 2次元拡散コードを用いて複数のチャネルを多重する場合、以下の 3つの条件を全 て満たす拡散コードを選択すれば良いことになる。
[0039] 1.時間方向では拡散コード C と直交する(条件 1)
4,3
2.周波数方向では拡散コード C と直交する (条件 2)
4,1
3.時間方向、及び周波数方向の 2次元領域で 2次元拡散コード C X C と直交
2,1 2,0 する (条件 3)
図 3は、本実施の形態による 2次元拡散コードの割当方法を説明する図である。そ の図 3では、 2次元拡散コードとして C X C のみが割り当てられている場合に、他
4,3 4,1
のチャネルの割り当ての対象となる 2次元拡散コードをコードドメインで表している。
[0040] 図 3において、破線で囲んだ領域 A4は時間方向の拡散コードが C となっている
4,3
領域であり、丸の破線で囲んだ領域 A3は、周波数方向の拡散コードが C となって
4,1 レ、る領域である。領域 A4は条件 1、領域 A3は条件 2をそれぞれ満たしていなレ、。実 線で囲んだ領域 A1は、 2次元拡散コードが C X C となっている領域であり、条件 3
2,1 2,0
を満たしていない。
[0041] 周波数方向の拡散コード C は、拡散率が 2の拡散コード C 力 生成される。それ
4,1 2,0
により、拡散コード C は拡散コード C の上位階層の拡散コードとなっている。このこ
2,0 4,1
とから、領域 A4内にコードドメインを持つ 2次元拡散コードは、拡散コード C X C 、
4,3 2,0 即ち SF4 X 2の拡散率で逆拡散を行うことができる。同様に領域 A3内にコードドメイ ンを持つ 2次元拡散コードは、拡散コード C X C を用いて逆拡散を行うことができ
2,1 4,1
る。領域 A1内にコードドメインを持つ 2次元拡散コードは、拡散コード C X C 、及
4,3 2,0 び C X C の何れでも逆拡散を行うことができる。
2,1 4,1
[0042] それら以外の部分に相当する領域、つまり斜線で示す領域 A2では、 2次元拡散コ ード C X C はもとより、それ力ら取り出される SF1 X 4、 SF4 X 1、及び SF2 X 2 (図 2A— C)の拡散コードとも直交する。それら以外には、 SF2 X 4、及び SF4 X 2の拡 散コードとも直交する。
[0043] このようにして、シンボル(データ)の送信に用いる各チャネルに対し、それぞれ条 件 1一 3を全て満たす 2次元拡散コードを割り当てることができる。
図 4は、 2つのチャネルに 2次元拡散コードが割り当てられている場合に、他のチヤ ネルに割り当てる対象となる 2次元拡散コードを説明する図である。その図 4では、 2 次元拡散コードとして C X C 、C X C 力 S割り当てられている。領域 Bl
8,0 8,0 8,2 8,1 、 B3は、 それらのコードドメインに相当する。
[0044] 実線で囲んだ領域 B2は、領域 B1を内部に含んでおり、ここでは条件 3が満たされ ない。同様に、実線で囲んだ領域 B6では、領域 B3を含んでおり、条件 3が満たされ なレ、。領域 B1を内部に含む領域 B4、及び領域 B3を内部に含む領域 B5では、それ ぞれ条件 2が満たされない。領域 B1を内部に含む領域 B7、及び領域 B3を内部に含 む領域 B8では、それぞれ条件 1が満たされない。このようなこと力 、斜線で示す領 域 B9内にコードドメインを持つ 2次元拡散コードのみが他のチャネルに割り当てる対 象となる。
[0045] 図 5は、 3つのチャネルに 2次元拡散コードが割り当てられている場合に、他のチヤ ネルの割り当ての対象となる 2次元拡散コードを説明する図である。その図 5では、図 4に示す状態から 2次元拡散コードとして C X C が更に割り当てられている。
8,1 8,2
[0046] その図 5において、領域 Cl、 C2は図 4における領域 Bl、 B3にそれぞれ相当する。
領域 C3は、 2次元拡散コード C X C のコードドメインに相当する。領域 C1によって
8,1 8,2
割り当ての対象とならない領域 C4は縦線で示している。同様に領域 C2によって割り 当ての対象とならない領域 C5は横線、領域 C3によって割り当ての対象とならない領 域 C6は斜線でそれぞれ示している。領域 C4内の領域 C7は、領域 Cl、及び C2によ つて割り当ての対象とならない領域である。同様に領域 C8は領域 Cl、及び C3により 、領域 C9は領域 C1一 C3により、それぞれ割り当ての対象から除外される。この結果 、領域 C6とは異なる斜線で示す領域 10内にコードドメインを持つ 2次元拡散コード が他のチャネルに割り当てる対象となる。
[0047] 上述したようにして、送信側では各チャネルへの 2次元拡散コードの割り当てを行う 。そのような割り当てを行うことにより、受信(ユーザ)側では、受信したチャネルのシン ボルは、時間方向、及び周波数方向が共に元の拡散率で逆拡散を行えるだけでなく 、それらのうちの少なくとも一方が元の拡散率より小さい拡散率でも逆拡散を常に行う こと力 Sできる。そのため、受信側では確実に伝搬路の状態に応じたより適切な拡散率 で受信シンボルの逆拡散を行うことができるようになる。これは、受信シンボルをより 高精度に検出(復元)、つまり受信特性を常に高く維持できるようになることを意味す る。
[0048] 逆拡散に用いる拡散率は受信側で変更することができることから、受信側毎にチヤ ネル推定用のパイロットシンボルなどを送信する必要性は回避される。そのため、シ ステム容量の利用効率も常に高く維持させることができる。
[0049] 図 6は、第 1の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。その通信装 置 60は、上述したようにして 2次元拡散コードの割り当てを行う送信装置を搭載した ものである。例えば無線基地局装置に適用される。次に図 6を参照して、その通信装 置 60について詳細に説明する。
[0050] 送信するデータ(シンボル)には、通常ユーザ間で送受信するデータの他に、パイ ロットシンボルや制御データが存在する。パイロットシンボルは、ユーザ毎に異なる拡 散率を適用しなくとも良いことから、各ユーザに共通のものとしている。それらはバッフ ァ 612に一旦、格納された後、多重部 601に出力される。
[0051] 多重部 601は、例えば入力したデータを多重化し、各チャネルのデータ列に変換 する。拡散コード生成部 602は、時間方向、及び周波数方向の拡散コードをそれぞ れ生成する。 2次元拡散部 603は、拡散コード生成部 602から拡散コードを、多重部 601からデータ列をそれぞれチャネル毎に入力する。それにより、入力した拡散コー ドを用いて、多重部 601から入力したデータ列に対する拡散をチャネル毎に行う。
[0052] 図 7は、拡散コード生成部 602、及び 2次元拡散部 603の構成を説明する図である 図 7に示すように、拡散コード生成部 602は、周波数方向の拡散コードをチャネル 毎に生成する F拡散コード割当て部 611、及び時間方向の拡散コードをチャネル毎 に生成する T拡散コード割当て部 612を備えている。他方の 2次元拡散部 603は、周 波数方向、及び時間方向の拡散コードを用いてチャネル単位でデータを拡散変調 する複数の拡散変調部 701、各拡散変調部 701から出力された拡散変調後のデー タをサブキャリア単位で加算する複数の加算部 702、及び各加算部 702から加算後 のデータを入力して IFFT (逆高速フーリエ変換)を行う IFFT部 703を備えている。そ れにより、 2次元拡散部 603は、各チャネルの拡散変調後のデータを多重化した信 号を送信部 604に出力する。
[0053] 送信部 604は、 2次元拡散部 603から入力した信号を搬送波に載せ、増幅後に出 力する。出力されたアナログ信号は、共用器 605、及びアンテナ 606を介して送信さ れる。
[0054] 一方、アンテナ 606で受信された信号は、共用器 605を介して受信部 607に出力 され、デジタル信号として抽出される。抽出された受信信号は復調部 608で復調され 、検波部 609、及び伝搬路推定部 610に出力される。検波部 609は、復調された受 信信号を用いて検波を行い、その結果を受信データとして出力する。ここでは、送信 (ユーザ)側(図 12)は 2次元拡散コードを用いた拡散を行っていないことを想定して いる。
[0055] 伝搬路推定部 610は、復調された受信信号の例えば受信レベル、或いはフェージ ングなどから伝搬路の状態をチャネル毎に推定し、その推定結果を拡散率制御部 6 11に出力する。拡散率制御部 611は、その推定結果に応じて、各チャネルに割り当 てる拡散コードを決定し、拡散コード生成部 602に生成させる。また、割り当てた拡散 コードを示す情報 (コード情報)、及びその拡散率を制御データとしてバッファ 612に 出力する。それにより、受信側にそれらの情報を制御データの形で送信する。
[0056] 拡散率制御部 611は、例えば図 8、或いは図 9に示す拡散コード割当テーブルを 参照して、各チャネルに割り当てる拡散コードを決定する。そのようなテーブルは、内 部に搭載の不揮発性メモリに格納されている。
[0057] 図 8、及び図 9において、伝搬路の状態が最も良いチャネル (最も速い通信速度が 得られるチャネル)はデータ Aに対応し、その状態が最も悪いチャネルはデータ Cが 対応している。それにより、拡散率制御部 611は、図 8、及び図 9の何れのテーブル を参照しても、伝搬路の状態に応じた最適な 2次元拡散コードを各チャネルに割り当 てることができる。図 8に示すテーブルは、チャネル毎に割り当ての対象となる 2次元 拡散コードをまとめたものであり、図 9に示すテーブルは、チャネル毎に割り当ての対 象となる拡散率を限定する形で 2次元拡散コードをまとめたものである。図 8、及び図 9にそれぞれ示すテーブルは共に 1例であり、その内容は適宜、決定すれば良い。 例えばパイロットシンボルを送信するチャネル (パイロットチャネル)、制御データを送 信するチャネル (制御データチャネル)、及びデータを送信するチャネル (データチヤ ネル)の各数、及びそれらに割当可能な 2次元拡散コード等は任意に決定すれば良 レ、。
[0058] 図 10は、図 8に示すテーブルにおけるチャネルとそのチャネルの割り当て対象とな る 2次元拡散コードが占有するコードドメインの関係を説明する図である。その図 10 力、ら明らかなように、全てのチャネルは互いに直交している。共通パイロットシンボル が送信されるチャネルでは、 SF4 X 4の他に、 SF1 X 4、 SF2 X 2、及び SF4 X 1の 何れで逆拡散を行っても、他の全てのチャネルとは直交している。これは、図 9に示 すテーブルでも同様である。図 8—図 10では、拡散コードの拡散率とコード番号は括 弧内に表記している。
[0059] 図 11は、拡散コード割当テーブル生成処理のフローチャートである。
パイロットシンボルを送信するチャネル (パイロットチャネル)は常時、確保しておく 必要がある。このため、パイロットチャネルが占有するコードドメインはできるだけ小さ くすることが望まれる。図 11に示す生成処理は、そのことを考慮してテーブルを作成 するためのものである。例えばそのテーブルを作成用に開発したプログラムをコンビ ユータ(データ処理装置)に起動させることで実行される。図 11中の「N」は、パイロッ トチャネルの総数を示してレ、る。
[0060] 先ず、ステップ S1では、パイロットチャネルとして所要の拡散率を有する 2次元拡散 コードの集合 uから任意の拡散コードを選択し、 1番目のパイロットチャネルに割り当 て、変数 nに 1を代入する。続くステップ S2では、変数 nの値が総数 N以下か否か判 定する。変数 nの値が総数 Nより大きい場合、判定は Noとなり、ここで一連の処理を 終了する。そうでない場合には、判定は Yesとなってステップ S3に移行する。
[0061] ステップ S3では、害 ijり当て済みのパイロットチャネルが占有する全コードドメインを 算出する。次のステップ S4では、集合 Uに属する未割り当ての拡散コードのなかから 、算出したコードドメインとコード空間上で隣接している全ての拡散コードを抽出し、 抽出した拡散コード毎に、その拡散コードをパイロットチャネルに割り当てた場合の全 コードドメインを計算し、計算したドメインが最も小さい拡散コードを n番目のパイロット チャネルに割り当て、変数 nの値をインクリメントする。その後は上記ステップ S2に戻 る。それにより、各パイロットチャネルに対し、全コードドメインが最小となるように 2次 元拡散コードを順次、割り当ててレ、くことができる。
[0062] 本実施の形態では、パイロットチャネルを除く他のチャネルに割り当てる拡散コード は図 8、或いは図 9に示す拡散コード割当テーブルを参照して動的に変更するように しているが、そのようなテーブルを参照することなぐ各チャネルに割り当てる拡散コ ードを動的に変更するようにしても良レ、。そのような変更は、例えば図 11に示す拡散 コード割当テーブル作成処理で採用されたアルゴリズムを応用することで可能である 。その応用は、例えば推定した伝搬路の状態に応じて割り当ての対象とすべき 2次元 拡散テーブルを限定し、限定した 2次元拡散テーブルのなかから前コードドメインが 最小となる 2次元拡散テーブルを抽出して割り当てるようなものであっても良い。
[0063] 図 12は、図 6に示す通信装置と通信を行う通信装置の構成を説明する図である。
その通信装置 1200は例えばユーザが携帯する移動端末装置である。以降、便宜的 に固定的に設置されることを想定した通信装置 60は無線基地局装置、それと通信を 行う通信装置 1200は移動端末装置、とそれぞれ呼ぶことにする。移動端末装置 12 00は以降「移動端末」と略記する。
[0064] アンテナ 1201で受信された信号は、共用器 1202を介して受信部 1203に出力さ れ、デジタル信号として抽出される。抽出された受信信号は FFT (高速フーリエ変換 )部 1204により FFTが行われ、サブキャリア毎にデータが抽出される。サブキャリア 毎のデータはパイロット逆拡散部 1205、制御データ逆拡散部 1206、及びデータ逆 拡散部 1207にそれぞれ出力される。
[0065] パイロット逆拡散部 1205はパイロットチャネルを対象に逆拡散を行レ、、同様に制御 データ逆拡散部 1206は制御データが送信される。チャネル、データ逆拡散部 1207 はデータチャネルを対象にそれぞれ逆拡散を行う。 [0066] 図 13は、パイロット逆拡散部 1205の構成を説明する図である。
図 13に示すように、ノ ィロット逆拡散部 1205は、パイロットチャネルを対象にそれ ぞれ異なる拡散率で逆拡散を行う複数のパイロット逆拡散部 1301、及び各パイロット 逆拡散部 1301から逆拡散を行った結果を入力して、最適な拡散率を選択する選択 制御部 1302を備えている。その選択制御部 1302は、パイロットについて最適な拡 散率による逆拡散を行った結果から算出した同期検波用の信号、及び選択した拡散 率を示す情報を同期検波部 1208に出力する。同期検波部 1210には、同期検波用 の信号のみを出力する。
[0067] 送信側の無線基地局装置 60は、制御データの形でコード情報、及び拡散率を送 信する。制御データ逆拡散部 1206は、逆拡散後のデータを同期検波部 1208に出 力する。それにより、それらの情報は、同期検波部 1208で同期検波されて抽出され る。それらの情報は拡散コード生成部 1209に出力される。
[0068] 拡散コード生成部 1209は、送信側から制御データとして送信された情報から、逆 拡散に用いる拡散コード、及び拡散率を認識する。データ逆拡散部 1207では認識 された拡散コード及び拡散率を用いてデータについて逆拡散を行う。逆拡散により得 たデータは同期検波部 1210に出力されて選択制御部 1302により出力された最適 な同期検波用の信号を用いて同期検波される。その同期検波によって抽出された元 のデータが受信データとして出力される。
[0069] ここで、パイロット逆拡散に用いる拡散率の変更方法について詳細に説明する。
図 14は、拡散率の更新単位を説明する図である。図中、 Dを付した領域は、コード 空間上で更新単位を示してレ、る。
[0070] 拡散率は、時間方向、及び周波数方法の少なくとも一方を更新することができる。
更新単位 Dは、時間方向、及び周波数方向のうちの何れの拡散率をどの方向に更 新すべきかを判定するためのものである。時間方向では、例えば一定期間における 変化量に応じて拡散率の更新を行う。周波数方向では、例えば同じタイミングで異な る周波数のサブキャリアに生じた変化量に応じて行う。変化量としては、位相、信号 振幅の大きさの分散、 SNR (信号電力対雑音電力比)の分散などを採用することが できる。 [0071] 図 15は、拡散率の更新に伴う拡散率間の遷移を説明する図である。図中に表記の a— fは、それを付した矢印に沿った拡散率間の遷移を行わせるべき条件を示してい る。具体的には、それぞれ以下のような条件である。ここでは、時間方向における変 化量を g_SF、周波数方向における変化量を h_SF、適用中の拡散率における時 間方向の許容変化量上限を Th(SF, U, t)、その下限を Th(SF, L, t)、適用中の 拡散率における周波数方向の許容変化量上限を Th(SF, U, f)、その下限を Th(S F, U, f)とそれぞれ表記して各条件 a fの内容例を示す。それらにおいて、適用中 の拡散率は SFで表記している。その SFで表される拡散率は SF1 X 4といったもので ある。それらの上限、及び下限は予め閾値として設定するものである。
[0072] a:g_SFく Th(SF, L, t)を満たす
b:g_SF>Th(SF, U, t)を満たす
c:h_SF>Th(SF, U, f )を満たす
d:h_SF<Th(SF, L, f)を満たす
e:g_SF<Th(SF, L, t)、且つ h_SF>Th(SF, U, f)を満たす
f:g_SF>Th(SF, U, t)、且つ h— SFく Th(SF, L, f)を満たす
このようなことから、図 17は、適用中の拡散率が SF2X2では、例えば条件 eが満た されると SF4 X 1に遷移させて時間方向の拡散率は 2から 4に 1ランク上げ、周波数方 向の拡散率は 2から 1に 1ランク下げることを示している。 同様に、条件 aが満たされる と SF4X2に、条件 d力 S満たされると SF2X4に、条件 f力 S満たされると SF1 X4にそれ ぞれ遷移させることを示している。他も同様である。その遷移は、遷移させるべき拡散 率が存在する場合にのみ行わせることが必要である。
[0073] 拡散率を上述したように更新しても、最適な拡散率で逆拡散を行うことができる。こ のことから、パイロットチャネルを複数の拡散率でそれぞれ逆拡散を行わなくとも良い 図 15に示すような遷移は、送信側(無線基地局) 60においてパイロットチャネル以外 のチャネルを対象にして上述したような 2次元拡散コードの割り当てを行う際に適用し ても良い。その場合、変化量 g_SF、 h_SFを求める機能、及びその機能により求め た変化量 g_SF、h_SFを各閾値と比較して遷移させるべき拡散率を決定する機能 を拡散率制御部 611に搭載すれば良レ、。
[0074] 時間方向の変化量としては、遅延スプレッドに着目しても良い。その遅延スプレッド 力 S小さいほど、伝搬路の状態は周波数方向で良好である。このこと力 、遅延スプレ ッドに着目する場合、遅延スプレッドが小さいほど、周波数方向を優先する形で拡散 率を更新するのが望ましい。そのようにすることにより、受信特性を常に高い状態に 維持させることができるようになる。
[0075] 移動端末 1200は、ユーザが携帯するのを前提としている。伝搬路の状態は移動速 度(通信を行う無線基地局装置 60との相対的な移動速度)によっても変化する。その 移動速度は、移動端末 1200側でも信号の受信レベルの変化やフェージング等から 推定すること力 Sできる。このことから、移動速度に着目して拡散率を更新するようにし ても良い。その移動速度が小さい場合、時間方向で十分な拡散率が取れるのが普通 であることから、周波数方向の拡散率としてはより小さいものを採用することができる。 一方、その移動速度が大きい場合には、時間方向における伝搬路の状態は悪くなる こと力ら、時間方向の拡散率としては元の拡散率より小さいものを採用するのが望ま しい。また、それらのうちの複数に着目して拡散率を更新しても良い。
[0076] 上述したように逆拡散に用いる拡散率を更新しても、受信特性をより高い状態に維 持させることができ、システム容量の利用効率は常に高く維持させることができる。こ れらのようにして更新した拡散率の情報も無線基地局装置 60に送信させても良い。 <第 2の実施の形態 >
上記第 1の実施の形態では、無線基地局装置 60は受信信号から伝搬路の状態を 推定している。これに対し、第 2の実施の形態は、移動端末から伝搬路の状態を無線 基地局装置に通知するようにしたものである。
[0077] 第 2の実施の形態における無線基地局装置、及び移動端末の各構成は、大部分 は第 1の実施の形態におけるそれらと基本的に同じである。動作も同様である。この ようなことから、第 1の実施の形態から基本的に同じものには同一の符号を付して、そ の第 1の実施の形態から異なってレ、る部分にっレ、てのみ説明する。
[0078] 図 16は、第 2の実施の形態による通信装置 (無線基地局装置) 60の構成を説明す る図である。 上述したように、第 2の実施の形態では、移動端末 1200から伝搬路の状態を通知 するようになつている。このことから、伝送路推定部 610は存在しない代わりに、検波 部 609の後段に分離部 1601が配置されている。
[0079] 伝搬路の状態の通知は制御データを用いて行うようにしている。検波部 609は、各 チャネルのデータの検波を行レ、、その結果を分離部 1601に出力する。分離部 1601 は、そのな力、から伝搬路の状態を通知する制御データチャネルのデータを抽出して 拡散率制御部 1602に出力する。それにより、移動端末 1200側で検出した伝搬路の 状態を拡散コードの割り当てに反映させる。
[0080] 図 17は、第 2の実施の形態による通信装置 (移動端末) 1200の構成を説明する図 である。
第 2の実施の形態では、パイロット逆拡散部 1205が出力する拡散率情報を送信す ることにより、無線基地局装置 60に伝搬路の状態を通知するようにしている。そのた めに、パイロット逆拡散部 1205が出力する拡散率情報は多重部 1701によりデータ と多重化するようにしている。
[0081] 送信する拡散率情報は、実際に逆拡散を行った結果から特定した最適な拡散率情 報を示すものである。そのような拡散率情報を送信 (フィードバック)することにより、無 線基地局装置 60ではより適切に 2次元拡散コードの割り当てを行えるようになる。
[0082] 拡散率に変化があった場合だけに拡散率情報を送信してもよい。パイロット逆拡散 部 1205の選択制御部 1302は、ノ ィロットチャネルを受信する度に、新たに受信した パイロットチャネルから選択される拡散率がそれまで選択してレ、た拡散率と等しレ、か 否力確認し、それらが異なる場合、新たに受信したパイロットチャネルから選択される 拡散率の情報を出力する。それにより、必要に応じて、データチャネルの逆拡散に用 いる拡散率を随時、更新するようにしている。
[0083] 無線基地局装置 60への伝搬路の状態の通知は、上記拡散率情報とは別の情報を 送信することで行っても良レ、。具体的には、データチャネルに着目して選択 (更新) する拡散率の情報であっても良ぐ遅延スプレッド、或いは自装置 1200の移動速度 に着目して選択(更新)する拡散率の情報であっても良い。それらのうちの複数であ つても良い。 <第 3の実施の形態 >
上記第 1、及び第 2の実施の形態では、移動端末 1200→無線基地局装置 60間の データ送信は 2次元拡散コードを用いずに行うようになっている。第 3の実施の形態 は、双方向のデータ送信に共に 2次元拡散コードを用いるようにしたものである。
[0084] 図 18は、第 3の実施の形態による通信装置の構成を説明する図である。その通信 装置は、 2次元拡散コードを用いてデータ送信を行う機能を図 17に示す通信装置( 移動端末) 1200に搭載させた場合のものである。このこと力 、図 17に示す構成と基 本的に同じものには同一の符号を付している。
[0085] 第 3の実施の形態では、パイロット逆拡散部 1205が出力する拡散率情報は拡散コ ード生成部 1209に直接、入力される。その拡散コード生成部 1209は、入力する拡 散率情報で指定される拡散コードを生成して 2次元拡散部 1801、及びデータ逆拡 散部 1207に出力する。データ逆拡散部 1207は、拡散コード生成部 1209から入力 する拡散コードを用いて、制御データチャネル、及びデータチャネルの逆拡散を行う
[0086] 他方の 2次元拡散部 1801は、拡散コード生成部 1209から入力した拡散コードを 用いてデータの拡散を行い、図 16に示す 2次元拡散部 603と同様に、信号を送信部 1212に出力する。それにより、その信号は送信部 1212によって共有器 1202、及び アンテナ 1201を介して送信される。
[0087] このようにして、第 3の実施の形態では、パイロットチャネルに対する逆拡散結果を データの送信に反映させるようにしている。データを送信する向きによって同じ伝搬 路の状態が大きく異なることは余り考えられないことから、信号を受信した側がその信 号の逆拡散に用いる拡散率をそれぞれ自律的に決定したとしても、適切な拡散率で 逆拡散を行うことができる。
<第 4の実施の形態 >
上記第 3の実施の形態は、 2次元拡散コードを用いてデータ送信を行う機能を図 1 7に示す通信装置 (移動端末) 1200に搭載させた場合のものである。第 4の実施の 形態は、 2次元拡散コードを用いて送信されたデータに対応するための機能を例え ば図 6に示す無線基地局装置 60に搭載させた場合のものである。 [0088] 図 19は、第 4の実施の形態による通信装置 (無線基地局装置) 60の構成を説明す る図である。
2次元拡散コードによって拡散されて送信されるデータを受信する機能として、例え ば図 12に示す各部 1202 1210を採用することができる。このこと力 、図 19では、 図 6、或いは図 12に示す構成と基本的に同じものには同一の符号を付している。
[0089] 図 19に示すように、第 4の実施の形態では、アンテナ 606によって受信された信号 は共有器 605を介して受信部 1203に出力される。ノ ィロット逆拡散部 1205が出力 する拡散率情報は、伝搬路推定部 610が伝搬路の状態を推定した結果の代わりに 拡散率制御部 611に出力される。それにより、データの拡散に用いる 2次元拡散コー ドとして、そのデータを送信する移動端末で推定された伝搬路の状態にとって最適な ものを割り当てられるようになつている。
[0090] その移動端末は、図 18に示すような構成のものであっても良レ、。或いは、拡散率制 御部 611が拡散コードの割り当てをパイロット逆拡散部 1205から入力する拡散率情 報の変わりに同期検波部 1208による検波結果に応じて行う構成のものであっても良 レ、。図 19、及び図 18に示すような構成の通信装置では、同じ構成をした他の通信装 置との間で通信を行うことを前提とすることもできる。そのような通信装置としては、トラ ンシーバも含まれる。
<他の実施の形態 >
通信技術には、所望の性能を得るための様々な技術が存在する。ここでは、例えば 図 6に示す無線基地局装置 (通信装置) 60に搭載された送信装置に代表的な通信 技術を適用した場合を上述した以外の実施の形態として説明する。図 6に示す構成 と基本的に同じものには同一の符号を付す。
[0091] 図 20は、第 5の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。その送信 装置は、ダイバーシティ送信技術を適用した場合のものである。
図 20に示す第 5の実施の形態では、 2次元拡散部 603、送信部 604、及びアンテ ナ 606をそれぞれ 2つ備えている。各 2次元拡散部 603には、例えばチャネル毎に用 意したダイバーシティ処理部 2001からデータ(シンボル)がそれぞれ出力される。拡 散コード生成部 602は各 2次元拡散部 603に、同じデータには同じ拡散コードを出 力する。
[0092] 各ダイバーシティ処理部 2001は、図 6に示す多重部 601からデータを入力して、 それらのデータを互いに直交する系列に変換し、変換後のデータを各 2次元拡散部 603に出力する。それにより、各 2次元拡散部 603は、同じデータ(チャネル)を同じ 拡散コードで拡散した後、送信部 604に出力する。この結果、別々のアンテナ 606か らそれぞれ同じ信号が送信される。
[0093] 図 21は、第 6の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。その送信 装置は、ダイバーシティ送信技術を別の方法で適用した場合のものである。
図 21に示す第 6の実施の形態では、各 2次元拡散部 603には図 6に示す多重部 6 01からそれぞれ同じデータが入力される。それにより、拡散コード生成部 601は各 2 次元拡散部 603に、同じデータについて互いに直交する拡散コードを出力する。そ のような拡散コードを各 2次元拡散部 603に出力することにより、図 20に示すダイバ 一シティ処理部 2001を不要とさせている。
[0094] 図 21に示す構成では、複数のユーザにパイロットチャネル(シンボル)を共通とさせ ると、 2次元拡散コード全体においてだけでなぐ一部のみを取り出しても他の拡散コ ードと直交する拡散コード、つまり上記条件 1一 3を全て満たす拡散コードをアンテナ 606の本数以上、生成する必要がある。例えば SF4 X 4の拡散コードについて考え れば、図 22A—図 22Cに示すように、 SF4 X 1、 SF4 X 2、 SF2 X 2、及び SFN X 4 ( N= l、 2、 4)の何れの拡散率で逆拡散しても直交するような拡散コードを同時に 4つ まで割り当てることができる。コードドメインをより大きくする力、或いは逆拡散できる拡 散率の数をより抑えることにより、そのような拡散コードの数をより増やすことができる。 図 22A—図 22Cに表記した A— Dはそれぞれ、 4つの割り当てできる拡散コードのコ ードドメインを示している。
[0095] 図 23は、第 7の実施の形態による送信装置の構成を説明する図である。その送信 装置は、 MIMO (Multiple Input and Multiple Output)技術を適用した場合のもので ある。
[0096] 図 23に示す第 7の実施の形態では、多重部 601がデータ(シンボル)を複数の系 列に分配して各 2次元拡散部 603に出力する。このため、上記第 6の実施の形態と 同じぐ複数のユーザにパイロットチャネル (シンボル)を共通とさせると、 2次元拡散コ ード全体においてだけでなぐ一部のみを取り出しても他の拡散コードと直交する拡 散コード、つまり上記条件 1一 3を全て満たす拡散コードをアンテナ 606の本数以上 、生成する必要がある。
ここでは、ダイバーシティ送信技術、及び MIMO技術を適用した場合の他の実施 の形態を第 5—第 7の実施の形態として説明したが、それ以外の技術も幅広く適用さ せること力 Sできる。

Claims

請求の範囲
[1] 時間方向、及び周波数方向に拡散する 2次元の拡散コードを各チャネルに割り当 てるための方法において、
前記時間方向、及び周波数方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つそれぞれ の方向で元の拡散率より小さい拡散率で逆拡散が可能な拡散コードを選択対象とし 該選択対象とする拡散コードのな力から各チャネルに割り当てる拡散コードを決定 する、
ことを特徴とする拡散コード割当方法。
[2] 請求項 1記載の拡散コード割当方法であって、
前記各チャネルへの拡散コードの害 ijり当ては、予め定めたチャネルを対象に行う。
[3] 請求項 1記載の拡散コード割当方法により割り当てられた拡散コードで拡散されて 送信されるチャネルのシンボルを受信した受信装置に逆拡散させるための方法であ つて、
受信した同一のチャネルのシンボルに対し、前記時間方向、及び周波数方向の少 なくとも一方が元の拡散率より小さい拡散率を含む複数の拡散率でそれぞれ逆拡散 を行わせ、
該逆拡散をそれぞれ行った結果から、前記同一のチャネルとは別のチャネルのシ ンボルの逆拡散に用いる拡散率を決定する、
ことを特徴とする逆拡散方法。
[4] 請求項 3記載の逆拡散方法であって、
前記同一のチャネルはパイロットシンボルが送信されるチャネルである。
[5] 請求項 4記載の逆拡散方法であって、
前記決定した拡散率は、該決定後に受信した前記パイロットシンボルにより必要に 応じて更新する。
[6] 請求項 3記載の逆拡散方法であって、
前記決定した拡散率は、前記別のチャネルのシンボルを該拡散率で逆拡散を行つ た結果を基に更新する。
[7] 請求項 3記載の逆拡散方法であって、
前記チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する前記受信装置の移動速度 を特定し、該特定結果を基に、前記決定した拡散率を必要に応じて更新する。
[8] 請求項 3記載の逆拡散方法であって、
前記決定した拡散率は、前記別のチャネルで検出される遅延スプレッドを基に必要 に応じて更新する。
[9] 請求項 1記載の拡散コード割当方法により拡散コードが割り当てられて送信される チャネルのシンボルを受信した受信装置に逆拡散させるための方法であって、 前記受信したチャネルのシンボルに対して逆拡散を行った結果を監視し、 該監視する結果を基に、前記受信したチャネルのシンボルに対して逆拡散を行う 拡散率を変更する、
ことを特徴とする逆拡散方法。
[10] 請求項 9記載の逆拡散方法であって、
前記監視する結果は遅延スプレッドである。
[11] 請求項 1記載の拡散コード割当方法により拡散コードが割り当てられて送信される チャネルのシンボルを受信した受信装置に逆拡散させるための方法であって、 前記チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する前記受信装置の移動速度 を特定し、
前記特定した結果を基に、前記受信したチャネルのシンボルに対する逆拡散に用 いる拡散率を必要に応じて変更する、
ことを特徴とする逆拡散方法。
[12] 時間方向、及び周波数方向に拡散する 2次元の拡散コードを用いて複数のチヤネ ルを多重送信可能な送信装置において、
前記時間方向、及び周波数方向の少なくとも一方が互いに直交し、且つそれぞれ の方向で元の拡散率より小さい拡散率で逆拡散が可能な拡散コードを各チャネルに 割り当てるコード割当手段と、
前記コード割当手段が割り当てた拡散コードを用いて各チャネルのシンボルの拡 散を行って送信する送信手段と、 を具備することを特徴とする送信装置。
[13] 請求項 12記載の送信装置を備えている、
ことを特徴とする通信装置。
[14] 請求項 13記載の通信装置であって、
前記チャネルのシンボルを送信した通信装置から、該チャネル、及び他のチャネル のシンボルのうちの少なくとも一方の逆拡散用に設定された拡散率を示す拡散率情 報を受信できる受信手段と、
前記受信手段が受信した拡散率情報を基に、前記コード割当手段による拡散コー ドの各チャネルへの割り当てを制御する制御手段と、
を更に具備する。
[15] 請求項 14記載の通信装置であって、
前記受信手段は、前記拡散コードを用レ、て拡散されて送信されるチャネルのシン ボルを受信して逆拡散を行う。
[16] 請求項 15記載の通信装置であって、
前記制御手段は、前記受信手段が前記チャネルのシンボルの逆拡散に用いる拡 散率を動的に更新する。
[17] 請求項 16記載の通信装置であって、
前記制御手段は、前記受信手段が前記チャネルのシンボルの逆拡散に用いる拡 散率を前記コード割当手段による拡散コードの割り当てに反映できる。
[18] 請求項 12記載の送信装置を備えている、
ことを特徴とする無線基地局装置。
[19] 請求項 12記載の送信装置により拡散されて送信されるチャネルのシンボルを受信 できる受信装置において、
前記チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、
前記受信手段が受信した同一のチャネルのシンボルに対し、前記時間方向、及び 周波数方向の少なくとも一方が元の拡散率より小さい拡散率を含む互いに異なる拡 散率でそれぞれ逆拡散を行う複数の逆拡散手段と、
前記受信手段が受信した、前記同一のチャネルとは別のチャネルのシンボルを対 象に逆拡散を行う他の逆拡散手段と、
前記複数の逆拡散手段がそれぞれ逆拡散を行った結果を基に、前記他の逆拡散 手段が逆拡散に用いる拡散率を設定する制御手段と、
を具備することを特徴とする受信装置。
[20] 請求項 19記載の受信装置であって、
前記制御手段は、前記他の逆拡散手段が逆拡散を行った結果を基に、該他の逆 拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を更新する。
[21] 請求項 18記載の受信装置であって、
前記チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する前記受信装置の移動速度 を特定する速度特定手段、を更に具備し、
前記制御手段は、前記速度特定手段が特定した移動速度を基に、前記他の逆拡 散手段が逆拡散に用いる拡散率を更新する。
[22] 請求項 18記載の受信装置を備え、
前記制御手段は、前記他の逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送 信手段により送信させる、
ことを特徴とする通信装置。
[23] 請求項 22記載の通信装置であって、
前記送信手段は、前記 2次元の拡散コードを用いて前記情報を拡散して送信する
[24] 請求項 18記載の受信装置を備えている、
ことを特徴とする移動端末装置。
[25] 請求項 12記載の送信装置により拡散されて送信されるチャネルのシンボルを受信 できる受信装置において、
前記チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、
前記受信手段が受信したチャネルのシンボルの逆拡散を行う逆拡散手段と、 前記逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を動的に更新する制御手段と、 を具備することを特徴とする受信装置。
[26] 請求項 25記載の受信装置であって、 前記制御手段は、前記逆拡散手段が逆拡散を行った結果を基に、該逆拡散手段 が逆拡散に用いる拡散率を更新する。
[27] 請求項 25記載の受信装置であって、
前記チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する前記受信装置の移動速度 を特定する速度特定手段、を更に具備し、
前記制御手段は、前記速度特定手段が特定した移動速度を基に、前記逆拡散手 段が逆拡散に用いる拡散率を更新する。
[28] 請求項 25記載の受信装置を備え、
前記制御手段は、前記逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送信手 段により送信させる、
ことを特徴とする通信装置。
[29] 請求項 28記載の通信装置であって、
前記送信手段は、前記 2次元の拡散コードを用いて前記情報を拡散して送信する
[30] 請求項 25記載の受信装置を備えてレ、る、
ことを特徴とする移動端末装置。
[31] 請求項 12記載の送信装置により拡散されて送信されるチャネルのシンボルを受信 できる受信装置において、
前記チャネルのシンボルを受信できる受信手段と、
前記受信手段が受信したチャネルのシンボルの逆拡散を行う逆拡散手段と、 前記チャネルのシンボルを送信する送信装置に対する前記受信装置の移動速度 を特定する速度特定手段と、
前記速度特定手段が特定した移動速度を基に、前記逆拡散手段が逆拡散に用い る拡散率を動的に更新する制御手段と、
を具備することを特徴とする受信装置。
[32] 請求項 31記載の受信装置を備え、
前記制御手段は、前記逆拡散手段が逆拡散に用いる拡散率を示す情報を送信手 段により送信させる、 ことを特徴とする通信装置。
[33] 請求項 32記載の通信装置であって、
前記送信手段は、前記 2次元の拡散コードを用いて前記情報を拡散して送信する
[34] 請求項 31記載の受信装置を備えている、
ことを特徴とする移動端末装置。
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