CN102017486A - 无线通信系统、无线通信装置、以及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信系统，其具备：第1通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上来进行无线发送；和第2通信装置，接收由第1通信装置无线发送的信号。通过具备如下选择部，来得到优异的传输效率，该选择部针对各个作为规定的段大小和表示规定的平均发送功率的信息之间的组合的选择候补，来计算表示第1通信装置进行发送时的第2通信装置中的接收品质的值，该第1通信装置进行发送时利用使用了规定的段大小的频率信号向副载波的配置和规定的平均发送功率，根据该计算出的表示接收品质的值，从选择候补中选择第1通信装置进行发送时使用的选择候补。

Description

无线通信系统、无线通信装置、以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统、无线通信装置、以及无线通信方法。
本申请根据2008年4月28日向日本提出的特愿2008-117759号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
近年，下一代移动通信系统的研究盛行，作为用于提高系统频率利用效率的方式，提出了通过各单元使用相同的频带从而各单元能够利用被系统分配的全部频带的单频复用蜂窝系统。
在下行链路(从基站装置向移动站的通信)中，OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access：正交频分多址)方式成为最有力的候选。OFDMA方式中使用根据64QAM(64-ary Quadrature AmplitudeModulation：64值正交振幅调制)和BPSK(Binary Phase Shift Keying：二相相移键控)等接收状况对信息数据施加不同的调制方式来进行通信的OFDM信号，由多个移动用户装置灵活地分配由时间轴和频率轴构成的无线资源，来进行通信。
在此情况下，因为使用OFDM信号，所以存在PAPR(Peak to AveragePower Ratio：峰值平均功率比)变得非常大，峰值功率变高的情况。高峰值功率虽然在发送功率放大功能上比较优越的下行链路通信中不是大问题，但在发送功率放大功能上不足的上行链路(从移动站向基站装置的通信)中，在放大时峰值功率超过放大器(amplifier)的线性区域，所以会成为在发送的信号中产生变形的致命的问题。
因此，在上行链路(从移动站向基站装置的通信)中，优选以PAPR较低的单载波方式为基础的通信方式。
然而，若使用单载波方式，则存在不能进行像OFDMA方式那样的使用时间轴和频率轴的灵活的资源分配的问题。作为解决此问题的通信方式，提出了SC-ASA(Single Carrier-Adaptive Spectrum Allocation：单载波适应频谱分配，也称DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform-Spread OFDM：离散傅里叶变换扩展正交频分复用))(例如，非专利文献1)。
因为这种通信方法使用了与单载波通信方式相同的手法，所以峰值平均功率比PAPR较低。此外，通过像OFDM信号那样插入循环前缀(cyclicprefix)CP，能够进行模块间无干扰的数据处理(以下，将插入循环前缀CP的间隔，即进行离散傅里叶变换DFT(Discrete Fourier Transform)的数据处理单位称为“DFT-S-OFDM符号”)。并且，因为通过离散傅里叶变换DFT一时作成了频率波形，所以有能够容易进行以副载波为单位的资源控制的优点。
图17A、图17B是对SC-ASA方式的概念进行说明的图。图17A表示发送频谱。通过时间频率变换而变换为频率信号的原发送数据的频谱，如图17A左侧所示的曲线那样配置于连续的频率中。在SC-ASA方式中，在选择了接收侧的接收状况(接收品质)良好的副载波，并如图17A的右侧所示的曲线那样对该频谱重新映射后，进行发送。图17B的左侧所示的曲线表示接收频谱，如图17B的右侧所示的曲线那样，接收到的频率信号通过反映射为与原发送数据相同的排列就能够还原。也就是说，因为能够适应性地选择接收状况良好的频率来进行传输，所以传输特性得到改善。
图18A、图18B是表示应用SC-ASA通信方式来传输信息的发送站装置和接收站装置的结构的概略模块图。在图18A的发送站装置中，发送比特列被编码部1000编码，编码后的发送比特被交差存取部1001重新排列，并由调制部1002进行调制。由调制部1002调制后的调制信号在S/P(串行(serial)/并行(parallel))变换部1003中被并行化之后，由DFT部1004变换为频率轴上的信号。此后，该频率轴上的信号被频谱映射部1005映射到副载波上。此时，向该副载波的映射是将接收状况例如接收SNR(Signal to Noise Ratio：信噪比)或SNIR(Signal to NoiseInterference Ratio：信号对噪声加干扰功率比)较好的频率的副载波分配到频率中的同时，对没有被分配的副载波输入0。
接着，映射后的频率轴上的发送信号被IDFT(逆离散傅里叶变换)部1006变换为时间轴的信号，由P/S(并行/串行)变换部1007将时间轴的信号串行化。同时，由导频信号生成部1008生成用于估计传输路径的频率特性的导频信号，在导频复用部1009中与P/S变换部1007串行化之后的数据信号复用。复用之后的信号由循环前缀CP(Cyclic Prefix)插入部1010插入循环前缀CP。插入了循环前缀CP的信号由D/A变换部1011变换为模拟信号，并且由无线部1012向上变频(Up Convert)至无线频率，从各发送站的发送天线1013进行发送。
在图18B的接收站装置中，接收信号由接收天线1100接收，该接收信号被无线部1101向下变频至基带信号。降频后的接收信号由A/D变换部1102变换为数字信号。接着，该数字信号由CP除去部1103除去循环前缀CP，并由导频分离部1104将用于估计传输路径特性的导频信号和数据信号分离。分离后的导频信号由传输路径估计·噪声分散估计部1105计算传输路径的频率特性和噪声的分散。
估计出的传输路径的频率特性由传输路径特性反映射部1106只提取在传输中实际使用了的频率特性，另一方面由离散频率选择部1107选择接收状况好的离散频率。此时，频谱分配是计算各离散频率的接收状况，从增益高的频率开始顺次选择使用的离散频率。在频谱分配信息生成部1108中根据决定的频谱分配生成下一个传输时机的分配信息信号，并反馈到发送装置。
另一方面，分离后的数据信号由S/P变换部1109将除去了循环前缀CP的数字信号并行化。并行化之后的数字信号被DFT部1110变换为频率轴的信号，并由频谱反映射部1111将各个频率轴的信号的副载波还原为原配置，从而使得频谱的排列与原发送信号相同。此后，由均衡部1112实施补偿由传输路径产生的变形的均衡处理，并被IDFT部1113变换为时间轴的信号。此后被P/S变换部1114串行化，并由解调部1115从调制信号解调为编码比特单位的可靠度(似然)。最后，每个编码比特的似然由反交差存取部1116将被编码的发送比特的排列还原，并由解码部1117分别得到从发送站发送的信号的解码数据。
非专利文献1：真嵨、三瓶，关于使用了动态频谱控制的宽频带单载波传输方式的研究，RCS2006-233，2007年1月
在上述的SC-ASA通信方式中，作为对频率信号副载波的配置方法，存在配置的副载波在频率方向上分散的分散配置、和在频率方向上连续的连续配置。因为分散配置在选择配置的副载波时的自由度高，所以能够选择传输特性较好的副载波，但存在峰值平均功率比PAPR比连续配置高的特征。因为连续配置在选择配置的副载波时受到限制，所以未必能够选择传输特性最好的副载波，但存在能够使峰值平均功率比PAPR比分散配置低的特征。因此，有在发送功率较大时，使用连续配置，在发送功率较小时，使用分散配置的方法。
然而，在上述根据发送功率来切换分散配置和连续配置的方法中，存在如下的问题，在发送功率较大时，尽管有时比起通过使用峰值平均功率比PAPR较低的连续配置来降低峰值功率，即使峰值平均功率比PAPR较高也使用副载波选择的自由度较高的分散配置，并且可使得降低平均发送功率方面的传输特性较好，但还是使用了连续配置，这样无法以传输效率最好的方式将频率信号配置到副载波上。
发明内容
本发明鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种无线通信系统、无线通信装置、以及无线通信方法，在将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置到副载波上进行发送的通信方式中，能够得到优异的传输效率。
本发明是为了解决上述课题而提出的，本发明的无线通信系统
具备：第1通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上来进行无线发送；和第2通信装置，接收由第1通信装置无线发送的信号。该无线通信系统特征在于具备：选择部，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定段大小和表示规定平均发送功率的信息的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述第1通信装置进行发送时的所述第2通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述第1通信装置进行发送时使用的选择候补。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述选择候补是所述第1通信装置发送信号时的发送功率的峰值功率不超过预先决定的阈值的所述规定段大小和所述规定平均发送功率的组合。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述选择部使计算所述接收品质时利用的所述频率信号向副载波的配置成为：相应选择候补的段大小上的频率信号的配置、向能配置的副载波中接收状态最佳的副载波的配置。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述第2通信装置具备：所述选择部；控制信息生成部，生成频谱分配信息和发送功率信息，该频谱分配信息表示所述选择部选择的选择候补的接收品质计算时所使用的配置，该发送功率信息表示所述选择候补的所述规定平均发送功率；和选择结果发送部，发送所述控制信息生成部生成的频谱分配信息和所述发送功率信息，所述第1通信装置具备：选择结果接收部，接收所述频谱分配信息和所述发送功率信息；映射部，按照接收到的所述频谱分配信息，将所述频率信号配置于副载波上；和发送部，根据接收到的所述发送功率信息，以所述规定平均发送功率发送所述映射部所配置的信号。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述无线通信系统具有多个所述第1通信装置、和所述第2通信装置，所述第2通信装置具备：测定部，其测定从各个所述第1通信装置接收到的信号的衰减量，所述选择部针对所述第1通信装置中在所述测定部的测定结果中衰减量最大的所述第1通信装置选择所述组合，针对除了所述衰减量最大的第1通信装置以外的所述第1通信装置，使段大小与所述选择的组合的段大小相同或更小。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述选择部在对所述第1通信装置计算表示所述接收品质的值时，按照每个段大小将能进行频谱分配的频带分割为子信道，并将所述段配置于该子信道。
此外，本发明的无线通信系统在上述无线通信系统的基础上，其特征在于，所述选择部针对除了所述衰减量最大的第1通信装置以外的所述第1通信装置，根据该第1通信装置的衰减量决定平均发送功率，从所述规定平均发送功率比该平均发送功率大的所述选择候补中选择选择候补，并使用所选择的选择候补的段大小。
此外，本发明的无线通信装置将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上，接收由其他无线通信装置无线发送的信号。该无线通信装置特征在于具备：选择部，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定段大小和规定平均发送功率的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述其他无线通信装置进行发送时的该无线通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述其他无线通信装置进行发送时使用的选择候补；控制信息生成部，生成频谱分配信息和发送功率信息，该频谱分配信息表示所述选择部选择的选择候补的接收品质计算时所使用的配置，该发送功率信息表示所述选择候补的所述规定平均发送功率；和选择结果发送部，将所述控制信息生成部生成的频谱分配信息和所述发送功率信息发送到所述其他无线通信装置。
此外，本发明的无线通信方法应用于无线通信系统中，该无线通信系统具备：第1通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上来进行无线发送；和第2通信装置，接收由第1通信装置无线发送的信号。所述无线通信方法特征在于，所述第1通信装置或所述第2通信装置具备第1过程，在该第1过程中，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定段大小和规定平均发送功率的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述第1通信装置进行发送时的所述第2通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述第1通信装置进行发送时使用的选择候补。
根据本发明，由于针对作为规定段大小和规定平均发送功率的组合的各个选择候补计算接收品质，根据该计算出的表示接收品质的值，从选择候补中选择发送时使用的选择候补，因此能够得到优异的传输效率。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的第1通信装置100的结构的概略模块图。
图2是表示该实施方式中的第2通信装置200的结构的概略模块图。
图3是表示该实施方式中的峰值平均功率比PAPR的互补累积概率分布特性(C.C.D.F.：Complimentary Cumulative Distribution Function)的图。
图4A是对该实施方式中的段大小1的分段的概念进行说明的图。
图4B是对该实施方式中的段大小2的分段的概念进行说明的图。
图4C是对该实施方式中的段大小4的分段的概念进行说明的图。
图4D是对该实施方式中的段大小8的分段的概念进行说明的图。
图5是对该实施方式中的表1的段大小和平均发送功率的减少量ΔP之间的关系进行说明的图。
图6是对该实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8的动作进行说明的流程图。
图7是表示在本发明的第2实施方式的用户数为“4”、段大小为“2”时的移动通信系统的状态例的概念图。
图8是表示该实施方式中的第2通信装置200a的结构的概略模块图。
图9是对该实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8a的频谱分配处理动作进行说明的流程图。
图10是对本发明的第3实施方式的无线通信系统中的子信道的概念进行说明的图。
图11是表示该实施方式中的第2通信装置200b的结构的概略模块图。
图12是对该实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8b的频谱分配处理动作进行说明的流程图。
图13是表示本发明的第4实施方式的第2通信装置200c的结构的概略模块图。
图14是对该实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8c的频谱分配处理动作进行说明的流程图。
图15是表示本发明的第5实施方式的第2通信装置200d的结构的概略模块图。
图16是对该实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8d的频谱分配处理动作进行说明的流程图。
图17A是表示现有的SC-ASA方式的发送频谱的图。
图17B是表示现有的SC-ASA方式的接收频谱的图。
图18A是表示应用现有的SC-ASA通信方式来传输信息的发送站装置的结构的概略模块图。
图18B是表示应用现有的SC-ASA通信方式来传输信息的接收站装置的结构的概略模块图。
符号说明：
1…接收天线
2…无线部
3…A/D变换部
4…CP除去部
5…导频分离部
6、6a…传输路径特性·噪声分散估计部
7、7a…传输路径特性反映射部
8、8a、8b、8c、8d…发送功率·频谱分配决定部
9…选择候补存储部
10、10a…控制信息生成部
11…S/P变换部
12…DFT部
13、13a…频谱反映射部
14…均衡部
15…IDFT部
16…P/S变换部
17…解调部
18…反交差存取部
19…解码部
20…发送部
21…发送天线
22a…各用户信号处理部
31…编码部
32…交差存取部
33…调制部
34…S/P变换部
35…DFT部
36…频谱映射部
37…IDFT部
38…P/S变换部
39…导频复用部
40…CP插入部
41…D/A变换部
42…无线部
43…发送天线
44…导频信号生成部
45…接收天线
46…接收部
47…控制部
100…第1通信装置
200、200a、200b、200c、200d…第2通信装置
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，参照附图，对本发明的第1实施方式中的无线通信系统进行说明。本实施方式中的无线通信系统具有一个第1通信装置(其他无线通信装置)100和一个第2通信装置(无线通信装置)200。从第1通信装置100向第2通信装置200的传输方式为SC-ASA(Single Carrier-AdaptiveSpectrum Allocation：单载波适应频谱分配)方式。将第1通信装置100使用于发送的副载波数设为使用副载波数Nu，将可利用频带的副载波数设为总副载波数Nd，以后使用Nd、Nu来进行说明。另外，因为假定使用OFDM方式作为多载波方式，所以在本说明书中有时也将SC-ASA方式称作DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal FrequencyDivision Multiplex：离散傅里叶变换-扩展-正交频分复用)。在以下所示的实施方式中，只要没有特别地预先说明，都是对作为一般所说的从移动站(第1通信装置)向基站(第2通信装置)的通信即上行链路中使用SC-ASA的情况进行说明，但作为本发明的对象的通信不限于此。
本实施方式是关于一个用户(第1通信装置100)用SC-ASA方式进行传输时的控制方法。另外，在本实施方式中，因为以SC-ASA方式进行发送的第1通信装置100为一个，所以可以不考虑与其他通信装置的冲突，自由地设定使用的离散频率。因此，在本实施方式中，由第2通信装置200决定频谱分配(频率信号向副载波的配置)，并生成频谱分配信息，但频谱分配的决定和频谱分配信息的生成也可以由第1通信装置进行。
图1是表示第1通信装置100的结构的概略模块图。第1通信装置100具备：编码部31、交差存取部32、调制部33、S/P(Serial/Parallel：串行/并行)变换部34、DFT(Discrete Fourier Transform：离散傅里叶变换)部35、频谱映射部36、IDFT(Inversed Discrete Fourier Transform：逆离散傅里叶变换)部37、P/S(Parallel/Serial：并行/串行)变换部38、导频复用部39、CP(Cyclic Prefix：循环前缀)插入部40、D/A(Digital/Analogue)变换部41、无线部42、发送天线43、导频信号生成部44、接收天线45、接收部46、和控制部47。
编码部31对输入到第1通信装置100的发送比特列进行编码。交差存取部32对该编码后的发送比特列的比特的时间顺序进行重新排序。调制部33对排序后的比特列进行调制并生成调制信号(单载波信号)。S/P变换部34将调制部33调制后的调制信号并行化。DFT部35对并行化之后的调制信号进行离散傅里叶变换(时间频率变换)，变换为作为频率轴上的信号的频率信号。频谱映射部(映射部)36按照来自控制部47的频谱分配信息，将该频率信号配置到副载波上(映射、频谱分配)。此时，频谱映射部36对未配置频率信号的副载波输入0。
IDFT部37对映射后的频率信号进行逆离散傅里叶变换，变换为时间轴上的信号。P/S变换部38将该时间轴上的信号串行化。导频信号生成部44生成用于估计传输路径的频率特性的导频信号。导频复用部39将其复用于被P/S变换部38串行化后的时间轴上的信号上。CP插入部40在复用后的信号中插入循环前缀CP(Cyclic Prefix)。D/A变换部41将插入了循环前缀CP的信号变换为模拟信号。无线部(发送部)42将该模拟信号向上变频至无线频率，根据来自控制部47的发送功率信息，放大到该发送功率信息所表示的平均发送功率，并经由发送天线43发送到第2通信装置200。
接收部(选择结果接收部)46经由接收天线45接收来自第2通信装置200的信号，将接收到的信号中的包含频谱分配信息以及发送功率信息的控制数据输出到控制部47，并将第2通信装置200传输来的数据的解码比特列输出到外部。控制部47接收来自接收部46的控制数据，将该控制数据内的频谱分配信息输出到频谱映射部36，并将发送功率信息输出到无线部42。
图2是表示本实施方式中的第2通信装置200的结构的概略模块图。第2通信装置200具备：接收天线1、无线部2、A/D变换部3、CP除去部4、导频分离部5、传输路径特性·噪声分散估计部6、传输路径特性反映射部7、发送功率·频谱分配决定部8、选择候补存储部9、控制信息生成部10、S/P变换部11、DFT部12、频谱反映射部13、均衡部14、IDFT部15、P/S变换部16、解调部17、反交差存取部18、解码部19、发送部20、和发送天线21。
无线部2经由接收天线1接收来自第1通信装置的接收信号，并对该接收信号进行向下变频从而生成基带信号。A/D变换部3将该基带信号变换为数字信号。接着，CP除去部4从该数字信号中除去循环前缀CP。导频分离部5从除去了循环前缀CP的数字信号中分离出用于估计传输路径特性的导频信号和数据信号。传输路径特性·噪声分散估计部6根据分离出的导频信号，计算传输路径的频率特性和噪声的分散。传输路径特性反映射部7根据计算出的传输路径的频率特性，仅提取与发送功率·频谱分配决定部8所指定的副载波、即在传输中实际使用了的副载波相关的传输路径的频率特性。
另一方面，S/P变换部11将导频分离部5分离出的数据信号并行化。DFT部12对并行化之后的数据信号进行离散傅里叶变换，生成频率信号。频谱反映射部13提取由发送功率·频谱分配决定部8所指定的副载波、即在传输中实际使用了的副载波的频率信号，并还原为原配置，来使频谱的排列与原发送信号(第1通信装置100的DFT部35的输出信号)相同。均衡部14使用从传输路径特性反映射部7收到的在传输中实际使用了的副载波的频率特性和分散，来进行针对频谱的排序被还原了的数据信号补偿因传输路径而产生的变形的均衡处理。
在本实施方式中，作为均衡处理，以实施最小均方误差(MMSE：Minimum Mean Square Error)基准型的均衡处理来进行说明。
IDFT部15对均衡部14进行了均衡处理的数据信号进行逆离散傅里叶变换，变换为时间轴上的信号。P/S变换部16将该时间轴上的信号串行化。解调部17对串行化之后的时间轴上的信号进行解调，计算出编码比特单位的似然(可靠度)。反交差存取部18进行第1通信装置100的交差存取部32的逆操作，将编码比特单位的似然的时间顺序还原。解码部19对时间顺序被还原的编码比特单位的似然进行解码处理，生成解码比特列，并输出到外部。
发送功率·频谱分配决定部(选择部)8针对作为规定的段大小和平均发送功率的减少量ΔP的组合的各个选择候补，计算表示使用了频率信号被分段为该选择候补的段大小的配置和平均发送功率的减少量ΔP时的第2通信装置200中的接收品质的值。在此，段是指将频率信号按每个规定数值的段大小进行分段之后的结果，构成段的频率信号配置在连续的副载波上。平均发送功率的减少量ΔP是指，相对于第1通信装置100以选择候补中最大的段大小、即平均发送功率最大的段大小来进行发送时的平均发送功率的减少量ΔP。
另外，发送功率·频谱分配决定部8使得针对各个选择候补计算接收品质时使用的所述频率信号向副载波的配置，为该选择候补的段大小中的频率信号的配置，也是向可配置的副载波中接收状态最良好的副载波的配置。另外，关于选择候补，由选择候补存储部9来存储预先规定的选择候补。
发送功率·频谱分配决定部8根据表示上述计算出的接收品质的值，从选择候补中选择所述第1通信装置进行发送时使用的选择候补。在本实施方式中，发送功率·频谱分配决定部8将计算出的接收品质最好的选择候补作为发送时使用的选择候补进行选择。另外，也可以不是接收品质最好的选择候补，而从满足预先规定的接收品质的选择候补中任意选择。
选择候补存储部9存储选择候补，该选择候补是后述的规定段大小和表示规定平均发送功率的信息即平均发送功率的减少量ΔP之间的组合。控制信息生成部10生成控制信息，该控制信息包含频谱分配信息和发送功率信息。频谱分配信息表示发送功率·频谱分配决定部8所选择的选择候补的接收品质计算时使用的配置，发送功率信息表示所选择的选择候补的平均发送功率的减少量ΔP(平均发送功率)。发送部(选择结果发送部)20将控制信息生成部10所生成的控制信息以及作为从外部输入的传输数据的传输比特列，经由发送天线21发送到第1通信装置100。
图3是表示峰值平均功率比PAPR的互补累积概率分布特性(C.C.D.F.：Complimentary Cumulative Distribution Function)的图。在该图中，横轴用分贝表示峰值平均功率比PAPR。纵轴为互补累积概率C.C.D.F.，是从1中减去累积概率分布特性(C.D.F.：Cumulative Distribution Function)的值，表示峰值平均功率比PAPR根据横轴的值而变大的概率。也就是说，在该图中特征越在左边出现则峰值平均功率比PAPR越低，表示作为峰值平均功率比PAPR特性越良好。另外，图3表示假定使用副载波数Nu＝32，总副载波数Nd＝64时的PAPR的互补累积概率分布特性。
图3中作为段大小1时的C.C.D.F特性的曲线L1、作为段大小2时的C.C.D.F特性的曲线L2、作为段大小4时的C.C.D.F特性的曲线L3、作为段大小8时的C.C.D.F特性的曲线L4、作为段大小16时的C.C.D.F特性的曲线L5、作为段大小32时的C.C.D.F特性的曲线L6所示的那样，可知段大小越大，则曲线越靠近左侧，峰值平均功率比PAPR特性越良好。
图4A、图4B、图4C、图4D是对分段的概念进行说明的图。在该图中，为了简单起见，假定使用副载波数为8，图4A、图4B、图4C、图4D分别表示段大小为1、2、4、8的情况。例如，图4C所示的段大小4的情况下，对于按每4个副载波来进行分段而生成的2个段，仅在接收状况良好的离散频带连续配置段内的副载波，以段为单位分散配置。
[表1]
  段大小  发送功率的减少率ΔP(dB)
  32  0.0
  16  0.3
  8  1.1
  4  1.6
  2  2.2
  1  2.9
表1中表示作为选择候补存储部9所存储的选择候补的段大小和发送功率的差分之间的组合例。在此，因为选择候补的个数是能够取得的段大小的个数，所以不容易成为庞大的数字，这样，选择候补存储部9预先存储了所有的选择候补，发送功率·频谱分配决定部8从选择候补存储部9中取得这些信息。表1所示的选择候补是根据图3所示的峰值平均功率比PAPR特性决定的、第1通信装置100发送信号时的发送功率的峰值功率不超过预先规定的阈值的概率为规定的值的段大小和平均发送功率的减少量ΔP的组合。在此，预先规定的阈值是将第1通信装置100中的发送信号放大到发送功率的放大器(amplifier)的线性区域的界限功率。
例如，在上述峰值功率不超过阈值的概率为99％时，峰值平均功率比PAPR的互补累积概率分布特性C.C.D.F.为0.01，也就是考虑以99％的概率发生的峰值平均功率比PAPR，相对于以段大小32为基准的发送功率，其他的段大小中若以某种程度减少功率，则表示峰值功率是否相同的值即平均发送功率的减少量ΔP与各段大小对应起来存储。也就是表示出：在段大小为“16”时，与段大小为“32”时相比将平均发送功率减少“0.3dB”；在段大小为“8”时，与段大小为“32”时相比将平均发送功率减少“1.1dB”。另外，表1所示的例子是针对使用副载波Nu＝32时的段大小的平均发送功率的减少量ΔP。此外，该表是使用图3的C.C.D.F.＝0.01即99％值的峰值平均功率比PAPR计算出的。
图5是对表1的段大小和平均发送功率的减少量ΔP之间的关系进行说明的图。对于图5所示的两个曲线，横轴为时间“s”，纵轴为发送功率“dBm”。并且，左侧的曲线G1是在段大小为32且平均发送功率为AVG1时的曲线，右侧的曲线G2是在段大小为16且平均发送功率为AVG2时的曲线。此外，峰值功率P1是预先规定的阈值，是将第1通信装置100中的发送信号放大到发送功率的放大器的线性区域的界限功率。
如图5所示，由于左侧的曲线G1和右侧的曲线G2的最大点为峰值功率P1，所以平均发送功率AVG1是在段大小32时峰值功率为P1的平均发送功率的值，平均发送功率AVG2是在段大小16时峰值功率为P1的平均发送功率的值。并且，在表1中与段大小“16”相对应的发送功率的减少量ΔP“0.3”为图5所示的ΔP，即从平均发送功率AVG1到平均发送功率AVG2的减少量。
另外，在本实施方式的说明中，选择候补存储部9是将段大小和平均发送功率的减少量ΔP对应起来存储的，但与段大小对应起来存储的值可以是代表用于使峰值功率不超过预先规定的阈值的平均发送功率的值，也可以是平均发送功率自身的值，可以是用于使其成为平均发送功率的信号的放大器的放大率，也可以是放大率的减少量(差分)或比例。
此外，在本实施方式的说明中，使用峰值平均功率比PAPR作为表示发送功率的峰值功率的指标，但也可以使用CM(Cubic Metric)等表示峰值功率的其他指标。
接着，对由发送功率·频谱分配决定部8进行的段大小的决定和频谱分配的决定方法进行说明。首先，针对各个段大小，以该段大小的段为单位选择接收状况良好的频率，并暂时地对分配进行选择。
接着，针对各段大小的暂定性的分配，计算由式(1)表示的均衡后的接收品质Q。
[式1]
Q = 10 log 10 μ 1 - μ - ΔP · · · ( 1 )
在式(1)中，接收品质Q是考虑了发送功率的减少量的MMSE基准型的频域均衡处理之后的接收信噪比，ΔP是由表1设定的每个段大小的发送功率的减少量。另外，μ是使用暂时地选择的离散频率上的传输路径的频率特性和噪声的分散，其值用式(2)表示。
[式2]
μ = 1 N u Σ k = 1 N u ( Ξ * ( k ) ( Ξ ( k ) Ξ * ( k ) + σ 2 ) - 1 Ξ ( k ) ) · · · ( 2 )
其中，
Figure BPA00001250282800163
(k)是由第1通信装置100的频谱映射部36(图1)进行映射前的第k个频率信号的被分配的频率(副载波)的传输路径增益(复数)，σ2是由传输路径特性·噪声分散估计部6估计出的噪声的分散值(实数)，也可以将此置换为接收信噪比的倒数。例如，关于传输路径特性，在映射前的第2个频率信号被映射到第5个副载波上的情况下，(2)代表可分配的传输路径的第5个传输路径(副载波)的增益。
根据式(1)、(2)用所有的段大小来计算接收品质Q，将接收品质Q的值最高的段大小和频谱分配的组合作为下一个传输时机中的频谱分配信息，将与该段大小对应起来选择候补存储部9存储的发送功率的减少量ΔP作为发送功率信息。
这样，将峰值功率不超过第1通信装置100中的放大器的线性区域的、段大小和表示平均功率的信息之间的组合作为选择候补，并由选择候补存储部9预先存储，由于发送功率·频谱分配决定部8从这些选择候补中选择接收品质Q良好的对象，因此能够将通过增大段大小所产生的峰值平均功率比PAPR特性的改善效果带来的发送功率的增大、和通过减小段大小所产生的传输特性的改善量的折中最优化，从而得到优异的传输效率。
另外，在本实施方式的说明中，如上所述，第2通信装置200的均衡部14(图2)进行最小均方误差MMSE基准型的均衡处理，发送功率·频谱分配决定部8以最小均方误差MMSE基准型的均衡处理为前提，使用式(1)计算出接收品质Q。但是，针对均衡部14进行以Turbo均衡技术为代表的通过反复来进行的均衡的第2通信装置200，通过使用下式(3)能够得到接收品质Q。
[式3]
μ = 1 σ 2 N u Σ k = 1 N u Ξ ( k ) Ξ * ( k ) · · · ( 3 )
图6是对本实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8的动作进行说明的流程图。首先，在步骤S1中，发送功率·频谱分配决定部8作为初期值将使用副载波Nu作为段大小；在步骤S2中，暂时地进行频谱分配，在该段大小的限制下将频率信号配置于传输路径增益最好的副载波上。接着，在步骤S3中，发送功率·频谱分配决定部8根据式(1)来计算在步骤S2中暂时进行的频谱分配中的接收品质Q。接着，在步骤S4中，发送功率·频谱分配决定部8对段大小是否为1进行判断，在判断段大小不为1时，在步骤5中保存当前的段大小和频谱分配信息以及接收品质Q的值。接着，发送功率·频谱分配决定部8在步骤S6中将段大小减半，再次返回步骤S2，对此进行反复直到在步骤S4中判断段大小为1。
另一方面，在步骤S4中判断段大小为1时，发送功率·频谱分配决定部8将步骤S5中保存的针对各段大小的接收品质Q的值与段大小1的接收品质Q的值进行比较，将接收品质Q的值最大的段大小和与其对应的发送功率、频谱分配输出到控制信息生成部10，并结束。
另外，在此由第2通信装置200来决定段大小、发送功率、频谱分配，但在对传输路径特性的信息进行反馈的情况下，第1通信装置100具备选择候补存储部9，由于即便第1通信装置100来决定分配在本质上也是相同的，因此也可以由第1通信装置100来进行。另外，在本实施方式中例示了应用MMSE基准型的频域均衡，但在ZF(Zero Forcing)等其他的频域均衡中也可以计算接收品质。例如，在ZF的情况下，在由式(1)表示的接收品质Q的计算中使用下式(4)。
[式4]
Q = 10 log 10 1 σ 2 K Σ k = 1 K ( 1 | Ξ ( k ) | 2 + 1 ) - ΔP · · · ( 4 )
其中：K是DFT块内包含的信号的个数，σ2是热噪声的分散，
Figure BPA00001250282800181
(k)是第k个频率处的由复数表示的传输路径的增益。
[第2实施方式]
以下，参照附图，对本发明的第2实施方式中的作为无线通信系统的移动通信系统进行说明。在第1实施方式中第1通信装置100的个数(以下，称作“用户数”)为1，而在本实施方式中，用户数为多个，即存在多个作为移动站装置的第1通信装置100，以下对与作为基站装置的第2通信装置200a进行通信的移动通信系统的情况进行说明。另外，本实施方式的移动通信系统为蜂窝系统。
第2通信装置200a从离第2通信装置200a最远的(衰减最大的)第1通信装置100开始顺次进行副载波的分配。另外，在第1实施方式中，决定频谱分配的可以为第1通信装置100也可以为第2通信装置200，而在本实施方式这种多用户的情况下，因为由作为基站的第2通信装置200a控制频谱分配，因此由第2通信装置200a决定所有的第1通信装置100的频谱分配。另外，也可以代替第2通信装置200a发送频谱分配信息，通过将与所有的第1通信装置100的传输路径特性相关的信息发送到各第1通信装置100中，所有的第1通信装置100以相同的规则进行频谱分配，从而在第1通信装置100中进行频谱分配。
图7是表示在本实施方式中用户数为“4”、段大小为“2”时的移动通信系统的状态例的概念图。在该图中，T101是作为基站的第2通信装置200a，T102～T105同时发送信号，表示作为移动站的第1通信装置100。在此情况下，各第1通信装置100所发送的信号，通过第2通信装置200a的频谱分配，以在频率轴上不重叠的方式配置，并进行空间复用。此时第2通信装置200a首先决定发送功率最高的T102的第1通信装置100的段大小和频谱分配。以后顺次按照发送功率的高低顺序决定频谱分配。这是因为：段大小越小则越能够选择传输特性好的副载波，而且，即使与发送功率最高的用户为相同的段大小、即相同的峰值平均功率比PAPR，若发送功率低，则峰值功率也比发送功率最高的用户低。
图8是表示本实施方式中的第2通信装置200a的结构的概略模块图。第2通信装置200a具备：接收天线1、无线部2、A/D变换部3、CP除去部4、导频分离部5、传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8a、选择候补存储部9、控制信息生成部10a、S/P变换部11、DFT部12、频谱反映射部13a、多个各用户信号处理部22a、发送部20、发送天线21。各用户信号处理部22a具备：均衡部14、IDFT部15、P/S变换部16、解调部17、反交差存取部18、解码部19。
在图8中对与图2的各部对应的部分附于相同的记号(1～5、9、11、12、14～21)，并省略其说明。传输路径特性·噪声分散估计部(测定部)6a根据从各第1通信装置100发送的信号中被导频分离部5分离出的导频信号，对所有的第1通信装置100计算传输路径的频率特性和噪声的分散，此外，对所有的第1通信装置100根据传输路径的频率特性或距离衰减计算衰减量。传输路径特性反映射部7a根据计算出的传输路径的频率特性，对各个第1通信装置100只提取与发送功率·频谱分配决定部8a所指定的副载波、即在传输中实际使用了的副载波相关的传输路径的频率特性。传输路径特性反映射部7a将提取出的针对各个第1通信装置100的传输路径的频率特性，输出到各用户信号处理部22a中担当信号处理的第1通信装置100相一致的各用户信号处理部22a的均衡部14中。
频谱反映射部13a通过提取由发送功率·频谱分配决定部8a针对各个第1通信装置100指定的副载波、即传输中实际使用了的副载波的频率信号，并还原为原配置，使频谱的排序与原发送信号相同。并且，频谱反映射部13a将使频谱的排序与原发送信号相同之后的各个第1通信装置100的频率信号，输出到担当信号处理的与第1通信装置100相一致的各用户信号处理部22a的均衡部14中。各用户信号处理部22a从频谱反映射部13a和传输路径特性反映射部7a输入各自担当的第1通信装置100的频率信号和传输路径的频率特性，并基于传输路径的频率特性对频率信号进行均衡处理，进而进行逆傅里叶变换、并行/串行变换、解调、反交叉存取、解码，并将解码比特列输出到外部。
发送功率·频谱分配决定部8a(选择部)根据计算出的衰减量决定各个第1通信装置100的发送功率，使得从传输路径特性·噪声分散估计部6a得到衰减量为最大的第1通信装置100的平均发送功率成为第1通信装置100的预先规定的最大发送功率，并且使第2通信装置200a中的接收功率对于所有的第1通信装置100都相同，按照发送功率的高低顺序对第1通信装置100进行区分。
此时，作为传输路径的频率特性和距离衰减的估计方法，可以如同前面在传输路径特性·噪声分散估计部6a中说明的那样进行，也可以例如采用如下的方法，即：根据传输路径估计用的导频信号来测定传输路径的频率特性中的增益，关于距离衰减，采用在以往的蜂窝系统等中使用的、根据从第1通信装置100向第2通信装置200a发送的信号接收功率进行计算。
接下来，发送功率·频谱分配决定部8a通过与实施方式1中的发送功率·频谱分配决定部8相同的手法，对发送功率最高的第1通信装置100决定段大小和频谱分配。接着，发送功率·频谱分配决定部8a选择发送功率第2高的第1通信装置100，对于该选择了的第1通信装置100，在将已经进行了频谱分配的第1通信装置100所使用的副载波(离散频率)从可选择的副载波中排除之后，从可选择的副载波中以与最先设定了频谱分配的第1通信装置100相同的段大小来进行频谱分配。
以下同样，发送功率·频谱分配决定部8a从发送功率较高的第1通信装置100开始顺次进行频谱分配。另外，此时在无法确保与最大发送功率的第1通信装置100相同的段大小的情况下，也可以减小段大小来进行频谱分配。此外，在不希望减小段大小的情况下，也可以设定将可分配的离散频带按最先设定了的段大小来子信道化并将各段分配到子信道中的限制，使得不产生与段大小相同或更小的空离散频带。控制信息生成部10a针对这样选择的各个第1通信装置100生成通知频谱分配信息的信号，并通过发送部20将生成的信号发送到第1通信装置100。
图9是对本实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8a的频谱分配处理动作进行说明的流程图。首先，在步骤S11中，发送功率·频谱分配决定部8a根据估计出的传输路径特性或距离衰减等，针对各个第1通信装置100计算衰减量，并生成按照根据该衰减量决定的平均发送功率的高低顺序对第1通信装置100进行排序后的表。接下来，在步骤S12中，发送功率·频谱分配决定部8a决定未作频谱分配的第1通信装置100中平均发送功率最大的第1通信装置100的段大小(以及发送功率的减少量)和频谱分配。该步骤S 12中的段大小和频谱分配是通过与第1实施方式中的图6的步骤S1～步骤S7相同的处理来进行的。然后，发送功率·频谱分配决定部8a将决定了频谱分配的第1通信装置100从步骤S11中所生成的表中删除。
接下来，在步骤S13中发送功率·频谱分配决定部8a选择上述表的最前面的第1通信装置100、即在未作频谱分配的第1通信装置100中发送功率最高的第1通信装置100。接着，发送功率·频谱分配决定部8a在步骤S14中对步骤S13中选择的第1通信装置100，进行能够从可分配的离散频率中以当前的段大小得到最好的接收品质Q的分配。接着，在步骤S15中，发送功率·频谱分配决定部8a判断以步骤S14中的段为单位的频谱分配能否正常实施。
在步骤S15中判断频谱分配没能正常地进行时，发送功率·频谱分配决定部8a转移到步骤S16，将段大小减半后再次返回步骤S14，对在步骤S13中选择的第1通信装置100，以在步骤S16中减半后的段大小进行频谱分配。
另一方面，在步骤S15中判断频谱分配正常地完成时，发送功率·频谱分配决定部8a转移到步骤S17，决定为步骤S14的处理结果的频谱分配。接下来，在步骤S18中，发送功率·频谱分配决定部8a将进行了频谱分配的离散频率从可选择的离散频率中排除，将进行了频谱分配的第1通信装置100从未作频谱分配的表中排除。此后，在步骤S19中，发送功率·频谱分配决定部8a对表中是否残留有未作频谱分配的第1通信装置100进行判断。若在步骤S19中判断为有残留，则转移到步骤S13，并反复之后的处理。另一方面，在步骤S19中判断为没有残留时，即对所有的第1通信装置100完成了频谱分配时，频谱分配处理结束。
这样，发送功率·频谱分配决定部8a对多个第1通信装置100中衰减量最大且以最大平均发送功率进行发送的第1通信装置100，与第1实施方式同样地决定平均发送功率、段大小、以及频谱分配，而对于其他的第1通信装置100，使其平均发送功率为与衰减量相应的平均发送功率，并且以使段大小相同或变小的方式来决定段大小和频谱分配，因此，即便在具有多个第1通信装置100的无线通信系统中，也能够与第1实施方式相同地得到优异的传输效率。
[第3实施方式]
以下，参照附图，对作为本发明的第3实施方式中的无线通信系统的移动通信系统进行说明。第3实施方式中的无线通信系统是具有多个作为移动站装置的第1通信装置100和作为基站装置的第2通信装置200b的移动通信系统。本实施方式的无线通信系统，在根据平均发送功率最大的第1通信装置100来决定段大小这一点上，与第2实施方式中的无线通信系统相同，但也存在如下不同，即：发送功率·频谱分配决定部8b对各个第1通信装置100进行频谱分配时，按照每个段大小将能进行频谱分配的频带子信道化，并将段配置于该子信道中。
图10是对本实施方式的无线通信系统中的子信道的概念进行说明的图。该图表示将4个副载波作为1个段的情况下的子信道的概念。如该图所示，将分段后的副载波配置于按段大小(4个副载波)将可分配的全部频带分割后的子信道(Sub1～Sub8)中(Sub2、Sub4、Sub7)。以能够被分段的所有段大小来进行该处理，并选择接收品质Q最大的段大小和频谱分配。
图11是表示本实施方式中的第2通信装置200b的结构的概略模块图。第2通信装置200b具备：接收天线1、无线部2、A/D变换部3、CP除去部4、导频分离部5、传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8b、选择候补存储部9、控制信息生成部10a、S/P变换部11、DFT部12、频谱反映射部13a、多个各用户信号处理部22a、发送部20、和发送天线21。各用户信号处理部22a具备：均衡部14、IDFT部15、P/S变换部16、解调部17、反交差存取部18、和解码部19。在图11中对与图8的各部对应的部分附上相同的符号(1～5、6a、7a、9、10a、11、12、13a、14～21、22a)，并省略其说明。
发送功率·频谱分配决定部8b只在如下这一点上与第2实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8a(图8)不同：在对各个第1通信装置100进行频谱分配时，以按照每个段大小对可分配的全部频带进行分割后的子信道为单位，使分段后的副载波针对该子信道进行配置。在此使用的段大小是针对平均发送功率最大的第1通信装置100决定的段大小。
图12是对本实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8b的频谱分配处理的动作进行说明的流程图。与第2实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8a的不同点在于：在将段分配到副载波上的频谱分配时，将配置段的位置从以副载波为单位变更为以子信道为单位，以及没有减小段大小的步骤。
首先，在步骤S21中，发送功率·频谱分配决定部8b根据估计出的传输路径特性或距离衰减等，针对各个第1通信装置100计算衰减量，生成按照根据该衰减量决定的平均发送功率的高低顺序对第1通信装置100进行排序后的未作频谱分配的表。接下来，在步骤S22中，发送功率·频谱分配决定部8b决定未作频谱分配的表中的最上面的第1通信装置100、即平均发送功率最大的第1通信装置100的段大小(以及发送功率的减少量)和频谱分配。该步骤S22中的段大小和频谱分配是通过与第1实施方式中的图6的步骤S1～步骤S7相同的处理来进行的。不过，本实施方式的步骤S22与步骤S1～S7不同，在频谱分配时，将配置段的位置限定为副载波单位。并且，发送功率·频谱分配决定部8b将配置了段的子信道、即被选择的子信道从可选择的子信道中排除，并且将决定了频谱分配的第1通信装置100从步骤S21中所生成的未作频谱分配的表中删除。
接下来，在步骤S23中，发送功率·频谱分配决定部8b选择上述未作频谱分配的表中的最上面的第1通信装置100、即在未作频谱分配的第1通信装置100中发送功率最高的第1通信装置100。接着，在步骤S24中，发送功率·频谱分配决定部8b使用在步骤S22中决定的段大小，对在步骤S23中选择的第1通信装置100进行向能够从可选择的子信道中得到最佳的接收品质Q的子信道的频谱分配。
接下来，在步骤S25中，发送功率·频谱分配决定部8b从步骤S21中所生成的未作频谱分配的表中删除最上面的第1通信装置100、即在步骤S24中进行了频谱分配的第1通信装置100，并将被选择的子信道也从可选择的子信道中删除。接着，在步骤S26中，发送功率·频谱分配决定部8b根据在未作频谱分配的表中是否残留有第1通信装置100，来判断是否所有的第1通信装置100的频谱分配已经完成，在判断为未完成时、即在未作频谱分配的表中残留有第1通信装置100时，返回步骤S23，并反复以后的处理。另一方面，在步骤S26中判断所有的第1通信装置100的分配已经完成、即在未作频谱分配的表中没有残留第1通信装置100时，结束频谱分配处理。
另外，在本实施方式中，因为对所有的第1通信装置100使段大小相同来进行频谱分配(调度)，所以从调度的公平性的观点出发，也可以以子信道为单位顺次地将副载波分配给第1通信装置100。例如，在使用副载波数Nu＝16、段大小S＝4的情况下，也可以将对各第1通信装置100顺次地分配1个子信道，改变为进行使用副载波数Nu＝16除以段大小S得到的4次反复，从而对各第1通信装置100分配使用副载波数Nu＝16的副载波，这本质上是相同的。
这样，第2通信装置200b在由发送功率·频谱分配决定部8b对各第1通信装置100进行频谱分配时，以按照段大小将可分配的全部频带分割后的子信道为单位，针对该子信道配置分段之后的副载波，因此，能够防止未分配的副载波变得比段大小更小、以及频谱分配的处理变得复杂，能够在得到优异的传输效率的同时抑制处理量。
[第4实施方式]
以下，参照附图，对作为本发明的第4实施方式中的无线通信系统的移动通信系统进行说明。本实施方式中的无线通信系统是具有多个作为移动站装置的第1通信装置100和作为基站装置的第2通信装置200c的移动通信系统。
作为第4实施方式，对按每个第1通信装置100来决定段大小的方法进行说明。在该方法中，在进行各第1通信装置100的频谱分配时，导入在第3实施方式中所述的子信道的概念，使空频带的频率方向的大小，比之前进行了频谱分配的第1通信装置100中的段大小还大。由此，只要是与子信道的大小相同或更小的段大小，就能够以任意的段大小进行分配。
图13是表示本实施方式中的第2通信装置200c的结构的概略模块图。第2通信装置200c具备：接收天线1、无线部2、A/D变换部3、CP除去部4、导频分离部5、传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8c、选择候补存储部9、控制信息生成部10a、S/P变换部11、DFT部12、频谱反映射部13a、多个各用户信号处理部22a、发送部20、和发送天线21。各用户信号处理部22a具备：均衡部14、IDFT部15、P/S变换部16、解调部17、反交差存取部18、和解码部19。在图13中对与图8的各部对应的部分附于相同的符号(1～5、6a、7a、9、10a、11、12、13a、14～21、22a)，并省略其说明。
发送功率·频谱分配决定部8c在如下这一点上与第3实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8b(图11)相同：在对各个第1通信装置100进行频谱分配时，以按照段大小对可分配的全部频带进行分割后的子信道为单位，对该子信道配置分段后的副载波。此外，又存在如下的不同之处：使配置副载波时的段大小为与之前进行了频谱分配的第1通信装置100的段大小相同或更小的值。
图14是对本实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8c的频谱分配处理动作进行说明的流程图。首先，在步骤S31中，发送功率·频谱分配决定部8c根据估计出的传输路径特性或距离衰减等，针对各个第1通信装置100计算衰减量，并生成按照根据该衰减量决定的平均发送功率的高低顺序对第1通信装置100进行排序后的未作频谱分配的表。
接下来，在步骤S32中，发送功率·频谱分配决定部8c决定未作频谱分配的表中的最上面的第1通信装置100、即在未作频谱分配的第1通信装置100中平均发送功率最大的第1通信装置100的段大小(以及发送功率的减少量)和频谱分配。
该步骤S32中的段大小和频谱分配是通过与第1实施方式中的图6的步骤S1～步骤S7相同的处理来进行的。不过，本实施方式的步骤S32与步骤S1～S7不同，在频谱分配时，将配置段的位置限定为基于最先决定的段大小的副载波单位。
接下来，在步骤S33中，发送功率·频谱分配决定部8c判断步骤S32中决定的段大小是否比针对未作频谱分配表上的前一个第1通信装置100决定的段大小大。
在发送功率·频谱分配决定部8c判断为不比其大时，使用在步骤S32中决定的段大小和频谱分配，并转移到步骤S36。另一方面，在发送功率·频谱分配决定部8c在步骤S33中判断为比其大时，转移到步骤S34，将针对未作频谱分配表上的前一个第1通信装置100决定的段大小决定为未作频谱分配表的最上面的第1通信装置100的段大小。接着，在步骤S35中，发送功率·频谱分配决定部8c针对以步骤S34中决定的段大小能得到最佳的接收品质Q的、可选择的子信道，进行频谱分配，并转移到步骤S36。
然后，在步骤S36中，发送功率·频谱分配决定部8c将分配给未作频谱分配表的最上面的第1通信装置100的子信道从可选择的子信道中删除，将进行了分配的第1通信装置100从未作频谱分配表中删除。接着，在步骤S37中，发送功率·频谱分配决定部8c根据在未作频谱分配表中是否残留有第1通信装置100，来判断是否所有的第1通信装置100的频谱分配已经完成，在判断为未完成、即在未作频谱分配表中残留有第1通信装置100时，返回步骤S32，并反复以后的处理。另一方面，在步骤S37中判断所有的第1通信装置100的分配已经完成、即在未作频谱分配的表中没有残留第1通信装置100时，结束频谱分配处理。
这样，第2通信装置200c按照平均发送功率的大小顺序进行第1通信装置100的频谱分配，将平均发送功率最大的第1通信装置100的段大小作为子信道的大小，对其他的第1通信装置100，只使用与前一个决定的第1通信装置100的段大小相同或更小的段大小来决定频谱分配，因此，通过与第3实施方式同样地使用子信道，能够防止频谱分配的处理变得复杂，抑制处理量，并且可使用与子信道的大小相同或更小的段大小来得到优异的传输效率。
[第5实施方式]
以下，参照附图，对作为本发明的第5实施方式中的无线通信系统的移动通信系统进行说明。本实施方式中的无线通信系统是具有多个作为移动站装置的第1通信装置100和作为基站装置的第2通信装置200d的移动通信系统。
图15是表示本实施方式中的第2通信装置200d的结构的概略模块图。第2通信装置200d具备：接收天线1、无线部2、A/D变换部3、CP除去部4、导频分离部5、传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8d、选择候补存储部9、控制信息生成部10a、S/P变换部11、DFT部12、频谱反映射部13a、多个各用户信号处理部22a、发送部20、发送天线21。各用户信号处理部22a具备：均衡部14、IDFT部15、P/S变换部16、解调部17、反交差存取部18、和解码部19。在图15中对与图8的各部对应的部分附于相同的符号(1～5、6a、7a、9、10a、11、12、13a、14～21、22a)，并省略其说明。
发送功率·频谱分配决定部8d将之前决定了段大小的第1通信装置100的平均发送功率与根据决定段大小的当前第1通信装置100的衰减量所决定的平均发送功率之差，加在由选择候补存储部9与之前决定的段大小对应起来存储的平均发送功率的减少量ΔP上之，将选择候补存储部9与比上述相加和值小的平均发送功率的减少量ΔP对应起来存储的段大小中最小的段大小，作为当前第1通信装置100的段大小。
例如，考虑之前决定的段大小为“4”的情况。首先，由选择候补存储部9(表1)与段大小“4”对应起来存储的平均发送功率的减少量ΔP是“1.6dB”，由选择候补存储部9(表1)与段大小“1”对应起来存储的平均发送功率的减少量ΔP是“2.9dB”。因此，在之前决定的段大小为“4”时，能够容许段大小“1”的平均发送功率的差是“2.9dB”和“1.6dB”的差即“1.3dB”。
也就是说，针对段大小4的第k个第1通信装置100，在决定平均发送功率次高的第k’个第1通信装置100的段大小时，在第k’个第1通信装置100的平均发送功率比第k个第1通信装置100的平均发送功率低“1.3dB”以上的情况下，将段大小设定为1。此时，因为未作频谱分配的剩余的所有第1通信装置100的段大小为“1”，所以也可以交替地分配副载波。
此外，同样地，在段大小为“32”时，在第k’个第1通信装置100的平均发送功率差为“1.7dB”的情况下，在“1.7dB”以下的平均发送功率的减少量ΔP所对应的段大小中，选择最小的段大小“4”。
这样，通过计算按照平均发送功率的高低顺序排序后的各第1通信装置100的平均发送功率的差来决定段大小，能够对各第1通信装置100决定存在发送功率限制之中使蜂窝吞吐量最大的段大小。
另外，上述发送功率·频谱分配决定部8d针对除衰减量最大的第1通信装置100以外的第1通信装置100，通过根据该第1通信装置100的衰减量决定平均发送功率，并使用从表示比该平均发送功率大的平均发送功率的选择候补中选择出的选择候补的段大小，采用如下的段大小，在该段大小情况下使用根据衰减量决定的平均发送功率时的峰值功率(例如，以99％的概率)不超过预选规定的阈值。因此，可以如上述那样以决定了段大小的第1通信装置100为基准，来决定峰值功率不超过阈值的段的条件，也可以以最先决定了段大小的第1通信装置100为基准来决定条件。
在此情况下，将最先决定了段大小的第1通信装置100的平均发送功率与根据决定段大小的当前第1通信装置100的衰减量所决定的平均发送功率之差，加在由选择候补存储部9与最先决定的段大小对应起来存储的平均发送功率的减少量ΔP上之，将选择候补存储部9与比上述相加和值小的平均发送功率的减少量ΔP对应起来存储的段大小中最小的段大小，作为当前第1通信装置100的段大小。
图16是对本实施方式中的发送功率·频谱分配决定部8d的频谱分配处理动作进行说明的流程图。首先，在步骤S41中，发送功率·频谱分配决定部8d根据估计出的传输路径特性或距离衰减等，针对各个第1通信装置100计算衰减量，并生成按照根据该衰减量决定的平均发送功率的高低顺序对第1通信装置100进行排序后的未作频谱分配的表。
接下来，在步骤S42中，发送功率·频谱分配决定部8d决定未作频谱分配的表中的最上面的第1通信装置100、即平均发送功率最大的第1通信装置100的段大小(以及发送功率的减少量)和频谱分配。该步骤S42中的段大小和频谱分配是通过与第1实施方式中的图6的步骤S1～步骤S7相同的处理来进行的。
接下来，在步骤S43中，发送功率·频谱分配决定部8d将分配了的副载波从对其他的第1通信装置100进行分配时可选择的副载波中删除，并且，将进行了分配的第1通信装置100从在步骤S41中生成的未作频谱分配表中删除。接着，在步骤S44中，发送功率·频谱分配决定部8d根据在未作频谱分配的表中是否残留有第1通信装置100，来判断是否所有的第1通信装置100的频谱分配已经完成，在判断为未完成、即在未作频谱分配的表中残留有第1通信装置100时，转移到步骤S45。
在步骤S45中，发送功率·频谱分配决定部8d计算在未作频谱分配的表中最上面的第1通信装置100的平均发送功率与之前进行了频谱分配的第1通信装置100的平均发送功率之差。接着，在步骤S46中，发送功率·频谱分配决定部8d选择选择候补存储部9与如下的减少量ΔP对应起来存储的段大小中最小的段大小，在该减少量ΔP的情况下与之前进行了频谱分配的第1通信装置100的平均发送功率的减少量ΔP之差比在步骤S45中计算出的差小。接着，在步骤S47中，发送功率·频谱分配决定部8d通过按照步骤S46中选择的段大小，对可选择的副载波进行未作频谱分配表的最上面的第1通信装置100的频谱分配之后，返回步骤S43，并反复以后的处理，来进行所有的第1通信装置100的频谱分配。
然后，在步骤S44中，发送功率·频谱分配决定部8d判断在未作频谱分配表中没有残留第1通信装置100时、即没有了未进行频谱分配的第1通信装置100时，结束处理。
这样，在本实施方式中，所有的第1通信装置100中，在峰值功率不超过放大器的线性区域的界限功率的段大小中，选择频谱分配的自由度最高的段大小即最小的段大小，因此，能够提高无线通信系统整体的传输效率、即蜂窝吞吐量。
另外，该处理部30可以通过专用的硬件实现，此外，该处理部30也可以由存储器和CPU(中央运算装置)构成，通过将用于实现处理部30功能的程序载入内存并执行来实现其功能。
此外，也可以将用于实现如下构成部分的功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读取并执行记录于该记录介质中的程序，来进行各部分的处理，这些构成部分包括：图1中的频谱映射部36、控制部47；图2中的传输路径特性·噪声分散估计部6、传输路径特性反映射部7、发送功率·频谱分配决定部8、控制信息生成部10、频谱反映射部13；图8中的传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8a、控制信息生成部10a、频谱反映射部13a；图11中的传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8b、控制信息生成部10a、频谱反映射部13a；和图13中的传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8c、控制信息生成部10a、频谱反映射部13a；图15中的传输路径特性·噪声分散估计部6a、传输路径特性反映射部7a、发送功率·频谱分配决定部8d、控制信息生成部10a、频谱反映射部13a。另外，在此所谓的“计算机系统”是指包括OS和外围设备等的硬件。
此外，所谓“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光盘、ROM、CD-ROM等可移动介质，内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。再有，所谓“计算机可读取的存储介质”是指包括：像通过因特网等网络和电话线路等通信线路来发送程序时的通信线那样，在短时间内动态保存程序的介质；像成为此情况下的服务器和客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样，在一定时间内保存程序的介质。此外，上述程序即可以是用于实现上述功能的一部分的程序，还可以是能通过与已经存储于计算机系统中的程序的组合来实现上述功能的程序。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构不限于本实施方式，还包含不脱离本发明的主要内容的范围的设计变更等。
(产业上的利用可能性)
本发明适用于移动通信系统，但不限定于此。

Claims (9)

1.一种无线通信系统，具备：第1通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上来进行无线发送；和第2通信装置，接收由所述第1通信装置无线发送的信号，其特征在于，
具备：选择部，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定的段大小和表示规定的平均发送功率的信息的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置、和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述第1通信装置进行发送时的所述第2通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述第1通信装置进行发送时使用的选择候补。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述选择候补是所述第1通信装置发送信号时的发送功率的峰值功率不超过预先决定的阈值的所述规定的段大小和所述规定的平均发送功率的组合。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述选择部使计算所述接收品质时利用的所述频率信号向副载波的配置成为：相应该选择候补的段大小上的频率信号的配置、即向能配置的副载波中接收状态最佳的副载波的配置。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述第2通信装置具备：
所述选择部；
控制信息生成部，生成频谱分配信息和发送功率信息，该频谱分配信息表示所述选择部选择的选择候补的接收品质计算时所使用的配置，该发送功率信息表示所述选择候补的所述规定平均发送功率；和
选择结果发送部，发送所述控制信息生成部生成的频谱分配信息和所述发送功率信息，
所述第1通信装置具备：
选择结果接收部，接收所述频谱分配信息和所述发送功率信息；
映射部，按照接收到的所述频谱分配信息，将所述频率信号配置于副载波上；和
发送部，根据接收到的所述发送功率信息，以所述规定的平均发送功率发送所述映射部所配置的信号。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述无线通信系统具有多个所述第1通信装置、和所述第2通信装置，
所述第2通信装置具备：测定部，其测定从各个所述第1通信装置接收到的信号的衰减量，
所述选择部针对所述第1通信装置中在所述测定部的测定结果中衰减量最大的所述第1通信装置选择所述组合，针对除了所述衰减量最大的第1通信装置以外的所述第1通信装置，使段大小与所述选择的组合的段大小相同或更小。
6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，
所述选择部在对所述第1通信装置计算表示所述接收品质的值时，按照每个段大小将能进行频谱分配的频带分割为子信道，并将所述段配置于该子信道。
7.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，
所述选择部针对除了所述衰减量最大的第1通信装置以外的所述第1通信装置，根据该第1通信装置的衰减量决定平均发送功率，从所述规定的平均发送功率比该平均发送功率大的所述选择候补中选择出选择候补，并使用所选择的选择候补的段大小。
8.一种无线通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上，接收由其他无线通信装置无线发送的信号，其特征在于，
具备：选择部，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定的段大小和规定的平均发送功率的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置、和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述其他无线通信装置进行发送时的该无线通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述其他无线通信装置进行发送时使用的选择候补；
控制信息生成部，生成频谱分配信息和发送功率信息，该频谱分配信息表示所述选择部选择的选择候补的接收品质计算时所使用的配置，该发送功率信息表示所述选择候补的所述规定的平均发送功率；和
选择结果发送部，将所述控制信息生成部生成的频谱分配信息和所述发送功率信息发送到所述其他无线通信装置。
9.一种无线通信方法，其应用于无线通信系统中，该无线通信系统具备：第1通信装置，将对单载波信号进行时间频率变换后的频率信号配置于副载波上来进行无线发送；和第2通信装置，接收由第1通信装置无线发送的信号，所述无线通信方法特征在于，
所述第1通信装置或所述第2通信装置具备第1过程，在该第1过程中，针对各个预先决定的选择候补，该选择候补是规定的段大小和规定的平均发送功率的组合，利用作为所述频率信号向副载波的配置的按照该选择候补的每个段大小对频率信号进行分段并将构成该段的频率信号配置于连续的副载波上的配置、和该选择候补的所述平均发送功率，计算表示所述第1通信装置进行发送时的所述第2通信装置中的接收品质的值，根据该计算出的表示接收品质的值，从所述选择候补中选择所述第1通信装置进行发送时使用的选择候补。
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