CN101263666A - 无线发送装置、无线接收装置以及数据配置方法 - Google Patents

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Abstract

公开了无线发送装置，在将第一数据以及重要度高于第一数据的第二数据双方配置在1块中的情况下，能够良好地维持第二数据的BER特性。在该装置中，调制单元(101－1)对第一数据序列进行调制而生成第一数据码元，调制单元(101－2)对第二数据序列进行调制而生成第二数据码元。配置单元(102)将第一数据码元和第二数据码元双方配置在构成单载波信号的各个块中。此时，配置单元(102)在1块内，将第一数据配置在块的两端部分，并且将重要度高于第一数据的第二数据配置在块的中央部分。CP附加单元(103)将配置了第一数据码元和第二数据码元的块的后端部分作为CP附加在该块的开头。

Description

无线发送装置、无线接收装置以及数据配置方法
技术领域
本发明涉及无线发送装置、无线接收装置以及数据配置方法。
背景技术
面对下一代的移动通信系统，为了实现超过100Mbps的数据速率，正在对适合于高速分组传输的无线传输方式进行各种各样的研究。为了这样的高速传输，需要对使用频带进行宽带化，因此正在研究使用约100MHz的宽带的技术。
众所周知，在移动通信中进行这样的宽带传输时，通信信道成为由延迟时间互不相同的多个路径构成的频率选择性信道。因此，在移动通信的宽带传输中，产生码间干扰(ISI：InterSymbol Interference)，导致比特差错率(BER：Bit Error Rate)特性的恶化，所述码间干扰是先行的码元对后续的码元产生的干扰。另外，频率选择性信道是信道传递函数在频带内变动的信道，所以在这样的信道上传播而接收到的信号的频谱产生失真。
作为去除ISI的影响而改善BER特性的技术，存在均衡技术。其中，作为时域均衡技术，最大似然序列估计(MLSE：Maximum Likelihood SequenceEstimation)技术已广为人知。但是，在MLSE中，随着路径数的增加，均衡器的结构变得非常复杂，进行均衡所需的计算量也指数函数性地增加。因此，最近，作为均衡器的结构不依赖于路径数的均衡技术，频域均衡(FDE：Frequency Domain Equalization)备受关注(例如，参照非专利文献1)。
在FDE中，将接收信号块通过快速傅立叶变换(FFT：Fast FourierTransform)而分解为正交频率分量，并且将各个频率分量与近似于信道传递函数的倒数的均衡加权相乘后，通过快速傅立叶逆变换(IFFT：Inverse FastFourier Transform)变换为时域信号。通过该FDE，能够补偿接收信号的频谱的失真，其结果，减低ISI并且改善BER特性。另外，作为均衡加权，最小均方误差(MMSE：Minimum Mean Square Error)加权提供最优的BER特性，最小均方误差加权使均衡后的频率分量与发送信号分量之间的均方误差最小。
在上述的非专利文献1所述的技术中，必须将接收信号作为FFT块长度的重复信号来处理，所以在发送端将与码元块的末尾部分相同的信号附加在码元块的开头而设置循环前缀(CP：Cyclic Prefix)。另外，通过设置CP，只要延迟波的延迟时间在CP的时间长度(以下，称为“CP长度”)以内，则能够防止ISI。另外，CP有时被称为保护间隔(GI：Guard Interval)。
[非专利文献1]D.Falconer，S.L.Ariyavistakul，A.Benyamin-Seeyar，andB.Eidson，“Frequency domain equalization for single-carrier broadband wirelesssystems”，IEEE Commun.Mag.，vol.40，pp.58-66，Apr.2002.
发明内容
发明需要解决的问题
然而，如果存在延迟时间超过CP长度的延迟波，仍然产生ISI，虽然BER特性可通过FDE改善，但是与没有那样的延迟波的情况相比，BER特性仍然恶化。特别是，在控制信道的BER特性恶化时，使用该控制信道的信息进行接收处理的数据信道的BER特性也同时恶化，所以与数据信道相比，在控制信道中的ISI的防止对策更为重要。
鉴于上述的问题，本发明的目的在于提供能够良好地维持控制信道数据等的重要数据的BER特性的无线发送装置、无线接收装置以及数据配置方法。
解决该问题的方案
本发明的无线发送装置所采用的结构包括：将第一数据和重要度高于第一数据的第二数据配置在1块中的配置单元；将配置了第一数据和第二数据的块的后端部分作为CP附加在该块的开头的附加单元；以及发送附加CP后的块的发送单元，所述配置单元在1块内，将第二数据配置在块的中央部分。
发明的效果
根据本发明，在将第一数据和重要度高于第一数据的第二数据双方配置在1块中的情况下，能够良好地维持第二数据的BER特性。
附图说明
图1是本发明实施方式1的无线发送装置的结构框图。
图2是本发明实施方式1的无线接收装置的结构框图。
图3表示本发明实施方式1的计算机仿真的结果。
图4表示本发明实施方式1的数据配置的例子。
图5表示本发明实施方式1的FDE的例子。
图6是本发明实施方式2的无线发送装置的结构框图。
图7是本发明实施方式2的无线接收装置的结构框图。
图8表示本发明实施方式2的数据配置的例子。
图9表示本发明实施方式2的FDE的例子。
图10表示本发明实施方式3的数据配置的第一个例子。
图11表示本发明实施方式3的FDE的第一个例子。
图12表示本发明实施方式3的数据配置的第二个例子。
图13表示本发明实施方式3的FDE的第二个例子。
图14表示本发明实施方式4的数据配置的例子。
图15表示本发明实施方式4的FDE的例子。
图16表示本发明实施方式5的数据配置的例子。
图17表示本发明实施方式5的FDE的例子。
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。
(实施方式1)
在本实施方式中，无线发送装置将附加了CP的单载波信号发送给无线接收装置，并且无线接收装置对该单载波信号进行FDE。另外，无线发送装置将第一数据和重要度高于第一数据的第二数据双方配置在1块中来发送。例如，第一数据是数据信道的数据，第二数据是控制信道的数据。以下，说明本实施方式的无线发送装置和无线接收装置的结构。图1表示本实施方式的无线发送装置100的结构，图2表示本实施方式的无线接收装置200的结构。
在图1所示的无线发送装置100中，调制单元101-1对第一数据序列进行调制而生成第一数据码元，调制单元101-2对第二数据序列进行调制而生成第二数据码元。
配置单元102将第一数据码元和第二数据码元双方配置在构成单载波信号的各个块中。例如，根据在3GPP TR25.814所述的10MHz频带中的子帧格式，各个块的块长度是600码元长度(1块＝600码元)。另外，将在后面论述在配置单元102中的配置处理的细节。
CP附加单元103将配置了第一数据码元和第二数据码元的块的后端部分作为CP附加在该块的开头。
无线发送单元104对附加CP后的各个块进行D/A变换、放大和上变频等的无线发送处理，并且从天线105发送给无线接收装置200(图2)。也就是说，无线发送单元104将附加了CP的单载波信号发送给无线接收装置200。
另一方面，在图2所示的无线接收装置200中，无线接收单元202通过天线201接收单载波信号，并且对该单载波信号进行下变频和A/D变换等的无线接收处理。所接收的单载波信号由多个块构成。
CP去除单元203在无线接收处理后的各个块中去除CP。
FFT单元204对各个块进行FFT而获得多个频率分量。进一步具体而言，FFT单元204通过N点FFT将各个块分解为N个正交频率分量。这些多个频率分量被并行输出到FDE单元205。
FDE单元205将各个频率分量乘以MMSE均衡加权，从而对各个频率分量进行FDE。FDE后的各个频率分量被并行输出到IFFT单元206。将在后面论述在FDE单元205中的FDE处理的细节。另外，作为MMSE均衡加权，例如使用在“武田他，‘周波数選択性フエ一ジングチヤネルにおける空間·周波数領域処理を用いるDS-CDMAの伝送特性’，電子情報通信学会技術研究報告，RCS2003-33，pp.21-25，2003-05”中所述的技术。
IFFT单元206对FDE后的各个频率分量进行IFFT而获得FDE后的信号序列。进一步具体而言，IFFT单元206通过N点IFFT，将FDE后的各个频率分量变换为N个码元的信号序列。由N个码元的信号序列构成的块被输出到分离单元207。
分离单元207将FDE后的各个块分离为第一数据码元和第二数据码元。第一数据码元被输入到解调单元208-1，第二数据码元被输入到解调单元208-2。
解调单元208-1对第一数据码元进行解调而获得第一数据序列。另外，解调单元208-2对第二数据码元进行解调而获得第二数据序列。
接着，说明在无线发送装置100的配置单元102中的配置处理的细节。
根据由本发明的发明人进行的计算机仿真，在单载波传输中存在延迟时间超过CP长度的延迟波时，在1块内的FDE后的SINR特性变得如图3所示。根据该仿真结果得知，在单载波传输中存在延迟时间超过CP长度的延迟波时，各个码元的SINR在1块内互不相同，在处于块的两端部分的码元中，起因于ISI的SINR的恶化较大，在处于块的中央部分的码元中，起因于ISI的SINR的恶化较小。这是因为，在OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing：正交频分复用)等的多载波传输中，由于多个码元被配置在频域上，所以FDE后的各个码元随机受到ISI的影响，相对于此，在如本实施方式的单载波传输中，由于多个码元被配置在时域上，所以在块的两端部分和中央部分，ISI的影响的大小互不相同。
因此，在本实施方式中，配置单元102在1块内，将第一数据配置在块的两端部分，并且将重要度高于第一数据的第二数据配置在块的中央部分。换句话说，配置单元102在1块内，将第二数据配置在接收质量能够保持一定的部分，并且将第一数据配置在与该部分相比接收质量逐渐降低的部分。由此，即使在单载波传输中存在延迟时间超过CP长度的延迟波时，也能够减少对第二数据的ISI的影响，能够抑制第二数据的接收质量的恶化而良好地维持第二数据的BER特性。
这里，在PA、PB、VA和TU的各个路径模型中，“延迟波的最大延迟时间-CP长度”的码元长度分别相当于两端部分，并且从1块长度的两端起分别去除了“延迟波的最大延迟时间-CP长度”的码元长度的部分相当于中央部分。例如，在上述3GPP TR25.814记载的10MHz频带上的子帧格式中设想TU模型时，如图3所示，在1块＝600码元中，两端部分的各个13码元相当于“延迟波的最大延迟时间-CP长度”的码元，剩下的574码元长度相当于中央部分。
另外，即使在上述中央部分，在接近两端部分的地方，也有时稍微受到ISI的影响。因此，最好是配置单元102在1块内，从块的正中(在图3中，从两端起各自300码元的地方)起向两端依序配置第二数据。
以下，以将SDCH(Shared Data CHannel：共享数据信道)作为第一数据，并且将SCCH(Shared Control CHannel：共享控制信道)数据作为第二数据为一个例子，进行说明。
SCCH数据是用于SDCH解调的控制信息，所以是比SDCH数据的质量要求高的更重要的数据。
因此，如图4所示，无线发送装置100的配置单元102在1块内，将SCCH数据配置在中央部分，并且将SDCH数据配置在两端部分。另外，后方的SDCH数据的后端的一部分作为CP而被附加在块的开头。
相对于此，如图5所示，无线接收装置200的FDE单元205对配置在块的中央部分的SCCH数据，进行以1块长度作为FDE范围的FDE。
这样，根据本实施方式，在1块内，将第一数据配置在块的两端部分，将重要度高于第一数据的第二数据配置在块的中央部分，所以即使在单载波传输中存在延迟时间超过CP长度的延迟波的情况下，也能够良好地维持第二数据的BER特性。
(实施方式2)
本实施方式利用重复技术，将在通过重复生成的相互相同的第二数据中的一方配置在块的中央部分，并且将另一方配置在该块的后端部分。
这里，所谓重复技术是指，通过复制(重复)某个码元而生成多个相同码元，并且将这些多个相同码元分配到互不相同的时刻来发送的技术，在接收端，能够通过合成这些相同码元而获得时间分集增益。
图6表示本实施方式的无线发送装置300的结构，图7表示本实施方式的无线接收装置400的结构。在图6和图7中，对与实施方式1(图1和图2)相同的结构部分赋予相同的标号，并且省略说明。
在图6所示的无线发送装置300中，重复单元301将由调制单元101-2输入的第二数据码元复制(重复)而生成相互相同的多个第二数据码元，并输出到配置单元102。另外，将该多个相同数据码元作为一个单位而称其为重复单位。
另一方面，在图7所示的无线接收装置400中，合成单元401以重复单位合成由分离单元207输入的第二数据码元，并且输出到解调单元208-2。
以下，与上述同样，以将SDCH数据作为第一数据，并且将SCCH数据作为第二数据为例，说明在本实施方式的配置单元102、FDE单元205以及合成单元401中进行的处理。另外，在本实施方式中，假设重复数RF(RepetitionFactor：重复因子)＝2进行说明。也就是说，说明将相互相同的两个SCCH数据配置在1块中的情况。
如图8所示，无线发送装置300的配置单元102在1块内，将一方的SCCH数据配置在中央部分，并且将另一方的SCCH数据配置在两端部分。另外，配置单元102将SDCH数据配置在剩下的部分。另外，配置在块后端的SCCH数据的后端的一部分作为CP而被附加在块的开头。
相对于此，如图9所示，无线接收装置400的FDE单元205对配置在块的中央部分的一方的SCCH数据，进行以1块长度作为FDE范围的FDE。另一方面，如图9所示，FDE单元205将配置在块的中央部分的一方的SCCH数据视为CP，对配置在块的后端部分的另一方的SCCH数据，进行以从紧靠该方的SCCH数据之后的SDCH数据的开端至块的后端的区间作为FDE范围的FDE。也就是说，FDE单元205对配置在块的后端部分的SCCH数据，进行其FDE范围小于配置在块的中央部分的SCCH数据的FDE。然后，合成单元401将FDE后的相互相同的两个SCCH数据进行合成，从而提高SCCH数据的接收质量。另外，CP部分是SCCH数据的一部分，所以合成单元401也可以在两个SCCH数据中还进行CP部分的合成。这样，通过对CP部分进行合成，能够进一步地提高SCCH数据的接收质量。
这样，根据本实施方式，能够减小对配置在块的中央部分的第二数据的ISI的影响，还能够通过对FDE后的相互相同的第二数据进行合成，提高第二数据的接收质量。另外，对配置在块的后端部分的第二数据，可将配置在块的中央部分的相同的第二数据视为CP而进行缩小FDE范围的FDE，所以能够减小对该第二数据的时间衰落的影响。
(实施方式3)
在本实施方式中，在将一方的第二数据配置在块的中央部分时，使该第二数据的后端与1块长度的二分之一处对齐，这方面与实施方式2不同。
以下，与实施方式2相同，以将SDCH数据作为第一数据，并且将SCCH数据作为第二数据为一个例子，进行说明。另外，与实施方式2相同，假设RF＝2进行说明。
如图10所示，无线发送装置300的配置单元102在1块内，将一方的SCCH数据配置在中央部分时，使该SCCH数据的后端与1块长度(T)的二分之一(T/2)处对齐。其他部分与实施方式2相同。
相对于此，如图11所示，无线接收装置400的FDE单元205对配置在块的中央部分的一方的SCCH数据，进行以1块长度(T)作为FDE范围的FDE，这方面与实施方式3相同，但对配置在块的后端部分的另一方的SCCH数据，进行以1块长度(T)的二分之一的区间(T/2区间)作为FDE范围的FDE，这方面与实施方式3不同。其他部分与实施方式2相同。
这样，根据本实施方式，通过将FDE范围设为1块长度T和T/2区间，可使FDE范围与2的幂次的大小一致，所以也能够对配置在块后端的第二数据进行FFT和IFFT。由此，能够更高速地对配置在块后端的第二数据进行FDE处理。
另外，在上述的例子中，RF＝2，但是RF也可是3以上。特别是，为了使FDE范围与2的幂次的大小一致，最好是RF也设定为2的幂次。
例如，在RF＝4的情况下，如图12所示，配置单元102在1块内，除了图10所示的配置之外，还使SCCH数据的后端与1块长度(T)的四分之一(T/4)和四分之三(3T/4)处对齐而配置各个SCCH数据。
相对于此，如图13所示，FDE单元205首先对第一个和第三个SCCH数据，进行以1块长度(T)的二分之一的区间(T/2区间)作为FDE范围的FDE，接着，对第二个和第四个SCCH数据，进行以1块长度(T)的四分之一的区间(T/4区间)作为FDE范围的FDE。
这样，通过增大RF，被合成的SCCH数据的数目也增加，所以能够进一步地提高SCCH数据的接收质量。
(实施方式4)
在本实施方式中，通过重复而生成相互相同的第二数据，这方面与实施方式2相同，并且以多个块为单位生成通过如实施方式1的配置而配置第二数据的块，这方面与实施方式2不同。
以下，与实施方式2相同，以将SDCH数据作为第一数据，并且将SCCH数据作为第二数据为一个例子，进行说明。另外，与实施方式2相同，假设RF＝2进行说明。
如图14所示，无线发送装置300的配置单元102对在块#1至#4中的块#1和#3，通过如实施方式1的配置而配置相互相同的SCCH数据，并且不对块#2和#4配置SCCH数据。也就是说，配置单元102将相互相同的每个SCCH数据，配置在相互不相邻的每个块#1和#3的中央部分。由此，每两块生成SCCH数据被配置在块的中央部分的块，并被发送。
相对于此，如图15所示，无线接收装置400的FDE单元205对配置在块#1和#3的中央部分的SCCH数据，分别进行以1块长度作为FDE范围的FDE。然后，合成单元401对FDE后的相互相同的两个SCCH数据进行合成，从而提高SCCH数据的接收质量。
这样，根据本实施方式，由于相互相同的第二数据被配置在时间上隔开的块中，所以通过对这些第二数据进行合成，获得时间分集增益，从而能够提高第二数据的接收质量。
(实施方式5)
在本实施方式中，通过重复而生成相互相同的第二数据，这方面与实施方式2相同，通过将第二数据配置在连续的每个块的后端部分，并且将这些连续的块作为一个单位而进行FDE，这方面与实施方式2不同。
以下，与实施方式2相同，以将SDCH数据作为第一数据并且将SCCH数据作为第二数据为一个例子，进行说明。另外，与实施方式2相同，假设RF＝2进行说明。
如图16所示，无线发送装置300的配置单元102将相互相同的SCCH数据，配置在块#1至#4中的连续的块#1和#2各自的后端部分。
这里，配置在块#1的SCCH数据可视为配置在块#2的SCCH数据的CP，所以无需进一步地将CP附加在块#2中。因此，在本实施方式中，未将CP附加在块#2中。这样，通过减少CP的数目，能够发送相当于该减少部分的其他数据而提高传输效率，或者能够在保持传输效率的同时，以相当于该减少部分延长其他CP的时间长度而提高对延迟波的抗性。因此，在本实施方式中，将配置在块#2的后端的SCCH数据的后端的一部分作为CP而附加在块#1的开头。在本实施方式中，进一步地将以一块为单位附加的CP的两倍的时间长度的CP，附加在块#1的开头。
相对于此，如图17所示，无线接收装置400的FDE单元205对配置在块#1的后端部分的SCCH数据，以块#1和#2为一个单位进行FDE。也就是说，FDE单元205对配置在块#1的后端部分的SCCH数据，进行以1块长度的两倍长度(2块长度)作为FDE范围的FDE。另外，FDE单元205对配置在块#2的后端部分的SCCH数据，进行以1块长度作为FDE范围的FDE。然后，合成单元401对FDE后的相互相同的两个SCCH数据进行合成，从而提高SCCH数据的接收质量。
这样，根据本实施方式，在保持传输效率的同时，能够进一步地延长CP长度，所以能够不降低传输效率而提高对延迟波的抗性。
以上，说明了本发明的实施方式。
另外，在进行使用Turbo码或LDPC码等的系统码的纠错编码时，生成发送比特本身即系统校验位、以及冗余位即奇偶校验位。如果在系统校验位上产生差错，则BER特性显著地恶化，但即使在一些奇偶校验位中产生差错时，也能够维持所需要的BER特性。也就是说，可以认为系统校验位的重要度高于奇偶校验位的重要度。因此，在上述的各个实施方式中，也可将由奇偶校验位构成的数据作为第一数据，并且将由系统校验位构成的数据作为第二数据。
另外，如果利用于信道估计和路径搜索等的导频的接收质量降低，则导致信道估计精度和路径搜索精度的恶化，随着该恶化，所有其他的数据的解调精度都会恶化。也就是说，可说导频的重要度高于其他的数据的重要度。因此，在上述的各个实施方式中，也可将导频作为第一数据，并且将导频以外的数据作为第二数据。
另外，本发明不限于MMSE-FDE，也可同样地适用于ZF-FDE等其他的FDE。
另外，将上述的各个实施方式的无线发送装置或无线接收装置，配备在移动通信系统中所使用的无线通信移动台装置或无线通信基站装置中，并且无线通信移动台装置或无线通信基站装置能够在1块内，将重要度高于第一数据的第二数据配置在块的中央部分而发送。另外，无线通信移动台装置有时被表示为UE，无线通信基站装置有时被表示为Node B。
另外，在上述各个实施方式中，举例说明了以硬件构成本发明的情况，但本发明也可通过软件来实现。
另外，用于上述各个实施方式的说明中的各功能块，通常被作为集成电路的LSI来实现。这些块既可以被单独地集成为一个芯片，也可以一部分或全部被集成为一个芯片。虽然此处称为LSI，但根据集成度的不同，也可以被称为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。也可以使用在LSI制造后可编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)，或者可重构LSI内部的电路单元的连接和设定的可重构处理器。
再者，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集成电路化的新技术，当然可利用新技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
本说明书基于在2005年9月16日申请的日本专利申请特愿第2005-270423号。其内容全部包含于此。
工业实用性
本发明能够适用于移动通信系统等。

Claims (8)

1.一种无线发送装置，包括：
配置单元，将第一数据和重要度高于第一数据的第二数据配置在1块中；
附加单元，将配置了第一数据和第二数据的块的后端部分作为循环前缀附加在该块的开头；以及
发送单元，发送附加了循环前缀的块，
所述配置单元在1块内，将第二数据配置在块的中央部分。
2.如权利要求1所述的无线发送装置，其中，
第一数据是数据信道的数据，第二数据是控制信道的数据。
3.如权利要求1所述的无线发送装置，其中，
第一数据是由奇偶校验位构成的数据，第二数据是由系统校验位构成的数据。
4.如权利要求1所述的无线发送装置，其中，还包括：
复制单元，复制第二数据而生成相互相同的第二数据，
所述配置单元将在相互相同的第二数据中一方的第二数据配置在块的中央部分，同时将另一方的第二数据配置在该块的后端部分。
5.如权利要求4所述的无线发送装置，其中，
所述配置单元在将一方的第二数据配置在块的中央部分时，使该第二数据的后端与块长度的二分之一处对齐。
6.如权利要求1所述的无线发送装置，其中，还包括：
复制单元，复制第二数据而生成相互相同的第二数据，
所述配置单元将相互相同的每个第二数据配置在相互不相邻的各个块的中央部分。
7.一种无线接收装置，对由权利要求4所述的无线发送装置发送的块进行频域均衡，该装置包括：
均衡单元，对配置在块的中央部分的一方的第二数据，进行以块长度作为频域均衡范围的第一频域均衡，同时对配置在该块的后端部分的另一方的第二数据，进行第二频域均衡，所述第二频域均衡以从紧靠所述一方的第二数据之后的第一数据的开端至该块的后端的区间、或者块长度的二分之一的区间作为频域均衡范围；以及
合成单元，将频域均衡后的相互相同的第二数据进行合成。
8.一种数据配置方法，用于无线发送装置，
在将第一数据和重要度高于第一数据的第二数据配置在1块中时，在1块内，将第二数据配置在块的中央部分。
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