CN101002401B - 通信系统、基站控制装置以及基站装置 - Google Patents

通信系统、基站控制装置以及基站装置 Download PDF

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Abstract

一种提高通信质量的通信系统、基站控制装置以及基站装置。在该通信系统(100)中，由基站控制装置(120)统计能够与移动台装置(140)进行通信的基站装置(130)的数目，也即基站数目信息Nb，复制Nb个数据帧，对每一个复制数据帧依次分配作为流号码Ns的从1到Nb的整数值，并形成包含Nb以及Ns于报头信息的Nb个的复制数据帧。继而对各能够与移动台装置(140)进行通信的基站装置(130)发送报头信息的Ns各异的复制数据帧。继而由基站装置(130)根据包含于复制数据帧中的Nb以及Ns对复制数据帧的数据主体实施空时编码而形成空时编码序列。继而移动台装置(140)接收来自各基站装置(130)的空时编码序列信号。

Description

通信系统、基站控制装置以及基站装置
技术领域
本发明涉及通信系统、基站控制装置以及基站装置，特别涉及基站装置、控制其的基站控制装置以及具有多个基站装置与基站控制装置的通信系统。
背景技术
在现有的具有基站控制装置的无线通信系统中，作为从多个基站装置对某个移动台装置通过同一信道发送数据而由此得到分集效果的技术，有宏分集技术。在利用IMT-2000的CDMA(Code Division Multiple Access)方式的无线通信系统中，引进了分集发送技术，即基站控制装置经由多个基站装置对一个移动台装置发送语音和分组以及控制信息等的信号。该技术为：在基站控制装置复制发送信号，将该复制的发送信号向多个基站装置经由多个有线传输路径并列传输，而且从多个基站装置通过无线传输路径向移动台装置传输，由此得到分集增益，从而确保高质量的通信。
图1为表示以往的无线通信系统10的结构的方框图。如图1所示，以往的无线通信系统10包括：核心网络11、基站控制装置12、多个基站装置13-1、13-2以及移动台装置14。另外，基站装置13的数量为2以上时也同样成立。
核心网络11与基站控制装置12通过有线传输路径15连接，基站控制装置12与多个基站装置13-1、13-2分别通过独立的有线传输路径16-1、16-2连接。另外，移动台装置14经由无线传输路径17-1、17-2与多个基站装置13-1、13-2分别进行通信。
下面说明在上述的结构中从核心网络11向移动台装置14发送数据时的动作。
首先核心网络11经由有线传输路径15向基站控制装置12发送数据帧。接收该数据帧的基站控制装置12复制接收的数据帧用来发送给多个基站装置13-1、13-2，并经由有线传输路径16-1、16-2分别发送给基站装置13-1、13-2。
多个基站装置13-1、13-2在接收的数据帧中附加控制信息而构成无线帧，并经由无线传输路径17-1、17-2传输到移动台装置14。
继而，在移动台装置14校正接收的两个无线帧之间的无线传输路径17-1、17-2的传输延迟而使相位匹配后，合成两个无线帧来复原接收数据。
如上所述，在以往的无线通信系统10中，经由多个无线传输路径17-1、17-2通过移动台装置14接收同一个数据帧，由此即使在起因于衰落等的比如其中一个无线传输路径17-1的传播环境恶化时，也能将经由另一个的无线传输路径17-2接收的数据帧合成，由此实现高质量的通信。
[非专利文献1]3GPP TS25.427UTRAN Iub/Iur Interface User PlaneProtocol for DCH data Streams
发明内容
发明需要解决的问题
但是在以往的通信系统中，由多个基站发送的信号有可能由于传播路径的状况而成为互相抵消的相位关系，此时不能得到充分的特性而使通信质量不充分。另外，在远离基站装置的小区边缘，存在移动台装置不能得到充分的接收电平的问题。
本发明旨在提供一种提高通信质量的通信系统、基站控制装置以及基站装置。
解决该问题的方案
本发明的第一方面的特征为：在通信系统中，包括基站控制装置和基站装置，基站控制装置具备：复制单元，通过复制发送数据来形成N个复制数据，N是大于等于2的自然数；控制信息附加单元，在各复制数据的报头部分附加有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；以及传送单元，将附加了所述控制信息的各复制数据传送到各自的基站装置，而且各基站装置分别具备：控制信息提取单元，从所述复制数据中提取所述控制信息；以及编码单元，形成实施了根据提取的所述控制信息的空间频率编码或者空时编码的编码序列信号。
本发明的第二方面的特征为：在基站装置中包括：控制信息提取单元，从数据帧的报头部分提取有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；导频码元附加单元，将已知的导频码元附加于发送信号；以及编码单元，根据提取的所述控制信息，由包含导频信号的所述发送信号形成编码序列信号。
本发明的第三方面的特征为：在基站控制装置中包括：复制单元，通过复制发送数据形成N个复制数据；控制信息附加单元，在各复制数据的报头部分附加有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；以及传送单元，将附加了所述控制信息的各复制数据传送到各自的基站装置。
发明的有益效果
根据本发明能够提供一种提高通信质量的通信系统、基站控制装置以及基站装置。
附图说明
图1是以往的无线通信系统的整体结构图；
图2是表示本发明的实施方式1涉及的无线通信系统的结构的方框图；
图3是涉及利用从基站装置对移动台装置发送的下行链路的发送信号来检测基站装置间的传输时间差的控制流程；
图4是涉及利用从基站装置对移动台装置发送的下行链路的发送信号来检测接收电平以及接收质量的控制流程；
图5是表示实施方式2涉及的无线通信系统的结构的方框图；
图6是表示实施方式3涉及的无线通信系统的结构的方框图；以及
图7是用于说明空时编码传输和空间复用传输的切换动作的流程图。
具体实施方式
以下参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，在实施方式中，对相同的构成要素赋予相同的编号，并省略对其重复说明。
(实施方式1)
如图2所示，本实施方式涉及的无线通信系统100包括：核心网络110、基站控制装置120、多个基站装置130-1、130-2以及移动台装置140。另外，虽然在实施方式中表示无线通信系统所具备的基站装置的数量Nc为2的情形，但是对于Nc为2以上的情形也同样成立。
核心网络110与基站控制装置120通过有线传播路径150连接，基站控制装置120与多个基站装置130-1、130-2分别通过独立的有线传播路径160-1、160-2连接。
另外，移动台装置140经由无线传播路径170-1、170-2与多个基站装置130-1、130-2分别进行通信。
基站控制装置120包括：传输路径IF(接口)单元121、以用户信道单位设置的发送控制单元122、发送帧形成控制单元123、控制信息赋予单元124、复制单元125以及基站传输路径IF单元126。
传输路径IF单元121接收从核心网络110经由有线传播路径150发送的数据，并从该接收数据中提取数据帧。
发送控制单元122按预先规定的时间周期，将由传输路径IF单元121提取的数据帧输出到控制信息赋予单元124。另外，当没有应当输出的数据帧时，输出表示没有数据的信息。
发送帧形成控制单元123与基站装置130进行通信，经由基站传输路径IF单元126接收每个来自基站装置130的能否通信的信息，统计能够与移动台装置140进行通信的基站装置130的数目，也即基站数目信息Nb，将该基站数目信息Nb输出到控制信息赋予单元124以及复制单元125，并且将能够与移动台装置140进行通信的基站装置130的基站装置识别信息输出到复制单元125。
控制信息赋予单元124将来自发送帧形成控制单元123的基站数目信息Nb作为报头信息附加于由发送控制单元122传送的数据帧中，并输出到复制单元125。
复制单元125根据来自发送帧形成控制单元123的基站数目信息Nb，复制Nb个由控制信息赋予单元124输出的数据帧。继而，对复制的Nb个复制数据帧依次分配作为流号码Ns的从1到Nb的整数值。继而，将对各分配了复制数据帧的流号码Ns包含(附加)于各自的报头信息之中，进一步对该各复制数据帧各自附加来自发送帧形成控制单元123的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。也就是，复制单元125不仅作为数据的复制单元发挥作用，而且还作为控制信息的附加单元发挥作用。另外，流号码Ns在基站装置130中在生成无线帧时使用。
基站传输路径IF单元126经由有线传播路径160，分别将Nb个的复制数据帧作为有线传输帧发送到附加于该复制数据帧的基站识别信息所表示的基站装置130。
另外，当发送帧形成控制单元123输出表示没有应当输出的数据帧的信息时，控制信息赋予单元124只将附加了基站数目信息Nb的报头信息传送给复制单元125，复制单元125复制Nb个报头信息，将对每个所分配的流号码Ns包含于各自的报头信息，进一步对每个报头信息附加各自的来自发送帧形成控制单元123的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。继而，基站传输路径IF单元126将不具有数据主体、只具有报头信息的复制数据帧作为有线传输帧发送。
基站装置130包括：传输路径IF单元131、对每个用户信道缓冲复制数据帧的接收缓冲单元132、时钟单元133、与时钟单元133进行同步并对每个用户信道读取复制数据帧的缓冲读取单元134、从复制数据帧中提取控制信息的控制信息提取单元135、无线帧生成单元136以及传输路径空时编码单元137。
传输路径IF单元131将经由有线传播路径160接收的有线传输帧(在此为复制数据帧)传送到接收缓冲单元132。
接收缓冲单元132存储来自传输路径IF单元131的复制数据帧。
时钟单元133生成同步于基站控制装置120的发送控制单元122的时钟的时钟信号，并提供给缓冲读取单元134。
缓冲读取单元134与来自时钟单元133的时钟信号的取得同步，并读取保持于接收缓冲单元132的复制数据帧，并传送到控制信息提取单元135以及无线帧生成单元136。
控制信息提取单元135从包含于来自缓冲读取单元134的复制数据帧的报头的控制信息中，提取基站数目信息Nb以及流号码Ns，并传送到传输路径空时编码单元137。
无线帧生成单元136删除由缓冲读取单元134传送的复制数据帧的报头信息而提取数据主体，并对该数据主体附加无线传输路径用的控制信息以及规定的导频码元而生成无线帧。该无线帧传送到传输路径空时编码单元137。
另外，当来自缓冲读取单元134的复制数据帧没有数据主体而只有报头信息时，无线帧生成单元136不进行无线帧的生成。因此，此时不对移动台装置140进行无线帧的发送。
传输路径空时编码单元137利用控制信息提取单元135的输出(通信可能的基站数目信息Nb、流号码Ns)以及无线帧生成单元136的输出来进行以下的动作。
当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息Nb为1时，传输路径空时编码单元137对输入的无线帧不进行空时编码。因此，在进行用于对无线传输路径传输的规定的通信路径编码后，通过规定的调制方式进行调制，并且频率变换为无线频带由天线138发送。
另外，当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息Nb为2以上时，传输路径空时编码单元137根据流号码Ns对输入的无线帧实施通信路径编码而形成空时编码序列。在此，假设有关流号码Ns和编码方式，基于规定的空时编码的生成方式来预先确定。另外，有关调制方式以及编码时的编码率，也可以采用根据无线通信路径的状况而自适应地可变的方式。
另外，在无线通信系统100中进行的空时编码，能够使用由文献B.Vucetic，J.Yuan著述的“Space-Time Coding”，John Wiley&Sons Ltd.公开的空时块编码、空时格编码、空时Turbo编码等的技术以及由它们组合的技术。
另外，在各基站装置130中，也可以对适当的帧长适用交织器。在该情形下，需要在各基站装置130中使用共同的交织器。
在此，说明将基于文献S.M.Alamouti，“A simple transmit diversitytechnique for wirelesscommunications”，IEEE Journal Select.Areas Commnun.，vol.16，no.8，pp.1451-1458，Oct.1998的空时块码适用于无线通信系统100时的情形。另外，在此特别地就基站数目信息Nb为2的情形进行说明。
当基站数目信息Nb为2时，流号码Ns为1或2。此时传输路径空时编码单元137当使用M值的调制方式时，按照每log2M比特将无线帧编成组.继而，传输路径空时编码单元137当由控制信息提取单元135输出的流号码Ns为1时实施空时编码以使S(2m-1)、-S(2m)*(其中，m＝1，...，K/2)，由此形成空时编码序列。另外，当由控制信息提取单元135输出的流号码Ns为2时实施空时编码以使S(2m)、S(2m-1)*(其中，m＝1，...，K/2)，由此形成空时编码序列。另外，在此设S(k)为实施了调制的结果的调制码元(其中，k＝1，...，K)，*表示复数相位平面中的相位共轭运算子。
另外，将空时格码或空时Turbo码适用于无线通信系统100时，能够利用因流号码不同而异的生成矩阵实施格编码处理来实现空时编码。
在传输路径空时编码单元137中，对像这样经空时编码处理的空时编码序列实施规定的调制，频率变换为无线频带，并由天线138对移动台装置140进行发送。
移动台装置140接收由多个基站装置(在此为基站装置130-1以及基站装置130-2)分别发送的多个经空时编码处理的空时编码序列。
另外，作为进行该无线帧的接收的预处理，在基站装置130和移动台装置140之间进行以下的处理。具体而言，首先基站装置130-1或者基站装置130-2利用控制信道，预先将进行空时编码的基站装置130的识别信息以及帧定时通知给移动台装置140。接下来，当根据来自基站装置130的空时编码传输通知已完成了帧的接收准备时，移动台装置140利用控制信道线路将表示接收准备就绪的信息通知给已接到了基站识别信息的通知的基站装置130。就这样移动台装置140做好了接收的准备。
移动台装置140开始无线帧的接收后，基于由各个基站装置130发送的已知的导频信号序列，进行从基站装置130到移动台装置140的信道估计。继而，移动台装置140使用通过信道估计而求出的信道估计值hj(其中，j＝1，...，Nb)对接收的多个无线帧进行解码。
另外，有关通过空时块编码、空时格编码、空时Turbo编码等的技术以及由它们组合的技术而编码的信号的具体接收方法，比如在文献B.Vucetic，J.Yuan著述的“Space-Time Coding”，John Wiley&Sons Ltd.已有记载，因此在此省略对其说明。
另外，虽然说明了在无线通信系统100中，基站控制装置120将基站数目信息Nb以及流号码Ns分别包含于有线发送帧的报头并发送到基站装置130，但是本发明并不仅限于此，将通信可能的基站数目信息Nb以及流号码Ns的配对，使该配对与其配对识别信息相关联，并将该配对识别信息包含到有线发送帧的报头之中并发送到基站装置130也是可以的。此时，需要在基站装置130中预先存储使基站数目信息Nb以及流号码Ns的配对与配对识别信息相关联的表格。继而，控制信息提取单元135提取包含于由缓冲读取单元134输出的子数据帧的报头中的配对识别信息，将该配对识别信息作为关键词来参照上述表格，将所对应的基站数目信息Nb和流号码Ns输出到传输路径空时编码单元137。
另外，在无线通信系统100中，基站控制装置120以及多个基站装置130进行同步发送动作，但是因为多个基站装置130和移动台装置140之间的无线通信路径一般来讲是不同的，所以由多个基站装置130发送来的发送信号中，会与移动台装置140的到达时间产生时间差。
该时间差对码元间隔不能忽视时，因为能够预测到空时编码的特性会发生劣化，所以基站控制装置120通过控制基站装置130间的发送定时，以使从各基站装置130发送来的空时编码序列由移动台装置140接收的接收定时被控制在不超过规定的时间差，由此能够防止接收定时的偏差产生的特性劣化。
作为在移动台装置140中使空时编码序列的接收定时不超过规定的时间差的方法，首先在基站装置130-1与基站装置130-2之间发送无线帧的定时取得同步时，移动台装置140分别对基站装置130-1以及基站装置130-2发送相同的信号，并检测这些信号到达基站装置130-1以及基站装置130-2的定时的差。继而，基于在基站装置130检测出的定时差，基站控制装置120的基站传输路径IF单元126对各基站装置130控制复制数据帧的发送定时，从而使在移动台装置140的接收定时能够不超过规定的时间差。
另外，作为其它的方法，也可以利用在日本专利3296822公开的使用下行链路的传输信号来检测基站间的传输时间差的方法。
图3表示涉及利用从基站装置130对移动台装置140发送的下行链路的发送信号来检测基站装置间的传输时间差的控制流程。
首先，基站装置130-1或者基站装置130-2建立与移动台装置140之间的链路(步骤ST401)。
继而，移动台装置140测量由基站装置130-1以及基站装置130-2利用控制信道发送来的发送信号的接收强度，并测量由两个基站装置发送来的发送信号的接收定时的时间差Tn(帧偏移)(步骤ST402)。另外，控制信道为基站装置130一直播放的共有的控制信道。
接下来，将移动台装置140的时间差Tn的测量结果，通过建立了链路的基站装置130-1或者基站装置130-2通知给基站控制装置120(步骤ST403)。继而，基于在移动台装置140检测出的时间差Tn，基站控制装置120的基站传输路径IF单元126通过调整对各基站装置130发送复制数据帧的定时(步骤ST404)，使在移动台装置140的接收定时能够不超过规定的时间差。
另外，在无线通信系统100中，基站控制装置120进行控制，使由多个基站装置(在此为基站装置130-1以及基站装置130-2)发送来的发送信号在移动台装置140的接收质量保持一定的电平，并且使该接收电平的差不超过规定的电平差，由此能够在移动台装置140高精度地进行对由基站装置130发送来的无线帧的解码。其结果能够提高无线通信系统100的通信质量。
比如，将有关由各基站装置130发送来的发送信号在移动台装置140的接收电平以及接收质量的信息反馈给基站装置130端，由此能使控制成为可能。
图4表示涉及利用从基站装置130对移动台装置140发送的下行链路的发送信号来检测接收电平以及接收质量的控制流程。
首先，基站装置130-1或者基站装置130-2建立与移动台装置140之间的链路(步骤ST501)。
继而，移动台装置140测量由基站装置130-1以及基站装置130-2利用控制信道发送来的发送信号的接收强度，并测量由两个基站装置发送来的发送信号的接收功率差Pn(或者SIR)(步骤ST502)。另外，控制信道为基站装置130一直播放的共有的控制信道。
接下来，将移动台装置140的接收功率差Pn的测量结果作为接收功率信息，通过建立了链路的基站装置130-1或者基站装置130-2通知给基站控制装置120(步骤ST503)。继而，基于通过移动台装置140检测出的接收功率差Pn，基站控制装置120通过控制各基站装置130的传输路径空时编码单元137的发送功率(步骤ST504)，从而使移动台装置140的接收质量能够保持于规定的电平，并且使该接收电平的差不超过规定的电平差。
如上所述，在本实施方式涉及的通信系统100中，由基站控制装置120统计能够与移动台装置140进行通信的基站装置130的数目也即基站数目信息Nb，复制Nb个数据帧，各自对复制的复制数据帧依次分配作为流号码Ns的从1到Nb的整数值，由此形成将Nb以及Ns包含于报头信息的Nb个的复制数据帧。接下来，对各能够与移动台装置140进行通信的基站装置130发送报头信息的Ns各异的复制数据帧。继而，在基站装置130根据包含于从基站控制装置120接收的复制数据帧中的Ns以及Nb，对复制数据帧的数据主体实施空时编码形成空时编码序列。
也就是，在本实施方式涉及的无线通信系统100中，在基站控制装置120中复制数据帧，由此形成能够与移动台装置140进行通信的基站装置130的数目、也即基站数目信息Nb(2以上的自然数)个的复制数据帧，并在该复制数据帧的报头部分附加参数N以及对各复制数据帧分配的流号码Ns(从1到N的任意的整数值)，并作为无线帧传送到各自的基站装置130。各基站装置130从无线帧中提取参数N以及流号码Ns，并形成对应于提取出的参数N以及流号码Ns的空时编码序列信号。继而移动台装置140接收来自各基站装置130的空时编码序列信号。
因此，只要基站控制装置120作为控制信息附加参数Nb以及流号码Ns，则各基站装置130根据该控制信息形成空时编码序列，从而无需在基站控制装置120进行空时编码序列的形成处理，由此能够减轻基站控制装置120的处理负担，使利用不同的多个基站装置130的、使用空时编码的通信成为可能。另外，通过进行移动台装置140接收来自各基站装置130的空时编码序列信号的空时编码传输，能够得到分集效果而提高通信质量。其结果能够谋求改善小区边缘的接收质量。
另外，根据来自基站控制装置120的控制信息由基站装置130发送的发送信号成为在不同的基站装置130间空时编码传输的流。因此，由于各流的相位差不能保持相同的位相而随时间变化，所以移动台装置140在接收时的相位抵消的位置也随时间变化。其结果能够使通信质量的位置依赖性变小。
进一步，在本实施方式的无线通信系统100中，在基站控制装置120调整送往各基站装置130传送复制数据帧的传送定时，以使来自各基站装置130的空时编码序列信号在移动台装置140的接收定时不超过规定的时间差。
因此，能够防止由移动台装置140的接收定时的偏差起因的、空时编码传输的特性的劣化。
另外，在本实施方式的无线通信系统100中，在基站控制装置120，基于接收质量信息，传送发送功率控制信号给各基站装置130来控制空时编码序列信号的发送功率，该接收质量信息由移动台装置140接收的由由各基站装置130发送来的发送信号的接收质量信息。
因此，能够在移动台装置140中高精度地进行对由各基站装置130发送的无线帧的解码。其结果能够提高无线通信系统100的通信质量。
(实施方式2)
如图5所示的实施方式2涉及的无线通信系统100A具有与图2的无线通信系统100相同的整体结构。但是，不同之处在于：在基站控制装置120A中，基站控制装置120的复制单元125置换为串并变换单元221；在基站装置130A中，基站装置130的传输路径空时编码单元137置换为传输路径空间复用单元231。
在基站控制装置120A中，串并变换单元221根据来自发送帧形成控制单元123的基站数目信息Nb，由从控制信息赋予单元124输出的串行数据的数据帧，通过串/并变换生成Nb个子数据帧。继而，对生成的子数据帧依次分配作为流号码Ns的从1到Nb的整数值。继而，将分配给各子数据帧的流号码包含于各自的报头信息，进一步对各子数据帧分别附加从发送帧形成控制单元123输出的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。另外，流号码Ns用于在基站装置生成无线帧时，以及在移动台装置140A将通过空间复用传输的并行传输的子数据帧复原为原来的串行数据的数据帧时。
基站传输路径IF单元126经由有线传播路径160，分别将Nb个的子数据帧作为有线传输帧发送到附加于该子数据帧的基站识别信息所表示的基站装置130A。
在基站装置130A中，传输路径空间复用单元231利用控制信息提取单元135的输出(通信可能的基站数目信息Nb)以及无线帧生成单元136的输出来进行以下的动作。
当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息Nb为1时，传输路径空间复用单元231对输入的无线帧不进行空间复用传输。因此，在进行用于对无线传输路径传输的规定的通信路径编码后，通过规定的调制方式进行调制，并且频率变换为无线频带由天线138发送。
另外，当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息Nb为2时，传输路径空间复用单元231对输入的无线帧进行传输路径编码。
在此，设有关流号码Ns和编码方式，基于规定的空时编码的生成方式预先确定。另外，有关调制方式以及编码时的编码率，也可以采用根据无线通信路径的状况而自适应地可变的方式。
继而，在传输路径空间复用单元231中，对像这样经通信路径编码处理的无线帧实施规定的调制，频率变换为无线频带，并由天线138对移动台装置140A进行发送。
如此，在基站控制装置120A中，经串并变换的Nb个的子数据帧分别由不同的基站装置130A发送到移动台装置140A，由此能够实现比如MIMO(Multi Input Multi Output)式的空间复用传输。
移动台装置140A接收由多个基站装置(在此为基站装置130A-1以及基站装置130A-2)分别发送的多个无线帧。
另外，作为进行该无线帧的接收的预处理，在基站装置130A和移动台装置140A之间进行以下的处理。具体而言，首先基站装置130A-1或者基站装置130A-2利用控制信道，预先将发送无线帧的基站装置130A的识别信息以及帧定时通知给移动台装置140A。接下来，当根据来自基站装置130A的通知的帧的接收准备完成时，移动台装置140A利用控制信道将表示接收准备就绪的信息通知给接收了基站识别信息的通知的基站装置130A。这样移动台装置140A的接收准备就做好了。
移动台装置140A开始无线帧的接收后，基于由各个基站装置130A发送的已知的导频信号序列，进行从基站装置130A到移动台装置140A的信道估计。继而，移动台装置140A使用通过信道估计而求出的信道估计值hj(其中，j＝1，...，Nb)来对接收的多个无线帧，利用最大似然解码、干扰消除处理等的方法，进行各自分离接收、解码来得到多个子数据帧。继而，基于包含于多个子数据帧的报头信息的流号码Ns复原成原来的串行数据的数据帧。
另外，有关具体的接收方法因为记载于文献A.Paulraj，R.Nabar andD.Gore著述的“Introduction to Space-Time Wireless Communications”，Cambridge university press中，所以在此省略对其说明。
另外，在无线通信系统100A中，并不仅限于在基站控制装置120A将基站数目信息Nb以及流号码Ns包含于各有线发送帧的报头，并发送到基站装置130A。将通信可能的基站数目信息Nb以及流号码Ns配对，并使该配对与其的配对识别信息相关联，将该配对识别信息包含于有线发送帧的报头并发送到基站装置130A也是可以的。此时，需要在基站装置130A中预先存储使基站数目信息Nb以及流号码Ns的配对与配对识别信息相关联的表格。而且，控制信息提取单元135通过提取包含于由缓冲读取单元134输出的子数据帧的报头中的配对识别信息，将该配对识别信息作为关键词来参照上述表格，将所对应的基站数目信息Nb和流号码Ns输出到传输路径空间复用单元231。
另外，在无线通信系统100A中，与无线通信系统100相同，关于由多个基站装置130A发送来的发送信号，也有到达移动台装置140A的到来时间差对码元定时不能忽视的情形，此时可以预测空间复用传输的特性会发生劣化。通过适用在实施方式1说明的使无线帧的接收定时不超过规定的时间差的方法，能够防止无线通信系统100A的空间复用的特性的劣化。
另外，在无线通信系统100A中，也可以适用实施方式1说明的控制方法，也即：将由多个基站装置发送来的发送信号在移动台装置140A的接收质量保持在规定的电平，并且使该接收电平的差不超过规定的电平差。
如上所述，在本实施方式涉及的通信系统100A中，由基站控制装置120A对串行的数据帧进行串并变换来形成Nb个的子数据帧，分别对该子数据帧依次分配作为流号码Ns的从1到Nb的整数值，由此形成(附加)Nb以及Ns包含于报头信息的Nb个的子数据帧。在基站装置130A基于从基站控制装置120A接收的子数据帧来形成空间复用传输的发送帧。继而，移动站装置140A接收由各基站装置130A发送的发送帧。
因此，由于能够在多个基站装置130A与移动站装置140A之间进行空间复用传输，从而能够提高传输速率。其结果能够提高无线通信系统100A的总处理量。
另外，在实施方式2中，说明了从通信可能的各个基站装置130利用多个基站装置进行空间复用传输时，对每个基站装置用1个天线来发送1个流的情形，但是本发明并不仅限于此，当通信可能的各个基站装置130拥有多个天线能够发送多个流时，形成定向波束而发送分配给该基站装置130的流也是可以的。由此能够通过提高指向性增益来谋求改善通信质量。
另外，当实施空时编码后，通过1个基站装置130来发送该多个流也是可能的。由此，能够有效地利用各通信可能的基站装置130的空间自由度，其结果能够得到提高发送的空间分集效果。
(实施方式3)
如图6所示的实施方式3涉及的无线通信系统100B具有与图2的无线通信系统100相同的整体结构。但是，基站控制装置120B具有帧形成单元321。该帧形成单元321除了复制单元125还具有串并变换单元221。而且，基站控制装置130B具有无线帧处理单元331，该无线帧处理单元331除了传输路径空时编码单元137还具有传输路径空间复用单元231。
该无线通信系统100B的特征为：根据基站装置130B与移动台装置140B之间的无线传输路径的状况来自适应地切换利用多个基站装置130B的空时编码传输和空间复用传输。
首先说明无线通信系统100B的空时编码传输和空间复用传输的切换动作。
如图7所示，首先基站装置130B-1或者基站装置130B-2建立与移动台装置140B之间的链路(步骤ST601)。
继而，移动台装置140B测量由基站装置130B-1以及基站装置130B-2利用控制信道发送来的发送信号的接收强度，并求出由两个基站装置发送来的发送信号的接收质量(或者SIR)(步骤ST602)。
继而，移动台装置140B通过建立了链路的基站装置130B-1或者基站装置130B-2，将由基站装置130B发送来的发送信号的接收质量通知给基站控制装置120B(步骤ST603)。另外，控制信道为基站装置130B一直播放的共有的控制信道。
接下来，在基站控制装置120B中，发送帧形成控制单元123B判定由移动台装置140B接收的接收质量是否全都超过规定的接收质量电平(步骤ST604)。
而且，发送帧形成控制单元123B当接收质量全都超过规定的接收质量电平时(步骤ST604：是)，进行向空间复用传输模式切换的控制(步骤ST605)。相反，当接收质量中包含未超过规定的接收质量电平的接收质量时(步骤ST604：否)，发送帧形成控制单元123B进行向空时编码传输模式切换的控制(步骤ST606)。
具体而言，当接收质量全都超过规定的接收质量电平时(步骤ST604：是)，发送帧形成控制单元123B将选择空间复用传输的空间复用传输选择信息传送到控制信息赋予单元124B以及帧形成单元321。
另一方，当接收质量中包含未超过规定的接收质量电平时(步骤ST604：否)，发送帧形成控制单元123B将选择空时编码传输的空时编码传输选择信息传送到控制信息赋予单元124B以及帧形成单元321。
继而，控制信息赋予单元124B除了来自发送帧形成控制单元123B的基站数目信息Nb，还将空时编码选择信息或是空间复用传输选择信息作为报头信息附加于由传送控制单元122发送的数据帧中，并传送到帧形成单元321。
在帧形成单元321中，当从发送帧形成控制单元123B接收空时编码传输选择信息时，复制单元125复制Nb个从控制信息赋予单元124B接收的数据帧，该数据帧作为报头信息附加着空时编码传输选择信息。继而，将对各复制数据帧分配了的流号码Ns包含于各自的报头信息，进一步对该各复制数据帧附加各自的来自发送帧形成控制单元123B的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。
另外，在帧形成单元321中，当从发送帧形成控制单元123B接收空间复用传输选择信息时，串并变换单元221由从控制信息赋予单元124B接收的作为报头信息附加着空间复用传输选择信息的数据帧，通过串/并变换来生成Nb个的子数据帧。继而，将对各子数据帧分配了的流号码包含于的报头信息，进一步对该各子数据帧附加各自的来自发送帧形成控制单元123B的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。
如此，发送帧形成控制单元123B基于从移动台装置140B接收的接收质量，选择空时编码传输或是空间复用传输，并根据该选择信息，通过复制单元125或是串并变换单元221的动作，自适应地切换空时编码传输和空间复用传输，该接收质量表示能够与该移动台装置140B进行通信的基站装置130B之间的传播环境。
接下来，基站装置130接收在控制信息赋予单元124B的空时编码传输选择信息或是空间复用传输选择信息附加于报头信息的有线传输帧。接下来，控制信息提取单元135将空时编码传输选择信息或是空间复用传输选择信息从报头中提取出来，当包含于报头的选择信息为空时编码传输选择信息时，对无线帧处理单元331传送使传输路径空时编码单元137动作的指令信号。而当包含于报头的选择信息为空间复用传输选择信息时，传送使传输路径空间复用单元231动作的指令信号。
传输路径空时编码单元137以及传输路径空间复用单元231通过接收从控制信息提取单元135传送的命令其各自动作的命令信号来动作。这样就可以切换空时编码传输和空间复用传输。
另外，在无线通信系统100B中，与无线通信系统100同样，关于由多个基站装置130B发送来的发送信号，有时会有到达移动台装置140B的到达时间差相对码元定时不能忽视的情形，此时可以预测空时编码传输以及空间复用传输的特性会发生劣化。通过适用在实施方式1所说明的使无线帧的接收定时不超过规定的时间差的方法，能够防止在无线通信系统100B的空时编码传输以及空间复用传输的特性的劣化。
另外，在无线通信系统100B中，也可以适用实施方式1说明的控制方法，也即：使由多个基站装置发送来的发送信号的移动台装置140B的接收质量保持在规定的电平，并且使该接收电平的差不超过规定的电平差。
如上所述，在本实施方式涉及的无线通信系统100B中，在基站控制装置120B根据表示移动台装置140B与基站装置130B之间的传播环境的接收质量，选择空时编码传输或是空间复用传输，并基于该选择由复制单元125或是串并变换单元221形成发送到基站装置130B的有线传输帧。具体而言，当接收质量良好时，选择空间复用传输而串并变换单元221动作；当接收质量恶劣时，选择空时编码传输则复制单元125动作。
继而，在由基站控制装置120B发送到基站装置130B的有线传输数据帧的报头中，包含有作为切换控制信息的空时编码传输信息或是空间复用传输信息。
继而，在基站装置130B中，基于包含于报头的作为切换控制信息的空时编码传输信息以及空间复用传输信息，传输路径空时编码单元137或是传输路径空间复用单元231动作。
也就是，在无线通信系统100B中，根据基站装置130B与移动台装置140B之间的传播环境，自适应地进行空时编码传输和空间复用传输的切换。具体而言，当传播环境良好时，切换为空间复用传输；当传播环境恶劣时，切换为空时编码传输。
因此，当传播环境良好时，进行能够期待提高传输速率的空间复用传输；当传播环境不好接收质量恶化时，进行空时编码传输。由此作为系统整体能够提高通信质量而且提高总处理量。
另外，本实施方式说明了根据传播环境自适应地切换空时编码传输或是空间复用传输的控制，作为其它的控制方法，根据发送到的移动台装置的发送数据进行QoS处理也是可以的。此时，当发送数据的请求速率低时、非实时数据时，或是应当传输的数据量较少时，即使传播环境良好也可以施加不进行空间复用传输而进行空时编码传输的控制。由此，能够降低来自基站装置的所需发送功率，能够减少对其它小区的干扰，能够有助于系统整体的总处理量的改善。
(其他的实施方式)
(1)在实施方式1以及实施方式3中，说明了通信可能的各个基站装置130利用1个天线发送经空时编码处理的1个流的情形，但是本发明并不仅限于此，当通信可能的各个基站装置130拥有多个天线时，则对经空时编码处理的信号序列形成指向性以使其向所期望的移动台装置140指向发送也是可以的。此时，能够谋求由指向性增益的提高而提高通信质量。
(2)在实施方式1中，说明了由通信可能的各个基站装置130发送1个流的情形，但是本发明并不仅限于此，当通信可能的各个基站装置130拥有多个天线能够发送多个流时，由1个基站装置130将经空时编码处理的多个流发送也是可能的。由此，能够有效地利用各通信可能的基站装置130的空间自由度，其结果进一步能够得到增大发送的空间分集效果。
下面参照图2具体说明，基站控制装置120的发送帧形成控制单元123与基站装置130之间进行通信，对经由基站传输路径IF单元126通信可能的所有的基站装置130-1到基站装置130-Nb的能够发送的流数目作为Nm(k)进行统计。在此，Nm(k)为第k个通信可能的基站装置130-k的能够发送的流数目，k为从1到Nb的自然数。
根据其结果，当Nm(k)的总计NL超过Nb时，通信可能的基站装置130中至少有一个能够发送多个流。
在这样的情形下，复制单元125根据来自发送帧形成控制单元123的基站数目信息NL，复制NL个由控制信息赋予单元124输出的数据帧。继而，对于所复制的NL个的复制数据帧、传送到第K个基站装置130-k的数据帧作为流号码Ns，依次分配Nm(k)个从1到NL的不重复的整数值。继而，将对各自的复制数据帧所分配的流号码Ns提供(附加)到各自的报头信息中，进一步对该各复制数据帧附加各自的来自发送帧形成控制单元123的基站识别信息，并输出到基站传输路径IF单元126。另外，在对发送上述多个流的基站装置130所发送的复制数据帧的报头信息中，就含有与该数目相对应的多个流号码。
另一方面，在基站装置130中，控制信息提取单元135从包含于来自缓冲读取单元134的复制数据帧的报头的控制信息中，提取基站数目信息NL以及流号码Ns，并发送到传输路径空时编码单元137。无线帧生成单元136删除由缓冲读取单元134发送的复制数据帧的报头信息而提取数据主体，并对该数据主体附加无线传输路径的控制信息以及规定的导频码元而生成无线帧。该无线帧传送到传输路径空时编码单元137。
传输路径空时编码单元137利用控制信息提取单元135的输出(通信可能的基站数目信息NL、流号码Ns)以及无线帧生成单元136的输出来进行以下的动作。
具体而言，当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息NL为1时，传输路径空时编码单元137对输入的无线帧不实施空时编码。因此，在进行用于对无线传输路径传输的规定的通信路径编码后，通过规定的调制方式进行调制，并且频率变换为无线频带由天线138发送。
另外，当由控制信息提取单元135输出的基站数目信息NL为2以上时，传输路径空时编码单元137根据流号码Ns对输入的无线帧实施通信路径编码而形成空时编码序列。其中，所分配的流号码Ns为多个时，也即为发送多个流的基站装置130时，该基站装置130基于预先规定的空时编码的生成方式生成多个空时编码序列并发送。
另外，由基站装置130发送多个经编码处理的流时，将基站数目信息Nb以及流号码Ns分别包含于各有线发送帧的报头并发送到基站装置130，但是本发明并不仅限于此，将通信可能的基站数目信息NL以及流号码Ns(1个或者多个)配对，并将与其配对的配对识别信息相关联，使该配对识别信息包含于有线发送帧的报头并发送到基站装置130也是可以的。此时，需要在基站装置130中预先存储使基站数目信息NL以及流号码Ns的配对与配对识别信息相关联的表格。继而，控制信息提取单元135提取包含于由缓冲读取单元134输出的子数据帧的报头中的配对识别信息，将该配对识别信息作为关键词来参照上述表格，将所对应的基站数目信息Nb和流号码Ns输出到传输路径空时编码单元137。
(3)在实施方式1以及实施方式3中，说明了基站装置130发送用传输路径空时编码单元137进行空时编码处理的信号序列的情形，但是在利用像OFDM那样的多载波传输时，也可以设置传输路径空间频率编码单元来代替传输路径空时编码单元137，从而发送利用其进行空间频率编码处理的信号序列也是可以的。通过这样处理，在副载波方向上实施不同的编码来代替在时间轴方向上的实施，能够得到与使用空时编码时同样的效果。另外，有关空间频率编码，在文献K.F Lee and D.B.Williams，‘Space-FrequencyTransmitter Diversity Technique for OFDM Systems’，IEEE Globecom 2000，Vo1.3，2000，pp.1473-1477中公开，在此省略对其详细说明。
本说明书根据2004年8月11日申请的特愿2004-234523号以及2005年7月15日申请的特愿2005-207800号。该内容全部包括在此。
工业实用性
本发明作为一种提高通信质量的通信系统、基站控制装置以及基站装置很有用。

Claims (14)

1.一种通信系统，包括基站控制装置和基站装置，所述基站控制装置分别向各自的基站装置进行发送数据的发送，
所述基站控制装置具备：
复制单元，通过复制所述发送数据来形成Nb个复制数据，Nb是大于等于2的自然数；
控制信息附加单元，在各复制数据的报头部分附加有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；以及
传送单元，将附加了所述控制信息的各复制数据传送到所述各自的基站装置，
各基站装置分别具备：
控制信息提取单元，从所述复制数据中提取所述控制信息；以及
编码单元，形成实施了根据提取的所述控制信息的空间频率编码或者空时编码的编码序列信号。
2.如权利要求1所述的通信系统，所述控制信息附加单元将参数Nb以及对各复制数据分配的流号码作为所述控制信息进行附加，所述参数Nb为表示所述各自的基站装置的数目的参数。
3.如权利要求1所述的通信系统，
所述基站控制装置还包括：
串并变换单元，对应于所述各自的基站装置的数目，将作为串行数据的发送数据进行串并变换，输出子数据帧；以及
所述各基站装置还分别包括：
传输路径空间复用单元，对应于发送所述子数据帧的所述各自的基站装置的数目，形成空间复用传输的发送信号，
所述基站控制装置根据所述基站装置与移动台装置之间的传播环境信息，自适应地切换所述复制单元与所述串并变换单元，在切换为所述复制单元的情况下，所述控制信息附加单元在各子数据帧的报头部分附加空间频率编码或者空时编码的控制信息，所述基站装置根据所述基站控制装置的切换，切换所述编码单元与所述传输路径空间复用单元。
4.如权利要求3所述的通信系统，
所述控制信息附加单元附加所述传播环境信息或者根据所述传播环境信息的切换控制信息，所述切换控制信息表示由所述基站控制装置进行的所述编码单元和所述传输路径空间复用单元之间的切换，
所述控制信息提取单元基于所述传播环境信息或者所述切换控制信息，切换所述编码单元和所述传输路径空间复用单元。
5.如权利要求1到权利要求3的任意一个权利要求所述的通信系统，所述传送单元调整向各基站装置传送所述复制数据的传送定时，以使来自各基站装置的所述编码序列信号在移动台装置的接收定时不超出规定的时间差。
6.如权利要求1到权利要求3的任意一个权利要求所述的通信系统，所述基站控制装置基于接收质量信息，向各基站装置传送控制所述编码序列信号的发送功率的发送功率控制信号，所述接收质量信息是由移动台装置接收的由各所述基站装置发送来的发送信号的接收质量信息。
7.一种基站装置，包括：
控制信息提取单元，从所接收的数据帧的报头部分提取有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；
导频码元附加单元，将已知的导频码元附加于发送信号；以及
编码单元，根据提取的所述控制信息，由包含导频信号的所述发送信号形成进行了空间频率编码或者空时编码的编码序列信号。
8.如权利要求7所述的基站装置，所述控制信息提取单元作为所述控制信息提取参数Nb以及流号码，所述参数Nb为表示本基站装置和其他基站装置的合计的数目的参数。
9.如权利要求7或者权利要求8的权利要求所述的基站装置，进一步具备传输路径空间复用单元，其将包含所述导频信号的所述发送信号形成为空间复用传输的空间复用传输信号，
并基于所述本基站装置与移动台装置之间的传播环境信息，自适应地切换所述编码单元与所述传播路径空间复用单元。
10.一种进行发送数据的发送的基站控制装置，包括：
复制单元，通过复制发送数据形成Nb个复制数据；
控制信息附加单元，在各复制数据的报头部分附加有关空间频率编码或者空时编码的控制信息；以及
传送单元，将附加了所述控制信息的各复制数据传送到各自的基站装置。
11.如权利要求10所述的基站控制装置，所述控制信息附加单元作为所述控制信息附加复制数据数Nb以及对各所述复制数据所分配的流号码。
12.如权利要求10所述的基站控制装置，还包括：
串并变换单元，对应于作为所述各自的基站装置的数目，将作为串行数据的所述发送数据进行串并变换，输出子数据帧；
基于所述基站装置与移动台装置之间的传播环境信息，自适应地切换所述复制单元与所述串并变换单元。
13.如权利要求10到权利要求12的任意一个权利要求所述的基站控制装置，
所述传送单元调整向各基站装置传送所述发送数据的传送定时，以使由各基站装置发送来的信号在移动台装置的接收定时不超出规定的时间差。
14.如权利要求10到权利要求12的任意一个权利要求所述的基站控制装置，基于接收质量信息，向各基站装置传送控制发送信号的发送功率的发送功率控制信号，所述接收质量信息是由移动台装置接收的由各所述基站装置发送来的发送信号的接收质量信息。
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