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CN1659803A - 数据分配装置和发送方法 - Google Patents

数据分配装置和发送方法 Download PDF

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CN1659803A
CN1659803A CN03812591.9A CN03812591A CN1659803A CN 1659803 A CN1659803 A CN 1659803A CN 03812591 A CN03812591 A CN 03812591A CN 1659803 A CN1659803 A CN 1659803A
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CN
China
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communication system
data
communication terminal
communication
signal
Prior art date
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Pending
Application number
CN03812591.9A
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English (en)
Inventor
蛯子惠介
上杉充
吉井勇
三好宪一
青山高久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP2002286007A external-priority patent/JP2004128579A/ja
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Abstract

服务器(191)经由因特网(192)将基本数据和互补数据构成的视频信息发送到路由器(100)。路由器(100)将基本数据分配给蜂窝系统(193)的BS(110)，将互补数据分配给无线LAN系统(194)的AP(120)。BS(110)将基本数据发送到MS(150)，AP(120)将互补数据发送到MS(150)。MS(150)在处于蜂窝系统(193)的区域内的情况下，始终与BS(110)维持通信信道，而在进入无线LAN系统(194)的区域内的情况下，照样维持与BS(110)的信道，还根据状况来开通与AP(120)的信道。由此，用户可以进行无缝通信。

Description

数据分配装置和发送方法
技术领域
本发明涉及搭载在集中了蜂窝系统、无线LAN系统等的通信系统中的数据分配装置和发送方法。
背景技术
在将来的第四代的移动通信系统中，移动台在数据传输速率低而覆盖区域宽的蜂窝系统、以及数据传输速率高而覆盖区域(热点区域)窄的无线LAN系统的两系统间自由地越区切换的系统成为主流。
在这样的系统中，移动台在无线LAN区域的内部时连接到无线LAN系统，在无线LAN区域外时连接到蜂窝系统，以便尽量以高数据速率进行通信。此外，还有对存在这种对方台的系统进行优先连接的结构(例如，参照(日本)特开2002-141857号公报)，以便可以尽可能与发送输出低的对方台通信。
但是，在现有的通信系统中，存在以下问题：在位于无线LAN区域的边缘附近的移动台中频繁发生越区处理，而通过区域边缘的移动台因发生越区切换(handover)处理而在数据传输上产生延迟。此外，还存在以下问题：在移动台从无线LAN的区域内移动到区域外时，在位于区域外的蜂窝系统的线路容量上没有余量时，在到达无线LAN的区域外的瞬间接收视频的分配被中断。
发明内容
本发明的目的在于，如蜂窝系统和无线LAN系统那样，在考虑了将相互独立的两个通信系统进行集中的第三通信系统的情况下，即使通信终端在该第三通信系统的覆盖区域内自由地移动，也防止频繁发生越区切换处理和突然中断通信，而且，进行考虑了两个独立的通信系统特性的效率高的数据通信。
该目的通过以下发送方法来实现：在发送到通信终端的数据中，在适合于第一通信系统特性的数据分配给第一通信系统，适合于第二通信系统特性的数据分配给第二通信系统后，发送到各通信系统。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的无线通信系统的概要的图；
图2是详细地表示本发明实施方式1的路由器、基站装置、以及接入点装置的结构的方框图；
图3是表示本发明实施方式1的移动台装置的内部结构的方框图；
图4A是具体地说明本发明实施方式1的无线通信系统具有的效果的图；
图4B是具体地说明本发明实施方式1的无线通信系统具有的效果的图；
图5是表示本发明实施方式2的移动台装置的结构的方框图；
图6是详细地表示本发明实施方式2的路由器、基站装置、以及接入点装置的结构的方框图；
图7A是具体地说明本发明实施方式2的无线通信系统具有的效果的图；
图7B是具体地说明本发明实施方式2的无线通信系统具有的效果的图；
图7C是具体地说明本发明实施方式2的无线通信系统具有的效果的图；
图8是表示本发明实施方式3的路由器的结构的方框图；
图9是表示本发明实施方式3的路由器的一例数据分配的表；
图10表示一例现有的无线通信系统的图；
图11表示本发明实施方式4的通信系统的一例结构的图；
图12表示本发明实施方式5的通信终端装置的一例结构的图；
图13表示本发明实施方式6的通信终端装置的一例结构的图；
图14表示实施方式6的下行发送功率控制步长的调整方法的流程图；
图15表示本发明实施方式7的无线LAN接入点装置的一例结构的方框图；
图16表示本发明实施方式8的无线通信系统的信号结构的图；
图17A表示本发明实施方式9的无线通信系统中使用的副载波信号的一例分离配置的图；
图17B表示本发明实施方式9的无线通信系统中使用的副载波信号的一例分离配置的图；
图18A表示本发明实施方式9的无线通信系统中使用的副载波信号的一例分离配置的图；以及
图18B表示本发明实施方式9的无线通信系统中使用的副载波信号的一例分离配置的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明实施方式1的无线通信系统的概要的图。再有，这里，举例说明向移动台装置(通信终端装置)发送从服务器发送来的视频信息的情况。
图1所示的无线通信系统具有服务器191、因特网192、蜂窝系统193、无线LAN系统194。而蜂窝系统193具有路由器100和基站装置(BS)110，无线LAN系统194具有接入点装置(AP)120。无线LAN系统194的区域存在于蜂窝系统193的区域内。蜂窝系统193和无线LAN系统194是相互独立的通信系统。
服务器191经由因特网192将视频信息发送到路由器100。该视频信息由基本数据和互补数据构成，基本数据的清晰度低但仅用它就可以构成一张图像(画面)，而互补数据是用于对该基本数据进行互补的数据，通过与该基本数据进行合成，可获得更高清晰度的视频。
路由器100取得从服务器191发送来的视频信息，在该视频信息中，将基本数据分配该蜂窝系统193的BS110，将互补数据分配给无线LAN系统194的AP120，并分别发送。
BS110使用无线信号S1将基本数据发送到移动台装置(MS)150，AP120使用无线信号S2将互补数据发送到MS150。在图1中，MS150处于无线LAN系统194的区域之中。
MS150具有两个接收系统，可以同时接收从蜂窝系统193和无线LAN系统194发送的两个信号。然后，MS150在处于蜂窝系统193的区域(BS110管理的区域)内的情况下，始终与BS1100维持通信信道，在移动到无线LAN系统194的区域内的情况下，照样维持与BS110的信道，还根据状况来开通与AP120的信道。
图2是详细地表示路由器100、蜂窝系统193的移动台装置110、以及无线LAN系统194的接入点装置120的结构的方框图。
在该图中，蜂窝系统的移动台装置110具有数据信道生成部111、调制部112、发送无线(RF)部113、以及天线114。而无线LAN系统的接入点装置120具有数据信道生成部121、调制部122、加法部123、无线发送部124、天线125、信道容量计算部126、控制信道生成部127、调制部128、无线接收部129、解调部130、以及数据信道发送控制部131。
经由因特网192，从服务器191发送来的基本数据和互补数据构成的视频信息，在路由器100中被分别分配给基站装置110和接入点装置120。具体地说，基本数据被发送到基站装置100内的数据信道生成部111，另一方面，互补数据被发送到接入点装置120内的数据信道生成部121。
在蜂窝系统193中，从数据信道生成部111输出的基本数据在调制部112和无线发送部113中被实施规定的处理，经由天线114被发送到移动台装置150。另一方面，在无线LAN系统194中，在从移动台装置150经由数据信道发送控制部131有数据的发送请求的情况下(后述)，在调制部122和无线发送部124中实施规定的处理，经由天线125将互补数据发送到移动台装置150。
此外，使用在接入点装置120和移动台装置150间打开的控制信道，即通过在加法部123中将经由信道容量计算部126、控制信道生成部127、以及调制部128生成的信号与包含上述视频信息的发送信号相加，并经由无线发送部124和天线125来发送，从而将无线LAN系统194的信道容量通知移动台装置150。
图3是表示移动台装置150的内部结构的方框图。
移动台装置150具有天线151、无线(RF)接收部152、蜂窝接收部153、数据取得部154、无线LAN接收部(数据信道用)155、数据取得部156、数据合成部157、无线LAN接收部(控制信道用)158、信道容量检测部159、无线LAN连接请求信号生成部160、无线(RF)发送部161、以及显示部162。
经由天线151接收的信号在无线接收部152中被施加下变频等规定的无线接收处理，并被输出到蜂窝接收部153、无线LAN接收部(数据信道用)155、以及无线LAN接收部(控制信道用)158。
在蜂窝接收部153中，与移动台装置150处于哪个区域无关，始终连续接收基本数据。此外，在移动台装置150移动到无线LAN系统194的区域内时，对无线LAN系统的控制信道经由天线151、无线接收部152、无线LAN接收部(控制信道用)158来接收，在信道容量检测部159中检测与无线LAN系统的信道容量有关的信息。在无线LAN的容量上有余量时，为了请求连接到无线LAN系统，由无线LAN连接请求信号生成部160生成用于请求分配无线LAN的信道的信号，并将其经由无线发送部161和天线151发送到无线LAN系统的接入点装置120。
在接入点装置120中，在移动台150移动到无线LAN系统的区域内时，仅在信道容量上有余量时才对移动台150发送上述互补数据。
移动台装置150将经由蜂窝接收部153和数据取得部154从蜂窝系统取得的基本数据、以及经由无线LAN接收部(数据信道用)155和数据取得部156从无线LAN系统取得的互补数据，在数据合成部157中进行合成，取得视频数据，并用显示部162进行显示。
根据上述结构，由于在无线LAN区域的边缘不进行越区切换处理，所以不产生越区切换造成的数据传输的延迟。此外，在移动到无线LAN的区域之外时，由于原封不动继续蜂窝系统的连接，所以不造成数据分配的中断。
此外，即使移动台进行越区切换处理，也可以始终接收质量在一定等级以上的视频，同时在到达无线LAN区域时，仅在无线LAN的容量上有余量时，才可以接收精度高的视频。
图4是进一步具体地说明具有上述结构的无线通信系统产生的效果的图。
上述无线通信系统内的通信终端装置在蜂窝系统193的区域(除了无线LAN系统194的区域以外)内仅接收基本数据，所以例如在显示部162的画面上显示图4A所示的清晰度低的图像。但是，在进入无线LAN系统194的区域内，并且在无线LAN系统194的信道容量上有余量时，除了基本数据以外还接收互补数据，所以通过将两种数据进行合成，在画面上显示图4B所示的清晰度高的图像。
通过上述动作，移动台可始终接收清晰度最低的数据，所以在移动到无线LAN区域时，例如即使在无线LAN系统中不能进行越区切换，视频也不被中断。
此外，在到达无线LAN区域时，由于仅在无线LAN的容量上有余量时才自动地连接到无线LAN，所以使用移动台的用户没有意识到自身到达了无线LAN区域，可受到无缝提供的服务。
如以上那样，因蜂窝系统193覆盖了包含无线LAN系统194的覆盖区域的宽区域，所以作为数据的发送方法，使蜂窝系统193(BS110)担当中途没有中断的无缝的通信，另一方面，使无线LAN系统194(AP120)担当除此之外的辅助性的通信是合适的。因此，路由器100将从服务器191取得的数据根据这种发送方法分配给各自的通信系统。
作为上述的视频数据，例如有时为实施了锥形编码那样的分层编码的视频数据的情况，有时为按MPEG(Moving Picture Experts Group)方式压缩的数据，即为活动图像数据的情况。MPEG数据的情况下，仅用一个发送帧形成一个图像信息的I帧成为上述基本数据，而作为前后的I帧的差分信息的P帧、B帧成为互补数据。此时，在蜂窝系统的宽区域中，始终可接收帧速率低的(可见微小移动)活动图像，另一方面，在无线LAN系统的窄区域内，可接收帧速率高的平滑的活动图像。
此外，作为路由器100的进一步具体的数据的分配部件，也可以使用预先确定的TCP或UDP的端口号码。在TCP/IP协议中，对应用或高层的协议传输数据时，指定端口号(地址)来发送。在本实施方式中，在服务器和移动台间分别约定端口来发送。即，对于从无线LAN系统发送的数据和从蜂窝系统发送的数据分配各自的端口，通过使用两个端口来进行发送。这样，在路由器中，通过检测端口号码，可容易地将数据分配给无线LAN系统和蜂窝系统。
这样，根据本实施方式，在覆盖宽区域的蜂窝系统那样的第一通信系统的区域内，在处于覆盖窄区域的无线LAN系统那样的第二通信系统的区域的第三通信系统中，通信终端可以从第一通信系统始终连续接收规定质量以上的数据，所以在进入第二通信系统的区域内时，即使在该第二通信系统中不能进行越区切换，也可以防止通信被中断。换句话说，通信终端即使处于第二通信系统的区域边缘附近，也不频繁发生越区切换，而在通信终端通过区域的边缘时在数据传输上也不发生延迟。而且，可防止通信终端在到达区域边缘的瞬间通信被中断，通信终端的用户可进行无缝的通信。
再有，这里，举例说明了从服务器191发送视频信息的情况，但不限定于此，该视频信息也可以是广播信息或其他方式的信息。
这里，举例说明了在信道容量计算部126中判明了无线LAN系统194的信道容量不足时，移动台装置150经由信道容量检测部159来识别这种状况，决定停止接收来自无线LAN系统194的数据，将该情况通知接入点装置120的情况，但在信道容量计算部126中判明了无线LAN系统194的信道容量不足时，接入点装置120自身决定停止对移动台装置150发送数据，信道容量计算部126直接将生成停止的控制信号输出到数据信道生成部121也可以。
(实施方式2)
图5是表示本发明实施方式2的移动台装置的结构的方框图。再有，该移动台装置具有与图3所示的移动台装置同样的基本结构，对相同的结构部件附以相同的标号，并省略其说明。
图5所示的移动台装置的特征是，具有差错判定部251和ACK/NACK信号生成部252，在接收数据中有差错时向发送端请求重发。
差错判定部251对从数据取得部154输出的数据的差错进行判定，并将判定结果输出到ACK/NACK信号生成部252。ACK/NACK信号生成部252根据该差错判定结果来生成ACK信号或NACK信号，并经由无线发送部161和天线151，将该信号发送到无线LAN系统的接入点装置120a。
图6是详细表示作为图5所示的移动台装置的通信对方的路由器100、基站装置110、以及接入点装置120a的结构的方框图。再有，这些装置具有与图2所示的装置同样的基本结构，对相同的结构部件附以相同的标号，并省略其说明。
从图5所示的移动台装置发送的ACK/NACK信号经由天线125、无线接收部129、以及解调部130被接收，在数据信道发送控制部131a中，根据该信号来进行数据的重发控制。具体地说，从路由器100发送来的数据被存储在缓冲器201中，在移动台装置有重发请求时，被输出到数据信道生成部121，经由调制部122、加法部123、无线发送部124、以及天线125来发送。
由此，在将图像数据发送到移动台时，从蜂窝系统流入不包含重发信息的实时的视频，而另一方面，从无线LAN系统根据来自移动台的重发请求来进行有差错的数据的重发。移动台可取得没有重发的最低限度质量的图像数据而与其处于哪个区域无关。
图7是进一步具体地说明具有上述结构的无线通信系统取得的效果。
图7A是表示从蜂窝系统发送的视频的图。由于数据块B1有接收差错，所以呈现图像缺少一部分。另一方面，图7B表示从无线LAN系统发送的视频数据的图。由于仅重发数据被发送，所以仅存在数据块B2。图7C表示将从两系统发送来的数据进行合成的视频的图。移动台装置在无线LAN系统内，在可开设信道的情况下，显示这样的高质量的图像。
这样，根据本实施方式，即使不进行越区切换处理，移动台也可以始终接收没有重发的最低限度质量的视频。此外，在到达了无线LAN区域时，由于接收质量更好的视频，所以用户能够欣赏高质量的视频。
(实施方式3)
本发明实施方式3的无线通信系统具有与图1所示的无线通信系统同样的结构，所以这里仅将表示路由器结构的方框图示于图8。
路由器100a具有分配部301、分配比例计算部302、无线LAN可传输速度信息取得部303、以及蜂窝可传输速度信息取得部304。
分配部301经由因特网192接收(取得)从服务器191发送的数据，根据从分配比例计算部302输出的分配比例，将从服务器191传送来的数据分配输出到各系统。分配比例计算部302经由无线LAN可传输速度信息取得部303取得的无线LAN系统的可传输的数据速率，以及经由蜂窝可传输速度信息取得部304取得的蜂窝系统的可传输的数据速率来决定分配比例，并将其输出到分配部301。
由此，在数据的分配时，检测分别由蜂窝系统和无线LAN系统检测可发送的信息速率，根据信息速率的比例来决定从各自系统发送的数据的速率。
图9是表示一例该数据的分配的表。例如，在从服务器191发送来30Mbps的数据时，如果从无线LAN系统通知的可传输速度为100Mbps，从蜂窝系统通知的可传输速度为50Mbps，则这种情况下，可传输速度的比例为2∶1。因此，在路由器100a中被分配的传输速度分别为20Mbps、10Mbps。
一般来说，在蜂窝系统193和无线LAN系统194的传输速率上存在差别。因此，如以上那样，如果根据双方的通信系统的传输速率来分配数据，则可进行适合双方通信系统的通信。
这样，根据本实施方式，由于对两个发送系统的数据速率进行调整，所以可以避免在一方的发送系统中数据产生停滞的情况。这是因为在进行实时数据的发送时，在两个发送系统中，仅其中一方的数据早到达，而另一方的数据产生延迟时，不能进行数据的接收处理，所以还可以防止总是不能对缓冲器的内容进行清除的问题。
(实施方式4)
图10是表示一例现有的无线通信系统的图。举例说明在蜂窝方式移动通信系统的小区内存在覆盖了局部存在的区域(以下称为热点区域，或简称为热点)的无线通信系统(例如，高速无线LAN)，在通过一台终端与这两个系统进行通信时，特别是为了确保实时服务的质量，照样维持与蜂窝方式的基站的链接，接受热点服务的情况。
在该无线通信系统中，在蜂窝方式和热点的使用频带不同的情况下，具有在系统间不产生干扰的优点，但移动通信终端必须对每个系统进行无线(RF)处理，所以在每个系统中需要RF电路。而在热点区域以外，可以不使用用于热点频率的RF电路。
此外，在蜂窝方式和热点的频带相同的情况下，为了避免系统间的干扰，需要时隙/频率/码的分配不重叠，因通信控制变得复杂，所以电路结构也变得复杂。
作为上述无线通信系统的一例，有(日本)特开平8-140135号公报中公开的无线通信系统。该系统是采用了分层化的微小区/微小区的跳频方法的例子。
但是，在该无线通信系统中，在蜂窝方式和热点的使用频带不同的情况或相同的情况下，无论是哪种情况，都存在通信终端的电路规模、以及通信系统的负载变大，而且频率利用效率也低的问题。
另一方面，作为通过在相同时刻用相同频率从多个发送天线来传输不同的信息流，从而增大传输容量的技术，已知多输入多输出(MIMO：Multi-InputMulti-Output)无线通信系统。
本发明人发现以下事实：通过将与多个独立的无线通信系统进行通信的通信终端装载了使用上述MIMO技术的接收功能，可以构筑频率利用效率高的通信系统。
本实施方式的特征是，通过在通信终端装置中装载MIMO接收功能，从而同时接收按相同频率运行的蜂窝方式通信系统的下行传输信号、以及超高速无线LAN等的热点通信系统的下行传输信号。由此，可以提高频率利用效率。
图11是表示本发明实施方式4的一例无线通信系统的结构的图。这里，举例说明通信终端装置与不同的两个通信系统的基站、具体地说与蜂窝方式的基站和管理超高速无线LAN等的热点区域的接入点(AP)进行通信的情况。
图11所示的通信系统由基站(BS)451、热点的AP461、471、以及移动通信终端481构成。
BS451是蜂窝方式的通信系统的构成部件，装备了发送天线452，并对小区453进行管理。
AP471是无线LAN的通信系统的构成部件，装备了发送天线472，并对区域473进行管理。
AP461可采用与AP471同样的通信系统，但也可以采用其他的通信系统。与AP471同样，装备了发送天线462，并对区域463进行管理。
移动通信终端481用频率fc与BS451和AP471进行通信。作为具体的结构，装载了两个接收天线、一个无线接收处理部(RF电路)、以及2×2MIMO接收功能，可以分别接收从蜂窝方式基站和热点AP使用相同频率相同时刻相同扩频码来发送的相互不同的数据序列。有关MIMO接收功能将后述。
该移动通信终端481具有以在热点服务区域内的接收和在热点服务区域外的接收方式的两种接收模式。在热点服务区域内时，按MIMO接收方式动作。在热点服务区域外时，停止MIMO接收功能，按分集接收模式动作。因此，可以削减消耗功率。
下面，说明有关具有上述结构的无线通信系统的构造。
在MIMO通信中，用与发送装置数目相同数目的或比其多的天线来接收从发送装置发送的信号，根据在该接收信号中分别插入的导频信号而对各自的每个天线对进行传送路径估计。这种估计出的传送路径特性H，例如在发送装置的发送天线为两个，而接收装置的接收天线为两个的情况下，通过2×2矩阵来表示。
而且，在MIMO方式的通信方法中，根据这样求出的传送路径H的逆矩阵和各接收信号，可以分别求从各发送装置发送的发送信号。即，可以通过一个RF电路对按相同频率发送的信号进行无线接收处理。因此，在多个线路的无线通信中不必使用分别不同的频率，频率效率高。此外，由于可以用单个的电路进行RF处理，所以可以削减通信终端装置的电路规模。
在MIMO无线通信系统中，从Wireless Personal Communication，Vol.6，1998，“On Limits of Wireless Communication in a Fading Environment whenUsing Multiple Antennas”，Foschini G.J.；Gans M.J冲可知，如果接收天线数大于或等于发送天线数，则传输容量线性地增加的事实，但一般来说，有关该天线数的条件成为MIMO无线通信系统设计的制约条件。
因此，在本实施方式中，在处于热点的通信系统的服务区域473内的移动通信终端481与蜂窝方式的通信系统的基站451和热点的通信系统的基站(接入点)471同时进行通信时，设有限制，以使蜂窝方式的通信系统的下行发送天线数和热点的通信系统的下行发送天线数之和小于或等于移动通信终端481的接收天线数。
另一方面，在移动通信终端481处于热点的通信系统的服务区域473外，并且存在于蜂窝方式的通信系统的服务区域453内，已经不进行MIMO接收处理时，解除在蜂窝方式的通信系统的下行发送天线数上设置的限制。因此，这种情况下也可以增加蜂窝方式的下行发送天线数。
而在通过来自热点AP的通知信道接收而检测出移动通信终端481在热点的通信系统的服务区域473内移动的情况下，对于蜂窝方式的通信系统的基站451和热点的通信系统的基站471，通知在热点的通信系统的服务区域内移动的情况。
这样，根据本实施方式，可以提供能够削减电路规模和系统负载，并且提高频率利用效率的无线通信系统。此外，作为本发明的无线通信系统中特有的通信服务，可考虑以下的具体例。
由热点的通信系统提供的服务可以是对热点的通信系统的服务区域内存在的所有移动通信终端的广播通信服务。此时，移动通信终端个别的通信使用蜂窝方式的通信系统来进行。
在移动通信终端对来自热点的通信系统的下行信号进行接收并解码的结果，检测出差错并进行了重发请求时，也可以不使用热点的通信系统，而使用蜂窝方式的通信系统的下行链路来传输相对于该重发请求的重发分组。
在处于热点的通信系统的服务区域内的移动通信终端与蜂窝方式的通信系统的基站和热点的通信系统的基站同时进行通信时，可以使用蜂窝方式的通信系统的链路来传输一部分有关热点的通信系统的控制信息(例如，发送方法的通知、ACK/NACK、认证、收费)。
在处于热点的通信系统的服务区域内的移动通信终端与蜂窝方式的通信系统的基站和热点的通信系统的基站同时进行通信时，可在热点的通信系统的下行链路中，传输加密的数据，在蜂窝方式的通信系统中传输一部分用于解码的密钥。
在处于热点的通信系统的服务区域内的移动通信终端与蜂窝方式的通信系统的基站和热点的通信系统的基站同时进行通信时，对于重要并且紧急度高的数据，可以使用两个通信系统来发送，并在移动通信终端中将接收结果进行合成，提高数据的可靠性。
(实施方式5)
图12是表示本发明实施方式5的一例通信终端装置的结构的方框图。
在图12中，无线接收(Rx RF)部502-1～502-4对天线501-1～501-4接收的信号实施下变频等的规定的无线处理，并输出到A/D变换部503-1～503-4。
A/D变换部503-1～503-4对从无线接收部502-1～502-4输出的接收信号实施A/D变换处理，并输出到解扩部504-1～504-4和导频解扩部505-1～505-4。
解扩部504-1～504-4将规定的解扩码与从A/D变换部503-1～503-4输出的信号相乘，实施接收信号的解扩处理，并输出到区域通知信号检测部521和接收模式选择部520。
区域通知信号检测部521根据从解扩部504-1～504-4输出的信号，来检测从规定的区域的AP发送的区域通知信号。
接收模式选择部520根据区域通知信号检测部521的检测结果，选择接收模式。
导频解扩部505-1～505-4对从A/D变换部503-1～503-4输出的信号实施接收端已知的导频信号的解扩处理，并输出到信道估计部506。
信道估计部506根据从导频解扩部505-1～505-4输出的导频信号，为了补偿发送信号的传送路径中的相位变动或振幅变动，进行信道估计，求出信道估计值，生成复本，并输出到MMES检测部507。
MMSE检测部507对从接收模式选择部520输出的信号和从信道估计部506输出的复本(replica)，使用LMS或RLS等规定的算法进行基于MMSE检测的流分离，将其结果输出到P/S变换部508。再有，取代MMSE检测，也可以采用基于ZF(Zero Forcing)或极大似然序列估计的流分离算法。
P/S变换部508将从MMS检测部507输出的并行数据的MMSE检测的结果变换为串行数据，并输出到解调部509-1、509-2。
解调部509-1、509-2对从P/S变换部508输出的数据实施解调处理，并输出到解码部510-1、510-2。解码部510-1对从解调部509-1输出的解调数据实施解码处理，获得无线LAN信号。解码部510-2对从解调部509-2输出的解调数据实施解码处理，获得蜂窝信号。增益调整部522-1～522-4对接收模式选择部520的输出信号进行增益调整。相位调整部533-1～523-4对增益调整部522-1～522-4的输出进行相位调整。加法器524将相位调整部523-1～523-4的输出进行相加。解调部525对从加法器524输出的数据实施解调处理，并输出到解码部526。解码部526对从解调部525输出的解调数据实施解码处理，获得蜂窝信号。
下面，说明具有上述结构的通信终端装置的动作。
本实施方式的通信终端装置具有以在热点服务区域内的接收和热点服务区域外的接收方式的两种接收模式。
在热点的通信系统的服务区域内时以MIMO接收模式进行动作。另一方面，在热点的通信系统的服务区域以外并且在蜂窝方式的通信系统的服务区域内时，停止MIMO接收处理而以分集接收模式进行动作。
这样，根据本实施方式，在热点区域外时停止MIMO处理，所以可以削减消耗功率。此外，通过天线分集接收，可以有效使用RF电路。
(实施方式6)
图13是表示本发明实施方式6的一例通信终端装置的结构的方框图。再有，该通信终端装置具有与图12所示的通信终端装置同样的基本结构，对相同的结构部件附以相同的标号，并省略其说明。
在图13中，P/S变换部508将从MMES检测部507输出的并行数据的MMSE检测的结果变换为串行数据，并输出到功率测定部601-1、601-2。功率测定部601-1根据P/S变换部508的输出，测定蜂窝方式的信号的平均接收功率。功率测定部601-2根据P/S变换部508的输出，测定无线LAN方式的信号的平均接收功率。TPC命令生成部602-1、602-2根据功率测定部601-1、601-2测定的平均接收功率而生成发送功率控制(TPC)命令。控制步长调整部603-1、603-2根据从TPC命令生成部602-1、602-2输出的TPC命令，对发送功率控制的控制步长进行调整，并输出到发送部604。功率差计算部605对功率测定部601-1、601-2测定的平均功率的差进行计算，并输出到控制步长调整部603-1、603-2。
以下，说明具有上述结构的通信终端装置的动作。
移动通信终端从两个通信系统同时接收相同频率的信号。然后对每个通信系统测定平均接收功率，并对各自的基站传送发送功率控制(TPC)命令。这里，如果接收信号的接收功率电平差过大，则在MIMO接收中存在难以进行流分离的可能性，所以进行发送功率控制。此外，为了尽快消除这种差，还进行发送功率控制步长的调整。
在处于热点的通信系统的服务区域内的移动通信终端与蜂窝方式的通信系统的基站和热点的通信系统的基站同时进行下行通信的情况下，移动通信终端分别测定来自两个通信系统的接收信号平均功率，对各自的基站传送下行发送功率控制命令。
在通信终端中，求出各通信系统间的接收信号平均功率之差。在减少接收信号功率差的方向上对功率控制步长进行调整，对两个通信系统的基站分别发送下行发送功率控制命令。
例如，在来自热点的接收信号平均功率远远大于来自蜂窝方式的接收信号平均功率时，对热点的接入点传送极大地降低下行发送功率的TPC命令，对蜂窝方式的基站传送极大地提高下行发送功率的TPC命令。
图14是上述发送功率控制步长的调整方法的流程图。
本实施方式的通信终端装置在进行帧接收(ST3100)后，对每个基站计算接收信号的平均功率(ST3200)。根据该计算出的平均功率而生成TPC命令(ST3300)。此外，计算平均功率之差(ST3400)。
然后，在ST3400中计算出的功率差大于或等于阈值时(ST3500)，如上述那样，调整TPC命令的控制步长，以尽快减小接收功率差(ST3600)。
在ST3400中计算出的功率差小于或等于阈值时(ST3500)，不减小TPC命令的控制步长的调整。
然后，使用上行链路来发送TPC命令(ST3700)。
这样，根据本实施方式，由于根据接收功率之差来调整TPC命令的控制步长，所以可以提高MIMO接收性能。
(实施方式7)
图15是表示本发明实施方式7的一例无线LAN接入点装置的结构的方框图。
图15所示的接入点装置的内部结构大致分为对从蜂窝方式的基站发送的信号实施接收处理的信号接收部751、对从移动通信终端发送的信号实施接收处理的信号接收部752、以及进行将发送数据发送到移动通信终端的处理的发送部753。
在信号接收部751中，无线接收(Rx RF)部702对天线701接收的信号实施下变频等的规定的无线处理，并输出到A/D变换部703。
A/D变换部703对从无线接收部702输出的接收信号实施A/D变换处理，并输出到解扩部704和导频判别部706。
解扩部704将规定的解扩码与从A/D变换部703输出的信号相乘，从而实施接收信号的解扩处理，并输出到同步定时检测部705。
同步定时检测部705根据解扩部704的输出来检测蜂窝方式的下行信号的同步定时，并将同步信息输出到导频判别部706，同时对发送部输出发送控制信号。
在信号接收部752中，天线711接收的信号经由无线接收部712、A/D变换部713、以及解扩部714，被实施与信号接收部751同样的处理，并输出到解调部715。
解调部715对从解扩部714输出的信号实施解调处理，并输出到解码部716。
解码部716对从解调部715输出的解调数据实施解码处理，获得接收数据。
导频解扩部717和信道估计部718与图12所示的通信终端装置同样对接收信号进行信道估计。
导频判别部706根据从A/D变换部703输出的信号，来判别按蜂窝方式使用的导频，将判别结果输出到正交导频生成部707。
正交导频生成部707生成相对于导频判别部706判别的导频具有正交关系的导频，并输出到导频插入电路722。
在发送部753中，编码部721对发送数据进行编码。导频插入电路722将从正交导频生成部707输出的导频插入到发送数据中。调制部723对插入了导频后的发送信号实施调制处理。扩频部724对发送信号实施扩频处理。D/A变换部725对发送信号实施D/A变换。无线发送(Tx RF)部726实施上变频等的规定的无线处理，将发送数据从天线727发送。这里，发送定时依据所述发送控制信号的指示。
下面，说明具有上述结构的接入点装置的动作。
热点的通信系统的基站检测蜂窝方式的基站发送的导频信号，并生成发送导频信号，使其与蜂窝方式的通信系统的导频信号正交。
热点的通信系统的基站检测蜂窝方式的通信系统的基站发送的信号，使来自蜂窝方式的通信系统的信号定时与下行发送定时同步。即，进行移动通信终端的延迟时间差的补偿。
这样，根据本实施方式，由于两个通信系统的导频正交，所以在移动通信终端中，可以对各通信系统的每个基站发送天线容易地进行传送路径估计。此外，来自各通信系统的信号在获得同步的状态下被移动通信终端接收，所以可以将MIMO接收处理的动作间隔最佳化。由此，可以减轻移动通信终端的处理负载。
(实施方式8)
图16是表示本发明实施方式5的无线通信系统的信号结构的图。
本实施方式的特征是，在热点的通信系统的服务区域内，仅可与蜂窝方式的通信系统进行通信，也可以应对在不应对MIMO接收处理的移动通信终端可移动的情况。
在热点服务区域中，论述存在MIMO非应对终端的情况下的发送处理的调度。这种情况下，MIMO非应对终端不能分离蜂窝方式的信号和热点的信号。因此，如图16所示，MIMO非应对终端的通信使用任何一方的通信系统的无发送区间来进行。
此时，在从蜂窝方式的通信系统的基站向该移动通信终端进行下行发送时，对信号进行时间分割，使信道被周期性地确保。热点的通信系统的基站在该移动通信终端从蜂窝方式的通信系统接收下行信号的期间，进行不发送下行信号的调度。
这里，在MIMO接收处理中不应对的移动通信终端中，只保证通信系统容许的最低传输速率的通信，进行使MIMO终端优先的调度。相反地，在移动通信终端是只可与热点的通信系统进行通信的非应对MIMO接收的终端时，在蜂窝方式的通信系统的下行无发送区间中分配该通信终端的下行通信。
这样，根据本实施方式，通过在调度上的工夫，在MIMO应对终端和MIMO非应对终端混杂的情况下，也可进行无线通信系统的使用，此外，由于在时间轴上分离两个通信系统的信号，所以可以防止相互的通信信号产生干扰。
(实施方式9)
本发明实施方式6的无线通信系统，是将以相同频率运行的蜂窝方式通信系统的下行传输信号、以及超高速无线LAN等的热点通信系统的下行信号进行OFDM等的多载波传输的通信系统。
本实施方式的特征是，在OFDM通信的副载波的配置中，通过使用的通信系统改变配置场所来获得配置的方法，从而容易地进行副载波的分离。
图17A和图17B及图18A和图18B是表示一例本发明实施方式9的无线通信系统中使用的副载波信号的分离配置的图。图17A和图18A是蜂窝方式的无线通信系统使用的副载波信号，图17B和图18B是无线LAN方式的无线通信系统使用的副载波信号。
这里，在两个通信系统中，使用相同的频带。但是，将装载了进行MIMO传输的用户信号的副载波的组和装载了仅进行蜂窝传输的用户信号的副载波的组，在频率轴上分开配置。
在图17A中，在蜂窝方式的下行线路中发送8个副载波的信号，在无线LAN的下行线路中发送4个副载波的信号。
此时，对于中心频率f1～f4的副载波，仅分配给只进行蜂窝方式通信的用户。而对于中心频率f5～f8的副载波，分配给进行MIMO通信的用户。
由此，只进行蜂窝方式通信的用户对于中心频率f1～f8范围的副载波，不必进行FFT，只对于中心频率f1～f4范围的副载波进行FFT就可以。
相反地，进行MIMO通信的用户，对于中心频率f5～f8范围的副载波，进行FFT就可以。如果不进行上述的分离，在f1～f8范围内进行FFT的情况下，需要更大的电路规模。
而且，最好是在两个系统间取得补偿了延迟时间的帧同步，在MIMO传输的时间轴方向上，也进行每个用户的分离。
在图17A和图17B中，分别在时刻t0～t2、t2～t4、t4～t6的区间中分配各个用户。在附图上，根据网格的种类，来表现用户的差别。
而且，如图18A和图18B所示，通过在蜂窝和无线LAN的服务区域间配置隔离带(频率f3和f6的位置)，在取出任何一方的副载波时，容易用滤波器分割要求的频率的副载波。
对于MIMO非应对终端，在实施方式5中说明了按时间分割方式来避免相互干扰的方法，但如本实施方式那样，还有在频率轴上进行分离的方法。
此外，通过使蜂窝和无线LAN的FFT运算范围的中心频率(Fc)相同，将蜂窝的副载波配置在内侧(f4、f5)，将无线LAN的副载波配置在外侧(f1、f2、f7、f8)，可以共用本机频率。即，通常在以低的采样速率(f3～f6的范围)进行采样时，在进入热点时提高采样速率(全范围)，从而可灵活使用进行采样的采样速率。如果采样速率低，则还可以降低电路的消耗功率。
这样，根据本实施方式，在OFDM通信中，通过分开配置副载波，可以使移动无线终端的FFT的范围变窄，可以削减电路规模，而且削减消耗功率。
如以上说明，根据本发明，即使移动台位于无线LAN区域的边缘附近，也可以不频繁发生越区切换。此外，在移动台通过区域边缘的情况下也不在数据传输上发生延迟。而且，可防止在到达无线LAN的区域外的瞬间接收视频的分配被中断，用户可进行无缝通信。
此外，根据本发明，可以削减电路规模和通信系统的负载，而且可以提高频率利用效率。
本说明书基于2002年5月31日申请的特愿2002-160611和2002年9月30日申请的特愿2002-286007。其内容全部包含于此。
本发明的产业上的可利用性在于，本发明可应用于集中了蜂窝系统、无线LAN系统等的通信系统。

Claims (23)

1.一种数据分配装置，包括：
取得部件，从第一通信系统和第二通信系统以外取得被发送到可同时从相互独立的所述第一通信系统和第二通信系统接收数据的通信终端的数据；以及
分配部件，在取得的数据中，将适合于所述第一通信系统的特性的数据分配给所述第一通信系统，将适合于所述第二通信系统的特性的数据分配给所述第二通信系统。
2.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述分配部件在通过所述取得部件取得的数据中，将重要的数据或紧急度高的数据分配给所述第一通信系统和第二通信系统双方。
3.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述取得部件取得被发送到所述通信终端的活动图像数据，
所述分配部件在取得的活动图像数据中，将以一帧形成一个图像的第一数据分配给所述第一通信系统，将所述第一数据的差分数据分配给所述第二通信系统。
4.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述取得部件取得被发送到所述通信终端的视频数据，
所述分配部件在取得的视频数据中，将按规定的数据量形成的规定的清晰度的视频的第一视频数据分配给所述第一通信系统，将通过与所述第一视频数据合成而使合成后的视频的清晰度比所述第一视频数据高的第二视频数据分配给所述第二通信系统。
5.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述取得部件取得被发送到所述通信终端的实时性的数据、以及所述实时性的数据中作为重发对象的重发数据，
所述分配部件将所述实时性的数据分配给所述第一通信系统，将所述重发数据分配给所述第二通信系统。
6.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述分配部件根据所述第一通信系统和第二通信系统的传输速率的比例来分配由所述取得部件取得的数据。
7.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述第一通信系统的传输速率比所述第二通信系统的传输速率小，
在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述取得部件取得在多个所述通信终端中共用的数据和多个所述通信终端的各个通信终端中个别的数据，
所述分配部件将所述个别的数据分配给所述第一通信系统，将所述共用的数据分配给所述第二通信系统。
8.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述第一通信系统的传输速率比所述第二通信系统的传输速率小，
所述取得部件取得被首先发送到所述通信终端的初次发送数据、以及所述初次发送数据中作为重发对象的重发数据，
所述分配部件将所述重发数据分配给所述第一通信系统，将所述初次发送数据分配给所述第二通信系统。
9.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述第一通信系统的传输速率比所述第二通信系统的传输速率小，
在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述分配部件在通过所述取得部件取得的数据中，将有关所述第二通信系统的至少一部分控制信息分配给所述第一通信系统。
10.如权利要求1所述的数据分配装置，其中，所述第一通信系统的传输速率比所述第二通信系统的传输速率小，
在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域，
所述取得部件取得被发送到所述通信终端的加密数据、以及对所述加密数据进行解密的一部分密钥，
所述分配部件将所述加密数据分配给所述第一通信系统，将所述一部分密钥分配给所述第二通信系统。
11.一种发送方法，包括：
在发送到可同时从相互独立的第一通信系统和第二通信系统接收数据的第一通信终端的数据中，将适合于所述第一通信系统特性的数据分配给所述第一通信系统的第一分配步骤；
在发送到所述第一通信系统的数据中，将适合于所述第二通信系统特性的数据分配给所述第二通信系统的第二分配步骤；以及
将分配给所述第一通信系统和所述第二通信系统的数据发送到所述第一通信终端的步骤。
12.如权利要求11的发送方法，其中，所述发送步骤在时间轴上时分配置用于发送到可接收所述第一通信系统和第二通信系统的其中任何一方的数据的第二通信终端的数据、以及发送到所述第一通信终端的数据，并且，通过对发送到所述第二通信终端的数据分配容许最低传输速率，将发送到所述第一通信终端的数据优先发送。
13.如权利要求11所述的发送方法，其中，所述发送步骤在频率轴上分开配置用于发送到可接收所述第一通信系统和第二通信系统的其中任何一方的数据的第二通信终端的数据、以及发送到所述第一通信终端的数据。
14.如权利要求13所述的发送方法，其中，所述发送步骤取得发送到所述第一通信系统和第二通信系统的数据的发送定时的同步，并且在时间轴上时分配置对所述第一通信终端和第二通信终端的各通信终端发送的数据。
15.如权利要求13所述的发送方法，其中，所述发送步骤将发送到所述第一通信终端和第二通信终端的数据分别变换为多载波数据来发送，所述多载波数据是傅立叶变换的中心频率相同的多载波数据，在频率轴上发送到所述第一通信终端的数据被配置在发送到所述第二通信终端的数据的外侧。
16.一种无线通信系统，包括：
权利要求1所述的数据分配装置；
将通过所述数据分配装置分配给所述第一通信系统的数据无线发送到所述通信终端的第一发送部件；以及
将通过所述数据分配装置分配给所述第二通信系统的数据无线发送到所述通信终端的第二发送部件。
17.如权利要求16所述的无线通信系统，其中，所述第二发送部件使无线发送到所述通信终端的信号与通过所述第一发送部件无线发送的信号正交。
18.如权利要求16所述的无线通信系统，其中，所述第二发送部件对无线发送到所述通信终端的信号的发送定时进行调整，以使通过所述第一发送部件和第二发送部件无线发送的信号在所述通信终端中被同步接收。
19.一种通信终端装置，用于权利要求16所述的无线通信系统，
在所述第一通信系统的覆盖区域内包含所述第二通信系统的覆盖区域；
所述通信终端装置包括：
接收部件，无论本机处于所述第一通信系统的覆盖区域还是处于所述第二通信系统的覆盖区域，都接收从所述第一发送部件无线发送的信号。
20.如权利要求19所述的通信终端装置，其中，所述通信终端装置包括：
检测部件，检测所述第二通信系统的线路容量；以及
请求部件，根据检测出的线路容量而请求连接到所述第二通信系统，
所述请求部件在检测出的线路容量小于或等于阈值时，不请求连接到所述第二通信系统。
21.一种通信终端装置，用于权利要求16所述的无线通信系统，其中，所述通信终端装置包括：
第一接收部件，接收从所述第一发送部件和第二发送部件双方使用同一频率无线发送的信号；以及
分离部件，使用MIMO技术来分离由所述第一接收部件接收的信号。
22.如权利要求19所述的通信终端装置，其中，所述通信终端装置还包括：
第二接收部件，分集接收从所述第一发送部件和第二发送部件的其中任何一方无线发送的信号；以及
选择部件，根据本机处于所述第一通信系统的覆盖区域还是处于所述第二通信系统的覆盖区域，从所述第一接收部件和第二接收部件中选择要使用的接收部件。
23.如权利要求19所述的通信终端装置，其中，所述通信终端装置包括：
计算部件，计算从所述第一发送部件和第二发送部件无线发送的信号的功率差；以及
通知部件，将减少计算出的功率差的方向的发送功率控制信号分别通知所述第一发送部件和第二发送部件。
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