CN102365900A - 无线通信系统、发送装置、接收装置以及无线通信系统中的无线通信方法 - Google Patents

Abstract

在发送装置与接收装置之间进行无线通信的无线通信系统中，所述发送装置具有：扩大部，其通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；第1子载波配置部，其按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置，所述接收装置具有接收部，其接收所述发送数据。

Description

无线通信系统、发送装置、接收装置以及无线通信系统中的无线通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统、发送装置、接收装置以及无线通信系统中的无线通信方法。

背景技术

在3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution：第三代合作伙伴计划长期演进)中，上行方向采用SC-FDMA(Single Carrier-Frequency DivisionMultiples Access：单载波频分多址)(例如，以下的非专利文献1)。SC-FDMA与OFDM等多载波的通信方式相比，峰值均值功率比(PAPR：Peak to Average PowerRatio)较低。因此，基于SC-FDMA的通信方式与基于多载波的通信方式相比，能够实现终端装置的发送放大器的低成本以及低耗电。

此外，还提出了一种被称作分簇单载波频分多址(Clustered SC-FDMA)的技术(例如，以下的非专利文献2)。在Clustered SC-FDMA中，例如，DFT后的数据序列被划分成多个簇，划分后的序列被配置到各子载波群中。图22(A)～图22(C)是示出基于Clustered SC-FDMA的子载波配置例的图。这些图所示的例子是如下的例子：将12个子载波之中的“b0”～“b7”配置为簇1，“b8”～“b11”配置为簇2。由于Clustered SC-FDMA能够采用多个不连续的子载波群进行通信，因此，例如LTE-A(LTE-Advanced：先进的长期演进)等与LTE相比在采用较宽的传输频带进行通信的情况下有效。

非专利文献1：3GPP TS36.213V8.3.0

非专利文献2：3GPP R1-082945，″Uplink multipleaccess schemes for LTE-A″，LGElectronics

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在Clustered SC-FDMA中，DFT后的数据序列之中，部分的组成部分(例如，图22(C)的例子中的“b8”～“b11”)被配置到与分簇前的状态不同的子载波中。当在该子载波配置下变换为时域的信号时，转换后不返回分簇前的状态，该发送波形变化成多载波传输。

在多载波传输中，是传送多个独立数据的波形重叠了的发送信号波形，与作为插入了固定振幅的波形的发送信号波形的单载波传输相比，PAPR较大。

因此，Clustered SC-FDMA与SC-FDMA等的单载波传输相比PAPR特性恶化。

因此，本发明的目的之一在于提供一种提高PAPR特性的无线通信系统、发送装置、接收装置以及无线通信系统中的无线通信方法。

解决问题的手段

根据一个方面，一种无线通信系统，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，所述无线通信系统的特征在于，所述发送装置具有：扩大部，其通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；第1子载波配置部，其按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置，所述接收装置具有：接收部，其接收所述发送数据。

而且，根据另一方面，一种无线通信系统，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，所述无线通信系统的特征在于，所述发送装置具有：转换部，其按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；第1子载波配置部，其按照保持被变换到所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置，所述接收装置具有：接收部，其接收所述发送数据。

而且，根据另一方面，一种与接收装置之间进行无线通信的发送装置，其特征在于，所述发送装置具有：扩大部，其通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；第1子载波配置部，其按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置。

而且，根据另一方面，一种与接收装置之间进行无线通信的发送装置，其特征在于，所述发送装置具有：转换部，其按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；第1子载波配置部，其按照保持被变换到所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置。

而且，根据另一方面，一种与发送装置之间进行无线通信的接收装置，其特征在于，所述接收装置具有：接收部，其接收经过如下处理而配置到子载波的发送数据：通过重复发送数据的序列而扩大所述发送数据的序列长度，按照保持被扩大后的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔。

而且，根据另一方面，一种与发送装置之间进行无线通信的接收装置，其特征在于，所述接收装置具有：接收部，其接收经过如下处理后的发送数据：按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据，按照保持被变换成所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔，将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据。

而且，根据另一方面，一种无线通信系统中的无线通信方法，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，其特征在于，所述发送装置，通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；并且将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置，所述接收装置接收所述发送数据。

而且，根据另一方面，一种无线通信系统中的无线通信方法，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，其特征在于，所述发送装置，按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；按照保持被变换成所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置，所述接收装置接收所述发送数据。

发明效果

因此，能够提供一种提高了PAPR特性的无线通信系统、发送装置、接收装置以及无线通信系统中的无线通信方法。

附图说明

图1是示出无线通信系统的结构例的图。

图2是示出发送装置的结构例的图。

图3是示出接收装置的结构例的图。

图4是示出动作例的图。

图5(A)～图5(D)是示出配置到子载波的配置例等的图。

图6是示出子载波配置例的图。

图7(A)～图7(C)是示出配置到子载波的配置例等的图。

图8是示出动作例的流程图。

图9是示出发送装置的结构例的图。

图10(A)～图10(E)是示出配置到子载波的配置例等的图。

图11是示出动作例的流程图。

图12是示出发送装置的结构例的图。

图13是示出接收装置的结构例的图。

图14(A)～图14(C)是示出配置到子载波的配置例等的图。

图15是示出动作例的流程图。

图16是示出发送装置的结构例的图。

图17是示出接收装置的结构例的图。

图18(A)和图18(B)是示出动作例的流程图。

图19是示出发送装置的结构例的图。

图20是示出接收装置的结构例的图。

图21是示出仿真结果的例子的图。

图22(A)～图22(C)是示出现有的配置到子载波的配置例等的图。

标号说明

10：无线通信系统；100：发送装置；102：DFT部；103：序列长度扩大部；104：子载波配置部；105：IFFT部；111：发送子载波配置信息取得部；112：DFT大小确定部；115：子载波保持部；116：子载波置换部；118：OFDM用子载波配置部；119：发送方法信息取得部；120：选择部；200：接收装置；209：子载波配置确定部；210：发送子载波配置信息生成部；220：发送方法确定部。

具体实施方式

以下说明用于实施本发明的方式。

<第1实施例>

对第1实施例进行说明。图1是示出无线通信系统10的结构例的图。在无线通信系统中，发送装置100与接收装置200之间进行无线通信，所述发送装置100具有：扩大部150，其通过重复发送数据的序列来扩大所述发送数据的序列长度；第1子载波配置部160，其按照保持扩大后的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波为不用于发送的子载波时，对配置在该子载波的所述发送数据的组成部分进行打孔；以及发送部170，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送给所述接收装置，所述接收装置200具有接收所述发送数据的接收部250。

扩大部150针对输入的发送数据，通过重复发送数据的序列来扩大发送数据的序列长度。

第1子载波配置部160输入被扩大的发送数据，按照保持该发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式将所述各组成部分配置到各子载波。此时，第1子载波配置部160将配置在子载波是不用于发送的子载波中的发送数据的组成部分打孔。

发送部170将通过第1子载波配置部160配置到子载波的发送数据发送给接收装置。

接收装置200的接收部250接收从发送部170发送来的发送数据。

无线通信系统10通过扩大部150重复发送数据序列而将它们扩大，通过第1子载波配置部160按照保持被扩大的发送数据序列的位置关系的方式将它们配置到子载波中。

因此，与Clustered SC-OFDM的情况相比，配置于子载波的发送数据序列的组成部分被配置到与输入扩大部150之前的发送数据序列的位置关系不同的子载波的概率减小。由此，与Clustered SC-OFDM相比，本无线系统10的PAPR的特性提高。

<第2实施例>

接着对第2实施例进行说明。图2是示出无线通信系统10中的发送装置100的各结构例的图，图3是示出无线通信系统10中的接收装置200的各结构例的图。在图2的实施例中，例如，发送装置100是终端装置，接收装置200是基站装置，数据等在上行链路方向从发送装置100被发送至发送装置200。

发送装置100具有：串行并行变换部101、DFT(discrete Fourier Transform：离散傅里叶变换)部102、序列长度扩大部103、子载波配置部104、IFFT(Inverse FastFourier Transform：快速傅立叶变换)部105、并行串行变换部106、CP(Cyclic Prefix，循环前缀)附加部107、发送天线108、接收天线110、发送子载波配置信息取得部111、DFT大小确定部112。

第1实施例中的扩大部150例如对应于序列长度扩大部103，第1子载波配置部160例如对应于子载波配置部104，发送部170例如对应于从IFFT部105到发送天线110。

串行并行变换部101将串行形式的数据a0，a1，......，a_N-1转换成并行形式。

DFT部102对并行变换后的数据进行DFT处理，从而将时域的数据转换为频域的数据b0，b1，......，b_N-1。

序列长度扩大部103根据DFT大小和子载波配置信息，通过重复DFT处理后的数据来扩大该数据的序列长度(或者数据长度)。详细内容将在后面描述。

子载波配置部104按照发送子载波配置信息，将扩大后的数据配置到子载波。详细内容将在后面描述。

IFFT部105对子载波配置部104的输出进行IFFT处理，将频域的数据转换为时域的数据。

并行串行变换部106将IFFT部105的输出转换成串行形式。

CP附加部107对串行变换后的数据上附加CP并输出。

发送天线108将CP附加部107的输出作为无线信号发送给接收装置200。

接收天线110接收从接收装置200发送来的无线信号。

发送子载波配置信息取得部111对通过接收天线110接收到的无线信号进行解调等，从解调等后的无线信号中取得发送子载波配置信息。发送子载波配置信息取得部111将取得的发送子载波配置信息输出至DFT大小确定部112、序列长度扩大部103以及子载波配置部104。

DFT大小确定部112根据发送子载波配置信息来确定DFT大小，并输出至串行并行变换部101、DFT部102以及序列长度扩大部103。DFT部102等按照所确定的DFT大小进行DFT处理等。

接收装置200具有：接收天线201、CP去除部202、串行并行变换部203、FFT(Fast Fourier Transform：快速傅立叶变换)部204、子载波提取部205、序列长度缩小部206、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform：逆离散傅立叶变换)部207、并行串行变换部208、子载波配置确定部209、发送子载波配置信息生成部210、IDFT大小确定部211、帧构成部212、调制部213、发送天线214。

第1实施例中的接收部250例如对应于从接收天线201到并行串行变换部208、以及IDFT大小确定部211。

接收天线201接收从发送装置100发送来的无线信号，并转换成发送装置100的无线信号转换前的数据。

CP去除部202对来自接收天线201的数据去除CP。

串行并行变换部203将去除了CP的数据转换成并行形式。

FFT部204对转换成并行形式后的数据进行FFT处理，并从时域转换为频域的数据。

子载波提取部205按照子载波配置信息，针对FFT部204的输出提取配置在子载波中的数据。

序列长度缩小部206根据发送子载波配置信息和IDFT大小，将通过发送装置100的序列长度扩大部103扩大了的数据缩小。

IDFT部207对从序列长度缩小部206输出的数据b0，b1，......，b_N-1进行IDFT处理，并转换为时域的数据。

并行串行变换部208将IDFT处理后的数据转换成串行形式并输出。

子载波配置确定部209确定将从发送装置100发送的数据等配置到哪个子载波等。

发送子载波配置信息生成部210根据子载波配置确定部209所确定的子载波的配置等，生成发送子载波配置信息，该发送子载波配置信息表示在发送装置100发送数据时使用哪个子载波等。

IDFT大小确定部211根据发送子载波配置信息确定IDFT大小，并将确定后的IDFT大小输出到序列长度缩小部206、IDFT部207以及并行串行变换部208。IDFT部207等根据IDFT大小进行IDFT等的处理。

帧构成部212以帧内包含发送子载波配置信息的方式生成帧。

调制部213对来自帧构成部212的输出进行调制。

发送天线214将来自调制部213的输出转换成无线信号，并发送给发送装置100。接收装置200将发送子载波配置信息发送给发送装置100。

接着，对发送装置100的序列长度扩大部103和子载波配置部104中进行的处理的例子进行说明。图4是示出配置到子载波的处理的例子的图，图5(A)～图5(D)是分别示出配置到子载波的例子的图。

针对12个输入数据序列a0，a1，......，a11，在DFT部102中进行DFT处理，得到DFT后的数据序列b0，b1，......，b11。由于一个资源块包括12个子载波，因此，在图5(A)等的例子中以12个序列为例进行说明。当然，也可以是除此以外的其他序列数。

序列长度扩大部103通过重复DFT后的数据序列b0，b1，......，b11而使其扩大，从而输出数据序列b0，b1，......，b11，b0，b1，......。序列长度扩大部103以大于等于用于发送的多个子载波之中的、从子载波频率最小的子载波到最大的子载波为止的子载波数量的方式进行重复。发送子载波配置信息中包含最大子载波频率、最小子载波频率、或者用于发送的子载波数等。序列长度扩大部103能够根据该发送子载波配置信息确定重复的数(或者扩大数)。

子载波配置部104根据发送子载波配置信息，将重复后的数据序列b0，b1，......，b11，b0，b1，......依次配置在子载波上。子载波配置部104将数据序列b0，b1，......，b11，b0，b1，......依次配置在与分簇前相同的子载波位置。换言之，子载波配置部104按照保持重复后(或者DFT后)的数据序列的位置关系的方式，将数据序列b0，b1，......，b11，b0，b1，......配置在子载波上。在图5(B)和图5(C)的例子中，子载波配置部104将数据序列b0～b7作为簇1配置在子载波上，将数据序列b9～b11，b0作为簇2配置在子载波上。子载波配置部104对配置在不用于发送的子载波的数据序列(图5(D)的例子是b8)进行打孔(配置“0”)。

另外，子载波配置部104在按照保持位置关系的方式依次将数据序列配置到子载波时，由于存在不用于发送的子载波，因而还存在用于发送的子载波过剩，DFT后的数据序列不足的情况。为了补偿该不足的数据序列，序列长度扩大部103将DFT后的数据序列扩大。

当将DFT后的输出序列b0，b1，......，b11与子载波配置后的序列进行比较时，b0～b7和b9～b11的11个子载波被配置在与DFT后的输出序列相同的位置。换言之，11个子载波为与单载波的情况相同的子载波配置。由此，得到了全部12个子载波之中大部分的组成部分(11个子载波)为与单载波的情况相同的波形组成部分那样的数据序列(具有难以根据单载波变化的信号波形的发送序列)。

在图5(A)等的例子中，相对于作为单载波信号的DFT后的数据序列(或者分簇前的数据序列)，子载波配置后最多为1个子载波的区别。由此，与单载波传输的情况相比，本例情况下的PAPR特性的变化较小。

此外，在基于Clustered SC-FDMA的现有例子中(图22(A)～图22(C))中，4个子载波被配置在与DFT后的数据序列(单载波传输的数据序列)不同的位置。而另一方面，在图5(A)等的例子中，与单载波传输的数据序列为1个子载波的区别。由此，与Clustered SC-FDMA相比，由于本例的情况接近单载波传输的特性，因此，能够抑制PAPR的特性的恶化。

接着通过普通的例子说明子载波配置例。图6、图7(A)～图7(C)是示出该情况的配置例的图。

设簇的个数k为k＝0，1，......，M-1，设各簇#k中包括N_C(k)个子载波。此外，设簇#k与簇#(k+1)之间(不用于发送的子载波数)为N_D(k)。

其中，当设n_s(0)为用于发送的子载波之中频率最小的子载波编号时，各簇#k中包含的子载波的编号为

[式1]

$n_s\left(k\right)=n_s\left(0\right)+\underset{l=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_C\left(l\right)+\underset{l=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_D\left(l\right),$

成为

[式2]

n_s(k)，n_s(k)+1，…，n_s(k)+N_C(k)-1。

当将输入DFT部102的输入数据序列的个数设为N_data时，在DFT部102进行与簇内的N_C(k)个子载波相同数量的DFT处理的情况下，得到

[式3]

$N_{\mathrm{data}}=\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_C\left(k\right).$

子载波配置部104将N_data个DFT输出y(i)配置于簇#k内的N_C(k)个各子载波。即，子载波配置部104在簇#k的各子载波中配置

[式4]

y(n_s(k)mod N_data)，y((n_s(k)+1)mod N_data)，…，y((n_s(k)+N_C(k))mod N_data)。

式4的mod运算对应于序列长度扩大部103中的重复并扩大处理。

由此，在第2实施例中，由序列长度扩大部103对DFT后的数据序列进行重复并扩大处理，通过子载波配置部104按照保持扩大处理后的数据序列(或者DFT后的数据序列)的位置(或者配置)关系的方式依次进行到子载波的配置。此时，子载波配置部104对被配置到不用于发送的子载波的数据进行打孔。

本第2实施例由于按照保持数据序列的位置关系的方式进行到子载波的配置，因此，与Clustered SC-FDMA相比，接近单载波传输的发送波形，能够提高发送装置100的PAPR特性。

接着，对在通过序列长度扩大部103扩大了DFT后的数据序列的情况下也保持单载波传输的性质这一点进行说明。作为一例，以以下情况为例进行说明：DFT部102对T个输入符号进行大小为T的DFT变换，IFFT部105以大小为2T进行IDFT变换并生成时间波形。

对于T个输入符号a(0)～a(T-1)，在进行了大小为T的DFT变换时，DFT后的输出序列b(k)为

[式5]

$b\left(k\right)=\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{n=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (-2\mathrm{\&pi;jkn}/T)a\left(n\right).$

考虑以下情况：通过重复并扩大处理，重复该输出序列b(k)而使大小成为2T。当通过重复输出序列b(k)并进行大小为2T的IFFT转换时，来自IFFT部105的输出波形ξ₂(t)为

[式6]

${\mathrm{\&xi;}}_2\left(t\right)=\frac{1}{\sqrt{2T}}\underset{k=0}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jtk}/2T)b\left(k\mathrm{mod}T\right).$

另一方面，在通过对输出序列b(k)追加T个“0”(大小为2T)进行了扩大处理的情况下，来自IFFT部105的输出波形ξ₁(t)为

[式7]

${\mathrm{\&xi;}}_1\left(t\right)=\frac{1}{\sqrt{2T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jtk}/2T)b\left(k\right).$

对这2个输出波形ξ₁(t)、ξ₂(t)进行研究。首先，对于输出波形ξ₂(t)，在偶数采样中的位置t＝2n上，成为

[式8]

${\mathrm{\&xi;}}_2\left(2n\right)=\frac{1}{\sqrt{2T}}\underset{k=0}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)$

$=\frac{1}{\sqrt{2}}(\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)+\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=T}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)).$

其中，在式8的括号内的右边第2项中，b(k mod T)和exp(2πjnk/T)共同组成周期T的周期函数。也就是说，成为

[式9]

b((k+T)mod T)＝b(k)

exp(2πjn(k+T)/T)＝exp(2πjnk/T)，以及对于k＝0～T-1，成为

[式10]

b(k mod T)＝b(k)，因此，

式8变形为

[式11]

${\mathrm{\&xi;}}_2\left(2n\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right)+\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right))$

$=\frac{2}{\sqrt{2}}\left(\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right)\right)=\frac{2}{\sqrt{2}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{IDFT}\left(b\left(k\right)\right)=\sqrt{2}a\left(n\right).$

对于输出波形ξ₂(t)，偶数采样t＝2n的位置上的值是与输出信号a(n)相同的值。

接着，关于输出波形ξ₂(t)的奇数采样t＝2n+1，由式6变成

[式12]

${\mathrm{\&xi;}}_2(2n+1)=\frac{1}{\sqrt{2T}}\underset{k=0}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;j}(2n+1)k/2T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)$

$=\frac{1}{\sqrt{2}}(\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;j}(n+1/2)k/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)+\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=T}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;j}(n+1/2)k/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)).$

关于式12的右边第2项，当将k置换成k+T，将加法区间从(T，2T-1)置换成(0，T-1)时，右边第2项变成

[式13]

$\underset{k=T}{\overset{2T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;j}(n+1/2)k/T)b\left(k\mathrm{mod}T\right)=\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (2\mathrm{\&pi;j}(n+1/2)\left(k+T\right)/T)b\left((k+T)\mathrm{mod}T\right)$

$=\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (\mathrm{\&pi;j}(k+T)/T)\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right)=\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (\mathrm{\&pi;jk}/T)\exp \left(\mathrm{\&pi;j}\right)\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right)$

$=-\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (\mathrm{\&pi;jk}/T)\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right).$

将式13代入式12，则式12变成

[式14]

${\mathrm{\&xi;}}_2(2n+1)=\frac{1}{\sqrt{2}}\frac{1}{\sqrt{T}}\underset{k=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}(1-1)\exp (\mathrm{\&pi;jk}/T)\exp (2\mathrm{\&pi;jnk}/T)b\left(k\right)=0.$

也就是说，通过在频域中重复配置b(k)来进行扩大处理，从IFFT部105输出的输出波形ξ₂(t)成为时域内偶数采样中的组成部分被局部化且奇数采样中变成“0”的波形。因此，通过在频域中重复DFT后的输出序列而被扩大了的序列的时间波形成为与单载波传输相同的波形。

另一方面，在频域中重复配置“0”来进行扩大处理的情况下，从IFFT部105输出的输出波形ξ₁(t)成为与使输出波形ξ₂(t)在频域通过低通滤波器后得到的波形相同的波形。此时，输出波形ξ₁(t)成为对ξ₂(t)的组成部分中子载波上变成“0”的奇数采样位置t＝2n+1上的值进行插值后生成的波形。由此，频域中DFT后的输出被进一步重复配置“0”而被扩大的序列的输出波形成为偶数采样中的信号点不变而插值间的采样点变小的波形。因此，对于输出波形ξ₁(t)也成为与单载波传输的时间波形相同的波形。

根据以上内容，即使进行了扩大处理，输出波形也保持单载波传输的波形。

接着，对第2实施例的动作例进行说明。首先，接收装置200的子载波配置确定部209确定针对从发送装置100发送来的数据的子载波配置。接着，发送子载波配置信息生成部210根据由子载波配置确定部209所确定的到子载波的配置生成发送子载波配置信息。其后，发送子载波配置信息经由帧构成部212、调制部213从发送天线214被发送至发送装置100。

图8是示出发送装置100的动作例的流程图。当处理开始时(S10)，串行并行变换部101将输入数据(或者发送数据或者发送信号)转换成并行形式(S11)。

接着，DFT部102根据由DFT大小确定部112确定的DFT大小，对并行变换后的输入数据进行DFT处理，变换成频域的数据b0，b1，......，b_N-1(S12)。

接着，序列长度扩大部103根据从接收装置200发送的发送子载波配置信息和DFT大小大小，对数据b0，b1，......，b_N-1进行扩大处理(S13)。

接着，子载波配置部104根据发送子载波配置信息，在发送频带的各子载波上依次配置扩大后的数据序列b0，b1，......，b_N-1，b0，b1，......(S14)。即使存在不用于发送的不连续的子载波，子载波配置部104也按照保持数据序列b0，b1，......，b_N-1，b0，b1，......的配置关系的方式，将它们依次配置到子载波。子载波配置部104对与不用于发送的子载波对应的数据序列的组成部分进行打孔。

接着，IFFT部105针对来自子载波配置部104的输出进行IFFT处理，转换成时域的数据序列(S16)。

接着，并行串行变换部106对IFFT部105的输出进行串行变换(S18)，CP附加部107附加CP(S18)。然后，结束一系列的处理(S19)。

接收该数据序列的接收装置200如下进行动作。即，CP去除部202从接收天线201接收到的接收数据中去除CP，串行并行变换部203将CP去除后的接收数据变换成并行形式。变换后的接收数据通过FFT部204被变换成频域的数据。然后，根据由发送子载波配置信息生成部210生成的发送子载波配置信息，在子载波提取部205中提取配置在子载波上的数据序列。

然后，提取出的数据序列通过序列长度缩小部206缩小序列长度，得到与发送装置100中的DFT后的数据相同的数据b0，b1，......，b_N-1。并且，数据b0，b1，......，b_N-1在IDFT部207中被变换成时域的序列，在并行串行变换部208中进行串行变换后，得到发送装置100的输入数据a0，a1，......，a_N-1。

<第3实施例>

接着，对第3实施例进行说明。图9是示出第3实施例中的发送装置100的结构例的图。接收装置200与第2实施例相同(参照图3)。

如图9所示，发送装置100还具有子载波保持部115和子载波置换部116。

子载波保持部115保持数据序列中由子载波配置部104打孔掉的组成部分(在图5(C)的例子中为“b8”)。例如，子载波配置部104通过在打孔处理时将该组成部分输出到子载波保持部115来保持该组成部分。

子载波置换部116从子载波保持部115读出被打孔的组成部分，重新配置到子载波上。关于重新配置，例如通过将配置在子载波上的数据序列的组成部分中被重复而扩大的组成部分置换成被打孔的组成部分来进行。

图10(A)～图10(E)是示出子载波的配置例的图。这些图所示的例子是被重复而扩大的组成部分“b0”被置换成被打孔的组成部分的例子。

由此，打孔掉的组成部分作为发送数据被发送到接收装置200，因此，接收装置200能够准确地再现发送数据。此外，在该第3实施例中，与第2实施例同样地，在序列扩大后，按照保持数据序列的位置关系的方式将该数据配置到子载波。由此，第3实施例中的无线通信系统10能够改善PAPR。

图11是示出发送装置100中的处理例的流程图。子载波映射(S14)后，子载波置换部116从子载波保持部115读出被打孔的组成部分。然后，子载波置换部116将配置在子载波上的被重复而扩大的组成部分置换成被打孔的组成部分(S21)。其后的处理与第2实施例相同。

<第4实施例>

接着对第4实施例进行说明。图12是示出发送装置100的结构例的图，图13是接收装置200的结构例的图。

发送装置100的DFT大小确定部112根据子载波配置信息，将用于发送的子载波中的、从最小的子载波编号到最大的子载波编号为止的子载波数确定为DFT大小。此时，包含被打孔的子载波的子载波数为DFT大小。

图14(A)～图14(C)是示出子载波的配置例等的图。该例子的情况下，用于发送的子载波数为“12”，不用于发送的子载波数为“1”，由此，DFT大小为“13”。

DFT大小确定部112将“13”的信息输出到串行并行变换部101和DFT部102。串行并行变换部101按照每“13”个输出并行信号。DFT部102输出长度为“13”的DFT输出序列b0～b12。

子载波配置部104将该输出序列b0～b12配置在子载波上。图14(a)所示的例子中，由于配置有“b8”的子载波不用于发送，因此，子载波配置部104将组成部分“b8”打孔(配置“0”)。以后，与第2实施例相同。

通过普通的例子说明子载波配置例。与第2实施例相同，各簇#k(＝0，1，......，M-1)分别具有N_C(k)个子载波，设簇#k和簇#(k+1)之间的间隔(不用于发送的子载波数)为N_D(k)(k＝0～M-2)。此时，簇#k中包含的子载波编号为

[式15]

$n_s\left(k\right)=\underset{l=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_C\left(l\right)+\underset{l=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_D\left(l\right)$

成为

[式16]

n_s(k)，n_s(k)+1，…，n_s(k)+N_C(k)-1。

将不用于发送的子载波数N_D(k)和簇#k中包含的子载波数N_C(k)相加得到的结果设为DFT大小，因此，输入DFT部102的输入数据的个数N_data为

[式17]

$N_{\mathrm{data}}=\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_C\left(k\right)+\underset{k=0}{\overset{M-2}{\mathrm{\&Sigma;}}}{N}_D\left(k\right).$

并且，子载波配置部104将N_data个DFT输出y(i)配置到各簇的子载波上。即，子载波配置部104将

[式18]

y(n_s(k))，y((n_s(k)+1))，…，y((n_s(k)+N_C(k))

配置到簇#k的N_C(k)个子载波上。

图15是示出处理的例子的流程图。DFT处理时，在DFT大小确定部112中确定为比为了发送而分配的子载波数大的DFT大小。例如，如上所述，DFT大小确定部112将用于发送的子载波数和不用于发送的子载波数相加后的数设为DFT大小。DFT部102按照所确定的DFT大小进行DFT处理(S31)。之后与第2实施例相同。

在第4实施例中，由于不包含重复而扩大处理，因此，与第2实施例相比，发送装置100不具有序列长度扩大部103，接收装置200不具有序列长度缩小部206，部件数量变少，设计也变得容易。

另外，本第4实施例也可应用于上述第3实施例。DFT处理后的数据在子载波置换部116中被置换了子载波后，作为发送数据被发送到接收装置200。

<第5实施例>

接着，对第5实施例进行说明。众所周知，与单载波传输方式相比，OFDM等多载波传输虽然PAPR较大，但在频率选择性衰落环境中的接收性能较好。PAPR特性依赖于所分配的子载波的配置(簇的数量或大小、配置等)。特别是，当被打孔的子载波数大于用于发送的子载波数的情况下，存在PAPR变大的倾向。因此，在第5实施例中，在一定条件的情况下，将发送方法由第2实施例中说明的发送方式切换为OFDM(或者反之)。

图16是示出发送装置100的结构例的图，图17是示出接收装置200的结构例的图。发送装置100具有OFDM用的子载波数配置部118、发送方法信息取得部119、选择部120。此外，接收装置200还具有发送方法确定部220。

发送方法确定部220根据由子载波配置确定部209所确定的子载波配置来确定发送方法。例如，将用于发送的子载波数设为A，将被打孔的子载波数设为B，如果B/A≤X(X为函数)，则发送方法确定部220选择第2实施例的发送方法，如果B/A＞X，则选择OFDM。所确定的发送方法作为发送方法信息经由帧构成部212等被发送给发送装置100。

发送方法信息取得部119取得发送方法信息，并输出到选择部120。

OFDM用子载波配置部118根据发送子载波配置信息，将并行转换后的输入数据配置到子载波上。

选择部120在发送方法信息表示第2实施例的发送方法时，选择子载波配置部104的输出，在发送方法信息表示OFDM时，选择来自OFDM用子载波配置部118的输出，进行输出。之后与第2实施例相同。

图18(A)是示出接收装置200的动作例的流程图，同图(B)是示出发送装置100的动作例的流程图。

接收装置200的子载波配置确定部209确定针对发送装置100的子载波配置，发送子载波配置信息生成部210根据所确定的配置生成发送子载波配置信息(S41)。发送方法确定部220确定发送方法(S42)。发送方法信息和发送子载波配置信息这两个信息被发送到发送装置100(S43～S44)。两个信息例如作为控制信息来发送。

另一方面，发送装置100的发送方法信息取得部119取得发送方法信息，发送子载波配置信息取得部111取得发送子载波配置信息(S51)。子载波配置部104与OFDM用子载波配置部118分别使数据序列配置到子载波(S52)，选择部120根据发送方法信息选择其中之一并进行输出(S53)。以后，对于所选择的数据进行IFFT等的处理，该数据被发送到接收装置200(S54～S55)。

另外，在本第5实施例中，由于可以切换为多载波传输等其他方式，因而除了OFDM以外，还可以切换为OFDMA或者Clustered SC-OFDM等。此时，OFDM用子载波配置部118根据各个方式进行到子载波的配置。

另外，本第5实施例也能够应用于第3和第4实施例中。在发送装置100中，也可以使子载波置换部116的输出输出到选择部120。此外，在发送装置100中，设DFT部102的DFT大小与分配给发送装置100的子载波数相同或以上，也能够使该DFT部102的输出直接输出到子载波配置部104。

<第6实施例>

第6实施例是下行方向的例子。图19是示出发送装置100的结构例的图，图20是接收装置200的结构例的图。本第6实施例的情况下，发送装置100为基站装置，接收装置200为终端装置。

第6实施例中的发送装置100还具有子载波配置确定部209、发送子载波配置信息生成部210、帧构成部212、调制部213、发送天线214。

子载波配置确定部209确定对于接收装置200的发送子载波的配置。

发送子载波配置信息生成部210根据所确定的子载波的配置，生成发送子载波配置信息。发送子载波配置信息被输出至序列长度扩大部103、子载波配置部104以及DFT大小确定部112。

序列长度扩大部103根据发送子载波配置信息和DFT大小，与第2实施方式相同地进行反复而扩大处理。此外，子载波配置部104根据发送子载波配置信息，按照保持输出序列的位置关系的方式，依次将输出序列配置到子载波，针对不用于发送的子载波进行打孔。

所生成的发送子载波配置信息经由帧构成部212、调制部213从发送天线214被发送至接收装置200。接收装置200根据发送子载波配置信息接收下行方向的数据。

接收装置200具有发送子载波配置信息取得部111。发送子载波配置信息取得部111将取得的发送子载波配置信息输出至子载波提取部205、序列长度缩小部206以及IDFT大小确定部211。

子载波提取部205根据发送子载波配置信息，提取配置在子载波上的数据。此外，序列长度缩小部206根据发送子载波配置信息和IDFT大小，将由发送装置100扩大的序列长度缩小。之后与第2实施例相同。

对于下行方向的情况，在将发送数据序列配置到子载波上时，由于按照保持发送数据序列的位置关系的方式进行配置，因此，与第2实施例同样地，发送波形与单载波传输时的信号波形相同。此外，对于通过序列长度扩大部103扩大了DFT后的数据序列，与第2实施方式相同，也保持单载波传输的特性。因此，与ClusteredSC-FDMA相比，下行方向的PAPR特性也会提高。

在下行方向的情况下，也能够将配置于子载波的数据序列的组成部分中的被扩大的组成部分置换成被打孔的组成部分(参考第3实施例)，也能够使DFT大小比为了发送而分配的子载波数大(参考第4实施例)。在后者的情况下，发送装置100也可以不具有序列长度扩大部103，接收装置200可以不具有序列长度缩小部206。再者，在下行方向的情况下，当被打孔的子载波数和用于发送的子载波数为一定的情况下，也可以进行OFDM或者基于第2实施例的发送方法的切换(参考第5实施例)。

<仿真结果>

最后，对第2实施例中的仿真结果进行说明。图21是示出仿真结果的例子的图。横轴表示PAPR，纵轴表示发送信号波形的采样中PAPR在横轴的值以下的概率。“模式＝无”表示使用连续的Nalloc(＝1600)个子载波进行发送(单载波发送)的情况，“模式＝分割”表示通过Clustered SC-ODMA进行发送的情况，“模式＝打孔”表示通过第2实施例进行发送的情况。

如图21所示，第2实施例的发送方法中的PAPR与单载波发送相比基本不变。而且，与Clustered SC-ODMA相比，第2实施例的发送方法中的PAPR较低。综上所述，第2实施例中的数据发送能够使PAPR提高。

<其他实施例>

在第2实施例等中，序列长度扩大部103通过重复配置数据序列b0，b1，......，b_N-1而扩大了序列长度(例如，参照图5(C))。序列长度扩大部103也可通过重复配置“0”来使数据序列b0，b1，......，b_N-1扩大。

Claims (14)

1.一种无线通信系统，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，所述无线通信系统的特征在于，

所述发送装置具有：

扩大部，其通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；

第1子载波配置部，其按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及

发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置，

所述接收装置具有：

接收部，其接收所述发送数据。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送装置还具有子载波置换部，该子载波置换部将被重复而扩大且配置在所述子载波的所述发送数据的组成部分置换成所述被打孔的发送数据的组成部分后，配置到所述子载波。

3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送装置还具有：

第2子载波配置部，其根据第1通信方式将所述发送数据配置到所述子载波；以及

选择部，其根据用于发送的所述子载波和不用于发送的所述子载波各自的数量，选择来自所述第1子载波配置部或者所述第2子载波配置部的输出并进行输出。

4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其特征在于，

所述选择部根据用于发送的所述子载波的数量与不用于发送的所述子载波的数量之比和阀值的比较结果，选择来自所述第1子载波配置部或者所述第2子载波配置部的输出并进行输出。

5.一种无线通信系统，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，所述无线通信系统的特征在于，

所述发送装置具有：

转换部，其按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；

第1子载波配置部，其按照保持被变换到所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及

发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置，

所述接收装置具有：

接收部，其接收所述发送数据。

6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送装置还具有子载波置换部，该子载波置换部将被重复而扩大且配置在所述子载波的所述发送数据的组成部分置换成所述被打孔的发送数据的组成部分后，配置到所述子载波。

7.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送装置具有：

第2子载波配置部，其根据第1通信方式将所述发送数据配置到所述子载波；以及

选择部，其根据用于发送的所述子载波和不用于发送的所述子载波各自的数量，选择来自所述第1子载波配置部或者所述第2子载波配置部的输出并进行输出。

8.根据权利要求7所述的无线通信系统，其特征在于，

所述选择部根据用于发送的所述子载波的数量与不用于发送的所述子载波的数量之比和阀值的比较结果，选择来自所述第1子载波配置部或者所述第2子载波配置部的输出并进行输出。

9.一种与接收装置之间进行无线通信的发送装置，其特征在于，

所述发送装置具有：

扩大部，其通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；

第1子载波配置部，其按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及

发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置。

10.一种与接收装置之间进行无线通信的发送装置，其特征在于，

所述发送装置具有：

转换部，其按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；

第1子载波配置部，其按照保持被变换到所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及

发送部，其将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置。

11.一种与发送装置之间进行无线通信的接收装置，其特征在于，

所述接收装置具有：

接收部，其接收经过如下处理而配置到子载波的发送数据：通过重复发送数据的序列而扩大所述发送数据的序列长度，按照保持被扩大后的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔。

12.一种与发送装置之间进行无线通信的接收装置，其特征在于，

所述接收装置具有：

接收部，其接收经过如下处理后的发送数据：按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据，按照保持被变换成所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔，将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据。

13.一种无线通信系统中的无线通信方法，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，其特征在于，

所述发送装置，

通过重复发送数据的序列而将所述发送数据的序列长度扩大；

按照保持被扩大的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；并且

将配置在所述子载波的所述发送数据发送至所述接收装置，

所述接收装置接收所述发送数据。

14.一种无线通信系统中的无线通信方法，在该无线通信系统中，发送装置与接收装置之间进行无线通信，其特征在于，

所述发送装置，

按照与分配给所述发送装置的子载波数相等的大小，将发送数据变换成频域的发送数据；

按照保持被变换成所述频域的所述发送数据中包含的各组成部分的位置关系的方式，将所述各组成部分配置到各子载波，并且当所述子载波是不用于发送的子载波时，将配置在该子载波的所述发送数据的组成部分打孔；以及

将配置在所述子载波的所述发送数据变换成时域的发送数据后，将该发送数据发送给所述接收装置，

所述接收装置接收所述发送数据。

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