CN102077630A

CN102077630A - 通信系统、通信装置和通信方法

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Publication number: CN102077630A
Application number: CN2009801248302A
Authority: CN
Inventors: 丹野元博; 佐和桥卫; 尾上诚蔵; 三木信彦; 岸山祥久; 田冈秀和
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: US20110261732A1; EP2273814A1; WO2009133935A1; JP5388269B2; EP2273814A4; US8964607B2; JP2009272828A; CN102077630B; KR20110009156A

Abstract

在旧系统和FDD方式的新系统共存的地区中使用的新系统的通信装置包括：在属于某一波段(3.4～3.8GHz的波段)的频带中，对新系统的至少下行数据信道进行通信的部件；以及在属于比某一波段低的其他的波段(2GHz的波段)的频带中，对新系统的至少上行控制信道进行通信的部件。在其他的波段中进行旧系统中的上下行链路的通信。

Description

通信系统、通信装置和通信方法

技术领域

本发明一般涉及移动通信的技术领域，特别涉及利用宽频带高频的频率的通信系统、通信装置和通信方法。

背景技术

在这种技术领域中，W-CDMA的标准化团体3GPP正在探讨W-CDMA和HSDPA的后续的下一代通信方式。下一代通信系统的代表例子为长期演进(LTE：Long Term Evolution)系统和IMT-advanced系统(第四代移动通信系统)。IMT-advanced系统(IMT-A)也称作LTE-advanced系统(LTE-A)。

伴随着通信的高速化要求，系统带宽也被宽带化。例如，在下行链路中，在W-CDMA方式中使用5MHz的带宽，在LTE方式中最大使用20MHz的带宽。在LTE方式的后继系统中也许进行进一步的高速化以及宽带化。例如，在LTE中，能够以20MHz实现300Mbps(下行链路)左右的传输速率，但为了实现1Gbps和2Gbps这样的传输速率，需要达到100MHz的带宽。在存在多个运营商的情况下，需要对应于运营商数目的带宽。

另一方面，从实现连续的双向通信的观点来看，优选使用频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)方式，并且在上下行链路中准备不同的频率。在该情况下，从充分抑制上行信号和下行信号的干扰的观点出发，准备中心频率的3％左右的带宽作为分离频率(center gap，中心间隙)。由于在将来的移动通信系统中仅剩余高频的频带，所以在采用FDD方式的情况下，必须确保更宽的中心间隙。例如，若假设中心频率为3.6GHz，则约达130MHz的带宽被中心间隙消耗。

另一方面，若频带为高频，则信号的传播损耗(路径损耗)也增大。例如，在3GHz的频带中，信号比2GHz的频带的情况下恶化6dB左右。因此，在利用高频率的系统中，小区半径(或小区覆盖范围)倾向于缩窄。对于信号质量的恶化，也可以考虑增强发送功率，但不能增强到足以解决该问题。特别在用户装置的情况下，发送功率的制约比基站的情况严格。

此外，通信的信号大致分为数据信道和控制信道。通过对数据信道适当地进行自适应调制和信道编码(AMC：Adaptive Modulation and Channelcoding)，从而能够某种程度实现信号质量的提高。但是，对于控制信道，不能像数据信道那样自适应地控制传输速率。从而，在考察小区覆盖范围时，与数据信道相比，必须特别考虑控制信道。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，在利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统共存的地区中，确保新系统中的小区的覆盖范围的同时实现频率利用效率的提高。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式中，使用在利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统共存的地区中使用的新系统的通信装置。所述新系统通过频分双工(FDD)方式进行通信。该通信装置包括：在属于某一波段(band)的频带中，对新系统的至少下行数据信道进行通信的部件；以及在属于比所述某一波段低的其他的波段的频带中，对新系统的至少上行控制信道进行通信的部件。在所述其他波段中，进行旧系统中的上下行链路的通信。

在本发明的一个方式中，新系统的下行控制信道也可以在属于所述某一波段的频带中进行通信。新系统的上行数据信道也可以在属于所述其他波段的频带中进行通信。

在本发明的一个方式中，新系统的下行控制信道的至少一部分也可以在属于所述其他波段的频带中进行通信。新系统的上行数据信道也可以在属于所述某一波段的频带中进行通信。

下行控制信道的至少一部分也可以包含广播信道、寻呼信道或随机接入信道的一个以上。

发明的效果

根据本发明的一个方式，在利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统共存的地区中，能够确保新系统中的小区的覆盖范围的同时实现频率利用效率的提高。

附图说明

图1是表示在同一波段内准备了中心间隙的情况的图。

图2是表示本发明的第一实施例的频率利用例子的图。

图3是与数值例子一同表示在同一波段内准备了中心间隙的例子的图。

图4是与数值例子一同表示本发明的第一实施例的频率利用例子的图。

图5是表示本发明的第一实施例中使用的基站装置和用户装置的图。

图6是表示本发明的第二实施例的频率利用例子的图。

图7是表示本发明的第二实施例中使用的基站装置和用户装置的图。

具体实施方式

为了说明的方便，本发明分为几个实施例或项目进行说明，但各个区分并非本发明的本质，两个以上的实施例或项目中分别记载的事项也可以根据需要而组合使用。为了促进发明的理解而使用具体的数值例子进行说明，但只要没有特别的事先说明，这些数值仅仅不过是一个例子，也可以使用适当的任何的值。

图1表示频率利用方法的一例，用于与本发明的比较。在图示的例子中，第一、第二以及第三移动通信服务商(也称为运营商)通过频分双工(FDD)方式分别提供了移动通信服务。各个运营商使用由“DL”表示的下行链路用的一个频带，和由“UL”表示的上行链路用的一个频带。“UL”用的三个频带和“DL”用的三个频带之间准备了用于防止上下行链路之间的干扰的频带(中心间隙)。“UL”用的三个频带和“DL”用的三个频带以及中心间隙在相同波段内准备。在图示的例子中，这些属于包含3.4GHz～3.8GHz的频率范围的波段。

分配给各个运营商的频带例如被称作基本带宽(Basic Bandwidth)或系统带宽。换言之，一个基本带宽是特定的运营商的基站使用的带宽。基本带宽在上下行链路中可以相同也可以不同。另外，运营商可以单独使用分配的基本带宽，也可以分为多个载波来使用。

如图1所示的频带的利用方法不一定实际使用，只不过仅仅从技术观点上作为比较例子来表示。

图2表示本发明的一个方式的频带的利用方法。首先，上下行链路中带宽不同。考虑下行链路的通信需要比上行链路的通信需要大。这一点与图1的情况相同。

在图2所示的例子中，三个运营商的下行链路的频带全部包含在3.4～3.8GHz的波段中，但上行链路的频带包含在与3.4～3.8GHz的波段不同的波段中。其他的波段例如是在第三代等移动通信系统中使用的2GHz的波段。如上所述，在FDD方式的情况下，为了防止上下行链路之间的干扰，需要在上下行链路的频带之间准备分离频带(中心间隙)。在图1的情况下，必须将分离频带准备在3.4～3.8GHz的波段内，但若如图2所示，则可以不必将分离频带准备在3.4～3.8GHz的波段内。这是因为3.4～3.8GHz的波段和其他的波段的间隔兼做中心间隙这样的分离频带的作用。

在3.4～3.8GHz的波段中，仅包含第一～第三通信服务提供商的下行链路。由于不需要中心间隙，所以与图1的情况相比，能够利用多相应部分的频率。即，可以使图2的情况比图1的情况下的下行链路的带宽(DL)宽。

实施例1

图3与具体的数值例子一同也表示与图1同样的频率利用方法的一例，用于与本发明进行比较。第一、第二和第三移动通信服务提供商(运营商)通过FDD方式分别提供移动通信服务。各个运营商使用由“DL”表示的下行链路用的一个频带和由“UL”表示的上行链路用的一个频带。在“UL”用的三个频带和“DL”用的三个频带之间，准备用于防止上下行链路之间的干扰的频带(中心间隙)。“UL”用的三个频带、“DL”用的三个频带以及中心间隙在3.4～3.8GHz的波段内准备。

分配给各个运营商的频带被称作基本带宽或系统带宽。在图示的例子中，任何一个运营商都分别在上行链路具有20MHz以及在下行链路具有70MHz的基本带宽。上行链路整体的中心频率和下行链路整体的中心频率隔开265MHz。

如图3所示的频带的利用方法不一定实际使用，只不过仅仅从技术观点上作为比较例子来表示。

图4表示一个实施例的频带的利用方法。在图示的例子中，三个运营商的下行链路的频带全部包含在某个波段(3.4～3.8GHz)中，但上行链路的频带包含在2GHz的波段(与上述某个波段不同的波段)中。任何一个运营商都分别在上行链路具有20MHz的基本带宽。这一点与图3的情况相同。但是在图4的情况下，任何一个运营商都在下行链路中具有达133MHz宽的基本带宽。这是因为可以不在3.4～3.8GHz的波段内设置中心间隙，所以能够利用多相应部分的频率。

此外，上行链路的频带与下行链路相比位于低的频率。一般来说，通信的频率低的频带可以比高的频带路径损耗少。从而，并用与3.4～3.8GHz的波段不同的低频率的其他波段，也能够有助于确保小区的覆盖范围。

由于设想上行链路的通信需求比下行链路的通信需求少，所以上行链路中仅需要比较窄的频带。此外，2GHz波段中的旧系统的用户的一部分也许会移动到利用3.4～3.8GHz的波段的新系统。从而，即使将新系统的上行链路的频带设定在旧系统的频带中，也能够在新旧双方的系统中适当地提供服务。

图5是表示在本发明的一个实施例中使用的基站装置eNB和用户装置UE的图。基站装置eNB和用户装置UE属于使用图4所示的频率进行通信的移动通信系统。更具体地说，属于图4的第一～第三的其中一个运营商所提供的移动通信系统。基站装置eNB具有发送信号用的基带处理部BB(Tx)、频率变换部、发送用无线部RF(Tx)、发送天线。此外，基站装置eNB具有接收天线、接收用无线部RF(Rx)、频率变换部、接收信号用的基带处理部BB(Rx)。

用户装置UE也同样具有发送信号用的基带处理部BB(Tx)、频率变换部、发送用无线部RF(Tx)、发送天线。此外，用户装置UE具有接收天线、接收用无线部RF(Rx)、频率变换部、接收信号用的基带处理部BB(Rx)。

在基站装置eNB的基带处理部BB(Tx)中准备下行信号。下行信号是可在控制信号和数据信号中使用的用语。下行信号在频率变换部中被上变频为适当的频率。在图示的例子中，基带的下行信号被变换为用于在3.4～3.8GHz的波段的频率下传输的高频信号。变换后的信号被实施滤波和放大这样的处理，从发送天线发送3.4～3.8GHz的波段的无线信号。用户装置UE若通过接收天线接收到3.4～3.8GHz的波段的无线信号，则进行滤波和放大这样的接收用无线部RF(Rx)中的处理。处理后的信号通过频率变换部被变换为基带的信号。变换后的信号由基带处理部BB(Rx)处理。

另一方面，在用户装置UE的基带BB(Tx)中准备上行信号。该上行信号也是可在控制信号和数据信号中使用的用语。上行信号在频率变换部中被上变频为适当的频率。在图示的例子中，基带的上行信号被变换为用于在2GHz的波段(与3.4～3.8GHz的波段不同的波段)的频率下传输的高频信号。变换后的信号被实施滤波和放大这样的处理，从发送天线发送2GHz的波段的无线信号。基站装置eNB若通过接收天线接收到2GHz的波段的无线信号，则进行滤波和放大这样的接收用无线部RF(Rx)中的处理。处理后的信号通过频率变换部被变换为基带的信号。变换后的信号由基带处理部BB(Rx)处理。

根据本实施例，通过将不同的波段之间的间隔设为上下行链路之间的分离频带，从而能够实现频率的进一步的有效利用。上行链路的频带位于低频率，路径损耗少，所以也能够有助于确保小区的覆盖范围。

实施例2

如上所述，在频率(载波频率)高的情况下，担心路径损耗增大，且小区的覆盖范围缩小。例如，与2GHz的载波频率的情况相比，3GHz的载波频率的情况下的路径损耗增大达6dB左右。另一方面，对于数据信道，通过适当地控制传输速率，从而能够确保某种程度的信号质量。传输速率可通过数据调制方式、信道编码率(或数据大小)、码扩频率等来进行控制。另一方面，对于控制信道，这样的传输速率的自适应控制(AMC)不合适。即使进行了传输速率的控制，也不能像数据信道那样进行各种改变。因此，在本发明的第二实施例中，数据信道以高的频率通信，控制信道以低的频率通信。

图6表示第二实施例的频率利用方法。在图中，f1～f4表示载波频率(副载波)。副载波f1是用于传输对于系统来说尤其基本的控制信息的载波，称作“主载波”。作为这样的基本控制信息，可举出广播信息(BCH)、寻呼信息(PCH)、随机接入信息(RACH)等。副载波f2～f4表示分配给第一、第二和第三移动通信服务提供商(运营商)的频带的频率(基本带宽)。f2～f4的各自的带宽例如为100MHz。主载波f1可以与其他的副载波f2～f4的带宽相同，也可以窄。这是因为宽到能够传输控制信息的程度即可。各个运营商的通信方式可以是单载波方式也可以是多载波方式。另外，BCH、PCH、RACH这样的基本的控制信息以外的控制信息可以通过主载波的频带传输，也可以通过其他的各个副载波传输。

主载波典型地属于2GHz的波段。副载波f2～f4典型地属于3.4～3.8GHz的波段。但是，主载波和其他的副载波属于不同的波段在本实施例中不是必须的。控制信道的频带低至能够在足够宽的覆盖范围内传输控制信道的程度即可。在图示的例子中，通过主载波传输数据信道，但这在本实施例中不是必须的。也可以通过主载波仅传输控制信道，数据信道都通过副载波f2～f4传输。

图7是表示本发明的一个实施例中使用的基站装置eNB和用户装置UE的图。基站装置eNB和用户装置UE属于使用图6所示的频率进行通信的移动通信系统。更具体地说，属于图6的第一～第三的其中一个运营商所提供的移动通信系统。基站装置eNB包括：数据信道用的基带处理部BB、控制信道用的基带处理部BB、复用部MUX、高频用以及低频用的频率变换部、高频用以及低频用的无线部RF、高频用以及低频用的发送天线。

用户装置UE具有高频用以及低频用的接收天线、高频用以及低频用的无线部RF、高频用以及低频用的频率变换部、分离部DE-MUX、数据信道用的基带处理部BB、控制信道用的基带处理部BB。

在基站装置eNB的数据信道用的基带处理部BB(Tx)中准备下行数据信道。对下行数据信道实施通过自适应调制和信道编码方式(AMC：AdaptiveModulation and Channel coding)适当地控制的数据调制以及信道编码。下行数据信道在频率变换部中被上变频为适当的频率。在图示的例子中，基带的下行信号被变换为用于在3.4～3.8GHz的波段的频率下传输的高频信号。变换后的信号被实施滤波和放大这样的处理，从发送天线发送3.4～3.8GHz的波段的无线信号。

在基站装置eNB的控制信道用的基带处理部BB(Tx)中准备下行控制信道。该下行控制信道包含与广播信道(BCH)、寻呼信道(PCH)、随机接入信道(RACH)等有关的信息。下行数据信道在复用部MUX中根据需要而与数据信道复用(典型为基于时分复用方式的复用，但也可以代替或追加使用其他复用方法)。包含控制信道的信号通过频率变换部被上变频为适当的频率。在图示的例子中，基带的下行信号被变换为用于在比3.4～3.8GHz的波段低的频率的其他的波段(例如2GHz的波段)传输的信号。变换后的信号被实施滤波和放大这样的处理，从发送天线发送2GHz的波段的无线信号。

用户装置UE若通过接收天线接收到3.4～3.8GHz的波段的无线信号，则进行滤波和放大这样的高频用的无线部RF中的处理。处理后的信号在频率变换部中变换为基带的信号。变换后的信号由数据信道用的基带处理部BB处理，数据信道被复原。按照通过自适应调制和信道编码方式(AMC)适当地控制的数据调制和信道编码，下行数据信道被实施数据解调和信道解码。

用户装置UE若通过接收天线接收到2GHz的波段的无线信号，则进行滤波和放大这样的低频用的无线部RF中的处理。处理后的信号在频率变换部中变换为基带的信号。变换后的信号根据需要而分离为数据信道和控制信道。接收信号中的控制信道的部分由控制信道用的基带处理部BB处理，控制信道被复原。

根据本实施例，控制信道以低的频率通信，数据信道以高的频率通信，从而可以确保小区的覆盖范围。

产业上的可利用性

本发明可以应用于使用离得很远的高低两种频带进行通信的适当的任何的移动通信系统。例如，本发明可以应用于HSDPA/HSUPA方式的W-CDMA系统、LTE方式的系统、IMT-advanced系统、WiMAX、Wi-Fi方式的系统等。

以上，本发明参照特定的实施例进行了说明，但各个实施例仅仅不过是例示，本领域技术人员可以理解各种变形例子、修正例子、代替例子、置换例子等。例如，上述说明中，高频的波段的例子为“3.4～3.8GHz的波段”，但可以是适当的其他波段。低频的波段的例子为2GHz，但这也可以是其他的波段。使用相对“高”以及“低”的频带即可。为了促使发明的理解，使用具体的数字例子进行了说明，但只要没有特别的事先说明，这些数值仅仅不过是例子，可以使用适当的任何值。各个实施例的区分不是本发明的实质，可以根据需要使用两个以上的实施例。为了说明的方便，使用功能方框图说明了本发明的实施例的装置，但这样的装置也可以通过硬件、软件或他们的组合实现。本发明不限定于上述实施例，只要不脱离本发明的精神，本发明中包含各种变形例子、修正例子、代替例子、置换例子等。

本国际申请要求基于2008年5月2日申请的日本专利申请第2008-120660号的优先权，该日本专利申请的全部内容引用于本国际申请中。

符号说明

eNB 基站装置

UE 用户装置

BB 基带处理部

RF 无线部

MUX 复用部

DE-MUX分离部

Claims

1.一种通信装置，是在利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统共存的地区中使用的新系统的通信装置，所述新系统通过频分双工(FDD)方式进行通信，该通信装置包括：

在属于某一波段的频带中，对新系统的至少下行数据信道进行通信的部件；以及

在属于比所述某一波段低的其他的波段的频带中，对新系统的至少上行控制信道进行通信的部件，

在所述其他波段中，进行旧系统中的上下行链路的通信。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中，

新系统的下行控制信道在属于所述某一波段的频带中进行通信，

新系统的上行数据信道在属于所述其他波段的频带中进行通信。

3.如权利要求1所述的通信装置，其中，

新系统的下行控制信道的至少一部分在属于所述其他波段的频带中进行通信，

新系统的上行数据信道在属于所述某一波段的频带中进行通信。

4.如权利要求3所述的通信装置，其中，

所述下行控制信道的至少一部分包含广播信道、寻呼信道或随机接入信道的一个以上。

5.一种通信方法，是在利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统共存的地区中使用的新系统中的通信方法，所述新系统通过频分双工(FDD)方式进行通信，该新系统的通信装置中使用的该通信方法包括：

在属于某一波段的频带中，对新系统的至少下行数据信道进行通信的步骤；以及

在属于比所述某一波段低的其他的波段的频带中，对新系统的至少上行控制信道进行通信的步骤，

在所述其他波段中，进行旧系统中的上下行链路的通信。

6.一种通信系统，包括利用基本带宽的系统频带的旧系统和利用基本带宽以上宽的系统频带的新系统，其中，

所述新系统通过频分双工(FDD)方式进行通信，

在所述旧系统和所述新系统共存的地区中使用的所述新系统的通信装置包括：

在所述其他波段中，进行旧系统中的上下行链路的通信。