专利名称：通信方法,基站和终端设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用例如应用到无线电话系统内的基站和终端设备的通信方法，以及该通信方法所采用的基站和终端设备。
在诸如无线电话系统或类似系统的移动通信中，进行多址联接，其中多个移动电台(用户或终端设备)具有到一个单独的基站的通路。对于无线电话的情况，由于多个移动台分享一个单独的基站，为避免各个移动台之间的干扰已提出各种通信系统。例如，常规的该类型的通信方法包括频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)等。
根据TDMA系统，分配给每个基站的每个传输信道由预定时间间隔分隔以形成一个传输信道内的多个时隙，并且每一个时隙分配给所连接的一个移动台，从而使用一个传输信道允许同时连接到多个移动台。
另外，本申请已提出一种称为带分多址(BDMA)(日本未审查专利出版No.8-132434和其他文件)的通信系统，作为另一个通信系统。尽管在下文中的本发明的一个优选实施例将详细解释BDMA系统，简言之，它是这样的一个系统，其中准备具有以预定频率间隔排列的预定数目的副载波信号的多个单传输频带；在预定的时间间隔分段每一个传输频带内的信号以形成时隙；和在预定数目的时隙周期以分配到所述预定数目的副载波信号的数据的多载波信号形式发送脉冲串信号。BDMA系统表现出非常好的传输特性。
当TDMA系统应用到无线电话系统时，终端设备必须与由基站设定的基准定时同步地与基站通信以防止每个信道的时隙之间的干扰。由于终端设备和基站之间的距离不是恒定的，即使在相同的定时从每个终端设备向基站发送信号，在从每个终端设备发送的信号中产生不同的传播延迟，因此，对于每个信道基站能够接收到这些信号的定时变化。
这样，就需要某些处理来修正该定时，例如，已执行一种处理，其中基站检测每个终端设备从基准定时发送的信号的延迟量并向终端发送控制数据以根据延迟量偏移传输定时，从而进行修正使得在恒定的定时进行接收(时间校准处理)。
然而，这样的时间对准处理包含双向数据传输，因此，仅对于基站和终端设备之间正在进行的通信能完成该处理。例如，对于从终端设备向基站发送接入请求信号以请求通信开始就不可能执行时间对准处理(接入请求)。
因此，为防止未进行时间对准处理的信号的传输出现任何问题，考虑减少发送的比特数并将具有分配在时间轴的比特的脉冲串信号的周期设定为较短。这种处理还未应用到本发明涉及的多载波通信。通常，当考虑提高获得接入权的信道上的信号的可靠性的方法时，仅尝试增加每个符号的传输功率。然而，考虑到整个蜂房或系统，每个符号的传输功率的增加导致干扰其他的单元，因此，该方法不可取。
考虑到这些方面，本发明的一个目的是当在一高效系统内进行无线电话系统通信或类似通信时允许向基站的接入请求的满意传输。
根据本发明的第一方面，使用多个副载波以多载波形式进行通信的通信方法包括当进行第一类信息通信时将多个副载波之间问隔设定为第一频率间隔的第一通信步骤，和当进行第二类信息通信时将多个副载波之间的间隔设定为较第一频率间隔宽的第二频率间隔的第二通信步骤。
根据本发明的第二方面，使用多个副载波以多载波形式进行到用户的通信的蜂窝系统内的基站包括接收来自用户的信号的接收装置，当进行一般信息通信时在将多个副载波之间的间隔设定到第一频率间隔的状态下进行处理和当进行控制信息通信时在将多个副载波之间的间隔设定为较第一频率间隔宽的第二频率间隔的状态下进行处理的接收处理装置，产生向用户传输的信号的信号产生装置，和将信号产生装置产生的信号发送到用户的发送装置。
根据本发明的第三方面，使用多个副载波以多载波形式进行到基站的通信的蜂窝系统内的一个用户包括接收来自基站的信号的接收装置，处理由接收装置接收的信号的接收处理装置，在进行一般信息通信时产生在将多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的状态下形成的信号和当进行控制信息通信时产生在将多个副载波之间的间隔设定为较第一频率间隔宽的第二频率间隔的状态下形成的信号的信号产生装置，和将信号产生装置产生的信号发送到基站的发送装置。
图1是表示根据本发明的一实施例的传输信号内的时隙的结构的说明图；图2A到2G是用于解释根据一个实施例的帧内的传输状态的图；图3A和3B是用于解释根据一个实施例的频带时隙的安排实例的图；图4是表示根据本发明的一个实施例的传输处理的方框图5是用于解释根据该实施例的传输处理内产生的信息信道安排的图；图6A和6B是用于解释根据该实施例的传输处理内产生的上行控制信道的图；图7是表示根据该实施例的接收处理的方框图；图8是表示本发明的实施例所采用的一个终端设备配置的方框图；图9是表示图8所示实施例内的终端设备的编码器的方框图；图10A到10B是表示窗口数据的实例的波形图；图11是表示图4中的实施例的终端设备的解码器的方框图；图12是表示该实施例所使用的基站的配置的方框图；图13是表示在图12的实施例的基站上的调制处理的配置的方框图；图14是表示在图8的实施例的基站上的解调处理的配置的方框图；图15是表示根据本发明的另一实施例的传输处理的方框图；图16A和16B是用于解释在图15所示的实施例内的传输处理所产生的上行控制信道安排的图；和图17是表示根据本发明的另一个实施例的传输处理的方框图。
参考附图将描述本发明的一个实施例。
首先，参考图1到3将描述本实施例所采用的一个基本通信系统的配置。按照本实施例的通信系统的配置是所谓的多载波系统，其中多个副载波连续地设置在一个频带内并预先分配，并且在一个传输路径上同时使用一个频带内的多个副载波。另外，一个频带内的全部多个副载波进行调制的频带分割，本文将其称为带分多址(BDMA)。
现在参见其配置，图1是表示根据本实施例发送的信号的时隙结构的图，其中纵坐标和横坐标分别表示频率和时间。在本实施例中，提供一个正交基，其中以格栅形式分割频基和时基。具体地说，将一个传输频带(一个频带时隙)设定为150KHz，并且将24个副载波安排在这样的一个150KHz的传输频带。以6.25KHz的相同间隔连续排列24个副载波，并将副载波是0到23指定给每个载波。然而，实际提供22个副载波，即，副载波是1到副载波是22，使得在一个频带时隙两侧的副载波是0和23成为其中未提供副载波并且其电功率设定为零的防护频带。
参见时间轴，在每一个200微秒间隔定义一个时隙，并且将脉冲串信号调制为每个时隙发送的22个副载波。将安排25个时隙(即，5毫秒)的状态定义为一帧。将时隙是0到24分配给一帧内的时隙。图1的阴影线表示的范围代表一个频带时隙内一个时隙的区域。这里，指定时隙是24的时隙为不发送数据的时间期间。
使用这种其中以格栅形式分割频率轴和时间轴的正交基，实现多址联接，其中基站与多个移动台(终端设备)在相同的时间期间通信。使用图2A到2G的配置完成与每个移动台的连接。图2A到2G是表示连接到一个基站的六个移动台(用户)U0，U1，U2，……U5是如何通过一个频带时隙使用时隙的图(实际上，由后面描述的跳频切换所使用的频带时隙)，其中由R表示的时隙为接收时隙；由T表示的时隙为发送时隙；并且将该基站定义的帧定时设定在图2A所示的24个时隙的周期(不使用所准备的作为25个时隙的最后一个时隙的时隙号24)。这里假定使用分离的频带传输发送时隙和接收时隙。
例如，图2B所示的移动台U0使用一帧内时隙0，6，12和18作为接收时隙，使用时隙3，9，15和21作为发送时隙并且在每个时隙内接收或发送一个脉冲串信号。图2C所示的移动台U1使用一帧内的时隙1，7，13和19作为接收时隙以及使用时隙4，10，16和22作为发送时隙。图2D所示的移动台U2使用一帧内的时隙2，8，14和20作为接收时隙以及使用时隙5，11，17和23作为发送时隙。图2E所示的移动台U3使用一帧内的时隙3，9，15和21作为接收时隙以及使用时隙0，6，12和18作为发送时隙。图2F所示的移动台U4使用一帧内的时隙4，10，16和22作为接收时隙以及使用时隙1，7，13和22作为发送时隙。另外，图2G所示的移动台使用一帧内的时隙5，11，16和22作为接收时隙以及使用时隙2，8，14和20作为发送时隙。
尽管图2A到2G所示的配置允许其中六个移动台连接到一个频带时隙的6TDMA(时分多址)，当从每个移动台侧观察时，在一个时隙周期的接收和发送与下一个发送和接收之间允许两个时隙的时间期间(即，400微秒)并且利用该允许以执行定时处理和称为跳频的处理。具体地说，在每个发送时隙T前的大约200微秒的时间期间内，执行定时处理TA以便将发送定时调整到来自基站的信号的定时。在每个发送时隙T结束后的200微秒，执行跳频以便将发送和接收的频带时隙切换为另一个频带时隙。这里所述的定时是在设定高传输率情况下的实例，如果所使用的频带时隙的数目随设定为较低的传输率而改变，就必须分开设定跳频的定时和类似定时。例如，跳频允许在一个基站准备的多个频带时隙被每个移动台均等地使用。
具体地说，多个频带时隙分配给一个基站。例如，在蜂窝型的系统的情况下，其中一个基站构成一个网孔并且将1.2MHz的频带分配给一个网孔，在一个网孔可提供八个频带时隙。类似地，当将2.4MHz的频带分配给一个网孔时，在一个网孔可提供16个频带时隙；当将4.8MHz的频带分配给一个网孔时，在一个网孔可提供32个频带时隙；以及当将9.6MHz的频带分配给一个网孔时，在一个网孔可提供64个频带时隙。执行称为跳频的频率切换处理以便均等使用分配给一个网孔的多个频带时隙。在本实施例，在一个网孔提供具有连续频带的多个频带时隙。
图3A到3B表示在一个网络提供八频带时隙的实例，如图3A所示，在这样准备的八个频带时隙的每一个时隙设定22个载波以执行图3B所示的数据传输。
通过设定上述通信的条件，将保持在每一个移动台和基站之间发送的信号与其他信号正交，这样防止其他信号的干扰从而允许最佳提取相关信号。另外，由于在适当的时间由跳频切换传输所用的频率时隙，所以高效使用为每个基站所准备的传输频带以实现高效传输。在这种情况下，如上所述由于能够将任意的频率分配给一个基站(网孔)，所以可根据使用时的情况灵活设定一个系统。
将描述使用上述系统设置在基站和终端设备之间进行通信时所采用的基站和终端设备(移动台)的配置。参考图4描述将信号发送到基站的终端设备的配置。
从终端设备发送到基站的传输数据(数字数据)从传输数据产生电路101提供给符号码型存储电路102。该符号码型存储电路102由存储要发送的符号码型的存储器组成并以时序形式输出对应于从传输数据产生电路101输出的传输数据的符号码型。
符号码型存储电102将以时序形式从其输出的符号码型提供给逆快速傅里叶变换电路(下文称为IFFT电路)103，然后IFFT电路103通过逆快速傅里叶变换处理将频基上的数据变换为时基上的数据。在这种变换处理中，每一个符号码型变换为由分散分配给以恒定频率fK的间隔设定的二十二个副载波的数据组成的时序信号。如下面所述，当使用控制信道将控制数据发送给基站时，每个符号码型变换为由分散分配给频率fK两倍的频率2fK的间隔设定的二十二个副载波的数据组成的时序信号。
来自IFFT电路103的输出信号提供给窗口电路104，然后与传输窗口数据相乘。窗口电路104将与窗口数据相乘的传输信号提供给数字/模拟转换器105。接着，D/A转换器105将其转换为模拟传输电路103通过逆快速傅里叶变换处理将频基上的数据变换为时基上的数据。在这种变换处理中，每一个符号码型变换为由分散分配给以恒定频率fK的间隔设定的二十二个副载波的数据组成的时序信号。如下面所述，当使用控制信道将控制数据发送给基站时，每个符号码型变换为由分散分配给在频率fK两倍的频率2fK的间隔设定的二十二个副载波的数据组成的时序信号。
来自IFFT电路103的输出信号提供给窗口电路104，然后与传输窗口数据相乘。窗口电路104将与窗口数据相乘的传输信号提供给数字/模拟转换器105。接着，D/A转换器105将其转换为模拟传输信号提供给变换频率的混频器106。混频器106将模拟传输信号与振荡器107的输出混频来将传输信号的频率变换为传输频率。由传输放大器108放大具有传输频率的该信号以便使其具有预定的功率，然后从天线109以无线发送。下面将描述从传输数据产生电路101到天线109的具体电路设置。
将描述在根据该实施例的配置内处理的传输信号。参考图1所述，提供形成一个带隙的二十二个副载波。如图5A所示，将分散到在频率fK的间隔(图1所示实例中6.25KHz的间隔)设定的二十二副载波的信号定位在一个带隙内，然后将其发送。从时基角度考虑，调制到一个带隙内各个载波的信号可以表示为图5B所示的1/fK[秒](该时间1/fK[秒]称为TK[秒])的信号。
按照图5A和5B所示格式发送的信号表示电话音频数据和信息信道内各种信息的信号。在用于从终端设备到基站发送控制数据的上行链路控制信道中，按图6A，6B所示格式发送信号。具体地说，如图6A所示，在一个带隙内提供分散到为信息信道所采用的频率间隔两倍的频率2fK的间隔(图1所示实例内12.5KHz间隔)设定的十一个副载波的信号并发送。从时基角度考虑，如图6B所示，在一个带隙内调制到各个载波的信号可以表示为TK[秒]信号。TK[秒]信号为其中将1/2fK(即，TK/2[秒])重复两次的信号。
具有图6A和6B所示设置并在上行链路控制信道发送的数据为从终端设备向基站发送的控制数据，并且该控制数据包括用于请求终端设备接入到基站的数据。例如，当终端设备将信号发送到基站时，终端设备通过使用上行链路控制信道将接入请求数据发送到基站。当使用下行链路控制信道将表示允许接入的数据从基站发送到终端设备时，终端设备使用同时发送的信道指示数据指示的信息信道开始终端设备和基站之间在所指示的信息信道上通信。当终端设备使用上行链路控制信道向基站发送数据时，发送连接到已知预定符号码型的预定位置的数据。
当登记和响应终端设备呼叫基站时，而不是从终端设备到基站的呼出时，也使用具有图6A和6B所示设置的上行链路控制信道。
如图6A和6B所示，在上行链路控制信道中，将形成一个带隙的副载波的数目设定为诸如信息信道或类似信道之类的其他信道数目的一半，因此副载波之间频率间隔设定为两倍宽。因此，当基站解调在上行链路发送的信息时，有可能满意地接收到该信息。特别是，在该实施例，从时基角度考虑，多载波信号具有在图6B所示的时间期间TK重复两次的相同数据，并且接收相同信息的机会加倍了，这就将接收特性曲线提高大约3dB。
当接收从终端设备发送的上行链路控制信道信号时，基站解调包括在接收信号内的数据并完成基于该数据的处理。同时，基站检测包括在接收信号内的已知符号码型的接收定时并确定检测的接收定时和基站上通信的基准定时之间的差，从而完成使用下行链路控制信道将修正确定的差数据发送到相应的终端设备的时间对准处理。
图7是表示检测信号的接收定时的基站的配置的图。由天线131接收的信号通过接收放大器132提供给混频器133。混频器133将接收信号与振荡器134输出的信号混频来将接收信号的预定传输频率变换为中间频率信号(或基带信号)的频率。混频器133将该频率变换信号提供给模拟/数字转换器135，并且该A/D转换器135在预定的时间期间取样该信号并将取样数据提供给接收数据解调电路(未示出)以及完成相关检测处理的相关检测电路136。
将来自符号码型存储电路137的预定的已知符号码型数据提供给相关检测电路136。相关检测电路136将其中存储的符号码型与接收数据进行比较以检测它们之间的相关性为最高时的定时。相关检测电路136将表示相关性为最高时的检测定时的数据提供给基站的控制单元(未示出)。控制单元确定由提供数据表示的定时和基准定时之间的差值并将控制数据发送到终端设备，该控制数据用于将相应终端设备的传输定时加快(或延迟)对应于确定差值的时间。
将描述在上述系统设置中完成终端设备(移动台)和基站之间通信的具体设置。假定采用2.0Ghz的频带作为从基站到终端设备的下行链路，采用2GHz的频带作为从终端设备到基站的上行链路，对其进行描述。
图8是表示终端设备结构的图，首先涉及接收系统，用于发送和接收的天线11连接到天线共用装置12，并且带通滤波器13，接收放大器14和混频器15串联到天线共用装置12的接收信号输出侧。带通滤器13提取2.0GHz频带。混频器15混频频率合成器31输出的1.9GHz的频率信号来将接收信号变换为100MHz频带的中间频率信号。频率合成器31由PLL电路(锁相环电路)构成并且是使用由1/128分频器33分频从温度补偿基准振荡器(TCXO)32输出的19.2MHz所产生的150KHz在1.9GHz频带内以150KHz的间隔(即，一个带隙的间隔)产生信号作为基准的合成器。由一个PLL电路也可以类似地构面后成将描述的在该终端设备使用的其他频率合成器。
由混频器15输出的中间频率信号提供给通过带通滤波器16和可变增益放大器17解调的两个混频器18I和18Q。另外，由移相器35将频率合成器34输出的100MHz频率信号变换为90°相移的两组信号，并且两组频率信号的其中之一提供给混频器18I，另一个提供给混频器18Q，以便与中间频率信号混频，从而提取包括在接收数据内的I和Q分量。频率合成器34是在100MHz频带内使用1/128分频器33分频所产生的150Khz产生一个信号作为基准的合成器。
提取的I分量通过低通滤波器19I提供给模拟数字转换器20I以转换为数字I数据。提取的Q分量通过低通滤波器19Q提供给模拟数字转换器20Q以转换为数字Q数据。模拟数字转换器20I和20Q中的每一个使用通过1/96分频器36分频从TCXO32输出的19.2MHz产生的200KHz作为转换时钟。
模拟数字转换器20I和20Q输出的数字I数据和数字Q数据提供给解调器/解码器21以便在终端22获得解码的接收数据。由TCXO32输出的19.2MHz按其原样提供给解调器/解码器21作为一个时钟，并且使用1/40分频器37分频由1/96分频器36输出的200KHz所产生的5KHz提供到这里作为一个时钟。具体地说，当如上所述本实施例一个时隙为200微秒时，具有5KHz频率的信号的时间期间为200微秒。并且与该5Khz信号同步地产生时隙定时数据。
现在参见终端设备的传输系统的配置，在终端41获得的传输数据提供给调制器/编码器42以执行传输的编码和调制处理，从而产生用于传输的数字I数据和数字Q数据。由TCXO32输出的19.2MHz按其原样提供给调制器/编码器42作为一个时钟，并且1/40分频器37分频所产生的5KHz提供到这里作为产生时隙定时的数据。由调制器/编码器42输出的数字I数据和数字Q数据提供给数字模拟转换器43I和43Q以便转换为模拟I信号和模拟Q信号，并且作为转换结果的I信号和Q信号通过低通滤波器44I和44Q提供给混频器45I和45Q。另外，通过移相器39将频率合成器38输出的300MHz频率信号转换为90°相移的两组信号，并且两组频率信号的其中之一提供给混频器45I而另一个提供给混频器45Q，以便分别与I信号和Q信号混频。这样在300MHz频带内产生在加法器46进行正交调制为一组信号的信号。频率合成器38是在300MHz频带内使用1/128分频器33分频所产生的150KHz产生一个信号作为基准的合成器。
调制到由加法器46输出的300MHz频带的信号通过传输放大器47和带通滤波器48提供给混频器49，并且从频率合成器31输出的1.9GHz频带频率信号与其混频以将其变换为2.2GHz频带内的一个传输频率。已经过频率变换成为该传输频率的传输信号通过传输放大器(可变增益放大器)50和带通滤波器51提供给天线共用装置12以便从连接到天线共用装置12的天线11以无线发送。通过控制传输放大器50的增益调整传输输出。例如，根据从基站一侧接收的输出控制数据执行传输输出的控制。
由TCXO32输出的19.2MHz信号提供给1/2400分频器40以便将其变换为8KHz信号，8Khz信号又提供给音频处理系统(未示出)内的一个电路。也就是说，在本实施例的终端设备中，以8KHz取样发送到和来自基站的音频信号(或以其倍数的一个频率附加取样)，使得1/2400分频器40提供诸如用于音频数据的压缩和解压缩的音频信号或数字信号处理器(DSP)的模拟数字转换器和数字模拟转换器之类的处理音频数据的电路所要求的时钟。
现在将描述具有如图9所示配置的终端设备的传输系统内的编码器及其相邻部件的详细结构。传输数据提供给卷积编码器51进行卷积编码。例如，这个卷积编码器根据约束长度K＝7和编码比率R＝1/3进行卷积编码。卷积编码器51的输出提供给4帧交织缓冲器52以交织存取4帧(200毫秒)的数据。交织缓冲器52的输出提供给DQPSK编码器53以执行DQPSK调制。具体地说，根据提供的数据，DQPSK符号产生电路53a产生对应于提供给乘法器53b的一个输入的符号。乘法器53b的相乘输出通过延迟电路53c延迟一个符号并返回另一个输入以执行DQPSK调制。DQPSK调制数据提供给乘法器54，在这里执行处理以将调制数据与随机相移数据产生电路55输出的随机相移数据相乘。这样，随机地改变该数据的视在相位。
然后，乘法器54的输出提供给逆快速傅里叶变换电路(逆FFT电路)56，并且逆FFT电路56通过使用逆快速傅里叶变换进行计算将频基上的数据变换为时基上的数据以获得包括在调制得到的6.25Khz间隔的22个副载波的所谓多载波信号。使用允许副载波数量为2的乘方的配置可以相对简单地实现完成逆快速傅里叶变换的ITTF电路。本实施例所使用的IFFT电路56具有产生为25并在发送信息信道过程的的32个副载波的能力，并且输出通过调制数据到数据的22个连续副载波所获得的信号。
由本实施例的IFFT电路56处理的传输数据的调制比设定为200KHz，并执行处理以便将处于200KHz调制比的信号变换为成为200KHz÷32＝6.25KHz的32个副载波。这样，获得6.25KHz间隔(在上行链路控制信道情况下为12.5KHz)的多载波信号。
由逆快速傅里叶变换变换为一个时基上的多载波信号提供给乘法器57以便与窗口数据产生电路58输出的时间波形相乘。如图10A所示，例如，该时间波形为在发送侧具有一个波大约200微秒的长度Tu(即，一个时隙周期)的波形。然而，该波形的电平在其两端TTR(大约15微秒)轻微变化，并且，如图10B所示，当倍增该时间波形时该波形与相邻的时间波形部分重叠。
再次参见图9，在乘法器57进行时间波形的乘法的信号通过脉冲串信号缓冲器59提供给数字模拟转换器43(对应于图8中的数字模拟转换器43I和43Q)，使用作为变换时钟的200KHz变换为模拟信号。
参考图11将描述根据本实施例的终端设备的接收系统内的解码器及其相邻部件的详细配置。通过模拟数字转换器20(对应于图8中的模拟数字转换器20I和20Q)使用200KHz的时钟已进行变换的数字数据通过脉冲串缓冲器61提供给乘法器62以便与从反相窗口数据产生电路63输出的时间波形相乘。接收时相乘的时间波形是具有图10A所示配置的时间波形，但是该波形具有比发送时的波形短的160微秒的长度TM。
与时间波形相乘的接收数据提供给FFT电路64，在这里通过快速傅里叶变换处理将时基上的数据变换为频基上的数据的处理。这样，在调制到6.25KHz间隔上的22个副载波之后发送的时序数据变换为各个副载波的数据。与发送系统内IFFT电路的变换处理一样，这里的变换处理利用处理25的32个副载波的能力，并且变换及输出调制为它们之中的22个连续副载波的数据。在本实施例由FFI电路64处理的传输数据的调制比为200KHz，并且能执行变换6.25KHz间隔上的多载波信号的处理，这是因为能处理32个多载波，即，200KHz÷32＝6.25Khz。
在FFT电路64已进行快速傅里叶变换的接收数据提供给乘法器65，在这里它与从反向随机相移数据产生电路66输出的反向随机相移数据(该数据为与发送侧的随机相移数据同步变化的数据)相乘以返回到具有原始相位的数据。
返回原始相位的数据提供到差分解调电路67进行差分解调，并且已进行差分解调的数据提供给4帧去交织缓冲器68，在这里在传输时间经过4帧的交织数据返回到原始数据安排。去交织数据提供给维特比(Viterbi)解码器69进行维特比解码。维特比解码数据提供给后续接收数据处理电路(未示出)作为解码接收数据。
参考图12现在将描述基站的配置。除去用于实现将其同时连接到多个终端设备的多址联接的配置之外，该基站为执行发送和接收所使用的配置基本上与终端设备的配置类似。
首先参见图12所示的接收系统的配置，用于发送和接收的天线211连接到天线共用装置212，并且带通滤波器213，接收放大器214，以及混频器215串联到天线共用装置212的接收信号输出侧。带通滤波器213提取2.2GHz频带。混频器215混频从频率合成器231输出的1.9GHz频率信号以便将接收信号变换为300MHz频带内的中间频率信号。频率合成器231由PLL电路(锁相环电路)构成，并且是使用由1/128分频器分频从温度补偿基准振荡器(TCXO)232输出的19.2MHz产生的150KHz在1.9GHz频带内的150KHz(即，一个带隙的间隔)间隔产生一个信号作为基准的合成器。后面将描述的该基站使用的其他频率合成器也类似地由PLL电路构成。
由混频器215输出的中间频率信号是通过带通滤波器216和接收放大器217提供给两个混频器218I和218Q用于解调。另外，由频率合成器234输出的300MHz频率信号通过移相器235变换为90°相移的两组信号，两组频率信号之一提供给混频器218I并且另一组提供给混频器218Q，以便以中间频率信号混频，从而提取包括在接收数据内的I和Q分量。频率合成器234是使用1/128分频器233分频所产生的150KHz在300MHz频带内产生一个信号作为基准的合成器。
提取的I分量通过低通滤波器219I提供给模拟数字转换器220I以便将其变换为数字I数据。提取的Q分量通过低通滤波器219Q提供给模拟数字转换器220Q以便将其变换为数字Q数据。模拟数字转换器220I和220Q中的每一个转换器由1/3分频器236分频TCXO232输出的19.2MHz所产生的6.4MHz作为转换时输出的19.2MHz所产生的6.4MHz作为转换时钟。
由模拟数字转换器220I和220Q输出的数字I数据和数字Q数据提供给解调单元221，并且将解调数据提供给多路分解器222以便分为来自每个终端设备的数据。所分的数据分别提供给以与同时连接的终端设备相同的数目(每个带隙6个)准备的解码器223a，223b，……，223n。由TCXO232输出的19.2MHz按其原样提供给解调单元221、多路分解器222和解码器223a，223b，……，223n作为时钟，并且提供使用1/1280分频器237分频由1/3分频器236输出的6.4MHz所产生的5KHz作为时隙定时数据。
现在参见基站的发送系统的配置，多路复用器242同步由与同时通信的各方(终端设备)相同数目所准备的编码器241a，241b，……，241n分别编码的传输数据。多路复用器242的输出提供给执行传输的调制处理以产生用于传输的数字I数据和数字Q数据的调制单元243。由TCXO232输出并具有19.2MHz频率的信号按其原样提供给编码器241a到241n中的每一个编码器，多路复用器242和调制单元243作为时钟，并且由1/1280分频器237输出的5KHz提供给它作为一个时钟。
由调制部分243输出的数字I数据和数字Q数据提供给数字模拟转换器244I和244Q以便将其变换为模拟I信号和模拟Q信号，并且作为转换结果的I信号和Q信号通过低通滤波器245I和245Q提供给混频器246I和246Q。另外，由频率合成器238输出并具有100MHz频率的信号通过移相器239转换为90°相移的两组信号，并且两组信号之一提供给混频器246I而另一个提供给混频器246Q，以便分别与I信号和Q信号混频。这样就提供100MHz频率内在加法器247进行正交调制成为一组信号的信号。频率合成器是在100MHz频带内使用1/128分频器233分频所产生的150KHz产生一个信号作为基准的合成器。
由加法器247输出的调制到100MHz频带的信号通过传输放大器248和带通滤波器249提供给混频器250，并且由频率合成器231输出的1.9GHz频带频率信号在这里与其混频以便将其变换为2.0GHz频带内的传输频率。已进行频率变换为该传输频率的传输信号通过传输放大器251和带通滤波器252提供给天线共用装置212以便从连接到天线共用装置212的天线211以无线发送。
由TCXO232输出的19.2MHz信号提供给1/2400分频器240来将其变换为8KHz信号，8KHz信号又提供给音频处理系统(未示出)内的电路。也就是说，在本实施例的基站中，以8KHz取样发送到和从终端设备发送的音频信号(或在为其倍数的频率附加取样)，使得1/2400分频器240提供诸如用于音频数据的压缩和解压缩的音频信号或数字信号处理器(DSP)的模拟数字转换器和数字模拟转换器之类的处理音频数据的电路所要求的时钟。
参考图13现在将描述在基站编码和调制传输数据的配置的细节。这里假定建立到N(N为一个任意数)个终端设备(用户)的同时多址联接。发送到每个终端设备的用户的信号U0，U1，……，UN分别提供给分开的卷积编码器311a，311b，……，311n以便分开进行卷积编码。例如，根据约束长度K＝7和编码比R＝1/3执行该卷积编码。
在各个系统中已进行卷积编码的数据分别提供给4帧交织缓冲器312a，312b，……，312n以交织经过4帧(20毫秒)的数据。各个交织缓冲器312a，312b，……，312n的输出提供给各个DQPSK编码器320a，320b，…，320n以执行DQPSK调制。具体地说根据所提供的数据DQPSK符号产生电路321a，321b，……，321n产生对应于提供到乘法器322a，322b，……，322n的一个输入的信号的符号。通过各个延迟电路323a，323b，……，323n将乘法器322a，322b，……，322n的相乘输出延迟一个符号并将其返回到另一个输入以执行DQPSK调制。DQPSK调制数据分别提供给乘法器313a，313b，……，313n，在这里执行调制数据与从随机相移数据产生电路314a，314b，……，314n分别输出的随机相移数据相乘的处理。这样，可以任意改变数据的视在相位。
接着，每一个乘法器313a，313b，……，313n的输出提供给多路复用器242以合成这些信号。在本实施例的多路复用器242的合成期间，使用作为一个单元的150KHz能够切换要合成的频率的位置，控制这样的切换以便切换发送到每个终端设备的脉冲串信号的频率。也就是说，当如图2所示在本实施例执行称为跳频的一个带隙基础上的频率切换时，通过切换在多路复用器242的合成期间执行的处理实现这样的频率切换。
由多路复用器242合成的数据提供给IFFT电路332，在这里通过使用逆快速傅里叶变换进行计算机频基上的信号变换为时基上的信号以获得将数据调制为每个带隙上的6.25KHz间隔的22个副载波所得到的多载波信号组成的时序数据。由逆快速傅里叶变换得到的数据提供给乘法器333以便与从窗口数据产生电路334输出的时间波形相乘。如图10A所示，在发送侧该时间波形是一个波的长度TU大约为200微秒(即，一个时隙周期)的波形。然而，波形的电平在其两端TTR(大约15微秒)轻微变化，并且如图10B所示，当加倍该时间波形时该波形与相邻的时间波形部分重叠。
在乘法器333已进行时间波形相乘的信号通过脉冲串缓冲器335提供给数字模拟器转换器244(对应于图12中的转换器244I和244Q)以便将其变换为使用图12所示的配置发送的模拟I信号和模拟Q信号。
接着，参考图14将描述在基站解调和解码接收数据的配置细节。由模拟数字转换器220(对应于图8中的模拟数字转换器220I和220Q)已进行转换的数字I数据和数字Q数据通过脉冲串缓冲器341提供给乘法器342以与从反向窗口数据产生电路343输出的时间波形相乘。该时间波形是具有图6A所示结构但具有比发送的时间波形短的160微秒的长度TM的时间波形。
与时间波形相乘的接收数据提供给FFT电路344，在这里进行通过快速傅里叶变换处理将时基上的数据变换为频基上的数据的处理。这样，在调制到在每个带隙上6.25KHz间隔的22个副载波之后发送的数据变换为各个副载波的数据。已进行快速傅里叶变换的该数据提供给多路分解器222以获得除以对应于提供同时多址联接的终端设备数的数量的数据。在本实施例的多路分解器222的除法期间，使用150KHz作为一个单元能切换被划分的频率的位置，控制这样的切换以切换从每个终端设备发送的脉冲串信号的频率。也就是说，当如图9等所示在本实施例周期性地执行称为跳频的在一个带隙基础上的频率切换，通过切换在多路分解器222上的除法期间执行的处理实现在发送侧上这样的频率切换。
由多路分解器222分解的各个接收数据分别提供给以提供同时多址联接的终端设备的数目N所提供的乘法器351a，351b，……，351n。在乘法器351a，351b，……，351n，该数据与从反向随机相移数据产生电路352a，352b，……，352n输出的反向随机相移数据(与发送侧的随机相移数据同步变化的数据)相乘以返回到具有各个系统内原始相位的数据。
该数据提供给差分解调电路353a，353b，……，353n进行差分解调，并且已进行差分解调的数据提供给4帧去交织缓冲器354a，354b，……，354n，在这里在传输时间经过4帧交织的数据返回到原始数据安排。去交织数据提供给维特比解码器355a，355b，……，355n进行维特比解码。维特比解码的数据提供给后续接收数据处理电路(未示出)作为解码接收数据。
尽管在上面的实施例中，将形成从终端设备到基站的上行链路控制信道的副载波的数目设定为形成诸如信息信道或类似信道的其他信道的一个带隙的副载波数的一半，从而设定为其他信道的其他频率两倍宽的载波之间的频率间隔，载波之间的频率间隔也可以设定例如为其他信道的频率间隔三或四倍宽的其他频率间隔。由于加宽频率间隔，使用相同的频带能发送的信息量变少，尽管该频率间隔可以设定为将一个频率与一个整数之外的数相乘所获得的频率间隔，当频率间隔设定为将该频率与一个整数相乘所获得的数字时，仅通过处理该信息信道或类似信道的电路内的一部分变稀数据的处理能够进行发送和接收处理，从而能以一个简单的配置实现发送和接收处理。
尽管在上面的实施例中，调制到形成上行链路控制信道的十一个副载波的数据进行与用于调制到形成信息信道的副载波的数据的相同的处理，在上行链路控制信道上发送的数据也可以进行与用于调制到形成信息信道的副载波的数据的不同的处理。
图15是表示改变处理时采用的实例的图。在图15中，对应于图4所示的相同的部分和电路标以相同的参考数字。从IFFT电路103输出的信号通过转换开关111选择地提供给窗口电路4和12。在这种情况下，窗口电路104将信息信道或类似信道上的传输信号与窗口数据相乘，具体地说，将该信号与具有对应于一个时隙周期的长度的窗口数据TU(看图10A)相乘。窗口电路112将上行链路控制信道上的传输信号与窗口数据相乘，具体地说，将该信号与具有一个时隙周期的一半的长度的窗口数据TU(尽管未示出，具有大致为图10A所示的窗口数据的周期一半的周期的窗口数据)相乘。在这种情况下，将相乘的窗口数据的时间期间可以设定为基本位于一个时隙中心的时间期间或位于一个时隙开始的时间期间。
窗口电路104，112中的任何一个电路与窗口数据相乘的传输信号通过转换开关113提供给数字/模拟转换器105。开关111，113是当上行链路控制信道上的信号进行传输处理时将其连接点切换到窗口电路104一侧的开关。与图4所示电路类似地设置其他部分。
使用图15所示配置进行的传输处理允许在上行链路控制信道发送的信号具有图16所示的安排。具体地说，如图16A所示，在一个带隙内提供分布到为信息信道所用的频率间隔两倍宽的频率间隔2fK(12.5KHz间隔)的十一个副载波的信号，然后将其发送。由于副载波的数目与上面实施例所述的图3所示实施例相同，但是利用表示一半长度的时间期间的窗口数据将一个时隙内数据传输的时间期间限定为1/2，如图16B所示，可能通过将该信号变换为接收侧的时序数据在T[秒]的时间期间内获得仅TK/2[秒]的数据。如图16B的虚线所示，在TK/2[秒]的间隔提供相邻数据。
如图16A，16B所示，使用上行链路控制信道进行传输时，在一个时隙期间缩短在该上行链路控制信道上发送数据时的时间期间，并且即使以相对大地偏离由基站设定的基准定时的终端设备传输的定时发送数据，也减少了基站在相邻时隙期间接收数据的可能性。因此，即使未进行时间对准处理，也可能保证时隙定时的正交性，因此，本发明适用于例如不能进行时间对准处理的接入请求数据的传输。
尽管在参考图15、16A和16B所述的实施例中将上行链路控制信道上的一个时隙周期内的数据传输时间期间限定为大约1/2，也可以将数据传输时间期间限定为其他长度的时间期间，例如，一个时隙的1/3或1/4。如果将该时间期间的长度设定为一个整数倍的倒数，那么有可能实现相对简单的发送和接收处理。
可以将在上行链路控制信道发送的预定已知的符号码型等存储在存储器中作为将已知的符号码型进行快速傅里叶变换所获得的数据，而不是已知的符号码型进行传输处理，当传输时可以从这里读取存储在存储器中的数据。具体地说，如图17所示，将已知的符号码型进行快速傅里叶变换所获得的数据存储在传输存储器121中。从窗口电路104输出的信号和来自存储器121的信号提供给转换开关122，然后从转换开关122选择地提供给数字/模拟转换器105。仅在发送已知数据的定时时，转换开关122将其连接点切换到存储器121一侧，并且在其他的定时转换开关122将其连接点切换到窗口电路104一侧。在图17中，其他的配置与图4所示类似。对应于图4的相同部分和电路被标以相同的参考数字，因此对其不再进行详细描述。
使用图17所示的设置进行的传输处理允许在上行链路控制信道上发送的预定信号数据不进行由FFT电路103和窗口电路104完成的传输处理。因此，使用某种程度的简单处理能进行上行链路控制信道的传输处理。并且能够降低传输处理所要求的功率。
尽管仅加宽上行链路控制信道的副载波的频率间隔，也可以类似地将其他信道上的副载波的频率间隔设定得较宽。例如，可以将从基站到终端设备的下行链路控制信道上的副载波的频率间隔设定为较信息信道上的频率间隔宽。
上述实施例所提到的频率，时间和编码比的值仅是说明性的，本发明不限于上述实施例。另外，显然可以使用除参考图8到图10所述的带分多址(BDMA系统)之外的通信系统。
根据本发明，使得在从终端设备到基站的上行链路信道之间的要求接入权的信道的副载波的频率间隔较其他信道的副载波的频率间隔长。这使得可能以相对好的通信状态将要求接入权的信号发送到基站，并且甚至当不能进行时间对准处理或类似处理时也能可靠地将这样的信号发送到基站。
在这种情况下，通过选择整数倍的其他信道的副载波的频率间隔作为要求接入权的信道的副载波的频率间隔，使用通常用于其他信道的发送和接收处理的电路能够容易地执行要求接入权的信道的发送和接收处理。
在上面的终端设备和基站之间的通信系统中，准备多个传输频带，以预定的时间单元划分每个传输频带上的信号以形成时隙。在预定数目的时隙周期期间通过将数据断续地分布到一个传输频带中的副载波调制脉冲串信号。
当采用根据本发明的通信系统时，将用于获得接入权的信道的时隙周期设定为其他信道的时隙周期的倍数的倒数。因此，可能更可靠地进行用于获得接入权的数据的通信。
参考附图已描述本发明的优选实施例，应该明白本发明不限于上述实施例，在不脱离附属权利要求书所定义的本发明的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对其进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种使用多个副载波以多载波格式进行通信的通信方法，包括步骤当进顺第一种信息通信时将所述多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的第一通信步骤；和当进行第二种信息通信时将所述多个副载波之间的间隔设定为较所述第一频率间隔宽的第二频率间隔的第二通信步骤。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其中所述第一种信息是一般信息并且所述第二种信息是通信控制信息。
3.一种使用多个副载波以多载波格式进行通信的通信方法，包括步骤；当进行一般信息通信时将所述多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的第一通信步骤；和当进行通信控制信息通信时将所述多个副载波之间的间隔设定为较所述第一频率间隔宽的第二频率间隔的第二通信步骤。
4.根据权利要求3所述的通信方法，其中所述通信控制信息是从所述用户到所述基站的接入优先请求信号。
5.根据权利要求3所述的通信方法，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N倍(N是一个整数)宽。
6.根据权利要求3所述的通信方法，其中由所述蜂窝系统内的每个基站或相据预定的区域设定所述第二频率间隔，并且从所述基站到所述用户发送关于所述设定第二频率间隔的信息。
7.根据权利要求3所述的通信方法，其中当进行所述通信控制信息通信时未进行时间对准处理，而当进行所述一般信息通信时进行时间对准处理。
8.根据权利要求3所述的通信方法，其中采用分配预定频率间隔内的多个副载波的多载波信号作为一个单元。
9.根据权利要求8所述的通信方法，其中所述通信控制信息是从所述用户到所述基站的接入优先请求信号。
10.根据权利要求9所述的通信方法，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N倍(N是一整数)宽。
11.根据权利要求8所述的通信方法，其中由所述蜂窝系统内的每个基站或根据一个预定的区域设定所述第二频率间隔，并且从所述基站向所述用户发送关于所述设定第二频率间隔的信息。
12.根据权利要求8所述的通信方法，其中当进行所述通信控制信息通信时未进行时间对准处理，但当进行所述一般信息通信时进行时间对准处理。
13.一个使用多个副载波以多载波格式进行与一个用户通信的蜂窝系统内的基站，包括接收装置，用于接收来自所述用户的信号；接收处理装置，当进行一般信息通信在将所述多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的状态下进行处理以及当进行通信控制信息通信时在将所述多个副载波之间的间隔设定为较所述第一频率间隔宽的第二频率间隔的状态进行下处理；信号产生装置，用于产生发送到所述用户的信号；和发送装置，用于将所述信号产生装置产生的所述信号发送到所述用户。
14.根据权利要求13所述蜂窝系统内的基站，其中所述通信控制信息是从撰述这用户站到所述基站的接入优先请求信号。
15.根据权利要求13所述蜂窝系统内的基站，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N倍(N是一个整数)宽。
16.根据权利要求13所述蜂窝系统内的基站，其中从所述发送装置向所述用户发送关于所述设定第二频率间隔的信息。
17.根据权利要求13所述蜂窝系统内的基站，其中在所述接收处理装置处理所述一般信息时所述发送装置将时间对准信息发送到所述用户，而在所述接收处理装置处理所述通信控制信息时不将所述时间对准信息段送到所述用户站。
18.根据权利要求13所述蜂窝系统内的基站，其中所述接收和所述发送装置处理分配预定频率间隔内的多个副载波作为一个单元的多载波信号。
19.根据权利要求18所述蜂窝系统内的基站，其中所述通信控制信息是从所述用户到所述基站的接入优先请求信号。
20.根据权利要求18所述蜂窝系统内的基站，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N倍(N是一个整数)宽。
21.根据权利要求18所述蜂窝系统内的基站，其中从所述发送装置向所述用户发送关于所述设定第二频率间隔的信息。
22.根据权利要求18所述蜂窝系统内的基站，其中在所述接收处理装置处理所述一般信息时所述发送装置将时间对准信息发送到所述用户，而在所述接收处理装置处理所述通信控制信息时不将所述时间对准信息发送到所述用户。
23.一个使用多个副载波以多载波格式进行到基站的通信的蜂窝系统内的用户，包括接收装置，用于接收来自所述基站的信号；接收处理装置，用于处理由所述接收装置接收的信号；信号产生装置，在进行一般信息通信时产生在将所述多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的状态下形成的信号以及在进行通信控制信息通信时产生在将所述多个副载波之间的间隔设定为较所述第一频率间隔宽的第二频率间隔的状态下形成的信号；和发送装置，用于将所述信号产生装置产生的所述信号发送给所述基站。
24.根据权利要求23所述蜂窝系统内的用户站，其中所述通信控制信息是从所述用户站到所述基站的接入优先请求信号。
25.根据权利要求23所述蜂窝系统内的用户站，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N部(N是一个整数)宽。
26.根据权利要求23所述蜂窝系统内的用户站，其中通过所述接收装置从所述基站接收关于所述设定第二频率间隔的信息，并且所述信号产生装置根据关于所述频率间隔的所述接收信息产生一个信号。
27.根据权利要求23所述蜂窝系统内的用户站，其中所述信号产生装置在产生所述一般信息时根据来自所述基站的时间对准信息产生一个信号，而在产生所述通信控制信息时根据来自所述基站的所述时间对准信息不产生信号。
28.根据权利要求23所述蜂窝系统内的用户站，其中所述接收装置和所述发送装置处理分配预定频率间隔内的多个副载频作为一个单元的多载波信号。
29.根据权利要求28所述蜂窝系统内的用户站，其中所述通信控制信息是从所述用户站到所述基站的接入优先请求信息。
30.根据权利要求28所述的蜂窝系统内的用户站，其中所述第二频率间隔是所述第一频率间隔的N倍(N是一个整数)宽。
31.根据权利要求28所述蜂窝系统内的用衣台，其中由所述接收装置从所述基站接收关于所述设定二频率间隔的信息，并且所述信号产生装置根据关于所述频率间隔的所述接收信息产生一个信号。
32.根据权利要求28所述蜂窝系统内的用户站，其中所述信号产生装置在产生所述一般信息时根据来自所述基站的时间对准信息产生一个信号，而在产生所述通信控制信息时根据来自所述基站的所述时间对准信息不产生一信号。
全文摘要
一种根据本发明使用多个副载波以多载波格式进行通信的通信方法包括当传输第一种信息时多个副载波之间的间隔设定为第一频率间隔的第一通信步骤,和当传输第二种信息时将多个副载波之间的间隔设定为较第一频率间隔宽的第二频率间隔的第二通信步骤。
文档编号H04J11/00GK1189750SQ9712600
公开日1998年8月5日 申请日期1997年11月8日 优先权日1997年11月8日
发明者迫田和之, 铃木三博 申请人:索尼公司