專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線(xiàn)通信裝置和無(wú)線(xiàn)發(fā)送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多載波傳輸方式的無(wú)線(xiàn)通信裝置和無(wú)線(xiàn)發(fā)送方法。
背景技術(shù)：
以往，在多載波傳輸系統(tǒng)中，提出將副載波分塊，按成組后的多個(gè)副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的提議。在這樣的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，通過(guò)不按照每個(gè)副載波按照而按照多個(gè)副載波組成的每個(gè)塊來(lái)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制，和按照每個(gè)副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的情況相比，能夠使來(lái)自接收裝置的反饋信息(SNR等線(xiàn)路質(zhì)量信息)成為塊單位，從而使反饋信息相應(yīng)地減少。
另外，在將自適應(yīng)調(diào)制的參數(shù)(調(diào)制方式、編碼方式)通知給接收裝置時(shí)，不需要通知所有的副載波的調(diào)制方式和編碼方式，按照每個(gè)塊進(jìn)行通知即可，因此能夠降低控制信道的傳輸速率。
在這樣的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，塊的大小(頻帶)被固定為能夠使各個(gè)塊內(nèi)的信道變動(dòng)被視為一定的值，然后以這個(gè)被固定的塊的大小來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行(例如，參照文獻(xiàn)“有關(guān)頻率調(diào)度的MC-CDM的幀結(jié)構(gòu)和控制方法的研究原他，電子信息通信學(xué)會(huì)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)研究會(huì)技術(shù)報(bào)告2002-130 2002年7月”)。
在如上述文獻(xiàn)所示的傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)是假設(shè)塊(段)內(nèi)的信道變動(dòng)為一定。然而，在實(shí)際的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，延遲波的延遲時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)塊內(nèi)的信道變動(dòng)量會(huì)增大，這使得將塊內(nèi)的信道變動(dòng)視為一定的前提消失。另外，如果在有延遲時(shí)間長(zhǎng)的延遲波的情況下也要使塊內(nèi)的信道變動(dòng)為一定時(shí)，必須減小塊的大小，若是如此，則即使將副載波塊化也會(huì)產(chǎn)生難以將控制信道所需的信息量充分減少的問(wèn)題。
另外，圖1是表示傳統(tǒng)的塊分配狀態(tài)的例子的示意圖。在和如圖1所示的傳統(tǒng)例子一樣使塊的大小(塊內(nèi)的副載波數(shù))為一定時(shí)，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生對(duì)同一個(gè)用戶(hù)C在頻率軸上分配連續(xù)的多個(gè)塊的狀況，而可能造成相對(duì)于實(shí)際的傳播環(huán)境，塊的數(shù)量會(huì)不必要的增加。這個(gè)時(shí)候，因?yàn)槭前凑彰總€(gè)塊將控制信息(調(diào)制方式、編碼方式等)發(fā)送到接收裝置，所以會(huì)產(chǎn)生控制信息的數(shù)量不必要地增多的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高系統(tǒng)吞吐量的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置和無(wú)線(xiàn)發(fā)送方法。
為了達(dá)成這個(gè)目的，本發(fā)明在多載波系統(tǒng)中對(duì)每個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)自適應(yīng)地改變塊的大小(副載波數(shù))。


圖1是用來(lái)說(shuō)明傳統(tǒng)的各個(gè)塊內(nèi)的分配的示意圖；圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的接收裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5A是表示本發(fā)明實(shí)施方式的接收波的延遲時(shí)間的分布的特性曲線(xiàn)圖；圖5B是表示本發(fā)明實(shí)施方式的接收波的延遲時(shí)間的分布的特性曲線(xiàn)圖；圖5C是表示本發(fā)明實(shí)施方式的接收波的延遲時(shí)間的分布的特性曲線(xiàn)圖；圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的接收裝置的接收功率和頻率的關(guān)系的特性曲線(xiàn)圖；圖7是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的各個(gè)塊內(nèi)的分配的示意圖；以及圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的發(fā)送裝置的塊的分配處理過(guò)程的流程圖。
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)明實(shí)施方式的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖2所示，在該無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，發(fā)送裝置100和多個(gè)接收裝置200、300、400...之間是以多載波傳輸方式進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信。
圖3是表示發(fā)送裝置100的結(jié)構(gòu)方框圖。如圖3所示，發(fā)送裝置100在塊化部101-1～101-n接收發(fā)送到各個(gè)接收裝置200、300、400、...(用戶(hù)#1～#n)的發(fā)送數(shù)據(jù)D1～Dn。塊化部101-1～101-n分別根據(jù)塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116提供的用于控制塊內(nèi)副載波數(shù)的信號(hào)對(duì)各個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)D1～Dn分別分配要使用的數(shù)量的副載波并提供給調(diào)度器102。
調(diào)度器102在頻率軸上配置以多個(gè)副載波塊化的發(fā)送數(shù)據(jù)D1～Dn并分別提供給自適應(yīng)調(diào)制部103-1～103-n。自適應(yīng)調(diào)制部103-1～103-n分別根據(jù)調(diào)制控制部115提供的基于每個(gè)用戶(hù)決定的調(diào)制階數(shù)進(jìn)行調(diào)制，并將其結(jié)果提供給IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立葉逆變換)處理部104。
IFFT處理部104通過(guò)重疊各個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)的副載波生成OFDM信號(hào)(多載波信號(hào))并提供給GI部(Guard Interval，保護(hù)區(qū)間)附加105。GI附加部105對(duì)OFDM信號(hào)附加保護(hù)區(qū)間后提供給發(fā)送RF(Radio Frequency，射頻)部106。發(fā)送RF部106對(duì)插入保護(hù)區(qū)間后的信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的無(wú)線(xiàn)發(fā)送處理(例如，D/A變換和上變頻等)，并使該無(wú)線(xiàn)發(fā)送處理后的信號(hào)作為無(wú)線(xiàn)信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)107發(fā)送出去。
另外，接收RF部111通過(guò)天線(xiàn)107接收的接收信號(hào)在這里接受預(yù)定的無(wú)線(xiàn)接收處理(例如，下變頻和A/D變換等)。接收RF部111將該無(wú)線(xiàn)接收處理后的信號(hào)提供給被設(shè)置得和用戶(hù)一樣多的信道估計(jì)值最大延遲時(shí)間接收部112-1～112-n。
信道估計(jì)值最大延遲時(shí)間接收部112-1～112-n對(duì)每個(gè)用戶(hù)從接收信號(hào)提取信道估計(jì)值和最大延遲時(shí)間并提供給調(diào)制控制部115、調(diào)度器102和塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116。調(diào)制控制部115根據(jù)從各個(gè)接收裝置200、300、400發(fā)送來(lái)的作為信道估計(jì)值的接收功率值和SNR等線(xiàn)路質(zhì)量信息，對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制控制。塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116根據(jù)各個(gè)接收裝置的最大延遲時(shí)間決定各個(gè)接收裝置的塊的大小(副載波數(shù))。另外，調(diào)度器102根據(jù)來(lái)自各個(gè)接收裝置的信道估計(jì)值，在頻率軸上的各個(gè)頻帶選擇傳播環(huán)境最佳的接收裝置，對(duì)該接收裝置(用戶(hù))分配該接收裝置的塊來(lái)進(jìn)行各個(gè)塊在頻率軸上的配置。
在發(fā)送裝置100中，以每個(gè)塊單位的有關(guān)副載波的調(diào)制方式和編碼方式、塊的大小(副載波數(shù))以及在頻率軸上的塊的配置的信息都是以控制信道按每個(gè)塊進(jìn)行發(fā)送。
圖4是表示接收裝置200的結(jié)構(gòu)方框圖。接收RF部202對(duì)通過(guò)天線(xiàn)201接收的接收信號(hào)進(jìn)行下變頻和A/D變換等無(wú)線(xiàn)接收處理后提供給GI除去部203和最大延遲時(shí)間測(cè)定部207。
GI除去部203除去被插入在無(wú)線(xiàn)接收處理后的信號(hào)的保護(hù)區(qū)間，將保護(hù)區(qū)間除去后的信號(hào)提供給FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立葉變換)處理部204。FFT處理部204對(duì)除去保護(hù)區(qū)間后的信號(hào)進(jìn)行串行/并行(S/P)變換，對(duì)S/P變換后的信號(hào)進(jìn)行FFT處理并變換成每個(gè)副載波的信息，將這個(gè)FFT處理后的信號(hào)中作為已知信號(hào)的導(dǎo)頻碼元按照每個(gè)副載波提供給信道估計(jì)部208。
信道估計(jì)部208用每個(gè)副載波的導(dǎo)頻碼元按照每個(gè)副載波進(jìn)行信道估計(jì)，將獲得的每個(gè)副載波的信道估計(jì)值輸出到信道補(bǔ)償部209。
在信道補(bǔ)償部209以乘法器205-1～205-n在FFT處理后的每個(gè)副載波的信號(hào)分別乘以每個(gè)副載波的信道估計(jì)值，對(duì)FFT處理后的每個(gè)副載波的信號(hào)進(jìn)行信道補(bǔ)償。將信道補(bǔ)償后的每個(gè)副載波的信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)提取部206來(lái)提取接收數(shù)據(jù)。
另外，最大延遲時(shí)間測(cè)定部207從接收信號(hào)的延遲分布測(cè)定最大延遲時(shí)間，并將該結(jié)果提供給反饋信息生成部210。反饋信息生成部210將最大延遲時(shí)間測(cè)定部207提供的最大延遲時(shí)間信息和信道估計(jì)部208提供的和副載波數(shù)相同的信道估計(jì)值生成為反饋信息并提供給發(fā)送RF部211。發(fā)送RF部211對(duì)反饋信息進(jìn)行上變頻和D/A變換等發(fā)送處理，將發(fā)送處理后的信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)201發(fā)送出去。然而，在本實(shí)施方式的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，通過(guò)采用FDD(Frequency Division Duplex，頻分雙工)在接收裝置端測(cè)定最大延遲時(shí)間并反饋給發(fā)送裝置100，但在采用TDD(Time Division Duplex，時(shí)分雙工)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，在發(fā)送裝置端只要測(cè)定來(lái)自接收裝置的信號(hào)的延遲分布即可。
以上述結(jié)構(gòu)說(shuō)明對(duì)各個(gè)接收裝置200、300、400...的塊內(nèi)副載波數(shù)的分配處理。圖5A、圖5B、圖5C是表示各個(gè)接收裝置200、300、400的最大延遲時(shí)間的特性曲線(xiàn)圖。
如圖5A、圖5B、圖5C所示，接收裝置200的最大延遲時(shí)間是τA(秒)、接收裝置300的最大延遲時(shí)間是τB(秒)、接收裝置400的最大延遲時(shí)間是τC(秒)。
延遲時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，在頻率軸上的變動(dòng)的周期變短而且變動(dòng)變得更加激烈。因此，這個(gè)實(shí)施方式的塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116對(duì)最大延遲時(shí)間長(zhǎng)的接收裝置是減少分配的副載波數(shù)并減小塊的大小，相對(duì)于此，對(duì)于最大延遲時(shí)間短的接收裝置則是增多分配的副載波數(shù)并增大塊的大小。
由此，例如如圖6所示，在最大延遲時(shí)間短的接收裝置400的頻率-功率的關(guān)系C中變動(dòng)的周期變長(zhǎng)，相對(duì)地，在最大延遲時(shí)間最長(zhǎng)的接收裝置200的頻率-功率的關(guān)系A(chǔ)中變動(dòng)周期變得最短。而且，在最大延遲時(shí)間為τ的傳播環(huán)境中，頻率軸上的信道的變動(dòng)只有等于或小于1/τ[Hz]的頻率分量。
因此，在這種情況下，如圖7所示，塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116分別從各個(gè)接收裝置200、300、400的最大延遲時(shí)間τA、τB、τC獲得各自的頻率分配1/(τA)、1/(τB)、1/(τC)，并由此決定各個(gè)塊的副載波數(shù)。然后由調(diào)度102如圖7所示的在頻率軸上進(jìn)行分配。
由此，越是最大延遲時(shí)間長(zhǎng)(在頻率軸的傳播路徑的變動(dòng)大)的接收裝置，分配塊內(nèi)的副載波數(shù)就越少，而越是最大延遲時(shí)間短(在頻率軸的傳播路徑的變動(dòng)小)的接收裝置，分配塊內(nèi)的副載波數(shù)就越多。因此，在如圖1所示的傳統(tǒng)例子中使塊的大小一定的情況下，如果是需要8個(gè)塊時(shí)，那么在本實(shí)施方式中是如圖7所示，在某個(gè)傳播環(huán)境下只需要6個(gè)塊就足夠。于是就能夠減少有必要按照每個(gè)塊以控制信道進(jìn)行發(fā)送的控制信息(自適應(yīng)調(diào)制的參數(shù)等)的數(shù)量。
圖8是表示發(fā)送裝置100的塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116的控制處理順序的流程圖。如圖8所示，塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116在步驟ST101從信道估計(jì)值最大延遲時(shí)間接收部112-1～112-n獲得各個(gè)接收裝置的傳播環(huán)境信息(最大延遲時(shí)間)后，前進(jìn)到步驟ST102，根據(jù)該傳播環(huán)境信息決定每個(gè)塊的副載波數(shù)。這個(gè)時(shí)候是決定能夠使塊內(nèi)的信道變動(dòng)為一定的最小的副載波數(shù)。具體地說(shuō)，當(dāng)副載波的帶寬為W[Hz]時(shí)，相對(duì)于最大延遲時(shí)間τmax，將每個(gè)塊的副載波數(shù)決定為W×τmax[個(gè)]，從而能夠選擇使塊內(nèi)的信道變動(dòng)為一定的最小的副載波數(shù)。
于是在塊內(nèi)副載波數(shù)控制部116決定的各個(gè)塊的副載波數(shù)在塊化部101-1～101-n被分配。然后，調(diào)度器將各個(gè)塊配置在頻率軸上。這個(gè)時(shí)候，調(diào)度器102根據(jù)分別從各個(gè)接收裝置200、300、400獲得的反饋信息(信道估計(jì)值)求出如圖6所示的接收功率和頻率的關(guān)系并根據(jù)這個(gè)關(guān)系進(jìn)行各個(gè)塊的配置。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的發(fā)送裝置100，通過(guò)按照多個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)(接收裝置200、300、400、...)的每一個(gè)決定副載波數(shù)，能夠消除沒(méi)必要的副載波的分配，并且減少控制信道的信息來(lái)減少對(duì)其他小區(qū)的干擾。另外，通過(guò)根據(jù)接收裝置接收的接收信號(hào)的最大延遲波的延遲時(shí)間來(lái)決定每個(gè)塊的副載波數(shù)能夠選擇適合傳播環(huán)境的副載波數(shù)。再有，當(dāng)副載波的帶寬為W[Hz]時(shí)，相對(duì)于最大延遲時(shí)間τmax，將每個(gè)塊的副載波數(shù)決定為W×τmax[個(gè)]，從而能夠選擇使塊內(nèi)的信道變動(dòng)為一定的最小的副載波數(shù)，于是就能夠充分選擇所需要的副載波數(shù)。
另外，本實(shí)施方式的發(fā)送裝置和接收裝置適合配備于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的無(wú)線(xiàn)通信終端裝置和無(wú)線(xiàn)通信基站裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將副載波分割成塊并以塊為單位選擇發(fā)送對(duì)象臺(tái)，使每個(gè)塊的所述副載波數(shù)基于該發(fā)送對(duì)象臺(tái)的傳播環(huán)境按照每個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)自適應(yīng)地變化，從而能夠按照多個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)的每一個(gè)決定副載波數(shù)，消除沒(méi)必要的副載波的分配，由此提高系統(tǒng)吞吐量。
本說(shuō)明書(shū)是基于2002年12月24日申請(qǐng)的第2002-372928號(hào)日本專(zhuān)利，其內(nèi)容全部包含于此。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明適用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的無(wú)線(xiàn)通信終端裝置和無(wú)線(xiàn)通信基站裝置。
權(quán)利要求
1.一種用副載波對(duì)多個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的多載波系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置，包括塊化器，將副載波分割成塊；調(diào)度器，以塊為單位選擇發(fā)送對(duì)象臺(tái)；以及控制器，根據(jù)發(fā)送對(duì)象臺(tái)的傳播環(huán)境，使每個(gè)塊的副載波數(shù)對(duì)每個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)自適應(yīng)地變化。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置，其中，所述控制器根據(jù)所述發(fā)送對(duì)象臺(tái)接收的接收信號(hào)的最大延遲波的延遲時(shí)間決定所述每個(gè)塊的副載波數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置，其中，所述控制器在所述副載波的帶寬為W[Hz]、所述最大延遲時(shí)間為τmax時(shí)，將所述每個(gè)塊的副載波數(shù)決定為W×τmax[個(gè)]。
4.一種無(wú)線(xiàn)通信終端裝置，包括如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置。
5.一種無(wú)線(xiàn)通信基站裝置，包括如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置。
6.一種用副載波對(duì)多個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送的多載波系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)發(fā)送方法，包括將副載波分割成塊；以塊為單位選擇發(fā)送對(duì)象臺(tái)；以及根據(jù)發(fā)送對(duì)象臺(tái)的傳播環(huán)境，使每個(gè)塊的副載波數(shù)對(duì)每個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)自適應(yīng)地變化。
全文摘要
為了在用副載波對(duì)多個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送的多載波系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)發(fā)送裝置中提高系統(tǒng)吞吐量，將副載波分割成塊，同時(shí)以塊為單位選擇發(fā)送對(duì)象臺(tái)，并且根據(jù)該發(fā)送對(duì)象臺(tái)的傳播環(huán)境，使每個(gè)塊的所述副載波數(shù)對(duì)每個(gè)發(fā)送對(duì)象臺(tái)自適應(yīng)地變化。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1726667SQ20038010622
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者三好憲一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社