CN101589568A - 在利用正交频分复用方式的移动通信系统中使用的发送装置、接收装置及方法 - Google Patents

在利用正交频分复用方式的移动通信系统中使用的发送装置、接收装置及方法 Download PDF

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Abstract

发送装置包括：对参考信号以及数据信号被映射到各个副载波后所得的信号进行傅立叶逆变换，并生成发送信号的部件；以及无线发送发送信号的部件。在某一时隙发送的信号所分配的总功率和在其它时隙发送的信号所分配的总功率维持相等。参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。由于在各个时隙的总发送功率维持一定，因此功率放大效率也被维持得高。而且，由于强于其它信号发送参考信号，因此信道估计精度也维持得较高。

Description

在利用正交频分复用方式的移动通信系统中使用的发送装置、接收装置及方法
技术领域
本发明涉及移动通信的技术领域，特别涉及在利用正交频分复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式的移动通信系统中所使用的发送装置、接收装置及方法。
背景技术
在IMT-2000这样的第3代移动通信系统中，包含导频信号及数据信号等的信号通过码分多址(CDMA)方式被传输。在该情况下，导频信号被用于信道估计等，担负接收质量保证中的主要作用，所以有时以高于其它信号的功率来发送(power boost：功率增强)。
另一方面，在第3代以后的移动通信系统中，在探讨使用更宽的频带实现进一步的高质量、高速化、大容量化等，并探讨在下行链路中采用OFDM方式(对此，例如参照非专利文献1。)。即使在这样的未来的移动通信系统(例如长期演进(LTE))中，也希望提高使用了导频信号的信道估计精度。因此，考虑以强于其它信号(典型的为数据信号)的功率发送参考信号。另外，导频信号也可以称为参考(reference)信号、训练(training)信号、已知信号等。
在使用OFDM方式的情况下，在某一时隙发送信号所需要的功率，是将分配给映射到各个副载波上的数据的各个功率密度在全部副载波范围内相加后的总功率。该总功率超过发送机的允许最大发送功率时，将在发送信号中导入不需要的失真，所以希望总功率Pall被抑制到允许最大发送功率PMAX以下。但是，在数据信号确定之前不清楚什么样的数据信号映射到哪个副载波，在这些数据映射到副载波之后不超过总功率并不容易。
进而，不需要一直发送参考信号，可以根据时隙而包含或不包含参考信号。此时，若设定成参考信号是强于其它信号的功率，则每个时隙所需要的总功率更是大不相同。为了使总功率Pall在哪个时隙都不超过允许最大发送功率PMAX，可以考虑对映射到各个副载波的数据的功率密度确保相当大的余量(margin)。但是，担心这样做时，不能较高地维持发送用功率放大器的放大效率。
非专利文献1：3GPP，TR25.814
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题是实现利用OFDM方式的移动通信系统中的信道估计精度的提高以及发送功率放大效率的提高。
用于解决课题的方案
在本发明中，使用了发送以OFDM方式调制后的发送信号的发送装置。发送装置具有：对参考信号以及数据信号被映射到各个副载波后所得的信号进行傅立叶逆变换，并生成发送信号的部件；以及无线发送所述发送信号的部件。在某一时隙发送的信号所分配的总功率和在其它时隙发送的信号所分配的总功率维持相等。参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。
发明的效果
根据本发明，能够实现利用OFDM方式的移动通信系统中的信道估计精度的提高以及发送功率放大效率的提高。
附图说明
图1表示本发明的发送装置的部分方框图。
图2表示本发明的接收装置的部分方框图。
图3是表示通过本发明的第1实施例调整功率密度的情况的图。
图4是表示通过本发明的第2实施例调整功率密度的情况的图。
图5是表示通过设定空(null)副载波而将多余的功率分配给参考信号的情况的图。
标号说明
11映射单元
12快速傅立叶逆变换单元(IFFT)
13保护间隔赋予单元(+CP)
14功率密度控制单元
15、16功率密度设定单元
21循环前缀去除单元(-CP)
22快速傅立叶变换单元(FFT)
23解映射单元
24信道估计单元
25信道解码单元
具体实施方式
在本发明的一方式的OFDM方式的发送装置中，在某一时隙发送的信号所分配的总功率和在其它时隙发送的信号所分配的总功率维持相等。参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。由于在各时隙的总发送功率维持一定，所以功率放大效率维持较高。而且，参考信号被强于其它信号地发送，因此信道估计精度也被维持较高。表示以多大的功率发送了参考信号的功率信息，既可以作为L1/L2控制信息(低层控制信息)、广播信息(BCH)或者L3控制信息(高层控制信息)通知给接收装置，也可以在系统中作为固定值而不一一通知。
在本发明的一方式中，在发送参考信号的时隙，也可以禁止数据信号对规定的副载波的映射。由此，在某一时隙发送的数据信号的每单位频带的功率密度维持相等，而无论在该时隙是否发送参考信号。由于数据信号的发送功率密度无论在哪个时隙都维持一定，因此，该方法在接收端可以不按每个发送功率电平(level)准备多个关于数据信号的似然信息(likelihoodinformation)方面比较有利。表示被禁止了数据信号的映射的副载波是哪一个的功率信息，既可以作为L1/L2控制信息(低层控制信息)、广播信息(BCH)或者L3控制信息(高层控制信息)通知给接收装置，也可以在系统中作为固定值而不一一通知。
为了方便说明，本发明分成几个实施例进行说明，但是各个实施例的区分对于本发明来说不是本质性的，根据需要可以使用两个以上的实施例。
实施例1
图1表示本发明的一实施例中的OFDM方式的发送装置的部分方框图。发送装置典型地被设置于在下行链路使用OFDM方式的移动通信系统中的基站。但是，该装置也可以被设置于进行OFDM方式的发送的其它的装置。在图1中，绘制了映射单元11、快速傅立叶逆变换单元(IFFT)12、保护间隔赋予单元(+CP)13、功率密度控制单元14、功率密度设定单元15、16。
映射单元11将调整了功率密度后的参考信号以及调整了功率密度后的数据信号与在频率轴上准备的多个副载波分别相对应。如图所示，被相对应的信号的种类典型地是参考信号以及数据信号，但是实际上控制信号那样的其它信号也可以被映射。
快速傅立叶逆变换单元(IFFT)12对映射后的信号进行快速傅立叶逆变换。并进行OFDM方式下的调制，生成发送码元中的有效码元(effectivesymbol)的部分。
保护间隔赋予单元(+CP)13，对以OFDM方式调制后的信号(在该阶段为有效码元部分)赋予保护间隔，生成用于构成发送信号的OFDM码元。发送信号通过未图示的元件无线发送。保护间隔也被称为循环前缀(CyclicPrefix)，可以通过复制发送码元中的有效码元所包含的一部分来准备。
另外，为了简化说明，未图示串并联变换单元(S/P)、并串联变换单元(P/S)那样的元件，但是，本领域技术人员应该清楚，根据需要，那样的元件附随在映射单元11、IFFT单元12等中而准备。
功率密度控制单元14对被映射到各个副载波的数据的功率密度(每单位频带的功率密度)应该多大进行控制。此时的“数据”为参考信号以及数据信号。如后述那样，在本实施例中，调整功率密度，使得对于哪个时隙，发送信号所需要的总功率Pall都相同。
功率密度设定单元15根据来自功率密度控制单元14的指示，调整参考信号的功率密度。
功率密度设定单元16根据来自功率密度控制单元14的指示，调整数据信号的功率密度。
图2表示OFDM方式的接收装置的部分方框图。接收装置典型地被设于在下行链路中使用OFDM方式的移动通信系统中的用户装置。但是，本装置也可以设置在进行OFDM方式的发送的其它装置。图2中绘制了循环前缀去除单元(-CP)21、快速傅立叶变换单元(FFT)22、解映射单元23、信道估计单元24以及信道解码单元25。
循环前缀去除单元(-CP)21从接收信号所包含的各个OFDM码元中去除保护间隔，并提取有效码元部分。
快速傅立叶变换单元(FFT)22对接收信号中的有效码元部分进行快速傅立叶变换，并进行OFDM方式的解调。
解映射单元23从OFDM方式的解调后的信号分离参考信号以及数据信号。
信道估计单元24根据分离后的参考信号进行信道估计，决定数据信号应被如何信道补偿。此时，信道估计单元使用有关参考信号在发送端以怎样的功率密度被发送的功率信息，进行信道估计。该功率信息既可以从图1的发送装置经由控制信号通知给图2的接收装置，也可以作为广播信息(BCH)、层3信息来通知。
信道解码单元25基于信道估计结果对数据信号进行信道补偿并解码，并输出到后级的处理单元(未图示)。
与图1的发送装置的情况同样，在图2中也为了简化说明，未图示串并联变换单元(S/P)、并串联变换单元(P/S)这样的元件，但是本领域技术人员应该清楚，根据需要，那样的元件附随于FFT单元22、解映射单元23等而准备。
以下说明动作。图1的发送装置，每规定的期间(interval)顺序地发送由规定个数的OFDM码元构成的发送信号。规定的期间既可以被称为时隙，也可以被称为发送时间间隔(TTI)。在本实施例中，功率密度控制单元14控制功率密度，使得对于无论在哪个时隙所发送的信号都被分配相同的总功率。
图3示意性地表示功率密度被控制后的参考信号以及数据信号被适当地映射到频率轴之后的情况，其能够与图1的映射单元11的输出相关联。时间轴上的t1，t2，t3，t4是用于区别四个时隙的标记(label)。频率轴上的f1、f2、f3、f4、f5、f6是用于区别六个副载波的标记。在第1、第4时隙t1、t4，参考信号以及数据信号被频率复用。在这些时隙t1、t4，数据信号的功率密度被设定为PL，参考信号的功率密度被设定为Pref。在第2、第3时隙t2、t3，无参考信号被复用。在这些时隙t2、t3，数据信号的功率密度被设定为PH。在本实施例中，各个功率被调整，使得例如发送第1时隙的信号所需要的总功率Pall(t1)＝5×PL+Pref，与发送第2时隙的信号所需要的总功率Pall(t2)＝6×PH相等。进而，在本实施例中，功率密度被调整，使得总功率无论对于哪个时隙都维持一定。
Pall(t1)＝Pall(t2)＝Pall(t3)＝Pall(t4)......
这样，功率密度及功率被调整后的发送信号，从图1的发送装置被发送，并通过图2所示那样的接收装置接收。在该情况下，表示参考信号的发送功率Pref比其它信号强多少地被发送的第1功率信息，被通知给接收装置。第1功率信息，既可以在频繁地进行变更的情况下利用L1/L2控制信号这样的低层控制信号通知，也可以在以比较长的周期变更的情况下，作为L3信令信息或者作为广播信息(BCH)来通知，也可以在系统中不变而预先固定的情况下，不一一通知。无论怎样，通过比较第1功率信息产生的Pref和参考信号的接收功率，能够高精度地进行信道估计。
根据本实施例，功率密度被调整，使得总功率Pall无论对于哪个时隙都维持一定，因此能够较高地维持功率放大器的效率，同时强于其它信号地发送参考信号，高精度地进行信道估计。
这里所使用的数值只不过是为了说明目的而进行例示，实际上，信号在多个副载波以及时隙范围中发送。为了说明的简化，图示出对于一个时隙只映射一个参考信号，但是该方式在本发明不是必须的，适当的参考信号无论何时都可以进行各种映射。另外，不仅是参考信号以及数据信号，在控制信号那样的其它信号被映射的情况下，也可以适用本发明。
实施例2
在第1实施例中，对所有的副载波映射了某些信号，并且功率密度被调整，使得总功率Pall对于哪个时隙都被维持一定。因此，如图3所示，在第1、第4时隙t1、t4的数据信号的功率密度PL与在第2、第3时隙t2、t3的数据信号的功率密度PH不同(PL＜PH)。因此，有关以功率密度PH发送的数据信号的似然(似然信息)与有关以功率密度PL所发送的数据信号的似然(似然信息)不同，在接收装置的解码时，必须严密地将PH用的似然信息和PL用的似然信息区别来准备，有可能导致解码处理的复杂化。本发明的第2实施例是要应对这样的担心。
图4示意性地表示通过本发明的第2实施例调整功率密度的情况。功率密度被调整使得总功率Pall对哪个时隙都被维持一定的方面与第1实施例相同。但是，在第2实施例中，在包含参考信号的时隙，存在未被映射任何信号的副载波方面不同。如图中用表示长方体状的区域的虚线所示那样，第1时隙t1的第1副载波f1、以及第4时隙t4的第1副载波f1的功率为零，任何信号都未映射。与此不同，数据信号的功率密度在哪个副载波都为PH，是一定的。在本实施例中，参考信号的功率密度Pref如果是图示的例子，则Pref＝PH+PH＝2×PH。在时隙t2、t3是Pall(t2)＝Pall(t3)＝6×PH，在时隙t1、t4是Pall(t1)＝Pall(t4)＝4×PH+(2×PH)＝6×PH，它们都维持相等。这样，在包含参考信号的时隙，对1个以上的副载波禁止分配信号，将多出了该部分的功率分配给参考信号，从而能够维持总功率Pall，并能够强于其它信号地发送参考信号。
表示未被映射信号的副载波(为了方便而称为空副载波)是哪一个的第2功率信息，既可以在其频繁地进行变更的情况下，以L1/L2控制信号这样的低层控制信号通知，也可以在以比较长周期进行变更的情况下，作为L3信令信息或者作为广播信息(BCH)通知，也可以在系统中不变而预先固定的情况下，不一一通知。未被映射信号的副载波数也可以根据需要准备几个。空副载波的位置，既可以被固定为特定的副载波，也可以随时间而改变为不同的副载波，也可以根据在频率以及/或者时间方向变化的规定的跳变模式(hopping pattern)而改变。
另外，被分配给用于参考信号的功率密度，在图4的例中为PH(Pref＝PH+PH)，但如图5所示，PH的一部分也可以被分配给一个参考信号。此时，Pref＝(3/2)×PH。能够依赖于应该多强地发送参考信号，适当地决定未被映射信号的副载波数。
根据本实施例，能够维持总功率Pall且强于其它信号地发送参考信号，并能够将数据信号的功率密度总是维持一定，因此，除了在第1实施例中能够获得的效果，还可以不增加数据信号的似然信息。
以上，本发明参照特定的实施例进行了说明，但各个实施例只不过是简单的例示，本领域技术人员会理解各种变形例、修正例、替代例、置换例等。为了促使发明的理解，使用具体的数值例进行了说明，但是只要不特别说明，这些数值只不过是简单的一例，可以使用适当的任何的值。各个实施例的区分对于本发明不是本质性的，也可以根据需要使用两个以上的实施例。为了说明方便，使用功能性的框图说明了本发明的实施例的装置，但是这样的装置可以用硬件、软件或者它们的组合来实现。本发明不限定于上述实施例，在本发明包含各种变形例、修正例、替代例、置换例等，而不脱离本发明的精神。
本国际申请要求基于2007年1月9日提出的日本国专利申请第2007-001858号的优先权，将其全部内容引用于本国际申请。

Claims (10)

1、一种发送装置，发送以OFDM方式调制后的发送信号，其特征在于，包括：
对参考信号以及数据信号被映射到各个副载波后所得的信号进行傅立叶逆变换，并生成发送信号的部件；以及
无线发送所述发送信号的部件，
在某一时隙发送的信号所分配的总功率和在其它时隙发送的信号所分配的总功率维持相等，
参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。
2、如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，
在发送参考信号的时隙，禁止数据信号向规定的副载波的映射，
在某一时隙发送的数据信号的每单位频带的功率密度维持相等，而无论在该时隙是否发送参考信号。
3、如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，
所述数据信号包含用户数据信号以及控制数据信号的双方或者一方。
4、一种用于发送以OFDM方式调制后的发送信号的方法，其特征在于，包括：
对参考信号以及数据信号被映射到各个副载波后所得的信号进行傅立叶逆变换，并生成发送信号的步骤；以及
无线发送所述发送信号的步骤，
在某一时隙发送的信号所分配的总功率和在其它时隙发送的信号所分配的总功率维持相等，
参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，
在发送参考信号的时隙，禁止数据信号向规定的副载波的映射，
在某一时隙发送的数据信号的每单位频带的功率密度被维持相等，而无论在该时隙是否发送参考信号。
6、一种接收装置，接收以OFDM方式调制发送的信号，其特征在于，包括：
从傅立叶变换后的接收信号提取参考信号以及数据信号的部件；
利用第1功率信息以及第2功率信息，基于所述参考信号，进行信道估计的部件；以及
根据信道估计结果，进行所述数据信号的信道补偿，并对所述数据信号解码的部件，
所述第1功率信息表示在某一时隙发送的信号所分配的总发送功率和在其它时隙发送的信号所分配的总发送功率维持相等，所述第2功率信息表示参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。
7、如权利要求6所述的接收装置，其特征在于，
所述数据信号包含用户数据信号以及控制数据信号的双方或者一方。
8、如权利要求6所述的接收装置，其特征在于，
在发送参考信号的时隙，禁止数据信号向规定的副载波的映射，
在某一时隙发送的数据信号的每单位频带的功率密度维持相等，而无论在该时隙是否发送参考信号。
9、一种用于接收以OFDM方式调制发送的信号的方法，其特征在于，包括：
从傅立叶变换后的接收信号提取参考信号以及数据信号的步骤；以及
利用第1功率信息以及第2功率信息，基于所述参考信号，进行信道估计的步骤；以及
根据信道估计结果，进行所述数据信号的信道补偿，并对所述数据信号解码的步骤，
所述第1功率信息表示在某一时隙发送的信号所分配的总发送功率和在其它时隙发送的信号所分配的总发送功率维持相等，所述第2功率信息表示参考信号的每单位频带的功率密度设定得大于数据信号的每单位频带的功率密度。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，
在对所述数据信号解码的步骤中的解码处理中还利用第3功率信息，
所述第3功率信息表示在参考信号被发送的时隙禁止数据信号向规定的副载波的映射，在某一时隙发送的数据信号的每单位频带的功率密度维持相等，而无论在该时隙是否发送参考信号。
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