CN101272370B - 无线通信系统及其数据发送方法、基站装置及移动站装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信系统，具有在对控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)进行时分复用时，固定TTI内发送功率，并可满足所述各信号所需BLER的上行链路。无线基站，在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval)内，根据发送参数，针对所述控制信号与所述数据信号指定可满足规定的所需BLER的所述控制信号以及数据信号的编码率。移动站在所述被指定的TTI，应用每个包含在所述发送参数中的控制信号以及数据信号的被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，并通过PUSCH向无线基站侧进行发送。

Description

无线通信系统及其数据发送方法、基站装置及移动站装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统及其上行链路的数据发送方法、基站装置及移动站装置，特别涉及对控制信号(Control Signal)和数据信号(DataSignal)进行时分复用(Time Division Multiplex；以下称为“TDM”)的无线通信系统及其上行链路的数据发送方法、基站装置及移动站装置。
背景技术
标准化团体3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目)开始了关于启动被称为LTE(Long Term Evolution，长期演进)的工作项目(Work Item)作为第三代移动体通信方式的W-CDMA、HSDPA/HSUPA的继承，实现更高数据速率传输、低延迟、特定分组传输的无线访问方式的研究(参见非专利文献1、非专利文献2)。
LTE中的作为目标的通信速度以下行可达100M～1Gbps、上行可达50Mbps的方式为目标，作为FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)的无线方式，下行链路中将OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)推举为候选，上行链路中将SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access，单载波频分复用)推举为候选。在应用这些无线方式的情况下，应用无线基站的频率(区域)、时间轴方向(区域)适当的调度(scheduling)。
在所述SC-FDMA的上行链路中，在移动站的发送缓存内滞留有数据的情况下，移动站向无线基站请求上行资源的分配。无线基站以TTI(Transmit Time Interval，发送时间间隔)间隔来执行适当的调度，并对移动站通知在该TTI内的发送许可(Signaling)。接收到发送许可的移动站在该TTI内发送数据信号(Data Signal)。另外，移动站周期性地、或以规定的定时发送Ack/Nack、CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示符)、MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)参数(Parameter)等控制信号(Control Signal)。
在有应发送的数据信号(Data Signal)的情况下，所述的控制信号(Control Signal)在称为PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，上行共享物理信道)的物理信道上与数据信号(Data Signal)被进行时分复用。另外，标准化团体大体上确定了作为进行时分复用的控制信号(ControlSignal)不使用通知数据信号(Data Signal)的发送参数的控制用信息(Data Associated Signal，数据相关信号)。
非专利文献1：3GPP TS 36.211 ver.0.3.0(Physical Channels andModulation(Release8))；
非专利文献2：3GPP TS 36.300 ver.0.1.0(Overall description Stage 2(Release x))。
发明内容
发明所要解决的问题
上述各个文献的所有记载作为引用被记载入本申请。下面根据本发明进行分析。
如上所述，在对控制信号(Control Signal)和数据信号(DataSignal)进行时分复用时固定TTI内的发送功率并固定控制信号(ControlSignal)的编码率的方法中，可能引起不能保持控制信号(ControlSignal)的接收质量的问题。
在W-CDMA中，为了满足控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)的所需BLER(Block Error Rate，块误码率)，而通过在TTI内使数据信号(Data Signal)和控制信号(Control Signal)的功率比可变来进行应对，但在SC-FDMA中存在如下问题，当改变TTI内的功率比时，峰均功率比(Peak to Average Peak Ratio；PAPR)会增大。
另外，在对控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)进行时分复用时，需要在不将数据相关信号(Data Associated Signal)用作控 制用信息的情况下，使得无线基站能够对来自移动站的数据信号(DataSignal)和控制信号(Control Signal)进行解码。
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种在对控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)进行时分复用时，固定TTI内发送功率，并可确保所述各信号的所需接收质量的无线通信系统及其上行链路中的数据发送方法、基站装置及移动站装置。
用于解决问题的手段
本发明的第一目的是提供一种从无线通信系统的移动站至无线基站的上行链路中的频分复用方式的数据发送方法，其特征在于，包括以下步骤：所述无线基站在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval)内，根据发送参数，针对所述控制信号与所述数据信号指定可满足规定所需接收质量的所述控制信号以及数据信号的编码率；以及所述移动站在所述被指定的TTI，对所述控制信号和所述数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，发送给无线基站侧。
本发明的第二目的是提供一种无线通信系统及该无线通信系统中使用的无线基站装置以及移动站装置，其中所述无线系统具有以频分复用方式来进行数据传输的、从移动站至无线基站的上行链路，所述无线通信系统及该无线通信系统中使用的无线基站装置以及移动站装置其特征在于，包括：所述无线基站在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval)内，根据发送参数，针对所述控制信号与所述数据信号指定可满足规定的所需接收质量的所述控制信号以及数据信号的编码率的单元；以及所述移动站在所述被指定的TTI，对所述控制信号和所述数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，发送给无线基站侧的单元。
发明的效果 
根据本发明，可在不引起接收质量恶化或是PAPR增大的状态下，对 控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)进行时分复用。原因是通过不改变TTI内的功率，而使各信号的编码率可变，由此能够确保接收质量。
附图说明
图1是表示无线通信系统的概略结构的图；
图2是表示图1的无线基站、移动站之间的通信次序的图；
图3是表示本发明的移动站的发送数据生成处理部的结构的图；
图4是用于根据编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)和发送数据长度(TxBS)来求出控制信号编码率(Rctrl)的图表的例子；
图5是用于根据编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)和发送数据长度(TxBS)来求出控制信号编码率(Rctrl)的图表的另一例子；
图6是表示本发明的移动站的发送数据生成处理部的另一结构的图；
图7是用于根据索引来求得控制信号编码率(Rctrl)的图表的例子。
具体实施方式
下面参照附图来详细说明用于实施本发明的最佳方式。首先简要说明具有以频分复用方式进行数据传输的上行链路的无线通信系统。
图1是表示无线通信系统的概略结构的图。图1示出了无线基站A101、与无线基站A101通信的移动站A102、移动站B103。在无线基站A101和与之通信的移动站A102之间、以及无线基站A101和与之通信的移动站B103之间，可分别通过PDCCH(Physical Downlink ControlChannel，下行物理控制信道)、PUCCH(Physical Uplink ControlChannel，上行物理控制信道)来收发需要的控制信息，并且通过PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，上行共享物理信道)进行上行方向的数据传输。
图2是表示无线基站、移动站之间的通信次序的图。无线基站在对移动站进行调度时，使用PDCCH(Physical Downlink Control Channel，下行 物理控制信道)向该移动站通知(signaling)发送参数。
通过PDCCH接收到发送参数的移动站在有应发送的数据的情况下，使用PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，上行共享物理信道)对数据信号(Data Signal)以及控制信号(Control Signal)进行时分复用，并在被指示的TTI向无线基站进行发送。
此外，在以下的实施方式中，根据预定的规则等，该TTI中的控制信号(Control Signal)的位(Bit)数(编码以及速率匹配处理前的控制块长度(Control Block Size)；以下称为“CBS”)在无线基站及移动站中作为已知因素来进行说明。
(第一实施方式)
本发明第一实施方式的特征在于，所述无线基站将BPSK、QPSK、16QAM等调制方式(Mod_tx)、频带宽度(N_tx)、从移动站向无线基站侧的PUSCH发送功率值(P_tx)、数据信号(Data Signal)以及控制信号(Control Signal)的编码率包含在发送参数中作为所述发送参数来进行发送。
前提是无线基站已知该移动站发送的上行无线链路质量测定用的基准信号(Reference Signal)的功率值(P_UE_Ref)。另外，无线基站可考虑所测定的接收质量等因素来分配并确定调制方式(Mod_tx)、频带宽度(N_tx)。
首先，无线基站根据被测定的接收质量、确定的调制方式(Mod_tx)来计算满足数据信号所需BLER(BLER_target_dat)的数据信号(DataSignal)的编码率(Rdat)。通过参照预先进行仿真而得到的图表等，可使该数据信号(Data Signal)的编码率(Rdat)的计算更加简化。
接着，无线基站装置根据被测定的接收质量、确定的调制方式(Mod_tx)来计算满足控制信号所需BLER(BLER_target_ctrl)的控制信号(Control Signal)的编码率(Rctrl)。通过参照预先进行仿真而得到的图表等，也可使该控制信号(Control Signal)的编码率(BLER_target_ctrl)的计算更加简化。
此外，先计算出数据信号(Data Signal)的编码率(Rdat)是因为控 制信号(Control Signal)的信息量远比数据信号(Data Signal)小。
除调制方式(Mod_tx)、频带宽度(N_tx)、发送数据量(TxBS)、PUSCH发送功率值(P_tx)之外，无线基站还将所述各信号的编码率(Rdat、Rctrl)作为发送参数发送至移动站。
因此，由于已知编码以及速率匹配处理前的控制信号的长度(CBS)，从而可根据CCBS＝CBS/(Rctrl)计算出编码以及速率匹配处理后的控制信号的长度(CCBS)。
如上所述，当得出编码以及速率匹配处理后的控制信号的长度(CCBS)时，可根据CDBS＝TxBS-CCBS计算出编码以及速率匹配处理后的数据信号的长度(CDBS)。此外，发送数据长度(TxBS)可利用包含在发送参数中的编码方式(Mod_tx)以及频带宽度(N_tx)唯一地算出来。
并且，当得出编码以编码及速率匹配处理后的数据信号的长度(CDBS)时，可根据DBS＝CDBS×(Rdat)来计算出编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)。
由上可知，通过特定在向无线基站的数据传送中所需的参数，固定发送TTI内的功率，并变更适用于各信号的编码率，可满足各信号的所需BLER。
图3是表示利用上述方式得出的发送参数来生成发送数据的移动站的结构的图。在该TTI中，Ack/Nack、CQI、MIMO参数等各控制信号(Control Signal)的发送位(Bit)数的总和(CBS；Control Block Size，控制块长度)被发送至编码及速率匹配部201，并利用所述的编码率(Rctrl)来执行编码及速率匹配处理(重复(Repetition)或者凿孔(Puncturing))。
另一方面，数据信号(Data Signal)的发送位(Bit)数的总和(DBS；Data Block Size，数据块长度)被发送至编码及速率匹配部202，并利用所述的编码率(Rdat)来执行编码以及速率匹配处理(重复(Repetition)或者凿孔(Puncturing))。
执行了所述编码以及速率匹配处理后的数据(CCBS以及CDBS)在 物理信道映射部203进行时分复用。此时的数据长度为TxBS(TransmitBlock Size，传输块长度)，TxBS＝CCBS+CDBS成立。
之后，由在乘法器204对时分复用后的数据进行乘以P_tx大小的功率值运算，并在DFT部205执行DFT(离散傅立叶变换)来转换到频率轴上。之后，在副载波映射部206进行每个副载波的映射，并在IFFT部207执行快速傅立叶逆变换而再次返回到时间轴上后，在CP插入部208将CP(Cyclic Prefix，循环前缀)安置在规定的位置并进行发送。
(第二实施方式)
下面说明第二实施方式，所述第二实施方式为了降低发送参数的消耗(Overhead)，代替数据信号(Data Signal)以及控制信号(ControlSignal)的编码率，所述无线基站将编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)包含在发送参数中并进行发送。
在本实施方式利用了如下条件，控制信号(Control Signal)的信息量远小于数据信号(Data Signal)，根据编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)和发送数据长度(TxBS)求得的暂定编码率(DBS/TxBS)与实际的数据信号(Data Signal)的编码率(DBS/CDBS)可近似(DBS/TxBSDBS/CDBS)。
无线基站与移动站分别具有根据所述暂定编码率(DBS/TxBS)而唯一求出的控制信号(Control Signal)的编码率(Rctrl)，因此不发送各信号的编码率，就可具有所需的发送参数。
图4是用于根据由编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)和发送数据长度(TxBS)而求出的暂定编码率(DBS/TxBS)来求得控制信号(Control Signal)的编码率(Rctrl)的图表的例子。RdatTh_x(x是小于等于n的自然数)表示用于根据暂定编码率(＝DBS/TxBS)来确定控制信号(Control Signal)的编码率的阈值。
图4的控制信号编码率Rctrl_x(x是小于等于n的自然数)是用于满足控制信号(Control Signal)所需BLER(BLER_target_ctrl)的控制信号(Control Signal)的编码率(CBS/CCBS)。具体地说，可与所述第一实施方式相同地预先进行仿真得出，一般设定为满足Rctrl_1＜Rctrl_2＜…＜ Rctrl_n。
与第一实施方式相同，可使用包含在发送参数中的调制方式(Mod_tx)以及频带宽度(N_tx)唯一地算出发送数据长度(TxBS)。移动站根据DBS/TxBS并参照图4所例示的图表等来确定控制信号编码率Rctrl_x，接着根据DBS/Rctrl_x计算出编码以及速率匹配处理后的控制信号的长度(CCBS)，接着根据TxBS-CCBS计算出编码以及速率匹配处理后的数据信号的长度(CDBS)，并特定所有必要的发送参数。
此外，在计算出发送参数时，优选无线基站加入对基于在移动局侧的控制信号编码率Rctrl_x的控制信息的编码处理(基于控制信息的长度的影响)的考虑，来确定所述编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)。由此可以实现效率更高的数据传送。
(第三实施方式)
接下来说明本发明的第三实施方式，该第三实施方式对所述第二实施方式加以变更，可以按照每个控制信号而应用不同的编码率。
图5是用于根据由编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)和发送数据长度(TxBS)求出的暂定编码率(DBS/TxBS)来求得各个控制信号m的编码率(Rctrl_m)的图表的例子。按照所说的Ack/Nack、CQI、MIMO参数的每个控制信号来准备与图4同样的图表，设定用于满足各控制信号所需BLER的编码率Rctrl_m_x。
根据CCBS＝∑(CCBS_m)＝∑(CBS_m/Rctrl_m)来计算出编码处理后的各控制信号的总和(CCBS)(其中m＝1～N：N为独立控制信号的总数)。
这样，在移动站与无线基站间事先规定好各个控制信息的编码率的求法，由此移动站根据DBS/TxBS并参照图5所示的图表等来确定控制信号编码率Rctrl_m_x，接着根据CBS/Rctrl_m_x来计算出编码以及速率匹配处理后的控制信号的长度(CCBS＝∑(CBS_m/Rctrl_m_x)，接着根据TxBS-CCBS来计算出编码以及速率匹配处理后的数据信号的长度(CDBS)，从而特定所有必要的发送参数。
图6是表示利用上述方式得出的发送参数来生成发送数据的移动站的 结构的图，与图3结构的区别在于，按照每个控制信号来设置编码以及速率匹配部201_1～201_3。
如上所述，即使是在为了满足各控制信号所需BLER而独立进行控制信号的编码的情况下，也不会增加发送参数信息，从而可实现接收质量稳定的数据传输。
(第四实施方式)
下面说明本发明的第四实施方式，所述第四实施方式为了降低发送参数的消耗，代替数据信号(Data Signal)以及控制信号(Control Signal)的编码率、编码以及速率匹配处理前的数据信号的长度(DBS)，所述无线基站将表示控制信号的编码率的索引(index)包含在发送参数中进行发送。
首先，与所述第一、第二实施方式相同，无线基站计算出满足数据信号所需BLER(BLER_target_ctrl)的控制信号(Control Signal)的编码率(Rdat)。
接着，无线基站参照图7所例示的图表等，求得与算出的控制信号(Control Signal)的编码率(Rdat)对应的索引，并作为发送参数通知给移动站。
在移动站侧也参照所述图7所例示的图表等，根据被通知的索引求得控制信号(Control Signal)的编码率(Rdat)，并与上述各实施方式相同，特定所有需要的发送参数。
索引的数量很小就足够了，这样通过将控制信号(Control Signal)的编码率作为索引进行发送，可进一步降低发送参数的消耗。另外，在本实施方式中，也不需要所述第二、第三实施方式中共同使用的图表，可更加灵活地进行发送参数确定算法的设计。
根据本实施方式，例如可按照每个TTI动态地变更所述索引，并可随时变更控制信号或数据信号所需BLER。
以上说明了本发明的优选实施方式，但是，在不脱离作为本发明主旨的不改变控制信号(Control Signal)和数据信号(Data Signal)的发送功率比，设定可确保各自所需的接收质量的编码率，并作为发送参数进行发 送的范围内，还可进行各种变形。
例如，在所述第二、第三实施方式中说明了参照无线基站和移动基站中共有的图表来实现所需BLER的例子，但也可实施以下变形：例如在无线基站与移动站分别具有实现不同的所需BLER的图表，通过发送参数来指示参照的图表(所需BLER)。
另外，例如在所述实施方式中，作为接收质量参数是使用BLER(Block Error Rate)来进行说明，但也可采用其他同等接收质量参数。

Claims (8)

1.一种从无线通信系统的移动站至无线基站的上行链路中的频分复用方式的数据发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述无线基站在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval，发送时间间隔)内，根据发送参数，针对控制信号与数据信号指定可满足规定的所需接收质量的所述控制信号以及数据信号的编码率；以及
所述移动站在所述被指定的TTI，对所述控制信号和所述数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，发送给无线基站侧，
其中，所述无线基站根据所述发送参数中包含的编码前的数据信号的长度来指定所述控制信号的编码率，
所述数据发送方法还包括：
所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据由所述发送参数指定的发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的控制信号的编码率，以及
所述无线基站估测加在发送数据中的控制信号的长度，计算出所述编码前的数据信号的长度，并将其包含在所述发送参数中进行发送。
2.根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，
所述控制信号包括多个控制信号，并且
其中，所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的所述多个控制信号中的每个控制信号的编码率。
3.根据权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，
所述无线基站根据在所述无线基站与移动站之间已知的索引值来指定所述控制信号的编码率。
4.一种无线通信系统，具有以频分复用方式来进行数据传输的、从移 动站至无线基站的上行链路，所述无线通信系统的特征在于，包括：
所述无线基站在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval)内，根据发送参数，针对控制信号与数据信号指定可满足规定的所需接收质量的所述控制信号以及数据信号的编码率的单元；以及
所述移动站在所述被指定的TTI，对所述控制信号和所述数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，发送给无线基站侧的单元，
其中，所述无线基站根据所述发送参数中包含的编码前的数据信号的长度来指定所述控制信号的编码率，
其中，所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据由所述发送参数指定的发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的控制信号的编码率，
其中，所述无线基站估测加在发送数据中的控制信号的长度，计算出所述编码前的数据信号的长度，并将其包含在所述发送参数中进行发送。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述控制信号包括多个控制信号，并且
其中，所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的所述多个控制信号中的各个控制信号的编码率。
6.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述无线基站根据所述无线基站与移动站之间已知的索引值来指定所述控制信号的编码率。
7.一种无线通信系统的无线基站装置，所述无线通信系统具有以频分复用方式来进行数据传输的、从移动站至无线基站的上行链路，所述无线基站装置的特征在于，包括：
在与来自移动站的发送请求相对应而进行了调度的TTI(Transmit Time Interval)内，根据发送参数，针对控制信号与数据信号指定可满足 规定的所需接收质量的所述控制信号以及数据信号的编码率的单元，以及
其中，使在所述移动站侧在所述指定的TTI，对所述控制信号和所述数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，并使其以固定发送功率对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成发送数据来进行发送的单元，
其中，所述无线基站根据所述发送参数中包含的编码前的数据信号的长度来指定所述控制信号的编码率，
其中，所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据由所述发送参数指定的发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的控制信号的编码率，并且
其中，所述无线基站估测加在发送数据中的控制信号的长度，计算出所述编码前的数据信号的长度，并将其包含在所述发送参数中进行发送。
8.一种无线通信系统的移动站装置，所述无线系统具有以频分复用方式来进行数据传输的、从移动站至无线基站的上行链路，所述移动站的特征在于，包括：
在由从所述无线基站接收到的发送参数而被指定的TTI(Transmit Time Interval)中，对控制信号和数据信号应用包含在所述发送参数中的、按照所述控制信号以及数据信号被指定的编码率，对编码后的控制信号以及数据信号进行时分复用并生成固定发送功率的发送数据，发送给无线基站侧的单元，
其中，所述无线基站根据所述发送参数中包含的编码前的数据信号的长度来指定所述控制信号的编码率，
其中，所述移动站按照与所述无线基站之间已知的规则，根据由所述发送参数指定的发送数据长度和所述编码前的数据信号的长度，求得在所述无线基站侧被指定的控制信号的编码率，
其中，所述无线基站估测加在发送数据中的控制信号的长度，计算出所述编码前的数据信号的长度，并将其包含在所述发送参数中进行发送。
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