CN101283537A - 发送装置及发送方法 - Google Patents

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CN101283537A CNA2006800371908A CN200680037190A CN101283537A CN 101283537 A CN101283537 A CN 101283537A CN A2006800371908 A CNA2006800371908 A CN A2006800371908A CN 200680037190 A CN200680037190 A CN 200680037190A CN 101283537 A CN101283537 A CN 101283537A
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二木贞树
松元淳志
三好宪一
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Abstract

公开了提高系统位的接收质量并且改善吞吐量性能的发送装置及发送方法。在该发送装置中，IR参数控制单元(101)基于重发次数控制将系统位和奇偶校验位映射到分组的比例，并且控制为对初次发送分组映射奇偶校验位，而对重发分组映射系统位。编码单元(102)产生系统位和奇偶校验位，根据IR参数对分组映射系统位和奇偶校验位。发送功率计算单元(105)基于由接收端反馈的初次发送分组的接收质量信息，计算映射系统位的重发分组的发送功率，发送功率控制单元(106)将重发分组的发送功率控制为由发送功率计算单元(105)计算出的发送功率。

Description

发送装置及发送方法
技术领域
本发明涉及发送系统位和奇偶校验位的发送装置及发送方法。
背景技术
作为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000：国际移动通信-2000)的高速分组传输方式，对以峰值传输速度的高速化和高吞吐量化为目的的HSDPA(High Speed Downlink Packet Access：高速下行链路分组接入)和HSUPA(High Speed Uplink Packet Access：高速上行链路分组接入)进行研讨。另外，对于上述方式，在3GPP RAN LTE(3GPP RAN Long Term Evolution：第三代合作伙伴计划无线接入网络长期演进)中，对以进一步的高速化为目标的高速分组传输方式进行研讨。在这些高速分组传输方式中，Hybrid-ARQ(混合自动重发请求)是为吞吐量的提高的必要技术。
Hybrid-ARQ是组合了ARQ(Auto Repeat reQuest：自动重发请求)和FEC(Forward Error Correction：前向纠错)的传输方法，而且是对重发来的数据和过去接收而未能解码的数据进行合成，并且进行纠错解码的技术。由此谋求SINR(信号与干扰噪声比)的改善和编码增益的提高，能够以小于通常的ARQ的重发次数进行解码，从而能够实现接收质量的提高和高效率的传输。
作为该Hybrid-ARQ有使用了特播(Turbo)编码的IR(IncrementalRedundancy：循环冗余)方式，其在HSDPA和HSUPA中已经被采用，而且在3GPP RAN LTE中被采用的可能性也很大。
在专利文献1中公开有Hybrid-ARQ的IR方式，以下使用图1说明该方式。如图1所示，在IR方式中，在发送端进行特播编码，并且在特播编码后的信号中，首先发送信息比特(以下称为“系统位”)，而在接收端进行检错。如果检测出错误，接收端将NACK(Negative ACKnowlegement：否定响应)信号送回到发送端。此时，发送端发送用于纠错的FEC的奇偶校验位1，接收端使用系统位和奇偶校验位1进行特播解码。如果再检测出错误，作为对来自接收端的NACK信号的响应，发送端将同样用于纠错的FEC的奇偶校验位2发送，接收端使用系统位、奇偶校验位1以及奇偶校验位2进行特播解码。
专利文献1：日本专利申请特开2003-018131号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的Hybrid-ARQ的IR方式中存在以下问题。在特播编码，接收信号中的系统位的质量对解码后的信号的质量的影响较大。也就是说，在系统位的质量恶劣(例如，接收SIR(信噪比)较低)的情况下，即使奇偶校验位的质量较高也无法得到期望的编码增益，因此无法得到高质量的解码信号。
因此，在首先发送系统位而且在重发中发送奇偶校验位的上述的IR方式，在首先发送的系统位的质量由于衰落等传播环境而恶化时，即使以后重发较多的奇偶校验位也不会提高合成后的质量，从而继续发生无益的重发。由此，吞吐量性能也有可能恶化。
本发明的目的为提供发送装置及发送方法，提高系统位的接收质量并且改善吞吐量性能。
解决问题的方案
本发明的发送装置采用的结构具有：编码单元，对发送数据进行编码处理，产生系统位和奇偶校验位；IR参数控制单元，控制将所述系统位和所述奇偶校验位映射到发送单位的比例即IR参数，并且控制所述编码单元，以使其将奇偶校验位映射到第一发送单位，将系统位映射到在所述第一发送单位之后被发送的第二发送单位；以及发送功率控制单元，基于由接收端反馈的所述第一发送单位的接收质量信息，控制所述第二发送单位的发送功率。
本发明的发送方法具有：IR参数控制步骤，控制将系统位和奇偶校验位映射到发送单位的比例即IR参数，并且控制为，将奇偶校验位映射到第一发送单位，将系统位映射到在所述第一发送单位之后被发送的第二发送单位；以及发送功率控制步骤，基于由接收端反馈的所述第一发送单位的接收质量信息，控制所述第二发送单位的发送功率。发明效果
根据本发明，能够提高系统位的接收质量并且改善吞吐量性能。
附图说明
图1是用来说明专利文献1所公开的Hybrid-ARQ的IR方式的图；
图2是表示本发明的实施方式1和3的发送装置的结构的方框图；
图3是表示图2所述的发送装置与其通信对方的接收装置之间的通信步骤的时序图；
图4是表示本发明的实施方式2的发送装置的结构的图；
图5是表示在发送分组的接收时间内由接收端发送的TPC(发送功率控制)命令的具体例子的图；以及
图6是表示本发明的实施方式3的发送装置与其通信对方的接收装置之间的通信步骤的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图2是表示本发明的实施方式1的发送装置的结构的方框图。在该图中，IR参数控制单元101输入重发次数的信息，基于重发次数控制将系统位和奇偶校验位映射到分组的比例(以下称为“IR参数”)。具体而言，对重发次数为0的初次发送分组映射奇偶校验位，而对重发次数为1的第二次发送分组(重发分组)映射系统位。由IR参数控制单元101控制后的IR参数被输出到编码单元102。
编码单元102输入发送数据，并且通过特播编码等的编码方式对所输入的发送数据进行编码，产生系统位和奇偶校验位。编码单元102保持所产生的系统位和奇偶校验位，根据从IR参数控制单元101输出的IR参数，将系统位和奇偶校验位输出到调制单元103。
调制单元103对从编码单元102输出的系统位和奇偶校验位进行调制处理，产生调制数据。所产生的调制数据被输出到发送功率控制单元106。
目标值设定单元104对每个MCS(Modulation and Coding Scheme：调制和编码方式)和每个重发次数具有分组的接收质量的目标值，设定根据所输入的重发次数的目标值，并且将所设定的目标值输出到发送功率计算单元105。这里，设目标值为满足期望的BLER(误块比，例如，BLER＝0.01)的SIR(以下称为“目标SIR”)，对于该目标SIR，可以考虑通过模拟等对每个MCS和每个重发次数预先进行测定，并进行表格化。这样对每个重发次数设定目标值的理由为，编码率(编码增益)会根据重发次数而发生变化。通过使用根据编码增益的目标SIR，能够满足期望的接收质量，同时能够降低发送功率。
发送功率计算单元105输入由接收端反馈的初次发送分组的接收质量信息，并且基于该接收质量信息(接收SIR)和从目标值设定单元104输出的目标值，计算映射系统位的重发分组的发送功率。作为发送功率的计算方法，如果设目标SIR为SIRtarget，由接收端反馈的接收SIR为SIRmeasurement，初次分组的发送功率为P1，重发分组的发送功率为P2，则可由以下式(1)表示。
P2＝P1×(SIRtarget/SIRmeasurement)  …(1)
这样计算出的发送功率被输出到发送功率控制单元106。另外，设初次发送分组的发送功率为预先设定的值。
发送功率控制单元106将从调制单元103输出的调制数据即分组数据的发送功率，控制为从发送功率计算单元105输出的发送功率，并且将功率控制后的分组数据输出到无线单元107。另外，发送功率计算单元105和发送功率控制单元106作为发送功率控制部件发挥作用。
无线单元107对从发送功率控制单元106输出的分组数据进行上变频等的规定的发送处理，并且将进行发送处理后的分组数据通过天线108进行无线发送。
接着，对上述的发送装置与该发送装置的通信对方的接收装置之间的通信步骤，使用图3进行说明。图3中，在ST(步骤)201中，IR参数控制单元101控制编码单元102，以使其对初次发送分组映射奇偶校验位，而且发送功率控制单元106将初次发送分组的发送功率控制为发送功率计算单元105中预先设定的发送功率。在ST202中，将映射了奇偶校验位的初次发送分组从无线单元107发送到接收装置。
在ST203中，接收装置接收由发送装置发送的初次发送分组，并且测定接收到的初次发送分组的接收质量，在ST204中，将接收质量信息反馈给发送装置。在ST205中，接收由接收装置反馈的接收质量信息。
在ST206中，接收装置对在ST203中接收到的初次发送分组进行解码，进行CRC(循环冗余检查)判定。由于在初次发送分组中映射有奇偶校验位，所以必定判定为有差错，在ST207中将NACK信号发送到发送装置。
在ST208中，接收由接收装置发送的NACK信号，在ST209中，基于在ST208中接收到的NACK信号，IR参数控制单元101控制编码单元102，以使其对重发分组映射系统位。在ST210中，使用在ST207中接收到的接收质量信息，发送功率计算单元105计算重发分组的发送功率。
在ST211中，发送功率控制单元106以在ST210中计算出的发送功率，对重发分组进行功率控制。由此，能够将重发分组控制为可得到期望的接收质量的最低限度的发送功率，从而能够减轻对其它用户的干扰，提高整个系统的吞吐量。然后，在ST212中，将映射了系统位的重发分组，从无线单元107发送到接收装置。
在ST213中，接收装置接收由发送装置发送的重发分组，对接收到的重发分组和已经接收的初次发送分组进行分组合成，并且对合成分组进行解码。这样，通过将在进行纠错编码时重要的系统位的接收质量确保为期望的接收质量，能够得到分组合成后的编码增益，从而能够提高接收性能。
如上所述，根据实施方式1，由于通过对初次发送分组映射奇偶校验位而发送，并且基于由接收端反馈的初次发送分组的接收质量信息，控制映射系统位的重发分组的发送功率，由此能够以根据传播环境的发送功率发送系统位，所以能够提高系统位的接收质量，从而能够改善分组合成后的接收性能。另外，能够将系统位的发送功率控制为可得到期望的接收质量的最低限度的发送功率，从而能够减轻对其它用户的干扰，提高整个系统的吞吐量。
另外，虽然在本实施方式中说明了IR参数控制单元101对初次发送分组映射奇偶校验位的情形，但是也可以对初次发送分组同时分配系统位和奇偶校验位。由此，如果传播环境良好，则能够仅通过初次发送分组进行解码而无需进行重发。
另外，虽然在本实施方式中说明了发送功率计算单元105预先设定有初次发送分组的发送功率的情形，但是也可以将该设定值设定得较低(第一发送功率)，并且将重发分组的发送功率设定得高于第一发送功率。由此，将第一发送功率抑制得较低，能够降低对其它用户的干扰，从而能够提高整个系统的吞吐量。
另外，虽然在本实施方式中作为在发送功率计算单元105中的计算方法说明了式(1)所示的方法，但是在初次发送分组的接收质量恶化到规定的阈值以下的情况下，也可以对重发分组的发送功率加上规定量的偏移。也就是说，如果设偏移为Poffset，则可由以下的式(2)表示。
P2＝P1×(SIRtarget/SIRmeasurement)×Poffset  …(2)
由此，能够更正确地重发系统位，即使在初次发送分组的接收质量大幅恶化的情况下，也能够改善分组合成后的接收性能。
另外，也可以在由发送功率计算单元105计算出的重发分组的发送功率超过发送装置能够发送的最大功率的情况下，发送功率计算单元105指示发送功率控制单元106以最大功率重发，并且通过未图示的信号线对编码单元102指示传输速率(数据大小和纠错编码率等)，以便加强容错性。
由此，即使超过发送装置能够发送的发送功率的最大值的情况下，也能够改善分组合成后的接收性能。
另外，虽然在本实施方式中说明了在接收装置中进行接收到的初次发送分组的CRC判定和NACK信号发送的情形，但是由于以主要将奇偶校验位映射到初次发送分组为前提，因此，在接收装置中的初次发送分组的CRC判定中会判定为有差错，所以也可以删除CRC判定和NACK信号发送的处理。由此能够削减接收装置中的处理。
(实施方式2)
在实施方式1中说明了作为接收质量信息使用接收SIR的情形，而在本发明的实施方式2中，对使用TPC(Transmission Power Control：发送功率控制)命令的情形进行说明，所述TPC命令为接收端基于接收SIR和目标SIR之间的大小比较，指示发送端增加或减小发送功率的命令。
图4是表示本发明的实施方式2的发送装置的结构的图。但是，对图4中与图2共通的部分附加与图2相同的标号，并且省略其详细说明。图4中与图2的不同之处在于，删除了目标值设定单元104，追加了TPC误差估计单元301，以及将发送功率计算单元105变更为发送功率计算单元302。
在图4中，TPC误差估计单元301获取在发送分组的接收时间内由接收端发送的TPC命令，使用所获取的TPC命令，估计与发送分组的目标SIR之间的发送功率误差(TPC误差)，并且将估计出的TPC误差输出到发送功率计算单元302。
作为TPC误差的估计方法，如果TPC命令的Up(增加)越多，则估计为TPC误差在相对目标SIR的负向上越大，如果TPC命令的Down(减少)越多，则估计为TPC误差在相对目标SIR的正向上越大，而如果Up与Down为相同比例，则估计TPC误差为0。例如，如果使用发送功率控制的步长，则可由以下的式(3)表示。
TPC误差＝(Up的总数-Down的总数)×步长  …(3)
这里，在图5中表示在发送分组的接收时间内由接收端发送的TPC命令的具体例子。在图5中，纵轴为SIR[dB]，横轴为时间。而且，以虚线表示接收SIR，并且以实线表示目标SIR。此时，作为在各个发送功率控制定时的接收SIR与目标SIR的大小比较的结果，在时间0和时间4，由于接收SIR大于目标SIR，所以TPC命令为Down，而在时间1至3和时间5，由于接收SIR小于目标SIR，所以TPC命令为Up，其结果Up的总数为4，而且Down的总数为2。如果设步长为1dB，由上式(3)，TPC误差为2dB。这里，由于Up的总数多于Down的总数，TPC误差表示相对目标SIR的负向，在图5中以点划线表示估计SIR。
这里，通过使接收端对TPC命令和其可靠度信息一并进行发送，并且在式(3)的TPC误差计算中不使用可靠度较低的TPC命令，能够进一步提高TPC误差的精度。另外，可靠度信息为表示TPC命令的可靠度和似然性的信息，例如，在由接收端测定出的SIR与目标SIR之间的差小于规定的阈值的情况下降低可靠度，而在大于规定的阈值的情况下提高可靠度。
发送功率计算单元302基于从TPC误差估计单元301输出的TPC误差，计算映射系统位的重发分组的发送功率。作为发送功率的计算方法，如果设初次发送分组的发送功率为P1，重发分组的发送功率为P2，则可由以下的式(4)表示。
P2＝P1×TPC误差  …(4)
另外，在考虑根据重发次数的编码增益计算重发分组的发送功率的情况下，如果设满足期望接收质量的所需SIR的相对于前一次发送时的变化量为ΔSIRtarget，则可由以下的式(5)表示。
P2＝P1×TPC误差×ΔSIRtarget  …(5)
如上所述，根据实施方式2，基于用于发送功率控制的TPC命令控制映射系统位的重发分组的发送功率，能够校正发送功率控制误差，同时能够进行根据传播环境的发送功率控制。另外，通过作为接收质量信息挪用原有的TPC命令，由于无需重新追加控制信息，所以能够提高数据的传输效率。
(实施方式3)
在实施方式1和实施方式2中，说明了对作为映射系统位和奇偶校验位的发送单位使用分组的情形，而在本发明的实施方式3中，说明作为映射系统位和奇偶校验位的发送单位使用帧的情形。另外，对于将系统位和奇偶校验位映射到帧，并且在接收端连结多个帧而进行纠错解码的方式，称为“Concatenate TTI(Concatenate Transmission Time Interval：连结传输时间间隔)”。
由于本发明的实施方式3的发送装置的结构，在图2所示的结构中只有将系统位和奇偶校验位映射到帧的一点不同，所以援用图2进行说明。
这里，对所述发送装置与该发送装置的通信对方的接收装置的通信步骤，使用图6进行说明。图6中，在ST501中，IR参数控制单元101控制编码单元102，以使其对初次发送帧#1映射奇偶校验位，而且发送功率控制单元106将初次发送帧#1的发送功率控制为发送功率计算单元105中预先设定的发送功率。在ST502中，将映射了奇偶校验位的初次发送帧#1从无线单元107发送到接收装置。
在ST503中，接收装置接收由发送装置发送的初次发送帧#1，并且对接收到的初次发送帧#1的接收质量进行测定。在ST504中，将接收质量信息反馈给发送装置。
在ST505中，接收由接收装置反馈的接收质量信息，在ST506中，IR参数控制单元101控制编码单元102，以使其对第二次发送帧#2映射系统位。
在ST507中，使用在ST505中接收到的接收质量信息，发送功率计算单元105计算第二次发送帧#2的发送功率，在ST508中，发送功率控制单元106以在ST507中计算出的发送功率进行第二次发送帧#2的功率控制。在ST509中，将映射了系统位的第二次发送帧#2从无线单元107发送到接收装置。
在ST510中，接收装置接收由发送装置发送的第二次发送帧#2，将接收到的第二次发送帧#2和已经接收的初次发送帧#1连结，并且对连结后的帧进行解码。
如上所述，根据实施方式3，由于通过对初次发送帧映射奇偶校验位而发送，并且基于由接收端反馈的初次发送帧的接收质量信息，控制映射系统位的第二次发送帧的发送功率，能够以根据传播环境的发送功率发送系统位，所以能够提高系统位的接收质量，从而能够改善分组合成后的接收性能。另外，能够将系统位的发送功率控制为可得到期望的接收质量的最低限度的发送功率，从而能够减轻对其它用户的干扰，提高整个系统的吞吐量。
另外，虽然在上述的各个实施方式中说明了控制映射了系统位的重发分组或第二次发送帧的发送功率的情形，但是本发明并不限于此，也可以控制在第二次以后发送的重发分组或发送帧的发送功率。由此，例如在QoS(Quality of Service：服务质量)所允许的最大重发次数进行重发的情况等，以希望使接收端判定为无差错的定时提高重发分组或发送帧的接收质量。
另外，虽然这里以由硬件构成本发明的情况为例进行了说明，但是本发明也可以由软件实现。
另外，在上述各个实施方式的说明中所使用的各功能块典型地通过集成电路的LSI(大规模集成电路)来实现。这些既可以单独地实行单芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而实行单芯片化。另外，每个功能块在此虽然称作LSI，但是根据集成度的不同，有时也称为IC(集成电路)、系统LSI、超级LSI(Super LSI)、或超大LSI(Ultra LSI)等。
另外，集成电路化的方法不只限于LSI，也可以使用专用电路或通用处理器来实现。也可以利用能够在LSI制造后编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)，或可以利用可对LSI内部的电路单元的连接或设定进行重新配置的可重构处理器(Reconfigurable Processor)。
再者，如果由半导体技术的进步或者派生的其他技术，出现取代LSI的集成电路化的技术，当然也可以利用该技术来实现功能块的集成化。也有适用生物技术等的可能性。
本说明书基于2005年10月11日提交的日本专利申请特愿2005-296752号。其内容全部包含于此。
工业实用性
本发明的发送装置及发送方法，能够提高系统位的接收质量，降低重发次数，并且改善吞吐量性能，例如可以适用于Hybrid-ARQ的IR方式。

Claims (9)

1、一种发送装置，具有：
编码单元，对发送数据进行编码处理，产生系统位和奇偶校验位；
IR参数控制单元，控制将所述系统位和所述奇偶校验位映射到发送单位的比例即IR参数，并且控制所述编码单元，以使其将奇偶校验位映射到第一发送单位，将系统位映射到在所述第一发送单位之后被发送的第二发送单位；以及
发送功率控制单元，基于由接收端反馈的所述第一发送单位的接收质量信息，控制所述第二发送单位的发送功率。
2、如权利要求1所述的发送装置，其中，所述IR参数控制单元控制为对所述第一发送单位同时映射奇偶校验位和系统位。
3、如权利要求1所述的发送装置，其中，所述发送功率控制单元进行控制，以使所述第一发送单位的发送功率低于所述第二发送单位的发送功率。
4、如权利要求1所述的发送装置，其中，在由接收端反馈的所述第一发送单位的接收质量信息为规定值以下的情况下，所述发送功率控制单元对所述第二发送单位的发送功率设置偏移。
5、如权利要求1所述的发送装置，其中，在作为所述第二发送单位的发送功率控制的结果，所述发送功率超过最大发送功率的情况下，所述发送功率控制单元将所述第二发送单位的发送功率控制为所述最大发送功率。
6、如权利要求1所述的发送装置，其中，所述发送功率控制单元作为所述接收质量信息使用TPC命令，基于在规定的期间内的由TPC命令指示增加发送功率的Up的总数以及由TPC命令指示减小发送功率的Down的总数，控制所述第二发送单位的发送功率。
7、如权利要求6所述的发送装置，其中，在获取TPC命令的可靠度信息的情况下，所述发送功率控制单元基于所述可靠度信息，判定在所述第二发送单位的发送功率的控制中是否使用TPC命令。
8、如权利要求1所述的发送装置，其中，所述发送单位为分组或Concatenate TTI方式的帧。
9、一种发送方法，具有：
IR参数控制步骤，控制将系统位和奇偶校验位映射到发送单位的比例即IR参数，并且控制为，将奇偶校验位映射到第一发送单位，将系统位映射到在所述第一发送单位之后被发送的第二发送单位；以及
发送功率控制步骤，基于由接收端反馈的所述第一发送单位的接收质量信息，控制所述第二发送单位的发送功率。
CNA2006800371908A 2005-10-11 2006-10-03 发送装置及发送方法 Pending CN101283537A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005296752 2005-10-11
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