CN101636947A - 通信装置以及传送控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信装置，该通信装置(发送机(1))构成多载波无线传送系统，与具有使用插入接收数据中的空符号来测定干扰噪声功率的功能的通信装置(接收机(2))进行通信，具备空信号插入部(12)，该空信号插入部(12)向发送给接收机(2)的数据帧的数据符号存储区域配置规定数的空符号而生成带有空符号的数据帧，从而实现数据传送区间中的干扰功率测定的高精度化。

Description

通信装置以及传送控制方法

技术领域

本发明涉及构成数字无线通信系统的通信装置，特别涉及实现在传送控制处理中所需的干扰噪声功率(电功率)的高精度测定的通信装置以及使用干扰噪声功率进行的传送控制方法。

背景技术

近年来，为了应对向无线通信高速化的要求，可以实现高频率利用效率的基本传送方式的研究得到了发展。尤其，对以多载波传送为基本的方式进行了很多研究，其中可以根据传输路径实现正确的分组传送控制的结构得到了重视。

在以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)或OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess，正交频分多址接入)为代表的多载波传送方式中，为了平滑地进行分组的传送控制，接收机(接收侧的通信装置)需要高精度地进行干扰功率测定。另外，作为使用干扰功率的测定结果进行的主要的处理，举出了以下例子。

首先，基站在决定下行调度或调制方式·编码率时使用干扰功率的测定结果。在该情况下，终端测定下行链路的干扰功率，将根据该结果生成的信道质量信息(CQI：Channel Quality Indicator)通知给基站。基站使用所通知的CQI进行下行链路调度处理或调制方式·编码率决定处理。

另外，基站在决定上行调度或调制方式·编码率时，使用干扰功率的测定结果。在该情况下，基站测定上行链路的干扰功率，并使用该测定结果来进行上行链路调度处理或调制方式·编码率的决定处理。

另外，在发送功率控制中，使用针对上行下行链路的每一个测定的干扰功率测定结果。另外，具有多个天线的通信装置(基站、终端)在生成天线间的合成权重时也使用干扰功率测定结果。具体而言，通信装置在各天线中测定干扰功率，根据测定结果来生成天线间的合成权重。

这样，通信装置(终端、基站)中的干扰功率测定结果被用于很多处理中，是用于平滑地控制无线通信系统的重要信息。因此，要求高精度地测定干扰功率。此处，所需的干扰功率信息并非导频信号而是传送数据的位置处的干扰功率信息。

在以往的多载波传送中，例如如下述非专利文献1的图1所示在时间帧内配置了导频信号(pilot)与数据信号(data)。另外，干扰功率可以通过从所有接收功率中减去导频信号功率来测定。

非专利文献1：Ji-Woong Choi；Yong-Hwan Lee；“Optimumpilot pattern for channel estimation in OFDM systems”，IEEETransactions On Wireless Communications，Vol.4，No.5，pp.2083-2088，Sep.2005

但是，通过上述以往方法测定的干扰功率是存在导频信号的位置处的干扰功率，与数据信号的位置处的干扰功率不同。例如，在文献“IEEE 802.16e(IEEE standard for local and metropolitan areanetworks Part 16：air interface for fixed and mobile broadbandwireless access systems，in IEEE Std 802.16e)，Feb.2006”中，记载了在小区(cell)间取得符号同步，相邻的基站以相同时间·频率发送导频信号的传送控制方法。在应用了该方法的无线通信系统中，如图16所示在接收导频信号的时间频率上的符号中受到来自其他小区的导频信号的干扰。另外，在接收数据分组时，从在其他小区中发送的数据分组受到干扰。通常，导频信号与数据信号的发送状态根据通信量状态较大地不同，所以在导频信号的存在位置上测定的干扰功率、与在数据分组的存在位置上测定的干扰功率中有时产生较大的差。

另外，公知在希望信号的传输路径变动的环境中，使用了导频信号的干扰功率的测定精度较大地劣化。以下，对该现象进行说明。此处，对接收机以功率P_s发送导频信号s(q)(|s(q)|＝1，q＝1、...)，接收机中的第q个导频符号的接收信号x(q)用下式(1)表示的情况进行说明。

$x\left(q\right)=\sqrt{P_s}h\left(q\right)s\left(q\right)+\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_{\mathrm{ik}}}{i}_k\left(q\right)+z\left(q\right)\·\·\·\left(1\right)$

此处，h(q)表示发送机和接收机间的复数传输系数，i_k(q)(|i_k(q)|＝1)表示来自其他小区的第k个干扰信号分量，P_ik表示第k个干扰分量的功率，K表示干扰信号数，z(q)表示具有功率P_z的终端的高斯噪声分量。另外，接收信号x(q)是从存在导频信号的位置抽出的接收信号，符号q＝1、2、...既可以是时间方向也可以是频率方向的信号。在有变动的传输路径中h(q)针对每个符号q较小地变化。

接下来，对为了进行干扰功率测定而连续地使用q₀个导频信号的方法进行说明。在使用最一般的干扰功率的测定方法即从整体的功率中减去导频信号功率的方法时，使用下式(3)来测定下式(2)示出的干扰噪声功率P_IN。另外，^＊表示复数共轭，S’是信号功率的推测值。

$P_{\mathrm{IN}}=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{ik}}+P_z\·\·\·\left(2\right)$

${P^{\′}}_{\mathrm{IN}}=\frac{1}{q_0}\underset{q=1}{\overset{q_0}{\mathrm{\Σ}}}{\left|x\left(q\right)\right|}^2-S^{\′}\·\·\·\left(3\right)$

$S^{\′}={|\frac{1}{q_0}\underset{q=1}{\overset{q_0}{\mathrm{\Σ}}}x\left(q\right)s\left(q\right)*|}^2$

以使用了图17所示的帧结构的情况为例子来评价干扰功率测定精度。如图17所示，该帧是200kHz×1ms的时间帧，且在时间方向上配置有三个符号、在频率方向上配置有四个符号的导频信号(q_t＝3、q_f＝4)。另外，在假设三个干扰信号(K＝3)是满足P_i1＝P_i2＝P_i3、KP_ik/P_z＝6dB的QPSK信号的环境时，接收机使用不同的四个副载波(配置有导频信号的副载波)独立地进行使用了上式(3)的干扰功率测定，将其测定结果(P’_IN ⁽¹⁾、P’_IN ⁽²⁾、P’_IN ⁽³⁾、P’_IN ⁽⁴⁾)的平均设为干扰功率测定值(P’_IN)，

在上述h(q)按照多普勒频率f_d的瑞利衰落而时间上变动的情况下，针对接收SINR(Signal to Interference plus Noise poewer Ratio)理论值Ps|h(q)|²/(KP_ik+P_z)评价干扰功率测定误差<(P’_IN-P_IN)²)>^1/2而得到的结果如图18所示。此处，<·>表示仿真中的平均。

如图18所示，在接收SINR变大时，干扰功率的测定精度根据传输路径变动而较大地劣化。其原因为，希望信号的一部分随着传输路径变动而漏入干扰功率测定值。即，在接收SINR大的环境中，即使是希望信号功率的微小的漏入，其有时也大于干扰功率，而对干扰功率的测定精度带来较大的影响。这样，在希望信号的传输路径中存在变动的环境下，干扰功率的测定精度易于劣化。此处，作为一个例子，说明了使用式(3)来进行干扰功率测定的情况，但即使在使用了其他以往技术的情况下，只要使用导频信号来测定干扰功率，就发生同样性质的劣化。

如上所述，在以往的干扰功率测定方法中，在导频信号的存在位置上测定的干扰功率、与在数据分组的存在位置上测定的干扰功率中产生较大的差，存在无法测定数据传送区间中的正确的干扰功率这样的问题。另外，存在干扰功率测定精度由于希望信号的传输路径变动而易于劣化这样的问题。即，在以往的测定方法中，难以高精度地进行干扰功率测定，数据传送区间中的干扰功率测定精度的进一步高精度化的实现成为问题。

发明内容

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到高精度地测定数据传送区间中的干扰功率的通信装置。

另外，其目的在于得到即使在传输路径变动的环境中测定精度也不会劣化而稳定地测定干扰功率的通信装置。

为了解决上述课题，并实现目的，本发明提供一种通信装置，构成多载波无线传送系统，与具有使用插入接收数据中的空符号(nullsymbol)来测定干扰噪声功率的功能的通信装置(对向装置)进行通信，该通信装置的特征在于，具备：数据帧生成单元，向发送给上述对向装置的数据帧的数据符号存储区域配置规定数的空符号而生成带有空符号的数据帧；以及发送单元，通过规定的发送处理将带有空符号的数据帧发送给上述对向装置。

根据本发明，起到如下效果：由于发送侧的通信装置向作为发送信号的数据帧的数据符号存储区域配置空信号来发送，所以接收侧的通信装置通过测定配置了空信号的位置处的干扰噪声功率，可以测定以往困难的数据区间(数据符号存储区域)中的干扰噪声功率。

附图说明

图1是示出本发明的通信装置具备的发送机以及接收机的结构例子的图。

图2是示出实施方式1的无线传送方式中的包含空信号的信号传送格式的一个例子的图。

图3是详细示出实施方式1中的发送信号生成动作的图。

图4是用于说明空模式(null-pattern)的生成方法的图。

图5是用于说明空模式的生成方法的图。

图6是示出空模式关键字(key)的通知格式的一个例子的图。

图7是示出实施方式1中的干扰功率测定误差的评价结果的图。

图8是示出实施方式2的下行链路无线传送的基本结构的图。

图9是示出实施方式2的上行链路无线传送的基本结构的图。

图10是示出实施方式4的下行链路无线传送的基本结构的图。

图11是示出干扰功率比的通知格式的一个例子的图。

图12是示出使用干扰功率比来进行的传送控制的一个例子的流程图。

图13是示出实施方式5的下行链路无线传送的基本结构的图。

图14是示出实施方式6的OFDMA/TDD方式下行链路的子带(subband)结构与接收SINR测定的关系的图。

图15是用于说明导频基础CQI通知的图。

图16是用于说明课题的图。

图17是用于说明课题的图。

图18是用于说明课题的图。

(标号说明)

1发送机

2接收机

11发送信号生成部

12空信号插入部

13、23模式关键字存储部

14、24空模式生成部

15导频信号插入部

16IFFT部

17、28天线

21接收信号判定部

22空信号删除部

25导频信号删除部

26干扰噪声功率测定部

30信息位串

31编码后的位串

32空信号插入前的发送信号

33空信号插入后的发送信号

34编码部

35符号匹配部

36空模式

41、42、61、62基站

51、52、71、72、73、74终端

81～86天线

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的通信装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。

实施方式1

图1是示出本发明的通信装置具备的发送机以及接收机的结构例子的图。另外，在图1中，为简化说明，设为发送侧仅具备发送机1、接收侧仅具备接收机2的通信装置，但实际的通信装置具备发送机1以及接收机2这双方。

如图1所示，发送机1具备发送信号生成部11、空信号插入部12、模式关键字存储部13、空模式生成部14、导频信号插入部15、IFFT部16以及天线17。另外，接收机2具备接收信号判定部21、空信号删除部22、模式关键字存储部23、空模式生成部24、导频信号删除部25、干扰噪声功率测定部26、FFT部27以及天线28。

另外，图2是示出在实施方式1中传送的信号的格式例子的图，在本实施方式中，发送向数据部(数据传送区间)配置了规定数的空信号的信号。此处，空信号是指不传送信号的发送功率0的符号，将什么都不发送的状态简称为空信号。

图3是详细示出实施方式1中的发送信号生成动作的图。在图3中，30表示信息位串，31表示编码后的位串，32表示空信号插入前的发送信号，33表示空信号插入后的发送信号，34表示构成发送信号生成部11的编码部，35表示符号匹配部，36表示空模式。

以下，使用图1～3对实施方式1的通信装置进行的干扰功率测定动作进行说明。此处，对图1所示的发送机1对接收机2发送信号时的动作进行说明。另外，在本发明中，发送在以往的数据传送区间的一部分中配置了空信号的信号(参照图2)。

首先，在发送侧的通信装置具备的发送机1中，发送信号生成部11执行与以往同样的处理而生成发送信号。具体而言，如图3所示，编码部34对发送的信息位串30进行编码，将编码后的位串31根据符号匹配部35使用的调制方式向IQ相位匹配而生成发送信号32(不包括空信号的发送信号)。接下来，按照图1所示的模式关键字存储部13中预先存储的模式关键字，空模式生成部14生成向上述发送信号32插入的空信号的空模式(表示空信号的插入位置的信息)，空信号插入部12按照空模式生成部14生成的空模式，将发送功率是0的空信号插入发送信号32。如图3所示，空信号插入前的发送信号32由Q-q_null符号构成，与以往同样地包括数据符号以及导频符号。

另外，空模式生成部14按照模式关键字存储部13中存储的模式关键字生成表示发送信号内的空信号的位置的符号序号的组合、即空模式36。例如，空模式36被表示成P＝(5，10，20，...，Q-q_null-15)，n(相当于构成空模式的符号序号)意味着在发送信号30的第n个符号与第n+1个符号之间插入空信号。空模式P设为伪随机模式。

此处，根据图4以及图5对空模式的生成方法进行说明。图4以及图5是用于说明空模式的生成方法的图。在图4所示的例子中，模式关键字k与空模式分别对应，所有能够存在的空模式被列表化。空模式全部有_Q-qnull+1Cq_null个，通过从其中随机地决定模式关键字k，来决定伪随机的空模式。另外，在图5所示的例子中，示出了与图4不同的空模式生成法，在Q-q_null+1是q_null的倍数的情况下，设为n₀＝(Q-q_null+1)/q_null，从0～n₀-1、n₀～2n₀-1、2n₀～3n₀-1、...、(n₀-1)q_null～n₀q_null-1的范围内分别随机地选择一个整数，而设为空模式P的要素。即，空模式P是“P＝(rand(k，0)，n₀+rand(k，1)，2n₀+rand(k，2)，...，(q_null-1)n₀+rand(k，q_null-1))”。此处，rand(k，u)是从0至n₀-1中选择一个整数的随机变量，是基于模式关键字k的第u个随机变量。

如上所述，在伪随机的空模式的生成方法中存在各种方法，但在本发明中，只要可以生成伪随机的空模式，则可以使用任意方法。

返回通信装置的动作说明，空信号插入部12按照空模式生成部14生成的空模式，在符号匹配部35生成的发送信号的第n个符号与第n+1个符号(n是空模式表示的符号序号)之间插入空信号。插入了空信号后的发送信号由Q符号构成，在导频信号插入部15中还附加导频信号。最后，在IFFT部16中进行了IFFT(Inverse Fast FourierTransform，快速傅立叶反变换)之后，从天线17发送。

另一方面，在接收侧的发送装置具备的接收机2中，对使用天线28接收的信号，首先FFT部27进行FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)，接下来，从FFT后的接收信号中导频信号删除部25删除导频信号。另外，空模式生成部24使用向模式关键字存储部23存储的与发送机1使用的图案关键字相同的模式关键字来生成空模式，空信号删除部22按照该生成的空模式，从上述删除了导频信号后的接收信号中删除与空信号对应的符号。另外，模式关键字既可以使用事先在发送机和接收机之间决定的固定的模式关键字，也可以使用发送侧向接收侧通知所使用的模式关键字而使用该通知内容表示的模式关键字。图6示出将空模式关键字k从发送机通知给接收机时的通知格式的一个例子。在发送侧将空模式关键字通知给接收侧的情况下，发送机可以根据状况等灵活使用空模式。例如，在希望取得更平均化的干扰噪声功率测定结果的情况下，可以通过增加所使用的空模式的数量来得到期望的结果。

空信号删除部22从输入信号(去除了导频信号后的接收信号)中去除与空信号对应的符号，仅输出存在数据的符号。接收信号判定部21执行与以往同样的处理来进行接收信号的检测。另外，干扰噪声功率测定部26对上述FFT后的接收信号进行干扰噪声功率测定。此时，干扰噪声功率测定部26通过在存在空信号的位置上测定干扰噪声功率，来高精度地测定干扰噪声功率。具体而言，根据空模式生成部24生成的空模式来识别包含在接收信号中的空信号的位置，抽出该位置处的接收信号来测定干扰噪声功率。

此处，在将包含于接收信号中的空信号的位置处的接收信号设为x_null(q)(q＝1，...，q_null)时，其如下式(4)所示。

$x_{\mathrm{null}}\left(q\right)=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\sqrt{P_{\mathrm{ik}}}{i}_k\left(q\right)+z\left(q\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

该接收信号x_null(q)与上式(1)中示出的接收信号x(q)不同，不包括希望信号分量。因此，可以使用下式(5)来容易地测定上式(2)示出的干扰噪声功率P_IN。

${P^{\&prime;}}_{\mathrm{IN}}=\frac{1}{q_{\mathrm{null}}}\underset{q=1}{\overset{q_{\mathrm{null}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|x_{\mathrm{null}}\left(q\right)\right|}^2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

干扰信号在空信号与数据信号的位置上通常具有相同的平均干扰噪声功率，所以通过以使q_null成为充分的值的形式进行设定并进行测定，可以测定数据区间中的干扰功率。因此，在本发明中，不会受到希望信号的传输变动的影响，而可以进行干扰噪声功率测定。

为了说明本发明中的干扰功率测定的性能，对如图2所示在数据区间随机地配置了q_null＝12个空符号时的干扰噪声功率测定进行评价。另外，在使用了图2所示的帧结构时的干扰噪声功率测定的性能评价中，时间、频带等参数与上述图17所示的部分同样地，设为在200kHz×1ms的时间帧中，在时间方向上配置有三个符号、在频率方向上配置有四个符号的导频信号(q_t＝3、q_f＝4)。另外，假设三个干扰信号(K＝3)是满足P_i1＝P_i2＝P_i3，KP_ik/P_z＝6dB的QPSK信号的环境。图7是示出针对接收SINR理论值Ps|h(q)|²/(KP_ik+P_z)评价干扰功率测定误差<(P’_IN-P_IN)²)>^1/2而得到的结果的图。如图7所示，应用了本发明时的干扰功率测定误差不依赖于希望信号的导频信号功率以及传输路径变动。

另外，干扰噪声功率的测定结果被反馈给发送机1，而在传送控制动作中使用。另外，接收机2自身也使用干扰噪声功率的测定结果来进行传送控制动作。作为传送控制动作，例如有无线通信系统等中的调度处理、调制方式·编码率(MCS：modulation&Coding Scheme)决定处理、发送功率控制处理、具有多个天线的通信装置中的天线间的合成权重生成处理。

这样，在本实施方式中，发送侧的通信装置在发送信号的数据区间中插入空信号而发送，接收侧的通信装置测定插入了空信号的位置处的干扰噪声功率。由此，可以测定以往困难的数据区间中的干扰噪声功率。另外，可以不依赖于希望信号功率以及传输路径变动，针对每个时间帧稳定地测定干扰噪声功率。

另外，在本发明中设为将空信号随机地配置在确定的时间频率区域内，所以存在空信号的副载波在时间上变化。由此，可以测定上述时间频率区域内的平均的干扰功率。

另外，不限于图1所示的结构，而即使在发送机1中的空信号插入部12与导频信号插入部15的顺序相反的情况下也可以通过进行恰当的设定来动作。同样地，在接收机2中空信号删除部22与导频信号删除部25的顺序也可以相反。

实施方式2

接下来，对实施方式2的通信装置进行说明。在上述实施方式1中，对从一个发送机向一个接收机发送时的动作进行了说明，但在本实施方式中，对在多个发送机和接收机同时进行信号的发送接收时应用本发明的情况进行说明。另外，本实施方式的通信装置(发送机、接收机)的结构与上述实施方式1的发送机1、接收机2相同(参照图1)。

图8是示出实施方式2的下行链路无线传送的基本结构的图。该结构示出了包括基站41以及42、终端51以及52的无线通信系统。另外，基站41向终端51发送信号，基站42向终端52发送信号。

在本实施方式中，各基站在下行链路中发送信号时，生成按照相互不同的空模式配置了空信号的信号。另外，空模式与上述实施方式1同样地，生成为随机模式。另外，各基站(发送机)在小区内利用下行链路通知图6所示的空模式关键字而作为表示空模式的信息。小区内的各终端(接收机)根据从基站通知的空模式关键字识别在生成发送信号时基站使用的空模式。然后，在信号接收处理中，在按照该空模式从接收信号中去除了空信号之后，进行通常的接收处理。另外，终端通过与实施方式1同样的步骤测定干扰噪声功率。

在关注基站41与终端51的动作时，由于各基站相互随机地生成空信号，所以终端51从基站41接收空信号的符号中的干扰功率与接收数据信号的符号中的干扰功率在平均上相同。因此，如果在上式(4)中设定为q_null成为充分的值，则可以测定数据区间中的干扰噪声功率。另外，在终端52中也可以同样地使用包含在来自基站42的信号中的空信号来测定数据信号区间中的干扰噪声功率。

这样，在本实施方式中，作为发送侧的通信装置的各基站使用相互不同的空模式来执行包含空信号的发送信号的生成动作，并且，将空模式生成中使用的模式关键字通知给小区内的终端。由此，相邻的小区中存在的终端可以同时测定干扰噪声功率。即，本发明还可以适用于在存在多个基站的多蜂窝(multi-cellular)环境中多个终端同时进行数据传送的系统。

另外，由于各基站使用随机的空模式来配置空信号，所以存在空信号的副载波在时间上变化。这样，由于存在空信号的位置随机地变化，存在于多个小区内的终端可以同时测定干扰功率。

另外，上述说明是关于下行链路的说明，但本发明还可以如图9所示应用于上行链路。在该情况下，各终端(终端51以及52)使用相互不同的空模式来进行包含空信号的发送信号的生成处理即可。由此，与下行链路的情况同样地，各基站(基站41以及42)可以同时测定去除希望信号的干扰噪声功率。这样，在上行链路中也与下行链路同样地通过两个以上的发送机使用不同的空模式，可以在各接收机中同时测定干扰噪声功率。

实施方式3

接下来，对实施方式3的通信装置进行说明。在本实施方式中，关于实施方式1、2中说明的包含空信号的发送信号的生成处理，特别是对可以实现高的传送效率的发送信号生成方法进行说明。另外，本实施方式的通信装置(发送机、接收机)的结构与上述实施方式1的发送机1、接收机2相同(参照图1)。

如实施方式1所述，发送机1发送合计了Q-q_null符号的数据与q_null符号的空信号的Q符号。在实际的通信环境中Q被设为固定值的情况较多，在该情况下，数据传送中可以利用的符号数根据q_null而变化。

在根据图3说明时，在发送机1的发送信号生成部11中，编码部34以编码率r对输入的M位的信息进行编码，变换成M/r位而输出。进而，符号匹配部35将输入的M/r位的信息向具有QI相位的符号匹配，而生成Q-q_null数据符号。

此处，在传送一定的信息位数M时，需要随着空符号数q_null的增加而提高信息位的编码率r。另一方面，在提高编码率r时，传送效率稍微降低。这样，在本发明中，存在虽然可以高精度地测定干扰功率，但另一方面伴随编码率的上升而传送效率稍微降低的折衷的关系。因此，恰当地决定空信号的符号数以可以实现高精度的干扰功率测定、同时可以维持高数据传送效率是重要的。

根据上述说明，在本发明中在传送一定的信息的情况下，与以往的方法相比编码率上升至Q/(Q-q_null)倍。因此，为了不使编码率大幅上升，期望将Q/(Q-q_null)保持成接近1的值。在实际环境中，通常一个分组包括100个符号以上的数据信号(Q≥100)。另外，已知如果使用q_null＝10～15符号以上，则可以高精度地进行干扰功率测定(将测定误差抑制在期望的范围内)。因此，设为q_null/Q≤15％(相当于Q≥100，q_null≤15)是比较现实的。

这样，在本实施方式中，将配置在数据符号区间内的空信号的比率保持成15％以下。由此，可以实现高精度的干扰功率测定，同时可以维持高的数据传送效率(接近使用了以往方法的情况的数据传送效率)。

另外，在本发明中可以使用一个模式关键字来指定以15％以下的密度出现的空信号。

实施方式4

接下来，对实施方式4的通信装置进行说明。在本实施方式中，说明对具备多个天线的通信装置发送信号时的传送控制应用本发明的情况。

图10是示出实施方式4的下行链路无线传送的基本结构的图。该结构示出了包括具备多个天线的基站61以及62、终端71以及72的无线通信系统。基站61具备天线81～83，基站62具备天线84～86。另外，在本实施方式中，对基站61向终端71发送信号，基站62向终端72发送信号的情况进行说明。另外，本实施方式的通信装置(发送机、接收机)的基本结构与上述实施方式1的发送机1、接收机2相同(参照图1)。

本实施方式的各基站(发送机)在下行链路中传送信号时，从多个天线发送使用相同空模式生成的信号(包括空信号的信号)。即，一个发送机具有的多个天线在相同时间·频率下发送空信号。此时，多个天线不一定传送相同数据符号。还有多个信号被空间复用(spatialmultiplexing)传送的情况，还有多个天线发送不同的数据符号的情况。

例如，在图10所示的基站61的多个天线81～83使用了相同的空模式的情况下，在终端71中在基站61配置了空信号的符号中，不存在同一小区内的干扰，而可以仅测定来自其他小区的干扰功率。此时，优选与上述实施方式2同样地，不同的基站62使用不同的空模式。另外，在不同的基站62使用多个天线84～86的情况下，也同样地在天线间使用相同的空模式。

根据本实施方式，在基站具有多个天线的环境中，终端可以仅测定来自其他小区的干扰功率I_other。另外，在希望基站61向小区内的其他终端通过空间复用传送来发送信号的情况下，终端71有时从小区内也接收到干扰功率。但是，由于终端71考虑在小区内发生的干扰功率I_cell，所以可以使用包含在基站61向其他终端发送的信号中的导频信号来测定传输状态。另外，可以根据向其他终端发送的导频信号功率与数据信号功率的偏移信息(功率差、功率比率等信息)，来推测数据信号区域中的干扰功率I_cell。另外，终端71可以事先从基站61中取得向其他终端发送的信号具有的导频信号的信息以及偏移信息。

这样，终端71可以单独地测定来自其他小区的干扰功率I_other与小区内的干扰功率I_cell。其结果，终端71可以将来自其他小区的干扰功率与小区内的干扰功率之比R(＝I_cell/I_other)通知给基站61。图11是示出从终端向基站通知干扰功率比R时的格式的一个例子的图。通过在上行链路中通知本格式，基站61可以掌握终端71中的干扰功率比R。另外，基站61可以使用来自其他小区的干扰功率与来自本小区的干扰功率之比R来进行更高度的传送控制。另外，终端71也可以代替上述干扰功率比R而通知测定结果本身(I_cell以及I_Other)。

图12是示出基站使用干扰功率比R来进行的传送控制的一个例子的流程图。此处，设为终端71使用OFDMA传送方式来在OFDMA的所有频带中的一部分的子带中进行通信。基站61在从终端71接收到所利用的子带中的干扰功率比R时(步骤S11)，将R与判定阈值R_th进行比较(步骤S12)。比较的结果，如果R是阈值以下(步骤S12、否)，则继续进行当前的子带中的信号传送(步骤S13)。另一方面，在上述步骤S12中，如果R超过阈值(步骤S12、是)，则对终端71进行指示以报告其他子带中的干扰功率比R’，而取得其他子带中的干扰功率比R’(步骤S14)。然后，对两个干扰功率比R以及R’进行比较(步骤S15)，在R≤R’的情况下(步骤S15、否)，继续进行当前的子带中的信号传送(步骤S13)。另一方面，在R＞R’的情况下(步骤S15、是)，基站61将向终端71进行信号传送的子带变更成其他子带(步骤S16)。此时，基站61将子带的变更通知给终端71，终端71按照通知内容变更子带而进行信号接收。通过各基站进行以上那样的的传送控制，可以降低由于空间复用传送而发生的小区内的干扰。

另外，在终端71中，还可以作为I_cell+I_other而得到来自小区内与其他小区的干扰功率之和。

这样，在本实施方式中，设为基站从多个天线在相同时间·频率下发送空信号。由此，终端可以测定来自其他小区的干扰功率。另外，由于可以分离测定来自其他小区的干扰功率与本小区内发生的干扰功率，所以可以取得精确的干扰信息。而且，通过利用所取得的干扰功率信息来进行传送控制，可以降低小区内的干扰功率。

实施方式5

接下来，对实施方式5的通信装置进行说明。在本实施方式中，说明将本发明应用于其他通信装置对具备多个天线的通信装置发送信号时的传送控制中的情况。

图13是示出实施方式5的下行链路无线传送的基本结构的图。该结构示出了包括具备多个天线的基站61以及62、终端71、72、73以及74的无线通信系统。基站61具备天线81～83，基站62具备天线84～86。另外，在本实施方式中，对终端71、73以及74向基站61发送信号，终端72向基站62发送信号的情况进行说明。另外，本实施方式的通信装置(发送机、接收机)的结构与上述实施方式1的发送机1、接收机2相同(参照图1)。

在本实施方式中，在上行链路中多个终端71、73以及74使用相同时间频率区域在上行链路中向基站41将信号空间复用传送。此时，各终端71、73以及74发送使用相同空模式生成的信号(包括空信号的信号)。这样的环境主要在基站41使用多个天线接收空间复用信号的情况下产生。

多个终端71、73以及74发送分别不同的数据信号，但在相同时间·频率下发送空信号。在该情况下，在基站61中在各终端配置了空信号的符号中，可以测定来自其他小区的干扰功率。此时，优选与上述第二实施方式同样地，由属于不同小区中的终端使用不同的空模式。另外，空模式是如实施方式1、2所示那样，使用预先决定的固定的模式关键字、基站向小区内通知的模式关键字等来生成的。

在应用本实施方式的结构时，基站可以容易地仅测定来自其他小区的干扰功率。另外，对于来自小区内的终端的信号，可以使用包含在信号传送中的导频信号来掌握其传输路径。其结果，基站可以可靠地掌握来自小区内的终端的传输状态以及来自其他小区的干扰状态。另外，在例如将来自终端71的信号设为希望信号的情况下，可以计算从小区内的其他终端受到的干扰功率与从其他小区受到的干扰功率之比，还可以变更进行信号传送的子带，以减小来自小区内的其他终端的干扰功率。另外，该传送控制由于与实施方式4中说明的部分基本上相同，所以省略其详细说明。

这样，通过应用本实施方式的结构，基站可以可靠地掌握来自其他小区的干扰状态。另外，通过利用精确的干扰功率信息来进行传送控制，可以降低小区内的干扰功率。

实施方式6

接下来，对实施方式6的通信装置进行说明。在本实施方式中，对有效地利用执行实施方式1～5中示出的步骤而取得的来自其他小区的干扰功率值的无线控制方法进行说明。另外，在本实施方式中，说明上行下行链路对同一频带进行时间分割并交替使用的TDD(Time Division Duplex，时分双工)方式时的例子，但还包括上述实施方式1～5的本发明还可以适用于FDD(Frequency DivisionDuplex，频分双工)方式、广播型无线传送等使用了多载波传送的全部无线传送。

近年来，OFDMA/TDD方式作为下一代无线方式得到了瞩目，并考虑基站针对低速终端以视为平衰落(flat fading)的一定的副载波群(被称为子带)为单位进行信号传送的方法。具体而言，多个终端将下行链路中的子带单位的信道状态值(CQI)通知给基站，基站针对每个子带选择信道状态良好的终端而进行下行链路分组传送的频率调度作为可以实现高效的无线传送的控制技术是有潜力的。在进行这样的控制时，要求在基站中掌握各终端的信道状态。因此，各终端使用下行链路导频信号来测定信道状态，在上行链路中将信道状态测定值(CQI)通知给基站。作为高效地进行该CQI通知的方法，有文献“Y.Hara，K.Oshima，“Pilot-based channel quality reporting forOFDMA/TDD systems with cochannel interference”，VTC 2006 Fall，Sep.2006”中报告的导频基础CQI通知。以下，对该方法进行说明。

图14是示出实施方式6的OFDMA/TDD方式下行链路的子带结构与接收SINR测定的关系的图。图14所示的本实施方式的终端51(低速终端)将属于一个子带组中的M个子带(子带#1、#2、#3、...、#m、...、#M)中的接收SINR通知给基站61。基站61在所通知的子带中选择传输状态良好的子带并用于分组传送。以下，对该分组传送控制动作进行详细说明。

首先，当基站在下行链路的第m(＝1、...、M)个子带中以功率P_DL发送导频信号s_m(p)(E[|s_m(p)|²]＝1)时，用下式表示终端的第m个子带中的第p个符号的接收信号x_m(p)。

$x_m\left(p\right)=\sqrt{P_{\mathrm{DL}}}{h}_m{s}_m\left(p\right)+z_m\left(p\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

此处，h_m是基站-终端间的复数传输系数，z_m(p)是终端中的来自其他小区的干扰分量与噪声分量，并具有干扰噪声功率E[|z_m(p)|²]＝P_IN，m。干扰噪声功率P_IN，m根据周围的环境针对每个子带而不同，用γ_m＝P_DL|h_m|²/P_IN，m来提供终端中的接收SINR。

为了基站中的下行链路发送控制，终端以子带为单位进行导频基础CQI通知。在导频基础CQI通知法中，终端针对每个子带m(＝1、...、M)测定干扰噪声功率值P’_IN，m，使用该测定结果，生成并发送用下式(7)示出的pl符号的导频信号。

$s_{\mathrm{UL},m}\left(p\right)=\frac{\sqrt{\mathrm{\&eta;}}{r}_m\left(p\right)}{\sqrt{{P^{\&prime;}}_{\mathrm{IN},m}}},(p=1,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;.,p1)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

此处，r_m(p)是导频信号(|r_m(p)|＝1)，η是功率参数。此时，基站的子带m中的接收信号x_BS，m(p)成为下式(8)。

$x_{\mathrm{BS},m}\left(p\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{\&eta;}}{{P^{\&prime;}}_{\mathrm{IN},m}}}{h}_m{r}_m\left(p\right)+z_{\mathrm{BS},m}\left(p\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

此处，z_BS，m(p)表示基站的子带m中的干扰噪声分量。另外，终端将功率参数η通知给基站。

基站将子带m中的终端的接收SINR推测为下式(9)、

${\mathrm{\&gamma;}}_m^{\left(\mathrm{pre}\right)}=\frac{P_{\mathrm{DL}}}{\mathrm{\&eta;}}{|\frac{1}{p_1}\underset{p=1}{\overset{p_1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_{\mathrm{BS},m}\left(p\right)r_m\left(p\right)*|}^2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

此处，^＊表示复数共轭。在理想的控制状态(z_BS，m(p)＝0，P’_{IN， m}＝P_IN，m)中，接收SINR成为下式(10)，基站可以完全推测终端的接收SINR。

${\mathrm{\&gamma;}}_m^{\left(\mathrm{pre}\right)}=P_{\mathrm{DL}}\frac{{\left|h_m\right|}^2}{P_{\mathrm{IN},m}}={\mathrm{\&gamma;}}_m\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(10\right)$

在实际环境中，虽然存在干扰噪声分量(z_BS，m(p)≠0)，但在小的情况下可以进行良好的CQI通知。图15是示出在导频基础CQI通知中发送的导频信号的发送功率、接收功率、以及向接收SINR的变换的关系的图。这样，通过从终端以与测定干扰噪声功率成反比例的发送功率发送导频信号，可以在基站中得到终端的接收SINR信息。

此时，为了进行高精度的CQI通知在终端中正确地测定干扰噪声功率P_IN，m是重要的。如上所述，在使用实施方式1～5中示出的干扰功率测定方法时，即使在希望信号的传输路径中存在变动也可以高精度地测定来自其他小区的干扰功率。另外，可以测定存在数据信号的符号中的干扰功率，而不是存在导频信号的符号。其结果，终端可以高精度地测定P’_IN，m，可以从终端向基站进行高精度的CQI通知。

以上，可以如本实施方式，将本发明应用于导频基础CQI通知，在该情况下可以从终端向基站进行高精度的CQI通知。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的通信装置对进行无线传送的通信系统是有用的，特别适用于高精度地测定在无线传送控制中使用的信道质量信息的生成等中所需的干扰功率的通信装置。

Claims (28)

1.一种通信装置，构成多载波无线传送系统，与具有使用插入接收数据中的空符号来测定干扰噪声功率的功能的通信装置即对向装置进行通信，该通信装置的特征在于，具备：

数据帧生成单元，向发送给上述对向装置的数据帧的数据符号存储区域配置规定数的空符号而生成带有空符号的数据帧；以及

发送单元，通过规定的发送处理将带有空符号的数据帧发送给上述对向装置。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，变更空符号的配置位置，

上述发送单元将唯一地表示上述配置位置的信息通知给上述对向装置。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，随机地变更空符号的配置位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的通信装置，其特征在于，

在包含自身的多个通信装置一边取得同步一边执行上述带有空符号的数据帧生成处理，且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的不同的情况下，

上述数据帧生成单元向与上述其他通信装置配置空符号的位置不同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元以使空符号的占有率不超过根据上述干扰噪声功率测定处理中的容许误差以及数据传送效率决定的上限值的方式，生成带有空符号的数据帧。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，在使用多个天线将带有空符号的数据帧在相同的定时空间复用传送给对向装置的情况下，

上述数据帧生成单元生成将空符号配置在相同位置的多个带有空符号的数据帧。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，在一边与其他通信装置取得同步一边将带有空符号的数据帧发送给具备多个天线的对向装置，并且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的相同的情况下，

上述数据帧生成单元向与上述其他通信装置配置空符号的位置相同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

8.一种通信装置，构成多载波无线传送系统，使用来自通信对方的通信装置即对向装置的接收数据中插入的空符号来测定干扰噪声功率，该通信装置的特征在于，具备：

位置确定单元，确定带有空符号的数据帧内的空符号配置位置；以及

功率测定单元，将上述位置确定单元确定的位置的符号作为对象，进行功率测定。

9.根据权利要求8所述的通信装置，其特征在于，上述功率测定单元取得上述对向装置发送的“导频信号与数据信号的功率比信息”，根据该功率比信息来推测由于对向装置的发送信号而引起的干扰噪声功率，将该干扰噪声功率与执行上述功率测定处理而取得的干扰噪声功率的功率比率通知给对向装置。

10.根据权利要求8或9所述的通信装置，其特征在于，上述功率测定单元针对每个由规定数的副载波构成的子带执行功率测定，进而，生成与上述各子带单独地对应并且分别具有根据各子带的测定结果来决定的功率的导频信号，并发送给对向装置。

11.一种通信装置，构成包含多个通信装置的多载波无线传送系统，该通信装置的特征在于，具备：

数据帧生成单元，向发送给通信对方的通信装置即对向装置的数据帧的数据符号存储区域配置规定数的空符号而生成带有空符号的数据帧；

功率测定单元，在从上述对向装置接收到配置有空符号的带有空符号的数据帧的情况下，测定该空符号的功率，将该测定结果设为干扰噪声功率测定结果；以及

发送单元，将由上述数据帧生成单元生成的带有空符号的数据帧以及由上述功率测定单元测定的干扰噪声功率测定结果发送给上述对向装置，

根据上述对向装置使用上述数据帧生成单元生成的带有空符号的数据帧而测定的干扰噪声功率、以及上述功率测定单元使用从该对向装置接收的带有空符号的数据帧而测定的干扰噪声功率，执行和该对向装置与本装置之间的通信相关的传送控制处理。

12.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，作为上述传送控制处理，执行：调度处理、MCS决定处理、发送功率控制处理以及天线权重生成处理中的至少任一种处理。

13.根据权利要求11或12所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，变更空符号的配置位置，

上述发送单元将唯一地表示配置位置的信息通知给上述对向装置。

14.根据权利要求13所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，随机地变更空符号的配置位置。

15.根据权利要求11～14中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，在包含自身的多个通信装置一边取得同步一边执行上述带有空符号的数据帧生成处理，且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的不同的情况下，

上述数据帧生成单元向与上述其他通信装置配置空符号的位置不同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

16.根据权利要求11～15中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，上述数据帧生成单元以使空符号的占有率不超过根据干扰噪声功率的测定误差阈值以及数据传送效率决定的上限值的方式，生成带有空符号的数据帧。

17.根据权利要求11～16中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，在使用多个天线将带有空符号的数据帧在相同的定时空间复用传送给对向装置的情况下，

上述数据帧生成单元生成将空符号配置在相同位置的多个带有空符号的数据帧。

18.根据权利要求11～17中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，上述干扰噪声功率测定单元取得上述对向装置发送的“导频信号与数据信号的功率比信息”，根据该功率比信息来推测由于对向装置的发送信号而引起的干扰噪声功率，将该干扰噪声功率与执行上述功率测定处理而取得的干扰噪声功率的功率比率通知给对向装置。

19.根据权利要求11～18中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，在一边与其他通信装置取得同步一边将带有空符号的数据帧发送给具备多个天线的对向装置，并且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的相同的情况下，

上述数据帧生成单元向与上述其他通信装置配置空符号的位置相同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

20.根据权利要求11～19中的任意一项所述的通信装置，其特征在于，上述干扰噪声功率测定单元针对每个由规定数的副载波构成的子带执行上述功率测定，进而，生成与上述各子带单独地对应并且分别具有根据各子带的测定结果来决定的功率的导频信号，并发送给对向装置。

21.一种传送控制方法，是在多载波无线传送系统中，特定的通信装置与其他通信装置进行通信时的传送控制方法，该传送控制方法的特征在于，包括：

数据帧生成步骤，向发送给通信对方的通信装置即对向装置的数据帧的数据符号存储区域配置规定数的空符号而生成带有空符号的数据帧；

数据帧发送步骤，将上述带有空符号的数据帧发送给上述对向装置；

功率信息取得步骤，取得从上述对向装置发送来的干扰噪声功率信息；以及

传送控制步骤，根据上述取得的干扰噪声功率信息，执行和上述对向装置与本装置之间的通信相关的传送控制处理。

22.根据权利要求21所述的传送控制方法，其特征在于，作为上述传送控制处理，执行：调度处理、MCS决定处理、发送功率控制处理以及天线权重生成处理中的至少一种处理。

23.根据权利要求21或22所述的传送控制方法，其特征在于，在上述数据帧生成步骤中，针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，变更空符号的配置位置，

进而，包括将唯一地表示上述配置位置的信息通知给上述对向装置的配置位置信息通知步骤。

24.根据权利要求23所述的传送控制方法，其特征在于，在上述数据帧生成步骤中，针对每个上述带有空符号的数据帧的生成动作，随机地变更空符号的配置位置。

25.根据权利要求21～24中的任意一项所述的传送控制方法，其特征在于，在包含自身的多个通信装置一边取得同步一边执行上述带有空符号的数据帧生成处理，且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的不同的情况下，

在上述数据帧生成步骤中，向与上述其他通信装置配置空符号的位置不同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

26.根据权利要求21～25中的任意一项所述的传送控制方法，其特征在于，在上述数据帧生成步骤中，以使空符号的占有率不超过根据上述干扰噪声功率测定处理中的容许误差以及数据传送效率决定的上限值的方式，生成带有空符号的数据帧。

27.根据权利要求21～26中的任意一项所述的传送控制方法，其特征在于，在使用多个天线将带有空符号的数据帧在相同的定时空间复用传送给对向装置的情况下，

在上述数据帧生成步骤中，生成将空符号配置在相同位置的多个带有空符号的数据帧。

28.根据权利要求21～27中的任意一项所述的传送控制方法，其特征在于，在一边与其他通信装置取得同步一边将带有空符号的数据帧发送给具备多个天线的对向装置，并且自身的发送目的与其他通信装置的发送目的相同的情况下，

在上述数据帧生成步骤中，向与上述其他通信装置配置空符号的位置相同的位置配置空符号而生成带有空符号的数据帧。

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