WO1999004591A1 - Cdma mobile station and cdma transmission method - Google Patents

Description

明 細 書

C DM A移動局装置及び C DM A送信方法 技術分野

本発明は、 セルラ無線通信システムに用いられるディジタル自動車電話、 携 帯電話等の CDMA移動局装置及び CDMA送信方法に関する。 背景技術

ディジタル自動車電話、 携帯電話等の無線通信システムには、 1つの基地局 装置に対して、 複数の移動局装置が同時に通信を行う多元接続方式が用いられ ている。 近年、 この多元接続方式の回線交換方式の 1つにとして、 周波数利用 効率の高さから、 CDMA (Code Division Multiple Access) 方式が採用され ている。

従来の CDMA移動局装置におけるデ一夕の送信タイミングについて、 図 1 に示すタイミング図を用いて説明する。

図 1 Aは、 データ送信時のデータの送信タイミングを示すタイミング図であ る。 データは、 パイロットシンボル （以下 「PL」 という） と送信電力制御用 シンボル （以下 「TPC」 という） とを定期的に挿入され、 フレームが生成さ れる。 PLの先頭から次の PLの先頭までを 1スロットとして、 一般的に、 1 フレームは、 16スロット、 10msで構成される。

図 1 Bは、 送信待機送信時のデータの送信タイミングを示すタイミング図で ある。 送信待機時とは、 デ一夕の送信を終了してから Kフレーム未満の間、 ま たは、 受信データの C R C検出の結果が N Gとなったフレームが Lフレーム未 満の間 （K、 Lは予め設定される定数） である。 送信待機時において、 CDM

Α移動局装置は、 1スロット毎に P Lと TP Cのみ書込まれ、 他のビットは空 き空間となるバーストデ一夕を送信する。

ここで、 C R C (Cyclic Redundancy Check) 検出とは、 情報ビットを n次 の生成多項式で除算した剰余多項式の係数で与えられる C R Cビットにおいて、 受信した C R Cビットと受信データから生成した C R Cビットとの比較判別に より受信データの誤りを検出する処理である。 両者がすべて一致すれば受信デ 一夕が正しく受信された （〇K) ことを示し、 1つでも一致しなければ受信デ 一夕に誤りが存在する （N G) ことを示す。

図 1 Cは、送信終了時のデータの送信タイミングを示すタイミング図である。 送信終了時とは、 データの送信を終了してから Κフレーム以上、 かつ、 受信デ 一夕の C R C検出の結果が N Gとなったフレームが Lフレーム以上検出された 状態をいう。

図 1 Cに示すように、 従来の C D MA移動局装置は、 送信アンプによる蓄電 池の電力消費を抑えるため、 通信を終了してから一定時間経過した後にバース トデータの送信を停止する。

このため、 上記従来の C D MA移動局装置は、 通信を再開する場合、 同期を 確立するまで時間がかかり、 しかも、 同期を確立するまでの間、 データの代り に不要な信号であるダミー信号を送信しなければならず、 伝送効率を低下させ るという問題を有する。 発明の開示

本発明の第 1目的は、送信データが存在しない時に、消費電力を抑えながら、 基地局装置との同期の確立を維持することができる C D MA移動局装置及び C D MA送信方法を提供することである。

この目的は、 データの送信を終了してから一定時間経過した後に、 バースト デ一夕の送信間隔を Nスロット （Nは自然数） に制御することにより達成され る。 図面の簡単な説明

第 1図は、 従来の CDMA移動局装置におけるデータの送信タイミングを示 すタイミング図、

第 2図は、 本発明の実施の形態 1における CDMA移動局装置の構成を示す ブロック図、

第 3図は、 本発明の実施の形態 1における CDMA移動局装置のデータの送 信タイミングを示すタイミング図、

第 4図は、 本発明の実施の形態 2における C D M A移動局装置の構成を示す ブロック図、

第 5図は、 本発明の実施の形態 2における C DM A移動局装置のデータの送 信タイミングを示すタイミング図、

第 6図は、 本発明の実施の形態 3における C D M A移動局装置の構成を示す 第 1ブロック図、

第 7図は、 本発明の実施の形態 3における CDMA移動局装置のデータの送 信タイミングを示す第 1夕イミング図、

第 8図は、 本発明の実施の形態 3における CDMA移動局装置の構成を示す 第 2ブロック図、 及び、

第 9図は、 本発明の実施の形態 3における C DM A移動局装置のデ一夕の送 信タイミングを示す第 2タイミング図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明発明を実施するための最良の形態について、 添付図面を参照し て詳細に説明する。

(実施の形態 1 )

図 2は、 本発明の実施の形態 1における CDMA移動局装置の構成を示すブ ロック図である。

図 2に示す C D MA移動局装置は、 データ端末とデ一夕の送受信を行うデー 夕検出回路 1と、 無線受信信号に対して処理を行うデータ受信部 2と、 無線送 信するデータに対して処理を行うデータ送信部 3と、 信号処理の全タイミング 及びシーケンスの制御を行うタイミング制御回路 4とから主に構成される。 データ受信部 2は、 無線信号を受信する受信アンテナ 2 0 1と、 受信信号の 周波数をベースバンドに変換する受信回路 2 0 2と、 ベースバンド信号を相関 検出して自局宛データを取り出す逆拡散回路 2 0 3と、 自局宛データを復調す る復調回路 2 0 4と、 復調データを制御信号と音声データまたはデータ端末用 デ一夕に分離し、 C R C検出を行う受信データ変換回路 2 0 5とを有する。 データ送信部 3は、 無線送信するデ一夕に P L及び T P Cを挿入してフレー ムを生成し、 C R C符号化する送信データ変換回路 3 0 1と、 フレームに組立 てられたデータを各種変調方式により変調する変調回路 3 0 2と、 変調データ を拡散する拡散回路 3 0 3と、 拡散信号を所望のキャリア周波数に変換する変 換送信回路 3 0 4と、 周波数変換した信号を無線送信する送信アンテナ 3 0 5 と、 受信信号や受信レベル等により送信電力及び T P Cを決定する送信電力制 御回路 3 0 6とを有する。

さらに、 デ一夕送信部 3は、 P Lと T P Cのみからなるバーストフレームを 生成するバーストフレーム生成回路 3 0 7と、 バーストデ一夕の送信間隔を制 御する送信間隔制御回路 3 0 8と、 データ検出回路 1の制御信号に基づき、 接 続の切替えを行うスィツチ 3 0 9とを有する。

図 3は、 実施の形態 1における C D MA移動局装置のデータの送信タイミン グを示すタイミング図である。 以下、 タイミング図は、 横軸に時間をとり、 縦 軸に送信電力をとる。

図 3 Aは、 データ送信時におけるデ一夕の送信タイミングを示すタイミング 図である。 図 3 Aに示すように、 データ検出回路 1から出力されたデータは、 送信データ変換回路 3 0 1にて、 P Lと T P Cが定期的に挿入され、 フレーム に組立てられる。 フレームに組立てられたデータは、 切替えスィッチ 3 0 9を 経由して変調回路 3 0 2に出力される。

データ検出回路 1は、 データ送信時に、 送信データ変換回路 3 0 1と変調回 路 3 0 2とを接続するようにスィッチ 3 0 9を制御する。 変調回路 3 0 2に入 力されたデ一夕は、 各種変調方式により変調され、 拡散回路 3 0 3にて拡散さ れ、 送信回路 3 0 4にて所望のキャリア周波数に変換され、 送信電力を制御さ れ、 送信アンテナ 3 0 5から無線送信される。

一方、 デ一夕検出回路 1は、 送信するデータが存在しない時に、 送信間隔制 御回路 3 0 8と変調回路 3 0 2とを接続するようにスィツチ 3 0 9を制御する。 バーストフレーム生成回路 3 0 7は、 送信するデータが存在しない時に、 P Lと T P Cのみ書込み、 他のビットは空き空間となるバーストデ一夕を生成す る。

送信間隔制御回路 3 0 8は、 送信待機時に、 バーストデータの送信間隔を 1 スロットに制御する。 信待機時とは、 データの送信を終了してから Kフレーム 未満の間、 または、 受信デ一夕の C R C検出結果が N Gとなったフレームが L フレーム未満の間 （K、 Lは予め設定される定数） である。 図 3 Βは、 送信待 機時のデータの送信タイミングを示すタイミング図である。

送信するデ一夕がないときに、 バーストデータを送信することにより、 基地 局装置と同期を維持でき、 即座に通信を再開することができる。

しかし、 データ送信を終了してから長時間、 バーストデータを送信し続ける と、 送信アンプによる蓄電池の電力消費が多くなつてしまう。

一方、 バーストデータの送信を完全に止めてしまうと、 通信を再開するとき に、 基地局装置と同期を確立するまでに時間がかかる。

そこで、 送信間隔制御回路 3 0 8は、 送信終了時に、 バーストデータの送信 間隔を 1スロットの Ν倍 （Νは自然数） に制御する。 送信終了時とは、 送信デ 一夕の送信を終了してから Kフレーム以上経過した後、 かつ、 受信デ一夕の C R C検出結果が N Gとなったフレームが Lフレーム以上検出された後である。 図 3 Cは、 送信終了時のデ一夕の送信タイミングを示すタイミング図である。 バーストデ一夕は、 切替えスィッチ 3 0 9を経由して変調回路 3 0 2に出力 される。変調回路 3 0 2に入力されたデータは、各種変調方式により変調され、 拡散回路 3 0 3にて拡散され、 送信回路 3 0 4にて所望のキヤリァ周波数に変 換され、 送信電力を制御され、 送信アンテナ 3 0 5から無線送信される。

このように、 送信終了時に、 バーストデータの送信間隔を 1スロットの Ν倍 に制御することにより、 送信アンプによる蓄電池の電力消費を抑え、 しかも、 通信を再開する際に同期確立までの時間を短縮し、 不要な信号であるダミー信 号の送信を減らして伝送効率を向上できる。 また、 スロットに空きがあるバー ストデ一夕を送信することにより他局との干渉を低減できる。

ここで、 バーストデータの送信間隔は、 非周期的であってもよい。 バースト データの送信間隔を非周期的とすることにより、 ヒアリングエイド問題を回避 でき、 心臓のペースメーカーに共振作用による影響を与える心配が無い。

(実施の形態 2 )

次に、 実施の形態 2について図 4及び図 5を用いて説明する。

実施の形態 2は、 送信終了時に、 バーストデータに対しリピテイシヨン処理 を行う形態である。

図 4は、 実施の形態 2における C D MA移動局装置の構成を示すブロック図 である。 なお、 図 4に示す C D MA移動局装置おいて、 図 2と同様である構成 要素については、 図 2と同一符号を付して説明を省略する。

また、 図 5は、 実施の形態 2における C D MA移動局装置のデータの送信夕 イミングを示すタイミング図である。 図 5 Aは、 データ送信時のデータの送信 タイミングを示すタイミング図であり、 図 5 Bは、 送信待機時のデータの送信 タイミングを示すタイミング図である。 データ送信時及び送信待機時における データの送信タイミングは図 3と同様であるので、 説明を省略する。

図 4に示す C D MA移動局装置は、 図 2と比較して、 デ一夕送信部 3にリピ ティシヨン処理回路 3 1 0を追加される。

リピテイシヨン処理回路 3 1 0は、 送信終了時に、 バーストフレーム生成回 路 3 0 7から入力したバーストデ一夕の P L及び T P Cに対してリピティショ ン処理を行い、送信間隔制御回路 3 0 8に出力する。 リピティション処理とは、 P L及び T P Cに対して、 同一情報を n回 （nは自然数） 繰り返して夫々連続 的に配列する処理をいう。

送信間隔制御回路 3 0 8は、 送信終了時に、 リピティシヨン処理されたバー ストデ一夕の送信間隔を 1スロットの N倍 （Nは自然数） にする。 図 5 Cは、 送信終了時のデータの送信タイミングを示す。

バーストデータは、 切替えスィッチ 3 0 9を経由して変調回路 3 0 2に出力 される。変調回路 3 0 2に入力されたデータは、 各種変調方式により変調され、 拡散回路 3 0 3にて拡散され、 送信回路 3 0 4に出力される。

送信回路 3 0 4は、 送信終了時に、 バーストデ一夕の送信電力をリピティシ ヨン処理前の 1 / nに制御し、 所望のキャリア周波数に変換し、 送信アンテナ 3 0 5から無線送信する。

送信終了時に、 同一情報を n回 （nは自然数） 繰り返して夫々連続的に配列 することにより、 送信回路 3 0 4にて送信電力をリピティシヨン処理前の 1 / nとしても同期を維持できるので、 他局との干渉を低減できる。 なお、 送信終 了時におけるバーストデ一夕の送信間隔は、 非周期的であってもよい。

(実施の形態 3 )

次に、 実施の形態 3について図 6及び図 7を用いて説明する。

実施の形態 3は、 非周期送信において基地局装置側が T P Cを送信できない ときに、 バーストデータを受信データから抽出した送信電力値で送信する形態 である。 図 6は、 本発明の実施の形態 3における C D MA移動局装置の構成を示すブ ロック図である。 なお、 図 6に示す C D MA移動局装置おいて、 図 2と同様で ある構成要素については、 図 2と同一符号を付して説明を省略する。

また、 図 7は、 実施の形態 3における C D MA移動局装置のデータの送信夕 イミングを示すタイミング図である。 図 7 Aは、 デ一夕送信時のデータの送信 タイミングを示すタイミング図であり、 図 7 Bは、 送信待機時のデ一夕の送信 タイミングを示すタイミング図である。 データ送信時及び送信待機時における データの送信タイミングは図 3と同様であるので説明を省略する。

図 6に示す C D MA移動局装置は、 図 2と比較して、 データ送信部 3に、 T P Cの代りに受信デ一夕から抽出した送信電力値を用いてバーストデ一夕の送 信電力値を制御するバースト送信電力制御回路 3 1 1と、 デ一夕検出回路 1の 制御信号に基づき、 接続の切替えを行うスィッチ 3 1 2を追加される。

データ検出回路 1は、 送信終了時に、 送信間隔制御回路 3 0 8と変調回路 3 0 2とを接続するようにスィッチ 3 0 9を制御する。 また、 送信回路 3 0 4と バースト送信電力制御回路 3 1 1を接続するようにスィツチ 3 1 2を制御する。 バーストフレーム生成回路 3 0 7は、 送信終了時に、 P Lとバースト送信電 力制御用シンボル （以下 「B T P C」 という） のみからバーストフレームを生 成し、 バーストデータを送信間隔制御回路 3 0 8に出力する。 B T P Cには、 送信電力の値を指示する情報が書込まれ、 基地局は B T P Cに書込まれた電力 値で信号を送信する。

送信間隔制御回路 3 0 8は、 送信終了時に、 バーストデ一夕の送信間隔を 1 スロットの N倍 （Nは自然数） で、 かつ、 非周期的にする。 バーストデ一夕の 送信間隔を非周期的とすることにより、 ヒアリングエイド問題を回避でき、 心 臓のペースメーカーに共振作用による影響を与える心配が無い。

バーストデ一夕は、 '切替えスィツチ 3 0 9を経由して変調回路 3 0 2に出力 される。変調回路 3 0 2に入力されたデータは、 各種変調方式により変調され、 拡散回路 3 0 3にて拡散され、 送信回路 3 0 4に出力される。

送信回路 3 0 4は、 送信終了時に、 受信データから抽出した送信電力値をバ 一スト送信電力制御回路 3 1 1から入力し、 バーストデータの送信電力を受信 データから抽出した送信電力値と同じ値に制御し、 所望のキヤリア周波数に変 換し、 送信アンテナ 3 0 5から無線送信する。

図 7 Cは、送信終了時のデータの送信タイミングを示すタイミング図であり、 送信終了時の送信電力値 B dB は、 受信データから抽出した送信電力値と同じ 値である。

このように、 非周期送信において基地局装置側が T P Cを送信できないとき に、 送信回路 3 0 4にて、 データの送信電力を受信データから抽出した送信電 力値と同じ値とすることにより、 高すぎる電力値で送信して他局に干渉を与え ることを防止でき、 低すぎる電力値で送信して同期を維持できなくなることを 防止できる。

なお、 実施の形態 3にリピテイシヨン処理回路 3 1 0を追加し、 バーストデ —夕にリピテイシヨン処理を行うことも可能である。 図 8は、 実施の形態 3に おける C D MA移動局装置の第 2の構成を示すブロック図であり、 図 6にリピ テイシヨン処理回路 3 1 0を追加される。 また、 図 9は、 本発明の実施の形態 3における C D MA移動局装置のデータ送信タイミングを示す第 2タイミング 図であり、 図 7に対し、 送信終了時にリピテイシヨン処理を行う。

リピテイシヨン処理を行うことにより、 送信回路 3 0 4にて送信電力値を低 減しても同期を維持できるので、 他局との干渉を低減できる。

以上説明したように、 本発明の C D M A通信装置及び C D M A送信方法によ れば、 送信データが存在しない時にバーストデ一夕の送信間隔を制御すること ができ、 消費電力を抑えながら同期を維持することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 送信データに、 パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを挿入 してフレームを生成する送信フレーム生成手段と、 パイロットシンボル及び送 信電力制御用シンポルのみからなるバーストフレームを生成するバーストフレ ーム生成手段と、 前記バーストデータの送信間隔を制御する送信間隔制御手段 と、 前記送信データ及び前記バーストデータを無線送信する送信手段とを具備 する CDMA移動局装置。

2. パイロッ卜シンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列す るリピティシヨン処理手段を具備する請求の範囲 1記載の CDMA移動局装置。

3. 送信間隔制御手段は、 バーストデータを非周期的に送信する請求の範囲 1記載の CDMA移動局装置。

4. バーストフレーム生成手段は、 送信電力制御用シンボルの代りにバース 卜送信電力用シンボルを用いてバーストフレームを生成し、 送信手段は、 前記 バーストデータを受信データから抽出した送信電力値と同じ値で送信する請求 の範囲 3記載の CDMA移動局装置。

5. 請求の範囲 1記載の CDMA移動局装置とセルラ無線通信を行う CDM A基地局装置。

6. 請求の範囲 1記載の CDMA移動局装置と請求の範囲 5記載の CDMA 基地局装置とによりセルラ無線通信を行うセルラ無線通信システム。

7. 送信データにパイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを挿入し て送信フレームを生成し、 送信データを無線送信し、 送信データが存在しない 場合、 パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルのみからなるバース卜 フレームを生成し、 送信間隔を制御してバーストデ一夕を無線送信する CDM A送信方法。

8. パイロットシンボル及び送信電力制御用シンボルを夫々連続的に配列す る処理を行ったバーストデータを無線送信する請求の範囲 7記載の CDMA送 信方法。

9. バーストデ一夕を非周期的に送信する請求の範囲 7記載の CDMA送信 方法。

10. 送信電力制御用シンボルの代りにバースト送信電力用シンボルを用い てバーストフレームを生成し、 バーストデ一夕の送信電力値を受信デ一夕から 抽出した送信電力値と同じ値にする請求の範囲 9記載の C DM A送信方法。