无线通信装置的制作方法

文档序号:7957453阅读:221来源:国知局
专利名称:无线通信装置的制作方法
技术领域
本发明涉及无线通信所用的数字调制方式。
不过现有导频码元配置中,将一调制方式中信号点当中取得最大信号点振幅的信号点作为导频码元信号点,但考虑到接收装置的接收灵敏度,该点作为导频码元信号点不一定是最佳的位置。而且,为了提高接收装置的接收灵敏度特性使发送装置的发送功率增加,使

图1所示最大信号点振幅增大,无非是对发送的全部码元均增加发送功率,使发送装置功耗增大。
本发明,通过在进行自适应调制的无线通信方式中,采取使发送装置的平均发送功率保持为某一恒定功率级同时使接收装置的接收灵敏度最佳、象这样在同相-正交平面(IQ平面)配置导频码元信号点这种方式,来达到上述目的。
图2所示为本发明实施形态1的一例帧构成。
图3为表示本发明实施形态1发送装置构成的框图。
图4为表示本发明实施形态1接收装置构成的框图。
图5为现有发送功率放大单元的输入输出关系图。
图6为本发明实施形态1的IQ平面QPSK码元和导频码元信号点配置图。
图7为本发明实施形态1的IQ平面16QAM码元和导频码元信号点配置图。
图8为本发明实施形态1的两种发送功率放大单元的输入输出关系图。
图9为本发明实施形态1的发送功率放大单元的输入输出关系图。
图10为本发明实施形态1中QPSK调制的导频码元与信号点的功率比相对于误比特率10-4、10-6所需的希望载波功率与噪声功率之比的曲线图。
图11为表示本发明实施形态1进行共同放大的发送装置其构成的框图。
图12所示为本发明实施形态2一例通信终端所发送信号帧的构成。
图13为表示本发明实施形态2的基站中接收装置构成的框图。
图14所示为本发明实施形态2一例基站所发送信号帧的构成。
图15为表示本发明实施形态2的通信终端中发送装置构成的框图。
图16为表示本发明实施形态2的通信终端中接收装置构成的框图。
图17所示为本发明实施形态3一例CDMA方式基站所发送信号帧的构成。
图18为表示本发明实施形态3的CDMA方式基站中发送装置构成的框图。
图19为表示本发明实施形态3的CDMA方式基站中接收装置构成的框图。
图20所示为本发明实施形态3一例CDMA方式通信终端所发送信号帧的构成。
图21为表示本发明实施形态3的CDMA方式通信终端中发送装置构成的框图。
图22为表示本发明实施形态3的CDMA方式通信终端中接收装置构成的框图。
图23为表示本发明实施形态4的基站中接收装置构成的框图。
图24所示为本发明实施形态5一例帧构成。
图25为本发明实施形态5的IQ平面QPSK码元和导频码元信号点配置图。
图26为本发明实施形态5的IQ平面16QAM码元和导频码元信号点配置图。
图27为本发明实施形态5的IQ平面64QAM码元信号点配置图。
图28为本发明实施形态5的发送装置构成图。
图29为表示本发明实施形态5的正交基带信号生成单元构成的框图。
图30为本发明实施形态5的接收装置构成图。
图31所示为本发明实施形态6一例基站所发送信号帧的构成。
图32为表示本发明实施形态6的基站中发送装置构成的框图。
图33为表示本发明实施形态6的通信终端中接收装置构成的框图。
图34为表示本发明实施形态6的调制单元内部构成的框图。
图35为表示本发明实施形态6的基站中发送装置构成的框图。
图36为本发明实施形态7的发送功率放大单元的输入输出关系图。
图37为就每一调制方式表示基站可通信范围的概念图。
(实施形态1)图2所示为本实施形态的一例帧构成。下面调制方式以QPSK(正交相移键控)、16QAM及64QAM三种组合为例说明。
图2中,报头101、导频码元103及独特字104为控制信息,报头101包含所选定的调制方式这种信息,包含表示QPSK、16QAM及64QAM其中一个这种信息。数据码元102包含数据信息。导频码元103用来进行电波传输环境推断或同步检波,独特字104为接收装置取得与发送装置时间同步用的信号。另外,这些控制信息需要比数据码元更具可靠性。
图3表示本实施形态发送装置构成。图3中,QPSK用信号生成单元201,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息是QPSK时,按照图1的帧构成生成正交基带信号,将QPSK正交基带信号同相分量输出给同相分量切换单元204,而QPSK正交基带信号正交分量输出给正交分量切换单元205。
16QAM用信号生成单元202,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息是16QAM时,按照图1的帧构成生成正交基带信号,将16QAM正交基带信号同相分量输出给同相分量切换单元204,而16QAM正交基带信号正交分量输出给正交分量切换单元205。
64QAM用信号生成单元203,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息是64QAM时,按照图1的帧构成生成正交基带信号,将64QAM正交基带信号同相分量输出给同相分量切换单元204,而64QAM正交基带信号正交分量输出给正交分量切换单元205。
同相分量切换单元204,根据QPSK用信号生成单元201、16QAM用信号生成单元202以及64QAM用信号生成单元203其中一个所输入的正交基带信号同相分量和其他路径输入的控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息,对输入部分进行切换,以便输入指定调制方式的正交基带信号同相分量,并将所输入的正交基带信号同相分量输出给无线单元206。
正交分量切换单元205,根据QPSK用信号生成单元201、16QAM用信号生成单元202以及64QAM用信号生成单元203其中一个所输入的正交基带信号正交分量和其他路径输入的控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息,对输入部分进行切换,以便输入指定调制方式的发送正交基带信号正交分量,并将所输入的正交基带信号正交分量输出给无线单元206。
无线单元206,对同相分量切换单元204输出的发送正交基带信号同相分量和正交分量切换单元205输出的发送正交正基带信号正交分量进行规定的无线处理后输出给发送功率放大单元207。发送功率放大单元207,对经过无线单元206无线处理的信号进行放大,将放大的发送信号通过发送天线208发送。
图4示出本实施形态接收装置构成。图4中,接收无线单元302对通过接收天线301接收的信号(接收信号)进行规定的无线处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量分别输出给同步·调制方式判断单元303、衰落失真推断单元304、频率偏移推断单元305、QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
同步·调制方式判断单元303,根据接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量检测图2中的独特字,根据所检测的独特字取得与发送装置的时间同步。而且,还检测报头,识别报头所包含的调制方式信息。将包含这两个信息的控制信号分别输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
衰落失真推断单元304,用接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量以及同步·调制方式判断单元303输出的控制信号,根据图2中导频码元推断衰落造成的失真,将衰落失真推断信号分别输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307以及64QAM检波单元308。
频率偏移推断单元305,用接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和正交分量以及同步·调制方式判断单元303输出的控制信号,根据图2中导频码元推断频率偏移,将频率偏移推断信号分别输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307及64QAM检波单元308。
QPSK检波单元306,在同步·调制方式判断单元303输出的控制信号所包含的调制方式信息表示QPSK时,用衰落失真推断单元304输出的衰落失真推断信号和频率偏移推断单元305输出的频率偏移推断信号,除去接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量中的衰落失真、频率偏移后进行解调,输出QPSK接收数字信号。
16QAM检波单元307,在同步·调制方式判断单元303输出的控制信号所包含的调制方式信息表示16QAM时,用衰落失真推断单元304输出的衰落失真推断信号和频率偏移推断单元305输出的频率偏移推断信号,除去接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量中的衰落失真、频率偏移后进行解调,输出16QAM接收数字信号。
64QAM检波单元307,在同步·调制方式判断单元303输出的控制信号所包含的调制方式信息表示64QAM时,用衰落失真推断单元304输出的衰落失真推断信号和频率偏移推断单元305输出的频率偏移推断信号,除去接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量中的衰落失真、频率偏移后进行解调,输出64QAM接收数字信号。
下面说明具有上述构成的发送装置和接收装置的动作。首先,图3所示的发送数字信号和控制信号输入至QPSK用信号生成单元201、16QAM用信号生成单元202和64QAM用信号生成单元203,只有与控制信号调制方式信息一致的信号生成单元动作,用相应调制方式的信号生成单元,生成正交基带信号,将正交基带信号同相分量输出给同相分量切换单元204,而正交基带信号正交分量输出给正交分量切换单元205。
调制方式信号生成单元输出的正交基带信号同相分量,由同相分量切换单元204切换至控制信号表示的调制方式相应的输入单元,输出给无线单元206。而调制方式信号生成单元输出的正交基带信号正交分量,由正交分量切换单元205切换至控制信号表示的调制方式相应的输入单元,输出给无线单元206。
同相分量切换单元204输出的发送正交基带信号同相分量和正交分量切换单元205输出的发送正交基带信号正交分量,由无线单元206进行规定的无线处理,将发送信号输出给发送功率放大单元207。无线单元206输出的发送信号,经过放大单元207功率放大,通过发送天线208发送给接收装置。
发送装置发送的信号,通过图4所示天线301由接收装置接收。图4中,通过天线301接收的信号(接收信号),由接收无线单元302进行规定的无线处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量分别输出给同步·调制方式判断单元303、衰落失真推断单元304、频率偏移推断单元305、QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,由同步·调制方式判断单元303检测出图2所示的独特字,根据检测出的独特字,取得与发送装置的时间同步。而且,还检测出报头,识别报头所包含的调制方式信息。生成包含这两个信息的控制信号,分别输出给衰落失真推断单元304、频率偏移推断单元305、QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量以及同步·调制方式判断单元303输出的控制信号,由衰落失真推断单元304根据图2所示的导频码元推断衰落造成的失真,将衰落失真推断信号分别输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
而接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量以及同步·调制方式判断单元303输出的控制信号,由频率偏移推断单元305根据图2所示的导频码元推断频率偏移,将频率偏移推断信号分别输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308。
同步·调制方式判断单元303输出的控制信号其调制方式信息相应的各检波单元,即QPSK检波单元306、16QAM检波单元307和64QAM检波单元308中,用衰落失真推断单元304输出的衰落失真推断信号和频率偏移推断单元305输出的频率偏移推断信号,除去接收无线单元302输出的接收正交基带信号同相分量和正交分量中的衰落失真、频率偏移后进行解调,输出各调制方式相应的接收数字信号。
对本实施形态无线通信系统中发送功率放大单元的动作和各调制方式中导频码元的信号点配置加以说明。另外,本实施形态中,导频码元的信号点振幅在IQ平面表示发送功率,一旦提高发送功率,导频码元的信号点振幅便增大。
图5示出现有发送功率放大单元的输入输出关系。图5中,标号401表示在发送功率放大单元工作点为平均发送输出功率。标号402、标号403和标号404分别是QPSK、16QAM和64QAM的工作范围(输入至功率放大单元的信号其可输入电平范围),表示选择各自调制方式时发送功率放大单元的工作范围。如图5所示,调制方式为64QAM时工作范围最大。这样,以往根据调制方式确定工作范围。
但由于发送功率放大单元用能够对64QAM调制方式信号进行线性放大的发送功率放大器,因此调制方式为QPSK、16QAM时,工作范围属于不超过64QAM工作范围的范围,因而即便扩大工作范围,也能够进行线性放大。
因此,本实施形态进行自适应调制的无线通信方式,采取发送功率放大单元在不超过最宽工作范围的调制方式其工作范围的范围内接收装置的接收灵敏度性最高这样在IQ平面配置导频码元信号点这种方式。具体来说,调制方式为QPSK、16QAM时,在工作范围不超过64QAM工作范围的范围内使得导频码元输入电平增大,接收装置接收灵敏度特性提高。下面说明该方法。
图6所示为本实施形态QPSK码元和导频码元信号点在IQ平面中的配置,标号501为QPSK调制信号点,标号502为导频码元信号点。而且,令导频码元信号点振幅为r导频,若增大r导频,接收装置中导频码元的抗干扰性便增强,图4中接收装置的衰落失真推断单元304中的衰落失真推断精度和频率偏移推断单元305的推断精度提高,能够进行高精度检波处理,因而接收装置的接收灵敏度特性提高,对于64QAM也同样。
下面说明输入输出特性不同的两种发送功率放大单元的工作范围。图8表示本实施形态两种发送功率放大单元的输入输出关系。这里,为了尝试进行一般性说明,将两种发送功率放大单元作为发送功率放大单元A和发送功率放大单元B。图8中,标号701表示发送功率放大单元A的输入输出关系,标号702则表示发送功率放大单元B的输入输出关系。输入电平处于标号703工作范围时,不论发送功率放大单元A还是发送功率放大单元B都能够适应。但输入电平处于标号704工作范围时,发送功率放大单元A存在不能适应的范围。例如可考虑调制方式用至16QAM便足够的通信装置,若能够通过使用具有标号701这种输入输出特性的发送功率放大单元来适应,与使用具有标号702这种输入输出特性的发送功率放大单元相比便可减少功耗。但假使为了与本实施形态所使用的64QAM相适应而必须使用标号702所示的发送功率放大单元,便可确保比标号703所示工作范围更宽的工作范围。具体来说,采用QPSK或16QAM调制方式时,若按标号704所示的工作范围加大导频码元发送功率,接收装置中的衰落失真推断精度、频率偏移推断精度便提高,接收装置的接收灵敏度特性便提高。
本实施形态中,发送功率放大单元的工作范围,以64QAM的工作范围为最大。因而,使r导频大于rQPSK的结果,使得发送功率放大单元工作范围加大,但若在64QAM方式工作范围内,即便选择QPSK也能够放大。16QAM时也可同样考虑。
若考虑到上述情况,便可为图9所示发送功率放大单元的输入输出关系。图9所示为本实施形态发送功率放大单元的输入输出关系。图9中,标号801为发送功率放大单元的工作点,标号802为使导频码元信号点振幅大于以往QPSK调制最大信号点振幅时的QPSK工作范围,标号803为使导频码元信号点振幅大于16QAM最大信号点振幅时的16QAM工作范围,标号804为64QAM方式工作范围。但标号802的工作范围和标号803的工作范围小于64QAM的工作范围。这时,与如图5所示用发送功率放大单元相比,图9中QPSK工作范围、16QAM工作范围大,但可放大,也可将各调制方式的工作范围设定为相同范围。另外,接收装置中,QPSK、16QAM时导频码元的抗干扰性增强。但导频码元的振幅增大不一定好,下面用图10说明存在最佳振幅。
图10所示为本实施形态中QPSK调制的导频码元与信号点间的功率比相对于误比特率为10-4、10-6所需的希望载波功率与噪声功率之比的曲线图。标号901表示误比特率为10-4所需的希望载波功率与噪声功率之比,标号902表示误比特率为10-6所需的希望载波功率与噪声功率之比。若着眼于标号901,误比特率为10-4的希望载波功率与噪声功率之比最低值的横轴(r2导频/r2QPSK)便为2,导频信号振幅即便增大,希望载波功率与噪声功率之比也不一定减小。标号902所示误比特率为10-6的情况也可同样考虑,可以说存在导频信号的最佳振幅。
另外,本实施形态是以单载波方式说明的,但不用说也能按多重方式、CDMA(码分多址)方式或OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用)方式同样实施。
下面用图11说明共同放大中也能应用的情形。图11所示为本实施形态进行共同放大的发送装置的构成。f1调制单元1001对频率f1用数字信号进行数字调制,将频率f1的发送信号输出给加法单元1004。f2调制单元1002对频率f2用数字信号进行数字调制,将频率f2的发送信号输出给加法单元1004。fn调制单元1003对频率fn用数字信号进行数字调制,将频率fn的发送信号输出给加法单元1004。
加法单元1004将频率f1的发送信号、频率f2的发送信号及频率fn的发送信号相加,将相加的发送信号输出给发送功率放大单元1005。发送功率放大单元1005对相加的发送信号进行放大,通过发送天线1006发送经放大的发送信号。
如上所述,按照本实施形态,可通过在进行自适应调制的无线通信方式中,使发送装置的平均发送输出功率保持为某一恒定值,同时使接收装置的接收灵敏度最佳这样在IQ平面配置导频码元信号点,来提高接收装置的接收灵敏度特性。
另外,调制方式是以QPSK、16QAM及64QAM这三种的组合为例说明的,但不限于该调制方式,另外不仅仅限于三种调制方式的切换。
本实施形态中,是就导频码元以已知信号点为例说明的,但不限于此,例如也可以将PSK调制信号作为导频码元。
而且,本实施形态中将导频码元用于接收装置中的衰落失真推断、频率偏移推断,但也可用图2中的报头、独特字等其他控制信息。
而且,对于将除数据以外的信道控制信息作为一例的控制信息来说,也可与本实施形态中导频码元一样实施。这时,其特征在于,尤其与数据相比,控制信息对于干扰具有抗出错能力。
(实施形态2)实施形态2中,对于采用实施形态1中所说明方式的无线通信系统、发送装置及接收装置,说明随电波传播环境和通信信息量切换调制方式这种通信方式的调制方式确定方法。
图12所示为本实施形态一例通信终端所发送的帧构成。另外,图12中与图2共同部分加相同标号,并省略其详细说明。图12中,标号1101为报头,包含控制信息。标号1102为电波传播环境推断信息,是通信终端推断基站所发送信号的电波传播环境、作为电波传播环境信息通知基站用的码元。
下面说明基站的接收装置构成。图13示出本实施形态基站的接收装置构成。图13中,接收无线单元1202对通过天线1201接收的信号(接收信号)进行规定的无线处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量输出给同步单元1203和检波单元1204。
同步单元1203,根据接收无线单元1202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,检测出图12中的独特字304,根据检测出的独特字取得与通信终端的时间同步,作为同步信号输出给检波单元1204。
检波单元1204,根据接收无线单元1202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量以及同步单元1203输出的同步信号,对通信终端所发送的信号进行检波处理,将接收数字信号输出给数据检测单元1205。
数据检测单元1205,根据检波单元1204输出的接收数字信号,按照图11的帧构成将电波传播环境信息输出给发送数据生成单元1206,另外输出接收数据。
发送数据生成单元1206,数据检测单元1205输出的电波传播环境信息和所输入的发送数据当中,根据电波传播环境信息确定调制方式,输出具有与所确定的调制方式相应的信息位的发送数字信号和通知基站所确定的调制方式的控制信号。另外,数据检测单元1205中,当判断有多个到达波时,不受表示其它电波传播环境的参数的影响,发送数据生成单元1206选择抗出错能力强的QPSK,向通信终端请求。这是因为,接收多个到达波时接收装置不能对该信号解调,因此防止这种情况。
图14示出本实施形态一例基站发送的帧构成。另外,对图14中与图12共同的部分加相同标号,并省略其详细说明。图14中,标号1301为调制方式信息,通知通信终端基站调制方式用的码元。
下面说明通信终端装置的发送装置构成。图15示出本实施形态通信终端的发送装置构成。图15中,发送数据生成单元1401根据发送数据和电波传播环境推断信号,生成图12帧构成的发送数字信号,输出给正交基带信号生成单元1402。
正交基带信号生成单元1402,根据发送数据生成单元1401输出的发送数字信号,生成发送正交基带信号同相分量和发送正交基带信号正交分量,输出给发送无线单元1403。
发送无线单元1403,对发送正交基带信号生成单元1402生成的发送正交基带信号同相分量和发送正交基带信号正交分量进行规定的无线处理,将发送信号输出给发送功率放大单元1404。发送功率放大单元1404,对发送无线单元1403输出的发送信号进行放大,将放大的发送信号通过发送天线1405输出给基站。
图16示出本实施形态通信终端的接收装置构成。图16中,接收无线单元1502,对通过接收天线1501接收的信号(接收信号)进行规定的无线接收处理,输出接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量。
同步·调制方式判断单元1506,根据接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,检测出图14基站所发送的帧构成的独特字104,取得与基站的时间同步,还检测出调制方式信息1301,推断调制方式,将同步信号和调制方式信息输出给各调制方式检波单元。
QPSK检波单元1503,根据接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号、同步信号以及调制方式信息,在调制方式信息表示QPSK时,进行解调,输出经过QPSK检波的接收数字信号。
16QAM检波单元1504,根据接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号、同步信号以及调制方式信息,在调制方式信息表示16QAM时,进行解调,输出经过16QAM检波的接收数字信号。
64QAM检波单元1505,根据接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号、同步信号以及调制方式信息,在调制方式信息表示64QAM时,进行解调,输出经过64QAM检波的接收数字信号。
干扰波强度推断单元1507,根据接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中调制信号、独特字或导频码元,推断干扰波强度,将干扰波强度推断信号输出给电波传播环境推断单元1511。
电场强度推断单元1508,根据接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中调制信号、独特字或导频码元,推断接收电场强度或载波功率与噪声功率之比,将电场强度推断信号输出给电波传播环境推断单元1511。
多路径推断单元1509,根据接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中调制信号、独特字或导频码元,推断多路径状况,将多路径推断信号输出给电波传播环境推断单元1511。
多普勒频率推断单元1510,根据接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中调制信号、独特字或导频码元,推断多普勒频率,将多普勒频率推断信号输出给电波传播环境推断单元1511。
电波传播环境推断单元1511,根据干扰波强度推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号及多普勒频率推断信号,确定输出向基站请求的调制方式,以便在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强的情况下选择QPSK。另外,多路径推断单元1509判断有多个到达波时,不受表示其它电波传播环境的参数的影响,电波传播环境推断单元1511选择抗干扰性强的调制方式(本实施形态中为QPSK),向通信终端请求。或者,电波传播环境推断单元1511也可以输出干扰波推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号、多普勒频率推断信号本身。这是因为,接收到多个到达波时,接收装置不能解调该信号,因此防止这种情况。
下面说明具有上述构成的基站和通信终端的动作。首先,图15所示通信终端的发送装置中,发送数据和电波传播环境推断信号,由发送数据生成单元1401生成为图12帧构成的发送数字信号,输出给正交基带信号生成单元1402。
发送数据生成单元1401输出的发送数字信号,由正交基带信号生成单元1402,生成为发送正交基带信号同相分量和发送正交基带信号正交分量,输出给发送无线单元1403。
发送正交基带信号生成单元1402输出的发送正交基带信号同相分量和发送正交基带信号正交分量,由发送无线单元1403进行规定的无线处理,将发送信号输出给发送功率放大单元1404。
由发送无线单元进行规定无线处理的发送信号,由发送功率放大单元1404进行功率放大,并通过发送天线1405发送。
通信终端发送的信号,由图12所示的基站接收。图13中,通过接收天线1201接收的信号(接收信号)由无线单元1202进行规定的无线处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量输出给同步单元1203和检波单元1204。
接收无线单元1202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,由同步单元1203检测出独特字,根据检测出的独特字,取得与通信终端的时间同步,生成同步信号,输出给检波单元1204。
接收无线单元1202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,由检波单元1204根据同步单元1203输出的同步信号,进行检波处理,将接收数字信号输出给数据检测单元1205。
检波单元1204输出的接收数字信号,由数据检测单元1205生成电波传播环境信息,输出给发送数据生成单元1206。而且输出接收数据。
数据检测单元1205输出的电波传播环境信息,由发送数据生成单元1206根据电波传播环境确定调制方式,以便在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强的情况下选择QPSK,按该调制方式调制发送数据,输出发送数字信号。而且,还输出按所确定的调制方式调制的控制信号。
接着,基站的发送装置(参照图2)所发送的信号,由图16所示的通信终端的接收装置接收。图16中,通过接收天线1501接收的信号(接收信号),在接收无线单元1502中进行规定的接收处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量输出给干扰波强度推断单元1507、电场强度推断单元1508、多路径推断单元1509、多普勒频率推断单元1510、QPSK检波单元1503、16QAM检波单元1504、64QAM检波单元1505和同步·调制方式判断单元1506。
接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,由同步·调制方式判断单元1506检测出独特字,根据检测出的独特字取得与基站的时间同步。还检测出调制方式信息,推断调制方式,将同步信号和调制方式信息输出给各调制方式检波单元。
接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,在各调制方式检波单元中根据同步·调制方式判断单元1506所输出的同步信号和调制方式信息,解调后输出该接收数字信号。
接收无线单元1502输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,在各推断单元对推断传播环境用的参数进行推断,将推断信号输出给电波传播环境推断单元1511。
各推断单元输出的推断信号,在电波传播环境推断单元1511中对电波传播环境进行综合判断,推断、输出向基站报告的电波传播环境信息。
下面说明基站发送的发送信号初始选择的调制方式。例如,在构筑本实施形态那样的无线通信系统时,基站发送信号初期所采取的调制方式便成问题。这时,由于基站对通信终端一次也没有发送信号,因此通信终端无法推断电波传播环境。因而,基站必须在本台确定初期所采取的调制方式。若将例如16QAM或64QAM为初期调制方式,电波传播环境恶劣时在通信终端便得不到高质量数据。考虑到这种情况的话,以选择QPSK调制为好。
如上所述,初始选择的调制方式通过采取可切换调制方式中最具抗干扰性的调制方式,以便通信终端能够提高数据质量。该调制方式的初始设定不限于本实施形态,可以应用于其特征在于根据电波传播环境或通信信息量等切换调制方式的通信方式。
同样,其特征在于随电波传播环境改变纠错方式的通信方式当中,对于所发送的发送信号其初始纠错方式也可同样考虑。初始选择的纠错方式通过采取可切换纠错方式当中最具纠错能力的纠错方式,以便提高数据质量。该纠错方式的初始设定不限于本实施形态,可以应用于其特征在于根据电波传播环境或通信信息量等切换纠错方式的通信方式。
调制方式可变的情况下,假设基站平时发送图14中除了数据码元102以外的报头1101、独特字104及导频码元103。通信终端用基站所发送的这些信号,推断电波传播环境,当开始与基站通信时,将电波传播环境信息发送给基站,基站可通过根据通信终端发送的电波传播环境信息确定数据码元102的初始调制方式,得到高质量数据。这时,也可在电波传播环境信息中包含调制方式信息。利用该方法对调制方式进行初始设定,不限于本实施形态,可以应用于其特征在于根据电波传播环境或通信信息量等切换调制方式的通信方式。另外,作为平时发送的信号是以报头、独特字及导频码元进行说明的,但不限于此,也可以插入电波传播环境推断用的专用码元。
同样,例如其特征在于随电波传播环境改变纠错方式的通信方式当中,对于发送初期的纠错方式也可同样考虑,通信终端可通过根据基站平时发送的信号推断电波传播环境,当开始与基站通信时将电波传播环境信息发送给基站,基站根据通信终端发送的电波传播环境信息确定数字码元的纠错方式,来得到高质量数据。这时,也可在电波传播环境信息中包含纠错方式信息。利用该方法对调制方式进行初始设定,不限于本实施形态,可以应用于其特征在于根据电波传播环境或通信信息量等切换调制方式的通信方式。
可通过如上所述构成采用实施形态1中所说明方式的无线通信系统、发送装置及接收装置,由此可提高接收装置的接收灵敏度特性。这时,调制方式是以QPSK、16QAM及64QAM这三种的组合说明的,但不限于此,此外不限三种调制方式的切换。另外,图3、图13中,也可输入例如通信信息量这种信息,对此加以考虑来确定调制方式。另外,作为电波传播环境的参数是以干扰波强度、电场强度、多路径状况及多普勒频率为例说明的,但不限于此。
(实施形态3)实施形态3中,说明CDMA方式中各信道调制方式根据电波传播环境、通信信息量等使调制方式自适应变化时的初始设定及设定方法。这时,假设基站的一次调制(数据调制)为根据电波传播环境、通信信息量等可在QPSK调制、16QAM和64QAM间切换的通信方式。
图17示出本实施形态一例CDMA方式基站所发送信号的帧构成,控制信道帧由信道A的调制方式信息1601、信道A发送功率控制信息1602、信道Z调制方式信息1603和信道Z发送功率控制信息1604等构成。信道A帧构成由信道A数据码元1605构成,假设信道A数据码元1605的一次调制为QPSK、16QAM和64QAM其中一种调制方式。信道Z帧构成由信道Z数据码元1606构成,假设信道Z数据码元1606的一次调制为QPSK、16QAM和64QAM其中一种调制方式。
图18示出本实施形态CDMA方式基站的发送装置构成。信道A的扩频调制单元1701根据所输入的信道A发送数字信号和信道A调制方式信息当中信道A的调制方式信息,对信道A发送数字信号进行QPSK调制、16QAM和64QAM其中一种一次调制,将信道A发送正交基带信号输出给加法单元1703。
信道Z的扩频调制单元1702,根据所输入的信道Z发送数字信号和信道Z调制方式信息当中信道Z的调制方式信息,对信道Z发送数字信号进行QPSK调制、16QAM和64QAM其中一种一次调制,将信道Z发送正交基带信号输出给加法单元1703。
加法单元1703将所输入的导频信道的发送正交基带信号、控制信道的发送正交基带信号、信道A的扩频调制单元1701输出的发送正交基带信号以及信道Z的扩频调制单元1702输出的发送正交基带信号相加,将相加的发送正交基带信号输出给发送无线单元1704。
发送无线单元1704对加法单元1703输出的相加后的发送正交基带信号进行规定的无线处理,输出发送信号。
发送功率放大单元1705,将发送无线单元1704输出的发送信号放大,通过天线1706输出经过放大的发送信号。
图19示出本实施形态中CDMA方式基站的接收装置构成。接收无线单元1802,对通过天线1801接收的信号(接收信号)进行规定的无线处理,将接收正交基带信号输出给信道A检波单元1803和信道Z检波单元1804。
信道A检波单元1803,对接收无线单元1802输出的接收正交基带信号进行检波处理,将信道A的接收数字信号输出给信道A数据检测单元1805。而信道Z检波单元1804,对接收无线单元1802输出的接收正交基带信号进行检波处理,将信道Z的接收数字信号输出给信道Z数据检测单元1806。
信道A数据检测单元1805,根据信道A检波单元1803输出的信道A接收数字信号,生成信道A通信终端所推断的电波传播环境信息,输出给信道A调制方式确定单元1807。而且,还输出信道A的接收数据。
信道Z数据检测单元1806,根据信道Z检波单元1804输出的信道Z接收数字信号,生成信道Z通信终端所推断的电波传播环境信息,输出给信道Z调制方式确定单元1808。而且,还输出信道Z的接收数据。
信道A调制方式确定单元1807,根据所输入的通信信息量信息和信道A数据检测单元1805输出的信道A电波传播环境信息,从QPSK、16QAM及64QAM当中选择兼顾信道A通信终端数据质量和数据传输速率的调制方式,作为信道A调制方式信息输出给控制信道发送信号生成单元1809。
信道Z调制方式确定单元1808,根据所输入的通信信息量信息和信道Z数据检测单元1806输出的通道Z电波传播环境信息,从QPSK、16QAM及64QAM当中选择兼顾信道Z通信终端数据质量和数据传输速度的调制方式,作为信道Z调制方式信息输出给控制信道发送信号生成单元1809。
控制信道发送信号生成单元1809,用信道A调制方式确定单元1807输出的信道A调制方式信息和信道Z调制方式确定单元1808输出的信道Z调制方式信息,生成、输出包含信道A调制方式信息和信道Z调制方式信息在内的基于图17中控制信道帧构成的控制信道信号。
图20示出本实施形态一例CDMA方式通信终端所发送信号的帧构成,标号1901为通信终端推断基站所发送信号的电波传播环境并通知基站用的电波传播环境信息。标号1902为数据码元。
图21示出本实施形态中CDMA方式通信终端的发送装置构成,发送数据生成单元2001根据所输入的发送数据和电波传播环境推断信号,生成发送数字信号,输出给扩频调制单元2002。
扩频调制单元2002,对发送数据生成单元2001输出的发送数字信号进行扩频,将按照图24帧构成的发送正交基带信号输出给发送无线单元2003。
发送无线单元2003,对扩频调制单元2002输出的发送正交基带信号进行规定的无线处理,将发送信号输出给发送功率放大单元2004。
发送功率放大单元2004,将发送无线单元2003输出的发送信号放大,通过天线2005发送经过放大的发送信号。
图22示出本实施形态中CDMA方式通信终端的接收装置构成。图22中,通过接收天线2101接收的信号(接收信号),在接收无线单元2102中进行规定的无线处理,将接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量输出给检波单元2103、干扰波强度推断单元2104、电场强度推断单元2105、多路径推单元2106及多普勒频率推断单元2107。
检波单元2103,对接收无线单元2102输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量进行检波处理后输出。
干扰波强度推断单元2104根据接收无线单元2102所输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中导频信道分量及控制信道分量,推断干扰波强度,将干扰波强度推断信号输出给电波传播环境推断单元2108。
电场强度推断单元2105,根据接收无线单元2102所输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中导频信道分量和控制信道分量,推断接收电场强度,将电场强度推断信号输出给电波传播环境推断单元2108。
多路径推断单元2106,根据接收无线单元2102所输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中导频信道分量和控制信道分量,推断多路径状况,将多路径推断信号输出给电波传播环境推断单元2108。
多普勒频率推断单元2106,根据接收无线单元2102所输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量当中导频信道分量和控制信道分量,推断多普勒频率,将多普勒频率推断信号输出给电波传播环境推断单元2108。
综上所述,基站可通过将基站所发送的调制方式信息插入控制信道,来传送发送给通信终端的发送信号的调制方式。另外,尤其是使通信终端为用基站发送的导频信道和控制信道来推断电波传播环境的方式,即便基站对通信终端未发送数据码元的情况下,通信终端也能够推断电波传播环境。
通过采用如上所述手段,可在CDMA方式中构成各信道调制方式适应电波传播环境、通信信息量等切换调制方式的无线通信系统。同样,也能构成各信道纠错方式可相应于电波传播环境、通信信息量等变化的无线通信系统。
下面说明CDMA方式中各信道调制方式可随电波传播环境、通信信息量等变化的调制方式的初始设定方法。例如构筑本实施形态那样的无线通信系统时,基站所发送的发送信号初期采用的调制方式便成问题。这种情况下,令例如16QAM或64QAM为初始调制方式,电波传播环境恶劣时,通信终端便得不到高质量数据。若考虑到这种情况,以选择QPSK调制为好。
综上所述,初始选择的调制方式通过采取在可切换调制方式中最具抗干扰性的调制方式,以便通信终端提高数据质量。
同样,在例如各信道纠错方式可随电波传播环境、通信信息量变化的通信方式当中,对于发送初期的纠错方式也可同样考虑,初始选择的纠错方式通过采取可切换纠错方式中最具纠错能力的纠错方式,来提高数据质量。
下面说明CDMA方式中各信道调制方式适应电波传播环境、通信信息量等切换调制方式时的初始设定方法。该方法中,通信终端在不与基站进行数据通信时,均根据基站平时发送的信号(例如导频信道、控制信道的信号)推断电波传播环境。而且,当通信终端开始与基站进行数据通信时,通信终端首先将根据导频信道、控制信道的信号所推断的电波传播环境信息传输给基站,基站收到该电波传播环境信息后,确定基站发送信号的调制方式在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强时选择QPSK。通过如上所述手段,通信终端便使得基站所发送的初始数据质量提高。
同样,例如各信道的调制方式也能按其纠错方式可随电波传播环境、通信信息量变化的通信方式来实施。通信终端根据基站平时发送的导频信道、控制信道推断电波传播环境,当与基站开始通信时,将电波传播环境信息发送给基站,基站根据通信终端所发送的电波传播环境信息,确定数据字码元的纠错方式,例如在电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强时选择纠错能力强的方式,从而可得到高质量数据。这里CDMA方式的说明中,作为平时发送的信号是以导频信道及控制信道为例说明的,但不限于此,只要是平时发送的信号即可。另外,是按基站所发送信号的调制方式可变说明的,但不限于此,也可按通信终端所发送信号的调制方式可变来进行。
通过如上所述手段,可构成采用实施形态1中所说明方式的无线通信系统、发送装置及接收装置,由此可使接收装置的接收灵敏度特性提高。这时,调制方式是对QPSK、16QAM及64QAM这三种的组合说明的,但不限于此,而且不限于三种调制方式的切换。而且,图3、图13中,也可以输入例如通信信息量信息,对此加以考虑来确定调制方式。而且,作为电波传播环境的参数,是以干扰波强度、电场强度、多路径状况及多普勒频率为例说明的,但不限于此。
(实施形态4)实施形态4中,说明采用实施形态1中所说明方式的无线通信系统、发送装置及接收装置。
本实施形态基站的发送装置构成,参照图2省略其详细说明。图23示出本实施形态基站的接收装置构成。接收无线单元2202,对通过天线2201接收的信号进行规定的无线处理,输出接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量。
同步单元2203,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,取得与通信终端的时间同步,作为同步信号输出给检波单元2204。
检波单元2204,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量以及同步单元2203输出的同步信号,进行检波处理,输出接收数字信号。
干扰波强度推断单元2205,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,推断干扰波强度,将干扰波强度推断信号输出给调制方式确定单元2209。
电场强度推断单元2206,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,推断电场强度,将电场强度推断信号输出给调制方式确定单元2209。
多路径推断单元2207,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交带基信号正交分量,推断多路径状况,将多路径推断信号输出给调制方式确定单元2209。
多普勒频率推断单元2208,根据接收无线单元2202输出的接收正交基带信号同相分量和接收正交基带信号正交分量,推断多普勒频率,并将多普勒频率推断信号输出给调制方式确定单元2209。
调制方式确定单元2209,根据由通信终端所发送信号得到的干扰波强度推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号和多普勒频率推断信号,确定基站发送信号的调制方式,以便在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强时选择QPSK,输出控制信号。
下面说明基站发送初期的调制方式。在构筑例如本实施形态那样的无线通信系统时,首先通信终端将发送信号发送,基站接收通信终端所发送的信号,推断电波传播环境,确定调制方式,在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强时选择QPSK。这样,通过确定发送初期的调制方式,通信终端便使数据质量提高。该调制方式的初始设定不限于本实施形态,可以适用于其特征在于根据电波传播环境、通信信息量等切换调制方式的通信方式。
同样,例如其特征在于可随电波传播环境使纠错方式变化的通信方式中,对于发送初始的纠错方式也可同样考虑,初期选择的纠错方式,首先通信终端将发送信号发送,基站接收通信终端发送的信号推断电波传播环境,确定纠错方式,以便在例如电场强度弱、多普勒频率大、有多个到达波、干扰波强度强时选择纠错能力强的方式,对基站所发送信号确定其纠错方式即可。
综上所述,通过确定发送初期的纠错方式,以便通信终端中提高数据质量。该纠错方式的初始设定不限于本实施形态,也可以适用于其特征在于根据电波传播环境、通信信息量等切换纠错方式的通信方式。
通过如上所述手段,可构成采用实施形态1中所说明方式的无线通信系统、发送装置及接收装置,由此可使接收装置的接收灵敏度特性提高。另外,也可以在图3、图23中输入通信信息量的信息,对此加以考虑来确定调制方式。另外,作为电波传播环境参数,是以干扰波强度、电场强度、多路径状况及多普勒频率为例说明的,但不限于此。
本实施形态中,也可以不用多重化方式,而按CDMA方式、OFDM方式同样实施。
(实施形态5)实施形态5中,说明本发明无线通信方式的发送装置及接收装置。
图24示出本实施形态一例帧构成,相对于横轴时间,标号2301为报头,是接收装置取得与发送装置时间同步用的码元。标号2302为数据码元,调制方式可变。标号2303为导频码元,是推断传输路失真、频率偏移用的码元。标号2304为控制用码元,是对系统信息、单元信息等进行系统控制用的码元。
图25示出本实施形态IQ平面中QPSK码元及导频码元的信号点配置,标号2401表示图24中数据码元2302的信号点,标号2402表示报头2301、控制用码元2304的信号点,标号2403表示导频码元2303的信号点。令标号2402、标号2403的信号点振幅即相距原点的距离大于标号2401的信号点振幅。由此,接收装置便利用导频码元使传输路失真的推断精度、频率偏移的推断精度提高。而且,控制用码元的抗干扰性强。这里,进行信号点配置以便可按实施形态1中所说明的发送功率放大单元的用法来使用。
图26示出IQ平面中16QAM码元和导频码元的信号点配置,标号2501表示图24中数据码元2302的信号点,标号2502表示报头2301、控制用码元2304的信号点,标号2503表示导频码元2303的信号点。使标号2502、标号2503的信号点振幅即相距原点的距离大于标号2501的最大信号点振幅。由此,接收装置利用导频码元使传输路失真的推断精度、频率偏移的推断精度提高。另外控制用码元的抗干扰性强。这里,进行信号点配置以便可按实施形态1中所说明的发送功率放大单元的用法来使用。
图27示出本实施形态IQ平面中64QAM码元的信号点配置,标号2601表示图23中数据码元2302的信号点,报头2301、导频码元2303及控制用码元2304取图27中标号2602所示的具有最大振幅的某一信号点。
图28示出本实施形态的发送装置构成。图28中,与图3共同部分加上与图3相同的标号省略其详细说明。无线单元2701,根据输入的控制信号所包含的选定的调制方式信息,对同相分量切换单元204输出的发送正交基带信号同相分量和正交分量切换单元205输出的发送正交基带信号正交分量进行增益控制,将发送信号输出给发送功率放大单元207。
图29示出信号生成单元的内部构成,示出图3或图28中QPSK用信号生成单元201、16QAM用信号生成单元202及64QAM用信号生成单元203的具体构成。
图29中,帧时序控制单元2801将对帧时序进行控制的帧时序信号分别输出给调制信号生成单元2802、控制信号生成单元2803、报头信号生成单元2804、导频信号生成单元2805及信号选择单元2806。
调制信号生成单元2802,根据所输入的发送数字信号和帧时序控制单元2801输出的帧时序信号当中帧时序信号的帧构成,生成调制信号,将数据码元的发送正交基带信号输出给信号选择单元2806。
控制信号生成单元2803,根据所输入的控制用数字信号和帧时序控制部2801输出的帧时序信号当中帧时序信号的帧构成,生成控制信号,将控制信号的发送正交基带信号输出给信号选择单元2806。
报头信号生成单元2804,根据帧时序控制单元2801输出的帧时序信号的帧构成,生成报头,将报头的发送正交基带信号输出给信号选择单元2806。
导频信号生成单元2805,根据帧时序控制单元2801输出的帧时序信号的帧构成,生成导频信号,将导频信号的发送正交基带信号输出给信号选择单元2806。
信号选择单元2806,根据调制信号生成单元2802输出的数据码元的发送正交基带信号、控制信号生成单元2803输出的控制信号的发送正交基带信号、报头信号生成单元2804输出的报头的发送正交基带信号、导频信号生成单元2805输出的导频信号的发送正交基带信号及帧时序控制单元2801输出的帧时序信号当中帧时序信号的帧构成,选择所输出的发送正交基带信号,输出选定的发送正交基带信号。
下面说明图4所示的衰落失真推断单元304,根据导频码元的信号点振幅与各调制方式的最大信号点振幅之比,输出与调制方式相应的衰落失真推断信号。用图30说明其具体构成。图30示出本实施形态的接收装置构成。图30中,对于与图4共同部分加上与图4相同的标号省略其详细说明。
校正单元2901根据衰落失真推断单元304输出的衰落失真推断信号和所输入的控制信号当中控制信号的调制方式信息,计算校正值,对衰落失真推断信号乘以校正值,将校正后的衰落失真推断信号输出给QPSK检波单元306、16QAM检波单元307及64QAM检波单元308。这时,校正值是根据导频码元的信号点振幅与各调制方式的最大信号点振幅之比确定的值。由此提高衰落失真推断信号的推断精度,提高接收装置的接收灵敏度特性。
综上所述,按照本实施形态,可用共同功率放大器对多种调制方式的调制信号放大,可在接收装置一侧进行高灵敏度接收。
(实施形态6)图31示出本实施形态6一例基站所发送信号的帧构成。图31中,相对于时间和频率轴,标号3001为数据码元,作为调制方式,可以选择例如QPSK、16QAM及64QAM其中某一种。标号3002为导频码元,如实施形态1所述,根据数据码元3001的调制方式使IQ平面的导频码元信号点振幅可变。
图32示出本实施形态基站的发送装置构成。图32中,调制单元3101根据所输入的控制信号的调制方式、帧构成信息,对所输入的发送数字信号按选定的调制方式进行调制,将串行信号输出给串行并行变换单元3102。
串行并行变换单元3102,对调制单元3101输出的串行信号进行并行变换,将并行信号输出给离散逆傅里叶变换单元3103。离散逆傅里叶变换单元3103,对串行并行变换单元3102输出的并行信号进行离散逆傅里叶变换,将经过离散逆傅里叶变换后的信号输出给无线单元3104。
无线单元3104对离散逆傅里叶变换单元3103输出的信号进行规定的无线处理,将发送信号输出给发送功率放大单元3105。发送功率放大单元3105对无线单元3104输出的发送信号进行放大,将经过放大的发送信号通过天线3106发送给通信终端。
图33示出本实施形态通信终端的接收装置构成。图33中,无线单元3202对通过天线3201接收的信号(接收信号)进行规定的无线处理,输出给傅里叶变换单元3203。傅里叶变换单元3203对无线单元3202输出的信号进行傅里叶变换,将并行信号输出给并行串行变换单元3204。
并行串行变换单元3204,对傅里叶变换单元3203输出的并行信号进行并行串行变换,输出串行信号。干扰波强度推断单元3205,根据并行串行变换单元3204输出的串行信号(例如根据导频码元),推断干扰波强度,将干扰波强度推断信号输出给电波传播环境推断单元3209。
电场强度推断单元3206,根据并行串行变换单元3204输出的串行信号(例如根据导频码元),推断电场强度,将电场强度推断信号输出给电波传播环境推断单元3209。多路径推断单元3207根据并行串行变换单元3204输出的串行信号(例如根据导频码元),推断到达波个数,将多路径推断信号输出给电波传播环境推断单元3209。
多普勒频率推断单元3208,根据并行串行变换单元3204输出的的串行信号(例如根据导频码元),推断多普勒频率,将多普勒频率推断信号输出给电波传播环境推断单元3209。
电波传播环境推断单元3209根据干扰波强度推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号及多普勒频率推断信号,确定基站发送的对信号调制方式的请求,作为电波传播环境推断信号输出。而且,将干扰波强度推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号及多普勒频率推断信号本身作为电波传播环境推断信号输出。此外,电波传播环境推断信号这种信息,从通信终端的发送装置发送至基站,从而改变基站所发送信号的调制方式。但将干扰波强度推断信号、电场强度推断信号、多路径推断信号及多普勒频率推断信号本身作为电波传播环境推断信号输出时,对调制方式的确定则是由基站进行的。
失真推断单元3210根据串行并行变换单元3204输出的串行信号(例如根据导频码元),推断因传输路造成的失真,将失真推断信号输出给校正单元3211。校正单元3211,将失真推断单元3210输出的失真推断信号与按图30数据码元3001的调制方式使IQ平面中导频码元3002的振幅改变的值作为校正值相乘,将经过校正的失真推断信号输出给解调单元3212。解调单元3212根据校正单元3211输出的校正后的失真推断信号,对串行并行变换单元3204输出的串行信号进行解调,输出接收数字信号。
图34示出图32中调制单元3101的内部构成。图34中,QPSK用串行信号生成单元3301,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息为QPSK时,按照图31中的帧构成生成串行信号,将QPSK串行信号输出给串行信号选择单元3304。
16QAM用串行信号生成单元3302,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息为16QAM时,按照图31中的帧构成生成串行信号,将16QAM串行信号输出给串行信号选择单元3304。
64QAM用串行信号生成单元3303,在所输入的发送数字信号和控制信号当中控制信号所包含的调制方式信息为64QAM时,按照图31中的帧构成生成串行信号,将64QAM串行信号输出给串行信号选择单元3304。
串行信号选择单元3302将QPSK串行信号、16QAM串行信号、64QAM串行信号及控制信号作为输入,根据控制信号所包含的调制方式信息,选择指定调制方式的串行信号,作为所选定的串行信号输出。这时选定的串行信号,相当于图32中调制单元3101输出的串行信号。
其中,QPSK用串行信号生成单元3301、16QAM用串行信号生成单元3302及64QAM用串行信号生成单元3303,与实施形态1相同,使得各自的发送信号平均功率恒定,而且在同相-正交平面中配置导频码元的信号点振幅,使得发送功率放大单元3106中即便切换调制方式也不改变工作范围。此外,还可以在IQ平面中配置导频码元的信号点振幅,使得发送功率放大单元3106在不产生失真的范围内通信对象的接收灵敏度最好。
图35示出本实施形态基站的发送装置构成。图35中,与图32不同之处在于,控制信号输入至无线单元3401。无线单元3401具有根据所输入的控制信号中包含的调制方式信息进行调整的功能,使得发送信号的平均发送功率对于任何一种调制方式都相等。
通过如上所述手段,实施形态1、实施形态2及实施形态5说明的方式,在OFDM方式中也能够实施。
(实施形态7)实施形态7中说明的是就实施形态1所说明方式不同的观点来看,着眼于提高接收装置的接收灵敏度特性,进行自适应调制的无线通信方式使各调制方式的最大发送输出功率相等进行数据传输的情形。
本实施形态的发送装置具有图3构成,但发送功率的放大方法与实施形态1不同。另外,接收装置由于具有图13构成,因此省略各构成说明。图36所示为本实施形态发送功率放大单元的输入输出关系。图36中,标号3601表示64QAM的工作点,标号3602表示16QAM的工作点,标号3603表示QPSK的工作点,说明各调制方式的平均发送输出功率不同。另外,标号3604表示QPSK的工作范围,标号3605表示16QAM的工作范围,标号3606表示64QAM的工作范围,各调制方式具有相同的工作范围。
通过采用进行上述功率放大的发送功率放大器,能够使接收装置的接收灵敏度特性提高。而且,具有图10所示构成的发送装置,与根据各调制方式分别使用发送功率放大器相比,能够实现发送装置的小型化。
下面说明实施其特征在于具有本实施形态所说明的功率放大器的基站其服务区内每一调制方式其服务范围不同这种服务方式。
图37是就每一调制方式示出基站可通信范围的概念图。图37中,基站3701发送的信号当中,按64QAM调制的信号能够在标号3702所示框内通信,将该区域作为64QAM的服务区3702。同样,基站3701发送的信号当中,按16QAM调制的信号能够在标号3703所示框内通信,将该区域作为16QAM的服务区3703。另外,基站3701发送的信号当中,按QPSK调制的信号能够在标号3704所示框内通信,将该区域作为QPSK的服务区3704。
之所以能够这样就不同调制方式划分服务区,是因为由图36可知,64QAM的平均发送输出功率比其它调制方式低,若小范围内通信,传输路的出错也少,因此适合高速通信。而QPSK的平均发送输出功率比其它调制方式高,即便大范围内通信,传输路径的出错也较少,因此适合于低速数据通信、声音通信。
通过如上所述手段,进行自适应调制的无线通信方式中,可实施其特征在于各调制方式的最大发送输出功率相等,可进行数据传输,而且每一调制方式其服务范围不同这种服务方式。
(实施形态8)实施形态8中说明的是使实施形态7中说明的各调制方式中最大发送输出功率相等,进行数据传输时规定无线通信系统所允许的平均发送输出功率的情形。
使各调制方式的最大发送输出功率相等时,使例如QPSK的平均发送输出功率为2W,16QAM的平均发送输出功率为1W,64QAM的平均发送输出功率为0.5W。
与此相对,无线通信系统中规定的平均发送输出功率是0.25W至3.00W范围时,即便使各调制方式的最大发送输出功率相等,各调制方式的平均发送输出功率也在所规定的平均发送输出功率范围内。
但无线通信系统中规定的平均发送输出功率是0.25W至1.50W范围时,若使各调制方式的最大发送输出功率相等,QPSK的平均发送输出功率便为2W,就不在规定范围内。
这种情况下,将QPSK的平均发送输出功率限制在规定范围内,而且用发送功率放大单元可放大各调制方式信号作为条件设定为1.5W。
这样,规定无线通信系统中平均发送输出功率时,需要考虑这一点,这时各调制方式的最大发送输出功率不一定相等。
综上所述,按照本发明,进行自适应调制的无线通信方式中,将发送装置的平均发送功率保持为某一恒定功率级,通过采用在IQ平面配置导频码元信号点的方式,使接收装置的接收灵敏度特性最佳,可提高接收装置的接收灵敏度特性。
本发明不限于上述实施形态,可在不背离本发明保护范围的情况下可进行种种变化和修改。
本说明书基于2000年10月20日提出的日本专利申请2000-320624、2000年11月6日提出的日本专利申请2000-337114、2001年2月27日提出的日本专利申请2001-51829及2001年8月10日提出的日本专利申请2001-245052。本说明书包含这些内容。
权利要求
1.一种无线通信装置,其特征在于,具有以互相不同的调制方式生成正交基带信号的多个信号生成手段、从所述多个信号生成手段输出的信号当中仅选择目标信号的切换手段、对所述切换手段选定的正交基带信号进行规定无线处理的无线手段、以及对该无线手段输出的发送信号进行功率放大的功率放大手段,对解调用码元的发送功率进行调整,使得所述各调制方式的发送信号其平均发送输出功率互相相等,所述功率放大手段的工作范围为规定值。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,其特征在于,规定值对于各调制方式为相同值。
3.一种无线通信装置,其特征在于,具有以互相不同的调制方式生成正交基带信号的多个信号生成手段、从所述多个信号生成手段输出的信号当中仅选择目标信号的切换手段、对所述切换手段选定的正交基带信号进行规定无线处理的无线手段、以及对该无线手段输出的发送信号进行功率放大的功率放大手段,对解调用码元的发送功率进行调整,使得所述各调制方式的发送信号其平均发送输出功率互相相等,接收灵敏度为最佳值。
4.一种无线通信装置,其特征在于,具有以互相不同的调制方式生成正串行信号的多个信号生成手段、从所述多个信号生成手段输出的串行信号当中仅选择目标信号的切换手段、将所述切换手段输出的串行信号变换为并行信号的串行并行变换手段、对经过串行并行变换的并行信号进行离散逆傅里叶变换的离散逆傅里叶变换手段、对经过离散逆傅里叶变换的信号进行规定无线处理的无线手段、以及对该无线手段输出的发送信号进行功率放大的功率放大手段,对解调用码元的发送功率进行调整,使得所述各调制方式的发送信号其平均发送输出功率互相相等,所述功率放大手段的工作范围为规定信。
5.如权利要求4所述的无线通信装置,其特征在于,规定值对于各调制方式为相同值。
6.一种无线通信装置,其特征在于,具有以互相不同的调制方式生成正串行信号的多个信号生成手段、从所述多个信号生成手段输出的串行信号当中仅选择目标信号的切换手段、将所述切换手段输出的串行信号变换为并行信号的串行并行变换手段、对经过串行并行变换的并行信号进行离散逆傅里叶变换的离散逆傅里叶变换手段、对经过离散逆傅里叶变换的信号进行规定无线处理的无线手段、以及对该无线手段输出的发送信号进行功率放大的功率放大手段,对解调用码元的发送功率进行调整,使得所述各调制方式的发送信号其平均发送输出功率互相相等,接收灵敏度为最佳值。
7.一种无线通信装置,其特征在于,根据如权利要求1所述的无线通信装置所接收到的解调用码元的信号点振幅与各调制方式最大信号点振幅之比确定校正值,对推断传输路径失真的传输路径失真推断信号乘以所述校正值进行检波。
8.一种无线通信装置,其特征在于,以多个到达波接收通信对象所发送的信号时,向通信对象请求用抗干扰性强的调制方式或纠错能力最强的纠错方式。
9.一种无线通信装置,其特征在于,从通信对象接收到以多个到达波接收这种信息时,选择抗干扰性强的调制方式或纠错能力最强的纠错方式。
10.一种无线通信装置,其特征在于,从可切换的调制方式当中选择对噪声最具抗干扰性的调制方式,作为通信开始时选择的调制方式。
11.一种无线通信装置,其特征在于,从可切换的纠错方式当中选择最具纠错能力的纠错方式,作为通信开始时选择的纠错方式。
12.一种无线通信装置,其特征在于,根据通信对象所发送的信号,推断电波传播环境,根据所推断的电波传播环境,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其调制方式。
13.一种无线通信装置,其特征在于,根据通信对象所发送的信号,推断电波传播环境,根据所推断的电波传播环境,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其纠错方式。
14.一种无线通信装置,其特征在于,平时发送规定信号,接收所述规定信号的通信对象根据所述规定信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其调制方式。
15.一种无线通信装置,其特征在于,平时发送规定信号,接收所述规定信号的通信对象根据所述规定信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其纠错方式。
16.一种无线通信装置,其特征在于,接收通信对象平时发送的规定信号,根据所述规定信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息。
17.如权利要求16所述的无线通信装置,其特征在于,电波传播环境信息当中,包含适合所推断的电波传播环境的调制方式或纠错方式这种信息。
18.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,平时发送规定信道信号,接收所述规定信道信号的通信对象根据所述规定信道信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其调制方式。
19.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,平时发送规定信道信号,接收所述规定信道信号的通信对象根据所述规定信道信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对通信开始时发送给所述通信对象的信号确定其纠错方式。
20.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,接收通信对象平时发送的规定信道信号,根据所述规定信道信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息。
21.如权利要求20所述的无线通信装置,其特征在于,电波传播环境信息当中,包含适合所推断的电波传播环境的调制方式或纠错方式这种信息。
22.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,通过控制信道将发送信号的调制方式信息发送给通信对象。
23.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,平时发送规定信道信号,接收所述规定信道信号的通信对象根据所述规定信道信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对发送给所述通信对象的信号确定其调制方式,通过控制信道将所确定的调制方式信息发送给通信对象。
24.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,通过控制信道将发送信号的纠错方式信息发送给通信对象。
25.一种无线通信装置,其特征在于,CDMA方式无线通信中,平时发送规定信道信号,接收所述规定信道信号的通信对象根据所述规定信道信号推断电波传播环境,同时发送所推断的电波传播环境信息,根据所述电波传播环境信息,对发送给所述通信对象的信号确定其纠错方式,通过控制信道将所确定的纠错方式信息发送给通信对象。
26.如权利要求9所述的无线通信装置,其特征在于,在OFDM方式中进行无线通信。
27.一种无线通信装置,其特征在于,进行自适应调制,使各调制方式中的最大发送输出功率相等。
28.如权利要求27所述的无线通信装置,其特征在于,规定各调制方式平均发送输出功率时,设定平均发送输出功率使之在规定范围内与各调制方式中的最大发送输出功率最接近。
29.如权利要求27所述的无线通信装置,其特征在于,发送多个载波的无线通信装置中,用所述多个载波共同的功率放大器进行发送功率放大。
全文摘要
进行自适应调制的无线通信方式中,采取使发送装置的平均发送输出功率保持为某一恒定功率级同时使各调制方式中接收装置的接收灵敏度最佳、象这样在同相-正交平面(IQ平面)配置导频码元信号点这种方式。因此,能够保持发送装置的平均发送输出功率为某一恒定功率级,同时配置导频码元信号点,提高接收装置的接收灵敏度特性。
文档编号H04L27/34GK1350388SQ0113580
公开日2002年5月22日 申请日期2001年10月22日 优先权日2000年10月20日
发明者村上豐, 高林真一郎, 安倍克明, 折橋雅之, 松岡昭彦 申请人:松下电器产业株式会社
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