CN101065918A - 无线通信方法、无线通信系统及无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种无线通信装置，即使在无线发送要求高吞吐量的应用数据时，也不会有该应用数据的再现被中断或不能再现。在该装置中，MCS决定单元(113)有例如表1所示的MCS设定表，根据从接收RF单元(111)输入来的信道质量信息，选择传播路径特性最优的MCS，比较所选择出的MCS的延迟时间和由延迟时间计算单元(112)通知的应用数据的允许延迟时间，从而决定该延迟时间为在应用数据的允许延迟时间以下的MCS。

Description

无线通信方法、无线通信系统及无线通信装置
技术领域
本发明涉及根据传播路径状态决定调制方式和编码率的组合(MCS：Modulation and Coding Scheme)的无线通信方法、无线通信系统及无线通信装置。
背景技术
以往，在处理多媒体的应用(Application)的无线通信中，对每个应用所请求的延迟时间和通信质量是不同的。另一方面，在不是通过扩频而白化其他小区的干扰，而是通过降低编码率而白化其他小区的干扰的无线通信系统中，为了对编码率低的信号进行解码，解码时间变长。例如，如图1所示，随着MCS中的编码率变低，解码该编码信号时的延迟时间变长。
通常，在使用MCS的无线通信系统中，根据图2所示的PER(Packet ErrorRate)对CIR(Committed Information Rate)的指标，通过比较该无线通信系统中的PER特性和其要求的PER，计算PER的阈值，基于该阈值决定MCS(例如，参照非专利文献1)。另外，下面的“表1”例示了图2所示的MCS1～8的设定表。
表1
MCS号 调制方式 编码率 Repetition  Total(ResourceRate)
  1   BPSK   1/16  1  1/16
  2   BPSK   1/8  1/2  1/16
  3   BPSK   1/4  1/4  1/16
  4   BPSK   1/2  1/8  1/16
  5   QPSK   1/16  1  1/8
  6   QPSK   1/8  1/2  1/8
  7   QPSK   1/4  1/4  1/8
  8   QPSK   1/2  1/8  1/8
而且，表1中的“Resource Rate”表示信息位对所有资源(Resource)的比例(bit/s/Hz)。另外，对于一个Resource Rate，决定一个MCS。
这里，在现有的MCS决定方法中，例如，无线通信系统中的接收CIR为如图2所示形态时，也就是在MCS6和MCS7之间的时候，从Resource Rate高的一方开始检索，从而特性最好的MCS6被选择。
非专利文献1″Multiplexing and channel coding(FDD)″(Release 5)，3GPPTSG RAN TS 25.212 V5.6.0
发明内容
发明要解决的问题
然而，在现有的MCS决定方法中存在的问题为，在接收CIR为如图2所示的形态的时候，如果无线发送的应用数据的要求条件是Requirement 1，则所选择的MCS6的延迟时间(编码信号的解调和解码所需时间)满足Requirement 1的要求条件，但是如果是Requirement 2，则所选择的MCS6的延迟时间不能满足Requirement 2的要求条件。而且，在这样选择出的MCS的延迟时间超过应用数据的允许延迟时间时，存在应用数据的再现被中断或不能再现的问题。
本发明的目的为提供即使无线发送要求高吞吐量的应用数据时，也不会有该应用数据的再现被中断或不能再现的问题的无线通信方法等。
解决问题的方案
本发明的无线通信方法包括：测定将应用数据无线发送的传播路径的状态的测定步骤；根据测定的传播路径状态，决定在解调和解码上所需的时间为应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合的决定步骤；对应用数据以所决定的编码率进行编码的编码步骤；对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制的调制步骤；和将调制过的应用数据无线发送的发送步骤。
本发明的无线通信系统包括：第1无线通信装置和第2无线通信装置，其中，第1无线通信装置包括：接收含有应用数据的第1无线信号的第1接收单元；根据接收的第1无线信号测定传播路径状态的测定单元；和将传播路径状态的测定结果无线发送的第1发送单元，第2无线通信装置包括：接收上述传播路径状态的测定结果的第2接收单元；根据上述传输路径的状态的测定结果，决定在解调和解码上所需的时间为应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合的决定单元；对应用数据以所决定的编码率进行编码的编码单元；对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制的调制单元；和将调制过的应用数据无线发送的第2发送单元。
本发明的无线通信装置包括：根据将应用数据无线发送的传播路径的状态，决定在解调和解码上所需的时间为应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合的决定单元；对应用数据以所决定的编码率进行编码的编码单元；对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制的调制单元；和将调制过的应用数据无线发送的发送单元。
发明的效果
根据本发明，按照将应用数据无线发送的传播路径的状态，决定在该应用数据的解调和解码上所需的时间、即延迟时间为该应用数据的允许延迟时间以下的MCS，所以即使是该应用数据要求较高的吞吐量，也能防止其再现被中断或不能再现。
附图说明
图1是表示MCS中的编码率和延迟时间相关联的一个例子的图；
图2是表示各个MCS的CIR对PER的指标的一个例子的图；
图3是表示实施方式1中的无线通信装置的主要结构的方框图；
图4是表示实施方式1中的无线通信装置的主要结构的方框图；
图5是说明实施方式1中的无线通信装置的动作的流程图；
图6是说明实施方式1中的无线通信装置的动作的变形例的流程图；
图7是表示参考例1中的编码器的结构的方框图；
图8是表示参考例1中的解码器的结构的方框图；
图9是表示参考例1中的编码器的结构的方框图；
图10是表示参考例1中的编码器的结构的方框图；
图11是表示参考例2中的编码器的结构的方框图；以及
图12是表示参考例2中的编码器的结构的方框图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图3是表示本发明的实施方式1的无线通信装置100的主要结构的方框图。无线通信装置100搭载在向通信终端装置发送应用数据的基站装置等中而被使用。
无线通信装置100包括：编码单元101，调制单元102，TFCI(TransportFormat Combination Indicator)单元103，导频生成单元104，分配单元105，IFFT(Inverse Fast Fourier Transform：快速傅里叶逆变换)单元106，GI(GuardInterval)单元107，发送RF(Radio Frequency)单元108，天线单元109，接收RF单元111，延迟时间计算单元112以及MCS决定单元113。
编码单元101使用由后述的MCS决定单元113通知的编码率对作为应用数据的发送数据进行编码，将编码后的发送数据输入到调制单元102。
调制单元102使用由MCS决定单元113通知的调制方式对从编码单元101输入的发送数据进行调制，将调制后的发送数据输入到分配单元105。
TFCI单元103生成用于表示由MCS决定单元113通知的编码率和调制方式的内容的MCS信息，将生成的MCS信息输入到分配单元105。
导频生成单元104周期地生成导频信号，将生成的导频信号输入到分配单元105。
分配单元105由包含众所周知的交织器(Interleaver)等构成，将从调制单元102输入的发送数据、从TFCI单元103输入的MCS信息以及从导频生成单元104输入的导频信号分别变换为并行信号，并在将这些并行信号交织后进行复用，并将复用后的并行信号输入到IFFT单元106。
IFFT单元106对从分配单元105输入的并行信号进行快速傅里叶逆变换后生成OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号，并将生成的OFDM信号输入到GI单元107。
GI单元107将保护区间插入在从IFFT单元106输入的OFDM信号中，并将插入保护区间后的OFDM信号输入到发送RF单元108。
发送RF单元108在将从GI单元107输入来OFDM信号变频后，将其放大而生成无线信号，并通过天线单元109向后述的无线通信装置200无线发送所生成的无线信号。
发送RF单元111通过天线单元109接收来自无线通信装置200的无线信号，对该接收信号进行变频和放大后，提取出包含在该接收信号中的表示传播路径状态的信道质量信息，该传播路径状态由无线通信装置200测定，并将提取出的信道质量信息输入到MCS决定单元113。
延迟时间计算单元112判断发送数据也就是应用数据的种类，计算该应用数据的允许延迟时间，并将计算出的应用数据的允许延迟时间通知到MCS决定单元113。
MCS决定单元113具有例如表1所示的MCS的设定表，根据从接收RF单元111输入来的信道质量信息，选择传播路径特性最好的MCS，比较所选择出的MCS的延迟时间和由延迟时间计算单元112通知的应用数据的允许延迟时间，决定该延迟时间为应用数据的允许延迟时间以下的MCS。而且，MCS决定单元113将决定的MCS中的编码率和调制方式分别通知到编码单元101、调制单元102和TFCI单元103。另外，MCS决定单元113中的MCS决定方法将后述。
图4是表示本实施方式中的无线通信装置200的主要结构的方框图。无线通信装置100是基站装置时，无线通信装置200被搭载在再现从该无线通信装置100无线发送的应用数据的便携式电话等的通信终端装置上而被使用。
无线通信装置200包括天线单元201、发送RF单元202、GI除去单元203、FFT(Fast Fourier Transform：快速傅里叶变换)单元204、分割单元205、信道估计单元206、TFCI解码单元207、解调单元208、解码单元209、信道质量信息生成单元211以及接收RF单元212。
发送RF单元202通过天线单元201接收来自无线通信装置1 00的无线信号，对该接收信号变频和放大后，将该接收信号输入到GI除去单元203。
GI除去单元203除去插入在从发送RF单元202输入的接收信号中的保护区间后，将该接收信号输入到FFT单元204。
FFT单元204将从GI除去单元203输入来的接收信号变换为并行信号，再进行快速傅里叶变换后，将该并行信号输入到分割单元205。
分割单元205将从FFT单元204输入来的并行信号分割为应用数据、MCS信息和导频信号，将该应用数据解交织(Deinterleave)后输入到解调单元208，将MCS信息解交织后输入到TFCI解码单元207，将导频信号解交织后分别输入到信道估计单元206和信道质量信息生成单元211。
信道估计单元206使用从分割单元205输入来的导频信号进行信道估计，将计算出的信道估计值分别输入到TFCI解码单元207和解调单元208。
TFCI解码单元207包括与MCS决定单元113具有的MCS的设定表相同的设定表，根据从分割单元205输入来的MCS信息和信道估计单元206输入的信道估计值，确定MCS决定单元113所决定的MCS编码率和调制方式。而且，将确定的编码率和调制方式分别通知到解调单元208和解码单元209。
解调单元208参照从信道估计单元206输入来的信道估计值，同时使用对应于由TFCI解码单元207通知的调制方式的解调方式来解调从分割单元205输入来的应用数据，并将解调后的应用数据输入到解码单元209。
解码单元209使用对应于由TFCI解码单元207通知的编码率的解码方式，解码从解调单元208输入来的应用数据，并将解码后的应用数据作为接收数据输入到未图示的控制单元等。
信道质量信息生成单元211根据从分割单元205输入来的导频信号测定传播路径状态，生成用于表示该测定结果的信道质量信息、例如接收CIR，将该信道质量信息输入到接收RF单元212。
接收RF单元212将从信道质量信息生成单元211输入来的信道质量信息变频后进行放大等，从而生成无线信号，并通过天线单元201向无线通信装置100无线发送所生成的无线信号。
接着，说明本发明的无线通信装置100的动作。
图5是说明本发明的无线通信方法的流程图。
首先，在步骤ST310，MCS决定单元113根据由信道质量信息生成单元211所生成的信道质量信息，选择传播路径特性最好的MCS。
接着，在步骤ST320，MCS决定单元113比较在步骤ST310选择出的MCS的延迟时间和由延迟时间计算单元112通知的应用的允许延迟时间，判断是否“选择的MCS的延迟时间≤应用的允许延迟时间”。
接着，在步骤ST330，MCS决定单元113在步骤ST320判断为“选择的MCS的延迟时间≤应用的允许延迟时间”时，决定使用该选择的MCS。
另一方面，在步骤ST340，MCS决定单元113在步骤ST320判断不是“选择的MCS的延迟时间≤应用的允许延迟时间”时，在重新选择比该选择的MCS延迟时间短的MCS后，再次执行步骤ST320。
更具体地说，例如，由信道质量信息生成单元211所生成的信道质量信息是如图2所示的接收CIR时，首先在步骤ST310中，MCS决定单元113选择MCS6。接着，在步骤ST320中，MCS决定单元113从图1等计算MCS6的1/8编码率的延迟时间，并比较MCS6的延迟时间和应用数据的允许延迟时间、例如图1中的Requirement 1的延迟时间。这里，因“MCS6的延迟时间≤Requirement 1的延迟时间”，所以MCS决定单元113决定在步骤ST330中使用MCS6。
另一方面，应用数据的允许延迟时间为图1中的Requirement 2的延迟时间时，因在步骤ST320中不是“MCS6的延迟时间≤Requirement 2的延迟时间”，所以MCS决定单元113接着执行步骤ST340，重新选择传播路径特性良好程度次于MCS6的MCS5。接着，MCS决定单元113再次执行步骤ST320，和上述相同因不是“MCS5的延迟时间≤Requirement 2的延迟时间”，所以再次执行步骤ST340，选择传播路径特性良好程度次于MCS5的MCS4。接着，MCS决定单元113执行步骤ST320，因“MCS4的延迟时间≤Requirement 2的延迟时间”，所以在步骤ST330中决定使用MCS4。
这样，根据本实施方式，MCS决定单元113根据信道质量信息生成单元211所生成的信道质量信息，决定使用延迟时间为应用的允许延迟时间以下的MCS中的传播路径特性最好的MCS，所以即使从无线通信装置100向无线通信装置200无线发送的应用数据要求较高的吞吐量时，也能防止在无线通信装置200中该应用数据的再现被中断或不能进行该再现。
而且，有关本实施方式也可为如下的应用或变形。
在本实施方式中，虽然说明了MCS决定单元113在判断不为“选择的MCS的延迟时间  应用的允许延迟时间”时，再次重新选择比该选择的MCS延迟时间短的MCS后再次执行步骤ST320的情况，但是本发明不限于此，例如如图6所示，在步骤ST440中删除该选择的MCS后，更新MCS决定单元113具有的MCS的设定表，接着在步骤ST310中也可用该更新后的MCS的设定表再次选择MCS。
而且，在本实施方式中，虽然说明了无线通信装置200测定传播路径状态，向无线通信装置100报告的情况，但是本发明不限于此，例如，无线通信装置200生成导频信号并发送到无线通信装置100，无线通信装置100也可用该导频信号测定传播路径状态后决定MCS。
而且，在本实施方式中，虽然表示以Repetition OFDM和Low Rate CodeOFDM用同样的Resource rate时的允许延迟时间为指标选择MCS，但是同样的概念也可用于使用扩频的OFCDM。
(参考例1)
在实施方式1中，虽然着眼于使用不同编码率的MCS的解码延迟时间，但是根据编码方法的选择也存在不同的延迟时间，以及不同的MCS的阈值。着眼于上述情况，也可在考虑接收CIR的电平和解码延迟的长度后决定MCS。
例如，如图7所示，在Low Rate Hadamard Code时，如果ConvolutionalEncoder的数目“M”变多，图8所示的解码器的结构就会变得复杂，从而增加解码时间。然而，M很大时会有助于扩展编码空间，因而改善PER。编码率为R＝1/17时的2个编码器的结构如图9和图10所示。图9和图10所示的编码器中存在下面的“表2”所示的折衷(trade-off)，所以在考虑该折衷后决定MCS和编码器的结构。
表2
  M   N  PER  Decoding Delay
图9所示的编码器   8   2  Good  Long
图10所示的编码器   4   4  Bad  Short
(参考例2)
和参考例1一样，由于穿孔方法即使是同样的编码率也存在解码延迟时间和MCS阈值不同的情况。为满足解码延迟时间，根据接收CIR选择MCS和穿孔图案(Puncturing Pattern)。
例如，通过对M＝4，N＝4的编码器进行穿孔实现R＝1/9时，存在如图11或图12所示的穿孔图案，以及下面的“表3”所示的折衷。考虑到折衷和请求延迟时间，选择MCS和穿孔方法。
表3
  M   N  PER  DecodingDelay
    图11所示的穿孔方法   8   2  Good  Long
    图12所示的穿孔方法   4   4  Bad  Short
(参考例3)
MIMO接收所造成的迟延较大时，也可不进行MIMO接收。
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5日提交的日本专利申请第2004-321883号。其内容都包含于此。
工业利用性
本发明涉及的无线通信方法等即使在无线发送的应用数据要求高吞吐量时，也有防止再现被中断或不能再现的效果，以及作为无线发送总是需要较高的吞吐量的活动图像等的应用数据的下一代的无线通信方法等也是有用的。

Claims (3)

1、一种无线通信方法，包括：
测定步骤，测定将应用数据无线发送的传播路径的状态；
决定步骤，根据测定的传播路径状态，决定在解调和解码上所需的时间为应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合；
编码步骤，对应用数据以决定的编码率进行编码；
调制步骤，对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制；以及
发送步骤，将调制过的应用数据无线发送。
2、一种无线通信系统，包括：
第1无线通信装置和第2无线通信装置，
第1无线通信装置包括：
第1接收单元，接收包含了应用数据的第1无线信号；
测定单元，根据接收的第1无线信号，测定传播路径状态；以及
第1发送单元，将传播路径状态的测定结果无线发送，
第2无线通信装置包括：
第2接收单元，接收上述传播路径状态的测定结果；
决定单元，根据上述传播路径状态的测定结果，决定在解调和解码上所需的时间为在应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合；
编码单元，对应用数据以所决定的编码率进行编码；
调制单元，对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制；以及
第2发送单元，将调制过的应用数据无线发送。
3、一种无线通信装置，包括：
决定单元，根据将应用数据无线发送的传播路径的状态，决定在解调和解码上所需的时间为应用数据的允许延迟时间以下的编码率和调制方式的组合；
编码单元，对应用数据以所决定的编码率进行编码；
调制单元，对编码过的应用数据以所决定的调制方式进行调制；以及
发送单元，将调制过的应用数据无线发送。
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