CN101433111A - 导频信号发送方法、无线通信系统、用于它们的装置及程序 - Google Patents

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Abstract

小区越大，越使用频率轴方向的导频密度高的导频模式，以提高频率选择性衰落变动大时的信道估计精度。另一方面，在小区小时使用频率轴方向的导频密度低的导频模式。另外，各基站将其正在使用的导频模式作为报知信号向小区内的移动台站发送。

Description

导频信号发送方法、无线通信系统、用于它们的装置及程序
技术领域
本发明涉及从基站发送导频信号的发送技术，尤其涉及导频信号发送方法、无线通信系统、用于它们的装置及程序。
背景技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)的频率使用效率好于通常的调制方法，并且对在移动通信系统中成为问题的频率选择性衰落的抵抗性较强，因此近年来备受关注，并被实际应用于2.5MHz频带和5.2MHz频带的无线LAN系统中。此外，也正计划引入到3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)中正在研究的Evolved UTRA(E—UTRA)中的下行线路中(例如，非专利文献1)。
在OFDM中将发送频带分为多个子载波，并通过每个子载波来传输信息符号。因此，如图1所示，在利用OFDM的传输方式中，在频率轴方向以及时间轴方向的二维方向上复用信息符号。
另一方面，在多路径衰落通道中由于延迟波而发生衰落。衰落使得接收波的时间特性以及频率特性两者都发生变动。对时间特性的影响由移动台站的移动速度决定，移动速度越快，衰落变动速度也就越快。此外，对频率特性的影响由表示延迟时间的扩大的延迟扩展决定，延迟扩展越大，相关频带宽度就越小。这里，相关频带宽度是表现频率选择性衰落的基本参数，指频率特性的相关大于等于预定值的最小频率宽度。因此，相关频带宽度变小意味着在相同带宽内由衰落引起的频率特性的变动大。
当衰落变动周期相对于信息符号的采样周期较短时，信号波的相位以及振幅会因为衰落变动而发生变动，因此难以正确地判断信息符号。为了解决这样的问题，需要将相位以及振幅的基准点与信息符号一起发送。因此，与数据一起发送已知的信号序列，从而向接收侧传输作为相位以及振幅基准的信号。将这种已知的信号序列称为导频信号。在接收侧，使用从导频信号中得到的相位和振幅的基准点来估计并修正其他符号中的相位和振幅变动，由此来解调信号。通常，将通信通道中的振幅以及相位的变动特性称为信道特性，将基于导频信号的信道特性估计称为信道估计。
如上所述，衰落使得接收波频率以及时间特性两者都发生变动，并且在OFDM中，在频率以及时间轴这两个方向上复用信息符号。因此，在OFDM中，通常在频率以及时间轴这两个方向上复用导频信号。在3GPP的E—UTRA中，论证了作为单位发送时间的子帧内的导频信号的复用方法，并可举出以下的候选方法，即：如图2所示的只在1个子帧内的1个OFDM符号中复用导频信号的方法；以及如图3所示的在1个子帧内的许多OFDM符号中复用导频信号的方法。
非专利文献1：3GPP TR25.814 v0.5.0(2005—11)3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Physical Layer Aspects for Evolved UTRA(Release 7)。
发明内容
如上所述，导频信号是已知的信号序列，不能传输数据信号。因此，从无线资源使用效率的角度来说，导频信号是开销部分，因此希望只发送将信道估计精度保持在期望质量的必要最小限度的导频信号。从而，通常在下行线路中发送由小区内所有移动台站共用的共用导频信号，由此来节约导频信号所使用的无线资源的比例。
但是，如上所述，在时间轴方向以及频率轴方向这两个方向上都存在由衰落引起的信道变动，并根据每个移动台站的移动速度(多普勒速度)或小区环境(延迟扩展)，变动程度(pitch)有所不同。即存在如下问题：保证期望的信道估计精度所需的最优的导频信号的复用方法和信号密度根据每个移动台站或小区环境而不同。
此外，如图2所示，通过对从各子帧的导频信号算出的信道估计与从下一个子帧的导频信号算出的信道估计进行内插值补偿，可获得考虑了子帧内的时间变动的信道估计结果，并可基于该信道估计结果来解调数据符号。但是，如图11所示，当不同的信道以子帧为单位被时分复用时，有时移动台站无法接收到连续的子帧。作为一个例子，下面考虑向个别移动台站发送数据的单播信道和向多个移动台站发送数据的多播信道以子帧为单位进行时分复用的情况。在此情况下，由于多播信道向小区内不特定的移动台站进行发送，因此使用能够从相邻的基站同时进行接收从而在小区边缘也可获得期望质量的软切换的可能性高。为了实现所述软切换，需设定即便基站间的发送定时不完全同步也能够接收的帧结构，可以假定与单播信道的帧结构有所不同。从而，正接收单播信道的移动台站有时无法接收到多播信道，不可能进行上述那样的利用下一个子帧的导频信号的信道估计，因此存在信道估计精度变差的问题。
此外，在OFDM中，由于邻接小区的干扰，其特性会显著变差，但是导频信号通常会以在位于小区边端的移动台站也能够以足够的质量接收的较大的功率发送。从而，在相邻小区的发送定时彼此以某种程度同步的系统中，由于相邻的基站彼此以相同的定时在相同的子载波上以较大的功率发送导频信号，因此存在在位于小区边端的移动台站中邻接小区的导频信号会造成很大的干扰从而信道估计变差的问题。
本发明的目的在于，提供一种解决上述问题的导频信号发送方法、无线通信系统、以及用于这些方法和系统中的装置和程序。
解决上述问题的第一发明是一种导频信号发送方法，其特征在于，包括以下步骤：基站基于包含在预定的候选信号模式中的模式，向1个以上的移动台站发送共用导频信号；所述移动台站识别由所述基站发送的共用导频信号的模式；以及所述移动台站基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号。
解决上述问题的第二发明在上述第一发明中具有以下特征：根据所述基站的小区环境来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第三发明在上述第一或第二发明中具有以下特征：根据所述基站的小区的延迟扩展来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第四发明在上述第三发明中具有以下特征：根据所述基站的小区大小来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第五发明在上述第一至第四发明中的任一发明中具有以下特征：根据存在于所述基站的小区内的移动台站的速度来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第六发明在上述第一至第五发明中的任一发明中具有以下特征：根据由所述基站发送的信道的类型来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第七发明在上述第一至第六发明中的任一发明中具有以下特征：根据由与所述基站邻接的基站发送的共用导频信号的模式来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第八发明在上述第一至第七发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是规定在预定的发送频率中单位发送时间内所复用的导频符号数目的信息。
解决上述问题的第九发明在上述第一至第八发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是规定在预定的发送定时中单位发送频率内所复用的导频符号数目的信息。
解决上述问题的第十发明在上述第一至第九发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是在基于正交频分复用(OFDM)方式的无线通信系统中预定单位发送时间以及频率栅格内所复用的导频符号的模式。
解决上述问题的第十一发明在上述第一至第十发明中的任一发明中具有以下特征：所述基站通过下行线路信道向移动台站通知与所述发送的共用导频信号的模式相关的信息。
解决上述问题的第十二发明在上述第十一发明中具有以下特征：所述下行线路信道是向存在于所述基站的小区内的移动台站发送的报知信道。
解决上述问题的第十三发明在上述第十一或第十二发明中具有以下特征：所述候选信号模式中包含所述移动台站已知的基准模式，并且所述移动台站在取得与由所述基站发送的共用导频信号的模式相关的信息之前，基于所述基准模式来接收共用导频信号。
解决上述问题的第十四发明在上述第十三发明中具有以下特征：所述基准模式是基于所述候选模式的所有模式共同含有的符号位置的模式。
解决上述问题的第十五发明在上述第一至第十四发明中的任一发明中具有以下特征：所述移动台站基于与所述候选信号模式相关的信息以及来自所述基站的接收信号，识别所述基站所发送的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第十六发明在上述第十五发明中具有以下特征：所述基站使得复用于与没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号和基于所述没有使用的信号模式的导频信号序列之间的相关变低。
解决上述问题的第十七发明在上述第十六发明中具有以下特征：所述基站对复用于与所述没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号乘以所述移动台站已知的位序列后进行发送。
解决上述问题的第十八发明是一种无线通信系统，其特征在于，包括：基站，具有导频信号发送单元，该导频信号发送单元基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号；以及移动台站，具有识别由所述基站发送的共用导频信号的模式的识别单元、以及基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号的共用导频信号接收单元。
解决上述问题的第十九发明在上述第十八发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据基站的小区环境来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十发明在上述第十八或第十九发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据基站的小区的延迟扩展来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十一发明在上述第二十发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据所述基站的小区大小来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十二发明在上述第十八至第二十一发明中的任一发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据存在于所述基站的小区内的移动台站的速度来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十三发明在上述第十八至第二十二发明中的任一发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据由所述基站发送的信道的类型来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十四发明在上述第十八至第二十三发明中的任一发明中具有以下特征：所述导频信号发送单元根据由与所述基站邻接的基站发送的共用导频信号的模式来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第二十五发明在上述第十八至第二十四发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是规定在预定的发送频率中单位发送时间内所复用的导频符号数目的信息。
解决上述问题的第二十六发明在上述第十八至第二十五发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是规定在预定的发送定时中单位发送频率内所复用的导频符号数目的信息。
解决上述问题的第二十七发明在上述第十八至第二十六发明中的任一发明中具有以下特征：所述信号模式是在基于正交频分复用(OFDM)方式的无线通信系统中预定单位发送时间以及频率栅格内所复用的导频符号的模式。
解决上述问题的第二十八发明在上述第十八至第二十七发明中的任一发明中具有以下特征：所述基站包括通过下行线路信道向移动台站通知与所述发送的共用导频信号的模式相关的信息的单元。
解决上述问题的第二十九发明在上述第二十八发明中具有以下特征：所述下行线路信道是向存在于所述基站的小区内的移动台站发送的报知信道。
解决上述问题的第三十发明在上述第二十八或第二十九发明中具有以下特征：所述候选信号模式中包含所述移动台站已知的基准模式，所述移动台站的共用导频信号接收单元在取得与由所述基站发送的共用导频信号的模式相关的信息之前，基于所述基准模式来接收共用导频信号。
解决上述问题的第三十一发明在上述第三十发明中具有以下特征：所述基准模式是基于所述候选模式的所有模式共同含有的符号位置的模式。
解决上述问题的第三十二发明在上述第十八至第三十一发明中的任一发明中具有以下特征：所述移动台站的识别单元基于与所述候选信号模式相关的信息以及来自所述基站的接收信号，识别所述基站所发送的共用导频信号的模式。
解决上述问题的第三十三发明在上述第三十二发明中具有以下特征：所述基站的所述导频信号发送单元使得复用于与没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号和基于所述没有使用的信号模式的导频信号序列之间的相关变低。
解决上述问题的第三十四发明在上述第三十二或第三十三发明中具有以下特征：所述基站的所述导频信号发送单元对复用于与所述没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号乘以所述移动台站已知的位序列后进行发送。
解决上述问题的第三十五发明是一种无线系统中的基站，其特征在于，所述无线系统中的移动台站识别由基站发送的共用导频信号的模式，并基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号，所述基站包括基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号的单元。
解决上述问题的第三十六发明是一种无线系统中的基站的程序，其特征在于，所述无线系统中的移动台站识别由基站发送的共用导频信号的模式，并基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号，所述程序使得基站执行基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号的处理。
解决上述问题的第三十七发明是一种无线系统中的移动台站的程序，其特征在于，所述无线系统中的基站基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号，所述程序使得基站执行识别由基站发送的共用导频信号的模式的处理、以及基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号的处理。
发明效果
根据本发明，可根据基站的小区环境来发送确保期望的信道估计精度所需的最低限度的共用导频信号，从而能够提高通信质量并削减开销，能够提高用户吞吐量以及系统吞吐量。
此外，根据本发明，可根据小区环境或所提高的服务等来使用适于各基站的共用导频信号的导频模式，从而能够提高信道估计精度并提高无线资源的使用效率。因此，可获得改善系统以及用户吞吐量的效果。
而且，根据本发明，可在相邻的小区之前使用不同的导频模式，从而可降低在相邻的小区之间由于导频符号彼此发生冲突而引发的干扰，可获得提高信道估计精度并改善系统以及用户吞吐量的效果。
附图说明
图1是OFDM调制方式的概念图的说明图；
图2是示出导频信号模式的一个示例的图；
图3是示出导频信号模式的一个示例的图；
图4是实施例1中的系统结构的说明图；
图5是在实施例1中使用的导频信号模式的说明图；
图6是在实施例1中使用的基站的结构的说明图；
图7是在实施例1中使用的移动台站的结构的说明图；
图8是在实施例1中使用的移动台站的动作流程的说明图；
图9是信道估计方法的一个示例的说明图；
图10是在实施例2中使用的导频信号模式的说明图；
图11是对由实施例3中的基站发送的信道进行说明的图；
图12是在实施例4中使用的导频信号模式的说明图；
图13是在实施例4中使用的移动台站的结构的说明图。
符号说明
401、402  基站
411、413  移动台站
421、422  小区
601       存储器
602       导频信号生成部
603       报知信号生成部
604　　　 编码部
605 　　　调制部
607 　　　发送处理部
701 　　　接收处理部
702 　　　信号分离部
703　　　 信道估计部
704 　　　解调部
705　　　 解码部
具体实施方式
本发明的特点在于以下几点：(1)使得能够根据基站的小区环境来设定不同的共用导频信号的模式(以下称为导频模式)；(2)使得小区内的移动台站能够识别基站正在使用的导频模式。在本发明中，如下所述提供实现这些特点的多种方法，但特点(1)和特点(2)的实现方法可以以任意的组合使用，而且对于同一特点的实现方法，也可以组合多种该实现方法来使用。
(1)根据基站的小区环境来设定不同的导频模式的方法如下所述。
(i)基于小区的延迟扩展来设定。
(ii)基于移动台站的平均速度来设定。
(iii)基于时分复用的信道的类型来设定。
(iv)基于由邻接的基站发送的导频模式来设定。
(2)在移动台站中识别基站正在使用的导频模式的方法如下所述。
(i)基站将导频模式作为报告信号通知给小区内不特定的移动台站。
(ii)由移动台站自主(blind)地进行判定。
下面，对这些各种实现方法的组合进行详细的说明。
实施例1
在实施例1中，对(1)—(i)基于小区的延迟扩展来设定导频模式、并且(2)—(i)基站将导频模式作为报告信号通知给小区内不特定的移动台站的情况进行说明。
如在背景技术中说明的那样，由频率选择性衰落引起的变动根据多路径的延迟扩展而不同，延迟扩展越大，相关频带宽度就越小。相关频带宽度小意味着在相同的频带内频率特性变动大，因此需要在频率轴方向上稠密地复用导频信号来提高信道估计精度。另一方面，当相关频带宽度大时，频率特性变动小，因此在频率轴方向上复用的导频信号可以少。通常，在单位发送时间以及频率(以下称为子帧)内复用了多个导频信号，此外，基于各导频信号进行信道估计，并在导频信号不存在的时间或频率区间内通过内插值补偿来进行信道估计。
此外，延迟扩展是表示延迟波的延迟时间扩大的指标，通常来说，小区大小越大，延迟扩展就越有变大的倾向。因此，在本实施例中，根据小区的大小来变更导频模式。具体地说，越是大的小区，越是使用频率轴方向上的导频密度大的导频模式，以提高频率选择性衰落变动大时的信道估计精度。另一方面，在小的小区中使用频率轴方向上的导频密度小的导频模式，以降低由导频信号造成的开销，提高无线资源使用效率。
此外，导频信号作为估计信道变动的基准信号来使用，因此移动台站需要已知导频模式。因此，在本实施例中假定各基站将正在使用的导频模式作为报知信号发送给小区内的移动台站。
[系统结构]
图4是在本实施例中使用的系统结构的说明图。
本实施例中的系统包括：基站401、402；作为各基站的收发覆盖区域的小区421、422；以及与各基站进行信号收发的移动台站411～413。基站401、402利用OFDM发送作为对小区内的移动台站通用的信号的、报知信号和共用导频信号。此外，还接收发送作为各移动台站的专用信号的数据。如图4所示，小区421所覆盖的区域半径比小区422所覆盖的区域半径大，因此所发送的共用导频信号的信号模式分别不同。
图5是在本实施例中使用的导频模式的说明图。
模式501是由基站401发送的导频模式，模式502是由基站402发送的导频模式。此外，黑或斜线的部分表示导频信号，斜线部分是在两个导频模式中都复用了导频信号的基准导频位置。以下，只将基准导频位置的模式称为基准导频模式。基准导频模式是预先规定并且在所有移动台站中都已知的。从而，移动台站在开始接收来自新基站的信号时，首先使用复用在基准导频模式中的导频信号进行信道估计，并接收报知信号。由于报知信号中包含有与本基站所使用的导频模式相关的信息，因此移动台站在取得该导频模式信息之后，可使用本基站所发送的所有导频信号来进行信道估计。基站401由于小区半径大，因此可推测延迟扩展大，从而使用频率轴方向的导频信号复用率高的模式501。另一方面，基站402由于小区半径小，因此可推测延迟扩展小，从而，使用频率轴方向的导频信号复用率低的模式502。这里，假定这些导频模式是在建基站之前基于小区大小而预先设定好的。
[基站]
图6是在本实施例中使用的基站的结构的说明图。
本实施例中的基站包括：存储器601，其记录基站的设定信息；导频信号生成部602；报知信号生成部603，其通知系统信息等；编码部604，其对报知信号进行编码；调制部605，其对编码后的报知信号或导频信号进行调制；以及发送处理部607，其进行将调制后的信号FFT变换后映射到子载波上等发送所需的处理并进行发送。这里只示出了本发明所必须的构成部分，并省略了其他一般的基站构成部分。
存储器中记录了基站的系统设定信息，而且还记录了与基于所假想的基站的小区大小等来确定的导频模式相关的信息。该导频模式信息被通知给导频信号生成部602，同时也被通知给报知信号生成部603。导频信号生成部602生成通知而来的导频模式的导频信号，并将该导频信号送给调制部605。此外，报知信号生成部603将导频模式信息包含到系统信息中来生成控制信号，并将该控制信号送给编码部604。
[移动台站]
图7是在本实施例中使用的移动台站的结构的说明图。
本实施例中的移动台站包括：接收处理部701，其以预定的定时接收预定频带的信号；信号分离部702，其从接收的信号中分离出导频信号部；信道估计部703，其根据分离的导频信号进行信道估计；解调部704，其根据接收信号和信道估计值进行解调；以及解码部705。这里只示出了本发明所必须的构成部分，并省略了其他一般的移动台站构成部分。
当接收新基站的信号时，信号分离部702基于存储在没有图示的存储器中的基准导频模式信息，只分离出复用于与基准导频模式信息相当的符号上的信号，并将分离出的信号送给信道估计部703。然后，使用所述信道估计来接收并解码报知信号，取得正在使用的基站所使用的导频模式信息。所取得的导频模式信息被通知给信号分离部702以及信道估计部703，信号分离部702基于通知而来的导频模式将与导频信号相当的部分的信号送给信道估计部703。信道估计部703基于通知而来的导频模式进行信道估计，并送给解调部705。
图8是在本实施例中使用的移动台站按照每个子帧所进行的接收动作流程的说明图。
移动台站在尚未取得基站的导频模式信息时(801：“否”)，在信号分离部702以及信道估计部703中基于基准导频模式进行导频信号分离以及信道估计(802)，在解调部704中使用该信道估计对报知信号等接收信号进行解调，在解码部704中进行解码，从而取得信息(803)。另一方面，当移动台站已取得基站的导频模式信息时(801：“是”)，信号分离部702以及信道估计部703基于基站所使用的导频模式进行信道估计(806)，解调部705使用该信道估计对接收信号进行解调并在解码部中进行解码(803)。而且，在尚未取得基站的导频模式信息时(804：“否”)，提取包含在解码的报知信号中的导频模式信息，并将该导频模式信息送给信号分离部以及信道估计部703(805)。
在本实施例中对于信道估计的详细方法不进行限定，例如可以以图9所示的方法来进行信道估计。
当假定导频符号以QPSK调制中的(1，1)被发送时，移动台站接收在该导频符号上施加由衰落变动而引起的相位旋转α之后的导频符号。因此，移动台站中的信道估计部求接收导频符号的复共轭，并通过在此基础上旋转导频符号的量(1，1)的相位来算出衰落变动量(—α)。并且，通过将该衰落变动量(—α)作为信道估计结果乘到其他接收符号上，可修正由衰落变动引起的相位旋转。其中，在OFDM传输中发送导频符号和其他的数据符号的时间/频率是不同的，并且信道特性通常根据时间/频率而发生变动。因此，在计算子帧内各导频符号中的信道估计之后，在各个频率轴以及时间轴上的相邻的导频符号之间进行内插值补偿，以计算导频符号以外的符号中的信道估计，由此与不进行内插值补偿而只使用单独的信道估计值的情况相比能够改善信道估计精度。
如上所述，在本实施例中，根据各基站的小区大小来确定要使用的导频模式。然后，通过将各基站正在使用的导频模式作为报知信号通知给移动台站，使得移动台站基于基站正在使用的导频模式来进行信道估计。此时，在可推测小区大小大从而延迟扩展大的基站中，为了降低频率选择性衰落的影响，使用频率轴方向上的导频符号密度高的导频模式，以提高信道估计精度。另一方面，在可推测小区大小小从而延迟扩展小的基站中，使用频率轴方向上的导频符号密度低的导频模式，以降低开销来提高无线资源的使用效率。其结果是，各基站根据小区环境而使用最佳的导频模式，可提高系统以及用户吞吐量。
实施例2
实施例2与实施例1的不同点在于(1)—(ii)基于移动台站的平均速度来设定导频模式，而其他与实施例1相同。
如在背景技术中说明的那样，衰落的时间变动根据移动台站的移动速度而不同，移动速度越快，衰落的变动程度就越快。即表示单位时间内的信道变动大，因此需要在时间轴方向上稠密地复用导频信号，以提高信道估计精度。另一方面，当衰落变动程度慢时，表示单位时间内的信道变动小，因此在频率轴方向上复用的导频信号可以少，并且导频信号不存在的区间可通过内插值补偿来进行信道估计。
因此，在本实施例中，根据小区内的移动台站的平均速度来确定导频模式。具体地说，小区内的移动台站的平均速度越快，就越是使用时间轴方向上的导频密度高的导频模式，以提高信道估计精度。另一方面，在平均速度小的小区中使用时间轴方向上的导频密度低的导频模式，以降低由导频信号造成的开销，提高无线资源使用效率。
此外，与实施例1一样，假定将与各基站正在使用的导频模式相关的信息作为报知信息通知给小区内的移动台站，并且移动台站在取得导频模式信息之前使用基准导频模式来进行信道估计。
[系统结构]
实施例2中的系统结构与实施例1中的系统结构相同，因此省略说明。其中，各基站的小区大小既可以如图4那样不同，也可以相同。此外，在实施例2的系统中，假定各小区内的移动台站的平均速度不同。例如，假定在图4的基站401的小区421内，存在线路或道路，高速移动的移动台站所占的比例高，而在基站402的小区422内，存在建筑物或步行者专用的小巷等，低速移动的移动台站所占的比例高。
图10是在本实施例中使用的导频模式的说明图。
模式1001是由基站401发送的导频模式，模式1002是由基站402发送的导频模式。此外，黑或斜线的部分表示导频信号，斜线部分是在两个导频模式中都复用了导频信号的基准导频模式。移动台站在开始接收来自新基站的信号时，首先使用复用在基准导频模式中的导频信号进行信道估计，并接收报知信号。由于报知信号中包含有与基站所使用的导频模式相关的信息，因此移动台站在取得该信息之后，可使用基站所发送的所有导频信号来进行信道估计。
在基站401的小区中高速移动的移动台站的比例高，因此使用时间轴方向上的导频信号复用率高的模式1001，在基站402的小区中低速移动的移动台站的比例高，因此使用时间轴方向上的导频信号复用率低的模式1002。此时，导频模式的确定既可以在建基站之前由运行者预先根据小区内的环境来设定好，也可以在开始运行之后基于移动台站通过小区的平均时间或移动台站的导频信号的信道估计变动等观测结果来推测小区内的移动台站的平均速度，并切换为合适的导频模式。在以后的说明中，对在开始运行之前根据小区环境来预先确定要使用的导频模式的情况进行说明。
[基站]
实施例2中的基站的结构与实施例1中的基站的结构相同。其中，在基站中使用的导频模式是根据小区内的移动台站的平均速度或者与平均速度相关的环境因素(地理条件)而预先设定的，并且作为导频模式信息被记录在存储器中。导频信号生成部生成基于所设定的导频模式的导频信号，报知信号生成部生成用来通知所使用的导频模式信息的报知信息并发送给每个移动台站。
[移动台站]
实施例2中的移动台站的结构以及动作流程与实施例1中的移动台站相同。就是说，当尚未取得基站的导频模式信息时，基于基准导频模式来进行信道估计，在接收报知信号并取得导频模式信息之后，基于基站所发送的导频模式来进行信道估计。
如上所述，本实施例基于存在于各基站的小区内的移动台站的平均速度来确定要使用的导频模式。而且，通过各基站向移动台站通知其所使用的导频模式信息，可使移动台站基于基站所发送的导频模式来进行信道估计。此时，在可推测小区内存在的移动台站的平均速度快的基站中，为了降低衰落变动的影响，使用时间轴方向上的导频符号密度高的导频模式，以提高信道估计精度。另一方面，在可推测小区内存在的移动台站的平均速度慢的基站中，使用时间轴方向上的导频符号密度低的导频模式，以降低开销来提高无线资源的使用效率。其结果是，各基站根据小区环境而使用最佳的导频模式，可提高系统以及用户吞吐量。
实施例3
实施例3与实施例1的不同点在于(1)—(iii)基于时分复用的信道的类型来设定导频模式，而其他与实施例1相同。
如在本发明要解决的问题中说明的那样，当不同的信道以子帧为单位被时分复用、并且移动台站无法接收到连续的子帧时，有时无法利用下一个子帧的导频信号进行信道估计，从而解调性能变差。
因此，在本实施例中根据各基站时分复用的信道的类型来确定导频模式。具体地说，当在相同的频带中时分复用具有不同的子帧结构的信道时，使用时间轴方向上的导频密度高的导频模式，并只使用子帧内的导频信号进行信道估计的内插值补偿。另一方面，当在相同的频带中对具有不同的子帧结构的信道不进行时分复用时，使用时间轴方向上的导频密度低的导频模式，并使用下一个子帧的导频信号进行信道估计的内插值补偿。由此，能够提高与通过时分复用不同信道来进行发送的基站连接的移动台站中的信道估计精度，并且在对不同的信道不进行时分复用的基站中能够降低下行线路的开销，提高无线资源使用效率，从而能够改善系统吞吐量以及用户吞吐量。
此外，与实施例1一样，基站将与正在使用的导频模式相关的信息作为报知信号发送给小区内的移动台站，移动台站在取得导频模式信息之前使用基准导频模式进行信道估计。
[系统结构]
实施例3中的系统结构与实施例1中的系统结构相同，因此省略说明。其中，各基站的小区大小既可以如图4那样不同，也可以相同。此外，在实施例3的系统中，假定图4中的基站401只发送用于向各移动台站发送个别数据的单播信道，并假定基站402如图11所示，以时分复用的方式发送单播信道和对多个移动台站发送相同数据的多播信道。
此外，假定由本实施例中的基站发送的导频模式与第2实施例中的导频模式相同。其中，只发送单播信道的基站401使用模式1002，将单播信道和多播信道以时分复用的方式发送的基站402使用模式1001。与实施例2相同，黑或斜线的部分表示导频信号，斜线部分是在两个导频模式中都复用了导频信号的基准导频模式。移动台站在开始接收来自新基站的信号时，首先使用复用在基准导频模式中的导频信号进行信道估计，并接收报知信号。由于报知信号中包含有与基站所使用的导频模式相关的信息，因此移动台站在取得该信息之后，可使用基站所发送的所有导频信号来进行信道估计。
此外，各基站所使用的导频模式的确定既可以在建基站之前根据推测在基站中提供的信道的复用方式来预先设定好，也可以在运行当中当所提供的服务发生了变化并改变为时分复用的信道时切换导频模式。
[基站]
实施例3中的基站的结构与实施例1中的基站的结构相同。其中，在基站中使用的导频模式是根据有无由基站时分复用的信道而预先设定的，并且作为导频模式信息被记录在存储器中。此外，导频信号生成部发送基于所设定的导频模式的导频信号，并在报知信号生成部中生成用来通知所使用的导频模式信息的报知信息并发送给移动台站。
[移动台站]
实施例3中的移动台站的结构以及动作流程与实施例1中的移动台站相同。就是说，在对报知信号进行解码并取得导频模式信息之前，基于基准导频模式来进行信道估计，在从报知信号中取得导频模式信息之后，基于导频模式来进行信道估计。
如上所述，本实施例基于由各基站时分复用的信道来改变要使用的导频模式。而且，通过将基站所使用的导频模式信息作为报知信号通知给移动台站，可使移动台站基于基站所发送的导频模式来进行信道估计。此时，在基站时分复用不同的信道、并且不能将下一帧的信道估计利用于内插值补偿时，使用时间轴方向上的导频符号密度高的导频模式，以提高信道估计精度。此外的基站使用时间轴方向上的导频符号密度低的导频模式，以降低开销来提高无线资源的使用效率。其结果是，可使用对于各基站来说最佳的导频模式，从而具有可提高系统以及用户吞吐量的效果。
实施例4
在实施例4中，对(1)—(iv)基于由邻接的基站发送的导频模式来进行设定、并且(2)—(ii)移动台站自主地判定基站所使用的导频模式的情况进行说明。
如在本发明要解决的问题中说明的那样，当相邻的小区彼此基于相同的导频模式发送导频信号、并且基站的发送定时彼此以某种程度同步时，处于小区边缘的移动台站所接收的导频信号会从邻接小区的导频信号受到很强的干扰，从而存在信道估计精度变差的问题。
因此，在本实施例中设定导频模式，以使各基站使用与邻接小区不同的导频模式。其结果是，能够避免从邻接小区的导频信号受到强干扰，从而能够提高信道估计精度。此外，移动台站具有所有候选导频模式的信息，并通过计算与各导频模式的相关来检测基站正使用的导频模式。
图12是用于说明在本实施例中使用的导频模式的图。
图中的黑色部分表示导频符号的复用位置，在导频模式1201和1202中确定了不同的复用导频符号的位置。移动台站为了检测基站正在使用的导频模式，计算各导频模式与接收信号的相关值，并将相关最高的导频模式确定为基站正在使用的导频模式。从而，在各基站中最好复用数据符号，以使得复用于自己基站没有使用的导频模式中与导频符号位置相当的位置处的数据符号(图12的斜线部分)与导频模式的相关值变小。例如，可以对复用于上述位置处的数据符号预先实施移动台站和基站都已知的加扰。
[系统结构]
实施例4中的系统结构与实施例1中的系统结构相同，因此省略说明。其中，各基站的小区大小既可以如图4那样不同，也可以相同。
这里，各基站所使用的导频模式的确定既可以在建基站之前预先进行使得相邻小区的导频模式彼此不同的设定，也可以在如基站控制装置的装置中进行设定，该基站控制装置进行区域内的跨越基站之间的无线资源控制。
[基站]
实施例4中的基站的结构与实施例1中的基站的结构相同。
[移动台站]
图13是实施例4中的移动台站的结构的说明图。实施例4中的移动台站与实施例1中的移动台站的不同点在于具有导频模式估计部。导频模式估计部从信号分离部接收具有复用有接收信号的导频符号的可能性的接收信号，计算与预先已知的每个候选导频模式之间的相关，并将相关值最高的导频模式判定为基站正在使用的导频模式。导频模式估计部将判定结果通知给信号分离部以及信道估计部，信号分离部以及信道估计部根据与通知而来的导频模式相当的接收符号来进行信道估计，并将估计结果用于解调部的解调中。
如上所述，在本实施例中，使得相邻小区之间能够使用不同的导频模式，并使得移动台站在可能使用的候选导频模式中自主判定基站正在使用的导频模式。其结果是，能够避免从邻接小区的导频信号受到强干扰，可提高信道估计精度，因此能够提高系统以及用户吞吐量的效果。
实施例5
实施例5是(1)—(iv)基于小区的延迟扩展来设定导频模式、并且(2)—(ii)移动台站自主地判定基站正在使用的导频模式的例子。此时，只要将实施例1中的系统以及基站与实施例4中的移动台站组合起来即可。
实施例6
实施例6是(1)—(ii)基于移动台站的平均速度来设定导频模式、并且(2)—(ii)移动台站自主地判定基站正在使用的导频模式的例子。此时，只要将实施例2中的系统以及基站与实施例4中的移动台站组合起来即可。
实施例7
实施例7是(1)—(iii)基于时分复用的信道的类型来设定导频模式、并且(2)—(ii)移动台站自主地判定基站正在使用的导频模式的例子。此时，只要将实施例3中的系统以及基站与实施例4中的移动台站组合起来即可。
如上所述，通过本发明，可根据小区环境或要提高的服务等来使用适于各基站的共用导频信号的导频模式，从而可提高信道估计精度，并可提高无线资源的使用效率。因此，可获得改善系统以及用户吞吐量的效果。此外，通过本发明的其他实施例，可在相邻的小区之间使用不同的导频模式，从而可降低在相邻的小区之间由于导频符号彼此发生冲突而引发的干扰，可获得提高信道估计精度并改善系统以及用户吞吐量的效果。

Claims (37)

1.一种导频信号发送方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站基于包含在预定的候选信号模式中的模式，向1个以上的移动台站发送共用导频信号；
所述移动台站识别由所述基站发送的共用导频信号的模式；以及
所述移动台站基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号。
2.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据所述基站的小区环境来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
3.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据所述基站的小区的延迟扩展来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
4.如权利要求3所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据所述基站的小区大小来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
5.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据存在于所述基站的小区内的移动台站的速度来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
6.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据由所述基站发送的信道的类型来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
7.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，根据由与所述基站邻接的基站发送的共用导频信号的模式来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
8.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述信号模式是规定在预定的发送频率中单位发送时间内所复用的导频符号数目的信息。
9.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述信号模式是规定在预定的发送定时中单位发送频率内所复用的导频符号数目的信息。
10.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述信号模式是在基于正交频分复用(OFDM)方式的无线通信系统中预定单位发送时间以及频率栅格内所复用的导频符号的模式。
11.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述基站通过下行线路信道向移动台站通知与所述发送的共用导频信号的模式相关的信息。
12.如权利要求11所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述下行线路信道是向存在于所述基站的小区内的移动台站发送的报知信道。
13.如权利要求11所述的导频信号发送方法，其特征在于，
所述候选信号模式中包含所述移动台站已知的基准模式，
所述移动台站在取得与由所述基站发送的共用导频信号的模式相关的信息之前，基于所述基准模式来接收共用导频信号。
14.如权利要求13所述的导频信号发送方法，其特征在于，
所述基准模式是基于所述候选模式的所有模式共同含有的符号位置的模式。
15.如权利要求1所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述移动台站基于与所述候选信号模式相关的信息以及来自所述基站的接收信号，识别所述基站所发送的共用导频信号的模式。
16.如权利要求15所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述基站使得复用于与没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号和基于所述没有使用的信号模式的导频信号序列之间的相关变低。
17.如权利要求16所述的导频信号发送方法，其特征在于，所述基站对复用于与所述没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号乘以所述移动台站已知的位序列后进行发送。
18.一种无线通信系统，其特征在于，包括：
基站，具有导频信号发送单元，该导频信号发送单元基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号；和
移动台站，具有识别由所述基站发送的共用导频信号的模式的识别单元、以及基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号的共用导频信号接收单元。
19.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据基站的小区环境来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
20.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据基站的小区的延迟扩展来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
21.如权利要求20所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据所述基站的小区大小来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
22.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据存在于所述基站的小区内的移动台站的速度来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
23.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据由所述基站发送的信道的类型来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
24.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频信号发送单元根据由与所述基站邻接的基站发送的共用导频信号的模式来确定由所述基站使用的共用导频信号的模式。
25.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述信号模式是规定在预定的发送频率中单位发送时间内所复用的导频符号数目的信息。
26.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述信号模式是规定在预定的发送定时中单位发送频率内所复用的导频符号数目的信息。
27.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述信号模式是在基于正交频分复用(OFDM)方式的无线通信系统中预定单位发送时间以及频率栅格内所复用的导频符号的模式。
28.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述基站包括通过下行线路信道向移动台站通知与所述发送的共用导频信号的模式相关的信息的单元。
29.如权利要求28所述的无线通信系统，其特征在于，所述下行线路信道是向存在于所述基站的小区内的移动台站发送的报知信道。
30.如权利要求28所述的无线通信系统，其特征在于，
所述候选信号模式中包含所述移动台站已知的基准模式，
所述移动台站的共用导频信号接收单元在取得与由所述基站发送的共用导频信号的模式相关的信息之前，基于所述基准模式来接收共用导频信号。
31.如权利要求30所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基准模式是基于所述候选模式的所有模式共同含有的符号位置的模式。
32.如权利要求18所述的无线通信系统，其特征在于，所述移动台站的识别单元基于与所述候选信号模式相关的信息以及来自所述基站的接收信号，识别所述基站所发送的共用导频信号的模式。
33.如权利要求32所述的无线通信系统，其特征在于，所述基站的所述导频信号发送单元使得复用于与没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号和基于所述没有使用的信号模式的导频信号序列之间的相关变低。
34.如权利要求32所述的无线通信系统，其特征在于，所述基站的所述导频信号发送单元对复用于与所述没有使用的信号模式重复的位置处的数据符号乘以所述移动台站已知的位序列后进行发送。
35.一种无线系统中的基站，其特征在于，
所述无线系统中的移动台站识别由基站发送的共用导频信号的模式，并基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号，
所述基站包括基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号的单元。
36.一种无线系统中的基站的程序，其特征在于，
所述无线系统中的移动台站识别由基站发送的共用导频信号的模式，并基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号，
所述程序使得基站执行基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号的处理。
37.一种无线系统中的移动台站的程序，其特征在于，
所述无线系统中的基站基于包含在预定的候选信号模式中的模式来向1个以上的移动台站发送共用导频信号，
所述程序使得基站执行识别由基站发送的共用导频信号的模式的处理、以及基于所述识别的模式来接收所述共用导频信号的处理。
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