CN101112111A - 基站装置和资源分配方法 - Google Patents

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Abstract

能够选择最适合的MCS电平，并实现系统吞吐量的提高的基站装置。该基站装置中，终端等级检测单元(108)检测包含于接收数据中的终端等级信息。MCS表选择单元(109)基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表。调度单元(151)存储用于表示被分配各MCS电平的SINR的范围的多个MCS表，基于MCS表选择单元(109)所选择的MCS表和线路质量信息，分配成为数据发送目的地的通信终端装置，并决定向所分配的通信终端装置发送的发送数据的调制方式和编码率。

Description

基站装置和资源分配方法
技术领域
本发明涉及在无线通信系统中所使用的基站装置和资源分配方法。
背景技术
在3GPP中已被标准化的HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技术中，通过适用调度技术和自适应调制技术，实现了高吞吐量。调度技术是指，由基站装置基于各个通信终端装置所测定的线路质量(例如SINR(信号干扰噪声比))等，分配用户线路的技术。自适应调制技术是指，由基站装置基于各个通信终端装置所测定的接收质量等，对每个通信终端装置决定发送数据的调制方式和纠错编码率的组合(以下称为“MCS电平”)的技术。
进行调度的基站装置，比较各个通信终端装置所测定的线路质量，并对例如线路质量最高的通信终端装置分配用户线路，以与该线路质量对应的MCS电平，对发送数据进行调制并发送。
(非专利文献1)
3GPP TR25.858 V5.0.0(2002-03)
(非专利文献2)
3GPP TS25.214 V5.8.0(2004-03)
发明内容
本发明需要解决的问题
然而在上述现有的方法中，没有考虑到SINR的测定精度等的规格对每个通信终端装置有所不同，因此有可能在通信终端装置无法选择最适合的MCS电平。
例如在图1中，虽然本来的SINR(线路质量的真值)是点11，但SINR测定结果因SINR测定误差而成为点12时，根据现有的方法，基站装置虽然本该选择MCS电平2，但却选择了MCS电平3，因此在通信终端装置中无法对接收信号正确地进行解调。
另一方面，在图2中，虽然本来的SINR(线路质量的真值)是点21，但SINR测定结果因SINR测定误差而成为点22时，根据现有的方法，基站装置虽然本该选择MCS电平3，但却选择了MCS电平2，因此保持着过多的裕量而向通信终端装置发送信号，导致吞吐量的降低。
本发明的目的是提供能够选择最适合的MCS电平，并实现系统吞吐量的提高的基站装置和资源分配方法。
解决问题的方案
本发明的基站装置所采用的结构包括：MCS表选择单元，基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表；以及调度单元，基于所述MCS表选择单元所选择的MCS表和所述通信终端装置所测定的线路质量，决定MCS电平。
本发明的资源分配方法所采用的方法包括：基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表的步骤；更新所述等级，并重新选择所述选择的MCS表的步骤；以及，基于所述选择的MCS表和所述通信终端装置所测定的线路质量，决定MCS电平的步骤。
本发明的有益效果
根据本发明，考虑通信终端装置的等级等而选择MCS表，并使用所选择的MCS表，基于线路质量而决定MCS电平，因此能够决定最适合的MCS电平，能够实现系统吞吐量的提高。
附图说明
图1是用于说明现有的MCS电平选择方法的一个例子的图。
图2是用于说明现有的MCS电平选择方法的一个例子的图。
图3是表示本发明实施方式1的基站装置的结构的方框图。
图4是表示上述实施方式的通信终端装置的结构的方框图。
图5是表示上述实施方式的基站装置与通信终端装置之间的通信顺序的顺序图。
图6是表示在上述实施方式的基站装置中所存储的MCS表的图。
图7是表示本发明实施方式2的基站装置的结构的方框图。
图8是表示在上述实施方式的基站装置中所存储的表的图，该表表示等级与线路质量的平均化区间长度之间的关系。
图9是表示本发明实施方式3的基站装置的结构的方框图。
图10是表示上述实施方式的通信终端装置的结构的方框图。
图11是表示本发明实施方式4的基站装置的结构的方框图。
图12是表示上述实施方式的通信终端装置的结构的方框图。
图13是表示在本发明实施方式5的基站装置中所存储的MCS表的图。
图14是表示在上述实施方式的基站装置中所存储的MCS表的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
首先，使用图3的方框图说明本发明实施方式1的基站装置的结构。图3的基站装置100与多个通信终端装置同时进行无线通信。从各个通信终端装置向基站装置100发送的信号包括：表示所测定的线路质量的线路质量信息；表示差错检测处理结果的ACK/NACK信息；以及，以等级表示通信终端装置的规格的终端等级信息。另外，ACK信息是表示未检测出差错的信息，NACK信息是表示检测出差错的信息。另外，在以下的说明中，按照规格良好的顺序以A、B、C三个等级来表示通信终端装置的规格。作为通信终端装置的规格，可以举线路质量的测定精度、重复解码次数、频率调谐控制精度等。
双工器102将天线101所接收的信号输出到无线接收单元103。另外，双工器102将从无线发送单元158输出的信号从天线101无线发送。
无线接收单元103将从双工器102输出的无线频率的接收信号变换成基带信号，并输出到解调单元104。备有与进行无线通信的通信终端装置相同数目的解调单元104，对接收基带信号进行解扩、RAKE合成等解调处理，并将解调后的信号输出到纠错解码单元105。
备有进行无线通信的通信终端装置相同数目的纠错解码单元105，对解调后的信号进行纠错解码处理，而获得作为解码结果的接收数据。然后，纠错解码单元105向ACK/NACK信息检测单元106、线路质量信息检测单元107、终端等级检测单元108以及未图示的后步骤，输出接收数据。
ACK/NACK信息检测单元106检测包含于接收数据中的ACK信息或NACK信息，将检测结果输出到数据重发控制单元152。线路质量信息检测单元107检测包含于接收数据中的线路质量信息，将检测结果输出到调度单元151。终端等级检测单元108检测包含于接收数据中的终端等级信息，将检测结果输出到MCS表选择单元109。
MCS表选择单元109基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表，并将表示所选择的MCS表的号码的信息输出到调度单元151。
调度单元151存储用于表示被分配各个MCS电平的SINR的范围的多个MCS表，基于MCS表选择单元109所选择的MCS表和线路质量信息而决定各个通信终端装置的MCS电平，比较各个通信终端装置的MCS电平而分配成为数据发送目的地的通信终端装置，并决定向所分配的通信终端装置发送的发送数据的调制方式、编码率和所使用的物理资源(资源分配)。另外，本实施方式的MCS表的选择方法的详细说明将后述。
调度单元151进行资源分配后，将表示作为数据发送目的地而已被分配的通信终端装置的信息，输出到数据重发控制单元152，并将表示资源分配结果的资源分配信息，输出到纠错编码单元156。另外，调度单元151对纠错编码单元154指示编码率，对调制单元155指示调制方式。
数据重发控制单元152从ACK/NACK信息检测单元106输出的ACK/NACK信息中，选择从作为数据发送目的地而已被分配的通信终端装置发送的ACK/NACK信息。然后，所选择的信息若是ACK信息，则数据重发控制单元152指示发送数据缓存单元153，向作为数据发送目的地而被分配的通信终端装置发送新的数据。另一方面，所选择的信息若是NACK信息，则数据重发控制单元152对发送数据缓存单元153指示，向作为数据发送目的地被分配的通信终端装置发送重发用数据。
发送数据缓存单元153暂时存储向各个通信终端装置发送的发送数据，将数据重发控制单元152所指示的发送数据输出到纠错编码单元154。
纠错编码单元154对发送数据缓存单元153的输出数据，进行调度单元151所指示的编码率的纠错编码，并将纠错编码后的数据输出到调制单元155。
调制单元155对纠错编码单元154的输出数据，以调度单元151所指示的调制方式进行调制和扩频，并将调制后的信号输出到无线发送单元158。
纠错编码单元156对资源分配信息进行纠错编码，将纠错编码后的数据输出到调制单元157。调制单元157对纠错编码单元156的输出数据进行调制和扩频，将调制后的信号输出到无线发送单元158。
无线发送单元158将调制单元155的输出信号和调制单元157的输出信号变换成无线频率的信号，并输出到双工器102。
下面，使用图4的方框图说明本实施方式的通信终端装置的结构。图4的通信终端装置200与图3所示的基站装置100进行无线通信。
双工器202将天线201所接收到的信号输出到无线接收单元203。另外，双工器202将从无线发送单元253输出的信号从天线201无线发送。
无线接收单元203将从双工器202输出的无线频率的接收信号变换成基带信号，并输出到解调单元204。解调单元204对接收基带信号进行解扩、RAKE合成等解调处理，将解调后的信号输出到纠错解码单元205。另外，解调单元204将在解调处理的过程中获得的期望波功率、干扰波功率等的线路质量测定所需的信息，输出到线路质量测定单元208。
纠错解码单元205对解调后的信号进行纠错解码处理和差错检测处理，并在未检测出差错时，将作为解码结果的接收数据输出到未图示的后级单元。另外，纠错解码单元205将表示差错检测结果的信息输出到ACK/NACK信号生成单元206。
ACK/NACK信号生成单元206在解码后的信号中未检测出差错时生成ACK信息，在解码后的信号中残留差错时生成NACK信息，并将ACK信息或NACK信息输出到纠错编码单元251。
线路质量测定单元208基于从解调单元204输出的信息而测定SINR(线路质量)，并将表示所测定的SINR的线路质量信息输出到纠错编码单元251。
纠错编码单元251将发送数据与线路质量信息、ACK/NACK信息和终端等级信息复用，对复用后的信号进行纠错编码，并输出到调制单元252。另外，也可以对这些信息进行各自单独的纠错编码。
调制单元252对纠错编码单元251的输出信号进行调制和扩频，并输出到无线发送单元253。无线发送单元253将调制单元252的输出信号变换成无线频率的信号，并输出到双工器202。
接着，使用图5的顺序图，说明本实施方式的基站装置与通信终端装置之间的通信顺序。
首先，通信终端装置向基站装置提出通信开始请求(S301)，同时发送终端等级信息(S302、S303)。接着，基站装置向提出了通信开始请求的通信终端装置发送下行数据(S304、S305)。
通信终端装置测定线路质量(S306)，将包含线路质量信息的控制信息发送到基站装置(S307、S308、S309)。
基站装置进行资源分配，即，基于终端等级信息而选择MCS表，基于线路质量信息而决定MCS，并比较MCS，分配成为数据发送目的地的通信终端装置，并决定向所分配的通信终端装置发送的发送数据的调制方式和编码率(S310)。然后，基站装置将所决定的调制方式和编码率的下行数据，发送到通信终端装置(S311、S312)。
下面，详细地说明本实施方式的基站装置100的MCS表的选择方法。
如图6所示，调度单元151存储多个MCS表。各个MCS表表示被分配各个MCS电平的SINR的范围，该范围相互不同。例如，在MCS表1中，被分配MCS2的SINR的范围是TH11以上、小于TH12的范围，而在MCS表2中，被分配MCS2的SINR的范围是TH21以上、小于TH22的范围，TH21比TH11小Δ11dB，TH22比TH12小Δ12dB。
MCS表选择单元109基于终端等级信息而选择MCS表。例如，可以考虑对等级越高的通信终端装置，选择阈值越低的MCS表的方法(按照等级A、B、C的顺序，分配MCS表3、2、1的方法)。采用该选择方法时，对等级较低的通信终端装置分配传输率较低的MCS电平，因此能够降低差错率。相反地，也可以考虑对等级越低的通信终端装置，选择阈值越低的MCS表的方法(按照等级A、B、C的顺序，分配MCS表1、2、3的方法)。采用该选择方法时，对等级较低而在测定噪声和干扰功率时，所测定出的值大于真实的值的通信终端装置，能够分配适当的MCS电平。
调度单元151基于MCS表选择单元109所选择的MCS表，而决定与线路质量信息所示的SINR的值对应的MCS电平，并比较所决定的MCS电平，分配成为数据发送目的地的通信终端装置。
这样，根据本实施方式，基于通信终端装置的等级而选择用于决定MCS电平的表，因此能够决定最适合的MCS电平，能够实现系统吞吐量的提高。
(实施方式2)
在实施方式2，说明基于线路质量的偏差而更新等级，并重新选择MCS表的情况。本实施方式的通信终端装置的结构与在上述的实施方式1所示的图4的通信终端装置200相同。
图7是表示本实施方式的基站装置的结构的方框图。另外，在图7的基站装置500中，对与图3所示的基站装置100共通的结构，赋予与图3相同的标号，并省略说明。图7的基站装置500与图3所示的基站装置100相比而言，采用还添加了平均化区间长度决定单元501、平均化单元502和偏差测定单元503的结构。
线路质量信息检测单元107检测包含于接收数据中的线路质量信息，将检测结果输出到平均化单元502和偏差测定单元503。终端等级检测单元108检测包含于接收数据中的终端等级信息，将检测结果输出到MCS表选择单元109和平均化区间长度决定单元501。
如图8所示，平均化区间长度决定单元501存储用于表示通信终端装置的等级与线路质量的平均化区间长度之间的关系的表，并基于等级而设定平均化区间长度，以使等级越低，平均化区间长度越长。例如在图8的情况，平均化区间长度决定单元501按照等级A、B、C的顺序，设定平均化区间长度TA、TB、TC(TA＜TB＜TC)。然后，平均化区间长度决定单元501将表示所设定的平均化区间长度的信息输出到平均化单元502。
平均化单元502以平均化区间长度决定单元501所设定的平均化区间长度，对线路质量进行平均，并将线路质量的平均值输出到调度单元151。
偏差测定单元503计算在规定测量区间的线路质量的偏差，并将计算结果输出到MCS表选择单元109。另外，线路质量的平均化区间长度和进行偏差的测量的区间长度也可以各不相同。
MCS表选择单元109基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表，将表示所选择的MCS表的号码的信息，输出到调度单元151。另外，MCS表选择单元109基于线路质量的偏差而更新等级，并重新选择MCS表。
例如，偏差大于阈值1时，可以判断为线路质量的分布接近正态分布，平均化结果的可靠性较高，因此提高等级重新选择MCS表。相反地，偏差为阈值2以下时，可以判断为线路质量的分布不平衡，平均化结果的可靠性较低，因此降低等级重新选择MCS表。另外，阈值1和阈值2也可以是相同的值。
调度单元151基于MCS表选择单元109所选择的MCS表和已被平均过的接收质量信息，决定MCS电平。
这样，根据本实施方式，通过平均化而能够降低接收质量信息的偏差，并且能够基于线路质量的偏差，考虑线路质量的可靠性而更新等级，并重新选择MCS表，因此，能够决定最适合的MCS电平，能够实现系统吞吐量的提高。
(实施方式3)
在实施方式3，说明基于接收数据量与Turbo解码处理容量之间的关系，重新选择MCS表的情况。
基站装置对数据发送目的地的通信终端装置分配了较高的MCS电平时，发送数据量增大，Turbo编码块(分组)数增多。该通信终端装置的处理能力较低时，如果每单位时间的Turbo编码块数超过规定量，则有可能无法完成Turbo解码的重复解码次数。并且，如果设计为能够对每单位时间的最大接收数据量(Turbo编码块数)进行最大次数的重复解码，则电路规模冗余。
因此，在本实施方式中，在接收数据量超出了本装置的Turbo解码处理容量的规定的比例(例如，8成(百分之八十？))时，通信终端装置向基站装置报告报警信息，基站装置在接收报警信息时，选择阈值较高的MCS表，从而降低MCS电平。
图9是表示本实施方式的基站装置的结构的方框图。另外，在图9的基站装置700中，对与图3所示的基站装置100共通的结构，赋予与图3相同的标号，并省略说明。图9的基站装置700与图3所示的基站装置100相比而言，采用还添加了报警信息检测单元701的结构。
纠错解码单元105向ACK/NACK信息检测单元106、线路质量信息检测单元107、终端等级检测单元108、报警信息检测单元701以及未图示的后级单元，输出接收数据。
报警信息检测单元701检测包含于接收数据中的报警信息，将检测结果输出到MCS表选择单元109。
MCS表选择单元109基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表，并将表示所选择的MCS表的号码的信息输出到调度单元151。另外，MCS表选择单元109在报警信息检测单元701检测出报警信息时，重新选择阈值较高的MCS表。
图10是表示本实施方式的通信终端装置的结构的方框图。另外，在图10的通信终端装置800中，对与图4所示的通信终端装置200共通的结构，赋予与图4相同的标号，并省略说明。图10的通信终端装置800与图4所示的通信终端装置200相比而言，采用还添加了报警信息生成单元801的结构。
纠错解码单元205将表示差错检测结果的信息输出到ACK/NACK信号生成单元206，并将表示接收数据量和Turbo解码处理容量的信息，输出到报警信息生成单元801。
报警信息生成单元801，在接收数据量超出了本装置的Turbo解码处理容量的规定的比例时生成报警信息，并输出到纠错编码单元251。
纠错编码单元25 1将发送数据与线路质量信息、ACK/NACK信息、报警信息和终端等级信息复用，对复用后的信号进行纠错编码，并输出到调制单元252。
这样，根据本实施方式，在接收数据量超出了本装置的Turbo解码处理容量的规定的比例时，能够选择阈值较高的MCS表而降低MCS电平，因此能够决定最适合的MCS电平，而实现系统吞吐量的提高。另外，不再需要设想对最大接收分组量能够完成最大重复次数的处理能力，因此可增大通信终端装置的设计上的自由度。
另外，在本实施方式，举例说明了在检测出报警信息时重新选择阈值较高的MCS表的情况，但本发明不限于此，也可在检测出报警信息时直接降低MCS电平。
另外，处理容量报警信息，可采取下面的任何一个方式，即，(1)仅在超出了处理容量时被发送、(2)总被发送，其内容表示报警的有无。
(实施方式4)
在实施方式4，说明基于通信终端装置的频率稳定度而重新选择MCS表的情况。
在通信中进行AFC(Auto Frequency Control)时，有可能由于石英振荡器的温度特性等的影响，造成频率的偏移。此时，直到AFC重新校正频率偏移，使频率稳定为止，需要一定的时间。也就是说，频率稳定下来之前，在该通信终端装置无法正确地检测所接收到的路径的位置，其结果，线路质量测定精度也恶化。
于是，在本实施方式中，由通信终端装置随时测量频率稳定度，并将表示测量结果的频率稳定度信息报告给基站装置，由基站装置基于通信终端装置的频率稳定度，自适应地重新选择MCS表。
图11是表示本实施方式的基站装置的结构的方框图。另外，在图11的基站装置900中，对与图3所示的基站装置100共通的结构，赋予与图3相同的标号，并省略说明。图11的基站装置900与图3所示的基站装置100相比而言，采用还添加了频率稳定度信息检测单元901的结构。
纠错解码单元105向ACK/NACK信息检测单元106、线路质量信息检测单元107、终端等级检测单元108、频率稳定度信息检测单元901以及未图示的后级单元，输出接收数据。
频率稳定度信息检测单元901检测包含于接收数据中的频率稳定度信息，将检测结果输出到MCS表选择单元109。
MCS表选择单元109基于通信终端装置的等级而选择用于调度的MCS表，并将表示所选择的MCS表的号码的信息输出到调度单元151。另外，MCS表选择单元109基于通信终端装置的频率稳定度而重新选择MCS表。
例如，频率稳定度高于阈值1时，可以判断为AFC控制正常地发挥作用，因此提高等级重新选择MCS表。相反地，频率稳定度为阈值2以下时，可以判断为AFC控制未正常地发挥作用，因此降低等级重新选择MCS表。另外，阈值1和阈值2也可以是相同的值。
图12是表示本实施方式的通信终端装置的结构的方框图。另外，在图12的通信终端装置1000中，对与图4所示的通信终端装置200共通的结构，赋予与图4相同的标号，并省略说明。图12的通信终端装置1000与图4所示的通信终端装置200相比而言，采用还添加了频率稳定度信息生成单元1001的结构。
无线接收单元203在将无线频率的接收信号变换成基带信号时，进行AFC控制，并测定频率的偏移，将表示测定结果的信息输出到频率稳定度信息生成单元1001。
频率稳定度信息生成单元1001基于频率的偏移测量频率稳定度，生成用于表示测量结果的频率稳定度信息，并输出到纠错编码单元251。
纠错编码单元251将发送数据与线路质量信息、ACK/NACK信息、频率稳定度信息以及终端等级信息复用，对复用后的信号进行纠错编码，并输出到调制单元252。
这样，根据本实施方式，能够考虑频率稳定度而重新选择MCS表，所以能够对直到频率稳定下来为止需要时间的通信终端装置，选择阈值较高的MCS表而降低MCS电平，因此能够决定最适合的MCS电平，能够实现系统吞吐量的提高。
(实施方式5)
在实施方式5，说明在作为通信终端装置的等级采用Turbo码的最大重复次数时，使用调制阶数和编码率的组合互相不同的MCS表的情况。在本实施方式中，基站装置的结构与图3相同，通信终端装置的结构与图4相同。通信终端装置向基站装置发送用于表示Turbo码的最大重复次数的信息作为终端等级。
本实施方式的基站装置存储图13所示的MCS表。图13的MCS表1和MCS表2中，调制阶数和编码率的组合相互不同，而各自的MCS电平的传输率相同。
基站装置对基于Turbo重复解码次数的性能等级较高的通信终端装置(例如，等级A)，使用编码率低、调制阶数高的MCS表1，而对性能等级较低的通信终端装置(例如，等级B和C)，使用MCS表2。
这样，通过对最大重复次数较多的通信终端装置，使用编码率较低的MCS表来提高编码造成的冗余度，从而能够提高性能。此时，通过提高调制阶数而不使传输率降低。
另外，如图14所示，在使用调制阶数和编码率的组合相互不同的MCS表时，可以使MCS电平间的阈值具有偏移量。
另外，在上述各个实施方式中，说明了下行线路的资源分配，但本发明不限于此，还可适用于上行线路的资源分配。
本说明书是根据2005年2月2日申请的日本专利申请第2005-026738号。其内容全部包含于此。
工业实用性
本发明适合用于进行调度的基站装置。

Claims (6)

1.一种基站装置，包括：
MCS表选择单元，基于通信终端装置的等级，选择用于调度的MCS表；以及
调度单元，基于所述MCS表选择单元所选择的MCS表和所述通信终端装置所测定的线路质量，决定MCS电平。
2.如权利要求1所述的基站装置，其中，包括：
偏差测定单元，计算在规定测量区间中的所述线路质量的偏差，
所述MCS表选择单元基于所述线路质量的偏差而更新等级，并重新选择MCS表。
3.如权利要求1所述的基站装置，其中，包括：
报警信息检测单元，检测报警信息，该报警信息表示在所述通信终端装置中，接收数据量超出了本装置的Turbo解码处理容量的规定的比例，
所述MCS表选择单元在所述报警信息检测单元检测出报警信息时，重新选择阈值较高的MCS表。
4.如权利要求1所述的基站装置，其中，包括：
频率稳定度信息检测单元，检测用于表示所述通信终端装置中的频率稳定度的频率稳定度信息，
所述MCS表选择单元基于所述通信终端装置的频率稳定度，重新选择MCS表。
5.如权利要求1所述的基站装置，其中，
等级是Turbo码的最大重复次数，
MCS表选择单元对最大重复次数越多的通信终端装置，选择编码率越低的MCS表。
6.一种资源分配方法，包括：
基于通信终端装置的等级，选择用于调度的MCS表的步骤；
更新所述等级，并重新选择所述选择的MCS表的步骤；以及
基于所述选择的MCS表和所述通信终端装置所测定的线路质量，决定MCS电平的步骤。
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