专利名称：通信终端装置和无线通信方法
技术领域：
本发明涉及数字无线通信系统中使用的通信终端装置和无线通信方法。
背景技术：
在蜂窝移动无线通信系统中，在基站的服务区域内的无线通信信道中，有收容业务数据的业务信道、以及用于进行控制的控制信道等。
对于传输来自无线通信移动台的呼叫、或从移动台向基站传输控制信息的接入信道来说，通过对移动台进行分组，作为各个组进行分配不同的子载波，从而避免接入信道中的传输冲突，并且可抑制频率利用效率的下降。
一方面，如多媒体信息那样，随着增加传输声音、图像等信息，用户的业务信道越来越高速化、大容量化、宽频带化。作为高效率收容这样的大容量用户业务信道的方法，在多载波通信方法中，在(日本)特开平11-17644号公报等中披露了动态地改变分配给用户业务信道的子载波数目的技术。
另一方面，作为从移动台到基站的上行线路中使用的控制信道的接入信道被用于与基站进行短信息通信。
在对接入信道同样分配收容大容量业务数据进行通信的业务信道频带的情况下，由于接入信道中传输的信息量少，所以产生通信信道的浪费，存在招致频率利用效率下降这样的问题。
上述说明是针对多载波通信的，但在多码通信中也产生同样的问题。即，如果对控制或短信息通信中使用的接入信道分配与大容量业务信道相同的扩频码，则不能有效地使用码资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信终端装置和无线通信方法，不降低频率利用效率，或有效地利用代码资源，并且可以防止通信终端装置中的发送电路的功率消耗增大。
该目的如下实现在多载波通信系统中，对于将多个子载波分配给用户的大容量业务信道来说，通过将少数子载波分配给接入信道等上行线路的控制信道，来改善频率效率。
此外，该目的如下实现在多载波通信系统中，对用户进行分组，通过对每个组分配上行线路的控制信道的子载波，从而不需要通信终端装置发送多个子载波，降低发送所需的处理，降低消耗功率，并节省电池。
此外，该目的如下实现在多码通信系统中，对于将多格扩频码分配给用户的大容量业务信道来说，通过将少数的扩频码分配给接入信道等的上行线路的控制信道，来有效地利用代码资源。
此外，该目的如下实现在多码通信系统中，对用户进行分组，通过对每个组分配上行线路的控制信道的扩频码，从而不需要通信终端装置用多格扩频码来进行处理，使处理减少，降低消耗功率，并节省电池。
图1表示本发明实施例1的通信终端装置结构的方框图；图2表示上述实施例的基站装置结构的方框图；图3表示上述实施例的子载波分配结构的图；图4表示本发明实施例2的通信终端装置结构的方框图；图5表示上述实施例的基站装置结构的方框图；图6表示上述实施例的子载波分配结构的图；图7表示本发明实施例3的通信终端装置结构的方框图；以及图8表示上述实施例的基站装置结构的方框图。
具体实施例方式
以下，用附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)在本实施例中，说明在使用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex正交频分复用)方式的多载波通信系统中，将作为控制信道的接入信道分配给比业务信道的子载波少的子载波，对分组的通信终端装置进行接入的情况。
图1表示本发明实施例1的通信终端装置结构的方框图。在图1所示的通信终端装置中，发送数据在串行/并行(S/P)变换部101中被变换成并行信号，各个并行信号被输出到调制部102。各调制部102对输入的信号进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到IFFT(高速傅立叶逆变换)部103。
另一方面，接入信息在S/P变换部109中被变换成并行信号，各个并行信号被输出到调制部110。各调制部110对输入的信号进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到接入信道信息分配部111。接入信道分配部111进行将接入信息分配到数目比分配发送数据的子信道的数目少的子信道中的控制。
IFFT部103根据来自接入信道分配部111的分配信息对数字调制过的发送数据和接入信息进行IFFT变换，将IFFT变换后的信号输出到D/A变换部104。D/A变换部104将IFFT变换后的信号变换成模拟信号，输出到带通滤波器105。带通滤波器105根据模拟信号对信号频带进行滤波。
乘法器106将该信号频带的信号与载波中心频率(fc)相乘。放大部107对该载波进行放大。放大的信号经天线108发送到基站装置。
图2表示与本实施例的通信终端装置进行无线通信的基站装置结构的方框图。在图2所示的基站装置中，从通信终端装置发送的信号由天线201接收，在放大部202中放大后，在带通滤波器203中将信号频带滤波。
仅取出信号频带的信号在乘法器204中与载波中心频率(fc)相乘，进行频带变换。频带变换后的信号分别在业务信道和接入信道中被分离。
业务信道信号通过业务信道用(比较宽的频带)的带通滤波器205来进行业务信道频带的滤波，在高速A/D变换部206中进行A/D变换。数字信号在业务信道用宽频带FFT部207中进行FFT变换，各子载波对应的信号被输出到各解调部208。各子载波信号在各解调部208中被解调，输出到并行/串行(P/S)变换部209。各解调数据在P/S变换部209中变换成串行信号，作为时间序列数据来输出。
同样，接入信道信号通过接入信道用的窄带滤波器210来进行接入信道频带的滤波，在A/D变换部211中进行A/D变换。数字信号在接入信道用窄频带FFT部212中进行FFT变换，各子载波对应的信号被输出到各解调部213。各子载波信号在各解调部213中被解调，输出到并行/串行(P/S)变换部214。各解调数据在P/S变换部214中变换成串行信号，作为时间序列数据来输出。
下面说明通过作为具有上述结构的多载波通信装置的基站装置和通信终端装置来对接入信道和宽频带的业务信道进行发送接收的情况。
图1所示的通信终端装置对业务信道的发送数据的数字调制信号和接入信道的接入信息的数字调制信号进行IFFT处理，作为多载波信号发送到基站装置。
这种情况下，由于发送数据的传输量大，所以业务信道进行宽频带化，而接入信道用于控制或短信息通信，由于接入信息的传输量少，所以不需要宽频带化。因此，在本实施例中，通信终端装置端的接入信道分配部111分配分组的接入信道的子载波。即，如图3所示，将接入信道分配给子载波。
作为对多个通信终端装置进行分组的方法，例如可列举出估计来自各通信终端装置的信号的到来方向，对到来方向在规定的角度范围内的信号进行分组的方法。
图3表示对业务信道和接入信道的子载波分配结构的图。在图3中，参考标号301表示一个子载波，参考标号302表示对通信终端装置所属的组分配的接入信道的子载波。这里，通信终端装置组对应于子载波组(图3中为2个子载波)。将这样分配的子载波的分配信息(将哪个通信终端组分配到哪个子载波的信息)通知给各通信终端装置。
基站装置对业务信道信号和接入信道信号进行分离，对于接入信道信号来说，仅接收与作为通信对方的通信终端装置所属的组对应的子载波组来识别接入信息。这种情况下，由于从基站装置通知与通信终端装置所属的组对应的子载波的频率，所以各通信终端装置可以仅发送与本台所属的组对应的子载波组来传送接入信息。
根据本实施例的多载波通信装置，即使在将用户的业务信道分配给基于多个子载波的宽频带的情况下，也对作为上行线路的控制信道的接入信道分配少数子载波。因此，即使业务信道被大容量化，也可以防止传输控制信息的控制信道大容量化，而不增大接入等控制信息。
因此，多载波通信方法对大容量业务信道用多个子载波来进行传输，而对接入信道分配比业务信道数目少的子载波来进行传输。由此，在接入信道的发送中，不在宽频带内应用FFT处理来进行解调，而可以仅在接入信道存在的窄频带中应用FFT处理。
其结果，可以使接入信道的采样速率慢，可以降低信号处理量和消耗功率。由此，能够将接入信道发送到低速、窄频带中，降低通信终端的发送处理并节省电池。由于接入信道不占有宽频带内的多个子载波，所以可以改善频率利用效率。
本实施例的多载波通信装置对业务信道和接入信道用同一处理系统来进行发送处理，例如以时间分割来进行业务信道和接入信道的发送处理，也可以根据信道来适当变更带通滤波器的处理频带。
本实施例的多载波通信装置也可以对业务信道和接入信道用相同的子载波组，变更使用的子载波数目(使接入信道的数目比业务信道少)。
(实施例2)在本实施例中，说明在使用OFDM方式的多载波通信系统中，将作为控制信道的接入信道分配给指定的子载波，对分组的通信终端装置进行接入的情况。
图4表示本发明实施例2的通信终端装置结构的方框图。在图4所示的通信终端装置中，发送数据在S/P变换部401中变换成并行信号，各个并行信号被输出到调制部402。各调制部402对输入的信号进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到IFFT部403。
IFFT部403对数字调制过的发送数据进行IFFT变换，将该IFFT变换后的信号输出到D/A变换部404。D/A变换部404将IFFT变换后的信号变换成模拟信号并输出到带通滤波器405。带通滤波器405根据模拟信号对信号频带进行滤波。乘法器406将该信号频带的信号和载波中心频率(fc)相乘。
另一方面，接入信息在调制部409中进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到D/A变换部410。D/A变换部410将数字调制过的信号变换成模拟信号，输出到带通滤波器411。带通滤波器411根据模拟信号对信号频带进行滤波。乘法器412将该信号频带的信号和接入载波频率相乘。在接入载波频率选择部413中选择该接入载波频率。对于接入载波频率的选择方法来说，没有特别限制。
乘以了载波频率的发送数据和接入信息在加法器414中被复用，这些复用信号在放大部407中被放大。放大的信号经天线408发送到各基站装置。
图5表示与本实施例的通信终端进行无线通信的基站装置结构的方框图。在图5所示的基站装置中，从通信终端装置发送的信号由天线501接收，在放大部502中进行放大后，由带通滤波器503进行信号频带滤波。
仅取出信号频带的信号在乘法器504中与载波中心频率(fc)相乘，进行频带变换。仅取出信号频带的信号在乘法器510中与接入载波频率相乘，进行频带变换。在接入载波频率选择部513中选择该接入载波频率。这样，接收信号被分别在业务信道信号和接入信道中进行分离。
业务信道信号通过业务信道用带通滤波器505来进行业务信道的频带滤波，在高速A/D变换部506中进行A/D变换。数字信号在业务信道用宽频带FFT部507中进行FFT变换，各子载波对应的信号被输出到各解调部508。各子载波信号在各解调部508中被解调，输出到P/S变换部509，在P/S变换部509中将各解调数据变换成串行信号，作为时间序列数据来输出。
同样，接入信道信号通过接入信道用窄带滤波器511来进行接入信道的频带滤波，在A/D变换部512中进行A/D变换。数字信号在解调部514中被解调，作为接入信息来输出。
以下，说明通过作为具有上述结构的多载波通信装置的基站装置和通信终端装置来对接入信道和宽频带的业务信道进行发送接收的情况。
图4所示的通信终端装置对业务信道的发送数据的数字调制信号进行IFFT处理，将接入信道的接入信息的数字调制信号分配给一个子载波，将它们作为多载波信号发送到各基站装置。
这种情况下，由于发送数据的传输量大，所以业务信道进行宽频带化，而接入信道用于控制或短信息通信，由于接入信息的传输量少，所以不需要宽频带化。因此，在本实施例中，在通信终端装置端的接入信道频率选择部513中，对作为接入对象的多个基站装置进行分组，对每个组选择接入信道的子载波。即，如图6所示，选择接入信道用的子载波。
作为对多个通信终端装置进行分组的方法，例如可列举出估计来自各通信终端装置的信号的到来方向，对到来方向在规定的角度范围内的信号进行分组的方法。
图6表示对业务信道和接入信道的子载波分配结构的图。在图6中，参考标号301表示一个子载波，参考标号601表示对通信终端装置所属的组分配的接入信道的子载波。这里，通信终端装置组对应于子载波(图6中为1个子载波)。将这样选择的子载波的选择信息(对于哪个通信终端组选择哪个子载波的信息)通知给各通信终端装置。
通信终端装置对业务信道信号和接入信道信号进行分离，仅发送接入信道信号中与本台所属的组对应的子载波。这种情况下，由于从基站装置通知与本台所属的组对应的子载波的频率，所以各通信终端装置可以仅发送与本台所属的组对应的子载波组来传送接入信息。这种情况下，通过对发送信号乘以接入载波(子载波)的频率来获得相关，通信终端装置可以形成子载波信号分量。
根据本实施例的多载波通信装置，即使在将用户的业务信道分配给在基于多个子载波的宽频带中的情况下，在作为上行线路的控制信道的接入信道中也选择少数的子载波(这里为一个子载波)。因此，即使业务信道被大容量化，多载波通信装置也可以防止传输控制信息的控制信道大容量化，而不增大接入等控制信息。
因此，本实施例的多载波通信装置，在多载波通信方法中，在大容量业务信道中用多个子载波来传输，在接入信道中选择数目比业务信道少的子载波，将两者进行复用来进行传输。由此，多载波通信装置可以通过乘以接入信道的子载波频率来形成接入信道。其结果，多载波通信装置不需要对接入信道进行FFT处理，可以降低信号处理量。
本实施例的多载波通信装置能够将接入信道发送到低速、窄频带中，降低通信终端的发送处理并节省电池。由于本实施例的多载波通信装置使接入信道不占有宽频带内的多个子载波，所以可以改善频率利用效率。
此外，对用户进行分组，选择用于各组的接入信号的子载波，即将各组的接入信号分配给子载波，通信终端不需要对所有接入信道进行常时发送，对本台所属的组分配的接入信道进行发送就可以。这种情况下，通信终端仅发送本台所属的子载波，对接入信号进行调制就可以。由此，可以通过高效率的发送来节省电池。
接入信道并不是分配到专用的子载波中，以时间分割将下行线路的其他用途信道分配给子载波也可以。接入信道不是仅用一个子载波，也可以用多个子载波。
(实施例3)
在本实施例中，说明在CDMA(Code Division Multiple Access码分多址)方式的多码通信系统中，对作为控制信道的接入信道分配数目比业务信道的扩频码少的扩频码，对分组的通信终端装置进行接入的情况。
图7表示本发明实施例3的通信终端装置结构的方框图。在图7所示的通信终端装置中，发送数据在信道编码部701中进行对各自信道的信道编码(纠错编码、交织、分配各扩频码的处理)，信道编码后的各个信号被输出到调制部702。各调制部702对输入的信号进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到扩频部703。
扩频部703用扩频码分配部712分配的扩频码对调制处理后的信号进行扩频调制处理。在扩频码分配部712中分配的扩频码从扩频码分配部712输出到对分配了该扩频码的信号进行处理的扩频部703。
另一方面，接入信息在信道编码部709中进行信道编码(纠错编码、交织、分配各扩频码的处理)，信道编码后的各个信号被输出到调制部710。各调制部710对输入的信号进行数字调制处理，将调制处理后的信号输出到扩频部711。扩频调制处理过的信号被输出到复用部704。
扩频部711用接入信道扩频码分配部713分配的扩频码来对调制处理后的信号进行扩频调制。接入信道扩频码分配部713中分配的扩频码从接入信道扩频码分配部713输出到对分配了该扩频码的信号进行处理的扩频部711。接入信道扩频码分配部713进行将数目比分配给发送数据的扩频码数目少的扩频码分配给接入信息的控制。扩频调制处理过的信号被输出到复用部704。
复用部704对来自扩频部703的扩频调制处理后的信号(发送数据)和来自扩频部711的扩频调制处理后的信号(接入信息)进行复用，输出到带通滤波器705。带通滤波器705根据复用的信号对信号频带进行滤波。
该信号频带的信号在乘法器706中与载波中心频率(fc)相乘。该载波在放大部707中被放大。放大的信号经天线708发送到各通信终端装置。
图8表示与本实施例的通信终端装置进行无线通信的基站装置结构的方框图。在图8所示的基站装置中，从通信终端装置发送的信号由天线801接收，在放大部802中被放大后，在带通滤波器803中进行信号频带滤波。
仅取出信号频带的信号在乘法器804中与载波中心频率(fc)相乘，进行频带变换。频带变换过的信号被传送到业务信道用的解扩部806和接入信道用的解扩部810。
业务信道信号在业务信道用的解扩部806中通过用基站装置分配的业务信道用的扩频码进行解扩处理而被分离。业务信道用的扩频码从扩频码分配部809被输出到各个解扩部806。
解扩处理的信号被送至RAKE合成部807进行RAKE合成，RAKE合成的信号被输出到解调部808。RAKE合成的信号在解调部808中被解调并作为接收数据来输出。
同样，接入信道信号在接入信道用的解扩部810中通过用基站装置分配的业务信道用的扩频码进行解扩处理而被分离。接入信道用的扩频码从接入信道扩频码分配部813被输出到各个解扩部810。
解扩处理的信号被送至RAKE合成部811进行RAKE合成，RAKE合成的信号被输出到解调部812。RAKE合成的信号在解调部812中被解调并作为接收数据来输出。
下面，说明通过作为具有上述结构的多码通信装置的基站装置和通信终端装置来对接入信道和宽带化的业务信道进行发送接收的情况。
图7所示的通信终端装置接收对业务信道的发送数据的扩频信号和接入信道的接入信息的扩频信号进行复用的多码信号。
这种情况下，由于发送数据的传输量大，所以业务信道用多个扩频码，而接入信道被用于控制或短信息通信，由于接入信息的传输量少，所以使用少数扩频码。因此，在本实施例中，在基站端中，对作为接入对象的多个通信终端装置进行分组，在每个组中对接入信道分配扩频码。
作为对多个通信终端装置进行分组的方法，例如可列举出估计来自各通信终端装置的信号的到来方向，对到来方向在规定的角度范围内的信号进行分组的方法。
将这样分配的扩频码的分配信息(哪个扩频码被分配到哪个通信终端组的信息)通知给各通信终端。
基站装置通过解扩处理分离业务信道信号和接入信道信号，对于接入信道信号来说，仅用与作为通信对方的通信终端装置所属的组对应的扩频码进行解扩处理来识别接入信息。这种情况下，由于从基站装置通知与通信终端装置所属的组对应的扩频码，所以各通信终端装置可以仅用与本台所属的组对应的扩频码进行解扩处理来获得接入信息。
根据本实施例的通信终端装置，即使在对用户的业务信道分配多个扩频码的情况下，也对作为上行线路的控制信道的接入信道分配少数扩频码，从而即使业务信道被大容量化，也可以防止传输控制信息的控制信道大容量化，而不增大接入等控制信息。
因此，在多码通信方法中，在大容量业务信道中用多个扩频码进行扩频调制处理，在接入信道中用数目比业务信道少的扩频码进行扩频调制处理来进行传输。由此，在接入信道的接收时，不用多格扩频码来进行解扩处理，而用接入信道所用的少数扩频码来进行解扩。
其结果，对于接入信道来说，可以降低解扩处理的处理量。由于高效率地使用扩频码，所以可以有效地利用码资源。
在本实施例中，即使对业务信道分配扩频率小的扩频码，对控制信道分配扩频率比所述多个扩频码大的扩频码，也可以获得与上述同样的效果。
在同时使用多载波通信方式和多码通信方式的数字无线通信系统中，对业务信道分配由子载波数目、扩频码数目、扩频率组合决定的更大的无线资源，对控制信道分配比多个扩频码少的无线资源。
由此，对于多载波通信方式来说，由于对用于信息量少的控制或短信息通信的控制信道分配少数载波，所以不需要发送与业务信道相同的宽频带，可以改善频率利用效率，而对于多码通信方式来说，即使业务信道大容量化，由于接入信息等控制信息不增大，所以也可以防止传输控制信息的公用控制信道大容量化，并且可以考虑整个无线资源来进行高效率的信道分配，所以能够改善频率利用效率。
本实施例不限于OFDM方式，即使是其他多载波通信方式也可以应用，即使应用于其他多载波通信方式，也可以获得同样的效果。
在上述实施例1～3中，说明了控制信道为接入信道的情况，但本实施例也可以应用于上行线路的其他控制信道的情况。
从以上说明可知，根据本发明，在多载波通信系统中，相对于用户分配多个子载波的大容量业务信道来说，通过对接入信道这样的控制信道分配少数子载波，可以改善频率效率。
而且，由于本发明的通信终端装置低速并且用窄频带来接收控制信道，所以可以将A/D变换等信号处理的采样速率抑制得低，可以降低信号处理量来节省电力。
根据本发明的通信终端装置，在多码通信系统中，对于将多个扩频码分配给用户的大容量业务信道来说，通过将少数的扩频码分配给接入信道那样的控制信道，可以有效地利用码资源。
根据本发明的通信终端装置，由于对分组的每个通信终端装置(用户)分配扩频码，仅使用对通信终端装置所属的组分配的扩频码来进行解扩处理就可以，而不必用对其他用户组分配的扩频码来进行解扩处理，所以可以削减处理量。
本说明书基于2000年3月29日申请的(日本)2000-092364专利申请。其内容全部包含于此。
权利要求
1.一种通信终端装置，包括分配部件，对业务信道分配多个子载波，对控制信道分配比所述多个子载波数目少的子载波；以及发送部件，将包含所述分配部件分配的子载波的多载波信号发送到基站装置。
2.如权利要求1所述的通信终端装置，其中，分配部件将所述控制信道分配给与基站进行的分组的组对应的子载波。
3.一种通信终端装置，包括分配部件，对业务信道分配多个扩频码，对控制信道分配比所述多个扩频码数目少的扩频码；以及发送部件，将用所述分配部件分配的扩频码进行了扩频调制处理的多码信号发送到基站装置。
4.如权利要求3所述的通信终端装置，其中，分配部件对所述控制信道分配与基站进行的分组的组对应的扩频码。
5.一种通信终端装置，包括分配部件，对业务信道分配扩频率小的扩频码，对控制信道分配比所述多个扩频码的扩频率大的扩频码；以及发送部件，将用所述分配部件分配的扩频码进行了扩频调制处理的信号发送到基站装置。
6.一种通信终端装置，包括分配部件，对业务信道分配由子载波数目、扩频码数目、扩频率组合来决定的更大的无线资源，对控制信道分配比所述多个扩频码少的无线资源；以及发送部件，将用所述分配部件分配的无线资源进行了调制处理的信号发送到基站装置。
7.一种特征在于与通信终端装置进行无线通信的基站装置，其中，所述通信终端装置包括分配部件，对业务信道分配多个子载波，对控制信道分配比所述多个子载波数目少的子载波；以及发送部件，将包含所述分配部件分配的子载波的多载波信号发送到基站装置。
8.一种无线通信方法，包括分配步骤，对业务信道分配多个子载波，对控制信道分配比所述多个子载波数目少的子载波；发送步骤，将包含所述分配步骤分配的子载波的多载波信号发送到基站装置；以及接收步骤，接收所述多载波信号中包含的、分配给与本台所属的组对应的子载波的控制信道信号。
9.一种无线通信方法，包括分配步骤，对业务信道分配多个扩频码，对控制信道分配比所述多个扩频码数目少的扩频码；发送步骤，将用所述分配步骤中分配的扩频码进行了扩频调制处理的多码信号发送到基站装置；以及接收步骤，接收所述多码信号中包含的、用与本台所属的组对应的扩频信号进行了扩频调制处理的控制信道信号。
全文摘要
对于分配多个子载波的业务信道来说,通过仅将少数子载波分配给接入信道,来改善频率利用效率。此外,通过将用户分成组,将各组的接入信道分配给各子载波,来减小接收频带,减轻接收所需的处理,降低功率消耗,从而节省电池。
文档编号H04B1/707GK1365586SQ01800643
公开日2002年8月21日 申请日期2001年3月23日 优先权日2000年3月29日
发明者金本英树, 加藤修 申请人:松下电器产业株式会社