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CN1868156B - 发送装置、通信系统及通信方法 - Google Patents

发送装置、通信系统及通信方法 Download PDF

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CN1868156B
CN1868156B CN200480029636.3A CN200480029636A CN1868156B CN 1868156 B CN1868156 B CN 1868156B CN 200480029636 A CN200480029636 A CN 200480029636A CN 1868156 B CN1868156 B CN 1868156B
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Abstract

本发明提供在移动体通信系统中，能获得频率分集效应的同时，可容纳可变速率用户的通信技术。使用根据规定的传输方式的数据符号所生成的发送信号进行发送的发送装置，具有将数据符号转换成频率领域数据的FFT处理部，将该被转换的频率领域数据进行排序处理的交错器，将该频率领域数据转换成时间领域的信号的IFFT处理部。FFT处理部对于被输入的Q个数据符号进行Q点的FFT处理。交错器由FFT处理部所输入的Q个数据符号生成并输出N(N＞Q)个数据。IFFT处理部对于交错器所输出的N个数据，进行N点的IFFT处理。

Description

发送装置、通信系统及通信方法
技术领域
本发明涉及一种发送装置、通信系统及通信方法，特别是涉及一种具有适于移动体通信的发送装置、具有该发送装置的通信系统以及适于移动体通信的通信方法。
背景技术
近来，以手机为代表的移动体通信行业的发展显出了飞跃的进步。随着这飞跃的进步，移动体通信的各种服务也趋向多种类和多样化。尤其今后移动体通信的需求，不仅限于声音，必然会转向将多种多样的数据包括文本、图像等统括起来进行通信的多媒体通信，预料今后信息传输量会更加增多，随之将进一步要求传输信号的高速化。
而且，由于在移动体通信环境下存在着许多延迟通路，容易产生多通路衰落，导致传输特性的劣化。尤其传输高速信号时，除多通路衰落(Multipath fading)外，选频性衰落的影响也增大，因此，克服该选频衰落的技术是不可缺的。
可是，以手机等为代表的移动体通信系统的上行链路(移动站→基站)，因为有多数的移动站非同步地接入同一个基站，在用户之间会发生干扰。作为防止这种干扰的技术，可采用DS-CDMA(DirectSequence-Code Division Multiple Access)传输、MC-CDMA(MultiCarrier-Code Division Multiple Access)传输等传输方式。这些传输方式，是给每个用户一个固有的扩散符号，使发送信号扩散在较宽的频带上进行通信，可获得频率分集效应的同时，减少用户之间的干扰。
但是，由于上述传输方式的扩散通信是在有限的频带上进行，不仅残留着用户之间的干扰，还限制了能同时通信的用户数。除以上方式以外，还可采用给用户固有的载频但不进行扩散的通信方式(所谓频分多址联接：FDMA)。这种通信方式，虽然用户之间不发生干扰，但也不能获得频率分集效应，克服上述选频性衰落，具有致命性的缺点。
因此，有报道提出了为了获得频率分集效应进行频谱扩散，并使用户在频率上正交化的技术。(非专利文献1)该技术将由Q个数据符号组成的发送信号组，重复L次(即扩散率为L)，并在该重复系列给予用户固有的频偏来进行发送。这种发送，可使重复周期的逆数(即Q×L)的L倍的频率点成为离散频谱，共出现Q个信号频谱。这样，会有L一1个空的频率点组存在，最多可将L个用户的发送信号不重叠地(即正交化)布置在频率上进行发送，在接收侧可避免用户之间发生干扰，并获得通路分集效应。
对于上述发送侧的技术，接收侧从接收信号除掉用户固有的频偏后，采用最小平均2乘误差估计或匹配过滤检测，来推测发送数据块。最近，有将该技术适用到DS-CDMA的上行链路上的研究。(非专利文献2)
非专利文献1：M.Schnell and I.de Broeck，and U.Sorger，“A promising new wideband multiple-access Scheme for futuremobile communications systems”，European Transactions onTelecommunications，VOl.10，No.4，July-Aug.1999.
非专利文献2：后藤喜和、川村辉弘、新博行、佐和桥卫；“上行链路可变扩散率片状重复(VSCRF)-CDMA宽带无线接入(上りリンク可変拡散率·チツプ繰り返し(VSCRF)-CDMAブ口一ドバンド無線アクセス)”；信学技报；RCS2003-67.PP.91-98，山形，2003年6月。
目前，手机的主流技术是1990年代的数字通信技术(2G(第二代技术))或以IMT-2000(International MobileTelecommunication-2000)等为代表的2000年代的数字通信技术(3G(第三代技术))，今后的当务之急是开发技术，以适应第四代数字通信技术(4G)，即高速数字通信(如移动：100Mb/s、静止：1Gb/s)或高速多媒体通信(如文本、声音、图像等的同时通信)。
此外，当考虑将来(从第三代到第四代)的高速多媒体通信系统时，需要解决的技术问题有很多，尤其为了适应高速多媒体通信，能处理可变数据速率信号的技术是不可缺的。
但是，因为上述发送技术，是采用数据块的重复和频偏等操作进行FDMA通信，存在着难以接受可变数据速率的用户的问题。
此外，因为以误差最小估计或匹配滤波检测来等化时间领域，当传播通路上有许多不同延迟时间的通路时，使这种等化处理复杂化，这也是存在的问题。
而且，已往采用的数据调制方式仅做单载波(SC)传输或DS-CDMA传输，限制了其适用范围。
发明内容
本发明鉴于上述已往的课题进行研究，提出了在获得频率分集效应的同时，还能接受可变扩散率的用户的技术。而且，该技术的适用思想，不是仅限于一部分传输方式，而是能适用到所有传输方式的。结果，其目的在于提供能顺利灵活地转向将来的高速多媒体通信系统的通信装置、具有该发送装置的通信系统以及适于移动体通信的通信方法。
为了解决以上课题，达到目的，根据权利要求1的发送装置，使用根据规定的传输方式的数据符号所生成的发送信号进行发送，其特征在于具有：交错器，对于上述数据符号被转换成频率领域的数据的频率领域数据，生成进行了规定的排序处理的交错处理数据；以及IFFT处理部，将上述交错处理数据转换成时间领域的信号。
根据权利要求1的发明，由于交错器对于上述数据符号被转换成频率领域的数据的频率领域数据，生成进行了规定的排序处理的交错处理数据，可避免在用户之间发生干扰，实现有分集效应的信号传输。
此外，根据权利要求2的发送装置，在上述发明中，其特征在于：还具有将上述数据符号转换成上述频率领域数据的FFT处理部。
此外，根据权利要求3的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述交错器由被输入的Q个数据符号生成并输出N(N＞Q)个数据。
此外，根据权利要求4的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述FFT处理部对于上述被输入的Q个数据符号进行Q点的FFT处理。
此外，根据权利要求5的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述IFFT处理部对于上述交错器所输出的N个数据，进行N点的IFFT处理。
此外，根据权利要求6的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述交错器具有将上述FFT处理部的输出数据存储起来的交错存储器；将上述FFT处理部所输出的Q点的数据写入上述交错存储器的规定位置；所规定的N个数据，包括被写入该规定位置的Q个数据和被写入除该Q个数据被写入的位置以外的位置的数据，是由上述交错器读出的。
此外，根据权利要求7的发送装置，在上述发明中，其特征在于：由上述交错存储器读出的所规定的N个数据，是向上述IFFT处理部输出的。
此外，根据权利要求8的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是扩散信号(包括扩散率为1的场合)。
此外，根据权利要求9的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是多载频信号。
此外，根据权利要求10的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是OFDM信号。
此外，根据权利要求11的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是可变数据速率的数据符号。
此外，根据权利要求12的通信系统，具有使用根据规定的传输方式的数据符号所生成的发送信号进行发送的发送装置，以及接收上述发送信号并根据接收到的接收信号对上述数据符号进行解调的接收装置，其特征在于：上述发送装置具有对于上述数据符号被转换成频率领域的数据的频率领域数据，生成进行了规定的排序处理的交错处理数据的一交错器，以及将上述交错处理数据转换成时间领域的信号的IFFT处理部；上述接收装置具有将时间领域的信号转换成频率领域数据的FFT处理部，以及对于该被转换的频率领域数据，生成进行了规定的排序处理的解交错处理数据的一解交错器。
此外，根据权利要求13的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述发送装置还具有将上述数据符号转换成上述频率领域数据的一FFT处理部；上述接收装置还具有将上述解交错处理数据转换成时间领域的信号的IFFT处理部。
此外，根据权利要求14的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述解交错器由被输入的N个数据生成并输出Q(Q＜N)个数据。
此外，根据权利要求15的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述接收装置的FFT处理部，对于接收后经串并行转换的N个接收数据，进行N点的FFT处理。
此外，根据权利要求16的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述接收装置的IFFT处理部对于上述解交错器所输出的Q个排序处理数据，进行Q点的IFFT处理。
此外，根据权利要求17的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述解交错器具有将上述接收装置的FFT处理部的输出数据存储起来的解交错存储器：将上述接收装置的FFT处理部所输出的N点的数据写入上述解交错存储器的规定位置；从写入该规定位置的N个数据中，作为处理对象的数据被写入规定位置的Q个数据，是由上述解交错器读出的。
此外，根据权利要求18的通信系统，在上述发明中，其特征在于：由上述解交错存储器读出的所规定的Q个数据，是向上述接收装置的IFFT处理部输出的。
此外，根据权利要求19的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是扩散信号(包括扩散率为1的场合)。
此外，根据权利要求20的通信系统，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是多载频信号。
此外，根据权利要求21的发送装置，在上述发明中，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是OFDM信号。
此外，根据权利要求22的通信方法，是使用根据规定的传输方式的数据符号所生成的发送信号进行发送的发送方法，其特征在于：包括将上述数据符号转换成频率领域数据的FFT处理步骤；对该被转换的频率领域数据进行排序处理的交错处理步骤；以及将上述频率领域数据转换成时间领域的信号的IFFT处理步骤。
此外，根据权利要求23的通信方法，在上述发明中，其特征在于：上述交错处理步骤，是由被输入的Q个数据符号生成并输出N(N＞Q)个数据的。
此外，根据权利要求24的通信方法，在上述发明中，具有使用根据规定的传输方式的数据符号所生成的发送信号进行发送的发送步骤，以及接收上述发送步骤所发送的发送信号进行上述数据符号的解调的接收步骤，其特征在于：上述发送步骤包括将上述数据符号转换成频率领域数据的FFT处理步骤，对该被转换的频率领域数据进行排序处理的交错处理步骤，以及将上述频率领域数据转换成时间领域的信号的IFFT处理步骤；上述接收步骤包括将上述时间领域的信号转换成频率领域数据的FFT处理步骤，对该被转换的频率领域数据进行排序处理的解交错处理步骤，以及将上述频率领域数据转换成时间领域的信号的IFFT处理步骤。
此外，根据权利要求25的通信方法，在上述发明中，其特征在于：上述交错处理步骤由被输入的Q个数据符号生成并输出N(N＞Q)个数据，上述解交错处理步骤由被输入的N个数据生成并输出Q(Q＜N)个数据。
发明的效果如下：
根据本发明，由于将扩散符号转换成频率领域的信号，并以交错器或解交错器对被转换的频率领域的信号进行排序处理(所规定的写入处理或读出处理)，因此可让多数用户的发送信号在频率上正交，同时获得频率分集效应。
附图说明
图1是表示第一实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。
图2是表示第一实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。
图3是表示向交错储存器的用户分配实施例(同一数据速率)的概念图。
图4是分别表示发送系统的向交错储存器进行写入处理的概念和由交错储存器进行读出处理的概念的概念图。
图5是分别表示接收系统的向解交错储存器进行写入处理的概念和由解交错储存器进行读出处理的概念的概念图。
图6是将发送系统的向交错储存器进行写入处理的概念和由交错储存器进行读出处理的概念表现在频率轴上的示意图。
图7是表示向交错储存器的用户分配的其他实施例(可变数据速率)的概念图。
图8是表示向交错储存器的用户分配的其他实施例(随机分配)的概念图。
图9是表示第二实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。
图10是表示第二实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。
图11是表示第三实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。
图12是表示第三实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。
符号说明
11、21、31、41、51、61  S/P转换部
1 2、22、33、42、62  FFT处理部
13、32、56  交错器
14、24、57  IFFT处理部
15、25、34、44、58、66  P/S转换部、
23、43、63  解交错器
521、52Q  复制部
531、53Q  扩散处理部
641、64Q  逆扩散处理部
具体实施方式
下面根据附图，对本发明涉及的发送装置、具有该发送装置的通信系统以及适用于这些装置等的通信方法的实施方案加以详细说明。本发明不受该实施方案的限制。
(发明的特征)
对本发明的实施方案加以说明前，先列出本发明涉及的发送装置、具有该发送装置的通信系统以及适用于这些装置的通信方法的特征。
本发明：
(1)不依赖于特定的传输方式(如SC传输、DS-CDMA传输、OFDM传输、MC-CDMA传输等)，而能适用到所有传输方式，因此，可将处理手段(或处理方法)的概念一般化。这样，即使今后出现新的传输方式，也能广泛适用于新的那些传输方式。
(2)此外，由于导入了在频率轴上处理的概念，能让多数用户的发送信号在频率上正交，同时获得频率分集效应。
(3)原来就在接收侧进行的频率领域的等化处理的功能，可以照旧利用，因此控制了处理负荷的增大。
(4)由于能够同时处理各用户的不同数据速率以及各种传输速率的通信，加大了对系统的零活性。
(5)由于分配给各用户的频率分量或副载波，可给定在规定的任意位置，或者可按各通信做动态变更，提高了通信的安全性。
作为实施发明的最好方案，下面对适用于DS-CDMA传输、OFDM传输以及MC-CDMA传输的3个实施例的结构和动作加以说明。
[第一实施例]
(适用于DS-CDMA传输)
图1是表示第一实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。在本图所示的发送系统输入：为了DS-CDMA传输进行规定的调制的由Q个符号串构成的符号数据(d0，d1，…，dQ-1)。这里所表现的“符号数据”，与权利要求书以及解决课题的方案中的“数据符号”相同，但为了跟其他的输出统一表现，所以在这里采用了这样的表现。此外，本图所示的发送系统具有：将串行传输的符号数据(di)转换成并行数据的S/P(串行/并行)转换部11；对于该并行数据进行高速傅里叶转换(FFT：Fast Fourier Transform)处理的FFT处理部12；根据FFT处理部12的输出数据进行后述的交错(interleave)处理(发送系统的写入处理/发送系统的读出处理)的交错器13；对于交错器13的输出数据进行高速反傅里叶转换(IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)处理的IFFT处理部14；以及将IFFT处理部14的输出数据转换成串行化发送数据(S0，S1，…，SN-1)的P/S(并行/串行)转换部15。
另一方面，图2是表示第一实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。在本图所示的接收系统输入：被发送的发送信号接收后进行规定的处理的接收数据(S0，S1，…，SQ-1)。此外，本图所示的接收系统具有：将串行传输的接收数据(Si)转换成并行数据的S/P转换部21；对于该并行数据进行高速傅里叶转换处理的FFT处理部22；根据FFT处理部22的输出数据进行后述的解交错处理的解交错器23；对于解交错器23的输出数据进行高速反傅里叶转换处理的IFFT处理部24；以及将IFFT处理部24的输出数据转换成串行数据，即原来的符号数据的P/S转换部25。
接着使用图1和图2，对于上述发送系统和接收系统的动作加以说明。在图1，输入到S/P转换部11的Q点的符号数据(di)被转换成并行数据，输出到FFT处理部12。在FFT处理部12，进行与被输入的符号数据(并行数据)的处理点数(Q)相符的FFT处理，即Q点的FFT处理，将时间领域的数据转换成频率领域的数据，输出到交错器13。在交错器13，根据FFT处理12的输出数据(Q点的交错数据)进行交错处理(发送系统的写入处理/发送系统的读出处理)。这些发送系统的写入处理和发送系统的读出处理，是作为向交错器13具有的交错储存器(图示于图3等)的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。至于这些规定的写入处理/读出处理，在后面详细说明。
而且，在图1的交错器13，经过规定的读出处理的输出数据，作为N点的并行数据输出到IFFT处理部14。即在交错器13，进行转换处理，将处理点数由Q点的数据转换成N(N＞Q)点的数据。在IFFT处理部14，进行与被输入的并行数据的处理点数(N)相符的IFFT处理，即N点的IFFT处理，将频率领域的数据转换成时间领域的数据，输出到P/S转换部15。在P/S转换部15，该时间领域的并行数据生成被转换成串行数据的发送数据。该发送数据经过了规定的转换处理，包括被转换成规定的频带的发送信号的向上变换处理等，由天线装置(省略图示)发送出。此外，为了防止多通路所致的符号间干扰，有时还插入保护间隔。
另一方面，在接收系统，将由上述发送系统发送的发送数据解调成符号数据。即在图2接收数据(Si)被输入到S/P转换部21。该接收数据是经过了规定的处理的数据，包括转换成基带信号的向下变换处理，或为了除掉在发送侧插入的保护间隔的保护间隔除掉处理。在S/P转换部21，被输入的N点的接收数据(Si)被转换成并行数据，输出到FFT处理部22。在FFT处理部22，进行与被输入的符号数据(并行数据)的处理点数(N)相符的FFT处理，即N点的FFT处理，将时间领域的数据转换成频率领域的数据，输出到解交错器23。在解交错器23，进行与在发送系统的交错器13进行的处理的相反的处理，即根据FFT处理22的输出数据(N点的并行数据)进行解交错处理(接收系统的写入处理/接收系统的读出处理)。这些接收系统的写入处理和接收系统的读出处理，与发送系统一样，是作为向解交错器23具有的解交错储存器(图示于图4等)的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。至于这些规定的写入处理/读出处理，同发送系统的处理一起，在后面详细说明。
而且，在图2的解交错器23，经过规定的读出处理的输出数据，作为Q点的并行数据输出到IFFT处理部14。即在解交错器23，进行与发送系统相反的转换处理，将处理点数由N点的数据转换成Q点的数据。在IFFT处理部24，进行与被输入的并行数据的处理点数(Q)相符的IFFT处理，即Q点的IFFT处理，将频率领域的数据转换成时间领域的数据，在P/S转换部25，被转换成串行数据，生成原来的符号数据。
为了控制选频性衰落，在接收侧原来就采用FFT处理进行着频率等化处理。因此，进行上述接收系统的解交错处理时，可照旧利用该频率等化处理。此时，解交错处理可在频率等化处理前进行，也可以在频率等化处理以后进行。此外，频率等化处理可采取以MC-CDMA传输闻名的最大比合成(MRC)等化处理、等增益合成(EGC)等化处理，或最小均方误差合成(MMSEC)等化处理等。
可是，上述发送系统和接收系统的处理，由于交错器13具有向与复数用户共同使用频率领域(N点)中的个别用户分配(即交错)规定的频率领域(Q点)的功能；而解交错器23具有选择向与复数用户共同使用频率领域(N点)中的个别用户分配的规定的频率领域(Q点)的功能。因此，一注意到一次处理的数据的点数(处理点数)，可知具有以下关系，即发送系统的FFT处理部12和接收系统的IFFT处理部24的处理点数都是Q点，而接收系统的IFFT处理部14和接收系统的FFT处理部22的处理点数都是N点的关系。
图3是表示向交错储存器的用户分配实施例(同一数据速率)的概念图。此外，本图所示的交错储存器，是最普遍的Q行×(N/Q)列的字组交错器的概念。信号的传输，为了防止用户之间的干扰，不得让各用户的分配信号频谱互相重叠。即各用户占用的交错储存器上的分配位置，用户之间不的互相重叠。因此，图3所示的例子，以列单位对各用户进行分配，对L(＝N/Q)的用户分配了同一数的Q个频率位置。
图4是分别表示发送系统的向交错储存器进行写入处理的概念和由交错储存器进行读出处理的概念的概念图。图4所示的符号数据，是图1的由S/P转换部11向FFT处理部12输出的数据。同样地，图4所示的FFT处理部输出数据，是图1的由FFT处理部12向交错器13输出的数据；图4所示的IFFT处理部输入数据，是图1的由交错器13向IFFT处理部14输出的数据；图4所示的发送数据，是图1的由IFFT处理部14向P/S转换部15输出的数据。此外，图4所示的交错储存器的用户分配，采用的是图3所示的实施例。
接着，使用图4对向交错储存器进行的写入处理加以说明。在本图，用户1的Q点的符号数据(d0，d1，…，dQ-1)被输入FFT处理部12，在FFT处理部12进行Q点的FFT处理，作为如图4所示的频率领域的FFT处理部输出数据(f0，0，f1，0，…，fQ-1，0)，输出到交错器13。
在交错器13，向交错器13内的交错储存器进行写入处理。如上面所示，在本实施例，由于采取图3所示的实施例的用户分配，因此仅在图4所示的交错储存器上的有关用户1的分配位置(第1列)进行写入处理。若该数据是面向用户2的数据，就仅在有关用户2的分配位置(第2列)进行写入处理。
同样地，使用图4对由交错储存器进行的读出处理加以说明。本图的交错器13，由交错器13内的交错储存器向行单位的列方向(即横向)进行读出处理。完成了1行的读出，就移到下一行(下面的行)的左端，从该位置向列方向进行读出处理。如此进行同样的读出处理，直到最下一行(即第(Q-1)行)，结束一系列的读出处理。这样，该读出处理将读出交错储存器上的所有频率数据，等于读出Q×(N/Q)＝N个数据。表示该读出数据的，就是图4所示的IFFT处理部输入数据(f0，0，f0，1，…，f0，Q-1，f1，0，f1，1，…，f1，Q-1，…，fQ-1，0，fQ-1，1，…，fQ-1，Q-1)。该IFFT处理部输入数据，被输入到图1的IFFT处理部14，在IFFT处理部14进行N点的IFFT处理，作为如图4所示的发送数据(S0，S1，…，SN-1)，输出到P/S转换部15。
图5是分别表示接收系统的向解交错储存器进行写入处理的概念和由解交错储存器进行读出处理的概念的概念图。与图4一样，对于图5所示的各数据与图2所示的处理部的关系加以说明。图5所示的接收数据，是图2的由S/P转换部21向FFT处理部22输出的数据。同样地，图5所示的FFT处理部输出数据，是图2的由FFT处理部22向解交错器23输出的数据；图5所示的IFFT处理部输入数据，是图2的由解交错器23向IFFT处理部24输出的数据；图5所示的符号数据，是图2的由IFFT处理部24向P/S转换部25输出的数据。但是，图5所示的解交错储存器的用户分配，应与图4所示的对交错储存器的用户分配同样。
接着，使用图5对向解交错储存器进行的写入处理加以说明。在本图，N点的接收数据(S0，S1，…，SN-1)被输入FFT处理部22，在FFT处理部22进行N点的FFT处理，作为如图5所示的频率领域的FFT处理部输出数据(f0，0，f0，1，…，f0，Q-1，f1，0，f1，1，…，f1，Q-1，…，fQ-1，0，fQ-1，1，…，fQ-1，Q-1)，输出到解交错器23。
在解交错器23，向解交错器23内的解交错储存器进行写入处理。该写入处理，与在发送系统的由交错储存器的读出处理相对应，进行与该读出处理相反的处理。即在解交错器23，由解交错器23内的交错储存器向行单位的列方向(即横向)进行写入处理。完成了1行的写入，就移到下一行(下面的行)的左端，从该位置向列方向进行写入处理。。如此进行同样的写入处理，直到最下一行(即第(Q-1)行)，结束一系列的写入处理。这样，该写入处理将写入解交错储存器上的所有频率数据，等于写入Q×(N/Q)＝N个数据。
同样地，使用图5对由解交错储存器进行的读出处理加以说明。图5所示的例子是读出图4所示的用户分配中的用户2的数据的情况。即图5的解交错器23，由解交错器23内的解交错储存器向被写入的数据，仅将写入用户2的数据的第2列的数据向行方向(向下)读出。因此，由解交错储存器读出的数据，是频率领域的Q个数据，表示该数据的，就是图5所示的IFFT处理部输入数据(f0，1，f1，1，…，fQ-1，1)。该IFFT处理部输入数据，被输入到图2的IFFT处理部24，在IFFT处理部24进行Q点的IFFT处理，作为符号数据(d0，d1，…，dQ-1)，输出到图2所示的P/S转换部25。
图6是将发送系统的向交错储存器进行写入处理的概念和由交错储存器进行读出处理的概念表现在频率轴上的示意图。在本图，将输入到FFT处理部12的Q点的符号数据(设想图4所示的用户1的符号数据)的FFT间隔设为(T)，在FFT处理部12，可生成出以1/T的频率间隔排列的频率系列的数据(f0，0，f1，0，f2，0，…，fQ-1，0)，输出到交错器13。至于在交错器13的写入处理，或由交错器13的读出处理如上所述。当同时通信的用户只有用户1时，交错器13向IFFT处理部14输出的数据，生成出各频率分量之间排列着(N/Q-1)个的“0”的频率分量的数据(f0，0，…，0，f1，0，0，…，0，…，fQ-1，0，0，…，0)，输出到IFFT处理部14，如图6所示。
在图6，由于符号数据的频谱在某一频带一起存在着，若在该频带发生了强烈的选频性衰落，其影响会出现在所有符号数据上，使信号难以解调。一方面，由交错器13输出的的输出数据，即向IFFT处理部14的输入数据具有广范围分散的频谱，如图6所示，就是部分数据出现选频性衰落的影响，从整体看没有很大的影响，可将选频性衰落的影响局限化。
图7是表示向交错储存器的用户分配的其他实施例(可变数据速率)的概念图。在图3示出的是将以同一数据速率通信的复数用户的向交错储存器的分配例。而图7示出的是以不同(任意)数据速率通信的复数用户的向交错储存器的分配例。另外，图7所示的交错储存器交错储存器，与图3相同，是Q行×(N/Q)列的字组交错器的概念。
在图7，对以用户1的2倍的数据速率进行通信的用户2，分配用户1的2倍(2列分)的领域。另外，对以用户1的1/2的数据速率进行通信的用户3，分配用户1的一半(1列，Q/2行)的领域。但是，交错储存器的对用户1～3的分配，在图3和图7是对连续的领域进行的，但该分配并不在此限。例如，在图7，用户4虽然是以与用户3一样的用户1的1/2的数据速率进行通信，但可分配散开的领域。要紧的是，不让同时进行通信的各用户的分配，互相重叠即可。
此外，图8是表示向交错储存器的用户分配的其他实施例(随机分配)的概念图。如本图的用户1和用户2的分配例，可分别逐行给定规定的任意位置。在接收侧，仅根据分配信息抽出必要的数据即可。至于分配信息，可预先决定好，或以某些手段传达。例如，由移动站向基站进行通信时，基站可向移动站指示将数据写入交错储存器的哪个位置。
如以上的说明，根据本实施方案的发送装置和通信系统，是将扩散信号的符号数据转换成频率领域的信号，以便在交错器和解交错器对被转换的频率领域的信号进行排序处理(规定的写入处理或读出处理)，可让多数的用户的发送信号在频率上正交的同时，可获得频率分集效应。另外，由于原来就进行的频率领域的等化处理的功能，可以照旧利用，因此可控制处理负荷的增大。还有，由于能够同时处理各用户的不同数据速率以及各种传输速率的通信，加大了对系统的零活性。还有，由于分配给各用户的频率分量可对每个通信做动态变更，提高了通信的安全性。
另外，该实施方案说明了将交错处理或解交错处理的概念适用到DS-CDMA传输的例子，但同样可适用到SC传输。即SC传输可视为是DS-CDMA传输的一个特殊场合(即扩散率为1)，因此可以在与上述结构一样的结构上来实现。
[第二实施例]
图9是表示第二实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。图10是表示第二实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。在上述的第一实施例，说明了将该发明的特征，即交错处理和解交错处理的概念适用到DS-CDMA传输系统的例子，在第二实施例对适用到OFDM传输系统的例子加以说明。
图9所示的发送系统，为了OFDM传输具有：将具有频谱的OFDM符号数据(a0，a1，…，aQ-1)转换成并行数据的S/P转换部31；根据该并行数据进行与第一实施例一样的交错处理的交错器32；对于交错器32的输出数据进行高速反傅里叶转换处理的IFFT处理部33；以及将IFFT处理部33的输出数据恢复成串行化发送数据(S10，S11，…，S1N-1)的P/S转换部34。
另一方面，图10所示的发送系统具有：将被发送的发送信号接收后进行规定的处理的接收数据(S10，S11，…，S1Q-1)，转换成并行数据的S/P转换部21；对于该并行数据进行高速傅里叶转换处理的FFT处理部42；根据FFT处理部22的输出数据进行与第一实施例相同的解交错处理的解交错器43；对于解交错器23的输出数据转换成串行数据，即原来的符号符号数据的P/S转换部44。
接着使用图9和图10，对于上述发送系统和接收系统的动作加以说明。在图9，输入到S/P转换部31的Q点的符号数据(ai)被转换成并行数据，输出到FFT处理部32。
因为第一实施例所采用的DS-CDMA信号是作为时间领域的信号使用的，所以在此阶段需要了FFT处理。但因为OFDM信号可作为频率领域的信号使用，不必进行FFT处理，可直接输入交错器32。在交错器32，根据S/P转换部41的输出数据(Q点的并行数据)进行交错处理(发送系统的写入处理/发送系统的读出处理)。这些交错处理，与第一实施例一样，是作为向交错器32具有的交错储存器的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。
而且，在图9的交错器32，经过规定的读出处理的输出数据，作为N点的并行数据输出到IFFT处理部33。即在交错器32，与第一实施例一样，Q点的数据被转换成N(N＞Q)点的数据后被输出。在IFFT处理部33，进行N点的IFFT处理，将频率领域的数据转换成时间领域的数据，输出到P/S转换部34。在P/S转换部34，时间领域的并行数据生成出被转换成串行数据的发送数据。该发送数据经过了规定的转换处理，包括为了防止多通路所致的符号间干扰，插入保护间隔，以及对被转换成规定的频带的发送信号的向上变换处理等，由天线装置(省略图示)发送出。
另一方面，在接收系统，将由发送系统发送的发送数据解调成原来的符号数据。即在图10，通过向下变换处理或保护间隔除掉处理等，生成出接收数据(S1i)被输入到S/P转换部41。在S/P转换部41，N点的接收数据(S1i)被转换成并行数据，输出到FFT处理部42。在FFT处理部42，进行N点的FFT处理，转换成频率领域的数据，输出到解交错器43。在解交错器43，与第一实施例一样，进行与在发送系统的交错器32进行的处理的相反的处理，即根据S/P转换部41的N点的输出数据，进行解交错处理(接收系统的写入处理/接收系统的读出处理)。这些解交错处理，与第一实施例一样，作为向解交错器43具有的解交错储存器(图示于图4等)的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。在解交错器43，经过规定的读出处理的输出数据，作为Q点的并行数据输出到P/S转换部44。在P/S转换部44，有解交错器43的输出数据(并行数据)被转换成串行数据，生成出原来的OFDM符号数据。
如在开头的说明提到，本发明的一个特征是：由于导入了在频率轴上处理的概念，能让多数用户的发送信号在频率上正交，同时获得频率分集效应。另一方面，OFDM传输的概念，也包括着在频率轴上处理的想法。从图1和图9或图2和图10的比较可以理解，在发送系统或接收系统，不需要FFT处理或IFFT处理，精简了系统结构。
如以上的说明，根据本实施方案的发送装置和通信系统以及通信方法，是将扩散信号的符号数据转换成频率领域的信号，以便在交错器和解交错器对被转换的频率领域的信号进行排序处理(规定的写入处理或读出处理)，可让多数的用户的发送信号在频率上正交的同时，可获得频率分集效应。另外，由于原来就进行的频率领域的等化处理的功能，可以照旧利用，因此可控制处理负荷的增大。还有，由于能够同时处理各用户的不同数据速率以及各种传输速率的通信，加大了对系统的零活性。还有，由于分配给各用户的频率分量可对每个通信做动态变更，提高了通信的安全性。
[第三实施例]
图11是表示第三实施例的发送装置主要部分的结构的发送系统方块图。图12是表示第三实施例的接收装置主要部分的结构的接收系统方块图。在上述的第一和第二实施例，说明了将该发明的特征，即将交错处理和解交错处理的概念适用到DS-CDMA传输系统或OFDM传输系统的例子，在第三实施例对适用到MC-CDMA传输系统的例子加以说明。
图11所示的发送系统，为了MC-CDMA传输具有：将符号数据(b0，b1，…，bQ-1)转换成并行数据的S/P转换部51；将该并行数据分别复制成规定的数量的复制部521～52Q；根据由复制部521～52Q输出的信号生成出扩散信号的扩散处理部531～53Q；与第一和第二实施例一样的进行交错处理的交错器56；对于交错器56的输出数据进行高速反傅里叶转换处理的IFFT处理部57；以及将IFFT处理部57的输出数据恢复成串行化发送数据(S20，S21，…，S2N-1)的P/S转换部58。
另一方面，图12所示的发送系统具有：将被发送的发送信号接收后进行规定的处理的接收数据(S20，S21，…S2Q-1)，转换成并行数据的S/P转换部61；对于该并行数据进行高速傅里叶转换处理的FFT处理部62；根据FFT处理部62的输出数据进行与第一和第二实施例相同的解交错处理的解交错器63；根据解交错器63的输出数据恢复成原来的扩散信号的逆扩散处理部641～64Q，逆扩散处理部641～64Q的输出数据转换成串行数据，即原来的符号数据的P/S转换部66。
接着使用图11和图12，对于上述发送系统和接收系统的动作加以说明。在图11，输入到S/P转换部51的Q点的符号数据(bi)被转换成并行数据，输出到复制部521～52Q。在复制部521～52Q符号数据分别被复制成SF个(SF：扩散率)，输出到扩散处理部531～53Q。在图11，扩散率SF与Q是一样的(SF＝Q)。在扩散处理部531～53Q，被输入的各符号数据，如将W-H系列符号等的正交扩散符号系列[Ci(0)～Ci(Q-1)，i＝0～(Q-1)]乘法计算生成出的扩散信号，输出到交错器56。在交错器56，根据扩散处理部531～53Q的输出数据(Q点的并行数据)进行交错处理(发送系统的写入处理/发送系统的读出处理)。这些交错处理，与第一和第二实施例一样，是作为向交错器56具有的交错储存器的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。
而且，在图11的交错器56，经过规定的读出处理的输出数据，作为N点的并行数据输出到IFFT处理部57。在IFFT处理部57，根据N个副载波进行N点的IFFT处理，将频率领域的数据转换成时间领域的数据，输出到P/S转换部58。在P/S转换部58，时间领域的并行数据生成出被转换成串行数据的发送数据。该发送数据与第二实施例一样，经过了规定的转换处理，包括插入保护间隔处理或向上变换处理等，由天线装置(省略图示)发送出。
另一方面，在接收系统，将由发送系统发送的发送数据解调成原来的符号数据。即在图12，通过向下变换处理或保护间隔除掉处理等，生成出接收数据(S2i)被输入到S/P转换部61。在S/P转换部61，N点的接收数据(S2i)被转换成并行数据，输出到FFT处理部62。在FFT处理部62，进行N点的FFT处理，转换成频率领域的数据，输出到解交错器63。在解交错器63，与第一实施例一样，进行与在发送系统的交错器56进行的处理的相反的处理，即根据S/P转换部61的N点的输出数据，进行解交错处理(接收系统的写入处理/接收系统的读出处理)。这些解交错处理，与第一实施例一样，作为向解交错器63具有的解交错储存器(图示于图5等)的规定的写入处理或者作为由交错储存器的规定的读出处理所进行的。在解交错器63，经过规定的读出处理的输出数据，作为Q点的并行数据分别输出到逆扩散处理部641～64Q。在逆扩散处理部641～64Q，进行逆扩散处理，即分别将在SP个副载波发送系统所使用的正交扩散符号系列[Ci(0)～Ci(Q-1)，i＝0～(Q-1)]和副共轭正交扩散符号系列[Ci *(0)～Ci *(Q-1)，i＝0～(Q-1)]乘法计算，加在一起。将处理结果输出到P/S转换部66。在P/S转换部66，该输出数据(并行数据)被转换成串行数据，生成出原来的符号数据。
此外，MC-CDMA传输的特征在于载频率领域进行扩散处理，与OFDM传输一样，包含着在频率轴上处理的概念。因此，如上面所述，能够增加发送系统的交错处理和接收系统的解交错处理的功能，在尽可能局限选频性衰落的影响下，可有效地精简系统结构。
如以上的说明，根据本实施方案的发送装置和通信系统以及通信方法，是将扩散信号的符号数据转换成频率领域的信号，以便在交错器和解交错器对被转换的频率领域的信号进行排序处理(规定的写入处理或读出处理)，可让多数的用户的发送信号在频率上正交的同时，可获得频率分集效应。另外，由于原来就进行的频率领域的等化处理的功能，可以照旧利用，因此可控制处理负荷的增大。还有，由于能够同时处理各用户的不同数据速率以及各种传输速率的通信，加大了对系统的零活性。还有，由于分配给各用户的副载波可按各通信做动态变更，提高了通信的安全性。
通过一至三的实施例，一边显示着交错储存器的最普遍的Q行×(N/Q)列的字组交错器的概念进行了说明。但不仅限于该字组交错器，还可应用到其他概念上，如卷积交错器等。
在产业上的可行性
如上所示，本发明涉及的发送装置或通信系统，作为移动体通信系统的发送装置或通信系统有用的，尤其最适于选频衰落的影响成问题的地上移动通信系统的发送装置或通信系统。

Claims (21)

1.一种发送装置，该发送装置根据规定的传输方式的数据符号生成发送信号，并使用所生成的上述发送信号进行发送，其特征在于具有：
交错器，生成并输出对频率领域数据进行排序处理而包括N个数据的交错处理数据，该频率领域数据是通过将输入的Q个上述数据符号转换成频率领域而得到的数据；以及
IFFT处理部，将上述交错处理数据转换成成为上述发送信号的时间领域的信号；
上述交错器具有交错存储器，该交错存储器为了进行排序处理而存储包括Q个数据的上述频率领域数据，上述交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，在向该存储器进行写入处理时，将Q个上述频率领域数据之中的与各用户对应的频率领域数据，仅向作为有关该用户的分配位置的特定的列的特定位置进行写入处理，在从该存储器进行读出处理时，将写入的上述频率领域数据以行单位向列方向进行读出处理；
其中，N＞Q。
2.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于：还具有将上述数据符号转换成上述频率领域数据的FFT处理部。
3.如权利要求2所述的发送装置，其特征在于：上述FFT处理部对于被输入的Q个数据符号进行Q点的FFT处理。
4.如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于：上述IFFT处理部对于上述交错器所输出的N个数据，进行N点的IFFT处理。
5.如权利要求2所述的发送装置，其特征在于：
上述交错器的交错存储器存储从上述FFT处理部输出的包括Q个数据的上述频率领域数据；
将上述FFT处理部所输出的上述Q个数据写入上述交错存储器的规定位置；
规定的N个数据，包括被写入该规定位置的Ｑ个数据和被写入除该Q个数据被写入的位置以外的位置的数据，是由上述交错器读出的。
6.如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于：由上述交错存储器读出的规定的N个数据，是向上述IFFT处理部输出的。
7.如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是扩散信号，包括扩散率为1的场合。
8.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是多载波信号。
9.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是OFDM信号。
10.如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是可变数据速率的数据符号。
11.一种通信系统，该通信系统具有根据规定的传输方式的数据符号生成发送信号并使用所生成的上述发送信号进行发送的发送装置，以及接收上述发送信号并根据接收到的接收信号对上述数据符号进行恢复的接收装置，其特征在于：
上述发送装置具有：
交错器，生成并输出对频率领域数据进行排序处理而包括N个数据的交错处理数据，上述频率领域数据是通过将输入的Q个上述数据符号转换成频率领域而得到的数据；以及
IFFT处理部，将上述交错处理数据转换成成为上述发送信号的时间领域的信号；
上述交错器具有交错存储器，该交错存储器为了进行排序处理而存储包括Q个数据的上述频率领域数据，上述交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，在向该存储器进行写入处理时，将Q个上述频率领域数据之中的与各用户对应的频率领域数据，仅向作为有关该用户的分配位置的特定的列的特定位置进行写入处理，在从该存储器进行读出处理时，将写入的上述频率领域数据以行单位向列方向进行读出处理；
上述接收装置具有：
FFT处理部，将时间领域的信号转换成频率领域数据；以及
解交错器，对被输入的包括N个数据的该被转换的频率领域数据进行排序处理，生成并输出包括Q个数据的解交错处理数据；
上述解交错器具有解交错存储器，该解交错存储器为了进行排序处理而存储包括上述N个数据的上述频率领域数据，上述解交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，在写入处理时，将频率领域数据以行单位向列方向进行写入处理，在读出处理时，从写入的上述数据仅读出被写入了与各用户对应的数据的特定的列的特定位置的数据；
其中，Q＜N。
12.如权利要求11所述的通信系统，其特征在于：
上述发送装置还具有将上述数据符号转换成上述频率领域数据的FFT处理部；
上述接收装置还具有将上述解交错处理数据转换成时间领域的信号的IFFT处理部。
13.如权利要求11或12所述的通信系统，其特征在于：上述接收装置的FFT处理部，对于接收后经串并行转换的包括N个数据的上述时间领域的信号，进行N点的FFT处理。
14.如权利要求12所述的通信系统，其特征在于：上述接收装置的IFFT处理部对于上述解交错器所输出的上述Q个数据，进行Q点的IFFT处理。
15.如权利要求11或12所述的通信系统，其特征在于：
上述解交错器的解交错存储器存储从上述接收装置的FFT处理部输出的包括N个数据的上述频率领域数据；
将上述接收装置的FFT处理部所输出的上述N个数据写入上述解交错存储器的规定位置；
从写入该规定位置的N个数据中，作为处理对象的数据被写入规定位置的Q个数据，是由上述解交错器读出的。
16.如权利要求12所述的通信系统，其特征在于：由上述解交错存储器读出的规定的Q个数据，是向上述接收装置的IFFT处理部输出的。
17.如权利要求11或12所述的通信系统，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号，是扩散信号，包括扩散率为1的场合。
18.如权利要求11所述的通信系统，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是多载波信号。
19.如权利要求11所述的发送装置，其特征在于：上述规定的传输方式的数据符号是OFDM信号。
20.一种通信方法，是根据规定的传输方式的数据符号生成发送信号并使用所生成的上述发送信号进行发送的发送方法，其特征在于包括：
FFT处理步骤，输入Q个上述数据符号，并将输入的上述Q个上述数据符号转换成频率领域数据；
交错处理步骤，为了对该被转换的频率领域数据进行排序处理，将包括Q个数据的上述频率领域数据存储在交错器的交错存储器中，上述交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，向该存储器的存储通过将Q个上述频率领域数据之中的与各用户对应的频率领域数据仅向作为有关该用户的分配位置的特定的列的特定位置写入来进行，生成包括N个数据的交错处理数据并从上述交错存储器输出，从该存储器的输出通过将写入的上述频率领域数据以行单位向列方向读出来进行；以及
IFFT处理步骤，将上述交错处理数据转换成成为上述发送信号的时间领域的信号；
其中，N＞Q。
21.一种通信方法，该通信方法具有根据规定的传输方式的数据符号生成发送信号并使用所生成的上述发送信号进行发送的发送步骤，以及接收上述发送步骤所发送的发送信号进行上述数据符号的恢复的接收步骤，其特征在于：
上述发送步骤包括：
FFT处理步骤，输入Q个上述数据符号，并将输入的上述Q个数据符号转换成频率领域数据；
交错处理步骤，对该被转换的频率领域数据进行交错处理，生成并输出包括N个数据的交错处理数据；以及
IFFT处理步骤，将上述交错处理数据转换成成为上述发送信号的时间领域的信号；
上述交错处理步骤为了对该被转换的频率领域数据进行排序处理，将包括Q个数据的上述频率领域数据存储在交错器的交错存储器中，上述交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，向该存储器的存储通过将Q个上述频率领域数据之中的与各用户对应的频率领域数据仅向作为有关该用户的分配位置的特定的列的特定位置写入来进行，生成包括N个数据的交错处理数据并从上述交错存储器输出，从该存储器的输出通过将写入的上述频率领域数据以行单位向列方向读出来进行；
上述接收步骤包括：
FFT处理步骤，将上述时间领域的信号转换成包括N个数据的频率领域数据；
解交错处理步骤，为了对该被转换的频率领域数据进行排序处理，将包括上述N个数据的上述频率领域数据存储在解交错器的解交错存储器中，上述解交错存储器是Q行×(N/Q)列的存储器，向该存储器的存储通过将上述频率领域数据以行单位向列方向写入来进行，生成包括Q个数据的解交错处理数据并从上述解交错存储器中输出，从该存储器的输出通过从写入的上述数据仅读出被写入了与各用户对应的数据的特定的列的特定位置的数据来进行；以及
IFFT处理步骤，将上述解交错处理数据转换成时间领域的信号；
其中，N＞Q。
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