CN100578953C - 无线发送装置和导频信号插入方法 - Google Patents

无线发送装置和导频信号插入方法 Download PDF

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Abstract

提供可改善吞吐量的无线发送装置和导频信号插入方法。在本装置中，MCS决定单元(106)选择多个调制方式中的其中一个。信息生成单元(108)决定与所选择的调制方式对应的导频信号的插入位置。调制单元(116)使用所选择的调制方式对数据信号进行调制。信号配置单元(118)将导频信号插入到调制过的数据信号中，同时根据所选择的调制方式变更导频信号的插入位置。发送RF单元(124)发送已插入了导频信号的数据信号。

Description

无线发送装置和导频信号插入方法
技术领域
本发明涉及在使用导频信号进行信道估计的无线通信系统中使用的无线发送装置和导频信号插入方法。
背景技术
在无线通信系统中，有无线发送装置在数据信号中插入(复用)导频信号后，向无线接收装置发送数据信号的情况(例如，参照专利文献1)。此时，无线接收装置使用接收的导频信号进行信道估计，根据该结果在进行信道补偿后，对接收的数据信号进行解调。
而且，在从多个调制方式中自适应地选择用于数据信号的调制的调制方式的无线通信系统中，例如，无线接收装置向无线发送装置报告线路质量信息，无线发送装置根据线路质量信息选择调制方式。
专利文献1特开2001-197037号公报(日本)
发明内容
发明要解决的问题
然而，在以往的无线通信系统中，有关信道估计精度所要求的等级，因调制方式而有所不同。换言之，为确保一定等级以上的信道估计精度所需的导频信号插入间隔(或插入量)，因调制方式而有所不同。由此，例如，为了使无线接收装置中的信道估计精度在一定等级以上，该无线接收装置使用多个调制方式中要求最窄插入间隔的调制方式，而使用上述最窄插入间隔插入公共导频信号时，因使用与该调制方式不同的调制方式的无线接收装置而被传输所需量以上的导频信号。因此，吞吐量的改善存在一定的局限。
鉴于上述各方面，本发明的目的为提供可改善吞吐量的无线发送装置和导频信号插入方法。
解决问题的方案
本发明的无线发送装置，包括：调制单元，使用从多个调制方式中选择出的调制方式，对数据信号进行调制；插入单元，将导频信号插入到调制过的上述数据信号中时，在多个调制方式中公共的插入位置插入公共导频信号，在上述公共的插入位置以外，在根据所选择的调制方式而变更了的插入位置插入单独导频信号；以及发送单元，发送已插入了上述公共导频信号和上述单独导频信号的上述数据信号。
本发明的无线接收装置，包括：接收单元，接收数据信号、公共导频信号和单独导频信号，该数据信号是使用从多个调制方式中选择出的调制方式调制过的数据信号，该公共导频信号是插入到调制过的上述数据信号中且插入到在多个调制方式中公共的插入位置的公共导频信号，该单独导频信号是在上述公共的插入位置以外，根据所选择的调制方式而变更了插入位置的单独导频信号；分割单元，分割出上述数据信号、上述公共导频信号和上述单独导频信号；以及信道估计单元，使用分割出的上述公共导频信号和上述单独导频信号进行信道估计。
本发明的导频插入方法包括：调制步骤，使用从多个调制方式中所选择的调制方式，对数据信号进行调制；以及插入步骤，将导频信号插入到调制过的上述数据信号中时，在多个调制方式中公共的插入位置插入公共导频信号，在上述公共的插入位置以外，在根据所选择的调制方式而变更了的插入位置插入单独导频信号。
发明的效果
根据本发明，可改善吞吐量。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的基站的结构的方框图；
图2是表示本发明的一个实施方式的移动台的结构的方框图；
图3是说明本发明的一个实施方式的无线通信系统的动作的流程图；
图4是表示本发明的一个实施方式的导频结构的一个例子的图；
图5是表示本发明的一个实施方式的导频结构的其他例子的图；
图6是说明本发明的一个实施方式的发送/接收的动作的图；
图7是表示本发明的一个实施方式的导频结构的变形例的图；
图8是表示本发明的一个实施方式的导频结构的其他变形例的图；
图9是表示本发明的一个实施方式的基于延迟扩展的导频配置决定法的一个例子的图；
图10是表示本发明的一个实施方式的基于延迟扩展的导频配置决定法的其他例子的图；
图11是表示本发明的一个实施方式的基于多普勒频率的导频配置决定法的一个例子的图；以及
图12是表示本发明的一个实施方式的基于多普勒频率的导频配置决定法的其他例子的图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。
图1是表示应用本发明的一个实施方式的无线发送装置的基站装置(以下简记为“基站”)的结构的方框图。还有，图2是表示应用本发明的一个实施方式的无线接收装置的移动台装置(以下简记为“移动台”)的结构的方框图。
图1的基站100包括天线102、接收RF单元104、MCS决定单元106、信息生成单元108、PL生成单元110、SCCH生成单元112、编码单元114、调制单元116、信号配置单元118、IFFT单元120、GI附加单元122、发送RF单元124以及天线126。
接收RF单元104通过天线102接收由图2的移动台150发送的信号，对接收信号执行规定的接收RF处理(例如，下变频、A/D变换等)。将执行了接收RF处理的信号输出到MCS决定单元106。
MCS决定单元106从输入的信号中提取出后述的线路质量信息(CQI)，按照提取出的CQI，决定MCS(例如，调制方式和编码率)。决定调制方式的更加具体的说明为，在多个调制方式中选择对于现在的下行线路的线路质量最合适的调制方式。所决定的MCS被输出到信息生成单元108、SCCH生成单元112、编码单元114和调制单元116。而且，有时线路质量信息可表示为CSI。
信息生成单元108根据输入的MCS，决定在要发送的数据信号(以下简记为“数据”)中插入的导频信号(以下简记为“导频”)的结构(例如插入间隔和插入量)。例如，选择的调制方式变更时，信息生成单元108变更导频的结构，以变更由信号配置单元118插入到数据中的导频的插入位置。接着，生成用于表示该结构的导频结构信息，输出到PL生成单元110和信号配置单元118。再有，导频结构信息既可为明示导频的结构的信息，也可为仅表示导频结构变化部分的信息。
PL生成单元110按照输入的导频结构信息生成导频，并输出到信号配置单元118。
SCCH生成单元112为将输入的MCS通知给数据的发送目的地的移动台150而生成SCCH(Sheared Control Channel)，并输出到信号配置单元118。
编码单元114使用由MCS决定单元106决定的编码率对数据进行编码。调制单元116使用由MCS决定单元106决定的调制方式对编码过的数据进行调制。将调制过的数据输出到信号配置单元118。
作为插入单元的信号配置单元118，按照输入的导频结构信息表示的导频结构，配置所输入的数据、SCCH和导频。上述的各信号配置在由频率轴和时间轴构成的区域中。由此，导频被插入到数据中。将执行了配置处理的信号输出到IFFT单元120。
IFFT单元120对输入的信号执行IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)处理。GI附加单元122在执行了IFFT处理的信号的规定位置附加GI(GuardInterval)。发送RF单元124对附加了GI的信号执行规定的发送RF处理(例如，D/A变换、上变频等)，并通过天线126发送执行了发送RF处理的信号。
图2的移动台150包括：天线152，接收RF单元154，GI削除单元156，FFT单元158，信息提取单元160，信息解码单元162，信号分割单元164，信道估计单元166，CQI生成单元168，发送RF单元170，天线172，SCCH解码单元174，解调单元176以及解码单元178。
接收RF单元154通过天线152接收从基站100发送的信号，对接收信号执行规定的接收RF处理(例如，下变频、A/D变换等)，并将执行了接收RF处理的信号输出到GI削除单元156。GI削除单元156削除在输入信号的规定位置上所插入的GI，并将削除GI后的信号输出到FFT单元158。FFT单元158对削除GI后的信号执行FFT(Fast Fourier Transform)处理，并将执行了FFT处理的信号输出到信息提取单元160。
信息提取单元160将执行了FFT处理的信号输出到信号分割单元164，同时从执行了FFT处理的信号中提取出配置了导频结构信息的部分并输出到信息解码单元162。
信号解码单元162对所输入的信号进行解码而取得导频结构信息。将取得的导频结构信息输出到信号分割单元164。
信号分割单元164按照输入的导频结构信息，将执行了FFT处理的信号分割为分别配置了数据、SCCH和导频的各部分。
信道估计单元166使用配置了导频的部分的信号进行信道估计。对CQI生成单元168、SCCH解码单元174以及解调单元176通知作为信道估计的结果而得到的线路质量。
CQI生成单元168生成用于表示被通知的线路质量的CQI，并输出到发送RF单元170。
SCCH解码单元174根据所通知的线路质量，一边进行信道补偿一边对配置了SCCH部分的信号进行解码。解调单元176按照所通知的线路质量一边进行信道补偿，一边根据解码后的SCCH所示的调制方式对配置了数据部分的信号进行解调。解码单元178对解调出的数据进行解码。
接着，说明由包含上述结构的基站100和移动台150构成的无线通信系统的动作。图3是说明无线通信系统的动作的流程图。
首先，移动台150向基站100发送下行链路的CQI(S1)。接收了CQI的基站100决定SCCH(或MCS)和导频结构(S2)。
然后，基站100的信号配置单元118按照所决定的导频结构，将导频插入到数据中。导频结构的例子列举在图4和图5。图4表示调制方式是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)时的导频结构，图5是表示调制方式是16QAM(16Quadrature Amplitude Modulation)时的导频结构。
在调制阶数为小于16QAM的QPSK时，时间轴上的导频的插入间隔比16QAM时窄。而且，相对于为QPSK时在频率轴上不进行导频插入，为16QAM时，在频率轴上按规定间隔插入导频。而且，为16QAM时，导频插入量比QPSK时多。总而言之，信号配置单元118根据所选择的调制方式变更导频的插入位置。
数据中插入导频后，基站100分别发送SCCH、导频结构信息以及数据(S3)。而且，SCCH的发送既可按固定周期进行，也可按可变周期进行。接收了各个信号的移动台150在对SCCH和导频结构信息进行解码后，对数据进行解码(S4)。
按照上述动作，在基站100和移动台150之间按下列次序进行发送/接收。
如图6所示，从移动台150发送CQI。在基站100中，该CQI被用于数据#1的发送控制。也就是，由基站100发送根据数据#1用CQI而生成的SCCH，接着，发送根据数据#1用CQI而生成的导频结构信息，然后，数据#1和根据该导频结构信息而生成的导频一起被发送。
于是，移动台150使用接收的导频进行信道估计。而且发送根据信道估计结果生成的CQI。在基站100的数据#2的发送控制中使用该CQI。也就是，由基站100发送根据数据#2用CQI生成的SCCH，接着，发送根据数据#2用CQI生成的导频结构信息，再接着，发送数据#2和根据该导频结构信息生成的导频。
如上所述，根据本实施方式，根据调制方式或线路质量变更导频的插入位置也就是插入间隔和插入量，所以可向移动台150发送每个调制方式所需量的导频信号，可改善吞吐量。还有，移动台150按照接收的导频结构信息所表示的导频插入位置能够提取出导频。
还有，本实施方式的导频结构不仅限于上述结构。例如，对应于调制方式的导频结构也可通过公共导频的结构和个别导频的结构的组合来实现。例如，如图7所示，对应调制阶数最小的调制方式的导频结构仅通过插入公共导频来实现。然而，如图8所示，对应调制阶数比该调制方式大的调制方式的导频结构通过追加插入个别导频来实现。此时，导频结构信息也可仅表示追加的插入位置。
再有，在信息生成单元108决定的导频结构也可根据线路质量自适应地进行。例如，如图9所示，延迟扩展较大时，线路质量在频率方向的变动加剧。由此，决定导频结构，以在频率轴上的导频插入间隔随着变动的幅度而变窄，从而使传播路径的估计跟随该变动。另一方面，如图10所示，延迟扩展较小时，线路质量在频率方向的变动小。由此，决定导频结构，以在频率轴上的导频插入间隔随着变动的幅度而变宽，从而增加数据的传输量。
再有，例如，如图11所示，多普勒频率较高时，线路质量在时间方向的变动激烈。由此，决定导频结构，以在时间轴上的导频插入间隔随着变动的幅度而变窄，从而使传播路径的估计跟随该变动。另一方面，如图12所示，多普勒频率较低时，线路质量在时间方向的变动小。由此，决定导频结构，以在频率轴上的导频插入间隔随着变动的幅度而变宽，从而增加数据的传输量。
再有，本实施方式的导频结构信息是单独通知特定的移动台导频结构的信息。但是，例如为调度功能系统(scheduling system)时，和基站100进行无线通信的所有的移动台也可对发往各移动台的导频结构信息进行解码。此时，在信号配置单元118中，进行导频的插入以便按时分方式向多个移动台(例如，按移动台#1→移动台#2→移动台#3→移动台#1的顺序)发送单独导频。另一方面，例如在移动台#1，不仅对移动台#1用的导频结构信息进行解码，也对移动台#2、移动台#3用的导频结构信息进行解码。而且，移动台#1使用对移动台#1～#3各自分配到的导频进行信道估计。由此，可提高信道估计的精度。
再有，在本实施方式中，说明了在全部通信频带变更导频结构的情况，但是也可对每个由多个副载波构成的副载波块变更导频结构。而且，副载波可表示为音调(Tone)。
再有，基站100应用MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)-OFDM方式时，空间方向的轴增多。此时，通过公共导频的结构和个别导频的结构的组合实现导频结构。而且，空间分割公共导频流。在移动台中，使用被空间分割过的公共导频和个别导频进行信道估计。
再有，本实施方式的无线发送装置也可应用于移动台，本实施方式的无线接收装置也可应用于基站。而且，本实施方式的基站有时被表示为Node B，移动台有时被表示为UE。
再有，上述各实施方式的说明中的各功能块可实现为一般作为集成电路的LSI。这些块既可是每个块分别集成到一个芯片，或者可以是部分或所有块集成到一个芯片。
并且，虽然此处称为LSI，但根据集成程度，可以称为IC、系统LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
另外，实现集成电路化的方法不仅限于LSI，也可使用专用电路或通用处理器来实现。在LSI制造后可利用可编程的FPGA(Field Programmable GateArray)，或者可以使用可重构LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。
再有，随着半导体的技术进步或随之派生的其他技术的出现，如果能够出现替代LSI集成回路化的新技术，当然可利用此技术进行功能块的集成化。并且存在着适用生物技术的可能性。
本说明书基于2004年11月8日提交的日本专利申请第2004-323868号。其内容都包含于此。
工业利用性
本发明的无线发送装置和导频信号插入方法可应用于在无线通信系统中使用的基站装置和移动台装置等。

Claims (5)

1、一种无线发送装置，包括：
调制单元，使用从多个调制方式中选择出的调制方式，对数据信号进行调制；
插入单元，将导频信号插入到调制过的上述数据信号中时，在多个调制方式中公共的插入位置插入公共导频信号，在上述公共的插入位置以外，在根据所选择的调制方式而变更了的插入位置插入单独导频信号；以及
发送单元，发送已插入了上述公共导频信号和上述单独导频信号的上述数据信号。
2、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，还包括：
生成单元，生成用于表示上述单独导频信号的插入位置的信息，
上述发送单元发送所生成的上述信息。
3、一种无线接收装置，包括：
接收单元，接收数据信号、公共导频信号和单独导频信号，该数据信号是使用从多个调制方式中选择出的调制方式调制过的数据信号，该公共导频信号是插入到调制过的上述数据信号中且插入到在多个调制方式中公共的插入位置的公共导频信号，该单独导频信号是在上述公共的插入位置以外，根据所选择的调制方式而变更了插入位置的单独导频信号；
分割单元，分割出上述数据信号、上述公共导频信号和上述单独导频信号；以及
信道估计单元，使用分割出的上述公共导频信号和上述单独导频信号进行信道估计。
4、如权利要求3所述的无线接收装置，其中，
上述信道估计单元，除了发往本站的单独导频信号之外，还使用发往本站以外的其他站的单独导频信号进行信道估计。
5、一种导频信号插入方法，包括：
调制步骤，使用从多个调制方式中所选择的调制方式，对数据信号进行调制；以及
插入步骤，将导频信号插入到调制过的上述数据信号中时，在多个调制方式中公共的插入位置插入公共导频信号，在上述公共的插入位置以外，在根据所选择的调制方式而变更了的插入位置插入单独导频信号。
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