JP3662321B2

JP3662321B2 - Mobile communication device

Info

Publication number: JP3662321B2
Application number: JP33077195A
Authority: JP
Inventors: 昌俊渡▲辺▼; 藤修加; 間光一本; 川正雄中; 橋秀行高; 本幸彦山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2015-12-19
Also published as: JPH09172427A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話・携帯電話等のディジタル無線通信に用いる移動通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＤＤ（Time Division Duplex) 方式とは送受信同一帯域方式のことで、ピンポン方式とも呼ばれ、同一の無線周波数を送信／受信に時間分割して通信を行なう方式である。ＴＤＤに対し、ＦＤＤ(Frequency Division Duplex) 方式は、送信／受信を異なる周波数を用いて通信を行なう方式である。
【０００３】
図９はＴＤＤ方式の概念を示したものである。図９において、時刻Ｔ１では基地局が周波数ｆ１の搬送波を用いて送信し、移動局が受信を行ない、次の時刻Ｔ２では移動局が同じく周波数ｆ１の搬送波を用いて送信し、基地局が受信を行なう。これを繰り返すことにより、単一の周波数帯域を用いた双方向の通信を実現している。ＴＤＤ方式では、送受信で同一の周波数帯域を用いているため、送受信信号間の伝搬特性の相関が高く、容易に伝送路推定ができるという特徴をもっている。また、移動通信システムを構成する際、周波数配置がＦＤＤ方式と比較して容易であるという特徴や、端末において無線部のフィルタ等が送受信で共用でき、ハードウェア規模を小さくできるという特徴を有する。上記の利点等により、ＴＤＤ方式は、日本においてはＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システム）の復信方式に用いられている。
【０００４】
動画像やデータ等を伝送しようとする場合、所要伝送レートは音声伝送の数〜数十ｋｂｐｓに対し、数Ｍ〜数百Ｍｂｐｓの高速の伝送レートとなる。また、伝送品質としては、音声伝送では音声符号化前のビット誤り率が１０^-2以下まで許容するのに対し、画像伝送等においては、ビット誤り率が１０^-6以下という高品質伝送が要求される。上記のような高速データ伝送を従来の方式で実現しようとした場合、単純に伝送レートを上げることで対応する方法が考えられるが、この方法であると、移動通信の伝搬環境の特徴であるマルチパスフェージング環境においては、伝送レートが高いことから伝送シンボルの時間長が短くなり、マルチパスの遅延分散が複数のシンボルにわたることによる符号間干渉のため伝送品質が著しく劣化する。また、周波数軸上で考えた場合、データが高速になることにより、信号のスペクトルが広帯域に広がり、マルチパスによる周波数選択性フェージングの影響を受けて伝送品質が劣化する。
【０００５】
一般に、フェージングに対しては、複数のアンテナを用いて受信を行ない、それぞれのアンテナで受信する信号の伝搬特性の無相関性を利用して、複数のアンテナの受信信号を合成するか、または受信レベルの大きいアンテナの受信信号を選択する等のダイバーシチ受信により、受信レベルの落ち込みを回避する方法が有効である。その反面、携帯性・小型化が要求される移動局においては、アンテナや受信フィルタ等の受信系が複数必要となるなどの課題が存在する。ＴＤＤを復信方式に用いた場合は、送受信の伝搬特性の高相関性により、受信時において最も受信電力レベルの高いアンテナを次の送信時の送信アンテナとして用いる送信ダイバーシチが適用できるため、基地局にのみ複数アンテナを設置することで、移動局のハード規模を増大させることなく、上り回線（移動局送信〜基地局受信）と下り回線（基地局送信〜移動局受信）双方についてダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、符号間干渉に対しては、複数アンテナによるダイバーシチは有効でなく、等化器による補償が必要となり、やはり移動局において処理が増大することになる。また、等化器を用いても完全に符号間干渉を除去することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するものであり、マルチパスフェージング環境下においても良好な伝送品質で高速なデータ伝送を行なうことのできる移動通信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、復信方式としてＴＤＤ方式を用いた移動局と基地局からなる移動通信装置において、高速データを複数の低速データを分割し、各低速データをそれぞれ異なる周波数の搬送波で変調することとし、基地局において複数のアンテナを用いて各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に受信ダイバーシチを行ない、さらに受信信号レベルを用いて各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に送信ダイバーシチを行なうようにしたものである。
【０００９】
また、高速データを低速データに分割する前に誤り訂正符号化およびデータ列の時間順序を入れ替えるインタリーブを行なうようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、送受信方式としてＴＤＤ（Time Division Duplex) 方式を用いた基地局および移動局を備え、この基地局および移動局において、１系列の高速な送信データ系列を複数の低速な送信データ系列に分配するシリアル／パラレル変換器と、複数の低速な送信データ系列に対して複数の異なる周波数の搬送波を用いて変調を行なう多搬送波変調器と、各搬送波によって変調された受信信号に対して復調を行なう多搬送波復調器と、復調後の複数の低速な受信データ系列を高速な受信データ系列にまとめるパラレル／シルアル変換器とを備え、基地局において、複数のアンテナと、各アンテナにおける各移動局それぞれに対する各搬送波毎の受信電力レベル検出手段と、ＴＤＤの受信時間において、受信電力レベル検出手段によって検出した受信レベルが最も高いアンテナの受信信号を各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に受信信号として選択する受信信号切替器と、ＴＤＤの次の送信時間において、受信レベルが最も高いアンテナを送信アンテナとして各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に選択する送信信号切替器とを備えたものであり、マルチパスフェージング環境下においても良好な伝送品質で高速なデータ伝送を行なうことができるという効果を有する。
【００１１】
また、上記構成により、高速データを複数の低速データに分割しているため、高速データをそのままの速度で伝送した場合と比較して、マルチパスの遅延分散が複数のシンボルにわたるという現象が起こりにくく、符号間干渉による伝送品質の劣化を避けることができる。また、低速のデータすなわち周波数軸上において狭帯域の信号に対し、複数の異なる搬送波を用いて伝送を行なっているので、マルチパスによる周波数選択性フェージング環境下においても、基地局において複数アンテナを用いた送信ダイバーシチおよび受信ダイバーシチを各移動局それぞれに対して搬送波周波数毎に独立に行なうことで、品質劣化を避けることができるという効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基地局において、各アンテナおよび各搬送波毎に、受信電力レベル検出手段によって検出した受信レベルを用いる代わりに、受信電力レベル検出手段によって検出した各移動局それぞれに対する受信レベルの時間的変化に関する情報を用いて、ＴＤＤの次の送信時間における受信レベルの推定値を求め、この推定値が最も高いアンテナを送信アンテナとして各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に選択する送信信号切替器を備えたものであり、請求項１による効果に加え、送信ダイバーシチにおいてより精度の高い伝搬特性の推定ができるという効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基地局において、受信信号切替器の代わりに、受信電力レベル検出手段によって検出した受信レベルを用いて、各アンテナの受信信号の最大比合成を各移動局それぞれに対して各搬送波毎に独立に行なう受信信号合成器を備えたものであり、請求項２による効果に加え、受信ダイバーシチの受信品質向上能力をより高めることができるという効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の移動局および基地局において、シリアル／パラレル変換前の１系列の高速な送信データに対して誤り訂正符号化を行なう符号器と、パラレル／シルアル変換後の高速な受信データに対して誤り訂正符号の復号を行なう復号器と、誤り訂正符号化を行なった後の送信データ系列に対して時間順序を入れ替えるインタリーブ回路と、誤り訂正符号の復号を行なう前の受信データ系列に対してインタリーブ回路で並び替えた系列の時間順序を元に戻すデインタリーブ回路とを備えたものであり、請求項１から３のいずれかによる効果に加え、高速データに対して誤り訂正符号化よびインタリーブを行なうことにより、各搬送波毎の信号の品質にばらつきがあり、特定の搬送波の信号に受信品質の悪いビットが多数あった場合でも、高速データにおいてこれらビットを他の搬送波の信号の良好な受信品質のビット列の中に時間的に分散させるべく並べ替えることで、誤り訂正能力を著しく向上させることができるという効果を有する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の請求項１、２および３に対応する第１の実施の形態における移動通信装置の構成を示したものである。図１において、１は基地局側装置、１５は移動局側装置である。基地局側装置１において、２は送信データ系列、３はシリアル／パラレル変換器、４は多搬送波変調器、５は送信信号切替器、６は第１の送受信切替器、７は第２の送受信切替器、８は第１のアンテナ、９は第２のアンテナ、１０は受信レベル検出回路、１１は受信信号切替器、１２は多搬送波復調器、１３はパラレル／シリアル変換器、１４は受信データ系列である。移動局側装置２１において、２２はアンテナ、２３は送受信切替器、２４は多搬送波復調器、２５はパラレル／シリアル変換器、２６は受信データ系列、２７は送信データ系列、２８はシリアル／パラレル変換器、２９は多搬送波変調器である。
【００１６】
次に、上記のような構成の移動通信装置の全体的な動作について説明する。基地局側装置１では、ＴＤＤ送信時刻において、画像やデータ等の高速のデータ系列である送信データ系列２に対して、シリアル／パラレル変換器３において複数の低速のデータ系列に変換し、多搬送波変調器４に出力する。多搬送波変調器４は、入力された複数の低速のデータ系列に対しそれぞれ異なる周波数の搬送波を用いて変調を行ない、送信信号切替器５に入力する。送信信号切替器５では、多搬送波変調器４から入力された複数の変調波に対して、受信レベル検出回路１０からの入力情報を用いて、それぞれ独立に第１の送受信切替器６または第２の送受信切替器７のどちらかを選択して出力する。第１の送受信切替器６は、ＴＤＤの送信時刻においては、送信信号切替器５の出力を入力して第１のアンテナ８に出力し、ＴＤＤの受信時刻においては、第１のアンテナ８で受信した受信信号レベル検出回路１０および受信信号切替器１１に出力する。また、第２の送受信切替器７は、ＴＤＤの受信時刻においては、送信信号切替器５の出力を入力して第２のアンテナ９に出力し、ＴＤＤの受信時刻においては、第２のアンテナ９で受信した受信信号を受信レベル検出回路１０および受信信号切替器１１に出力する。受信レベル検出回路１０は、ＴＤＤの受信時刻において、第１の送受信切替器６経由での第１のアンテナ８の受信信号と第２の送受信切替器７経由での第２のアンテナ９の受信信号を入力し、それぞれの異なる周波数の多搬送波からなる受信信号の受信電力レベルを搬送波毎に検出し、送信信号切替器５および受信信号切替器１１に出力する。一方、受信信号切替器１１は、ＴＤＤの受信時刻において、受信レベル検出回路１０からの入力情報を用いて、第１の送受信切替器６経由での第１のアンテナ８の受信信号と第２の送受信切替器７経由での第２のアンテナ９の受信信号のどちらかを搬送波毎に独立に選択し、多搬送波復調器１２は、受信信号切替器１１から入力した異なる複数の搬送波からなる受信信号に対し搬送波毎に復調を行ない、複数の低速データ系列を得てパラレル／シリアル変換器１３に入力する。パラレル／シリアル変換器１３は、入力された複数の低速の受信データ系列を高速のデータ系列に変換し、高速の受信データ系列４を得る。
【００１７】
移動局側装置２１では、ＴＤＤの移動局の受信時刻（基地局の送信時刻）においては、アンテナ２２により基地局からの信号を受信し、送受信切替器２３を経由して多搬送波復調器２４に入力する。多搬送波復調器２４は、入力された異なる複数の搬送波からなる受信信号に対し搬送波毎に復調を行ない、複数の低速受信データ系列を得てパラレル／シリアル変換器２５に入力する。パラレル／シリアル変換器２５は、入力された複数の低速受信データ系列を高速のデータ系列に変換し、高速の受信データ系列２６を得る。ＴＤＤの移動局の送信時刻（基地局の受信時刻）においては、送信データ系列２７に対しシリアル／パラレル変換器２８において複数の低速送信データ系列に変換し、多搬送波変調器２９に出力する。多搬送波変調器２９は、入力された複数の低速データ系列に対してそれぞれ異なる周波数の搬送波を用いて変調を行ない、送受信切替器２３経由でアンテナ２２から送信する。
【００１８】
次に上記構成において、１系列の高速な送信データ系列を複数の低速なデータ系列に分配し、それぞれ異なる複数の周波数の搬送波を用いて変調を行なう動作と、その逆を行なって高速な受信データ系列を得る動作について説明する。本実施の形態においては、搬送波の数すなわち基地局側装置１または移動局側装置２１のシリアル／パラレル変換器３、２８において変換する低速データ系列の系列数を４とし、それぞれの系列に用いる搬送波の周波数をｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄとする。
【００１９】
移動局送信時（基地局受信時）において、移動局の送信信号は周波数軸上では図２（ａ）に示すように、４本の搬送波ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆｄによる狭帯域の信号となる。移動局と基地局間の無線伝送路がマルチパスフェージング環境下であった場合、マルチパスの伝搬遅延時間（都市部で２〜１０μｓ程度）よりもシンボル時間長を長く設定させることにより、符号間干渉による伝送品質劣化を回避することができる。周波数軸上で見た場合、基地局側の第１のアンテナ８で受信される受信信号は、マルチパスに起因する周波数選択性のフェージングを受けて、例えば周波数軸上で図２（ｂ）のように周波数ｆａおよびｆｂの信号の受信レベルが落ち込むような波形となり、ｆａ、ｆｂで伝送しているデータの受信品質が劣化する。しかし、基地局側の第２のアンテナ９で受信される受信信号は、アンテナの空間的位置の相異により信号が伝搬する経路が異なり、フェージングの変動は独立となるため、例えば図２（ｃ）のように周波数ｆｃ、ｆｄの受信レベルが落ち込む波形となり、第１のアンテナ８における受信波形とは異なるものとなる。
【００２０】
基地局の受信レベル検出回路１０では、第１のアンテナ８および第２のアンテナ９で受信した周波数ｆａ〜ｆｄの各搬送波の信号に対して受信電力レベル検出するが、図２（ｂ）および図２（ｃ）の受信信号に対して検出を行なった場合、周波数ｆａおよびｆｂの搬送波の信号は、第２のアンテナ９で受信したものがレベルが大きく、周波数ｆｃおよびｆｄの搬送波の信号は、第１のアンテナ８で受信したものがレベルが大きいという結果を得る。
【００２１】
受信信号切替器１１では、上記受信レベル検出回路１０の結果を用いて、本例の場合、周波数ｆａおよびｆｂの搬送波の信号は、第２のアンテナ９の受信信号を選択し、周波数ｆｃおよびｆｄの搬送波の信号は、第１のアンテナ８の受信信号を選択して多搬送波復調器１２に出力する。
【００２２】
このようにして、複数の搬送波毎に独立ダイバーシチを行なうことにより受信品質を向上することができ、周波数選択性フェージング下における上り回線（移動局送信〜基地局受信）の受信品質の向上を図ることができる。
【００２３】
次に、上記ＴＤＤの移動局送信時（基地局受信時）の次の基地局送信時（移動局受信時）における基地局の動作を説明する。ＴＤＤ伝送により上り回線と下り回線で同一の周波数を用いているため、両回線の伝搬特性は高い相関を有している。従って、ＴＤＤの送受信の周期を小さくすることにより、受信時の伝搬特性により、送信時においても同様の伝搬特性であることが推定できる。従って、受信レベル検出回路１０の結果を用いて、送信信号切替器５によって複数の搬送波毎に独立に送信アンテナを選択する送信アンテナダイバーシチを以下のように行なう。
【００２４】
図２（ｂ）および図２（ｃ）の例の場合、周波数ｆａおよびｆｂの搬送波の信号は、第２のアンテナ９から送信することとし、周波数ｆｃおよびｆｄの搬送波の信号は、第１のアンテナ８から送信することとする。この信号を移動局で受信した場合の周波数軸上の受信波形は、図３（ａ）の基地局の第１のアンテナ８からの受信信号と、図３（ｂ）の基地局の第２のアンテナ９からの受信信号が、移動局のアンテナ２２において合成された図３（ｃ）に示すものとなり、周波数ｆａ〜ｆｄ毎に独立に最も伝搬特性の良好な伝搬経路を選択している。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によれば、ＴＤＤ方式を用いた移動通信装置において、高速データ系列を複数の低速データ系列に変換し、複数の搬送波を用いて伝送することにより、マルチパスの遅延時間よりも伝送シンボル時間が大きくなることで、符号間干渉による伝送品質の劣化を回避でき、基地局において、複数のアンテナを用いて搬送波毎に独立に送信ダイバーシチおよび受信ダイバーシチを行なうことにより、移動局におけるハードウェア規模を増大させることなく、上り回線（移動局送信〜基地局受信）および下り回線（基地局送信〜移動局受信）の双方の受信品質の向上を図ることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、基地局側装置のアンテナ数は２本であるが、基地局側装置のアンテナ数を増やすことで、さらに受信品質を向上することができる。以下の第２および第３の実施の形態においても同様である。
【００２７】
また、基地局側装置の送信信号切替器５において、受信レベル検出回路１０によって検出した受信レベルそのものを用いる代わりに、受信レベル検出回路１０によって検出した受信レベルの時間的変化に関する情報を用いて、ＴＤＤの次の送信時間における受信レベルの推定値を求め、この推定値を用いて伝搬特性を推定し、より精度の高いダイバーシチを行なうことが可能である。
【００２８】
（実施の形態２）
図４は本発明の請求項４に対応する第２の実施の形態における移動通信装置の基地局側装置の構成を示したものである。移動局側装置の構成は、上記した第１の実施の形態と同じである。本実施の形態における基地局側装置３１は、図１に示した基地局側装置１における受信信号切替器１１が受信信号合成器３２に置き替わっている以外は、第１の実施の形態の構成と同一であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して重複した説明は省力する。
【００２９】
以上のように構成された移動通信装置における動作は、第１の実施の形態と比較して、基地局における受信ダイバーシチの方法以外は同様であるので、以下には受信ダイバーシチの方法についてのみ説明する。ここでは、第１の実施の形態と同様に搬送波周波数を設定し、伝搬特性は図５（ａ）および図５（ｂ）で示されるものとする。
【００３０】
ＴＤＤの基地局受信時において、受信レベル検出回路１０では、第１のアンテナ８および第２のアンテナ９で受信した図５（ａ）および図５（ｂ）の受信信号に対して受信電力レベルの検出を行ない、受信電力Ｐｉ（ｆａ）〜Ｐｉ（ｆｄ）を得る。ｉは受信アンテナ番号、括弧内の文字は搬送波周波数を示す。受信信号合成器３２では、受信信号検出回路１０の結果を用いて、各搬送波毎に両アンテナの受信信号を合成して多搬送波復調器１２に出力する。合成後の各搬送波毎の受信信号波Ｒcomb（ｆａ）〜Ｒcomb（ｆｄ）は以下のようになる。
Ｒcomb(fa)＝Ｒ１(fa)×Ｐ１(fa)＋Ｒ２(fa)×Ｐ２(fa)
Ｒcomb(fb)＝Ｒ１(fb)×Ｐ１(fb)＋Ｒ２(fb)×Ｐ２(fb)
Ｒcomb(fc)＝Ｒ１(fc)×Ｐ１(fc)＋Ｒ２(fc)×Ｐ２(fc)
Ｒcomb(fd)＝Ｒ１(fd)×Ｐ１(fd)＋Ｒ２(fd)×Ｐ２(fd)
Ｒｉ（ｆａ）〜Ｒｉ（ｆｄ）は各アンテナで受信ちあ受信信号波を表し、ｉは受信アンテナ番号、括弧内の文字は搬送波周波数を示す。
【００３１】
上記各式のように、複数の搬送波毎に独立に最大比合成による受信ダイバーシチを行なうことにより、上り回線の受信品質の向上を図ることができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、ＴＤＤ方式を用いた移動通信装置において、高速データ系列を複数の低速データ系列に変換し、複数の搬送波を用いて伝送することにより、マルチパルスの遅延時間よりも伝送シンボル時間が大きくなることで、符号間干渉による伝送品質の劣化を回避でき、基地局において、複数のアンテナを用いて搬送波毎に独立に送信ダイバーシチおよび最大比合成による受信ダイバーシチを行なうことにより、移動局におけるハードウェア規模を増大させることなく、上り回線（移動局送信〜基地局受信）および下り回線（基地局送信〜移動局受信）の双方の受信品質の向上を図ることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図６および図７は本発明の請求項５に対応する第３の実施の形態における移動通信装置の構成を示したものである。図６は基地局側装置４１の構成を示し、４２は送信データ系列、４３は符号器、４４はインタリーブ回路、４５はシリアル／パラレル変換器、４６は多搬送波変調器、４７は送信信号切替器、４８は第１の送受信切替器、４９は第２の送受信切替器、５０は第１のアンテナ、５１は第２のアンテナ、５２は受信レベル検出回路、５３は受信信号切替器、５４は多搬送波復調器、５５はパラレル／シリアル変換器、５６はデインタリーブ回路、５７は復号器、５８は受信データ系列である。図１の第１の実施の形態と異なるのは、符号器４３、インタリーブ回路４４、デインタリーブ回路５６および復号器５７が追加されていることであり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３４】
図７は移動局側装置６１の構成を示し、６２はアンテナ、６３は送受信切替器、６４は多搬送波復調器、６５はパラレル／シリアル変換器、６６はデインタリーブ回路、６７は復号器、６８は受信データ系列、６９は送信データ系列、７０は符号器、７１はインタリーブ回路、７２はシリアル／パラレル変換器、７３は多搬送波変調器である。図１の第１の実施の形態と異なるのは、符号器７０、インタリーブ回路７１、デインタリーブ回路６６および復号器６７が追加されていることであり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３５】
次に、上記のような構成の移動通信装置の全体的な動作について説明する。基地局側装置４１の送信側では、高速の送信データ系列４２に対し、符号器４３において誤り訂正符号化を施して冗長度を付加した後、インタリーブ回路４４において、時間的順序を並び替えてシリアル／パラレル回路４５に入力する。シリアル／パラレル回路４５から第１および第２のアンテナ５０、５１までの動作は第１の実施の形態と同様である。受信側では、第１および第２のアンテナ５０、５１からパラレル／シリアル変換器５５までの動作は第１の実施の形態と同様である。パラレル／シリアル変換器５５の出力は、デインタリーブ回路５６に入力され、デインタリーブ回路５６では、図７の移動局送信側のインタリーブ回路７１により入れ替えられた時間的順序の受信信号を元の時間順序に戻し、復号器５７に出力する。復号器５７では、移動局送信側の符号器７０の誤り訂正符号化によって付加された冗長度を用いて誤り訂正復号を行ない、受信データ系列５８を得る。
【００３６】
移動局側装置６１の送信側では、送信データ系列６９に対し、符号器７０において誤り訂正符号化を施して冗長度を付加した後、インタリーブ回路７１において、時間的順序を並び替えてシリアル／パラレル回路７２に入力する。シリアル／パラレル回路７２からアンテナ６２までの動作は第１の実施の形態と同様である。受信側では、アンテナ６２からパラレル／シリアル変換器６５までの動作は第１の実施の形態と同様である。パラレル／シリアル変換器６５の出力は、デインタリーブ回路６６に入力され、デインタリーブ回路６６では、基地局送信側のインタリーブ回路４４により入れ替えられた時間的順序の受信信号を元の時間順序に戻し、復号器６７に出力する。復号器６７では、基地局送信側の符号器４３の誤り訂正符号化によって付加された冗長度を用いて誤り訂正復号を行ない、受信データ系列６８を得る。
【００３７】
次に、上記構成における誤り訂正符号・復号化動作およびインタリーブ・デインタリーブ動作について図８を用いて説明する。図８において、８１は基地局および移動局の符号器４３、７０を通った誤り符号化後のデータ系列を示し、枠内の０〜４７の数字はデータの序数である。これに対し、８２はインタリーブ回路４４、７１で０〜４７の４８ビットに対して時間的順序を並べ替え、シリアル／パラレル回路４５、７２でシリアル／パラレル変換を行った後の４系統のデータ系列（系列ａ〜系列ｄ）を示す。これらの系列に対し、多搬送波変調器４６、７３でそれぞれ異なる周波数の搬送波を用いて変調を行なう。
【００３８】
このとき、伝送路上で図８中の時刻ｔにおいて全周波数帯域において伝搬環境が劣悪になった場合、受信側において、すべての系列の時刻ｔにおいて集中的に伝送シンボルの受信品質が劣化する。しかし、この受信信号に対しパラレル／シリアル変換およびデインタリーブを行なうことにより、受信品質が劣化したシンボルの位置を１１、１４、１７、２０と分散させることができる。また、伝送路上で系列ｂに用いている搬送波周波数帯域のみ伝送環境が劣化した場合、この受信信号に対しパラレル／シリアル変換およびデインタリーブを行なうことにより、受信品質が劣化したシンボルの位置を１、５、９、１７・・・とやはり分散させることができる。一般に、誤り訂正符号は符号化後の誤りが分散しているほど復号時の誤り訂正能力が高いので、上記のように誤り訂正符号・復号化およびインタリーブ・デインタリーブを行なうことにより、さらに受信品質を向上することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態は、上記した第１の実施の形態のみならず第２の実施の形態とも組み合わせて実施することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、上記実施の形態から明らかなように、高速データを複数の低速データに分割しているため、高速データをそのままの速度で伝送した場合と比較して、マルチパスの遅延分散が複数のシンボルにわたるという現象が起こりにくく、符号間干渉による伝送品質の劣化を避けることができる。また、複数の低速データすなわち周波数軸上において狭帯域の信号に対し、各移動局それぞれに対して複数の異なる搬送波を用いて伝送を行なっているので、マルチパスによる周波数選択性フェージング環境下においても、基地局において複数アンテナを用いた送信ダイバーシチおよび受信ダイバーシチを各移動局それぞれに対して送信信号切替器により各搬送波毎に独立に選択して行なうことができ、良好な伝送品質で高速なデータ伝送を行なうことのできる移動通信装置を提供することができる。
【００４１】
また、高速データに対して誤り訂正符号化およびインタリーブを行なうことにより、各搬送波毎の信号の品質にばらつきがあり、特定の搬送波の信号に受信品質の悪いビットが多数あった場合でも、高速データにおいてこれらビットを他の搬送波の信号の良好な受信品質のビット列の中に時間的に分散させるべく並べ替えることで、誤り訂正能力を著しく向上させることができ、良好な伝送品質で高速なデータ伝送を行なうことのできる移動通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における移動通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における基地局送信信号および基地局受信信号の周波数スペクトルを示す特性図
【図３】本発明の第１の実施の形態における移動局受信信号の周波数スペクトルを示す特性図
【図４】本発明の第２の実施の形態における基地局側装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態における基地局受信信号の周波数スペクトルを示す特性図
【図６】本発明の第３の実施の形態における基地局側装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第３の実施の形態における移動局側装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるインタリーブおよびシリアル／パラレル変換の概念図
【図９】本発明が利用するＴＤＤ方式の概念図
【符号の説明】
１基地局側装置
２送信データ系列
３シリアル／パラレル変換器
４多搬送波変調器
５送信信号切替器
６第１の送受信切替器
７第２の送受信切替器
８第１のアンテナ
９第２のアンテナ
１０受信レベル検出回路
１１受信信号切替器
１２多搬送波復調器
１３パラレル／シリアル変換器
１４受信データ系列
２１移動局側装置
２２アンテナ
２３送受信切替器
２４多搬送波復調器
２５パラレル／シリアル変換器
２６受信データ系列
２７送信データ系列
２８シリアル／パラレル変換器
２９多搬送波変調器
３１基地局側装置
３２受信信号合成器
４１基地局側装置
４２送信データ系列
４３符号器
４４インタリーブ回路
４５シリアル／パラレル変換器
４６多搬送波変調器
４７送信信号切替器
４８第１の送受信切替器
４９第２の送受信切替器
５０第１のアンテナ
５１第２のアンテナ
５２受信レベル検出回路
５３受信信号切替器
５４多搬送波復調器
５５パラレル／シリアル変換器
５６デインタリーブ回路
５７復号器
５８受信データ系列
６１移動局側装置
６２アンテナ
６３送受信切替器
６４多搬送波復調器
６５パラレル／シリアル変換器
６６デインタリーブ回路
６７復号器
６８受信データ系列
６９送信データ系列
７０符号器
７１インタリーブ回路
７２シリアル／パラレル変換器
７３多搬送波変調器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile communication device used for digital wireless communication such as a car phone or a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
The TDD (Time Division Duplex) method is a transmission / reception same band method, also called a ping-pong method, and is a method of performing communication by time-dividing the same radio frequency into transmission / reception. In contrast to TDD, the FDD (Frequency Division Duplex) scheme is a scheme in which transmission / reception is performed using different frequencies.
[0003]
FIG. 9 shows the concept of the TDD system. In FIG. 9, at time T1, the base station transmits using the carrier wave of frequency f1, and the mobile station performs reception, and at the next time T2, the mobile station also transmits using the carrier wave of frequency f1, and the base station receives it. To do. By repeating this, bidirectional communication using a single frequency band is realized. Since the TDD system uses the same frequency band for transmission and reception, there is a feature that the correlation of propagation characteristics between transmission and reception signals is high and transmission path estimation can be performed easily. Further, when configuring a mobile communication system, the frequency arrangement is easier than that of the FDD system, and the filter of the radio unit and the like can be shared for transmission and reception in the terminal, and the hardware scale can be reduced. Due to the above-described advantages and the like, the TDD system is used as a PHS (Personal Handyphone System) recovery system in Japan.
[0004]
When transmitting a moving image, data, or the like, the required transmission rate is a high-speed transmission rate of several M to several hundred Mbps with respect to several to several tens of kbps for voice transmission. As the transmission quality, the bit error rate before speech coding is 10 in speech transmission. ^-2 The bit error rate is 10 in image transmission or the like, while the following is allowed. ^-6 The following high quality transmission is required. When trying to realize high-speed data transmission as described above by a conventional method, a method that can be dealt with by simply increasing the transmission rate can be considered. In a path fading environment, since the transmission rate is high, the time length of the transmission symbol is shortened, and the transmission quality is significantly deteriorated due to intersymbol interference caused by multipath delay spread over a plurality of symbols. Further, when considering on the frequency axis, the data becomes high speed, so that the spectrum of the signal spreads over a wide band, and the transmission quality deteriorates due to the influence of frequency selective fading due to multipath.
[0005]
In general, for fading, reception is performed using multiple antennas, and the received signals of the multiple antennas are combined or received using the uncorrelatedness of the propagation characteristics of the signals received by the respective antennas. A method of avoiding a drop in reception level by diversity reception such as selecting a reception signal of an antenna having a high level is effective. On the other hand, mobile stations that require portability and miniaturization have problems such as the need for a plurality of receiving systems such as antennas and receiving filters. When TDD is used for the recovery method, transmission diversity using the antenna with the highest received power level at the time of reception as the transmission antenna at the next transmission can be applied due to the high correlation of the transmission / reception propagation characteristics. By installing multiple antennas only, the diversity effect can be obtained for both the uplink (mobile station transmission to base station reception) and the downlink (base station transmission to mobile station reception) without increasing the hardware scale of the mobile station. Can do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, for intersymbol interference, diversity using a plurality of antennas is not effective, and compensation by an equalizer is required, which again increases processing in the mobile station. Even if an equalizer is used, it is difficult to completely eliminate intersymbol interference.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a mobile communication device capable of performing high-speed data transmission with good transmission quality even in a multipath fading environment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention divides a plurality of low-speed data into high-speed data and separates each low-speed data at a different frequency in a mobile communication device composed of a mobile station and a base station using the TDD method as a recovery method. And using multiple antennas at the base station For each mobile station Receive diversity is performed independently for each carrier, and the received signal level is used. For each mobile station Transmission diversity is performed independently for each carrier wave.
[0009]
Further, before high-speed data is divided into low-speed data, error correction coding and interleaving for changing the time sequence of the data string are performed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, a TDD (Time Divisio) is used as a transmission / reception system. n D uplex) base station and mobile station, and in this base station and mobile station, a serial / parallel converter that distributes one high-speed transmission data sequence to a plurality of low-speed transmission data sequences, and a plurality of A multi-carrier modulator that modulates a low-speed transmission data sequence using a plurality of carriers of different frequencies, a multi-carrier demodulator that demodulates a received signal modulated by each carrier, and a plurality of demodulated A parallel / serial converter that combines low-speed received data sequences into high-speed received data sequences In the base station, a plurality of antennas, a reception power level detection means for each carrier for each mobile station in each antenna, and an antenna having the highest reception level detected by the reception power level detection means in the TDD reception time. A reception signal switch that selects a reception signal as a reception signal for each mobile station independently for each mobile station, and each mobile station that has the highest reception level as a transmission antenna at the next transmission time after TDD. And a transmission signal switch for selecting each carrier independently. Therefore, there is an effect that high-speed data transmission can be performed with good transmission quality even in a multipath fading environment.
[0011]
In addition, with the above configuration, Since high-speed data is divided into multiple low-speed data, compared to the case where high-speed data is transmitted at the same speed, the phenomenon that multipath delay spread spans multiple symbols is less likely to occur, and transmission due to intersymbol interference Quality degradation can be avoided. In addition, since low-speed data, that is, signals with a narrow band on the frequency axis, are transmitted using a plurality of different carriers, a base station uses multiple antennas even in a frequency selective fading environment. Transmit diversity and receive diversity For each mobile station By performing it independently for each carrier frequency, there is an effect that quality deterioration can be avoided.
[0012]
Claims of the invention 2 The invention described in claim 1 The reception level detected by the reception power level detection means for each antenna and each carrier in the base station described in 1. Use Instead, detected by the received power level detection means For each mobile station Using the information on the temporal change in the reception level, an estimated value of the reception level at the next transmission time of TDD is obtained, and the antenna with the highest estimated value is used as the transmission antenna. For each mobile station A transmission signal switching device for selecting each carrier wave independently is provided. 1 In addition to the above-described effect, there is an effect that propagation characteristics can be estimated with higher accuracy in transmission diversity.
[0013]
Claims of the invention 3 The invention described in claim 2 In the described base station, instead of the reception signal switcher, the reception signal level detected by the reception power level detection means is used to combine the maximum ratios of the reception signals of the respective antennas. For each mobile station A reception signal synthesizer that performs each carrier independently, and 2 In addition to the above effects, the reception quality improvement capability of reception diversity can be further enhanced.
[0014]
Claims of the invention 4 The invention according to claim 1 is from 3 In the mobile station and the base station described in any one of the above, an encoder that performs error correction coding on one series of high-speed transmission data before serial / parallel conversion, and high-speed reception data after parallel / serial conversion On the other hand, a decoder that decodes the error correction code, an interleave circuit that changes the time order with respect to the transmission data sequence after the error correction coding, and a reception data sequence before the error correction code is decoded And a deinterleave circuit that restores the time order of the sequence rearranged by the interleave circuit. 3 In addition to the effects of either of these, error correction coding and interleaving are performed on high-speed data, resulting in variations in signal quality for each carrier wave, and there are many bits with poor reception quality in a specific carrier wave signal. Even in such a case, it is possible to remarkably improve the error correction capability by rearranging these bits in a high-speed data so as to be temporally dispersed in a bit string of good reception quality of other carrier signals. .
[0015]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a mobile communication apparatus according to a first embodiment corresponding to claims 1, 2, and 3 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a base station side device, and 15 is a mobile station side device. In the base station apparatus 1, 2 is a transmission data sequence, 3 is a serial / parallel converter, 4 is a multi-carrier modulator, 5 is a transmission signal switch, 6 is a first transmission / reception switch, and 7 is a second transmission / reception. Switch, 8 is first antenna, 9 is second antenna, 10 is a reception level detection circuit, 11 is a reception signal switch, 12 is a multi-carrier demodulator, 13 is a parallel / serial converter, and 14 is reception data. It is a series. In the mobile station side device 21, 22 is an antenna, 23 is a transmission / reception switch, 24 is a multi-carrier demodulator, 25 is a parallel / serial converter, 26 is a reception data sequence, 27 is a transmission data sequence, and 28 is serial / parallel conversion. 29 is a multi-carrier modulator.
[0016]
Next, the overall operation of the mobile communication device configured as described above will be described. The base station side apparatus 1 converts a transmission data series 2 which is a high-speed data series such as an image or data into a plurality of low-speed data series by a serial / parallel converter 3 at a TDD transmission time, Output to the modulator 4. The multi-carrier modulator 4 modulates a plurality of inputted low-speed data sequences using carriers having different frequencies, and inputs the modulated data to the transmission signal switch 5. The transmission signal switch 5 uses the input information from the reception level detection circuit 10 for the plurality of modulated waves input from the multi-carrier modulator 4 and independently uses the first transmission / reception switch 6 or the second transmission switch 6. The transmission / reception switch 7 is selected and output. The first transmission / reception switcher 6 receives the output of the transmission signal switcher 5 at the TDD transmission time and outputs it to the first antenna 8, and receives the signal at the first antenna 8 at the TDD reception time. To the received signal level detection circuit 10 and the received signal switch 11. The second transmission / reception switch 7 receives the output of the transmission signal switch 5 and outputs it to the second antenna 9 at the TDD reception time, and the second antenna 9 at the TDD reception time. The received signal is output to the reception level detection circuit 10 and the reception signal switch 11. The reception level detection circuit 10 receives the reception signal of the first antenna 8 via the first transmission / reception switch 6 and the reception signal of the second antenna 9 via the second transmission / reception switch 7 at the reception time of TDD. , And the received power level of the received signal composed of multi-carrier waves of different frequencies is detected for each carrier wave and output to the transmission signal switch 5 and the received signal switch 11. On the other hand, the reception signal switch 11 uses the input information from the reception level detection circuit 10 at the reception time of TDD, and the received signal of the first antenna 8 via the first transmission / reception switch 6 and the second signal. One of the reception signals of the second antenna 9 via the transmission / reception switcher 7 is independently selected for each carrier wave, and the multi-carrier demodulator 12 receives the reception signal composed of a plurality of different carrier waves input from the reception signal switcher 11. On the other hand, demodulation is performed for each carrier wave, and a plurality of low-speed data sequences are obtained and input to the parallel / serial converter 13. The parallel / serial converter 13 converts a plurality of input low-speed received data sequences into a high-speed data sequence to obtain a high-speed received data sequence 4.
[0017]
In the mobile station side device 21, at the TDD mobile station reception time (base station transmission time), a signal from the base station is received by the antenna 22 and sent to the multi-carrier demodulator 24 via the transmission / reception switch 23. input. The multi-carrier demodulator 24 demodulates the received reception signal composed of a plurality of different carrier waves for each carrier wave, obtains a plurality of low-speed received data sequences, and inputs them to the parallel / serial converter 25. The parallel / serial converter 25 converts a plurality of input low-speed received data sequences into a high-speed data sequence to obtain a high-speed received data sequence 26. At the transmission time of the TDD mobile station (base station reception time), the transmission data sequence 27 is converted into a plurality of low-speed transmission data sequences by the serial / parallel converter 28 and output to the multi-carrier modulator 29. The multi-carrier modulator 29 modulates a plurality of inputted low-speed data series using carrier waves having different frequencies, and transmits from the antenna 22 via the transmission / reception switch 23.
[0018]
Next, in the above configuration, one high-speed transmission data sequence is distributed to a plurality of low-speed data sequences, and modulation is performed using carrier waves having different frequencies, and vice versa. An operation for obtaining a sequence will be described. In the present embodiment, the number of carrier waves, that is, the number of low-speed data sequences to be converted by the serial / parallel converters 3 and 28 of the base station side device 1 or the mobile station side device 21, is 4, and the carrier wave used for each sequence. Are assumed to be fa, fb, fc, and fd.
[0019]
At the time of mobile station transmission (at the time of base station reception), the transmission signal of the mobile station becomes a narrow-band signal of four carriers fa, fb, fc, and fd on the frequency axis as shown in FIG. . When the wireless transmission path between the mobile station and the base station is in a multipath fading environment, the symbol time length is set longer than the multipath propagation delay time (about 2 to 10 μs in urban areas) Transmission quality degradation due to interference can be avoided. When viewed on the frequency axis, the received signal received by the first antenna 8 on the base station side undergoes frequency-selective fading due to multipath, for example, on the frequency axis, as shown in FIG. Thus, the waveform is such that the reception level of the signals of the frequencies fa and fb drops, and the reception quality of the data transmitted by fa and fb deteriorates. However, the received signal received by the second antenna 9 on the base station side has a different path for signal propagation due to the difference in the spatial position of the antenna, and fading fluctuations are independent. For example, FIG. ) Such that the reception level of the frequencies fc and fd drops, which is different from the reception waveform at the first antenna 8.
[0020]
In the reception level detection circuit 10 of the base station, the reception power level is detected for the signals of the respective carriers of the frequencies fa to fd received by the first antenna 8 and the second antenna 9, but FIG. 2 (b) and FIG. When detection is performed on the received signal 2 (c), the carrier wave signals of the frequencies fa and fb have a high level when received by the second antenna 9, and the carrier wave signals of the frequencies fc and fd are The result is that the level received by the first antenna 8 is high.
[0021]
In the received signal switcher 11, using the result of the received level detection circuit 10, in the case of this example, the carrier signal of the frequencies fa and fb selects the received signal of the second antenna 9 and the frequencies fc and fd For the signal of the carrier wave, the reception signal of the first antenna 8 is selected and output to the multi-carrier demodulator 12.
[0022]
In this way, the reception quality can be improved by performing independent diversity for each of a plurality of carriers, and the reception quality of the uplink (mobile station transmission to base station reception) under frequency selective fading is improved. Can do.
[0023]
Next, the operation of the base station at the time of the next base station transmission (at the time of mobile station reception) at the time of TDD mobile station transmission (at the time of base station reception) will be described. Since the same frequency is used for the uplink and downlink by TDD transmission, the propagation characteristics of both channels have a high correlation. Therefore, by reducing the TDD transmission / reception cycle, it is possible to estimate that the same propagation characteristic is obtained at the time of transmission due to the propagation characteristic at the time of reception. Therefore, using the result of the reception level detection circuit 10, transmission antenna diversity for selecting a transmission antenna independently for each of a plurality of carriers by the transmission signal switch 5 is performed as follows.
[0024]
In the example of FIGS. 2B and 2C, the carrier wave signals of the frequencies fa and fb are transmitted from the second antenna 9, and the carrier wave signals of the frequencies fc and fd are the first It is assumed that transmission is performed from the antenna 8. The reception waveform on the frequency axis when this signal is received by the mobile station is the received signal from the first antenna 8 of the base station in FIG. 3A and the second waveform of the base station in FIG. The reception signal from the antenna 9 is synthesized in the antenna 22 of the mobile station as shown in FIG. 3C, and the propagation path having the best propagation characteristics is selected independently for each of the frequencies fa to fd.
[0025]
As described above, according to the present embodiment, in a mobile communication apparatus using the TDD scheme, a high-speed data sequence is converted into a plurality of low-speed data sequences and transmitted using a plurality of carrier waves, thereby By making the transmission symbol time longer than the delay time, it is possible to avoid degradation of transmission quality due to intersymbol interference, and by performing transmission diversity and reception diversity independently for each carrier wave using a plurality of antennas at the base station, It is possible to improve the reception quality of both the uplink (mobile station transmission to base station reception) and the downlink (base station transmission to mobile station reception) without increasing the hardware scale in the mobile station.
[0026]
In this embodiment, the number of antennas of the base station side device is two, but the reception quality can be further improved by increasing the number of antennas of the base station side device. The same applies to the following second and third embodiments.
[0027]
In addition, in the transmission signal switch 5 of the base station side device, instead of using the reception level itself detected by the reception level detection circuit 10, using information regarding the temporal change in the reception level detected by the reception level detection circuit 10, It is possible to obtain an estimated value of the reception level at the next transmission time of TDD, estimate the propagation characteristic using this estimated value, and perform diversity with higher accuracy.
[0028]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows the configuration of the base station side apparatus of the mobile communication apparatus in the second embodiment corresponding to claim 4 of the present invention. The configuration of the mobile station side device is the same as that of the first embodiment described above. The base station side apparatus 31 in this embodiment is the same as that in the first embodiment except that the reception signal switch 11 in the base station side apparatus 1 shown in FIG. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is saved.
[0029]
Since the operation of the mobile communication apparatus configured as described above is the same as that of the first embodiment except for the reception diversity method in the base station, only the reception diversity method will be described below. . Here, it is assumed that the carrier frequency is set as in the first embodiment, and the propagation characteristics are shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
[0030]
When receiving the TDD base station, the reception level detection circuit 10 receives the reception power level of the reception signals of FIG. 5A and FIG. 5B received by the first antenna 8 and the second antenna 9. Detection is performed to obtain received powers Pi (fa) to Pi (fd). i is a receiving antenna number, and a letter in parentheses indicates a carrier frequency. The reception signal synthesizer 32 synthesizes the reception signals of both antennas for each carrier wave using the result of the reception signal detection circuit 10 and outputs the combined signal to the multi-carrier demodulator 12. The received signal waves Rcomb (fa) to Rcomb (fd) for each carrier after synthesis are as follows.
Rcomb (fa) = R1 (fa) × P1 (fa) + R2 (fa) × P2 (fa)
Rcomb (fb) = R1 (fb) × P1 (fb) + R2 (fb) × P2 (fb)
Rcomb (fc) = R1 (fc) × P1 (fc) + R2 (fc) × P2 (fc)
Rcomb (fd) = R1 (fd) × P1 (fd) + R2 (fd) × P2 (fd)
Ri (fa) to Ri (fd) represent reception signal waves received by the respective antennas, i represents a reception antenna number, and characters in parentheses represent carrier frequency.
[0031]
As in the above formulas, the reception quality of the uplink can be improved by performing reception diversity by maximum ratio combining independently for each of a plurality of carriers.
[0032]
As described above, according to this embodiment, in a mobile communication device using the TDD scheme, a high-speed data sequence is converted into a plurality of low-speed data sequences and transmitted using a plurality of carrier waves, thereby By making the transmission symbol time longer than the delay time, it is possible to avoid degradation of transmission quality due to intersymbol interference, and in the base station, using multiple antennas, transmission diversity and reception diversity by maximum ratio combining can be performed independently for each carrier wave. By doing so, it is possible to improve the reception quality of both the uplink (mobile station transmission to base station reception) and the downlink (base station transmission to mobile station reception) without increasing the hardware scale in the mobile station. it can.
[0033]
(Embodiment 3)
6 and 7 show the configuration of a mobile communication apparatus according to a third embodiment corresponding to claim 5 of the present invention. 6 shows the configuration of the base station side apparatus 41, 42 is a transmission data sequence, 43 is an encoder, 44 is an interleave circuit, 45 is a serial / parallel converter, 46 is a multi-carrier modulator, and 47 is a transmission signal switch. , 48 is a first transmission / reception switcher, 49 is a second transmission / reception switcher, 50 is a first antenna, 51 is a second antenna, 52 is a reception level detection circuit, 53 is a reception signal switcher, and 54 is many A carrier demodulator, 55 is a parallel / serial converter, 56 is a deinterleave circuit, 57 is a decoder, and 58 is a received data sequence. The difference from the first embodiment of FIG. 1 is that an encoder 43, an interleave circuit 44, a deinterleave circuit 56, and a decoder 57 are added. Other configurations are the same as those of the first embodiment. It is the same.
[0034]
FIG. 7 shows the configuration of the mobile station side device 61, 62 is an antenna, 63 is a transmission / reception switch, 64 is a multi-carrier demodulator, 65 is a parallel / serial converter, 66 is a deinterleave circuit, 67 is a decoder, 68 Is a received data sequence, 69 is a transmission data sequence, 70 is an encoder, 71 is an interleave circuit, 72 is a serial / parallel converter, and 73 is a multi-carrier modulator. The difference from the first embodiment of FIG. 1 is that an encoder 70, an interleave circuit 71, a deinterleave circuit 66, and a decoder 67 are added. Other configurations are the same as those of the first embodiment. It is the same.
[0035]
Next, the overall operation of the mobile communication device configured as described above will be described. On the transmission side of the base station side apparatus 41, the high-speed transmission data sequence 42 is subjected to error correction coding in the encoder 43 and added with redundancy, and then the interleaving circuit 44 rearranges the time order to serialize. / Input to parallel circuit 45. The operations from the serial / parallel circuit 45 to the first and second antennas 50 and 51 are the same as those in the first embodiment. On the receiving side, the operations from the first and second antennas 50 and 51 to the parallel / serial converter 55 are the same as those in the first embodiment. The output of the parallel / serial converter 55 is input to the deinterleave circuit 56. The deinterleave circuit 56 converts the received signals in the time sequence replaced by the interleave circuit 71 on the mobile station transmission side in FIG. And output to the decoder 57. The decoder 57 performs error correction decoding using the redundancy added by the error correction encoding of the encoder 70 on the mobile station transmission side to obtain a received data sequence 58.
[0036]
On the transmission side of the mobile station side device 61, the transmission data sequence 69 is subjected to error correction coding in the encoder 70 to add redundancy, and then the interleaving circuit 71 rearranges the time order to serial / parallel. Input to the circuit 72. The operations from the serial / parallel circuit 72 to the antenna 62 are the same as in the first embodiment. On the receiving side, the operation from the antenna 62 to the parallel / serial converter 65 is the same as that of the first embodiment. The output of the parallel / serial converter 65 is input to the deinterleave circuit 66. The deinterleave circuit 66 returns the received signals in the temporal order replaced by the interleave circuit 44 on the base station transmission side to the original time order, Output to the decoder 67. The decoder 67 performs error correction decoding using the redundancy added by the error correction coding of the encoder 43 on the base station transmission side, and obtains a received data sequence 68.
[0037]
Next, the error correction coding / decoding operation and the interleaving / deinterleaving operation in the above configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 8, reference numeral 81 denotes a data sequence after error encoding that has passed through the encoders 43 and 70 of the base station and mobile station, and the numbers 0 to 47 in the frame are data ordinal numbers. On the other hand, 82 is a data series of four systems after interleaving circuits 44 and 71 rearrange the temporal order with respect to 48 bits of 0 to 47 and serial / parallel circuits 45 and 72 perform serial / parallel conversion. (Series a to Series d) are shown. These series are modulated by multi-carrier modulators 46 and 73 using carrier waves of different frequencies.
[0038]
At this time, when the propagation environment becomes inferior in the entire frequency band at time t in FIG. 8 on the transmission path, the reception quality of the transmission symbols is intensively deteriorated at time t of all sequences on the receiving side. However, by performing parallel / serial conversion and deinterleaving on this received signal, the positions of symbols whose reception quality has deteriorated can be distributed as 11, 14, 17, and 20. Further, when the transmission environment deteriorates only in the carrier frequency band used for the sequence b on the transmission line, the received signal is subjected to parallel / serial conversion and deinterleaving, so that the position of the symbol whose reception quality has deteriorated is 1, 5, 9, 17... Can also be dispersed. In general, error correction codes have a higher error correction capability during decoding as the errors after encoding are more dispersed. Can be improved.
[0039]
Note that this embodiment can be implemented in combination with the second embodiment as well as the first embodiment described above.
[0040]
【The invention's effect】
As is clear from the above embodiment, the present invention divides the high-speed data into a plurality of low-speed data, so that there are a plurality of multipath delay dispersions compared to the case where the high-speed data is transmitted at the same speed. It is difficult for the phenomenon of the symbols to occur, and deterioration in transmission quality due to intersymbol interference can be avoided. Also, for multiple low-speed data, that is, narrowband signals on the frequency axis, For each mobile station Since transmission is performed using a plurality of different carriers, transmission diversity and reception diversity using multiple antennas in a base station can be achieved even in a frequency selective fading environment due to multipath. Each mobile station can be selected independently for each carrier by a transmission signal switcher. Therefore, it is possible to provide a mobile communication device capable of performing high-speed data transmission with good transmission quality.
[0041]
In addition, by performing error correction coding and interleaving on high-speed data, the quality of the signal for each carrier varies, and even if there are many bits with poor reception quality in the signal of a specific carrier, the high-speed data By rearranging these bits so that they are temporally dispersed in a bit string of good reception quality of signals of other carriers, error correction capability can be remarkably improved, and high-speed data transmission with good transmission quality It is possible to provide a mobile communication device capable of performing the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mobile communication device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing frequency spectra of a base station transmission signal and a base station reception signal in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a frequency spectrum of a mobile station received signal according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a base station side apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a frequency spectrum of a base station received signal in the second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a base station side apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a mobile station side apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram of interleaving and serial / parallel conversion in the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a TDD system used by the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Base station equipment
2 Transmission data series
3 Serial / parallel converter
4 Multi-carrier modulator
5 Transmission signal selector
6 First transmission / reception switch
7 Second transmission / reception switch
8 First antenna
9 Second antenna
10 Reception level detection circuit
11 Receive signal selector
12 Multi-carrier demodulator
13 Parallel / serial converter
14 Received data series
21 Mobile station side equipment
22 Antenna
23 Transmission / reception switch
24 Multi-carrier demodulator
25 Parallel / serial converter
26 Received data series
27 Transmission data series
28 Serial / Parallel Converter
29 Multi-carrier modulator
31 Base station side equipment
32 Received signal synthesizer
41 Base station side device
42 Transmission data series
43 Encoder
44 Interleave circuit
45 Serial / parallel converter
46 Multi-carrier modulator
47 Transmitter signal selector
48 1st transmission / reception switching device
49 Second transmission / reception switch
50 First antenna
51 Second antenna
52 Reception level detection circuit
53 Receive signal selector
54 Multi-carrier demodulator
55 Parallel / serial converter
56 Deinterleave circuit
57 Decoder
58 Received data series
61 Mobile station side device
62 Antenna
63 Transmission / reception switch
64 Multi-carrier demodulator
65 Parallel / serial converter
66 Deinterleave circuit
67 Decoder
68 Received data series
69 Transmission data series
70 Encoder
71 Interleave circuit
72 Serial / Parallel Converter
73 Multi-carrier modulator

Claims

A base station and a mobile station using a TDD (Time Division Duplex) method as a transmission / reception method, and in the base station and the mobile station, a serial / high-speed transmission data sequence is distributed to a plurality of low-speed transmission data sequences. A parallel converter; a multi-carrier modulator that modulates the plurality of low-speed transmission data sequences using a plurality of different-frequency carriers; and a multi-carrier that performs demodulation on the received signal modulated by each carrier. A carrier wave demodulator, and a parallel / serial converter that combines a plurality of low-speed received data sequences after demodulation into a high-speed received data sequence, the base station, a plurality of antennas, and the mobile stations in the antennas The reception power level detection means for each carrier for each carrier, and the reception power level detection means in the reception time of TDD. A reception signal switch that selects the reception signal of the antenna having the highest reception level detected as a reception signal for each of the carrier waves for each of the mobile stations, and the reception signal at the next transmission time of TDD. A mobile communication apparatus comprising: a transmission signal switch for selecting each of the mobile stations independently for each mobile station using the antenna having the highest level as a transmission antenna .

In the base station, each antenna and each carrier, instead of using the reception level detected by the received power level detection means, with respect to time change of the reception level for the respective mobile stations detected by said received power level detector Using the information, an estimated value of the reception level in the next transmission time of TDD is obtained, and a transmission signal switching is performed for each mobile station independently for each mobile station with the antenna having the highest estimated value as a transmission antenna. The mobile communication device according to claim 1, further comprising a device.

In the base station, instead of the reception signal switch, wherein the received power level with a reception level detected by the detection means, each carrier for each maximum ratio combining reception signals of each antenna with respect to each of the mobile stations the mobile communication apparatus of claim 2 Symbol placement with a received signal synthesizer performed independently.

In the mobile station and the base station, an encoder performing error correction coding for high speed transmission data of one sequence before the serial / parallel conversion, error correction for high-speed reception data after the parallel / Shiruaru conversion A decoder for decoding a code, an interleaving circuit for changing the time order of a transmission data sequence after error correction coding, and the interleaving circuit for a reception data sequence before decoding of an error correction code the mobile communication device according to any one of claims 1 to 3 and a de-interleaving circuit to restore the time sequence of the rearranged series in at.