專利名稱：碼分多址通信裝置及碼分多址通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CDMA(Code Division Multiple Access碼分多址)通信裝置及CDMA通信方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中，作為使用多個(gè)載波進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的CDMA通信之一，有時(shí)采用組合了OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access正交頻分復(fù)用)方式和CDMA方式的OFDM-CDMA方式。
以往的采用OFDM-CDMA方式的通信裝置中，接收到信號(hào)之后，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行FFT(Fast Fourier Transform；快速傅立葉變換)處理來(lái)進(jìn)行時(shí)間-頻率變換。然后，使用接收信號(hào)中所包含的已知的導(dǎo)頻碼元，估計(jì)傳輸路徑對(duì)每個(gè)副載波的頻率響應(yīng)，并使用得到的估計(jì)值，對(duì)傳輸幀內(nèi)的信息碼元進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。
為了進(jìn)行上述的信息碼元的傳輸路徑補(bǔ)償，一幀內(nèi)至少被插入一個(gè)導(dǎo)頻碼元。由于傳輸路徑補(bǔ)償是一種對(duì)在傳輸導(dǎo)頻碼元的時(shí)刻的傳輸路徑中的振幅和相位的變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶幚?，所以在傳輸路徑的狀態(tài)會(huì)不斷變化的數(shù)字移動(dòng)通信中，插入導(dǎo)頻碼元的間隔越短，越能進(jìn)行更精確的傳輸路徑補(bǔ)償。因此，例如圖1所示，導(dǎo)頻碼元有時(shí)在一幀內(nèi)被插入多個(gè)，該導(dǎo)頻碼元在該圖中以“P”表示。
然而，與信息碼元不同，導(dǎo)頻碼元是沒(méi)有包含要傳送的信息的已知碼元，因此，插入的導(dǎo)頻碼元越多，傳輸效率就越會(huì)降低。
另一方面，在用于數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信裝置中，一般對(duì)經(jīng)由天線發(fā)送或接收的信號(hào)進(jìn)行基帶和無(wú)線頻段之間的變頻處理。此時(shí)，信號(hào)中被附加由產(chǎn)生頻率的合成器引起的相位噪聲。一般來(lái)講，相位噪聲的時(shí)間變動(dòng)快，例如對(duì)每一碼元發(fā)生變動(dòng)。當(dāng)通信裝置進(jìn)行接收信號(hào)的傳輸路徑補(bǔ)償時(shí)，如果不僅對(duì)傳輸路徑中的振幅和相位的變動(dòng)，還對(duì)相位噪聲進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑?，就能夠提高接收性能?br> 然而，要補(bǔ)償如對(duì)每一碼元發(fā)生變動(dòng)那樣的時(shí)間變動(dòng)快的相位噪聲時(shí)，就需要在一幀內(nèi)插入許多導(dǎo)頻碼元，從而如上所述會(huì)造成傳輸效率的降低。
于是，作為抑制相位噪聲引起的性能惡化的方法，已提出例如專利文獻(xiàn)1所公開的方法。在該方法中，發(fā)送端對(duì)信息信號(hào)和用于檢測(cè)剩余相位誤差的已知導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行碼分復(fù)用，并通過(guò)IFFT(Inverse Fast Fourier Transform快速傅立葉逆變換)處理進(jìn)行時(shí)間-頻率變換來(lái)進(jìn)行發(fā)送。而且，接收端對(duì)接收信號(hào)通過(guò)FFT處理進(jìn)行時(shí)間-頻率變換，并進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償之后，通過(guò)解擴(kuò)處理提取經(jīng)過(guò)碼分復(fù)用的上述已知導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)該已知導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)剩余相位誤差，并使用檢測(cè)出的相位誤差對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。在此，由于經(jīng)過(guò)碼分復(fù)用的用于檢測(cè)剩余相位誤差的已知導(dǎo)頻信號(hào)為時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)，所以能對(duì)每一個(gè)碼元檢測(cè)相位誤差。因此，根據(jù)專利文獻(xiàn)1所公開的方法，就能夠跟蹤如響應(yīng)對(duì)每一個(gè)碼元變化那樣的快速時(shí)間變動(dòng)，諸如上述的相位噪聲等。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開第2001-144724號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題然而，在上述的以往方法中存在如下問(wèn)題，即，由于除了對(duì)信息信號(hào)之外還需要對(duì)已知導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行碼分復(fù)用，傳輸效率會(huì)降低。也就是說(shuō)，已知導(dǎo)頻信號(hào)是僅為檢測(cè)剩余相位誤差而被碼分復(fù)用的信號(hào)，其與導(dǎo)頻碼元同樣未包含要傳送的信息的信號(hào)。因此，對(duì)信息信號(hào)和已知導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行碼分復(fù)用的方法會(huì)導(dǎo)致傳輸效率的降低。此外，在僅使用一個(gè)載波的單載波CDMA中也會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題，如果為除去相位噪聲而傳輸較多的導(dǎo)頻信號(hào)等已知信號(hào)，就會(huì)導(dǎo)致傳輸效率的降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種CDMA通信裝置以及CDMA通信方法，能夠提高對(duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)降低傳輸效率。
解決課題的方案本發(fā)明的CDMA通信裝置采用的結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)頻單元，使用擴(kuò)頻碼對(duì)碼元進(jìn)行擴(kuò)頻，從而得到多個(gè)碼片；以及變換單元，對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換。
本發(fā)明的CDMA通信裝置采用的結(jié)構(gòu)包括接收單元，接收包含了多個(gè)碼片的信號(hào)，該碼片是通過(guò)碼元的擴(kuò)頻而得到的碼片；變換單元，對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換；以及解擴(kuò)單元，使用擴(kuò)頻碼對(duì)與所述碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片進(jìn)行解擴(kuò)。
本發(fā)明的CDMA通信方法包括以下步驟使用擴(kuò)頻碼對(duì)碼元進(jìn)行擴(kuò)頻，從而得到多個(gè)碼片；以及對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換。
本發(fā)明的CDMA通信方法包括以下步驟接收包含了多個(gè)碼片的信號(hào)，該碼片是通過(guò)碼元的擴(kuò)頻而得到的碼片；對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換；以及使用擴(kuò)頻碼對(duì)與所述碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片進(jìn)行解擴(kuò)。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提高對(duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)降低傳輸效率。


圖1是表示包含了導(dǎo)頻碼元的幀結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖；圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的坐標(biāo)變換單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是表示IQ平面上的發(fā)送信號(hào)的碼元位置的示例圖；圖5是表示實(shí)施方式1的發(fā)送信號(hào)在擴(kuò)頻和坐標(biāo)變換處理后的狀態(tài)的圖；圖6是表示實(shí)施方式1的接收信號(hào)在接收時(shí)的狀態(tài)的圖；圖7是表示實(shí)施方式1的接收信號(hào)在坐標(biāo)變換和解擴(kuò)處理后的狀態(tài)的圖；圖8是表示相位噪聲引起的碼元位置變動(dòng)的示例圖；圖9是表示實(shí)施方式1的相位噪聲引起的碼元位置變動(dòng)的示例圖；圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的坐標(biāo)變換單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖11是表示IQ平面上的發(fā)送信號(hào)的碼元位置的示例圖；圖12是表示實(shí)施方式2的發(fā)送信號(hào)在擴(kuò)頻和坐標(biāo)變換處理后的狀態(tài)的圖；圖13是表示實(shí)施方式2的接收信號(hào)在接收時(shí)的狀態(tài)的圖；圖14是表示實(shí)施方式2的接收信號(hào)在坐標(biāo)變換和解擴(kuò)處理后的狀態(tài)的圖；圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖16是表示實(shí)施方式3的擴(kuò)頻單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18是表示實(shí)施方式4的接收信號(hào)在接收時(shí)的狀態(tài)的圖；圖19是表示實(shí)施方式4的接收信號(hào)在坐標(biāo)變換和解擴(kuò)處理后的狀態(tài)的圖；圖20A是表示以往的一例接收星座的圖；以及圖20B是表示實(shí)施方式4的一例接收星座的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2所示的CDMA通信裝置大致可分為發(fā)送端和接收端。
發(fā)送端包括擴(kuò)頻單元110-1至110-n、坐標(biāo)變換單元120-1至120-n、復(fù)用單元130、S/P(Serial/Parallel串/并行)變換單元140、IFFT(Inverse FastFourier Transform)單元150以及無(wú)線發(fā)送單元160。另一方面，接收端包括無(wú)線接收單元210、FFT(Fast Fourier Transform)單元220、傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-m、P/S(Parallel/Serial并/串行)變換單元240、坐標(biāo)變換單元250-1至250-n以及解擴(kuò)單元260-1至260-n。
擴(kuò)頻單元110-1至110-n通過(guò)分別將發(fā)送信號(hào)1至n乘以相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼1至n，進(jìn)行擴(kuò)頻處理。此外，在此進(jìn)行的擴(kuò)頻處理中，包括在將同一個(gè)信號(hào)復(fù)用于構(gòu)成OFDM信號(hào)的所有副載波時(shí)進(jìn)行的處理。此時(shí)，擴(kuò)頻單元110-1至110-n進(jìn)行將每個(gè)發(fā)送信號(hào)1至n乘以擴(kuò)頻碼(1，1，...，1)(在此擴(kuò)頻率與副載波的數(shù)量相同)的處理。
坐標(biāo)變換單元120-1至120-n，根據(jù)規(guī)定的規(guī)則對(duì)擴(kuò)頻處理后的信號(hào)在IQ平面上的坐標(biāo)進(jìn)行變換。具體來(lái)講，坐標(biāo)變換單元120-1至120-n對(duì)每一碼片交換同相分量(以下稱為“I分量”)和正交分量(以下稱為“Q分量”)。對(duì)于由坐標(biāo)變換單元120-1至120-n進(jìn)行的坐標(biāo)變換，將在后面詳細(xì)敘述。
圖3是表示坐標(biāo)變換單元120-1至120-n的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。如該圖所示，坐標(biāo)變換單元120-1包括開關(guān)122-1和開關(guān)124-1。此外，坐標(biāo)變換單元120-2至120-n也具有相同的結(jié)構(gòu)。
開關(guān)122-1對(duì)每一碼片切換，由此對(duì)每一碼片交換由擴(kuò)頻單元110-1輸出的擴(kuò)頻處理后的I分量和Q分量，并作為I輸出將其輸出。
開關(guān)124-1對(duì)每一碼片切換，由此對(duì)每一碼片交換由擴(kuò)頻單元110-1輸出的擴(kuò)頻處理后的Q分量和I分量，并作為Q輸出將其輸出。
開關(guān)122-1和開關(guān)124-1相互同步切換，一方輸出I分量時(shí)，另一方輸出Q分量。也就是說(shuō)，對(duì)于某一碼片，由開關(guān)122-1輸出I分量且由開關(guān)124-1輸出Q分量時(shí)，對(duì)于下一碼片，就由開關(guān)122-1輸出Q分量且由開關(guān)124-1輸出I分量。上述開關(guān)122-1和開關(guān)124-1的切換，例如通過(guò)從外部輸入切換信號(hào)，來(lái)以正確的碼片定時(shí)進(jìn)行。此外，在使用切換信號(hào)時(shí)，使開關(guān)122-1和開關(guān)124-1的連結(jié)為每當(dāng)處理各個(gè)傳輸幀的前頭碼片時(shí)會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)。
再次參照?qǐng)D2，復(fù)用單元130對(duì)由坐標(biāo)變換單元120-1至120-n輸出的坐標(biāo)變換后的n個(gè)信號(hào)和用于傳輸路徑補(bǔ)償?shù)囊阎盘?hào)進(jìn)行復(fù)用。此外，復(fù)用單元130對(duì)一幀復(fù)用一個(gè)已知信號(hào)。由此，能將已知信號(hào)引起的傳輸效率的降低抑制到最小限度。
S/P變換單元140對(duì)由復(fù)用單元130輸出的信號(hào)進(jìn)行S/P變換，輸出將要復(fù)用于m個(gè)副載波的m個(gè)并行信號(hào)。
IFFT單元150對(duì)由S/P變換單元140輸出的m個(gè)并行信號(hào)進(jìn)行IFFT處理并復(fù)用于副載波，輸出OFDM信號(hào)。
無(wú)線發(fā)送單元160對(duì)由IFFT單元150輸出的OFDM信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的無(wú)線發(fā)送處理(D/A變換、上變頻等)，并經(jīng)由天線將其發(fā)送。
無(wú)線接收單元210經(jīng)由天線接收OFDM信號(hào)，并對(duì)接收到的OFDM信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的無(wú)線接收處理(下變頻、A/D變換等)。
FFT單元220對(duì)由無(wú)線接收單元210輸出的信號(hào)進(jìn)行FFT處理，輸出按每一副載波的m個(gè)信號(hào)。
傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-m，使用重疊于各個(gè)副載波的已知信號(hào)，對(duì)按每一副載波的m個(gè)信號(hào)進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。
P/S變換單元240對(duì)由傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-m輸出的m個(gè)信號(hào)進(jìn)行P/S變換，輸出串行信號(hào)。
坐標(biāo)變換單元250-1至250-n，根據(jù)規(guī)定的規(guī)則對(duì)由P/S變換單元240輸出的串行信號(hào)在IQ平面上的坐標(biāo)進(jìn)行變換。具體來(lái)講，對(duì)每一碼片交換I分量和Q分量，以使由發(fā)送端的坐標(biāo)變換單元120-1至120-n進(jìn)行的坐標(biāo)變換恢復(fù)。也就是說(shuō)，坐標(biāo)變換單元250-1至250-n具有與上述坐標(biāo)變換單元120-1至120-n相同的結(jié)構(gòu)。
解擴(kuò)單元260-1至260-n，通過(guò)對(duì)由坐標(biāo)變換單元250-1至250-n輸出的n個(gè)坐標(biāo)變換后的信號(hào)分別乘以相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼1至n而進(jìn)行解擴(kuò)處理，并輸出接收信號(hào)1至n。
接著，對(duì)如上構(gòu)成的CDMA通信裝置的動(dòng)作，參照?qǐng)D4至圖7且舉出具體例子進(jìn)行說(shuō)明。在下面的說(shuō)明中，將碼分復(fù)用數(shù)設(shè)為1(即，上述n＝1)，將擴(kuò)頻率設(shè)為4，且將擴(kuò)頻碼1設(shè)為(1，1，-1，-1)。
圖4是表示在IQ平面上的發(fā)送信號(hào)1的碼元(x，y)的坐標(biāo)位置的圖。該碼元(x，y)由擴(kuò)頻單元110-1乘以擴(kuò)頻碼1來(lái)得到擴(kuò)頻。如上所述，由于擴(kuò)頻碼1＝(1，1，-1，-1)，碼元(x，y)就被擴(kuò)頻成碼片1(x，y)、碼片2(x，y)、碼片3(-x，-y)以及碼片4(-x，-y)的4個(gè)碼片。
然后，這4個(gè)碼片由坐標(biāo)變換單元120-1進(jìn)行坐標(biāo)變換。具體來(lái)講，首先作為I輸出，從開關(guān)122-1輸出碼片1的I分量x，同時(shí)作為Q輸出，從開關(guān)124-1輸出碼片1的Q分量y。然后，開關(guān)122-1和開關(guān)124-1切換，作為I輸出，從開關(guān)122-1輸出碼片2的Q分量y，同時(shí)作為Q輸出，從開關(guān)124-1輸出碼片2的I分量x。
接著，開關(guān)122-1和開關(guān)124-1同樣對(duì)每一碼片切換，分別輸出I輸出和Q輸出。結(jié)果，如圖5A至圖5D所示，各個(gè)碼片被坐標(biāo)變換成(x，y)、(y，x)、(-x、-y)以及(-y，-x)。
這些坐標(biāo)變換后的碼片，由復(fù)用單元130對(duì)每一幀與用于傳輸路徑補(bǔ)償?shù)囊阎盘?hào)復(fù)用，并由S/P變換單元140而S/P變換成4個(gè)并行信號(hào)。然后，該4個(gè)并行信號(hào)由IFFT單元150分別復(fù)用于4個(gè)副載波，由此生成OFDM信號(hào)。OFDM信號(hào)由無(wú)線發(fā)送單元160進(jìn)行無(wú)線發(fā)送處理之后，經(jīng)由天線被發(fā)送。
此時(shí)，作為對(duì)OFDM信號(hào)的無(wú)線發(fā)送處理，進(jìn)行將基帶頻率提高到無(wú)線頻段的變頻(上變頻)。該變頻處理中使用產(chǎn)生期望頻率的合成器，而包含于OFDM信號(hào)中的各個(gè)副載波(在此為4個(gè)副載波)，由于該合成器的相位噪聲分別出現(xiàn)相同量的相位變化。
然后，被發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過(guò)接收端的CDMA通信裝置的天線由無(wú)線接收單元210接收。接收信號(hào)由無(wú)線接收單元210進(jìn)行無(wú)線接收處理，此時(shí)也與發(fā)送端同樣，被附加起因于無(wú)線頻段到基帶的變頻(下變頻)的相位噪聲。由于這些由無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210附加的相位噪聲包含變動(dòng)非常快的成分，所以根據(jù)包含于一幀中的一個(gè)已知信號(hào)的話，就無(wú)法補(bǔ)償。
無(wú)線接收處理后的信號(hào)由FFT單元220得到FFT處理，按每4個(gè)副載波的信號(hào)分別被輸出到傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4。然后，通過(guò)傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4，使用包含于各個(gè)副載波的信號(hào)中的已知信號(hào)分別進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。
在此，由于如上所述那樣，在一幀中僅復(fù)用一個(gè)已知信號(hào)，所以由變動(dòng)較慢的衰落等引起的振幅變動(dòng)和相位變動(dòng)，通過(guò)傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4而被補(bǔ)償。然而，通過(guò)傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4無(wú)法補(bǔ)償由變動(dòng)較快的相位噪聲引起的相位變動(dòng)。
因此，僅補(bǔ)償了傳輸路徑中的振幅變動(dòng)和相位變動(dòng)的每個(gè)副載波的信號(hào)，由傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4輸出，并由P/S變換單元240得到P/S變換。通過(guò)P/S變換得到的串行信號(hào)被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。
此時(shí)，圖5A至5D所示的坐標(biāo)變換后的每個(gè)碼片，以偏離到圖6A至6D的黑圓點(diǎn)的位置的狀態(tài)分別被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210進(jìn)行的變頻而附加了相位噪聲的結(jié)果，副載波的相位分別變動(dòng)了Δθ。
然后，這些圖6A至6D所示的黑圓點(diǎn)的坐標(biāo)，由坐標(biāo)變換單元250-1進(jìn)行坐標(biāo)變換，以使由坐標(biāo)變換單元120-1進(jìn)行的坐標(biāo)變換恢復(fù)。具體來(lái)講，首先圖6A所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，圖6B所示的黑圓點(diǎn)交換I分量和Q分量而被輸出，圖6C所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，而圖6D所示的黑圓點(diǎn)交換I分量和Q分量而被輸出。
如上所述，坐標(biāo)變換單元250-1具有與坐標(biāo)變換單元120-1相同的結(jié)構(gòu)，通過(guò)按每一碼片定時(shí)切換的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)如上的坐標(biāo)變換。
坐標(biāo)變換后的4個(gè)碼片，由解擴(kuò)單元260-1乘以擴(kuò)頻碼1(1，1，-1，-1)而被解擴(kuò)。也就是說(shuō)，每個(gè)碼片移動(dòng)到圖7A至7D所示的黑圓點(diǎn)的位置之后得到相加，并作為接收信號(hào)1被輸出。
在此要注意的是，由于進(jìn)行了每隔一碼片交換I分量和Q分量的坐標(biāo)變換，所以將圖7A至7D的相位變動(dòng)分量相加之后，就會(huì)相抵而成為0。也就是說(shuō)，圖7A至7D中，以白圓點(diǎn)所示的點(diǎn)會(huì)由相位噪聲變動(dòng)Δθ的相位而移動(dòng)到以黑圓點(diǎn)所示的位置，由于在附加相位噪聲之前進(jìn)行了坐標(biāo)變換，所以在與圖7A和7C對(duì)應(yīng)的碼片和與圖7B和7D對(duì)應(yīng)的碼片之間，由相位噪聲引起的相位變動(dòng)的方向成為相反，由此會(huì)相互抵消。
因此，從解擴(kuò)單元260-1輸出的接收信號(hào)1，成為已補(bǔ)償了由傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4不能完全補(bǔ)償?shù)南辔辉肼曇鸬南辔蛔儎?dòng)的信號(hào)。此外，由于在補(bǔ)償相位噪聲引起的相位變動(dòng)的處理上不使用已知信號(hào)，不會(huì)使傳輸效率降低。而且，由于能除去相位噪聲的影響，裝備于無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210的合成器并不需要具有較高性能，由此能夠使裝置的成本低。
另外，如上所述，本實(shí)施方式所涉及的坐標(biāo)變換單元120-1至120-n以及坐標(biāo)變換單元250-1至250-n，由于通過(guò)僅具有開關(guān)的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)進(jìn)行坐標(biāo)變換，所以幾乎沒(méi)有因進(jìn)行坐標(biāo)變換導(dǎo)致的電路規(guī)模的增大。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，以較小的電路規(guī)模能高效率地除去相位噪聲的影響。
接著，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置進(jìn)行的相位噪聲除去的效果，使用圖8和圖9進(jìn)行說(shuō)明。
圖8表示以往的CDMA通信裝置中的發(fā)送信號(hào)在擴(kuò)頻前的碼元位置和接收信號(hào)在解擴(kuò)后的碼元位置。作為條件，將碼分復(fù)用數(shù)為4，擴(kuò)頻率為8，而且由相位噪聲引起的相位變動(dòng)為30deg。
圖8A表示使用擴(kuò)頻碼1(1，1，1，1，-1，-1，-1，-1)進(jìn)行擴(kuò)頻或解擴(kuò)的信號(hào)的碼元位置的變動(dòng)，同樣，圖8B表示使用擴(kuò)頻碼2(1，-1，-1，1，1，-1，-1，1)進(jìn)行擴(kuò)頻或解擴(kuò)的信號(hào)的碼元位置的變動(dòng)，圖8C表示使用擴(kuò)頻碼3(1，-1，1，-1，1，-1，1，-1)進(jìn)行擴(kuò)頻或解擴(kuò)的信號(hào)的碼元位置的變動(dòng)，而圖8D表示使用擴(kuò)頻碼4(1，1，-1，-1，-1，-1，1，1)進(jìn)行擴(kuò)頻或解擴(kuò)的信號(hào)的碼元位置的變動(dòng)。在圖8A至8D中，白圓點(diǎn)均表示發(fā)送信號(hào)在擴(kuò)頻前的碼元位置，而黑圓點(diǎn)均表示接收信號(hào)在解擴(kuò)后的碼元位置。
另一方面，圖9表示本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置中的發(fā)送信號(hào)在擴(kuò)頻前的碼元位置和接收信號(hào)在解擴(kuò)后的碼元位置。其條件與圖8相同。
從圖8和圖9可知，以往的CDMA通信裝置中，在接收信號(hào)中出現(xiàn)相位噪聲的影響，結(jié)果出現(xiàn)碼元差錯(cuò)，而本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置中，幾乎沒(méi)有出現(xiàn)相位噪聲引起的相位變動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的接收。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于發(fā)送端對(duì)經(jīng)擴(kuò)頻的發(fā)送信號(hào)的I分量和Q分量對(duì)每一碼片進(jìn)行交換并復(fù)用于多個(gè)副載波來(lái)發(fā)送，而接收端將I分量和Q分量的交換恢復(fù)之后進(jìn)行解擴(kuò)，因此在變頻時(shí)產(chǎn)生的相位噪聲引起的相位變動(dòng)得到相抵，并且能夠除去由于變動(dòng)較快而僅通過(guò)根據(jù)已知信號(hào)的傳輸路徑補(bǔ)償?shù)脑挷荒芡耆a(bǔ)償?shù)南辔辉肼暤挠绊?，從而能夠提高?duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)使傳輸效率降低。
(實(shí)施方式2)本發(fā)明的實(shí)施方式2的特征在于對(duì)每一碼片僅使擴(kuò)頻后的發(fā)送信號(hào)的I分量或Q分量的一個(gè)被反轉(zhuǎn)。
由于本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式一所涉及的CDMA通信裝置(圖2)相同，省略其說(shuō)明。但是，坐標(biāo)變換單元120-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式一不同，如圖10所示。如該圖所示，坐標(biāo)變換單元120-1包括反轉(zhuǎn)單元126-1和開關(guān)128-1。此外，坐標(biāo)變換單元120-2至120-n以及坐標(biāo)變換單元250-1至250-n也具有相同的結(jié)構(gòu)。
反轉(zhuǎn)單元126-1將由擴(kuò)頻單元110-1輸出的擴(kuò)頻處理后的Q分量的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)。
開關(guān)128-1對(duì)每一碼片切換，并且作為Q輸出，將由擴(kuò)頻單元110-1輸出的擴(kuò)頻處理后的Q分量或由反轉(zhuǎn)單元126-1輸出的經(jīng)反轉(zhuǎn)的Q分量輸出。
坐標(biāo)變換單元120-1，作為I輸出，將由擴(kuò)頻單元110-1輸出的擴(kuò)頻處理后的I分量原樣不動(dòng)地輸出，并作對(duì)于Q分量，通過(guò)開關(guān)128-1對(duì)每一碼片切換，使正負(fù)號(hào)對(duì)每一碼片反轉(zhuǎn)并輸出。上述開關(guān)128-1的切換，例如通過(guò)從外部輸入切換信號(hào)，來(lái)以正確的碼片定時(shí)進(jìn)行。此外，在使用切換信號(hào)時(shí)，設(shè)置為開關(guān)128-1的連結(jié)每當(dāng)處理每個(gè)傳輸幀的前頭碼片時(shí)會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)。
接著，對(duì)如上構(gòu)成的CDMA通信裝置的動(dòng)作，參照?qǐng)D11至圖14且舉出具體例子進(jìn)行說(shuō)明。在下面的說(shuō)明中，將碼分復(fù)用數(shù)設(shè)為1(即，n＝1)，將擴(kuò)頻率設(shè)為4，且將擴(kuò)頻碼1設(shè)為(1，1，-1，-1)。
圖11是表示在IQ平面上的發(fā)送信號(hào)1的碼元(x，y)的坐標(biāo)位置的圖。該碼元(x，y)由擴(kuò)頻單元110-1乘以擴(kuò)頻碼1來(lái)得到擴(kuò)頻。如上所述，由于擴(kuò)頻碼1＝(1，1，-1，-1)，碼元(x，y)就被擴(kuò)頻成碼片1(x，y)、碼片2(x，y)、碼片3(-x，-y)以及碼片4(-x，-y)的4個(gè)碼片。
然后，這4個(gè)碼片由坐標(biāo)變換單元120-1坐標(biāo)變換。具體來(lái)講，首先作為I輸出，碼片1的I分量x被原樣不動(dòng)地輸出，同時(shí)作為Q輸出，從開關(guān)128-1輸出碼片1的Q分量y。然后，開關(guān)128-1切換，作為I輸出，碼片2的I分量x原樣不動(dòng)地被輸出，同時(shí)碼片2的Q分量y的正負(fù)號(hào)由反轉(zhuǎn)單元126-1反轉(zhuǎn)，作為Q輸出，從開關(guān)128-1輸出-y。
接著，開關(guān)128-1同樣對(duì)每一碼片切換，分別輸出I輸出和Q輸出。結(jié)果，如圖12A至圖12D所示，各個(gè)碼片被坐標(biāo)變換成(x，y)、(x，-y)、(-x、-y)以及(-x，y)。
接著，坐標(biāo)變換后的碼片與實(shí)施方式一同樣地被復(fù)用于4個(gè)副載波，生成OFDM信號(hào)，并由無(wú)線發(fā)送單元160附加相位噪聲之后，經(jīng)由天線被發(fā)送。
被發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由接收端的CDMA通信裝置的天線而由無(wú)線發(fā)送單元210接收，與實(shí)施方式一同樣，得到FFT處理并使用已知信號(hào)按每一副載波進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。
傳輸路徑補(bǔ)償后的信號(hào)由P/S變換單元240得到P/S變換，所得到的串行信號(hào)被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。
此時(shí)，圖12A至12D所示的坐標(biāo)變換后的每個(gè)碼片，以偏離到圖13A至13D的黑圓點(diǎn)的位置的狀態(tài)分別被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210進(jìn)行的變頻而附加了相位噪聲的結(jié)果，副載波的相位分別變動(dòng)了Δθ。
然后，這些圖13A至13D所示的黑圓點(diǎn)的坐標(biāo)，由坐標(biāo)變換單元250-1進(jìn)行坐標(biāo)變換，以使由坐標(biāo)變換單元120-1進(jìn)行的坐標(biāo)變換恢復(fù)。具體來(lái)講，首先圖13A所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，圖13B所示的黑圓點(diǎn)僅反轉(zhuǎn)Q分量而被輸出，圖13C所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，而圖13D所示的黑圓點(diǎn)僅反轉(zhuǎn)Q分量而被輸出。
如上所述，坐標(biāo)變換單元250-1具有與坐標(biāo)變換單元120-1相同的結(jié)構(gòu)，通過(guò)反轉(zhuǎn)單元和按每一碼片定時(shí)切換的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)如上的坐標(biāo)變換。
坐標(biāo)變換后的4個(gè)碼片，由解擴(kuò)單元260-1乘以擴(kuò)頻碼1(1，1，-1，-1)而被解擴(kuò)。也就是說(shuō)，每個(gè)碼片移動(dòng)到圖14A至14D所示的黑圓點(diǎn)的位置之后得到相加，并作為接收信號(hào)1被輸出。
在此要注意的是，由于進(jìn)行了每隔一碼片將Q分量的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)的坐標(biāo)變換，所以將圖14A至14D的相位變動(dòng)分量相加之后，就會(huì)相抵而成為0。也就是說(shuō)，圖14A至14D中，以白圓點(diǎn)所示的點(diǎn)會(huì)由相位噪聲變動(dòng)Δθ的相位而移動(dòng)到以黑圓點(diǎn)所示的位置，由于在附加相位噪聲之前進(jìn)行了坐標(biāo)變換，所以在與圖14A和14C對(duì)應(yīng)的碼片和與圖14B和14D對(duì)應(yīng)的碼片之間，由相位噪聲引起的相位變動(dòng)的方向成為相反，由此會(huì)相互抵消。
因此，從解擴(kuò)單元260-1輸出的接收信號(hào)1中，已補(bǔ)償由傳輸路徑補(bǔ)償單元230-1至230-4不能完全補(bǔ)償?shù)南辔辉肼曇鸬南辔蛔儎?dòng)。此外，由于在補(bǔ)償相位噪聲引起的相位變動(dòng)的處理上不使用已知信號(hào)，不會(huì)使傳輸效率降低。而且，由于能除去相位噪聲的影響，裝備于無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210的合成器并不需要具有較高性能，由此能夠壓縮裝置的成本。
另外，如上所述，本實(shí)施方式所涉及的坐標(biāo)變換單元120-1至120-n以及坐標(biāo)變換單元250-1至250-n，由于通過(guò)僅具有反轉(zhuǎn)單元和開關(guān)的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)進(jìn)行坐標(biāo)變換，所以進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)，其電路規(guī)模幾乎沒(méi)有增加。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，以較小的電路規(guī)模能夠高效率地除去相位噪聲的影響。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于發(fā)送端僅將經(jīng)擴(kuò)頻的發(fā)送信號(hào)的Q分量每隔一碼片使正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)并復(fù)用于多個(gè)副載波來(lái)發(fā)送，而接收端再僅將Q分量每隔一碼片使正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)之后進(jìn)行解擴(kuò)，因此在變頻時(shí)產(chǎn)生的相位噪聲引起的相位變動(dòng)得到相抵，并且能夠除去由于變動(dòng)較快而僅通過(guò)根據(jù)已知信號(hào)的傳輸路徑補(bǔ)償?shù)脑挷荒芡耆a(bǔ)償?shù)南辔辉肼暤挠绊?，從而能夠提高?duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)使傳輸效率降低。
另外，雖然在本實(shí)施方式中設(shè)為將Q分量的正負(fù)號(hào)每隔一碼片反轉(zhuǎn)，但如果將I分量的正負(fù)號(hào)每隔一碼片反轉(zhuǎn)，也能夠得到相同的效果。
(實(shí)施方式3)本發(fā)明的實(shí)施方式3的特征在于對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻時(shí)，僅將I分量和Q分量的一個(gè)分量乘以變形擴(kuò)頻碼，該變形擴(kuò)頻碼是通過(guò)使構(gòu)成擴(kuò)頻碼的半數(shù)的比特反轉(zhuǎn)而得到的擴(kuò)頻碼。
圖15是表示本實(shí)施方式的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，對(duì)與圖2相同的部分附上相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說(shuō)明。圖15所示的CDMA通信裝置中，分別設(shè)置了擴(kuò)頻單元310-1至310-n以及解擴(kuò)單元320-1至320-n，來(lái)代替圖2所示的CDMA通信裝置的擴(kuò)頻單元110-1至110-n以及解擴(kuò)單元260-1至260-n，并刪除了坐標(biāo)變換單元120-1至120-n以及坐標(biāo)變換單元250-1至250-n擴(kuò)頻單元310-1至310-n，使用擴(kuò)頻碼1至n對(duì)發(fā)送信號(hào)1至n的I分量進(jìn)行擴(kuò)頻。此外，擴(kuò)頻單元310-1至310-n對(duì)擴(kuò)頻碼1至n各自的半數(shù)的比特反轉(zhuǎn)其正負(fù)號(hào)，使用由此得到的變形擴(kuò)頻碼1至n對(duì)發(fā)送信號(hào)1至n的Q分量進(jìn)行擴(kuò)頻。
圖16是表示擴(kuò)頻單元310-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。如該圖所示，擴(kuò)頻單元310-1包括乘法單元312-1、乘法單元314-1以及擴(kuò)頻碼變換單元316-1。此外，擴(kuò)頻單元310-2至310-n都具有相同的結(jié)構(gòu)。
乘法單元312-1通過(guò)將發(fā)送信號(hào)1的I分量乘以擴(kuò)頻碼1來(lái)進(jìn)行擴(kuò)頻，并作為I輸出，將經(jīng)擴(kuò)頻的I分量輸出。
乘法單元314-1通過(guò)將發(fā)送信號(hào)1的Q分量乘以變形擴(kuò)頻碼1來(lái)進(jìn)行擴(kuò)頻，并作為Q輸出，將經(jīng)擴(kuò)頻的Q分量輸出，該變形擴(kuò)頻碼1是對(duì)擴(kuò)頻碼1進(jìn)行變形處理來(lái)得到的擴(kuò)頻碼。
擴(kuò)頻碼變換單元316-1對(duì)擴(kuò)頻碼1的半數(shù)的比特反轉(zhuǎn)其正負(fù)號(hào)，來(lái)生成變形擴(kuò)頻碼1。例如擴(kuò)頻碼1為(，1，1，-1，-1)時(shí)，擴(kuò)頻碼變換單元316-1將第二比特和第四比特的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)，作為變形擴(kuò)頻碼1將(1，-1，-1，1)輸出給乘法單元314-1。
再次參照?qǐng)D15，解擴(kuò)單元320-1至320-n，使用擴(kuò)頻碼1至n對(duì)由P/S變換單元240輸出的串行信號(hào)的I分量進(jìn)行解擴(kuò)。此外，解擴(kuò)單元320-1至320-n，對(duì)擴(kuò)頻碼1至n各自的半數(shù)的比特反轉(zhuǎn)其正負(fù)號(hào)，并使用由此得到的變形擴(kuò)頻碼1至n對(duì)串行信號(hào)的Q分量進(jìn)行解擴(kuò)。解擴(kuò)單元320-1至320-n具有與解擴(kuò)單元320-1相同的結(jié)構(gòu)，在Q分量的解擴(kuò)處理中使用與對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻單元310-1至310-n相同的變形擴(kuò)頻碼。
與實(shí)施方式1和2不同，本實(shí)施方式中不會(huì)對(duì)擴(kuò)頻后的信號(hào)在IQ平面上進(jìn)行坐標(biāo)變換。但是，通過(guò)對(duì)用于擴(kuò)頻發(fā)送信號(hào)的Q分量的擴(kuò)頻碼，將其半數(shù)的比特的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)，結(jié)果，由擴(kuò)頻單元310-1至310-n輸出的信號(hào)會(huì)與由實(shí)施方式二的坐標(biāo)變換單元120-1至120-n輸出的信號(hào)相同。
例如在實(shí)施方式2中，將擴(kuò)頻碼1設(shè)為(1，1，-1，-1)時(shí)，碼元(x，y)就被坐標(biāo)變換成圖12A至12D所示的(x，y)、(x，-y)、(-x、-y)以及(-x，y)的4個(gè)碼片，而在本實(shí)施方式中，輸入給復(fù)用單元130的碼片完全相同。
也就是說(shuō)，如上所述，本實(shí)施方式中，將碼元(x，y)的I分量原樣不動(dòng)地乘以擴(kuò)頻碼1＝(1，1，-1，-1)而得到(x，x，-x，-x)。相對(duì)于此，將碼元(x，y)的Q分量乘以變形擴(kuò)頻碼1＝(1，-1，-1，1)而得到(y，-y，-y，y)。因此，與實(shí)施方式二同樣，由擴(kuò)頻單元310-1至310-n輸出的4個(gè)碼片就成為(x，y)、(x，-y)、(-x、-y)以及(-x，y)。
以后的動(dòng)作與實(shí)施方式2相同，每個(gè)碼片被附加共同的相位噪聲，并由解擴(kuò)單元320-1至320-n進(jìn)行解擴(kuò)，由此每個(gè)碼元的相位噪聲被抵消除去，該解擴(kuò)處理中使用與相對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻單元310-1至310-n相同的擴(kuò)頻碼和變形擴(kuò)頻碼。此外，由于在補(bǔ)償相位噪聲引起的相位變動(dòng)的處理上不使用已知信號(hào)，不會(huì)使傳輸效率降低。而且，由于能除去相位噪聲的影響，裝備于無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210的合成器并不需要具有較高性能，由此能夠壓縮裝置的成本。
此外，如上所述，本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置僅對(duì)擴(kuò)頻碼的一部分進(jìn)行變換而不需要新設(shè)置坐標(biāo)變換單元等，能夠進(jìn)一步抑制電路規(guī)模的增大。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠以更小的電路規(guī)模高效率地除去相位噪聲的影響。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于發(fā)送端原樣不動(dòng)地使用擴(kuò)頻碼對(duì)發(fā)送信號(hào)的I分量進(jìn)行擴(kuò)頻，并使用將擴(kuò)頻碼的半數(shù)的比特的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)而得到的變形擴(kuò)頻碼對(duì)發(fā)送信號(hào)的Q分量進(jìn)行擴(kuò)頻，而接收端使用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼和變形擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)，因此在變頻時(shí)產(chǎn)生的相位噪聲引起的相位變動(dòng)被抵消，并且能夠除去由于變動(dòng)較快而僅通過(guò)根據(jù)已知信號(hào)的傳輸路徑補(bǔ)償?shù)脑挷荒芡耆a(bǔ)償?shù)南辔辉肼暤挠绊?，從而能夠提高?duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)使傳輸效率降低。
另外，雖然在本實(shí)施方式中設(shè)為僅將Q分量乘以通過(guò)反轉(zhuǎn)半數(shù)的比特的正負(fù)號(hào)而得到的變形擴(kuò)頻碼，如果僅將I分量乘以變形擴(kuò)頻碼，也能夠得到相同的效果。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施方式中說(shuō)明了對(duì)合成器的相位噪聲的效果，本發(fā)明并不限于相位噪聲，不言而喻，對(duì)于在所有載波之間共同的相位變動(dòng)也有效果。
(實(shí)施方式4)本發(fā)明的實(shí)施方式4的特征在于對(duì)每一碼片交換在時(shí)域被擴(kuò)頻的發(fā)送信號(hào)的I分量和Q分量。
圖17是表示本實(shí)施方式所涉及的CDMA通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，對(duì)與圖2相同的部分附上相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說(shuō)明。此外，本實(shí)施方式的坐標(biāo)變換單元120-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式一(圖3)相同，具有開關(guān)122-1和開關(guān)124-1。因此，從本實(shí)施方式的坐標(biāo)變換單元120-1，會(huì)輸出包括I輸出和Q輸出的信號(hào)，該I輸出和Q輸出是通過(guò)將I分量和Q分量對(duì)每一碼片交換而得到的輸出。從坐標(biāo)變換單元120-2至120-n，也同樣輸出包括I輸出和Q輸出的信號(hào)，該I輸出和Q輸出是通過(guò)將I分量和Q分量對(duì)每一碼片交換而得到的輸出。
加法單元410對(duì)由坐標(biāo)變換單元120-1至120-n輸出的n個(gè)坐標(biāo)變換后的信號(hào)進(jìn)行碼復(fù)用并進(jìn)行相加。
復(fù)用單元420對(duì)通過(guò)碼復(fù)用n個(gè)信號(hào)而得到的信號(hào)，以幀為單位將已知信號(hào)時(shí)分復(fù)用。
傳輸路徑補(bǔ)償單元430使用在接收信號(hào)中的以幀為單位得到時(shí)分復(fù)用的已知信號(hào)，進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。
接著，對(duì)如上構(gòu)成的CDMA通信裝置的動(dòng)作，參照?qǐng)D18和圖19且舉出具體例子進(jìn)行說(shuō)明。在下面的說(shuō)明中，將碼分復(fù)用數(shù)設(shè)為1(即，n＝1)，將擴(kuò)頻率設(shè)為4，且將擴(kuò)頻碼1設(shè)為(1，1，-1，-1)。此外，假設(shè)本實(shí)施方式所涉及的發(fā)送信號(hào)1的碼元(x，y)，與實(shí)施方式一同樣位于圖4所示的IQ平面上的坐標(biāo)位置。該碼元(x，y)由擴(kuò)頻單元110-1乘以擴(kuò)頻碼1來(lái)得到擴(kuò)頻。如上所述，由于擴(kuò)頻碼1＝(1，1，-1，-1)，碼元(x，y)就與實(shí)施方式一同樣被擴(kuò)頻成碼片1(x，y)、碼片2(x，y)、碼片3(-x，-y)以及碼片4(-x，-y)的4個(gè)碼片。
然后，這4個(gè)碼片由坐標(biāo)變換單元120-1進(jìn)行坐標(biāo)變換。由于本實(shí)施方式的坐標(biāo)變換單元120-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1(圖3)相同，如圖5A至圖5D所示，各個(gè)碼片被坐標(biāo)變換成(x，y)、(y，x)、(-x、-y)以及(-y，-x)。
這些坐標(biāo)變換后的碼片，由加法單元410與使用其它擴(kuò)頻碼2至n得到擴(kuò)頻并得到坐標(biāo)變換的碼片進(jìn)行碼復(fù)用，由于在此n＝1，所以4個(gè)碼片按時(shí)序被輸出到復(fù)用單元420。然后，由復(fù)用單元420，將已知信號(hào)以幀為單位時(shí)分復(fù)用于配置成時(shí)序的碼片。通過(guò)將已知信號(hào)時(shí)分復(fù)用而形成的幀信號(hào)，由無(wú)線發(fā)送單元160進(jìn)行無(wú)線發(fā)送處理之后，經(jīng)由天線被發(fā)送。
在此，在實(shí)施方式1中，由于進(jìn)行頻域的擴(kuò)頻，所以碼片1至4在得到坐標(biāo)變換后分別復(fù)用于不同的副載波而同時(shí)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送處理，而在本實(shí)施方式中，由于進(jìn)行時(shí)域擴(kuò)頻，所以碼片1至4在得到坐標(biāo)變換后按時(shí)序進(jìn)行無(wú)線發(fā)送處理。
因此，在由無(wú)線發(fā)送單元160的變頻時(shí)被附加到各個(gè)碼片1至4的相位噪聲沒(méi)有完全相同，而根據(jù)時(shí)間變動(dòng)稍微不同的相位噪聲被附加到各個(gè)碼片。
同樣，被發(fā)送的信號(hào)經(jīng)由接收端的CDMA通信裝置的天線而由無(wú)線接收單元210接收時(shí)，由于每個(gè)碼片也同樣按時(shí)序進(jìn)行無(wú)線接收處理，所以根據(jù)時(shí)間變動(dòng)稍微不同的相位噪聲被附加到各個(gè)碼片。
這樣，包括在發(fā)送端和接收端都被附加稍微不同的相位噪聲的碼片的接收信號(hào)，由傳輸路徑補(bǔ)償單元430，使用以幀為單位被復(fù)用的已知信號(hào)進(jìn)行傳輸路徑補(bǔ)償。然后，傳輸路徑補(bǔ)償后的信號(hào)被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。
此時(shí)，與實(shí)施方式1不同，圖5A至5D所示的坐標(biāo)變換后的每個(gè)碼片，以偏離到圖18A至18D的黑圓點(diǎn)的位置的狀態(tài)分別被輸入到坐標(biāo)變換單元250-1。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210進(jìn)行的變頻而附加了相位噪聲的結(jié)果，副載波的相位對(duì)每一碼片分別變動(dòng)了Δθ1至Δθ4。
然后，這些圖18A至18D所示的黑圓點(diǎn)的坐標(biāo)，由坐標(biāo)變換單元250-1得到坐標(biāo)變換，以使由坐標(biāo)變換單元120-1進(jìn)行的坐標(biāo)變換恢復(fù)。具體來(lái)講，首先，圖18A所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，圖18B所示的黑圓點(diǎn)交換I分量和Q分量而被輸出，圖18C所示的黑圓點(diǎn)原樣不動(dòng)地被輸出，而圖18D所示的黑圓點(diǎn)交換I成分和Q成分而被輸出。
正如實(shí)施方式1所述，坐標(biāo)變換單元250-1具有與坐標(biāo)變換單元120-1相同的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)每一碼片定時(shí)切換的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)如上的坐標(biāo)變換。
坐標(biāo)變換后的4個(gè)碼片，由解擴(kuò)單元260-1乘以擴(kuò)頻碼1(1，1，-1，-1)而被解擴(kuò)。也就是說(shuō)，每個(gè)碼片移動(dòng)到圖19A至19D所示的黑圓點(diǎn)的位置之后得到相加，并作為接收信號(hào)1被輸出。
在此要注意的是，由于進(jìn)行了每隔一碼片交換I分量和Q分量的坐標(biāo)變換，所以將圖19A至19D的相位變動(dòng)分量相加之后，與前后的碼片相應(yīng)的相位變動(dòng)就會(huì)相互消除，總變動(dòng)量由此變小。也就是說(shuō)，圖19A至19D中，以白圓點(diǎn)所示的點(diǎn)會(huì)由相位噪聲分別變動(dòng)Δθ1至Δθ4的相位而移動(dòng)到以黑圓點(diǎn)所示的位置，由于在附加相位噪聲之前進(jìn)行了坐標(biāo)變換，所以在與圖19A和19C對(duì)應(yīng)的碼片1、3和與圖19B和19D對(duì)應(yīng)的碼片2、4之間，由相位噪聲引起的相位變動(dòng)的方向成為相反，由此會(huì)相互消除。
另外，如上所述，由于在本實(shí)施方式中進(jìn)行時(shí)域擴(kuò)頻而各個(gè)碼片1至4按時(shí)序被發(fā)送和接收，所以與實(shí)施方式1不同，各個(gè)碼片1至4的相位變動(dòng)量并不一定相等。因此，各個(gè)碼片1至4的相位變動(dòng)沒(méi)有完全相抵，只不過(guò)是相互減低。
然而，一般來(lái)講，雖然碼元周期的時(shí)間順序中相位噪聲的時(shí)間變動(dòng)較大，但對(duì)碼元進(jìn)行時(shí)域擴(kuò)頻而形成的碼片周期的時(shí)間順序中，相位噪聲的時(shí)間變動(dòng)十分小而可以忽視。此外，即使在構(gòu)成相位噪聲的成分中存在碼片周期的時(shí)間順序中的變動(dòng)較大的成分，由于這樣的成分不會(huì)是主要成分而可以忽視。也就是說(shuō)，碼片周期的時(shí)間順序中，相位噪聲的主要成分具有緩慢的時(shí)間變動(dòng)。由此，即使如本實(shí)施方式那樣進(jìn)行時(shí)域擴(kuò)頻時(shí)，也能通過(guò)坐標(biāo)變換來(lái)消除大部分的相位變動(dòng)。
因此，從解擴(kuò)單元260-1輸出的接收信號(hào)1中，已補(bǔ)償由傳輸路徑補(bǔ)償單元430不能完全補(bǔ)償?shù)南辔辉肼曇鸬南辔蛔儎?dòng)。此外，由于在補(bǔ)償相位噪聲引起的相位變動(dòng)的處理上不使用已知信號(hào)，不會(huì)使傳輸效率降低。而且，由于能除去相位噪聲的影響，裝備于無(wú)線發(fā)送單元160和無(wú)線接收單元210的合成器并不需要具有較高性能，由此能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的低成本。
另外，如上所述，本實(shí)施方式所涉及的坐標(biāo)變換單元120-1至120-n以及坐標(biāo)變換單元250-1至250-n，由于通過(guò)僅具有開關(guān)的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)進(jìn)行坐標(biāo)變換，所以進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)，其電路規(guī)模幾乎沒(méi)有增加。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠以較小的電路規(guī)模高效率地除去相位噪聲的影響。
圖20A表示不進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)的接收信號(hào)的星座的一個(gè)例子，而圖20B表示進(jìn)行本實(shí)施方式所涉及的坐標(biāo)變換時(shí)的接收信號(hào)的星座的一個(gè)例子。在這些圖中，碼分復(fù)用數(shù)為4，擴(kuò)頻率為8，調(diào)制方式為16QAM(Quadrature AmplitudeModulation正交振幅調(diào)制)，碼片速率設(shè)為10MHz，且調(diào)制信號(hào)的S/N(Signal/Noise信噪比)為20dB。此外，作為由相位噪聲引起的相位變動(dòng)，附加了頻率為2kHz且旋轉(zhuǎn)量為±20deg的正弦形變動(dòng)。
通過(guò)這些圖的比較可知，在不進(jìn)行坐標(biāo)變換的圖20A中，由于相位變動(dòng)而難以識(shí)別各個(gè)接收信號(hào)的候補(bǔ)點(diǎn)，而在進(jìn)行坐標(biāo)變換的圖20B中，能清楚地識(shí)別各個(gè)接收信號(hào)的候補(bǔ)點(diǎn)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于發(fā)送端對(duì)經(jīng)擴(kuò)頻的發(fā)送信號(hào)的I分量和Q分量對(duì)每一碼片進(jìn)行交換來(lái)發(fā)送，而接收端將I分量和Q分量的交換恢復(fù)之后進(jìn)行解擴(kuò)，因此在變頻時(shí)產(chǎn)生的相位噪聲引起的相位變動(dòng)得到消除，并且能夠除去由于變動(dòng)較快而僅通過(guò)根據(jù)已知信號(hào)的傳輸路徑補(bǔ)償?shù)脑挷荒芡耆a(bǔ)償?shù)南辔辉肼暤挠绊懀瑥亩軌蛱岣邔?duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)使傳輸效率降低。
另外，雖然在本實(shí)施方式中對(duì)對(duì)每一碼片交換I分量和Q分量的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，但即使與實(shí)施方式2同樣采用僅使I分量或Q分量的一個(gè)的正負(fù)號(hào)對(duì)每一碼片反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，也能補(bǔ)償?shù)玫綍r(shí)域擴(kuò)頻的信號(hào)的相位變動(dòng)。
另外，不言而喻，本實(shí)施方式中也與上述實(shí)施方式1、2、3同樣，本發(fā)明不僅對(duì)合成器的相位噪聲，而對(duì)各種各樣的相位變動(dòng)也有效果。也就是說(shuō)，例如本發(fā)明能夠抑制載波頻率誤差，該載波頻率誤差起因于發(fā)送裝置的合成器和接收裝置的合成器之間的頻率差。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施方式中采用了每隔一碼片變換同相分量或正交分量的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此，也可以采用例如每隔兩個(gè)碼片或隨機(jī)進(jìn)行變換的結(jié)構(gòu)，總之，只要復(fù)用于所有副載波的碼片或包含于一幀中的碼片的半數(shù)被變換即可。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施方式中采用了對(duì)一個(gè)擴(kuò)頻碼設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)變換單元的結(jié)構(gòu)，但也可以采用對(duì)與各個(gè)擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)的碼片進(jìn)行碼復(fù)用之后一并進(jìn)行坐標(biāo)變換的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，例如在圖17中采用如下結(jié)構(gòu)即可，即，將坐標(biāo)變換單元和加法單元的順序交換，由此由擴(kuò)頻單元110-1至110-n得到擴(kuò)頻的碼片直接被輸出到加法單元310，并經(jīng)碼復(fù)用的碼片由一個(gè)坐標(biāo)變換單元得到坐標(biāo)變換。
本說(shuō)明書基于2003年6月30日申請(qǐng)的日本專利特愿2003-186906號(hào)以及2004年6月10日申請(qǐng)的日本專利特愿2004-172996號(hào)。其內(nèi)容全部包含于此作為參考。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的CDMA通信裝置以及CDMA通信方法，能夠提高對(duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)降低傳輸效率，特別適合于采用了OFDM方式的CDMA通信裝置以及CDMA通信方法等，該OFDM方式是將相當(dāng)于一個(gè)碼元的碼片復(fù)用于多個(gè)副載波并同時(shí)發(fā)送的通信方式。
權(quán)利要求
1.一種CDMA通信裝置，包括擴(kuò)頻單元，使用擴(kuò)頻碼對(duì)碼元進(jìn)行擴(kuò)頻，從而得到多個(gè)碼片；以及變換單元，對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換。
2.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置，其中，所述變換單元，對(duì)所述半數(shù)的碼片，將所述同相分量和所述正交分量交換。
3.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置，其中，所述變換單元，對(duì)所述半數(shù)的碼片，僅使所述同相分量或所述正交分量的其中一個(gè)的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置，其中，所述擴(kuò)頻單元，使用所述擴(kuò)頻碼對(duì)碼元的所述同相分量或所述正交分量的一者進(jìn)行擴(kuò)頻，從而得到多個(gè)碼片的同相分量或正交分量的其中一個(gè)，所述變換單元包括擴(kuò)頻碼變換單元，通過(guò)使構(gòu)成所述擴(kuò)頻碼的半數(shù)的比特的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)，來(lái)生成變形擴(kuò)頻碼；以及乘法器，將未由所述擴(kuò)頻單元擴(kuò)頻的所述同相分量或所述正交分量的另一個(gè)乘以所述變形擴(kuò)頻碼。
5.如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置，其中，所述變換單元，每隔一個(gè)碼片將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換。
6.一種CDMA通信裝置，包括接收單元，接收包含了多個(gè)碼片的信號(hào)，該碼片是通過(guò)碼元的擴(kuò)頻而得到的碼片；變換單元，對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換；以及解擴(kuò)單元，使用擴(kuò)頻碼對(duì)與所述碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片進(jìn)行解擴(kuò)。
7.一種基站裝置，包括如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置。
8.一種基站裝置，包括如權(quán)利要求6所述的CDMA通信裝置。
9.一種通信終端裝置，包括如權(quán)利要求1所述的CDMA通信裝置。
10.一種通信終端裝置，包括如權(quán)利要求6所述的CDMA通信裝置。
11.一種CDMA通信方法，包括以下步驟使用擴(kuò)頻碼對(duì)碼元進(jìn)行擴(kuò)頻，從而得到多個(gè)碼片；以及對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換。
12.一種CDMA通信方法，包括以下步驟接收包含了多個(gè)碼片的信號(hào)，該碼片是通過(guò)碼元的擴(kuò)頻而得到的碼片；對(duì)在與一個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片中的半數(shù)的碼片，將同相分量和正交分量的至少一個(gè)變換；以及使用擴(kuò)頻碼對(duì)與所述碼元對(duì)應(yīng)的多個(gè)碼片進(jìn)行解擴(kuò)。
全文摘要
一種CDMA通信裝置，能夠提高對(duì)相位噪聲的抗性而不會(huì)降低傳輸效率。該裝置中，擴(kuò)頻單元(110－1)至(110－n)分別對(duì)發(fā)送信號(hào)(1至n)進(jìn)行擴(kuò)頻處理。坐標(biāo)變換單元(120－1)至(120－n)對(duì)每一碼片交換被擴(kuò)頻處理后的信號(hào)的同相分量或正交分量。復(fù)用單元(130)對(duì)n個(gè)坐標(biāo)變換后的信號(hào)與用于傳輸路徑補(bǔ)償?shù)囊阎盘?hào)進(jìn)行復(fù)用。坐標(biāo)變換單元(250－1)至(250－n)，對(duì)每一碼片交換由P/S變換單元(240)輸出的串行信號(hào)的同相分量和正交分量，以使由發(fā)送端的坐標(biāo)變換單元(120－1)至(120－n)進(jìn)行的坐標(biāo)變換恢復(fù)。解擴(kuò)單元(260－1)至(260－n)，對(duì)由坐標(biāo)變換單元(250－1)至(250－n)輸出的n個(gè)坐標(biāo)變換后的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，來(lái)輸出接收信號(hào)(1至n)。
文檔編號(hào)H04J13/10GK1969468SQ20048004330
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者藤田昭一, 仁平崇郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社