(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波形を複数の部分に分割するステップと、
前記送信波形の選択された部分を前記送信波形の配列と異なる順序で互いにインターリーブすることによって、前記送信波形の複数の部分を再配列して再配列波形を生成するステップと、
受信エンティティが復号前に前記再配列波形の複数の部分の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で再配列した前記複数の部分を送信するステップと、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する方法。
【請求項２】
一連の前記複数の部分の再配列はランダム再配列である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ランダム再配列は、ランダム数発生器を使用して新しい部分配列シーケンスを連続的に生成することによりなされる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、パイロット信号を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、音声信号を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、データ信号を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
送信波形を複数の部分に分割する手段と、
前記送信波形の選択された部分を前記送信波形の配列と異なる順序で互いにインターリーブすることによって、前記送信波形の複数の部分を再配列して再配列波形を生成する手段と、
受信エンティティが復号前に前記再配列波形の複数の部分の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記再配列波形を送信する手段と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限するシステム。
【請求項８】
前記再配列波形を生成する手段は、ランダム再配列手段である請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ランダム再配列手段は、新しい部分配列シーケンスを連続的に生成するランダム数発生器である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
送信波形を複数の領域に分割するステップと、
前記複数の領域の２以上の領域をサブ領域に分割するステップと、
２以上の選択されたサブ領域を前記送信波形の配列と異なる順序に互いにインターリーブして、インターリーブサブ領域からなるインターリーブ送信波形を形成するステップと、
受信エンティティが復号前に前記インターリーブ送信波形の領域の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記インターリーブ送信波形を送信するステップと、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する方法。
【請求項１１】
前記インターリーブサブ領域は、所定の順序で送信される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記インターリーブサブ領域は、ランダム順序で送信される請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、パイロット信号を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、音声信号を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、データ信号を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
送信波形を複数の領域に分割する手段と、
前記複数の領域の２以上の領域をサブ領域に分割する手段と、
２以上の選択されたサブ領域を前記送信波形の配列と異なる順序に互いにインターリーブして、インターリーブサブ領域からなるインターリーブ送信波形を形成する手段と、
受信エンティティが復号前に前記インターリーブ送信波形の領域の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記インターリーブ送信波形を送信する手段と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限するシステム。
【請求項１７】
前記インターリーブ送信波形を送信する手段は、所定の順序で前記サブ領域を送信する手段を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記インターリーブ送信波形を送信する手段は、ランダムな順序で前記サブ領域を送信する手段を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
送信波形を複数の部分に分割する波形セパレータと、
選択された前記部分を前記送信波形の配列と異なる順序で互いにインターリーブすることによって、前記送信波形の複数の部分を再配列して再配列波形を生成する波形再配列器と、
受信機が復号前に前記再配列波形の部分の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記再配列波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する送信機。
【請求項２０】
一連の前記複数の部分の再配列はランダム再配列である請求項１９に記載の送信機。
【請求項２１】
前記ランダム再配列は、ランダム数発生器を使用して新しい部分配列シーケンスを連続的に生成することによりなされる請求項２０に記載の送信機。
【請求項２２】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、パイロット信号を含む請求項１９に記載の送信機。
【請求項２３】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、音声信号を含む請求項１９に記載の送信機。
【請求項２４】
前記送信波形の複数の部分のうち少なくとも１つは、データ信号を含む請求項１９記載の送信機。
【請求項２５】
送信波形を複数の領域に分割し、前記複数の領域の２以上の領域をサブ領域に分割する波形セパレータと、
２以上の選択されたサブ領域を前記送信波形の配列と異なる順序に互いにインターリーブして、インターリーブサブ領域からなるインターリーブ送信波形を形成するインターリーバと、
受信エンティティが復号前に前記インターリーブ送信波形の領域の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記インターリーブ送信波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する送信機。
【請求項２６】
前記インターリーブサブ領域は、所定の順序で送信される請求項２５に記載の送信機。
【請求項２７】
前記インターリーブサブ領域をランダム順序で送信するランダム数発生器を更に含む請求項２５に記載の送信機。
【請求項２８】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、パイロット信号を含む請求項２５に記載の送信機。
【請求項２９】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、音声信号を含む請求項２５に記載の送信機。
【請求項３０】
前記送信波形の複数の領域のうち少なくとも１つは、データ信号を含む請求項２５に記載の送信機。
【請求項３１】
送信波形を複数の部分に分割する波形セパレータと、
選択された部分を前記送信波形の配列と異なる順序で互いにインターリーブすることによって、前記送信波形の複数の部分を再配列して再配列波形を生成する波形再配列器と、
受信機が復号前に前記再配列波形の部分の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記再配列波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する基地局。
【請求項３２】
送信波形を複数の部分に分割する波形セパレータと、
選択された部分を前記送信波形の配列と異なる順序で互いにインターリーブすることによって、前記送信波形の複数の部分を再配列して再配列波形を生成する波形再配列器と、
受信機が復号前に前記再配列波形の部分の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記再配列波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する移動局。
【請求項３３】
送信波形を複数の領域に分割し、前記複数の領域の２以上の領域をサブ領域に分割する波形セパレータと、
２以上の選択されたサブ領域を前記送信波形の配列と異なる順序に互いにインターリーブして、インターリーブサブ領域からなるインターリーブ送信波形を形成するインターリーバと、
受信機が復号前に前記インターリーブ送信波形の領域の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記インターリーブ送信波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する基地局。
【請求項３４】
送信波形を複数の領域に分割し、前記複数の領域の２以上の領域をサブ領域に分割する波形セパレータと、
２以上の選択されたサブ領域を前記送信波形の配列と異なる順序に互いにインターリーブして、インターリーブサブ領域からなるインターリーブ送信波形を形成するインターリーバと、
受信機が復号前に前記インターリーブ送信波形の領域の受信を待つことを要求されるように、前記送信波形の配列と異なる順序で前記インターリーブ送信波形を送信する送信器と、
を具備する無線通信システムにおいてピーク送信パワーを制限する移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システム、特に情報信号送信を改良するための通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ通信システムはピーク送信パワーに非常に敏感であり、送信パワーレベルに関する干渉により限定される。限定に関する１つの干渉はいわゆる“近−遠問題”である。この問題では、送信パワーが送信中に増加すると、他のチャンネルにさらに干渉を起こす。この付加的な干渉に対処するため、他のチャンネルはそれらに固有の送信パワーを増加しなければならない。他のチャンネルによる送信パワーの増加は結果として全てのチャンネルでさらに多くの干渉を発生する。このなだれ効果はシステムが安定して全てのチャンネルが満足されるようになるまで生じる。それ故、このようなシステムの容量を最大にするために、各ユーザが要求されたサービス品質を実現するのに必要な最小限のパワーを送信することが望ましい。送信システムの他のリンクの性能を劣化する別の問題は不連続のパワーパターンを含む波形である。この問題は近−遠問題をさらに複雑にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
送信電力増幅器は干渉がＣＤＭＡ通信システムの容量を限定できる別の区域を提供する。送信電力増幅器の最大の出力パワーはパワー散逸と不所望の放射を含む複数の設計パラメータにより決定される。不所望の放射は入力信号の帯域幅の外側で生じる放射である。ほとんどの不所望な放射は電力増幅器内の相互変調により生じる。相互変調（混変調）は増幅器を非線形区域へ駆動する高い送信パワーレベルにより生じる。
【０００４】
不所望の放射はＦＣＣ等の取締り機関によりしばしば限定される。工業標準も同一または別のシステムとの干渉を防止するために不所望な放射に制限を設定している。所望の限定範囲内に不所望の放射を維持するため、送信電力増幅器の出力パワーは放射の限界を超える確率が非常に小さいように選択される。非線形エンベロープを有する波形が増幅されるとき、最大出力は最高のパワーレベルを有する波形の部分により決定される。さらに、リクエストされた出力パワーが最大許容出力パワーを超えるならば、送信機は不所望な放射を予め規定された限定内に維持するように最大の許容レベルへ出力パワーを制限することができる。
【０００５】
図１を参照すると、送信波形12、18のグラフ表示10が示されている。送信波形12は異なるパワーレベルを有する波形部分14、16から形成される。部分14が最高の瞬間パワーを有するので、増幅器の送信パワーレベル限界は部分16ではなく部分14により到達される。対照的に、送信波形18は一定のエンベロープを有する。最大パワーにおける送信は送信波形12、18の下の面積によって示されているように、さらに高いエネルギ送信を許容する。時間にわたる総送信エネルギを最大にするために、送信機に与えられる信号が１にできる限り近いピーク対平均パワー比を有することが望ましい。さらに、ピーク送信パワー問題を防止するのに加えて、一定のパワーレベルは電力増幅器の負荷の高速度変化から生じる自己干渉を減少させる。
【０００６】
例えば、図２は複数の送信波形20ａ−ｎを示している。送信波形20ａ−ｎの数ｎは非常に大きい。例えばｎは共通してＣＤＭＡシステムで二百以上の値を有する。送信信号20ａ−ｎはパイロット部分22、制御部分24、音声部分26、データ部分28から形成される。送信信号20ａ−ｎのパイロット部分22は常に高いパワーレベルを有する。定義により、パイロット信号として作用するため、パイロット部分22は常に高くなければならない。データ部分28は非常に利用性の高いタイムスロットであるので通常比較的高い。一方、音声部分26は音声信号が多数の未使用期間を有するので典型的に低い。
【０００７】
全体のパワー波形30は共に合計された送信波形20ａ−ｎの総パワーを表している。パイロット部分22とデータ部分28が送信波形20ａ−ｎ内で高いレベルであるので、全体のパワー波形30の対応する部分32、36は高い。音声部分26は変化し、通常は低いので、全体のパワー波形30の部分34はゼロ近くから中間レベル34まで変化できる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はＣＤＭＡ通信システムのピーク送信パワーを制限する方法である。少なくとも１つの第１および第２の高い送信パワーの区域は複数の高送信パワーの小区域へ分離される。複数の高送信パワー小区域は複数の時間オフセット小区域を与えるように異なる継続時間の時間オフセットによりシフトされる。第１および第２の低い送信パワー区域も与えられる。第１と第２の低い送信パワー区域の少なくとも１つも複数の送信パワー小区域に分離され、低い送信パワー小区域は異なる継続時間の時間オフセットによりシフトされる。小区域は予め定められた継続時間またはランダムな時間により時間オフセットされることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、目的、利点は、同一の参照符号が全体を通じて対応する素子を表している図面を参照にした以下説明する詳細な説明からさらに明白になるであろう。
図３を参照すると、送信波形50のグラフ表示が示されている。送信波形50のような多数の波形は通常ＣＤＭＡ通信システムで同時に送信される。送信波形50は複数のスロット54から形成される。各スロット54内にはパワーレベルＡ、Ｂ、Ｃを有する３つの区域がある。種々の波形50のパワーレベルＡが同時に生じるように複数の送信波形50が通信帯域を通じて送信されるならば、帯域を通って送信される総パワーはそのときピークに到達する。同様に、パワーレベルＣが同時に生じるように送信波形50が送信されるならば、帯域の総パワーはそのとき低レベルに到達する。
【００１０】
しかしながら、本発明の好ましい実施形態では、送信波形50は高パワーレベルＡが相互に並ばないように相互に関して時間的にオフセットされる。この方法で種々の送信波形50の高レベルと低レベルが平均される。これによって、最も重要な通信帯域の低いピーク送信パワーを生じることができる。前述したように、低いピーク送信パワーは不所望の放射および干渉を減少させる。
【００１１】
図４を参照すると、送信波形74ａ−ｎのグラフ表示70が示されている。送信波形74ａ−ｎはパイロット部分78、パワーアップ／ダウン部分82、制御部分86、データ部分90を各タイムスロット72内に含むことができる。データ部分90はデータパルス92を含んでいる。送信波形74ａ−ｎを伝送する１つの帯域のピーク送信パワーは各波形74ａ−ｎのパワーの合計である。したがって、ピーク送信パワーを最小にし、それによって不所望の放射を最小にするため、送信波形74ａ−ｎの合計は平均され、円滑にされる。
【００１２】
本発明の１つの好ましい実施形態では、送信波形74ａ−ｎの高送信レベルの平均化は、新しい波形74ａ−ｎが通信帯域に付加されるとき各連続的な波形74ａ−ｎに同一の固定したオフセットを与えることにより実現される。したがって、図示の目的で、送信波形74ａ−ｎは、これらが固定した時間オフセットｔ0 の倍数で相違していることによって相互に時間オフセットされる点を除いて相互に同一である。
【００１３】
例えば、送信波形74Ａが通信帯域により送信される第１の信号であるならば、これはゼロオフセットで送信されることができる。送信波形74Ｂが通信帯域内で送信される次の信号であるならば、送信波形74Ｂに関しては時間オフセットｔ0 で受信できる。送信波形74Ｃが送信される次の信号であるならば、送信波形74Ｂに関してｔ0 だけ時間オフセットされることができる。これは波形74Ａから２ｔ0 の時間オフセットに等しい。通信帯域により送信されるそれぞれ後続する送信波形74ａ−ｎは同じ方法で付加的なオフセットｔ0 で受信できる。しかしながら、この方法により必要とされる任意の時間オフセットにより波形毎にシフトすることが常に可能であることが理解されよう。
【００１４】
図５を参照すると、送信波形74と総送信パワー波形96を含むグラフ表示100 が示されている。本発明の方法を実施するとき、送信波形74ａ−ｎをさらに平均化し、それ故ピーク送信パワーの更なる改良は時間オフセットを提供する前に波形74ａ−ｎのデータ部分90内のデータパルス92を円滑にすることにより得ることができる。この更なる改良を行うため、データ部分90全体にわたってデータパルス92の情報を分散する一般的な技術が使用されることができる。さらにデータ部分90内のデータパルス92の位置はピーク送信パワーを最小にするために変更されることができる。これらの方法を使用して、総送信パワー波形96の送信パワーレベル94が得られる。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、送信波形74ａ−ｎのタイムスロット72内の種々の部分は相互に分離され、任意の可能なシーケンスで送信されることができる。例えばタイムスロット72内でデータ部分90は送信波形74Ａの残りから分離され、最初に送信されることができる。パイロット部分78は分離されてデータ部分90のすぐ後に送信される。タイムスロット72内の残りの部分は任意のシーケンスで送信されることもできる。この技術をグラフ表示50の波形に適用すると、部分Ａ、Ｂ、ＣはＡＢＣ、ＡＣＢとしてまたは任意の他の順序で送信されることができる。さらにシーケンスは１つの送信波形74ａ−ｎから次へ変化されることができる。
【００１６】
改良された結果は、波形部分の送信シーケンスをランダムに変化することにより送信波形74ａ−ｎの部分を分離し、再度順序付けする方法で得られることができる。これはさらに種々の波形により行われた総送信パワーに対する影響を平均し円滑にする。新しい送信シーケンスはランダム数発生器により連続的に発生されることができる。この場合、送信機と受信機の両者は受信機による復号を許容するためにランダム数発生器のパラメータについて知らなければならない。
【００１７】
各新しい波形に対して固定した時間オフセットｔ0 を使用することに加えて、あるアルゴリズムにしたがって各新しい波形の個々のオフセットを選択することが可能である。例えば新しい時間オフセットは最低数の既存の呼により使用される可能なオフセットを決定することによって選択されることができる。さらに、個々のオフセットは新しい送信信号の形態または予期された形態にしたがって、ピーク送信パワーの最小の増加を与えるように適合されたピークパワーアルゴリズムによって決定されることができる。このアルゴリズムは発見的なものである。この機能を実行するため、ピークパワー最小化アルゴリズムは例えば送信フレームにわたる時間にわたって送信パワー波形を予測できなければならない。
【００１８】
図６を参照すると、送信パワー予測アルゴリズム100 が示されている。送信パワー予測アルゴリズム100 は例えば通信システムへ各送信波形74ａ−ｎを付加することによって生じる新しい総パワーを予測するために使用されることができる。さらにアルゴリズム100 は複数の可能な時間オフセットのそれぞれを送信波形74ａ−ｃを付加することによる新しい総パワーを予測するために使用されることができる。したがって、ピーク送信パワーの最小の増加を生じる最適の時間オフセットを選択することが可能である。この方法で通信システムに付加されるとき、それぞれ新しい送信波形74ａ−ｎの最適の時間オフセットを決定することによって、発見的な手法でシステム性能をさらに改良する。
【００１９】
例えば、幾つかの既知システムの総送信パワーは次式のように計算される。
【数１】
0004307731.tif 000002
ここで、（１−α）＜１は忘却係数であり、／Ｐnは時間ｎにおけるフレームパワー評価値を有するベクトルであり、要素／Ｐn’はそのフレーム中のｉ番目のシンボル期間中の評価パワーに対応し、／ｅnは、時間ｎにおける１フレームに対して測定されたパワーを含んでいるベクトルである。
【００２０】
新しいチャンネル設定が新しい送信波形を付加するために必要とされるとき、基地局は新しいチャンネルの付加から生じる送信パワー波形Ｗを計算できる。基地局は以下のように各可能な時間オフセットに対応する結果的なパワーベクトルを計算できる。
【数２】
0004307731.tif 000003
ここでｃｙｃｌｋ（  ）はｋ個のエレメントによりベクトルＷの周期的なシフトを発生する演算子である。新しいチャンネルはその後、１に最も近いピークパワー対平均パワーを有する（／Ｐn ' ）(k) に対応する時間オフセットで設定されることができる。
【００２１】
送信波形50のような波形がパワーレベルＡ、Ｂ、Ｃを有するセクションに分離されるとき、セクションの送信シーケンスは類似の発見的手法で選択されることができることが理解されるであろう。例えば、結果的なピーク送信パワーが各可能な送信シーケンスで決定されることができ、最低のピーク送信パワーを生じる送信シーケンスが選択されることができる。
【００２２】
図７を参照すると、送信パワー波形132 のグラフ表示130 が示されている。表示130 の各区域Ａ、Ｂ、Ｃが小区域に分離されることができることを当業者は理解している。各区域の小区域は所望される程度に小さく、１つのシンボルを有する小区域が許容される。この方法で区域を分割して形成された小区域はその後、送信パワー波形132 を形成するため相互に関してインターリーブされることができる。さらに、送信波形の１区域はもとのままの状態に維持され、残りの区域はインターリーブされることができる。これは送信パワー波形134 として設定される。
【００２３】
インターリーブされた小区域の送信順序は予め定められた順序、ランダムな順序または当業者に理解されている任意のその他の順序でよい。この方法による送信波形の分離とインターリーブは送信波形の優れた平均化とピーク送信パワーの最小化を与える。送信パワー波形内の区域がこの方法でインターリーブされるとき、受信機は復号を開始できる前にスロットの終了を待機しなければならない。
【００２４】
好ましい実施形態の前述の説明は当業者が本発明を実行または使用することをできるようにするために行われた。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明らかであり、ここで規定されている一般原理は発明能力がなくても、他の実施形態に適用されることができる。したがって本発明はここで示した実施形態に限定されることを意図するものではなく、説明した原理と優れた特性と一貫した最も広い技術的範囲に従うものである。ここで説明した全ての方法は呼の設定時間または設定後の送信中の任意の時間に使用されることができるこことが理解されよう。
【００２５】
さらに、種々の方法は任意の方法で相互に結合されることができることが理解されるであろう。特に、全ての分離可能な波形による方法は、独立して、または先に説明した時間シフトベースの方法、ランダムまたは発見的方法によって、またはそれらによらないで使用されることができる。さらに、ここで説明した種々の方法は呼の設定時間または、送信波形の送信中の任意の時間に実行されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  送信波形のグラフ。
【図２】  通信システムの複数の送信信号の図。
【図３】  送信波形のグラフ。
【図４】  送信波形のグラフ。
【図５】  送信波形のグラフ。
【図６】  ＣＤＭＡシステムのピーク送信パワーレベルを予測するためのアルゴリズムのフローチャート。
【図７】  本発明の方法にしたがってインターリーブされた送信波形のグラフ。
【図１】
0004307731.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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