CN101039301B - 无线通信系统、发送设备以及接收设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在不依赖于传播环境的情况下获得优异的错误率特性的无线通信系统、发送设备以及接收设备。该无线通信系统具有通过使用其中沿时间轴方向和频率轴方向分配有多个导频信号的多载波信号来执行通信的发送设备和接收设备，其中所述接收设备包括：质量生成装置，其生成与用于发送各个导频信号的各个导频信道有关的各条接收质量信息；确定装置，其基于所述接收质量信息来确定多载波信号中所需要的导频信道的数量；以及通知装置，其向所述发送设备发送请求所述确定的导频信道数量的信号，所述发送设备包括：分配装置，其根据所请求的导频信道数量，来确定时间轴方向和频率轴方向上的导频信号分配；和发送装置，其发送具有所确定的导频信号分配的多载波信号。

Description

无线通信系统、发送设备以及接收设备
技术领域
本发明涉及在多载波发送方法中通过使用导频信号等来执行信道估计的无线通信系统、发送设备以及接收设备。
背景技术
在多种通信系统中采用OFDM(正交频分复用)方法作为发送方法，并且OFDM方法以高频率可用效率实现了高速数据通信。OFDM方法被定义为如下方法：将发送数据分割成多个数据，将分割后的发送数据映射到多个正交载波(子载波)上，并沿频率轴并行地发送该数据。
在3GPP(第三代伙伴计划)中，对在这种类型的无线通信中使用的无线电帧格式的考查正在考虑中，图12示出了该无线电帧格式的示例。在图12所例示的无线电帧格式中，按TTI(发送时间间隔)间隔来设置各帧，其中在各帧内将多个OFDM符号分配在频率(纵轴)-时间(横轴)阵列中。此外，由多个子载波生成每个帧，并且每个子载波包括沿时间轴的7个符号。分配给各子载波的分别是公共导频信道、专用导频信道以及其它信道(以下将其它信道称为数据信道)。将所有用户所共用的导频符号分配给公共导频信道，将与各预定用户相对应地分配的专用导频符号分配给专用导频信道，并将数据符号分配给数据信道。
在利用该类型的帧格式的接收设备中，由通过使用该导频符号而估计出的传播特性值(信道估计值)等来补偿衰落的影响。在此情况下，对于每个符号来说衰落影响都不同，因此要求接收设备在对各符号进行解调时在频率轴和时间轴上对信道估计值进行内插。例如，图12中的示例例示了如下情况：通过使用导频符号CP-1和导频符号DP-1对在各符号位置中存在的信道估计值进行线性内插，并基于如此获得的信道估计值对符号1-A和1-B进行解调。
应当指出，以下文献公开了与本申请的发明有关的常规技术。这些常规技术文献是“日本特开第2003-032146号公报”和“Technical SpecificationGroup Radio Access Network，Physical Layer Aspects for Evolved UTRA(Release 7)”，3rd Generation Partnership Project，3GPP TR 25.814 V1.0.1November 2005，p.22-24。
公知的是，在上述无线电帧格式中，待分配的导频符号的数量和导频符号的位置在很大程度上对诸如接收错误率的通信性能有贡献。例如，有如下规律：在增大导频符号的数量的情况下，尽管提高了信道估计精度，但是发送速率会降低；在减小导频符号的数量的情况下，尽管降低了信道估计精度，但是所接收到的错误率会降低。此外，衰落影响取决于传播环境等，因此，即使在使用具有相同导频符号分配的无线电帧时，基于该导频符号分配的信道估计精度也会与传播环境等相对应地变化。
发明内容
鉴于上述问题而构思的本发明的一个目的是提供一种在不依赖于传播环境的情况下获得优异的错误率特性的无线通信系统、发送设备以及接收设备。
本发明采用以下结构来解决所述多个问题。即，本发明涉及接收设备，该接收设备接收多载波信号，在该多载波信号中沿时间轴方向和频率轴方向分配有从发送设备发送的多个导频信号，该接收设备包括：质量生成装置，其生成与用于发送各导频信号的各导频信道有关的各条接收质量信息；确定装置，其基于所述生成的接收质量信息来确定在从所述发送设备发送的所述多载波信号中所需要的导频信道的数量；以及通知装置，其向所述发送设备发送请求所述确定的导频信道数量的信号。
在本发明中，生成给出了作用于各导频信道上的传播(信道)环境的接收质量信息。该接收质量信息的示例例如是SINR(信号干扰噪声比)和误码率(BER)。在本发明中，基于各条生成的接收质量信息来确定在从发送设备发送的信号中所需的导频信道数量，并将所确定的导频信道数量通知给发送设备。这里，“待确定的导频信道数量”并不仅指定绝对意义上的数量，而是也可以确定对导频信道数量的增加和减少中的任何一种。
根据该构思，被通知了所请求的导频信道数量的发送设备能够生成具有满足该请求的导频结构的无线电帧。因此，根据本发明，可以将传播环境立即反映在导频信道的结构中，使得可以防止由于对导频信道的无益分配而导致的发送速率的降低，同时实现对诸如接收错误率的通信性能的改进。
此外，在本发明中，确定装置可以基于与频率轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息来确定频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者基于与时间轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息来确定时间轴方向上的所需导频信道数量。在确定所需导频信道数量时要参考的信息可以包括利用相邻导频信道之间的接收质量信息的差值或这些差值的平均值。
因此，根据本发明，采用其中实际地反映了传播环境的合适的导频信道结构是可行的。
再者，在本发明中，所述确定装置可以通过将根据与频率轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息而获得的值与预定阈值进行比较来确定增减频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者可以通过将与时间轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息而获得的值与预定阈值进行比较来确定增减时间轴方向上的所需导频信道数量。与所述预定阈值相比较的值可以包括使用相邻导频信道之间的接收质量信息的差值或这些差值的平均值。
再者，在本发明中，所述确定装置可以通过将根据与频率轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息而获得的值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，并且/或者可以通过将根据与时间轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息而获得的值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，并且所述通知装置可以将请求全导频帧的信号通知给发送设备。此外，与所述预定上限阈值相比较的值可以包括使用相邻导频信道之间的接收质量信息的差值或这些差值的平均值。
在本发明中，将与频率轴方向和/或时间轴方向上的相邻导频信道有关的接收质量信息(各条接收质量信息的差值或这些差值的平均值)与所述预定上限阈值进行比较，从而确定是否请求全导频帧。该全导频帧表示在无线电帧内只分配有导频信道的帧。根据该方案，在接收到包含有该全导频帧的信号的情况下，接着就是针对所有导频信道生成接收质量信息，并基于所有所生成的接收质量信息来执行如上所述的确定导频信道数量的处理。
因此，根据本发明，即使在导频信道之间的接收质量信息的差值增大的情况下，即，即使在衰落产生了很大影响的情况下，也可以执行控制以立即具有合适的导频信道分配。因此，执行控制以采用与偶然传播环境相对应的合适的导频信道分配结构，由此可以使本设备更不可能受到取决于传播环境等的衰落的影响。
此外，本发明还涉及发送设备，该发送设备接收从所述接收设备的通知装置发送的包含有所请求的导频信道数量的信号。根据本发明的发送设备可以包括：分配装置，其根据接收设备通知的导频信道请求数量，来确定在时间轴方向和频率轴方向上的导频信号的分配；和发送装置，其发送具有所述确定的导频信号分配的多载波信号。
根据该构思，所述发送设备生成其中反映了所述接收设备通知的所请求的导频信道数量的无线电帧。
因此，根据本发明，可以将传播环境立即反映在导频信道结构中，从而使得可以防止由于对导频信道的无益分配而导致的发送速率的降低，同时实现对诸如接收错误率的通信性能的改进。
此外，在根据本发明的发送设备中，当所述接收设备将对全导频帧的请求通知给所述发送装置时，所述发送装置可以发送具有全导频帧的多载波信号。
根据该构思，所述接收设备变得能够基于传播环境立即领会所需导频信道数量或导频信道分配。
应当指出的是，本发明还涉及包括上述接收设备和发送设备的无线通信系统。此外，本发明还可以是实现了与所述接收设备和所述发送设备有关的任何功能的程序，并且还可以是存储有这种程序的计算机可读存储介质。
根据本发明，可以实现在不依赖于传播环境的情况下获得优异的错误率特性的无线通信系统、发送设备以及接收设备。
附图说明
图1是示出本实施例中的接收设备的功能结构的图；
图2是示出本实施例中的无线电帧的示例的图；
图3是示出在模式1中的处理之后的导频信道分配示例的图；
图4是示出在模式2中的处理之后的导频信道分配示例的图；
图5是示出在模式1中的处理和模式2中的处理之后的导频信道分配示例的图；
图6是示出在时间轴方向上对导频信道的增加和/或减少次序的图；
图7是示出全导频帧的图；
图8是示出对导频信道分配信息的通知的示例的表；
图9是示出本实施例中的发送设备的功能结构的图；
图10是示出确定接收设备中的导频信道分配的操作示例的流程图；
图11是示出确定接收设备中的导频信道分配的操作示例的流程图；以及
图12是示出常规无线电帧的格式的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明实施例中的无线通信设备进行描述。本实施例中的无线通信设备例如包括相互执行无线通信的移动终端和基站设备(接入点)。需要指出的是，以下讨论将按以下方式对待本实施例中的无线通信设备，即，出于阐述方便起见，将无线通信设备分类成接收设备和发送设备。然而，本发明并不限于该结构，而是可以应用于包括以下要阐述的接收功能和发送功能的通信设备。在整个讨论过程中，以下实施例中的结构是一范例，因而本发明并不限于本实施例中的结构。
[接收设备]
以下将参照图1对本发明实施例中的接收设备进行说明。图1是示出本实施例中的接收设备的功能结构的图。
本实施例中的接收设备包括接收天线100、接收单元101、串行/并行(以下将简称为S/P)转换单元101、离散傅立叶变换(以下将简称为DFT)单元102、并行/串行(以下将简称为P/S)转换单元103、解调单元104、信道估计单元105、解码单元106、接收质量信息生成单元110(对应于根据本发明的质量生成装置和确定装置)、帧请求单元111(对应于根据本发明的确定装置)、发送单元112(对应于根据本发明的通知装置)、发送天线120等。
本实施例中的无线通信设备通过使用图2所示的无线电帧来执行通信。图2是例示了本实施例中的无线电帧的示例的图。在图2所示的无线电帧中，按TTI来形成一个帧。该帧由多个子载波构成，其中各子载波还由沿时间轴排列的7个符号组成。在该帧中，针对时间轴方向上的头部符号，在频率轴方向上按每两个子载波分配一个的比例对每两个子载波逐个地分配公共导频信道(P1、P2、P3等)。在该帧中，对除导频信道以外的信道(数据信道)分配用户数据条等。应当指出的是，本发明并不限制布置公共导频信道所依照的子载波频率间隔。
将由接收天线100接收到的射频信号发送给接收单元101。接收单元101将所接收到的射频信号转换成基带信号并将如此转换的基带信号进一步转换成数字信号。S/P转换单元101在接收到所转换的数字信号时将该数字信号转换成多个并行信号。
DFT单元102对所输入的并行信号执行DFT处理，并输出与各子载波分量相对应的多个信号。将这些输出的并行信号分别发送给P/S转换单元103和信道估计单元105。P/S转换单元103将所接收到的并行信号重排成串行信号并由此将这些串行信号发送给解调单元104。
信道估计单元105将从DFT单元102传送的信号中的导频信号与已知导频信号进行比较，从而获得针对从发送设备到本接收设备的链路的信道估计值。信道估计单元105基于从帧请求单元111给出的导频信号分配信息对从DFT单元102传送的信号中的导频信号的分配进行检测。稍后将对该导频信号分配信息进行描述。本发明并不对该信道估计方法进行限制，而是还可以通过例如基于最小二乘法的运算来获得信道估计值。将如此获得的信道估计值定义为与所述导频信号被分配到的导频信道有关的传播特性值。在这种情况下，信道估计单元105通过诸如在频率轴方向上和在时间轴方向上进行线性内插的方法来获得针对未向其分配导频信号的数据信道的信道估计值。将与各子载波的各符号有关的如此获得的信道估计值发送给解调单元104。此外，将根据导频信号而获得的信道估计值发送给接收质量信息生成单元110。
解调单元104通过利用从信道估计单元105传送的信道估计值对所输入的串行信号执行同步检测和解调。将如此解调出的信号传送给解码单元106。解码单元106按预定编码率和预定解码方法对来自解调单元104的信号进行解码。将解码后的数据作为接收数据输出给其它功能单元。
接收质量信息生成单元110生成表示接收质量的信息。表示接收质量的该信息例如是基于从信道估计单元105接收到的信道估计值而获得的SINR(信号干扰噪声比)。在此情况下，接收质量信息生成单元110根据各导频符号的期望功率(S)并根据干扰噪声功率(I)来获得SINR。例如，通过取信道估计值的绝对值的平方来获得各符号的期望功率，而例如通过求所接收到的信号与导频信号之间的相关性来获得干扰噪声功率。
作为另一示例，接收质量信息生成单元110可以获得误码率(BER)。在此情况下，接收质量信息生成单元110接收由解码单元106解码出的数据中的循环冗余校验(以下简称为CRC)位并对CRC位进行校验，从而获得预定间隔内的误码率(BER)。“预定间隔”意指两个相邻导频信道在时间轴方向上的间隔和两个相邻导频信道在频率轴方向上的间隔。图2所示的示例是这样的：获得了符号1-A与符号1-F之间在时间轴方向上的误码率和与符号1-G在频率轴方向上的误码率。将如此获得的接收质量信息传送给帧请求单元111。
基于与导频信道有关的接收质量信息，帧请求单元111针对为在充当发送伙伴设备与本接收设备之间进行的发送而使用的无线电帧来确定导频信号的分配。帧请求单元111基于如下给出的3个模式来确定导频信号的分配。
(模式1)改变频率轴方向上的导频信道数量。
(模式2)改变时间轴方向上的导频信道数量。
(模式3)请求全导频帧(训练时段)。
首先，帧请求单元111基于模式1来确定导频信号的分配。在接收到图2所例示的无线电帧的情况下，帧请求单元111从接收质量信息生成单元110接收与针对TTI(n)处的帧的各导频信道有关的各条接收质量信息。帧请求单元111获得沿频率轴方向上的相邻导频信道之间的接收质量信息的各个差值。图2中的示例是这样的：在该帧中只存在公共导频信道，因此接收质量信息以存在于该帧的头部符号中的各导频信道为目标。具体来说，例如获得导频信道P1的接收质量信息与导频信道P2的接收质量信息之差，还获得导频信道P2的接收质量信息与导频信道P3的接收质量信息之差，来获得在频率轴方向上各导频信道之间的接收质量信息的差值。在根据如下将阐述的模式2的增大时间轴方向上的导频信道数量的情况下，将分配给所增加的符号的导频信道也设定为目标。
当获得了各导频信道之间的接收质量信息之差时，帧请求单元111进一步获得这些导频信道之间的接收质量信息的这些差值的平均值，并将该平均值与预先保持的上限阈值进行比较。例如，如果使用误码率作为接收质量信息，则可以将0.1的附近的值设置为该上限阈值(对应于根据本发明的预定阈值)。如果该平均值超过该上限阈值，则帧请求单元111确定增加频率轴方向上的导频信道。作为如此进行的确定的结果，待从发送设备发送的无线电帧变成如图3所例示的那样。图3是示出作为帧请求单元111进行的确定的结果而待改变的导频信道分配的示例的图。图3所示的示例示出了在频率轴方向上针对无线电帧的头部符号所增加的导频信道(P1-10、P2-10、P3-10、P4-10、P5-10)。
由此，基于无线电帧中的预定单元，对作为帧请求单元111进行的确定的结果而待改变的导频信道分配进行处理。例如，在图2所示的无线电帧的示例中，在每个帧中将包含有一个公共导频信道的范围(从包含有P-1的子载波延伸到包含有P-2的子载波的范围)当作一个单元来处理。根据该构思，将无线电帧改变成在每个帧内的每个单元的基础上具有相同导频信道的分配。
除了上述上限阈值以外，帧请求单元111还保持一下限阈值(对应于根据本发明的预定阈值)。当判定各导频信道之间的接收质量信息之差的平均值小于下限阈值时，帧请求单元111确定要减少频率轴方向上的导频信道。注意，可以不删除公共导频信道。此外，可以将上述上限阈值和以上阐述的下限阈值设定为一个阈值。
帧请求单元111接着根据模式2来确定导频信号的分配。帧请求单元111获得在时间轴方向上相邻导频信道之间的接收质量信息的各差值。图2中的示例是在帧中只存在公共导频的情况，因此在每个子载波中获得TTI(n)处的帧中的导频信道与TTI(n+1)处的帧中的导频信道之差。具体来说，例如获得导频信道P1的接收质量信息与导频信道P11的接收质量信息之差，并且还获得导频信道P2的接收质量信息与导频信道P12的接收质量信息之差，来获得在时间轴方向上各导频信道之间的接收质量信息的差值。
当获得了各导频信道之间的接收质量信息的各差值时，帧请求单元111进一步获得这些导频信道之间的接收质量信息的这些差值的平均值，并将该平均值与先前保持的上限阈值进行比较。该上限阈值可以使用与模式1中相同的值，也可以取另一值。如果该平均值超过该上限阈值，则帧请求单元111确定增加时间轴方向上的导频信道。作为如此进行的确定的结果，待从发送设备发送的无线电帧变成如图4所例示的那样。图4是示出作为帧请求单元111进行的确定的结果而待改变的导频信道分配的示例的图。图4中的示例示出了在无线电帧的时间轴方向上所增加的导频信道(P1-01、P2-01、P3-01、P4-01、P5-01)。
由此，当对模式1中的处理和模式2中的处理各执行了一次时，导频信道分配变成如图5所示。图5是示出作为将模式1中的处理与模式2中的处理相组合的结果而改变的导频信道分配的图。在根据模式2而增加时间轴方向上的导频信道的情况下，帧请求单元111按图6所示的次序来增加导频信道。图6是示出在时间轴方向上增减导频信道的次序的图表。由图6中的加括号的数值来表示该次序。如上所述，在图4和5中的导频信道分配的示例中，将导频信号分配给由序号(1)表示的信道。因此，在图4和5中，当进一步增加时间轴方向上的导频信道时，接着就是将由序号(2)表示的信道确定为导频信道。
相反，当减少导频信道的数量时，按由图6所示的序号组成的降序来减少导频信道。按与上述模式1相同的方式，利用下限阈值来确定减少时间轴方向上的导频信道。
除了上述上限阈值和下限阈值以外，帧请求单元111还预先保持第二上限阈值(对应于根据本发明的预定上限阈值)。当判定通过上述模式1和2中的处理获得的各导频信道之间的接收质量信息的各差值均超过上限阈值时，帧请求单元111确定需要全导频帧(模式3)。图7是示出全导频帧的结构示例的图。注意，图7仅例示了一个帧作为全导频帧，然而，也可以连续或不连续地发送多个全导频帧。帧请求单元111将根据上述模式1、2以及3确定的导频信道分配的信息传送给发送单元112和信道估计单元105。
需要指出的是，帧请求单元111在接收到全导频帧时针对与所有导频信道有关的接收质量信息执行上述模式1中的处理和上述模式2中的处理。通过该处理，按与传播环境相对应地逐渐减少导频信道的方式，全导频帧变得具有合适的导频信道分配。
发送单元112生成无线电帧，在该无线电帧中将从帧请求单元111传送的导频信道分配信息分配给了控制信道。从发送天线120发送所生成的无线电帧。将由发送单元112生成的导频信道分配信息以如图8所示的位数据的形式分配给控制信道。图8是示出对导频信道分配信息的通知示例的表。在图8中的示例中，沿从最低有效位(以下将简称为LSB)到最高有效位(以下将简称为MSB)的方向设置有表示沿频率轴方向的处理的位、表示沿时间轴方向的处理的位、表示添加/减少导频符号的位、表示状态的位以及表示全导频请求的位。
当从帧请求单元111接收到频率轴方向上的增加请求时，发送单元112生成如下导频信道分配信息：其中，在表示沿频率轴方向的处理的位中设置有“1”、在表示沿时间轴方向的处理的位中设置有“0”、在表示添加/减少导频符号的位中设置有“0”、在表示状态的位中设置有“1”，在表示全导频请求的位中设置有“0”。相反，当从帧请求单元111接收到频率轴方向上的减少请求时，发送单元112生成如下导频信道分配信息：其中，在表示沿频率轴方向的处理的位中设置有“1”、在表示沿时间轴方向的处理的位中设置有“0”、在表示添加/减少导频符号的位中设置有“1”、在表示状态的位中设置有“1”，在表示全导频请求的位中设置有“0”。此外，当接收到全导频请求时，发送单元112生成如下导频信道分配信息：其中，在表示全导频请求的位中设置有“1”。注意，当从帧请求单元111接收到保持上次状态的请求时，发送单元112生成如下导频信道分配信息：其中，在表示沿频率轴方向的处理的位中设置有“0”、在表示沿时间轴方向的处理的位中设置有“0”、在表示状态的位中设置有“0”，在表示全导频请求的位中设置有“0”。
[发送设备]
以下将参照图9对本发明实施例中的发送设备进行说明。图9是例示了本实施例中的发送设备的功能结构的图。
本实施例中的发送设备包括发送天线200、发送单元201(对应于根据本发明的发送装置)、并行/串行(以下将简称为P/S)转换单元202、离散傅立叶逆变换(以下将简称为IDFT)单元203、串行/并行(以下将简称为S/P)转换单元204、复用单元(对应于根据本发明的分配装置)205、用户数据生成单元206、导频生成单元207、控制信道解调/解码单元208、接收单元209、接收天线210等等。
从上述接收设备发送的包含有导频信道分配信息的信号由接收天线210接收并被发送给接收单元209。接收单元209针对所接收到的射频信号执行预定信号处理(如基带信号转换、模拟/数字转换以及同步检测解调)，并将所输出的信号中的控制信道信号传送给控制信道解调/解码单元208。
控制信道解调/解码单元208对从接收单元209接收到的控制信道信号进行解调和解码，并获得包含在控制信道信号中的导频信道分配信息(图8)。将如此获得的导频信道分配信息发送给复用单元205和导频生成单元207。
用户数据生成单元206生成待给予充当发送目的地的接收设备的用户数据信号。将所生成的用户数据信号传送给复用单元205。导频生成单元207基于从控制信道解调/解码单元208传送的导频信道分配信息来生成导频信号。将所生成的导频信号传送给复用单元205。
复用单元205基于从控制信道解调/解码单元208传送的导频信道分配信息(即，图8所示的已从上述接收设备发送的导频信道分配信息)来确定发送无线电帧的导频信道的分配，并将从导频生成单元207发送的导频信号与从用户数据生成单元206发送的用户数据信号相复用。具体来说，复用单元205保持与本发送无线电帧有关的导频信道分配信息，并将在图8所示的导频信道分配信息中描述的多条信息反映在该导频信道分配信息中。按图2到5中例示的方式来形成由复用单元205与导频符号复用在一起的无线电帧。
当在该导频信道分配信息中的表示全导频请求的位中设置有“1”时，复用单元205生成图7所例示的全导频帧。因此，复用单元205不将用户数据信号复用在该全导频帧中。将由复用单元205复用后的信号传送给S/P转换单元204。
S/P转换单元204将由复用单元205生成的串行信号转换成与子载波的数量相对应地平行排列的并行信号。IDFT单元203以每个OFDM符号为单位、针对从S/P转换单元204输出的并行信号执行IDFT处理。P/S转换单元202将从IDFT单元203输出的、在各子载波上携带的时间轴上的信号进行合成复用，然后将其发送给发送单元201。发送单元201将从P/S转换单元202发送的串行信号转换成模拟信号，然后将这些信号的中心频率转换成无线电发送频率，并从发送天线200发送这些信号。
应当指出的是，上述本实施例中的接收设备和发送设备使用IDFT作为频率-时间变换处理并使用DFT作为时间-频率变换处理，然而，本发明并不对这些方法进行限制，其中频率-时间变换处理可以包括使用快速傅立叶逆变换(IFFT)，而时间-频率变换处理可以包括使用快速傅立叶变换(FFT)。
[操作示例]
接下来，参照图10和11对本实施例中的接收设备的操作示例进行说明。图10和11是示出在接收设备中如何确定导频信道分配的操作示例的流程图。
本实施例中的接收设备针对由接收天线100(接收单元101)接收到的无线电发送频率信号执行预定信号处理，然后(S/P转换单元101)将通过该信号处理而获得的数字信号转换成并行信号。由DFT单元102对这些并行信号执行傅立叶变换，然后(DFT单元102)输出与各子载波分量相对应的信号。信道估计单元105将分配给与各子载波分量相对应的信号中的导频信道的各导频符号与已知导频信号进行比较，从而针对导频信道执行信道估计(S1001)。
接着，接收质量信息生成单元110基于由信道估计单元105给出的信道估计值或由解码单元106给出的CRC位来生成与导频信道有关的接收质量信息(S1002)。该接收质量信息的示例为SINR、SNR以及误码率。
当接收到该接收质量信息时，帧请求单元111首先执行根据上述模式1的处理，即，改变频率轴方向上的导频信道的处理。帧请求单元111获得频率轴方向上的各相邻导频信道之间的接收质量信息的各差值(S1003)。然后，帧请求单元111获得这些导频信道之间的接收质量信息的如此获得的差值的平均值(81004)。随后，帧请求单元111将频率轴方向上的接收质量信息的如此获得的差值的平均值与先前保持的上限阈值进行比较(S1005)。当根据该比较而判定该平均值超过上限阈值时(S1005；“是”)，帧请求单元111进一步判断该平均值是否超过第二上限阈值(S1006)。当根据该比较而判定该平均值超过第二上限阈值时(S1006；“是”)，帧请求单元111确定对全导频帧的请求(S1007)。另一方面，当根据该比较而判定该平均值未超过第二上限阈值时(S1006；“否”)，帧请求单元111确定增加频率轴方向上的导频信道(S1008)。
当判定该平均值未超过上限阈值时(S1005；“否”)，帧请求单元111进一步判断该平均值是否小于下限阈值(S1009)。当根据该比较而判定该平均值小于下限阈值时(S1009；“是”)，帧请求单元111确定减少频率轴方向上的导频信道(S1011)。另一方面，当判定该平均值不小于下限阈值时(S1009；“否”)，帧请求单元111确定保持当前状态(即，频率轴方向上的当前导频信道分配)(S1010)。
当完成了改变频率轴方向上的导频信道的处理时(图10和11所示的“A”)，帧请求单元111接着执行根据上述模式2的处理，即，改变时间轴方向上的导频信道的处理。注意，如果根据先前的判断而确定了对全导频帧的请求，则不执行与模式2有关的所有处理(图10和11所示的“B”)。
帧请求单元111获得时间轴方向上的各相邻导频信道之间的接收质量信息的各差值(S1020)。然后，帧请求单元111获得这些导频信道之间的接收质量信息的如此获得的差值的平均值(S1021)。随后，帧请求单元111将时间轴方向上的接收质量信息的如此获得的差值的平均值与先前保持的上限阈值进行比较(S1022)。当根据该比较而判定该平均值超过上限阈值时(S1022；“是”)，帧请求单元111进一步判断该平均值是否超过第二上限阈值(S1023)。当根据该比较而判定该平均值超过第二上限阈值时(S1023；“是”)，帧请求单元111确定对全导频帧的请求(S1024)。另一方面，当根据该比较而判定该平均值未超过第二上限阈值时(S1023；“否”)，帧请求单元111确定增加时间轴方向上的导频信道(S1025)。
当判定该平均值未超过上限阈值时(S1022；“否”)，帧请求单元111进一步判断该平均值是否小于下限阈值(S1026)。当根据该比较而判定该平均值小于下限阈值时(S1026；“是”)，帧请求单元111确定减少时间轴方向上的导频信道(S1027)。另一方面，当判定该平均值不小于下限阈值时(S1026；“否”)，帧请求单元111确定保持当前状态(即，时间轴方向上的当前导频信道分配)(S1028)。
帧请求单元111基于如此确定的内容来生成导频信道分配信息(S1029)，并将该导频信道分配信息发送给信道估计单元105和发送单元112。信道估计单元105基于该导频信道分配信息，针对从DFT单元102发送的各信号对导频信道的分配进行检测。发送单元112生成无线电帧(在该无线电帧中将从帧请求单元111传送的导频信道分配信息分配给控制信道)，并且发送该无线电帧。发送单元112在生成该无线电帧时将导频信道分配信息设定为图8所示的位数据。
接收到包含有该导频信道分配信息的无线电帧的发送设备然后开始发送具有基于该导频信道分配信息的导频信道分配的无线电帧。即，发送设备的复用单元205基于该导频信道分配信息将由导频生成单元207生成的导频信号与由用户数据生成单元206生成的用户数据信号相复用。如果该导频信道分配信息是促使发送设备改变时间轴方向上的导频信道的数据，则复用单元205按例如图6所示的次序来确定导频信道分配。此外，如果该导频信道分配信息是表示对全导频帧的请求的数据，则复用单元205输出不涉及对用户数据信号进行复用的全导频帧。
注意，接收到全导频帧、与正在生成的所有导频信道有关的接收质量信息的接收设备针对与所有导频信道有关的所生成的接收质量信息执行模式1中的处理和模式2中的处理。通过该处理，按与传播环境相对应地逐渐减少导频信道的方式，全导频帧变得具有合适的导频信道分配。
<第一实施例中的操作/效果>
在本实施例中的接收设备中，当接收到从发送设备发送的OFDM信号时，针对这些接收信号执行预定信号处理，由此输出与各子载波分量相对应的信号。在这些接收信号中，分别在时间轴方向上和频率轴方向上按预定间隔对多个导频信号进行分配，然后信道估计单元105通过利用分配给与各子载波分量相对应的信号中的导频信道的导频符号，针对各导频信道执行信道估计。随后，接收质量信息生成单元110通过利用由解码单元106给出的信道估计值或CRC位来生成与各导频信道有关的接收质量信息(例如，SINR、SNR以及BER)。
帧请求单元111首先基于与各导频信道有关的接收质量信息来执行改变频率轴方向上的导频信道数量的处理(模式1)。根据该模式1的处理涉及获得频率轴方向上的各相邻导频信道之间的接收质量信息的各差值并获得这些导频信道之间的接收质量信息的如此获得的差值的平均值。将频率轴方向上的接收质量信息的差值的如此获得的平均值与预先保持的上限阈值、预先保持的第二上限阈值以及预先保持的下限阈值进行比较，从而确定如何改变频率轴方向上的导频信道的数量的内容。即，在平均值＞第二上限阈值＞上限阈值的情况下，确定对全导频帧的请求；在第二上限阈值≥平均值＞上限阈值的情况下，确定增加频率轴方向上的导频信道；在下限阈值＞平均值的情况下，确定减少频率轴方向上的导频信道；在其它情况下确定不对频率轴方向上的导频信道进行任何改变(保持当前状态)。
接着，帧请求单元111基于与各导频信道有关的接收质量信息来执行改变时间轴方向上的导频信道数量的处理(模式2)。根据该模式2的处理涉及获得时间轴方向上的各相邻导频信道之间的接收质量信息的各差值并获得这些导频信道之间的接收质量信息的如此获得的差值的平均值。将时间轴方向上的接收质量信息的差值的如此获得的平均值与预先保持的上限阈值、预先保持的第二上限阈值以及预先保持的下限阈值进行比较，从而确定如何改变时间轴方向上的导频信道的数量的内容。详细确定方法与模式1相同。
基于关于如何改变导频信道的如此确定的内容来生成导频信道分配信息，并发送无线电帧，在该无线电帧中将该导频信道分配信息分配给了控制信道。此外，信道估计单元105利用该导频信道分配信息来了解所接收到的信号中的导频信道的分配。
当接收到该包含有导频信道分配信息的无线电帧时，本实施例中的发送设备然后发送在其中反映了该导频信道分配信息的无线电帧。注意，在此情况下，如果该导频信道分配信息是表示对全导频帧的请求的数据，则输出不涉及对用户数据信号进行复用的全导频帧。
由此，在本实施例中，接收设备基于与各导频信道有关的接收质量信息来确定包含有所需导频信道数量等的导频信道分配信息，并将该导频信道分配信息通知给发送设备，同时发送设备发送在其中反映了所通知的导频信道分配信息的无线电帧。
因此，可以采用与信道传播环境相对应的导频信道分配结构，以改进诸如接收错误率的通信性能并防止由于对导频信道的无益分配而导致的发送速率的降低。此外，执行控制，以采用与偶然传播环境相对应的合适的导频信道分配结构，由此可以使得该设备更不可能受到取决于传播环境等的衰落的影响。
尤其是在各导频信道之间的接收质量信息之差升高时，即，即使在衰落产生了很大影响的情况下，也会有如下情况：执行控制，以立即采用由于基于第二上限阈值大于上限阈值所确定的全导频帧请求而导致的合适的导频信道分配。

Claims (11)

1.一种接收多载波信号的接收设备，在该多载波信号中沿时间轴方向和频率轴方向分配有从发送设备发送的多个导频信号，该接收设备包括：
质量生成装置，其生成与用于发送各个所述导频信号的各个导频信道有关的各条接收质量信息；
确定装置，其基于各条所述接收质量信息来确定在从所述发送设备发送的所述多载波信号中所需要的导频信道的数量；以及
通知装置，其向所述发送设备发送请求所确定的导频信道数量的信号。
2.根据权利要求1所述的接收设备，其中所述确定装置基于与频率轴方向上的相邻导频信道有关的各条所述接收质量信息来确定频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者基于与时间轴方向上的相邻导频信道有关的各条所述接收质量信息来确定时间轴方向上的所需导频信道数量。
3.根据权利要求2所述的接收设备，其中所述质量生成装置获得频率轴方向上的相邻导频信道之间的各条所述接收质量信息的差值的平均值，并且/或者获得时间轴方向上的相邻导频信道之间的各条所述接收质量信息的差值的平均值，并且
所述确定装置基于频率轴方向上的所述平均值来确定所述频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者基于时间轴方向上的所述平均值来确定所述时间轴方向上的所需导频信道数量。
4.根据权利要求3所述的接收设备，其中所述确定装置通过将频率轴方向上的所述平均值与预定阈值进行比较，来确定增减所述频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者通过将时间轴方向上的所述平均值与预定阈值进行比较，来确定增减所述时间轴方向上的所需导频信道数量。
5.根据权利要求4所述的接收设备，其中所述确定装置通过将频率轴方向上的所述平均值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，并且/或者通过将时间轴方向上的所述平均值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，并且
所述通知装置将请求全导频帧的信号发送给所述发送设备。
6.一种发送设备，该发送设备包括：
分配装置，其根据接收设备通知的导频信道请求数量，来确定时间轴方向和频率轴方向上的导频信号分配；和
发送装置，其发送具有所确定的导频信号分配的多载波信号。
7.根据权利要求6所述的发送设备，当接收到来自所述接收设备的对全导频帧的请求的通知时，所述发送装置发送具有所述全导频帧的多载波信号。
8.一种无线通信系统，该无线通信系统具有通过使用其中沿时间轴方向和频率轴方向分配有多个导频信号的多载波信号来执行通信的发送设备和接收设备，
所述接收设备包括：
质量生成装置，其生成与用于发送所述各个导频信号的各个导频信道有关的各条接收质量信息；
确定装置，其基于各条所述接收质量信息来确定在从所述发送设备发送的所述多载波信号中所需要的导频信道的数量；以及
通知装置，其向所述发送设备发送请求所确定的导频信道数量的信号，
所述发送设备包括：
分配装置，其根据在从所述接收设备发送的所述信号中包含的所请求的导频信道数量，来确定时间轴方向和频率轴方向上的导频信号分配；和
发送装置，其发送具有所确定的导频信号分配的多载波信号。
9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其中所述确定装置基于与频率轴方向上的相邻导频信道有关的各条所述接收质量信息来确定频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者基于与时间轴方向上的相邻导频信道有关的各条所述接收质量信息来确定时间轴方向上的所需导频信道数量。
10.根据权利要求9所述的无线通信系统，其中所述确定装置通过将与关于频率轴方向上的相邻导频信道的各条所述接收质量信息的差值的平均值与预定阈值进行比较，来确定增减所述频率轴方向上的所需导频信道数量，并且/或者通过将与关于时间轴方向上的相邻导频信道的各条所述接收质量信息的差值的平均值与预定阈值进行比较，来确定增减时间轴方向上的所需导频信道数量。
11.根据权利要求10所述的无线通信系统，其中所述确定装置通过将与关于频率轴方向上的相邻导频信道的各条所述接收质量信息的差值的平均值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，并且/或者通过将与关于时间轴方向上的相邻导频信道的各条所述接收质量信息的差值的平均值与预定上限阈值进行比较来确定对全导频帧的请求，
所述通知装置将请求所述全导频帧的信号发送给所述发送设备，并且
当接收到来自所述接收设备的对所述全导频帧的请求的通知时，所述发送装置发送具有所述全导频帧的多载波信号。
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