CN101647210A - 移动通信系统所使用的基站装置、用户装置和方法 - Google Patents

移动通信系统所使用的基站装置、用户装置和方法 Download PDF

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Abstract

基站装置包括：存储表示在包含多个资源单元的规定的频带中，对用户装置的每个发送天线的信道状态的质量信息的存储单元；根据质量信息，生成表示资源单元的分配规划的调度信息的调度单元；以及将包含调度信息和天线选择信息的低层控制信号发送到用户装置的发送单元。天线选择信息表示在用户装置配置的多个发送天线内应该通过哪个发送天线进行发送。天线选择信息和调度信息都被进行信道编码。

Description

移动通信系统所使用的基站装置、用户装置和方法
技术领域
本发明涉及移动通信的技术领域，特别涉及进行闭环型天线选择分集(Close-loop Type ASTD(Antenna Switching Transmission Diversity))的移动通信系统中的基站装置、用户装置和方法。
背景技术
在移动通信系统中，为了提高传输质量，有时在通信装置中准备多个发送天线，进行发送分集。发送分集大致有开环型和闭环型。在开环型(open-looptype)中以预先确定的选择模式(pattern)来选择发送天线。在闭环型(close-looptype)中，根据来自通信对方的反馈，选择合适的发送天线。
图1表示闭环型天线选择分集应用于上行链路的情况。首先，基于从各个发送天线发送的参考信号(reference signal)，对每个发送天线判定信道状态的好坏。信道状态的好坏，例如由信道质量指示符(CQI)来表现。而且，判定与较好的信道状态相关联的发送天线，该判定结果被反馈到发送源作为天线选择信息。
图2示意地表示在用户装置2中配置了两个发送天线时，从各个发送天线发送参考信号及数据信号的情况。数据信号从对应于更好的信道状态的发送天线发送。参考信号原则上从与数据信号相同的发送天线发送，但在对应于某个周期时，从与数据信号不同的发送天线发送。例如，事先决定为，使四子帧中第1-3子帧用与数据信号相同的发送天线发送参考信号，第4子帧中用与数据信号不同的发送天线发送参考信号。由此，能够可靠地掌握与双方的发送天线有关的传播状况，并且进行天线的选择。
关于在上行信号的发送中进行闭环型天线选择分集，例如记载在非专利文献1中。
非专利文献1：3GPP，TSG RAN WG1 Meeting#47bis，R1-070097，2007年1月
发明内容
发明要解决的课题
可是，表现了表示在多个发送天线内应该使用哪个发送天线的天线选择信息的比特数比较少。例如，四天线的情况下至多用2比特即可，八天线只要3比特即可。更一般地，N天线时必要的比特数仅为log2N。这种事实从减少下行控制信号的信息量，抑制开销的观点来说较理想，但从纠错的观点来说却不理想。因为对于天线选择信息，即使进行了纠错编码也不能充分地获得编码增益。因此，会顾虑天线选择信息的差错率因通信状况而升高。特别是小区边缘的用户装置的信道状态不好的情况居多，天线选择信息特别容易出现差错，尽管特意进行了天线分集，但仍然顾虑不能提高质量。
本发明的课题是，在闭环型天线选择分集中，改善由基站装置通知给用户装置的天线选择信息的差错率。
用于解决课题的手段
本发明所使用的基站装置，包括：存储表示在包含多个资源单元的规定的频带内，对用户装置的每个发送天线的信道状态的质量信息的存储单元；根据所述质量信息，生成表示资源单元的分配规划的调度信息的调度单元；以及将包含调度信息和天线选择信息的低层控制信号发送到用户装置的发送单元。所述天线选择信息表示在用户装置中配置的多个发送天线内应该通过哪个发送天线进行发送。所述天线选择信息和所述调度信息都被信道编码。
发明效果
根据本发明，在闭环型天线选择分集中，能够改善由基站装置通知给用户装置的天线选择信息的差错率。
附图说明
图1是表示进行闭环型天线选择分集的情况的图。
图2是表示适当切换两个发送天线的情况的图。
图3是表示本发明的一实施例的基站的方框图。
图4是表示对用户装置的每个发送天线准备的各个资源单元的CQI的情况的图。
图5表示本发明的一实施例的用户装置的方框图。
图6表示本发明的一实施例的动作例子的流程图。
标号说明
302发送码元生成单元
304离散傅立叶变换单元
306副载波映射单元
308快速傅立叶逆变换单元
310循环前缀附加单元
312参考信号生成单元
314复用单元
316RF发送电路
318功率放大器
320发送天线选择单元
322L1/L2控制信号解调单元
330发送功率控制单元
420参考信号生成单元
422CQI测量单元
424调度器
426L1/L2控制信号生成单元
430数据信号生成单元
436复用单元
438快速傅立叶逆变换单元
440循环前缀赋予单元
442RF发送电路
444功率放大器
具体实施方式
图3表示本发明的一实施例的基站。在图3中，描绘了参考信号生成单元420、CQI测量单元422、调度器424、L1/L2控制信号生成单元426、数据信号生成单元430、复用单元436、快速傅立叶逆变换单元(IFFT)438、循环前缀赋予单元(+CP)440、RF发送电路442及功率放大器444。
参考信号生成单元420准备在下行链路传输的参考信号。参考信号称为导频信号、训练信号等，是包含了发送端及接收端在通信开始前已知的信息的信号。
CQI测量单元422基于从用户装置接收到的质量测量用参考信号，评价与各个用户装置的信道状态(CQI)。质量测量用参考信号也称为探空参考信号(sounding reference signal)，在上行链路中定期地传输。该探空参考信号通过比由信道估计单元使用的信道补偿用或解调用的参考信号宽的频带来发送。信道补偿使用的参考信号占有实际地进行了分配的资源块内的频带就可以，而探空参考信号被用于作为调度基础的质量测量，所以必须占有所有资源块内的频带。再有，资源块(RB：Resource Block)与资源单元(RU：ResourceUnit)同义地使用，是指被分配给共享数据信道的传输的单位频带。在本实施例中，对用户装置的每个发送天线测量或估计有关各个资源单元的信道状态(CQI)。
图4表示对用户装置的每个发送天线准备各个资源单元的CQI，例如存储在存储器中的情况。在图示的例子中，第1用户装置UE1有两个发送天线，第2用户装置UE2有四个发送天线，第3用户装置只有一个发送天线。RU1、RU2、...表示资源单元。
图3的调度器424基于信道状态(CQI)的好坏或其他的判断基准(例如加入了发送缓冲器滞留量那样的公平性的基准等)，规划上下链路的资源分配内容。所决定的内容作为调度信息被输出。调度信息例如也可以包含以下信息：
·表示信号的传输所使用的资源单元的信息(资源单元分配信息)、
·用户识别信息、
·传输格式信息(数据调制方式及信道编码率或数据量)、
·发送功率信息。
除了这些调度信息，调度器424还准备了表示用户装置应该通过哪个发送天线进行发送的天线选择信息。例如，从图4中CQI的好坏的观点来说，如粗框所示，假设资源单元RU1被分配给用户装置UE1，资源单元RU2被分配给用户装置UE2。这种情况下，用户装置UE1的天线选择信息表示第2发送天线，用户装置UE2的天线选择信息表示第3发送天线。
L1/L2控制信号生成单元426通过对要发送的控制信息进行信道编码及数据调制等而生成L1/L2控制信号。L1/L2控制信号除了可以包含上述调度信息，还包含天线选择信息。一般地，L1/L2控制信号在每一子帧通知给用户装置，但不需要每次通过一个L1/L2控制信号来通知发往特定的用户装置的全部天线选择信息，天线选择信息也可以在多个L1/L2控制信号内通知给该用户装置。例如，也可以在第1子帧通知以2比特表现的天线选择信息的第1比特，在第2子帧通知第2比特。L1/L2控制信号(低层控制信号)与数据信号分别地传输，从而与作为数据信号的一部分而传输的高层控制信号(L3PPC消息、MAC控制PDU等)区分开。
如上所述，由于天线选择信息自身的比特数比较少，所以这样的话，难以获得纠错编码的编码增益。在本实施例中，天线选择信息与调度信息都被信道编码(纠错编码)。不将天线选择信息和其他信息(调度信息等)单独地进行编码，而包含调度信息和天线选择信息的信号构成一个编码单位，并进行纠错编码。编码的方法也可以使用维特比(Viterbi)编码、卷积编码、特播(Turbo)编码等本技术领域中已知的合适的任何编码方法。由于编码的信息单位变长，所以提高至少相当该部分的编码增益，特别提高有关天线选择信息的编码增益。
可是，在小区内各种各样的用户装置在各种各样的环境中动作。不仅存在需要天线选择信息的用户，而且还存在不需要天线选择信息的用户。因此，在通知调度信息时依赖于是否区分这些用户，考虑几种方法。
(1)首先，也可以依赖于是否需要天线选择信息而准备不同的传输格式。为了说明的便利，假设需要天线选择信息的用户为用户A，不需要天线选择信息的用户为用户B，天线选择信息的比特数为m。在(1)的方法中，用户A的调度信息用与用户B的调度信息相同的比特数K来表现。但是，对于用户A，仅由调度信息构成编码单位(K)，而对于用户B，由包含调度信息和天线选择信息的更长的比特数的信号(K+m)构成编码单位。这种方法能够原样维持不需要天线选择信息时的原有的调度信息的比特数，不变更原有的设备和处理即可。
(2)或者，也可以依赖于是否需要天线选择信息而准备不同的传输格式。在本方法中，有关用户A的调度信息以K比特表现，有关用户B的调度信息以(K-m)比特表现。其结果，在本方法中，无论是否需要天线选择信息，编码的单位都能够维持K比特。这是因为用户A的情况下仍然为K比特，而在用户B的情况下(K-m)比特+m比特＝K比特成为编码单位。
在调度信息中，作为减少用于天线选择信息的比特数的候选，可列举资源单元分配信息、传输格式信息(数据调制方式及信道编码率或数据大小(datasize))及发送功率信息等。若减少比特数，则担心减少该信息可表现的选择支数。
但是，需要使用天线选择信息来控制的用户一般在信道状态较差的环境中(例如，在小区边缘)进行通信，所以即使忽略只在信道状态较好的情况下获得的选择支，实际的损害也很少。例如，就资源单元分配信息来说，信道状态非常良好时所分配的资源单元的组合(例如，指定较多的资源单元的组合)，在信道状态较差的用户中是不需要的。关于传输格式，只在信道状态非常良好时使用的MCS号码，在信道状态较差的用户中是不需要的。关于发送功率，只在信道状态非常良好时使用的较弱的发送功率，在信道状态较差的用户中也不使用。因此，关于使用天线选择信息的用户，可认为即便是减少了以调度信息表现的内容的选择支，实际的损害也很少。关于不需要天线选择信息的用户A及需要天线选择信息的用户B双方，通过使编码单位一致为K比特，从而不准备多个L1/L2控制信号的传输格式即可，可以实现运算处理的简化。
再有，在减少了调度信息的比特数时，也可以下一些工夫，以不减少资源单元分配等的选择支。例如，如果不是表现资源单元分配信息等的全体，而仅表现与上次的差分，则选择支数本身或许不减少。
数据信号生成单元430通过进行信道编码及数据调制等，准备用共享数据信道传输的数据信号。
复用单元436将信号进行复用，以将参考信号、L1/L2控制信号及数据信号发送给本小区中存在的用户装置。复用也可以使用分时复用、频分复用、码分复用的一个以上的复用来进行。
快速傅立叶逆变换单元(IFFT)438将映射后的信号进行快速傅立叶逆变换，并进行OFDM方式的调制，生成发送码元中的有效码元的部分。
循环前缀赋予单元(+CP)440在以OFDM方式进行了调制的信号(在该阶段中，有效码元部分)中赋予保护间隔，生成用于构成发送信号的OFDM码元。发送信号通过未图示的部件被无线发送。循环前缀(Cyclic Prefix)也被称为保护间隔，可以通过将发送码元中的有效码元所包含的一部分进行复制来准备。
RF发送电路442进行用于将发送码元通过无线频率发送的数字模拟变换、变频及频带限制等处理。
功率放大器444调整发送功率。
图5表示本发明的一实施例的用户装置的功能方框图。假设用户装置在对上行链路采用单载波方式的移动通信系统中被使用。在图5中，描绘了发送码元生成单元302、离散傅立叶变换单元(DFT)304、副载波映射单元306、快速傅立叶逆变换单元(IFFT)308、循环前缀附加单元(+CP)310、参考信号生成单元312、复用单元314、RF发送电路316、功率放大器318、发送天线选择单元320、L1/L2控制信号解调单元322及发送功率控制单元330。
发送码元生成单元302准备以上行链路发送的信号。发送码元生成单元302不仅生成用户要发送的用户业务数据信号，还生成控制信号。在控制信号中，也可以包含上行数据信号的传输格式(调制方式及数据大小等)、上行发送功率、对下行数据信号的送达确认信息(ACK/NACK)、下行链路中的接收质量(CQI)等。
离散傅立叶变换单元(DFT)304进行离散傅立叶变换，将时间序列的信息变换为频域的信息。
副载波映射单元306进行频域中的映射。在多个用户装置的复用中也可以使用频分复用(FDM)方式。在FDM方式中，有集中式(localized)FDM方式及分布式(distributed)FDM方式两种。
快速傅立叶逆变换单元(IFFT)308通过进行傅立叶逆变换，将频域的信号还原为时域的信号。
循环前缀附加单元(+CP)310在要发送的信息中附加循环前缀(CP：Cyclic Prefix)。循环前缀(CP)具有作为保护间隔的功能，用于吸收多路径传送延迟和基站中的多个用户间的接收定时之差。
参考信号生成单元312准备以上行链路发送的参考信号。
复用单元314将参考信号复用在要发送的信息中，并生成发送码元。
RF发送电路316进行用于将发送码元以无线频率发送的数字模拟变换、变频及频带限制等处理。
功率放大器318根据来自发送功率控制单元330的指示而调整发送功率。
发送功率控制单元330根据来自基站的指示(调度信息中的发送功率控制信息)而控制发送信号的发送功率。
发送天线选择单元320根据由基站通知的天线选择信息以及根据预先决定的规则而适当切换发送天线。预先决定的规则，例如也可以是以下那样的规则：
‘数据信号从根据天线选择信息所选择的发送天线发送。或者，在与某一定的周期相应的子帧中，从没有被用于数据信号的发送的发送天线发送参考信号，在除此以外的子帧中，从用于数据信号的发送的发送天线发送参考信号。’
L1/L2控制信号解调单元322对从基站接收到的L1/L2控制信号进行信道解码及数据解调，并提取控制信息。特别在本实施例中，按照由基站进行的信道编码方式及数据调制方式进行信道解码及数据解调，导出调度信息及天线选择信息。如上所述，天线选择信息和调度信息都被编码传输。因此，这些信息不是单独而是一起被进行信道解码。
从提取出的调度信息中，导出表示了资源单元的信息(资源单元分配信息)、用户识别信息、传输格式信息(数据调制方式及信道编码率或数据大小)、发送功率信息等，根据这些信息进行下行信号的接收和/或上行信号的发送。这种情况下使用的天线(特别是发送天线)，根据天线选择信息来选择。
图6表示本发明的一实施例的动作例子的流程图。在步骤S1，基站测量上行参考信号的接收质量(CQI)。接收质量当然以每个用户装置来区分，在用户装置具备多个发送天线时也区分发送天线。CQI的测量在或许分配了资源单元的整个频带(系统频带)进行。其结果，如图4中说明的那样，准备对用户装置的每个发送天线有关各个资源单元的CQI。
在步骤S2，基于所测量的CQI，由基站进行调度。对呈现较好的CQI的用户装置分配资源单元，附随在调度信息中，还准备用于指定发送天线的天线选择信息。
在步骤S3，将包含调度信息和天线选择信息的信号进行信道编码、数据调制，生成L1/L2控制信号。L1/L2控制信号被通知给用户装置。
在步骤S4，从调度信息中导出资源单元分配信息、传输格式信息及发送功率信息，以这些信息所指定的资源单元、传输格式及发送功率来发送上行信号。在发送时，使用由天线选择信息指定的发送天线。
于是，根据本发明的一实施例，在天线选择信息和调度信息都被信道编码的基础上进行传输，所以能够改善天线选择信息的差错率。
以上，参照特定的实施例说明了本发明，但各个实施例不过是简单的例示，本领域技术人员当然能够理解各种各样的变形例、修正例、替代例、置换例等。使用并说明了具体的数值例子来促进对发明的理解，但除非特别事先说明，否则这些数值不过是简单的一例，合适的任何值都可以使用。各个实施例的划分对本发明不是实质性的，也可以根据需要而使用两个以上的实施例。为了便于说明，本发明的实施例的装置使用功能性的方框图进行了说明，但这样的装置也可以用硬件、软件或它们的组合来实现。本发明不限于上述实施例，包含各种各样的变形例、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2007年2月14日申请的日本专利申请第2007-034132号的优先权，其全部内容引用于本国际申请。

Claims (7)

1.一种基站装置，其特征在于，包括：
存储表示在包含多个资源单元的规定的频带内，对用户装置的每个发送天线的信道状态的质量信息的存储单元；
根据所述质量信息，生成表示资源单元的分配规划的调度信息的调度单元；以及
将包含调度信息和天线选择信息的低层控制信号发送到用户装置的发送单元，
所述天线选择信息表示在用户装置中配置的多个发送天线内应该通过哪个发送天线进行发送，
所述天线选择信息和所述调度信息一起被信道编码。
2.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，
所述调度单元决定：表示对用户装置分配的资源单元的资源单元分配信息、天线选择信息、上行发送所使用的传输格式信息及上行信号的发送功率信息。
3.如权利要求2所述的基站装置，其特征在于，
资源单元分配信息、传输格式信息及发送功率信息，以不依赖于调度信息是否与天线选择信息一起被信道编码的比特数来表现。
4.如权利要求2所述的基站装置，其特征在于，
资源单元分配信息、传输格式信息或发送功率信息的至少一个信息，以依赖于调度信息是否与天线选择信息一起被信道编码而不同的比特数来表现。
5.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，
天线选择信息分散在多个子帧内而被通知给用户装置。
6.一种用户装置，其特征在于，包括：
从基站装置接收包含了调度信息和天线选择信息的低层控制信号的接收单元；
对所述低层控制信号进行信道解码和数据解调，并根据所述调度信息而确认资源单元的分配规划的确认单元；以及
根据所述天线选择信息从多个发送天线中选择发送天线，并使用该发送天线，通过分配的资源单元来发送上行信号的发送单元，
所述天线选择信息在与所述调度信息一起被信道编码的状态下，包含在所述低层控制信号中。
7.一种方法，其特征在于，包括：
根据在包含多个资源单元的规定的频带内，表示对用户装置的每个发送天线的信道状态的质量信息，由基站装置生成表示资源单元的分配规划的调度信息的调度步骤；
将包含调度信息及天线选择信息的低层控制信号发送到用户装置的步骤；
解码及解调所述低层控制信号，由用户装置根据所述调度信息确认资源单元的分配规划的步骤；以及
根据所述天线选择信息，从多个发送天线中选择发送天线，使用该发送天线，通过分配的资源单元发送上行信号的步骤，
所述天线选择信息表示在用户装置中配置的多个发送天线内应该通过哪个发送天线进行发送，
所述天线选择信息和所述调度信息一起被基站装置信道编码。
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