JP4146689B2

JP4146689B2 - OFDM-CDMA transmitter

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Publication number: JP4146689B2
Application number: JP2002244310A
Authority: JP
Inventors: 浩章須藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP2004088269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に符号分割多重後のチップを互いに直交するサブキャリアに割り当てて送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡ方式の無線送信装置やＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置においては、送信シンボルを符号分割多重することにより、同一周波数帯域に複数のシンボルを配置して送信する。ここで拡散符号として、互いに直交関係にある拡散符号を用いることにより、受信側では多重された複数のシンボルを分離して復元できるようになされている。
【０００３】
特に、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式では、ＯＦＤＭ変調方式により得られる送信データを高速で伝送できるといった長所と、ＣＤＭＡ変調方式により得られる干渉及び雑音に強いといった長所とを有効に利用することにより、多数の通信端末に高品質の送信データを高速で伝送し得るようになっている。
【０００４】
ＯＦＤＭ方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせた通信方式（以下、これをＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式と呼ぶ）には、大別して、時間領域拡散方式と周波数領域拡散方式とがある。時間領域拡散方式は、拡散符号によってチップ単位に拡散した各拡散データを同一のサブキャリア内で時間方向に配置するものである。一方、周波数領域拡散方式は、チップ単位に拡散した各拡散データを異なるサブキャリアに割り当てて配置するものである。
【０００５】
従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置の構成例を、図１１に示す。まずＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置１の送信系２について説明する。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置１は、複数の送信信号１〜ｋ、………、（４ｋ＋１）〜５ｋを、それぞれ異なる拡散符号を用いてチップ単位に拡散する拡散器Ａ１〜Ａ（５ｋ）に入力する。拡散後の信号は加算器Ｃ１〜Ｃ５により加算されることにより符号分割多重された信号が得られる。図１１の場合、各加算器Ｃ１〜Ｃ５では、それぞれｋ個の送信信号に対応する拡散後の信号が多重される。
【０００６】
加算器Ｃ１〜Ｃ５から出力された符号分割多重信号は、パラレルシリアル変換器（Ｐ／Ｓ）４によりパラレルシリアル変換された後、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）５により逆高速フーリエ変換されることにより直交周波数分割多重される。これにより拡散後のチップが互いに直交関係にある複数サブキャリアに振り分けられたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号が形成され、このＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号がディジタルアナログ変換処理や信号増幅等の無線送信処理を行う無線送信部（ＲＦ）１０及びアンテナＡＮを介して送信される。
【０００７】
次にＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置１の受信系３について説明する。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置１は、同様の構成でなるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置から送信されたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号をアンテナＡＮ及びアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を行う無線受信部（ＲＦ）１１を介して高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）６に入力する。ＦＦＴ６は入力信号に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより、それぞれのサブキャリアにより伝送された符号分割多重信号を得る。
【０００８】
伝搬路補償回路７は、信号中に含まれる伝搬路推定用プリアンブル等の既知信号に基づいて伝搬路で生じた位相変動等を補償する。伝搬路補償後の信号は逆拡散器８により逆拡散されることにより、複数の送信信号の中から自局宛の受信信号が抽出される。
【０００９】
図１２に、従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置１により形成されるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置を示す。ここで、送信信号数を５ｋとし、拡散比をｍとすると、サブキャリア数は拡散比ｍと同じ数だけ必要となる。各サブキャリアには、次の信号が配置される。すなわち、１番目のサブキャリア♯１には送信信号１〜ｋを多重した信号のうち１番目の拡散信号（チップ）が配置され、２番目のサブキャリアには送信信号１〜ｋを多重した信号のうち２番目の拡散信号（チップ）が配置され、………、５ｍ番目のサブキャリア♯５ｍには送信信号（４ｋ＋１）〜５ｋを多重した信号のうちｍ番目の拡散信号が配置される。
【００１０】
因みに、サブキャリア数と拡散比は必ずしも一致させる必要はない。ここでは、拡散比ｍをサブキャリア数の１／５にした場合について示した（拡散比は、この場合に限定されずに、任意に設定できることはいうまでもない）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＤＭＡ方式やＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の通信装置においては、周波数利用効率を向上させるためには、信号多重数を増加させる必要がある。しかし、マルチパス等が存在する場合には拡散符号間の直交性が崩れ、誤り率が劣化する。
【００１２】
特に、信号多重数を多くするにつれて、拡散符号間の干渉が大きくなるため、誤り率特性の劣化が大きくなる。このように、従来の符号分割多重方式を用いた通信装置は、周波数利用効率と誤り率特性を両立させることが困難であるという問題があった。このことは、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式ほどは、顕著でないもののＣＤＭＡ方式の通信装置でも当てはまる。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、以下の構成を採る。
【００１５】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、送信シンボルを拡散する拡散手段と、各送信シンボル毎に多重数を選択する多重数選択手段と、選択された多重数で各送信シンボルの拡散信号を多重化する多重化手段と、多重化された拡散信号を複数のサブキャリアに振り分ける直交周波数分割多重手段と、を具備する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、多重数選択手段によって送信シンボル毎の多重数を選択したことにより、符号分割多重信号の伝送時の符号間干渉をシンボル毎に選択できるようになるので、誤り率特性の良し悪しをシンボル毎に選択できるようになる。この結果、多重数を少なくして誤り率特性を良くするシンボルを適宜選択すれば、周波数特性をそれほど落とさずに、誤り率特性を向上させることができるようになる。
【００１７】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、各送信シンボル毎に拡散比を選択して送信シンボルを拡散する拡散手段と、各送信シンボルの拡散信号を多重化する多重化手段と、多重化された拡散信号を複数のサブキャリアに振り分ける直交周波数分割多重手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、符号分割多重信号を形成する各拡散信号の拡散比がシンボル毎に選定されるので、誤り率特性の良し悪しをシンボル毎に選択できるようになる。この結果、拡散比を大きくして誤り率特性を良くするシンボルを適宜選択すれば、周波数特性をそれほど落とさずに、誤り率特性を向上させることができるようになる。
【００１９】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数選択手段は、特定の送信シンボルの多重数を他の送信シンボルの多重数よりも少なくする、構成を採る。
【００２０】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散手段は、特定の送信シンボルの拡散比を他の送信シンボルの拡散比よりも大きくする、構成を採る。
【００２１】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数を少なくした特定の送信シンボルには、他のデータよりも良好な回線品質が要求されるデータを配置する、構成を採る。
【００２２】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散比を大きくした特定の送信シンボルには、他のデータよりも良好な回線品質が要求されるデータを配置する、構成を採る。
【００２３】
これらの構成によれば、特定シンボルとして制御情報や再送情報のように他のデータより良好な回線品質が要求されるデータが配置されたシンボルを選択すれば、周波数利用特性をそれほど落とさずに、有効にシステム全体の誤り率特性を向上させることができるようになる。
【００２４】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数を少なくした特定シンボルを、フレームの先頭に配置する、構成を採る。
【００２５】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散比を大きくした特定シンボルを、フレームの先頭に配置する、構成を採る。
【００２６】
これらの構成によれば、受信側でフレームの先頭の特定シンボルに基づいてフレーム同期を行う場合に、フレーム同期用の特定シンボルが品質良く伝送されるようになるので、通信相手がフレーム同期処理を精度良く行うことができるようになる。
【００２７】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数選択手段は、再送回数が多くなるにしたがって、再送シンボルについての多重数を少なくする、構成を採る。
【００２８】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散手段は、再送回数が多くなるにしたがって、再送シンボルについての拡散比を大きくする、構成を採る。
【００２９】
これら構成によれば、周波数利用効率（全体的な伝送データ量）の低下を抑制した状態で、再送回数が多くなることを防ぐことができるようになる。この結果、実質的な伝送データ量を増加させることができる。
【００３０】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数を少なくした特定シンボルの変調多値数を他の送信シンボルの変調多値数よりも小さくする、構成を採る。
【００３１】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散比を大きくした特定シンボルの変調多値数を他の送信シンボルの変調多値数よりも小さくする、構成を採る。
【００３２】
これらの構成によれば、周波数利用効率をあまり低下させずに、特定シンボルの誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。
【００３３】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数を少なくした特定シンボルを、周期的に挿入する、構成を採る。
【００３４】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散比を大きくした特定シンボルを、周期的に挿入する、構成を採る。
【００３５】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置は、上記ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置から送信された信号を受信して復調するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置であって、周期的に挿入した多重数を少なくした特定シンボルを用いて、伝搬路推定結果の更新を行う、構成を採る。
【００３６】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置は、上記ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置から送信された信号を受信して復調するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置であって、前記周期的に挿入した拡散比を大きくした特定シンボルを用いて、伝搬路推定結果の更新を行う、構成を採る。
【００３７】
これらの構成によれば、特定信号を周期的に送信信号に挿入し、この特定シンボルを伝搬路推定用のプリアンブルとして用いれば、伝搬路推定用プリアンブルの符号多重数が少なくされ、又は拡散比が大きくされているので、伝搬路推定用プリアンブルを品質良く伝送できる。この結果、伝搬路推定用プリアンブルを用いて高精度の伝搬路推定を行うことができるようになる。
【００３８】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、多重数を少なくした特定シンボルの多重数を「１」とする、構成を採る。
【００３９】
この構成によれば、多重数が「１」とされた特定シンボルは符号間干渉を全く受けずに伝送されることになる。従って、特定シンボルの中でも特に重要なシンボルについては多重数を「１」に選定して送信すれば、特に重要なシンボルの誤り率特性を一段と向上させることができる。
【００４０】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、拡散手段は、多重数が少なくされた特定シンボルの拡散率を「１」とする、構成を採る。
【００４１】
この構成によれば、拡散比を「１」にするということは、拡散しないことを意味するので、特定シンボルを高速伝送できるようになる。従って、特定シンボルを高品質かつ高速で伝送できる。
【００４２】
本発明のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置は、直交周波数分割多重手段は、多重数を少なくした、又は拡散比を大きくした特定シンボルのチップを、時間軸方向にのみ振り分ける、構成を採る。
【００４３】
この構成によれば、例えば周波数選択性フェージングにより受信レベルの低下の少ないサブキャリアを検出し、このようなサブキャリアを選んで時間方向の拡散すれば、一段と特定シンボルの誤り率特性を向上させることができるようになる。特にフェージングの時間変動が少ない場合に好適である。
【００４４】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、送信シンボルを拡散する拡散手段と、各送信シンボル毎に多重数を選択する多重数選択手段と、選択された多重数で各送信シンボルの拡散信号を多重化する多重化手段と、を具備する構成を採る。
【００４５】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、各送信シンボル毎に拡散比を選択して送信シンボルを拡散する拡散手段と、各送信シンボルの拡散信号を多重化する多重化手段と、を具備する構成を採る。
【００４６】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、多重数選択手段は、特定の送信シンボルの多重数を他の送信シンボルの多重数よりも少なくする、構成を採る。
【００４７】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、拡散手段は、特定の送信シンボルの拡散比を他の送信シンボルの拡散比よりも大きくする、構成を採る。
【００４８】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、多重数選択手段は、再送回数が多くなるにしたがって、再送シンボルについての多重数を少なくする、構成を採る。
【００４９】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、拡散手段は、再送回数が多くなるにしたがって、再送シンボルについての拡散比を大きくする、構成を採る。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の骨子は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式やＣＤＭＡ方式で送信シンボルを符号分割多重して送信する場合に、各シンボル毎に多重数（すなわち符号多重数）を選択するようにしたことである。
【００５１】
また本発明の第２の骨子は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式やＣＤＭＡ方式で送信シンボルを符号分割多重して送信する場合に、各シンボル毎に拡散比を選択するようにしたことである。
【００５２】
これにより、特定のシンボルの符号多重数を少なくしあるいは拡散比を大きくすれば、周波数利用効率をそれほど低下させずに、そのシンボルの誤り率特性を向上させることができる。また上記特定のシンボルとして、制御情報や再送情報のように他のデータより良好な回線品質が要求されるデータが配置されたシンボルを選択することにより、システム全体の誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
図１に、本発明による実施の形態１に係るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の概略構成を示す。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００は、複数の送信信号１〜５ｋをそれぞれ異なる拡散符号を用いて符号分割多重すると共に、符号分割多重した拡散信号を互いに直交する複数のサブキャリアに振り分けることにより、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の送信を行うようになっている。
【００５５】
ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００は、複数の送信信号１〜ｋ、………、（４ｋ＋１）〜５ｋをバッファＺ１〜Ｚ（５ｋ）を介して、それぞれ異なる拡散符号を用いてチップ単位に拡散する拡散器Ａ１〜Ａ（５ｋ）に入力する。拡散後の信号は、複数系統ずつまとめて選択部Ｂ１、………、Ｂ５に入力される。具体的には、送信信号１〜ｋについてのｋ個の拡散信号が選択部Ｂ１に入力され、………、送信信号（４ｋ＋１）〜５ｋについてのｋ個の拡散信号が選択部Ｂ５に入力される。因みに、各送信信号１〜ｋ、………、（４ｋ＋１）〜５ｋは、それぞれ図示しない変調部によりＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調処理や１６値ＱＡＭ変調処理が施されたシンボルとされた信号である。
【００５６】
選択部Ｂ１〜Ｂ５は、各送信シンボル毎に多重数を選択する多重数選択手段としての機能を有する。この実施の形態の場合、選択部Ｂ１〜Ｂ５は、回線状態検出部１１１からの情報に基づいて多重数を選択する。具体的には、各ユーザから送られてくる回線状態をアンテナＡＮ及び受信無線部（ＲＦ）１１０を介して回線状態検出部１１１で検出し、各ユーザの回線状態に応じてユーザ毎に多重数を選択する。
【００５７】
例えば送信信号１〜ｋの多重数を選択する選択部Ｂ１では、送信信号１を送るユーザの回線状態が悪い場合には、ｋ個の送信信号１〜ｋを全て選択するのではなく、送信信号１を含むｎ個（ｎ＜ｋ）の送信信号を選択して出力する。
【００５８】
各加算器Ｃ１〜Ｃ５は、選択部Ｂ１〜Ｂ５により選択された拡散後のシンボルを多重することにより、符号分割多重信号を形成する。
【００５９】
加算器Ｃ１〜Ｃ５から出力された符号分割多重信号は、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１０１によりパラレルシリアル変換された後、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１０２により逆高速フーリエ変換されることにより直交周波数分割多重される。これにより拡散後のチップが互いに直交関係にある複数サブキャリアに振り分けられたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号が形成され、このＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号がディジタルアナログ変換処理や信号増幅等の無線送信処理を行う無線送信部（ＲＦ）１０３及びアンテナＡＮを介して送信される。
【００６０】
図２に、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００によって送信されるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号のフレームフォーマットを示す。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００は、拡散比をサブキャリア数の１／５にし、全サブキャリアを５つのサブキャリアグループ＃１〜＃ｍ、＃ｍ＋１〜＃２ｍ、＃２ｍ＋１〜＃３ｍ、＃３ｍ＋１〜＃４ｍ、＃４ｍ＋１〜＃５ｍに分ける。各サブキャリアグループには、各加算器Ｃ１〜Ｃ５により得られた符号分割多重信号が配置される。
【００６１】
例えばサブキャリアグループ＃１〜＃ｍには加算器Ｃ１により得られた符号分割多重信号が周波数軸方向のサブキャリアに振り分けられて配置され、サブキャリアグループ＃４ｍ＋１〜＃５ｍには加算器Ｃ５により得られた符号分割多重信号が周波数軸方向のサブキャリアに振り分けられて配置される。
【００６２】
ここでＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００は、図２からも明らかなように、時点ｔ１〜ｔ２の１バースト期間では送信信号の多重数を少なくした送信を行うようになっており（多重数ｎ＜ｋ）、時点ｔ２〜時点ｔ３や時点ｔ３〜時点ｔ４の１バースト期間では送信信号の多重数を多くした送信を行うようになっている（多重数ｋ）。
【００６３】
すなわち、時点ｔ１〜ｔ２の１バースト期間では、回線状態の悪いユーザのシンボルに対する多重数を減らして送信を行うようになっている。このようにこの実施の形態では、回線状態の悪いユーザの信号（シンボル）は多重数を少なくして送信するようになっている。
【００６４】
以上の構成において、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００は、回線状態検出部１１１により各ユーザとの間の回線状態を検出し、これを選択部Ｂ１〜Ｂ５に送出する。選択部Ｂ１〜Ｂ５では、回線状態の悪いユーザ宛のシンボルについては多重数が少なくなるようにする。このように多重数が適宜選定された符号分割多重信号は、直交周波数分割多重手段としてのＩＦＦＴ１０２により、互いに直交する複数のサブキャリアに振り分けられて（つまり複数のサブキャリアに周波数軸拡散されるように配置されて）、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号とされる。
【００６５】
この結果、多重数が少なくされた信号に関しては、マルチパスフェージング等に起因して拡散符号間の直交性が崩れても、拡散符号間干渉が小さくなるため、誤り率特性の劣化が抑制される。また全ての送信信号の多重数を少なくしているのではなく、回線状態の悪い特定の送信信号（シンボル）のみの多重数を少なくしているので、多重数を少なくすることによる周波数利用効率の低下は少ない。
【００６６】
かくして以上の構成によれば、回線状態の悪いユーザに送信するシンボルの多重数を少なくしたことにより、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００を実現できる。
【００６７】
なおこの実施の形態においては、回線状態の悪いユーザに送信するシンボルの多重数を少なくした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、特定の送信シンボルの多重数を他の送信シンボルの多重数よりも少なくする場合に広く適用できる。
【００６８】
例えば制御情報や再送情報を示すシンボルの多重数を少なくすれば、全体的な周波数利用効率をそれほど落とさずに、全体での誤り率特性や伝送効率に大きな影響を及ぼす情報の誤り率特性を向上させることができるようになる。つまり、信号多重数を少なくするシンボルとしては、他のシンボルよりも良好な品質が求められるシンボルを選定すると好適である。これを実現するためには、例えば図３に示すＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１５０のように、制御部１５１からの特定シンボルを指定する制御信号に基づいて、選択部Ｂ１〜Ｂ５において特定のシンボルの多重数を少なくすればよい。
【００６９】
またこの実施の形態では、拡散比をサブキャリア数の１／５にした場合について述べたが、１／５に限定されずに、任意に設定できることはいうまでもない。また各サブキャリアグループの拡散比も必ずしも同一にする必要はなく、任意に設定できることはいうまでもない。さらに実施の形態のようにサブキャリアをグループ分けする場合に限らず、全てのサブキャリアに拡散信号を配置するようにしてもよい。
【００７０】
また図２では、あるバースト期間（時点ｔ１〜ｔ２）に全てのサブキャリアグループでの信号多重数（ｎ＜ｋ）を少なくした場合を示したが、本発明はこれに限らず、要は特定のシンボルの多重数のみを適宜少なくすればよいのであって、図２に示すようなフレームフォーマットに限らない。
【００７１】
さらに特定のシンボルの多重数を少なくする方法をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の送信を行う無線送信装置に適用した場合について述べたが、ＤＳ−ＣＤＭＡ（直接拡散ＣＤＭＡ）方式の送信を行う無線送信装置に適用しても効果を得ることができる。但し、ＤＳ−ＣＤＭＡは１キャリアのみを使用し、拡散された信号を時間軸方向のみに配置する。ここでマルチパスフェージングの影響により受信レベルが落ち込んでいる場合には、拡散符号の全チップの受信レベルが落ち込むため、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式と比較すると、符号多重数を少なくしたことによる誤り率特性の改善効果は低い。
【００７２】
つまり、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式では、周波数方向に拡散した信号を配置するため、拡散符号の全チップの受信レベルが落ち込むわけではないため、周波数ダイバーシチ効果が得られる。したがって、マルチパス環境下においても、誤り率の改善効果が大きくなる。この点が、ＤＳ−ＣＤＭＡの場合と異なる点である。
【００７３】
よって、特定のシンボルの多重数を他のシンボルの多重数よりも小さくするといった本実施の形態の方法は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式に適用した場合も効果があるが、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式に適用した場合には一段と顕著な効果が現れる。
【００７４】
（実施の形態２）
この実施の形態では、特定のシンボルの拡散比を他のシンボルの拡散比よりも大きくすることを提案する。これにより、特定のシンボルを受信側で逆拡散したときの品質を他のシンボルよりも良くすることができるようになる。また拡散比を大きくすると周波数利用効率は低下するが、特定のシンボルのみ拡散比を大きくするので、周波数利用効率をそれほど落とさずに済む。
【００７５】
拡散比を大きくするシンボルとしては、実施の形態１で多重数を少なくしたシンボルと同じく、回線状態の悪いユーザに送信するシンボルや、制御情報や再送情報を示すシンボル等の他のシンボルよりも良好な品質が求められるシンボルを選定すると好適である。
【００７６】
図４に、この実施の形態のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の概略構成を示す。図１との対応部分に同一符号を付して示す図４において、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置２００は、再送信号１〜ｎの拡散比を他の送信信号の拡散比よりも大きくするようになっている。つまり、再送信号１〜ｎを拡散するための拡散部Ａ（５ｋ＋１）〜Ａ（５ｋ＋ｎ）では、他の拡散部Ａ１〜Ａ（５ｋ）よりも大きな拡散比の拡散符号を用いて再送信号１〜ｎを拡散するようになっている。拡散後の信号は、加算器Ｃ６により多重された後、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２０１に入力される。
【００７７】
実際上、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置２００のパラレルシリアル変換部２０１には、実施の形態１で説明したＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置１００のパラレルシリアル変換部１０１よりも、加算部Ｃ１〜Ｃ６が１つ多い分だけ１系統分だけ多くの符号分割多重信号が入力され、かつこの符号分割多重信号は拡散比が他の系統の符号分割多重信号よりも大きいのでチップレートが高くなっている。
【００７８】
ここで、拡散比を大きくした拡散信号を周波数軸方向にのみ配置する場合は、拡散シンボルの周波数帯域は大きくなる。これを回避するためには、拡散信号を割り当てるサブキャリアグループを変える方法や、拡散信号を周波数方向のサブキャリアと時間方向のサブキャリアの両方に配置する方法（いわゆる二次元拡散）を用いればよい。
【００７９】
サブキャリアグループを変える方法では、例えば再送信号１〜ｎの拡散比を他の送信信号１〜５ｋの２倍に設定したとすると、同数の送信信号に対して１グーループ分のサブキャリアを対応させるのに対して、２グループ分のサブキャリアを対応させればよい。符号分割信号とサブキャリアグループとの対応付けは、パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２０１において、各加算器Ｃ１〜Ｃ６により得られた符号分割多重信号をどのような順番で逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１０２に出力するかを適宜設定すれば実現できる。
【００８０】
次に２次元拡散について、図６を用いて説明する。図６では説明を簡単化するため、時点ｔ１〜時点ｔ２、時点ｔ２〜時点ｔ３の２バースト期間において、送信信号１〜５ｋを全て再送するものと想定する。すなわち再送信号１〜５ｎを初回送信時の２倍の拡散比で再送するものと想定する。このとき各再送信号１〜５ｎの１チップ〜ｍチップは時点ｔ１〜時点ｔ２のバースト期間で送信し、ｍ＋１チップ〜２ｍチップは時点ｔ２〜時点ｔ３のバースト期間で送信する。このように、拡散信号を周波数方向と時間方向に二次元拡散して送信することにより、拡散比を大きくしても周波数帯域を広げることなく、所望数のシンボルを送信することができるようになる。
【００８１】
図５に、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置２００から送信されたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号を受信復調するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置３００の構成を示す。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置３００は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置２００から送信されたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号をアンテナＡＮ及びアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を行う無線受信部（ＲＦ）３０１を介して高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）３０２に入力する。ＦＦＴ３０２は入力信号に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより、各サブキャリアにより伝送された符号分割多重信号を得る。
【００８２】
伝搬路補償部３０３は、信号中に含まれる伝搬路推定用プリアンブル等の既知信号に基づいて伝搬路で生じた位相変動等を補償する。伝搬路補償後の信号は、それぞれタップ数の異なる逆拡散部３０４、３０５に入力される。この実施の形態の場合、再送信号の拡散比が通常の送信信号の２倍とされているので、再送信号を逆拡散するための逆拡散部３０５のタップ数が通常の送信信号を逆拡散する逆拡散部３０４の２倍となっている。これにより、通常の送信信号及び再送信号の両方の信号を復元できるようになる。
【００８３】
以上の構成によれば、回線状態の悪いユーザに送信するシンボルや、制御情報や再送情報を示すシンボル等の他のシンボルよりも良好な品質が求められるシンボルの拡散比を他のシンボルの拡散比よりも大きくしたことにより、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置２００を実現できる。
【００８４】
なおこの実施の形態では、特定のシンボルの拡散比を大きくする方法をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の送信を行う無線送信装置に適用した場合について述べたが、ＤＳ−ＣＤＭＡ（直接拡散ＣＤＭＡ）方式の送信を行う無線送信装置に適用しても効果を得ることができる。但し、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式とＤＳ−ＣＤＭＡ方式では、実施の形態１の最後に説明した差異に加えて、拡散比を大きくした場合にも差異がある。
【００８５】
つまり、ＤＳ−ＣＤＭＡでは、特定のシンボルの拡散比を大きくを設定すると、１シンボルの周期が長くなるため、周波数オフセットやフェージング等の時間変動に対する誤り率特性劣化が比較的大きくなる。これに対して、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡでは、拡散した信号を周波数方向に配置するため、周波数オフセットやフェージング等の時間変動に対する誤り率特性劣化は大きくならない。よって、特定のシンボルの拡散比を他のシンボルの拡散比よりも大きくするといった本実施の形態の方法は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式に適用した場合も効果があるが、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式に適用した場合には一段と顕著な効果が現れる。
【００８６】
（実施の形態３）
この実施の形態では、セル識別のための既知信号を送信する場合に、当該既知信号の信号多重数を少なくあるいは拡散比を大きくすることを提案する。これにより、セル識別のための既知信号を品質良く伝送できるので、通信相手がセルを誤認識する確率を低減させることができるようになる。
【００８７】
ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式やＤＳ−ＣＤＭＡ方式で送信を行う無線基地局においては、送信信号にセル識別のための既知信号を含めて送信することで、送信相手局である通信端末に自局の属するセルを認識させるようになされている。つまり、無線基地局が各セルに対応した既知信号を送信し、通信端末が受信した基地信号の種類を識別することで、セル識別が可能となる。この実施の形態は、周波数利用効率を低下させることなく、セル識別特性を向上させようとするものである。
【００８８】
図７に、この実施の形態のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置４００の構成を示す。図４との対応部分に同一符号を付して示す図７において、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置４００は、セル識別のための既知信号を拡散部Ａ（５ｋ＋ｎ＋１）に入力させる。拡散部Ａ（５ｋ＋ｎ＋１）の拡散比は、再送信号１〜ｎを拡散する拡散部Ａ（５ｋ＋１）〜Ａ（５ｋ＋ｎ）と同様に、他の送信信号１〜５ｋに対する拡散比よりも大きく設定されている。これにより、セル識別のための既知信号の受信側での誤り率特性を改善することができる。
【００８９】
加えて、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置４００は、加算器Ｃ６により多重される多重数が、他の加算器Ｃ１〜Ｃ５により多重される多重数と比較して少なくされている。すなわち、加算器Ｃ６に入力される再送信号１〜ｎに既知信号を合わせた数（ｎ＋１）が、他の加算器Ｃ１〜Ｃ５に入力される送信信号１〜ｋ、………、４ｋ＋１〜５ｋの数ｋよりも少なくされている。これにより、既知信号及び再送信号の誤り率特性が一段と改善されるようになる。
【００９０】
かくして以上の構成によれば、セル識別のための既知信号の信号多重数を他の送信信号の多重数に比して少なくし、及び又は、拡散比を大きくするようにしたことにより、周波数利用効率をそれほど低下させることなく、通信端末にセル識別を正確に行わせることができるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置４００を実現できる。
【００９１】
なおこの実施の形態では、セル識別のための既知信号の信号多重数を他の送信信号の多重数に比して少なくすると共に、拡散比を大きくするようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、信号多重数のみを少なくしあるいは拡散比のみを大きくするようにしてもよい。
【００９２】
（実施の形態４）
この実施の形態では、フレームの先頭にフレーム同期用の既知信号を配置して送信する場合に、当該既知信号の信号多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくすることを提案する。これにより、フレーム同期用の既知信号を品質良く伝送できるので、通信相手がフレーム同期処理を精度良く行うことができるようになる。
【００９３】
ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式やＤＳ−ＣＤＭＡ方式で送信を行う無線基地局においては、送信フレームの先頭にフレーム同期用の既知信号を配置して送信する場合がある。そして通信端末では、この既知信号を検出することでフレーム同期を行うようになっている。この実施の形態は、周波数利用効率を低下させることなく、フレーム同期の精度を向上させようとするものである。
【００９４】
図８に、この実施の形態のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の概略構成を示す。図４との対応部分に同一符号を付して示す図８において、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置５００は、フレーム同期のための既知信号を拡散部Ａ（５ｋ＋ｎ＋１）に入力させる。拡散部Ａ（５ｋ＋ｎ＋１）の拡散比は、再送信号１〜ｎを拡散する拡散部Ａ（５ｋ＋１）〜Ａ（５ｋ＋ｎ）と同様に、他の送信信号１〜５ｋの拡散比よりも大きく設定されている。これにより、フレーム同期のための既知信号の受信側での誤り率特性を改善することができる。
【００９５】
加えて、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置５００は、加算器Ｃ６により多重される多重数が、他の加算器Ｃ１〜Ｃ５により多重される多重数と比較して少なくされている。すなわち、加算器Ｃ６に入力される再送信号１〜ｎに既知信号を合わせた数（ｎ＋１）が、他の加算器Ｃ１〜Ｃ５に入力される送信信号１〜ｋ、………、４ｋ＋１〜５ｋの数ｋよりも少なくされている。これにより、フレーム同期のための既知信号及び再送信号の誤り率特性が一段と改善されるようになる。
【００９６】
ここでパラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２０１には、各加算器により得られた符号分割多重信号に加えて、図示しない制御部からのフレームの先頭を示す信号が入力される。パラレルシリアル変換部２０１は、フレームの先頭を示す信号が入力されたタイミングで加算器Ｃ６から入力された符号分割多重信号を出力する。これにより、符号分割多重された既知信号をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号のフレームの先頭に配置することができる。
【００９７】
以上の構成によれば、フレーム同期のための既知信号の信号多重数を他の送信信号の多重数に比して少なくすると共に拡散比を大きくするようにしたことにより、周波数利用効率をそれほど低下させることなく、通信端末のフレーム同期精度を向上させることができるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置５００を実現できる。
【００９８】
なおこの実施の形態では、フレーム同期のための既知信号の信号多重数を他の送信信号の多重数に比して少なくすると共に、拡散比を大きくするようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、信号多重数のみを少なくしあるいは拡散比のみを大きくするようにしてもよい。
【００９９】
（実施の形態５）
この実施の形態では、再送回数が多くなるにしたがって、再送信号の多重数を少なく、及び又は、拡散比を大きくすることを提案する。これにより、周波数利用効率の低下を抑制した状態で、再送回数が多くなることを防ぐことができるようになる。
【０１００】
ここで、再送してもまだ誤りが存在する場合は、さらに再送を行う必要があり、再送による品質の改善が悪いと再送回数が非常に多くなる場合がある。再送回数が多くなるということは、データを送信してから受信するまでの遅延が大きくなるということになる。つまり、時間当たりに伝送するデータ量が少なくなり、伝送効率が悪くなる。
【０１０１】
この実施の形態では、これを考慮して、再送回数が多くなるにしたがって、符号多重数を少なくするあるいは拡散比を大きくすることにより、再送回数が増えるにつれて誤り率特性の改善効果を高める。これにより、再送回数が多くなることを防ぐことができる。
【０１０２】
因みに、再送回数が少ないときから符号多重数を少なくしたり拡散比を大きくする場合と比較して、無駄に伝送データ量を減らすことなく、有効に再送回数を減らすことができるようになる。何故なら、回線品質によっては再送時に符号多重数を急に少なくしたり、拡散比を急に大きくしたりしなくても誤りが発生しないこともある。このような場合に、再送要求があったからといって再送信号の符号多重数を無用に少なくしたり、拡散比を無用に大きくすると伝送データ量が低下してしまうので、再送回数が多くなるにしたがって、符号多重数を少なくするあるいは拡散比を大きくすることで、伝送データ量の低下を抑制して、再送回数を有効に低減できるようになされている。
【０１０３】
図９に、この実施の形態のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の概略構成を示す。図１との対応部分に同一符号を付して示す図９において、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置６００は、送信信号の多重数を選択する選択部Ｂ１〜Ｂ５に再送回数を示す情報を入力する。この再送回数を示す情報は、図示しない制御部から出力される。
【０１０４】
選択部Ｂ１〜Ｂ５は、再送回数を示す情報に基づいて、入力される拡散後の送信信号の中に再送回数が多い信号が含まれている場合には、その信号の再送回数に応じてその信号に多重する多重数を少なくするようになっている。
【０１０５】
具体的に説明する。例えば送信信号１〜ｋ全てが初回送信の場合には、選択部Ｂ１は入力された全ての送信信号１〜ｋを選択して出力する。これにより、加算器Ｃ１では、信号多重数がｋの符号分割多重信号が得られる。これに対して、例えば送信信号１が再送回数が１回目の再送信号であった場合には、選択部Ｂ１は入力された送信信号１〜ｋのうち、送信信号１を含む（ｋ−１）個の送信信号を選択して出力する。これにより、加算器Ｃ１では、１回目の再送信号である送信信号１を含む信号多重数が（ｋ−１）の符号分割多重信号が得られる。
【０１０６】
また例えば送信信号１が再送回数が２回目の再送信号であった場合には、選択部Ｂ１は入力された送信信号１〜ｋのうち、送信信号１を含む（ｋ−２）個の送信信号を選択して出力する。これにより、加算器Ｃ１では、２回目の再送信号である送信信号１を含む信号多重数が（ｋ−２）の符号分割多重信号が得られる。
【０１０７】
ここで信号多重数が少なければ少ないほど、符号分割多重信号の符号間干渉は少なくなるので、再送回数の多い再送信号ほど品質の良い状態で伝送することができるようになる。
【０１０８】
以上の構成によれば、再送回数が多くなるにしたがって、再送信号についての信号多重数を少なくするようにしたことにより、周波数利用効率の低下を最小限に抑えた状態で、再送回数を少なくすることができる。この結果、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置６００を実現できる。
【０１０９】
なお図９では、再送回数が多くなるにしたがって、再送信号についての信号多重数を少なくする構成について説明したが、再送回数を示す情報にしたがって、再送回数の多い再送信号ほど拡散比を大きくするようにしても同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
（実施の形態６）
実施の形態５では、再送回数が多くなるにしたがって、再送信号の多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくする方法をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置に適用した場合について述べたが、この実施の形態では、この方法をＤＳ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置に適用することを提案する。
【０１１１】
上述したように、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式は、周波数方向に拡散した信号を配置するため、拡散符号の全チップの受信レベルが落ち込むわけではないため、周波数ダイバーシチ効果が得られる。したがって、マルチパス環境下においても、誤り率の改善効果が大きくなる。しかし、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式はマルチキャリア伝送であるため、ピーク電力が大きくなり、装置全体の消費電力が大きくなる欠点がある。
【０１１２】
それに対して、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式はＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式に比べると、ピーク電力を低く抑えることができるため、装置全体の消費電力を低く抑えることができる。したがって、装置全体の消費電力を低く抑えるという点を考えると、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の方が有利である。この点を考慮して、この実施の形態では、本発明をＤＳ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置に適用する。
【０１１３】
図１０に、この実施の形態のＣＤＭＡ送信装置の概略構成を示す。図９との対応部分に同一符号を付して示す図１０において、ＣＤＭＡ送信装置７００はＤＳ−ＣＤＭＡ方式の送信を行うことを除いて、図９のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置６００と同様の構成でなる。つまり、再送回数が多くなるにしたがって、再送信号の符号多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくする処理を、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式の送信に適用した点を除けば、実施の形態５のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置６００と同じである。
【０１１４】
このようにすれば、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＣＤＭＡ送信装置７００を実現できる。
【０１１５】
また再送回数が多くなるにしたがって、再送信号の符号多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくする処理を、高速下りチャネルを用いてデータを送信するＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）方式の無線送信装置に用いれば、周波数利用効率をあまり落とさずに、再送回数を有効に低減できるようになる。
【０１１６】
（他の実施の形態）
なお上述した実施の形態では、特定のシンボルの多重数を少なく、及び又は、拡散比を大きくする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、特定シンボルの変調多値数を他のシンボルの変調多値数よりも小さくすれば、周波数利用効率をあまり低下させずに、誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。すなわち他のシンボルの変調処理を１６値ＱＡＭにより行うのに対して、特定シンボルの変調処理をＱＰＳＫにより行うようにすれば、ＱＰＳＫは１６値ＱＡＭよりも誤り率特性が良いので一段と誤り率特性が向上する。
【０１１７】
また上述した実施の形態では、多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくする特定シンボルとして制御情報や再送情報を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、特定シンボルとして伝搬路推定用プリアンブルを選択するようにしてもよい。つまり、伝搬路推定用プリアンブルの符号多重数を少なくし、及び又は、拡散比を大きくして送信信号に周期的に挿入すれば、伝搬路推定用プリアンブルを品質良く伝送できるので、例えば図５に示す伝搬路補償部３０３において当該伝搬路推定用プリアンブルを用いて伝搬路推定結果を更新すれば高精度の伝搬路推定を行うことができるようになる。
【０１１８】
また本発明では、特定シンボルの多重数については他のシンボルの多重数よりも少なくすればよく、その多重数は特に限定されないが、多重数を「１」にすれば符号間干渉を全く受けずに伝送することができるようになる。すなわち特定シンボルの中でも特に重要なシンボルについては多重数を「１」に選定して送信すると良い。
【０１１９】
同様に、本発明では、特定シンボルの拡散比については、他のシンボルの拡散比よりも大きくすればよく、その拡散比の値については特に限定されないが、特定シンボルの拡散比を「１」にしてもよい。ここで拡散比を「１」にするということは、拡散しないことを意味するので、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の場合には特定シンボルをＯＦＤＭ方式で送信することになる。これにより、特定シンボルを高品質かつ高速で伝送できる。
【０１２０】
また上述した実施の形態では、直交周波数分割多重手段によって、多重化された拡散信号を互いに直交する複数のサブキャリアに振り分けるにあたって、周波数軸方向のサブキャリア、又は周波数軸方向及び時間軸方向のサブキャリアに振り分ける場合（二次元拡散）について述べたが、これに限らず、多重化数を少なくした特定シンボルのチップ又は拡散比を大きくした特定シンボルのチップを、時間軸方向のサブキャリアにのみ振り分けるようにしてもよい。
【０１２１】
このようにすれば、例えば周波数選択性フェージングにより受信レベルの低下の少ないサブキャリアを検出し、このようなサブキャリアを選んで時間軸方向に拡散すれば、一段と特定シンボルの誤り率特性を向上させることができるようになる。この方法は、通信端末の移動速度が小さく、フェージングの時間変動が少ない場合に好適である。
【０１２２】
以上説明したように、本発明によれば、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式で送信シンボルを符号分割多重して送信する場合に、各シンボル毎に多重数（すなわち符号多重数）を選択し、及び又は、各シンボル毎に拡散比を選択するようにしたことにより、周波数利用効率と誤り率特性を両立し得るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置により送信されるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置例を示す図
【図３】実施の形態１のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の他の構成例を示すブロック図
【図４】実施の形態２のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態２のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図
【図６】二次元拡散の説明に供するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置例を示す図
【図７】実施の形態３のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図８】実施の形態４のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態５のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態６のＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置例を示す図
【符号の説明】
１００、１５０、２００、４００、５００、６００ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信装置
１０１、２０１パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）
１０２逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
３００ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ受信装置
３０２高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
３０３伝搬路補償部
３０４、３０５逆拡散部
７００ＣＤＭＡ送信装置
Ａ１〜Ａ（５ｋ＋ｎ＋１）拡散部
Ｂ１〜Ｂ５選択部
Ｃ１〜Ｃ６加算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can be applied particularly to an OFDM-CDMA wireless transmission apparatus that transmits by assigning chips after code division multiplexing to subcarriers orthogonal to each other.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a CDMA radio transmission apparatus and an OFDM-CDMA radio transmission apparatus, a plurality of symbols are arranged and transmitted in the same frequency band by code division multiplexing transmission symbols. Here, by using spreading codes that are orthogonal to each other as spreading codes, a plurality of multiplexed symbols can be separated and restored on the receiving side.
[0003]
In particular, in the OFDM-CDMA system, a large number of communications can be achieved by effectively using the advantage that transmission data obtained by the OFDM modulation system can be transmitted at high speed and the advantage obtained by the CDMA modulation system, such as being resistant to interference and noise. High-quality transmission data can be transmitted to the terminal at high speed.
[0004]
Communication schemes combining the OFDM scheme and the CDMA scheme (hereinafter referred to as OFDM-CDMA scheme) are roughly classified into a time domain spreading scheme and a frequency domain spreading scheme. In the time domain spreading method, each spread data spread in units of chips by spreading codes is arranged in the time direction within the same subcarrier. On the other hand, the frequency domain spreading method allocates each spread data spread in units of chips to different subcarriers and arranges them.
[0005]
A configuration example of a conventional OFDM-CDMA communication apparatus is shown in FIG. First, the transmission system 2 of the OFDM-CDMA communication apparatus 1 will be described. The OFDM-CDMA communication apparatus 1 inputs a plurality of transmission signals 1 to k,..., (4k + 1) to 5k to spreaders A1 to A (5k) that spread each chip using different spreading codes. . The spread signals are added by adders C1 to C5 to obtain a code division multiplexed signal. In the case of FIG. 11, each of the adders C <b> 1 to C <b> 5 multiplexes the spread signals corresponding to k transmission signals.
[0006]
The code division multiplexed signals output from the adders C1 to C5 are parallel-serial converted by the parallel-serial converter (P / S) 4 and then inverse fast Fourier transformed by the inverse fast Fourier transform circuit (IFFT) 5. Is orthogonal frequency division multiplexed. As a result, an OFDM-CDMA signal is formed in which the spread chips are distributed to a plurality of subcarriers that are orthogonal to each other, and this OFDM-CDMA signal performs wireless transmission processing such as digital-analog conversion processing and signal amplification. (RF) 10 and the antenna AN.
[0007]
Next, the reception system 3 of the OFDM-CDMA communication apparatus 1 will be described. The OFDM-CDMA communication apparatus 1 is connected to an OFDM-CDMA signal transmitted from an OFDM-CDMA communication apparatus having the same configuration via an antenna AN and a radio reception unit (RF) 11 that performs radio reception processing such as analog-digital conversion processing. To the fast Fourier transform circuit (FFT) 6. The FFT 6 performs fast Fourier transform processing on the input signal to obtain a code division multiplexed signal transmitted by each subcarrier.
[0008]
The propagation path compensation circuit 7 compensates for phase fluctuations and the like generated in the propagation path based on known signals such as a propagation path estimation preamble included in the signal. The signal after propagation path compensation is despread by the despreader 8, whereby a reception signal addressed to the own station is extracted from a plurality of transmission signals.
[0009]
FIG. 12 shows a signal arrangement of an OFDM-CDMA signal formed by the conventional OFDM-CDMA communication apparatus 1. Here, if the number of transmission signals is 5k and the spreading ratio is m, the same number of subcarriers as the spreading ratio m is required. The following signals are arranged on each subcarrier. That is, first spread signal (chip) among signals obtained by multiplexing transmission signals 1 to k is arranged on first subcarrier # 1, and signal obtained by multiplexing transmission signals 1 to k on second subcarrier. The second spread signal (chip) is arranged,..., The mth spread signal among the signals obtained by multiplexing the transmission signals (4k + 1) to 5k is arranged on the 5mth subcarrier # 5m.
[0010]
Incidentally, it is not always necessary to match the number of subcarriers and the spreading ratio. Here, a case where the spreading ratio m is set to 1/5 of the number of subcarriers is shown (the spreading ratio is not limited to this case, and can be arbitrarily set).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a CDMA or OFDM-CDMA communication apparatus, it is necessary to increase the number of multiplexed signals in order to improve frequency utilization efficiency. However, when multipath or the like exists, orthogonality between spreading codes is lost, and the error rate is deteriorated.
[0012]
In particular, as the number of multiplexed signals increases, interference between spreading codes increases, so that the degradation of error rate characteristics increases. As described above, the communication apparatus using the conventional code division multiplexing method has a problem that it is difficult to achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics. This is true even in a CDMA communication apparatus, although it is not as remarkable as the OFDM-CDMA system.
[0013]
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide an OFDM-CDMA wireless transmission apparatus that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention adopts the following configuration.
[0015]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention includes a spreading means for spreading transmission symbols, a multiplexing number selecting means for selecting a multiplexing number for each transmission symbol, and a spread signal of each transmission symbol being multiplexed with the selected multiplexing number. And a quadrature frequency division multiplexing unit that distributes the multiplexed spread signal to a plurality of subcarriers.
[0016]
According to this configuration, since the multiplex number for each transmission symbol is selected by the multiplex number selection means, the intersymbol interference at the time of transmission of the code division multiplexed signal can be selected for each symbol, so that the error rate characteristic is good. It becomes possible to select evil for each symbol. As a result, if a symbol that improves the error rate characteristic by reducing the number of multiplexing is appropriately selected, the error rate characteristic can be improved without significantly reducing the frequency characteristic.
[0017]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention comprises a spreading means for spreading a transmission symbol by selecting a spreading ratio for each transmission symbol, a multiplexing means for multiplexing a spread signal of each transmission symbol, and a multiplexed spreading. An orthogonal frequency division multiplexing unit that distributes a signal to a plurality of subcarriers is employed.
[0018]
According to this configuration, since the spreading ratio of each spread signal forming the code division multiplexed signal is selected for each symbol, it is possible to select whether the error rate characteristic is good or bad for each symbol. As a result, if a symbol that increases the spreading ratio to improve the error rate characteristic is appropriately selected, the error rate characteristic can be improved without significantly reducing the frequency characteristic.
[0019]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the multiplexing number selection means makes the number of multiplexing of a specific transmission symbol smaller than the number of multiplexing of other transmission symbols.
[0020]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which the spreading means makes the spreading ratio of a specific transmission symbol larger than the spreading ratio of other transmission symbols.
[0021]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which data that requires better line quality than other data is arranged in a specific transmission symbol with a reduced number of multiplexing.
[0022]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which data that requires better line quality than other data is arranged in a specific transmission symbol having a large spreading ratio.
[0023]
According to these configurations, if a symbol in which data that requires better line quality than other data such as control information and retransmission information is selected as a specific symbol is selected, the frequency use characteristics are not significantly reduced. The error rate characteristic of the entire system can be effectively improved.
[0024]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which a specific symbol with a reduced number of multiplexing is arranged at the head of a frame.
[0025]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which a specific symbol having a large spreading ratio is arranged at the head of a frame.
[0026]
According to these configurations, when frame synchronization is performed on the receiving side based on the specific symbol at the head of the frame, the specific symbol for frame synchronization is transmitted with high quality, so that the communication partner performs frame synchronization processing. It becomes possible to perform with high accuracy.
[0027]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the multiplexing number selection means reduces the number of multiplexing for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.
[0028]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the spreading means increases the spreading ratio for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.
[0029]
According to these configurations, it is possible to prevent an increase in the number of retransmissions while suppressing a decrease in frequency use efficiency (overall transmission data amount). As a result, the substantial amount of transmission data can be increased.
[0030]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the modulation multilevel number of a specific symbol with a reduced number of multiplexing is made smaller than the modulation multilevel number of other transmission symbols.
[0031]
The OFDM-CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the modulation multi-level number of a specific symbol with an increased spreading ratio is made smaller than the modulation multi-level number of other transmission symbols.
[0032]
According to these configurations, it is possible to further improve the error rate characteristics of a specific symbol without significantly reducing the frequency utilization efficiency.
[0033]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which specific symbols with a reduced number of multiplexing are periodically inserted.
[0034]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which specific symbols having a large spreading ratio are periodically inserted.
[0035]
An OFDM-CDMA receiver of the present invention is an OFDM-CDMA receiver that receives and demodulates a signal transmitted from the OFDM-CDMA transmitter, and uses a specific symbol with a periodically reduced multiplex number. Then, the configuration is adopted in which the propagation path estimation result is updated.
[0036]
An OFDM-CDMA receiver according to the present invention is an OFDM-CDMA receiver that receives and demodulates a signal transmitted from the OFDM-CDMA transmitter, wherein the periodically inserted specific symbol is increased. The configuration is used to update the propagation path estimation result.
[0037]
According to these configurations, if a specific signal is periodically inserted into a transmission signal and this specific symbol is used as a preamble for propagation path estimation, the number of code multiplexes of the propagation path estimation preamble is reduced, or the spreading ratio is increased. Since the channel size is increased, the propagation path estimation preamble can be transmitted with high quality. As a result, it is possible to perform highly accurate propagation path estimation using the propagation path estimation preamble.
[0038]
The OFDM-CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which the number of multiplexed specific symbols with a reduced number of multiplexing is set to “1”.
[0039]
According to this configuration, the specific symbol whose multiplexing number is “1” is transmitted without any intersymbol interference. Therefore, if the number of multiplexing is selected to be “1” for a particularly important symbol among the specific symbols and transmitted, the error rate characteristic of the particularly important symbol can be further improved.
[0040]
The OFDM-CDMA transmission apparatus according to the present invention employs a configuration in which the spreading means sets the spreading factor of a specific symbol whose number of multiplexing is reduced to “1”.
[0041]
According to this configuration, setting the spreading ratio to “1” means not spreading, so that a specific symbol can be transmitted at high speed. Therefore, the specific symbol can be transmitted with high quality and high speed.
[0042]
The OFDM-CDMA transmission apparatus according to the present invention employs a configuration in which the orthogonal frequency division multiplexing means distributes a chip of a specific symbol whose number of multiplexing is reduced or whose spreading ratio is increased only in the time axis direction.
[0043]
According to this configuration, for example, by detecting subcarriers with little reduction in reception level due to frequency selective fading, and selecting such subcarriers to spread in the time direction, the error rate characteristics of specific symbols can be further improved. Will be able to. It is particularly suitable when the time variation of fading is small.
[0044]
The CDMA transmission apparatus of the present invention includes spreading means for spreading transmission symbols, multiplexing number selecting means for selecting a multiplexing number for each transmission symbol, and multiplexing for multiplexing the spread signal of each transmission symbol with the selected multiplexing number. And a configuration comprising:
[0045]
The CDMA transmitter of the present invention employs a configuration comprising spreading means for selecting a spreading ratio for each transmission symbol and spreading the transmission symbol, and multiplexing means for multiplexing the spread signal of each transmission symbol.
[0046]
The CDMA transmitter of the present invention employs a configuration in which the multiplexing number selection means makes the number of multiplexing of a specific transmission symbol smaller than the number of multiplexing of other transmission symbols.
[0047]
The CDMA transmitting apparatus of the present invention employs a configuration in which the spreading means makes the spreading ratio of a specific transmission symbol larger than the spreading ratio of other transmission symbols.
[0048]
The CDMA transmitting apparatus of the present invention employs a configuration in which the multiplexing number selection means decreases the number of multiplexing for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.
[0049]
The CDMA transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the spreading means increases the spreading ratio for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first essence of the present invention is that when a transmission symbol is code-division multiplexed and transmitted in the OFDM-CDMA system or the CDMA system, a multiplex number (that is, a code multiplex number) is selected for each symbol. is there.
[0051]
The second essence of the present invention is that a transmission ratio is selected for each symbol when transmission symbols are code-division-multiplexed and transmitted by the OFDM-CDMA system or the CDMA system.
[0052]
Thus, if the number of code multiplexes of a specific symbol is reduced or the spreading ratio is increased, the error rate characteristic of the symbol can be improved without significantly reducing the frequency utilization efficiency. Further, the error rate characteristics of the entire system can be further improved by selecting a symbol in which data requiring better line quality than other data such as control information and retransmission information is selected as the specific symbol. Will be able to.
[0053]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0054]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The OFDM-CDMA transmitter 100 performs code division multiplexing on a plurality of transmission signals 1 to 5k using different spreading codes, and distributes the code division multiplexed spreading signals to a plurality of subcarriers orthogonal to each other. CDMA transmission is performed.
[0055]
OFDM-CDMA transmitter 100 spreads a plurality of transmission signals 1 to k,..., (4k + 1) to 5k through buffers Z1 to Z (5k) using different spreading codes, in units of chips. Input to the devices A1 to A (5k). The spread signals are input to a selection unit B1,... Specifically, k spread signals for transmission signals 1 to k are input to selection unit B1,..., K spread signals for transmission signals (4k + 1) to 5k are input to selection unit B5. The Incidentally, each of the transmission signals 1 to k,..., (4k + 1) to 5k is a signal that is a symbol subjected to QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation processing or 16-value QAM modulation processing by a modulation unit (not shown). It is.
[0056]
The selectors B1 to B5 have a function as multiplexing number selection means for selecting the multiplexing number for each transmission symbol. In the case of this embodiment, the selectors B1 to B5 select the multiplex number based on information from the line state detector 111. Specifically, the line state transmitted from each user is detected by the line state detection unit 111 via the antenna AN and the reception radio unit (RF) 110, and the number of multiplexing for each user is determined according to the line state of each user. Select.
[0057]
For example, in the selection unit B1 that selects the multiplex number of the transmission signals 1 to k, when the line condition of the user who transmits the transmission signal 1 is poor, not all the k transmission signals 1 to k are selected. N (n <k) transmission signals including 1 are selected and output.
[0058]
Each adder C1 to C5 forms a code division multiplexed signal by multiplexing the spread symbols selected by the selectors B1 to B5.
[0059]
The code division multiplexed signals output from the adders C1 to C5 are subjected to parallel-serial conversion by the parallel-serial conversion unit (P / S) 101, and then subjected to inverse fast Fourier transform by the inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 102. Is orthogonal frequency division multiplexed. As a result, an OFDM-CDMA signal is formed in which the spread chips are distributed to a plurality of subcarriers that are orthogonal to each other, and this OFDM-CDMA signal performs wireless transmission processing such as digital-analog conversion processing and signal amplification. (RF) 103 and the antenna AN.
[0060]
FIG. 2 shows a frame format of an OFDM-CDMA signal transmitted by the OFDM-CDMA transmitter 100. The OFDM-CDMA transmitter 100 sets the spreading ratio to 1/5 of the number of subcarriers, and sets all subcarriers to five subcarrier groups # 1 to #m, # m + 1 to # 2m, # 2m + 1 to # 3m, # 3m + 1 to # 4m, # 4m + 1 to # 5m. In each subcarrier group, the code division multiplexed signals obtained by the adders C1 to C5 are arranged.
[0061]
For example, the code division multiplexed signals obtained by the adder C1 are allocated to the subcarrier groups # 1 to #m and distributed to the subcarriers in the frequency axis direction, and the subcarrier groups # 4m + 1 to # 5m are added by the adder C5. The obtained code division multiplexed signals are allocated to subcarriers in the frequency axis direction and arranged.
[0062]
Here, as is clear from FIG. 2, the OFDM-CDMA transmitter 100 performs transmission with a reduced number of multiplexed transmission signals in one burst period from time t1 to time t2 (multiplex number n <k ) In a burst period from time point t2 to time point t3 and from time point t3 to time point t4, transmission is performed with an increased number of multiplexed transmission signals (multiplexing number k).
[0063]
That is, in one burst period from time t1 to time t2, transmission is performed by reducing the number of multiplexing for a symbol of a user having a poor channel state. As described above, in this embodiment, a signal (symbol) of a user having a poor line state is transmitted with a reduced number of multiplexing.
[0064]
In the above configuration, the OFDM-CDMA transmitter 100 detects the line state with each user by means of the line state detection unit 111, and sends this to the selection units B1 to B5. In the selection units B1 to B5, the number of multiplexes is reduced for symbols addressed to users with poor line conditions. The code division multiplexed signal whose number of multiplexing is appropriately selected as described above is distributed to a plurality of subcarriers orthogonal to each other (that is, frequency-axis spread to a plurality of subcarriers) by IFFT 102 as an orthogonal frequency division multiplexing means. And an OFDM-CDMA signal.
[0065]
As a result, for signals with a reduced number of multiplexed signals, even if the orthogonality between spreading codes is lost due to multipath fading or the like, the interference between spreading codes is reduced, so that the degradation of error rate characteristics is suppressed. . In addition, the number of multiplexed transmission signals is not reduced, but the number of multiplexed only specific transmission signals (symbols) with poor line conditions is reduced. There is little decline.
[0066]
Thus, according to the above configuration, the OFDM-CDMA transmission apparatus 100 that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics can be realized by reducing the number of multiplexed symbols to be transmitted to a user with a poor line condition.
[0067]
In this embodiment, a case has been described where the number of multiplexed symbols to be transmitted to a user with a poor line condition is reduced. This is widely applicable when the number is less than the multiplex number.
[0068]
For example, if the number of multiplexed symbols indicating control information and retransmission information is reduced, the overall error rate performance and information error rate performance that greatly affects transmission efficiency are improved without significantly reducing the overall frequency utilization efficiency. To be able to. That is, it is preferable to select a symbol that requires better quality than other symbols as a symbol for reducing the number of multiplexed signals. In order to realize this, for example, as in the OFDM-CDMA transmitter 150 shown in FIG. 3, based on a control signal designating a specific symbol from the control unit 151, the selection unit B1 to B5 multiplexes a specific symbol. You can reduce the number.
[0069]
In this embodiment, the case where the spreading ratio is set to 1/5 of the number of subcarriers has been described, but it is needless to say that the spreading ratio is not limited to 1/5 and can be arbitrarily set. Needless to say, the spreading ratios of the subcarrier groups are not necessarily the same, and can be arbitrarily set. Further, the present invention is not limited to the case where subcarriers are grouped as in the embodiment, and spread signals may be arranged on all subcarriers.
[0070]
FIG. 2 shows a case where the number of multiplexed signals (n <k) in all subcarrier groups is reduced in a certain burst period (time points t1 to t2). It is only necessary to appropriately reduce the number of multiplexed symbols, and the frame format is not limited to that shown in FIG.
[0071]
Further, the case where the method of reducing the number of multiplexed specific symbols is applied to a radio transmission apparatus that performs transmission using the OFDM-CDMA scheme has been described. Even if the effect can be obtained. However, DS-CDMA uses only one carrier, and the spread signal is arranged only in the time axis direction. Here, when the reception level is reduced due to the influence of multipath fading, the reception level of all chips of the spread code drops, so that the error rate characteristic due to the reduction in the number of code multiplexing is lower than in the OFDM-CDMA system. Improvement effect is low.
[0072]
That is, in the OFDM-CDMA system, signals spread in the frequency direction are arranged, so that the reception level of all chips of the spread code does not drop, so that a frequency diversity effect can be obtained. Therefore, the effect of improving the error rate is increased even in a multipath environment. This point is different from the case of DS-CDMA.
[0073]
Therefore, the method of the present embodiment in which the number of multiplexed specific symbols is made smaller than the number of multiplexed other symbols is also effective when applied to the DS-CDMA system, but is applied to the OFDM-CDMA system. Has an even more pronounced effect.
[0074]
(Embodiment 2)
In this embodiment, it is proposed to make the spreading ratio of a specific symbol larger than the spreading ratio of other symbols. As a result, the quality when a specific symbol is despread on the receiving side can be made better than other symbols. Further, if the spreading ratio is increased, the frequency utilization efficiency is lowered. However, since the spreading ratio is increased only for a specific symbol, the frequency utilization efficiency does not need to be lowered so much.
[0075]
Symbols that increase the spreading ratio are better than other symbols such as symbols that are transmitted to users with poor channel conditions, symbols that indicate control information and retransmission information, and the like symbols that are reduced in the number of multiplexing in the first embodiment It is preferable to select symbols that require high quality.
[0076]
FIG. 4 shows a schematic configuration of the OFDM-CDMA transmission apparatus according to this embodiment. In FIG. 4, in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those in FIG. Yes. In other words, spreading sections A (5k + 1) to A (5k + n) for spreading retransmission signals 1 to n use retransmission codes having a larger spreading ratio than other spreading sections A1 to A (5k). n is diffused. The spread signal is multiplexed by the adder C6 and then input to the parallel-serial conversion unit (P / S) 201.
[0077]
Actually, the parallel-serial conversion unit 201 of the OFDM-CDMA transmission apparatus 200 has one more addition units C1 to C6 than the parallel-serial conversion unit 101 of the OFDM-CDMA transmission apparatus 100 described in the first embodiment. Therefore, a large number of code division multiplexed signals corresponding to one system are input, and the code division multiplexed signals have a higher spreading rate than the code division multiplexed signals of other systems, so that the chip rate is high.
[0078]
Here, when a spread signal having a large spreading ratio is arranged only in the frequency axis direction, the frequency band of the spread symbol becomes large. In order to avoid this, a method of changing the subcarrier group to which the spread signal is allocated or a method of arranging the spread signal on both the frequency direction subcarrier and the time direction subcarrier (so-called two-dimensional spreading) may be used. .
[0079]
In the method of changing the subcarrier group, for example, if the spreading ratio of the retransmission signals 1 to n is set to be twice that of the other transmission signals 1 to 5k, one group of subcarriers is made to correspond to the same number of transmission signals. In contrast, two groups of subcarriers may be associated. In the parallel-serial conversion unit (P / S) 201, the code-division multiplexed signal obtained by each of the adders C1 to C6 can be associated in any order with the inverse Fourier transform unit (P / S) 201. This can be realized by appropriately setting whether to output to (IFFT) 102.
[0080]
Next, two-dimensional diffusion will be described with reference to FIG. In FIG. 6, to simplify the explanation, it is assumed that all transmission signals 1 to 5k are retransmitted in two burst periods from time t1 to time t2 and from time t2 to time t3. In other words, it is assumed that retransmission signals 1 to 5n are retransmitted at a spreading ratio twice that of the initial transmission. At this time, 1 chip to m chips of the retransmitted signals 1 to 5n are transmitted in a burst period from time t1 to time t2, and m + 1 chip to 2m chip are transmitted in a burst period from time t2 to time t3. In this way, by spreading the spread signal in two dimensions in the frequency direction and time direction and transmitting it, a desired number of symbols can be transmitted without increasing the frequency band even if the spreading ratio is increased. .
[0081]
FIG. 5 shows a configuration of an OFDM-CDMA receiver 300 that receives and demodulates an OFDM-CDMA signal transmitted from OFDM-CDMA transmitter 200. The OFDM-CDMA receiver 300 performs fast Fourier transform on the OFDM-CDMA signal transmitted from the OFDM-CDMA transmitter 200 via the antenna AN and a radio receiver (RF) 301 that performs radio reception processing such as analog-digital conversion processing. To the unit (FFT) 302. The FFT 302 performs a fast Fourier transform process on the input signal to obtain a code division multiplexed signal transmitted by each subcarrier.
[0082]
The propagation path compensation unit 303 compensates for phase fluctuations and the like generated in the propagation path based on a known signal such as a propagation path estimation preamble included in the signal. The signals after propagation path compensation are input to despreading sections 304 and 305 having different tap numbers. In this embodiment, since the retransmission signal spreading ratio is twice that of a normal transmission signal, the number of taps of the despreading unit 305 for despreading the retransmission signal despreads the normal transmission signal. This is twice that of the despreading unit 304. As a result, both the normal transmission signal and the retransmission signal can be restored.
[0083]
According to the above configuration, the spreading ratio of symbols for which better quality is required than other symbols such as symbols transmitted to users with poor line conditions, symbols indicating control information and retransmission information, and the like. As a result, it is possible to realize the OFDM-CDMA transmitter 200 that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics.
[0084]
In this embodiment, the case where the method for increasing the spreading ratio of a specific symbol is applied to a wireless transmission apparatus that performs transmission using the OFDM-CDMA system. However, transmission using the DS-CDMA (direct spreading CDMA) system is performed. The effect can be obtained even if it is applied to a wireless transmission device. However, the OFDM-CDMA system and the DS-CDMA system have a difference when the spreading ratio is increased in addition to the difference described at the end of the first embodiment.
[0085]
In other words, in DS-CDMA, if the spreading ratio of a specific symbol is set large, the period of one symbol becomes long, so that the error rate characteristic deterioration with respect to time fluctuations such as frequency offset and fading becomes relatively large. On the other hand, in OFDM-CDMA, since spread signals are arranged in the frequency direction, the error rate characteristic deterioration with respect to time fluctuations such as frequency offset and fading does not increase. Therefore, the method of the present embodiment in which the spreading ratio of a specific symbol is made larger than the spreading ratio of other symbols is also effective when applied to the DS-CDMA system, but is applied to the OFDM-CDMA system. Has an even more pronounced effect.
[0086]
(Embodiment 3)
In this embodiment, when a known signal for cell identification is transmitted, it is proposed to reduce the number of multiplexed signals of the known signal or increase the spreading ratio. Thereby, since the known signal for cell identification can be transmitted with high quality, the probability that the communication partner erroneously recognizes the cell can be reduced.
[0087]
In a radio base station that performs transmission using the OFDM-CDMA system or the DS-CDMA system, a cell to which the local station belongs to a communication terminal that is a transmission partner station is transmitted by including a known signal for cell identification in the transmission signal. Has been made to recognize. That is, cell identification becomes possible by the radio base station transmitting a known signal corresponding to each cell and identifying the type of the base signal received by the communication terminal. This embodiment is intended to improve the cell identification characteristics without reducing the frequency utilization efficiency.
[0088]
FIG. 7 shows a configuration of OFDM-CDMA transmitter 400 according to this embodiment. In FIG. 7, in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to FIG. 4, the OFDM-CDMA transmission apparatus 400 inputs a known signal for cell identification to the spreading unit A (5k + n + 1). The spreading ratio of spreading section A (5k + n + 1) is set larger than the spreading ratios for other transmission signals 1-5k, similar to spreading sections A (5k + 1) -A (5k + n) that spread retransmission signals 1-n. Yes. Thereby, it is possible to improve the error rate characteristic on the receiving side of the known signal for cell identification.
[0089]
In addition, in the OFDM-CDMA transmitting apparatus 400, the number of multiplexing multiplexed by the adder C6 is reduced compared to the number of multiplexing multiplexed by the other adders C1 to C5. That is, the number (n + 1) obtained by adding known signals to the retransmission signals 1 to n input to the adder C6 is the transmission signals 1 to k input to the other adders C1 to C5,..., 4k + 1 to 5k. The number is less than k. As a result, the error rate characteristics of the known signal and the retransmission signal are further improved.
[0090]
Thus, according to the above configuration, the number of multiplexed signals of known signals for cell identification is smaller than the number of multiplexed signals of other transmission signals and / or the spreading ratio is increased, so that the frequency utilization is increased. The OFDM-CDMA transmitter 400 can be realized that can cause the communication terminal to accurately perform cell identification without significantly reducing the efficiency.
[0091]
In this embodiment, the case where the number of multiplexed signals of known signals for cell identification is reduced as compared with the number of multiplexed signals of other transmission signals and the spreading ratio is increased has been described. However, the present invention is not limited to this, and only the number of multiplexed signals may be reduced or only the spreading ratio may be increased.
[0092]
(Embodiment 4)
In this embodiment, when a known signal for frame synchronization is transmitted at the head of a frame and transmitted, it is proposed to reduce the number of multiplexed signals of the known signal and / or increase the spreading ratio. As a result, a known signal for frame synchronization can be transmitted with high quality, so that the communication partner can perform frame synchronization processing with high accuracy.
[0093]
In a radio base station that performs transmission using the OFDM-CDMA system or the DS-CDMA system, a known signal for frame synchronization may be arranged and transmitted at the beginning of a transmission frame. The communication terminal detects the known signal to perform frame synchronization. This embodiment is intended to improve the accuracy of frame synchronization without reducing the frequency utilization efficiency.
[0094]
FIG. 8 shows a schematic configuration of the OFDM-CDMA transmission apparatus according to this embodiment. In FIG. 8, in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those in FIG. 4, the OFDM-CDMA transmitting apparatus 500 inputs a known signal for frame synchronization to the spreading unit A (5k + n + 1). The spreading ratio of the spreading unit A (5k + n + 1) is set larger than the spreading ratios of the other transmission signals 1 to 5k, similarly to the spreading units A (5k + 1) to A (5k + n) that spread the retransmission signals 1 to n. Yes. Thereby, it is possible to improve the error rate characteristic on the reception side of the known signal for frame synchronization.
[0095]
In addition, in the OFDM-CDMA transmitting apparatus 500, the number of multiplexing multiplexed by the adder C6 is reduced as compared with the number of multiplexing multiplexed by the other adders C1 to C5. That is, the number (n + 1) obtained by adding known signals to the retransmission signals 1 to n input to the adder C6 is the transmission signals 1 to k input to the other adders C1 to C5,..., 4k + 1 to 5k. The number is less than k. This further improves the error rate characteristics of the known signal and retransmission signal for frame synchronization.
[0096]
Here, in addition to the code division multiplexed signal obtained by each adder, a signal indicating the head of a frame from a control unit (not shown) is input to the parallel serial conversion unit (P / S) 201. The parallel-serial conversion unit 201 outputs the code division multiplexed signal input from the adder C6 at the timing when the signal indicating the head of the frame is input. This makes it possible to place the code division multiplexed known signal at the beginning of the frame of the OFDM-CDMA signal.
[0097]
According to the above configuration, the frequency utilization efficiency is significantly reduced by reducing the number of multiplexed signals of known signals for frame synchronization as compared with the number of multiplexed other transmission signals and increasing the spreading ratio. The OFDM-CDMA transmission apparatus 500 that can improve the frame synchronization accuracy of the communication terminal can be realized.
[0098]
In this embodiment, the case where the number of multiplexed signals of known signals for frame synchronization is reduced as compared with the number of multiplexed signals of other transmission signals and the spreading ratio is increased has been described. However, the present invention is not limited to this, and only the number of multiplexed signals may be reduced or only the spreading ratio may be increased.
[0099]
(Embodiment 5)
In this embodiment, it is proposed to reduce the number of multiplexed retransmission signals and / or increase the spreading ratio as the number of retransmissions increases. As a result, it is possible to prevent the number of retransmissions from increasing while suppressing a decrease in frequency utilization efficiency.
[0100]
Here, if there is still an error after retransmission, it is necessary to retransmit further. If the quality improvement by retransmission is poor, the number of retransmissions may be very large. An increase in the number of retransmissions means an increase in delay from data transmission to reception. That is, the amount of data transmitted per time is reduced and transmission efficiency is deteriorated.
[0101]
In this embodiment, in consideration of this, as the number of retransmissions increases, the number of code multiplexes is reduced or the spreading ratio is increased, so that the effect of improving the error rate characteristic is increased as the number of retransmissions increases. This can prevent the number of retransmissions from increasing.
[0102]
Incidentally, compared to the case where the number of code multiplexes is reduced or the spreading ratio is increased since the number of retransmissions is small, the number of retransmissions can be effectively reduced without wastefully reducing the amount of transmission data. This is because, depending on the channel quality, no error occurs even if the number of code multiplexes is suddenly reduced or the spreading ratio is not suddenly increased during retransmission. In such a case, just because there is a retransmission request, if the code multiplexing number of the retransmission signal is unnecessarily reduced or the spreading ratio is increased unnecessarily, the amount of transmission data decreases, and therefore the number of retransmissions increases. Therefore, by reducing the number of code multiplexes or increasing the spreading ratio, it is possible to suppress a decrease in the amount of transmission data and effectively reduce the number of retransmissions.
[0103]
FIG. 9 shows a schematic configuration of the OFDM-CDMA transmission apparatus according to this embodiment. In FIG. 9 in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to those in FIG. 1, the OFDM-CDMA transmission apparatus 600 inputs information indicating the number of retransmissions to selection units B1 to B5 that select the number of multiplexed transmission signals. Information indicating the number of retransmissions is output from a control unit (not shown).
[0104]
Based on the information indicating the number of retransmissions, the selectors B1 to B5, when a signal with a large number of retransmissions is included in the input spread transmission signal, The number of multiplexed signals is reduced.
[0105]
This will be specifically described. For example, when all the transmission signals 1 to k are the first transmission, the selection unit B1 selects and outputs all the input transmission signals 1 to k. As a result, the adder C1 obtains a code division multiplexed signal having a signal multiplexing number k. On the other hand, for example, when the transmission signal 1 is the first retransmission signal, the selection unit B1 includes the transmission signal 1 among the input transmission signals 1 to k (k−1). Select a number of transmission signals and output. As a result, the adder C1 obtains a code division multiplexed signal having a signal multiplexing number (k−1) including the transmission signal 1 which is the first retransmission signal.
[0106]
For example, when the transmission signal 1 is the retransmission signal having the second retransmission count, the selection unit B1 includes (k−2) transmission signals including the transmission signal 1 among the input transmission signals 1 to k. Select to output. As a result, the adder C1 obtains a code division multiplexed signal having a signal multiplexing number (k-2) including the transmission signal 1 which is the second retransmission signal.
[0107]
Here, the smaller the number of multiplexed signals, the smaller the intersymbol interference of the code division multiplexed signal, so that a retransmission signal with a larger number of retransmissions can be transmitted in a higher quality state.
[0108]
According to the above configuration, as the number of retransmissions increases, the number of retransmissions for the retransmission signal is reduced, thereby reducing the number of retransmissions while minimizing the decrease in frequency utilization efficiency. be able to. As a result, it is possible to realize an OFDM-CDMA transmission apparatus 600 that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics.
[0109]
In FIG. 9, the configuration in which the signal multiplexing number for the retransmission signal is decreased as the number of retransmissions increases is described. However, according to the information indicating the number of retransmissions, the retransmission ratio is increased as the retransmission signal has a larger number of retransmissions. However, the same effect can be obtained.
[0110]
(Embodiment 6)
In the fifth embodiment, the case where the method of reducing the number of multiplexed retransmission signals and increasing the spreading ratio as the number of retransmissions increases is applied to an OFDM-CDMA wireless transmission device has been described. In this embodiment, it is proposed to apply this method to a DS-CDMA radio transmission apparatus.
[0111]
As described above, in the OFDM-CDMA system, since signals spread in the frequency direction are arranged, the reception level of all chips of the spread code does not drop, so that a frequency diversity effect can be obtained. Therefore, the effect of improving the error rate is increased even in a multipath environment. However, since the OFDM-CDMA system is multi-carrier transmission, there is a disadvantage that the peak power increases and the power consumption of the entire apparatus increases.
[0112]
On the other hand, since the DS-CDMA system can suppress the peak power lower than the OFDM-CDMA system, the power consumption of the entire apparatus can be suppressed low. Therefore, the DS-CDMA system is more advantageous in view of reducing the power consumption of the entire apparatus. Considering this point, in this embodiment, the present invention is applied to a DS-CDMA wireless transmission apparatus.
[0113]
FIG. 10 shows a schematic configuration of the CDMA transmitter according to this embodiment. In FIG. 10, in which parts corresponding to those in FIG. 9 are assigned the same reference numerals, the CDMA transmission apparatus 700 has the same configuration as that of the OFDM-CDMA transmission apparatus 600 in FIG. 9 except that transmission is performed in the DS-CDMA system. Become. That is, as the number of retransmissions increases, except that the process of reducing the number of code multiplexes of the retransmission signal and / or increasing the spreading ratio is applied to DS-CDMA transmission, This is the same as the OFDM-CDMA transmitter 600.
[0114]
In this way, it is possible to realize a CDMA transmitter 700 that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics.
[0115]
In addition, as the number of retransmissions increases, the process of reducing the number of code multiplexes of a retransmission signal and / or increasing the spreading ratio is performed in the HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) method for transmitting data using a high-speed downlink channel. When used in a wireless transmission device, the number of retransmissions can be effectively reduced without significantly reducing frequency utilization efficiency.
[0116]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the case where the number of multiplexed specific symbols is reduced and / or the spreading ratio is increased has been described. However, the present invention is not limited to this, and the modulation multi-level number of the specific symbol is changed to other symbols. If the value is smaller than the modulation multilevel number, the error rate characteristic can be further improved without significantly reducing the frequency utilization efficiency. That is, when the modulation processing of other symbols is performed by 16-value QAM, but the modulation processing of a specific symbol is performed by QPSK, QPSK has better error rate characteristics than 16-value QAM, so that the error rate characteristics are further improved. improves.
[0117]
In the above-described embodiment, control information and retransmission information have been described as examples of specific symbols that reduce the number of multiplexing and / or increase the spreading ratio. However, the present invention is not limited to this, and the propagation path can be used as specific symbols. An estimation preamble may be selected. That is, if the number of code multiplexes of the propagation path estimation preamble is reduced and / or the spreading ratio is increased and periodically inserted into the transmission signal, the propagation path estimation preamble can be transmitted with good quality. If the propagation path estimation result is updated using the propagation path estimation preamble in the propagation path compensation unit 303 shown in the figure, highly accurate propagation path estimation can be performed.
[0118]
In the present invention, the number of multiplexed specific symbols may be less than the number of multiplexed other symbols, and the number of multiplexed is not particularly limited. However, if the number of multiplexed is set to “1”, no intersymbol interference is received. Can be transmitted. That is, among the specific symbols, particularly important symbols may be transmitted with the multiplexing number set to “1”.
[0119]
Similarly, in the present invention, the spreading ratio of a specific symbol may be larger than the spreading ratio of other symbols, and the value of the spreading ratio is not particularly limited, but the spreading ratio of a specific symbol is set to “1”. May be. Here, setting the spreading ratio to “1” means not spreading, and in the case of the OFDM-CDMA system, a specific symbol is transmitted by the OFDM system. Thereby, the specific symbol can be transmitted with high quality and at high speed.
[0120]
In the above-described embodiment, when the multiplexed spread signal is distributed to a plurality of subcarriers orthogonal to each other by the orthogonal frequency division multiplexing means, the subcarriers in the frequency axis direction, or the subcarriers in the frequency axis direction and the time axis direction are used. Although the case of distributing to carriers (two-dimensional spreading) has been described, the present invention is not limited to this, and a chip of a specific symbol with a small number of multiplexing or a chip of a specific symbol with a large spreading ratio is distributed only to subcarriers in the time axis direction. You may do it.
[0121]
In this way, for example, by detecting subcarriers with little reduction in reception level due to frequency selective fading, and selecting such subcarriers and spreading them in the time axis direction, the error rate characteristics of specific symbols are further improved. Will be able to. This method is suitable when the moving speed of the communication terminal is small and the time variation of fading is small.
[0122]
As described above, according to the present invention, when a transmission symbol is code division multiplexed and transmitted in the OFDM-CDMA system, a multiplexing number (that is, a code multiplexing number) is selected for each symbol and / or By selecting a spreading ratio for each symbol, it is possible to realize an OFDM-CDMA wireless transmission apparatus that can achieve both frequency utilization efficiency and error rate characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of signal arrangement of OFDM-CDMA signals transmitted by the OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 1. FIG.
3 is a block diagram showing another configuration example of the OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 1. FIG.
4 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 2; FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA receiving apparatus according to Embodiment 2;
FIG. 6 is a diagram showing an example of signal arrangement of an OFDM-CDMA signal for explaining two-dimensional spreading;
7 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to Embodiment 3; FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an OFDM-CDMA transmission apparatus according to a fifth embodiment;
10 is a block diagram showing a configuration of a CDMA transmitting apparatus according to a sixth embodiment. FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional OFDM-CDMA communication apparatus.
FIG. 12 is a diagram illustrating a signal arrangement example of a conventional OFDM-CDMA signal;
[Explanation of symbols]
100, 150, 200, 400, 500, 600 OFDM-CDMA transmitter
101, 201 Parallel serial converter (P / S)
102 Inverse Fast Fourier Transform (IFFT)
300 OFDM-CDMA receiver
302 Fast Fourier Transform (FFT)
303 Propagation path compensation unit
304, 305 Despreading unit
700 CDMA transmitter
A1 to A (5k + n + 1) diffusion part
B1-B5 selection part
C1-C6 adder

Claims

Spreading means for spreading a transmission symbol and making a spreading ratio of a specific transmission symbol larger than other transmission symbols;
Multiplex selection means for selecting a multiplex number for each transmission symbol and making the multiplex number of a specific transmission symbol smaller than other transmission symbols;
Multiplexing means for multiplexing the spread signal of each transmission symbol with the selected multiplexing number;
Orthogonal frequency division multiplexing means for distributing the multiplexed spread signal to a plurality of subcarriers;
Comprising
The orthogonal frequency division multiplexing means includes a specific symbol with a reduced number of multiplexing or a chip of a specific symbol with an increased spreading ratio , subcarriers in a frequency axis direction, subcarriers in a frequency axis direction and a time axis direction, and a time axis. Of the subcarriers in the direction, only the subcarriers in the time axis direction are allocated.
OFDM-CDMA transmitter.

The particular transmission symbol with a reduced the number of multiplexed places the data satisfactory line quality is required than the other data, OFDM-CDMA transmitter according to claim 1.

Wherein the particular transmission symbol with an increased spreading ratio, arranging the data satisfactory line quality is required than the other data, OFDM-CDMA transmitter according to claim 1.

The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein the specific symbol with the reduced number of multiplexing is arranged at the head of a frame.

The OFDM-CDMA transmission apparatus according to claim 1 , wherein the specific symbol with the increased spreading ratio is arranged at the head of the frame.

2. The OFDM-CDMA transmission apparatus according to claim 1 , wherein the multiplexing number selection unit decreases the number of multiplexing for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.

The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein the spreading means increases a spreading ratio for retransmission symbols as the number of retransmissions increases.

2. The OFDM-CDMA transmission apparatus according to claim 1 , wherein a modulation multi-level number of a specific symbol with a reduced number of multiplexing is made smaller than a modulation multi-level number of another transmission symbol.

2. The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein a modulation multi-level number of a specific symbol having a large spreading ratio is made smaller than a modulation multi-level number of another transmission symbol.

The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein the specific symbol with a reduced number of multiplexing is periodically inserted.

The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein the specific symbol having the increased spreading ratio is periodically inserted.

2. The OFDM-CDMA transmitter according to claim 1 , wherein the number of multiplexed specific symbols with the reduced number of multiplexing is set to “1”.

2. The OFDM-CDMA transmission apparatus according to claim 1 , wherein the spreading section sets a spreading factor of the specific symbol with the reduced number of multiplexing to “1”.