交织装置及无线通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明的交织装置具备：交织器，该交织器按照规定的一个交织图案同时对输入数据的各比特进行排序；开关，该开关包括：对作为进行交织的对象的输入信号进行输入的输入端子，对从所述交织器输出的信号进行输入的输入端子，将对所述输入信号完成交织后的结果作为输出信号并进行输出的输出端子，以及对输入至所述交织器的信号进行输出的输出端子，该开关对所述输入端子和输出端子之间的连接进行切换；以及控制部，该控制部控制所述开关，以根据多个交织图案中的每一个来对使用所述交织器使用一次或反复使用多次。
【专利说明】交织装置及无线通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用交织分多址接入(Interleave Division Multiple Access:1DMA)方式的交织装置及无线通信系统。
本申请基于2011年6月3日于日本提出的申请特愿2011-125201号来主张优先权，并 在此援引其内容。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，多址接入方式作为一种在多个用户间高效地利用有限的频 率资源的技术，正处于研究阶段。作为现有主要的多址接入方式，已知有频分多址接入方 式(Frequency Division Multiple Access:FDMA)、时分多址接入方式(Time Division Multiple Access:TDMA)、码分多址接入方式(Code Division Multiple Access:CDMA)。
[0003]此外，近年来还在研究交织分多址接入(IDMA)方式。IDMA方式通过对每个用户使 用不同的交织器来识别用户，可以视为将CDMA方式中用于识别用户的编码替换成交织器 的多址接入方式。其中，在IDMA方式中，在接收到信号的时刻，用户间的信号不具有直接的 正交性。因此，通过反复地使每个用户使用不同的交织器(交织图案)来进行多用户接收，从 而产生近似的正交性，由此分离出各用户的信号。
[0004]作为IDMA方式中所使用的一种交织器的设计方法，例如在非专利文献I中记载了 一种随机生成交织器的交织图案的方法。另外，在专利文献I中还记载了一种通过将所有 用户所公用的公用交织器、延迟抽头、用户各自的交织图案相组合，由此来依次生成多个交 织器的方法。
[0005]图3是现有的交织器40的结构图。该交织器40具备:时钟生成部41、排序图案 发生部42以及随机存储器(RAM)43、44，通过与时钟生成部41所输出的时钟相同步地使输 入到RAM43、44的地址发生变化，从而产生多个交织图案。
[0006]图4是现有的交织器50的结构图。该交织器50具备:时钟生成部51以及寄存器 52,53,寄存器52的各比特与寄存器53的各比特按照规定的一个交织图案来相连。由此， 在交织器50中，输入数据的各比特与时钟生成部51所输出的时钟相同步地从寄存器52向 寄存器53输出，并按照交织图案来排序。
现有技术文献 专利文献
[0007]专利文献1:日本专利申请特开2007-135201号公报 非专利文献
[0008]非专利文献I:1.Pupeza、A.Kavcic以及L.Ping,《有效针对IDMA生成交织器》 (“Efficient Generation of Interleavers for IDMA”)，proc.1CC vol.4,2006 年 6 月
【发明内容】
发明所要解决的技术问题[0009]然而，在上述图3所示的现有的交织器40中，I个时钟所能处理的比特数受限于 RAM的输入输出数据长度(通常为I个比特)，因此，完成一个输入数据(数据长度大于RAM的 输入输出数据长度)的交织所需的时钟增多，导致交织处理的延迟较大。
[0010]另外，由于图4所示的现有的交织器50中，能在一个时钟内完成交织，因此能将交 织处理的延迟抑制得较小。然而，在需要多个交织图案的情况下，对于寄存器52与53的组 合需要设置相应数量的交织图案数。在IDMA方式中，由于需要所假定的用户数的不同的交 织图案，因此电路规模增大。
[0011]本发明将以上情况考虑在内而得以完成，因此，其目的在于提供一种交织装置及 无线通信系统，能够抑制IDMA方式中的交织器的交织处理的延迟，并抑制交织器的电路规 模的增大。
解决技术问题所采用的技术方案
[0012]为了达成上述目的，本发明所涉及的交织装置采用交织分多址接入方式，其具备: 第一交织器，该第一交织器按照第一交织图案同时对输入数据的各比特进行排序；开关，该 开关包括:提供应当进行交织的输入信号的第一输入端子，提供从所述第一交织器输出的 信号的第二输入端子，将对所述输入信号实施交织后的信号输出的第一输出端子，以及对 提供给所述第一交织器的信号进行输出的第二输出端子，该开关对所述第一及第二输入端 子与所述第一及第二输出端子之间的连接进行切换；以及控制部，该控制部根据多个交织 图案中的每一个，将所述第二输入端子与所述第一输出端子或所述第二输出端子相连接， 从而控制所述开关，以对所述交织器使用一次或反复使用多次。
本发明的交织装置也可具有第二交织器，该第二交织器按照第二交织图案同时对输入 数据的各个比特进行排序，在该情况下，所述开关可具有:提供所述第二交织器所输出的信 号的第三输入端子、以及将提供给所述第二交织器的信号输出的第三输出端子，所述控制 部控制所述开关，以将所述第二输入端子与所述第一、第二或第三输出端子相连，将所述第 三输入端子与所述第一、第二或第三输出端子相连。
[0013]本发明所涉及的无线通信系统采用IDMA方式，在该无线通信系统中，将所述交织 装置包括在终端或基站中。
[0014]本发明所涉及的无线通信系统中，优选为与所述基站所能生成的交织图案的总数 相比，以IDMA方式同时复用的终端的个数较少，在此情况下，从能够以更短的处理时间生 成的交织图案开始按顺序将交织图案分配给各终端。
[0015]本发明所涉及的无线通信系统中，优选为将能够以更短的处理时间完成交织的交 织图案分配给接收质量较优的终端。
[0016]本发明所涉及的无线通信系统中，优选为将多用户接收处理前的信噪比较优、且 接收强度较大的终端设为最优先，其次，将所述信噪比较优的用户设为优先，并对其分配能 够以更短的处理时间完成交织的交织图案。
发明效果
[0017]根据本发明，能够对IDMA方式中的交织器的处理延迟进行抑制，并抑制电路规模 的增大。
【专利附图】
【附图说明】[0018]图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的采用IDMA方式的交织装置的结构的 框图。
图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的采用IDMA方式的无线通信系统的框图。
图3是表示现有的交织器的一个示例的框图。
图4是表示交织器的其它示例的框图。
【具体实施方式】
[0019]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的采用IDMA方式的交织装置I的结构的框 图。图1中，交织装置I具备交织器50-1及50-2、开关11、以及控制部12。交织器50-1及 50-2各自的基本结构与图4所示的交织器50相同。
[0020]S卩，如图4所示，在交织器50-1及50-2中，输入数据的各比特与时钟生成部51所 输出的时钟相同步地从寄存器52向寄存器53输出，并按照规定的一个交织图案来同时进 行排序。交织器50-1及50-2在一个时钟内完成交织。此外，寄存器52与寄存器53间的 接线(即，规定的一个交织图案)可以任意地决定。
[0021]本实施方式中，交织装置I具备2个交织器50-1及50-2。在具备多个交织器50 的情况下，可以公用图4所示的时钟生成部51。交织装置I可以仅有一个交织器，也可以在 电路规模不过大的范围内具备3个以上的交织器。
[0022]开关11具有3个输入端子In1、In2、In3，3个输出端子Outl、0ut2、0ut3,以及控 制端子Cnt。将作为要进行交织的对象的输入信号输入至输入端子Ini。从输出端子Outl 将对输入信号完成交织后的结果作为输出信号输出。
[0023]将从输出端子0ut2输出的信号输入至交织器50-1。将从交织器50-1输出的信 号输入至输入端子In2。将从输出端子0ut3输出的信号输入至交织器50-2。将从交织器 50-2输出的信号输入至输入端子In3。
[0024]控制信号从控制部12输入至控制端子Cnt。开关11根据输入至控制端子Cnt的 控制信号，对输入端子In1、In2、In3与输出端子Outl、0ut2、0ut3之间的连接进行切换。
[0025]控制部12通过对开关11的输入端子In1、In2、In3与输出端子Outl、0ut2、0ut3 之间的连接进行切换，从而利用交织器50-1及50-2来生成多个交织图案。
例如，可以通过仅使用交织器50-1 —次或反复多次，来生成多个交织图案。也就是说， 输入信号从外部提供至输入端子Ini。控制部12控制开关11，首先，将其输入端子Inl与输 出端子0ut2相连，将输入信号提供给交织器50-1。输入信号在交织器50-1中按照规定的 交织图案来实施交织处理。将经交织处理后的输出数据提供给开关11的输入端子In2。在 利用交织器50-1的处理仅进行一次的情况下，控制部12将输出端子Outl与输入端子In2 相连，将仅经过一次交织处理的输出数据作为输出信号，从输出端子Outl输出。在利用交 织器50-1的处理进行多次的情况下，控制部12将输出端子0ut2与输入端子In2相连，将 仅经过一次交织处理的输出数据再次提供给交织器50-1。对于所提供的输出数据，再次在 交织器50-1中根据规定的交织图案来实施交织处理，并提供给输入端子In2。在利用交织 器50-1的处理仅进行两次的情况下，控制部12将输出端子Outl与输入端子In2相连，作 为输出信号从输出端子输出。在进一步利用交织器50-1进行处理的情况下，控制部12将输出端子Out2与输入端子In2相连，再次将输出信号提供给交织器50-1。
此外，也可以通过仅使用交织器50-2 —次或反复多次地，来生成多个交织图案。在该情况下，控制部12首先将输入端子Inl与输出端子Out3相连,将提供给输入端子Inl的输入信号提供给交织器50-2。对于输入信号，在交织器50-2中按照规定的交织图案来实施交织处理。将经交织处理后的输出数据提供给开关11的输入端子In3。在利用交织器50-2 的处理仅进行一次的情况下，控制部12将输出端子Outl与输入端子In3相连，将仅经过一次交织处理的输出数据作为输出信号，从输出端子Outl输出。在利用交织器50-2的处理进行多次的情况下，控制部12将输出端子0ut3与输入端子In3相连，将仅经过一次交织处理的输出数据再次提供给交织器50-2。对于所提供的输出数据，再次在交织器50-2中根据规定的交织图案来实施交织处理，并提供给输入端子In3。在利用交织器50-2的处理仅进行两次的情况下，控制部12将输出端子Outl与输入端子In3相连，作为输出信号从输出端子Outl输出。在进一步利用交织器50-2进行处理的情况下，控制部12将输出端子0ut3 与输入端子In3相连，再次将输出信号提供给交织器50-2。
此外，也可以通过将交织器50-1与交织器50-2任意地组合来使用，从而生成多个交织图案。例如，对在利用交织器50-1进行交织处理之后、利用交织器50-2进行交织处理的情况进行说明。在该情况下，控制部12首先将输入端子Inl与输出端子0ut2相连，将提供给输入端子Inl的输入信号提供给交织器50-1。对于输入信号，在交织器50-1中按照规定的交织图案来实施交织处理。将经交织处理后的输出数据提供给开关11的输入端子In2。 接下来，控制部12将输出端子0ut3与输入端子In2相连，将经过交织器50-1的交织处理的输出数据提供给交织器50-2。对于所提供的输出数据，在交织器50-2中根据规定的交织图案来实施交织处理，并提供给输入端子In3。控制部12将输入端子In3与输出端子Outl 相连。由此，将经过交织器50-1及50-2的交织处理后的输出数据作为输出信号，从输出端子Outl输出。由此，交织装置I能够根据多个交织图案来进行交织。
[0026]根据本实施方式，通过反复地使用在一个时钟内完成交织的交织器50-1及/或 50-2，从而能够抑制交织所要的处理时间，并产生多个交织图案。另外，交织器50的个数少于交织图案的个数，因此能够抑制交织器的电路规模的增大。
[0027]此外，交织图案的生成个数取决于交织器50的个数、以及直到交织完成为止所容许的最大延迟时间。若将交织器50的个数设为M个，将最大容许延迟时间设为L(时钟数)， 则能生成(1+11+?!2+"*+?!1)个交织图案。交织器50的个数M及最大容许延迟时间L取决于采用IDMA方式的通信装置所容许的硬件规模等。例如，在使处理时间优先的情况下，适用增加交织器50的个数以减少延迟时间的结构。
[0028]图2是本实施方式所涉及的采用IDMA方式的无线通信系统的简要结构图。图2 中，K台(用户I~K (K是自然数))终端100以IDMA方式与基站200相连。用户N (N是I 至K中的某个自然数)的终端100中，数据调制部101对发送数据进行调制。交织部101利用用户N所固有的交织图案对数据调制部101所输出的发送数据进行交织。通过天线103 对该经过交织后的发送数据以无线方式进行发送。
[0029]基站200通过天线201接收从各用户I~K的终端100以无线方式发送来的发送数据。干扰消除部202对接收数据进行干扰消除处理。解交织部203对于每个用户I~K，对干扰消除部202所输出的接收数据进行解交织。在该解交织过程中，使用与各用户所固 有的交织图案相对应的交织图案。因此，对于用户N，使用与用户N所固有的交织图案相对 应的交织图案来进行解交织。
[0030]对各个用户I?K设置解码部204。向用户N的解码部204中输入接收数据，该接 收数据是利用用户N的解交织图案对干扰消除部202所输出的接收数据进行了解交织后得 到的接收数据。解码部204对所输入的接收数据进行解码。将该经过解码后的接收数据输 出至交织部205。
[0031]将从各用户I?K的解调部204输出的接收数据输入至交织部205。交织部205 对于每个用户I?K，对从各用户I?K的解码部204输入的接收数据进行交织。在该交织 过程中，使用与各用户所固有的交织图案。因此，对于用户N，使用用户N所固有的交织图 案来进行交织。将该经过交织后的接收数据输出至干扰消除部202。干扰消除部202对从 交织部205输入的接收数据进行干扰消除处理，并将该处理后的接收数据输出至解交织部 203。
[0032]基站200中，反复地执行多次上述的干扰消除处理、解交织、解码以及交织，然后， 输出各用户I?K的接收数据。
[0033]图2所示的采用IDMA方式的无线通信系统中，基站200的解交织部203及交织部 205中使用图1所示的交织装置I。终端100的交织部102中也可使用图1所示的交织装置I。
[0034]基站200的交织部205中，在图1的交织装置I中控制部12对开关11进行控制， 从而生成各用户I?K所固有的K个交织图案。基站200的解交织部203中，在图1的交 织装置I中控制部12对开关11进行控制，从而生成各用户I?K所固有的K个解交织图案。
[0035]终端100的交织部102中，在分配给本用户的交织图案发生改变的情况下，图1的 交织装置I中，控制部12控制开关11，从而生成经过改变后的交织图案。例如，在所连接的 基站200发生变化的情况下，分配给用户的交织图案可能发生改变。
[0036]此外，作为基站200向终端100通知分配了何种交织图案的方法，例如列举出如下 所示的两种方式、即方法I和方法2。
[0037](方法I)
基站200利用控制频道向用户N的终端100通知如下信息，即向用户N的终端100所 使用的交织器50所提供的索引、以及所使用的交织器50的顺序。例如，将5个交织器50 的各交织识别符设为 “INT001”、“INT002”、“INT003”、“INT004”、“INT005”。基站 200 向用 户N的终端100通知如下信息，即作为向所使用的交织器50 “INT002”及“INT004”所提供 的索引的，“INT002”的索引“#1”和“INT004”的索弓丨“#2”，以及所使用的交织器50的顺序 “#1、#1、#2”。由此，在用户N的终端100中，交织装置I的控制部12控制开关11，以按照 首先“INT002”、其次“INT002”、最后“INT004”的顺序来使用交织器50。
[0038](方法2)
在基站200与各用户I?K的终端100之间，预先公用交织器50的索引。基站200利用 控制频道向用户N的终端100通知如下信息，即用户N的终端100所使用的交织器50的顺 序。例如，将5个交织器50的各交织识别符设为“ INT001，，、“ INT002”、“ INT003”、“ INT004”、“ INT005 ”，关于其索弓I，“ INTOOI ”的索引为“ #I ”，“ INT002 ”的索引为“ #2 ”，“ INT003 ”的索 引为“ #3 ”，“ INT004 ”的索引为“ #4 ”，“ INT005 ”的索引为“ #5 ”。基站200向用户N的终端 100通知所使用的交织器50的顺序“#1、#1、#2”。由此，在用户N的终端100中，交织装置 I的控制部12控制开关11，以按照首先“INT001”、其次“INT001”、最后“INT002”的顺序来
使用交织器50。
[0039]此外，与基站200所能生成的交织图案的总数相比，以IDMA方式同时复用的用户 的个数“K”较少，在此情况下，优选为从能以更短的处理时间完成交织的交织图案开始按顺 序将交织图案分配给各用户I?K的终端100。
[0040]另外，在根据终端的接收质量来对各用户I?K的终端100来改变交织图案的情 况下，优选为将能以更短的处理时间完成交织的交织图案分配给接收质量较好的终端100。 例如，将多用户接收处理前的信噪比(SNR)较优、且接收强度(RSSI)较大的终端100设为最 优先，并对其分配能以更短的处理时间完成交织的交织图案。接下来，将该SNR较优的终端 100设为优先，并对其分配能以更短的处理时间完成交织的交织图案。由此，在采用IDMA方 式的分离处理中，使接收质量较优的终端100较早地结束分离处理，且较早地消除对于其 它终端100的干扰，由此缩短IDMA方式下的分离处理整体的处理时间。
[0041]以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，具体结构并不局限于该实 施方式，也包含不脱离本发明思想的范围内的变形设计等。
例如，交织器50可由寄存器布线或FPGA (Field Programmable Gate Array:现场可 编程门阵列)来构成。
[0042]此外，作为从所有可使用的交织图案中选出分配给终端100的交织图案的方法， 例如可列举为如下方法，即基于利用哈希(Hash)函数等对终端100所固有的识别符(终端 ID)进行转换后得到的转换信息，来确定交织器50的组及使用顺序。
[0043]另外，在终端100对基站200进行初始访问时，无法交换基站200与终端100之间 所使用的交织图案的信息。因此，预先确定默认的交织图案，并在初始访问时使用默认的交 织图案来进行通信。
[0044]另外，基于区分不同单元之间的交织图案的目的，也可将每个用户的交织图案与 每个单元的交织图案进行组合，来进行使用。
工业上的实用性
[0045]本发明能够适用于采用IDMA方式的无线通信系统，能够使交织处理高速化，并抑 制用于交织处理的电路规模。
标号说明
[0046]I交织装置 11开关
12控制部 50交织器 51时钟生成部 52,53寄存器 100终端 101数据调制部102、205交织部 103,201 天线 202干扰消除部 203解交织部 204解码部
【权利要求】
1.一种交织装置，该交织装置采用交织分多址接入方式，其特征在于，具备:第一交织器，该第一交织器按照第一交织图案同时对输入数据的各比特进行排序； 开关，该开关包括:提供应当进行交织的输入信号的第一输入端子，提供从所述第一交织器输出的信号的第二输入端子，将对所述输入信号实施交织后的信号输出的第一输出端 子，以及对提供给所述第一交织器的信号进行输出的第二输出端子，该开关对所述第一及 第二输入端子与所述第一及第二输出端子之间的连接进行切换；以及控制部，该控制部根据多个交织图案中的每一个，将所述第二输入端子与所述第一输 出端子或所述第二输出端子相连接，从而控制所述开关，以对所述第一交织器使用一次或 反复使用多次。
2.如权利要求1所述的交织装置，其特征在于，具有第二交织器，该第二交织器按照第二交织图案同时对输入数据的各比特进行排序;所述开关具有:提供所述第二交织器所输出的信号的第三输入端子，以及将提供给所 述第二交织器的信号输出的第三输出端子，所述控制部控制所述开关，以将所述第二输入端子与所述第一、第二或第三输出端子 相连，将所述第三输入端子与所述第一、第二或第三输出端子相连。
3.一种无线通信系统，该无线通信系统采用IDMA方式，其特征在于，在终端或基站中包括权利要求1或2所述的交织装置。
4.如权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，与所述基站所能生成的交织图案的总数相比，以IDMA方式同时复用的终端的个数较 少，在此情况下，从能够以更短的处理时间生成的交织图案开始按顺序将交织图案分配给 各终端。
5.如权利要求3或4所述的无线通信系统，其特征在于，将能够以更短的处理时间完成交织的交织图案分配给接收质量较优的终端。
6.如权利要求5述的无线通信系统，其特征在于，将多用户接收处理前的信噪比较优、且接收强度较大的终端设为最优先，其次，将所述 信噪比较优的用户设为优先，并对其分配能够以更短的处理时间完成交织的交织图案。
【文档编号】H03M13/27GK103563257SQ201280025836
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2011年6月3日
【发明者】松本知子, 畑川养幸, 北薮透, 小西聪 申请人:Kddi株式会社