具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是,在实施方式中,对于具有相同功能的结构附加同一标号,并省略重复的说明。
(实施方式1)
图5是表示本发明的实施方式1的无线通信移动台装置(以下,简称为“移动台”)100的结构的方框图。在该图中,RF(Radio Frequency,射频)接收单元102对于经由天线101接收到的信号进行下变频、A/D(Analog to Digital,模数)转换等接收处理,并输出到解调单元103。
解调单元103对包含在从RF接收单元102输出的接收信号中的调度信息及导频信号进行解调,并将解调的调度信息输出到PHR_data计算单元104、PHR_control计算单元106及发送模式设定单元107。而且,将进行了解调的导频信号输出到PHR_data计算单元104及PHR_control计算单元106。
PHR_data计算单元104基于使用从解调单元103输出的下行的导频信号而测量出的路径损耗水平、包含在从解调单元103输出的调度信息中的PUSCH的频率资源块数、MCS以及PUSCH的功率控制信息等,进行式(1)的计算,计算PHR_pusch(PUSCH基准的PHR),并输出到PHR_data通知决定单元105。
PHR_data通知决定单元105基于预先由基站决定的周期T[ms],决定是否将从PHR_data计算单元104输出的PHR_pusch通知给基站。即,在从上一次的PHR_pusch的通知起经过T[ms]以上的时间的情况下,通知PHR_pusch,在未经过T[ms]以上的时间的情况下,不通知PHR_pusch。在决定进行通知的情况下,PHR_data通知决定单元105将PHR_pusch输出到数据生成单元109。
PHR_control计算单元106基于使用从解调单元103输出的下行的导频信号而测量出的路径损耗水平、包含在从解调单元103输出的调度信息中的PUCCH的功率控制信息等,进行式(3)的计算,计算PHR_pucch(PUCCH基准的PHR),并输出到触发信息通知决定单元108。
发送模式设定单元107检测包含在从解调单元103输出的调度信息中的PUSCH及PUCCH的复用方法(TDM发送模式或FDM发送模式)的指示,并将检测结果输出到触发信息通知决定单元108及开关单元111。
触发信息通知决定单元108进行从PHR_control计算单元106输出的PHR_pucch和规定的阈值的大小比较,即阈值判定。触发信息通知决定单元108基于阈值判定结果,决定是否通知触发信息。但是,阈值判定的条件根据从发送模式设定单元107输出的发送模式而改变。另外,所谓触发信息是指表示PHR_pucch或PHR_pucch大于或小于阈值的标记信息。在阈值判定的结果为决定通知触发信息时,将触发信息输出到数据生成单元109。另外,后面叙述关于触发信息通知决定单元108的细节。
数据生成单元109生成移动台100发送的数据。另外,数据生成单元109在从PHR_data通知决定单元105输出了PHR_pusch的情况下、或从触发信息通知决定单元108输出了PHR_pusch或触发信息的情况下,包含这些信息而生成数据,并将所生成的数据输出到开关单元111。
控制信息生成单元110生成移动台100发送的控制信息(例如,CQI(Channel Quality Indicator,信道质量指示符)或ACK/NACK信息),并将生成的控制信息输出到开关单元111。
开关单元111根据来自发送模式设定单元107的指示,切换将从数据生成单元109输出的数据及从控制信息生成单元110输出的控制信息进行TDM发送或进行FDM发送。在从发送模式设定单元107有TDM发送模式的指示时,将数据和控制信息输出到TDM信号生成单元112。另一方面,在从发送模式设定单元107有FDM发送的指示时,将数据和控制信息输出到FDM信号生成单元113。
TDM信号生成单元112生成将从开关单元111输出的数据及控制信息进行时分复用所得的TDM信号,并输出到CP(Cyclic Prefix,循环前缀)附加单元114。另外,在后面叙述关于TDM信号生成单元112的细节。
FDM信号生成单元113生成将从开关单元111输出的数据及控制信息进行频分复用所得的FDM信号,并输出到CP附加单元114。另外,在后面叙述关于FDM信号生成单元113的细节。
CP附加单元114将从TDM信号生成单元112或FDM信号生成单元113输出的信号的后端的一部分作为CP进行复制,并将CP附加到信号的开头。将附加了CP的信号输出到RF发送单元115。
RF发送单元115将从CP附加单元114输出的信号进行D/A转换、放大及上变频等发送处理,而从天线101向基站发送。
图6是表示图5所示的TDM信号生成单元112的内部结构的方框图。在该图中,复用单元121将从开关单元111输出的数据及控制信息在时域内进行复用,即,进行TDM复用,并输出到DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅立叶变换)单元122。
DFT单元122将从复用单元121输出的复用信号进行DFT处理而输出到映射单元123。
映射单元123将从DFT单元122输出的信号映射到由基站进行了调度的频带并输出到IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform,离散傅立叶逆变换)单元124。
IDFT单元124将从映射单元123输出的频域的信号进行IDFT处理,转换为时域的信号并输出到CP附加单元114。
图7是表示图5所示的FDM信号生成单元113的内部结构的方框图。在该图中,DFT单元131将从开关单元111输出的数据进行DFT处理并输出到映射单元132。
映射单元132将从DFT单元131输出的数据信号和从开关单元111输出的控制信息分别映射到由基站进行了调度的频带,并在频域内进行复用,即,进行FDM复用,并输出到IDFT单元133。
IDFT单元133将从映射单元132输出的频域的信号进行IDFT处理,转换为时域的信号并输出到CP附加单元114。
图8是表示本发明的实施方式1的无线通信基站装置(以下,简称为“基站”)200的结构的方框图。在该图中,RF接收单元202经由天线201接收从移动台100发送的信号,并对接收到的信号进行下变频、A/D转换等接收处理并输出到CP去除单元203。
CP去除单元203将从RF接收单元202输出的信号中的CP去除,并将去除CP后的信号输出到开关单元204。
开关单元204根据对移动台100所指示的发送模式,切换将数据和控制信息在时域内分离、或在频域内分离。在对移动台100指示了TDM发送模式时,将去除CP后的信号输出到TDM信号分离单元205,在对移动台100指示了FDM发送模式时,将去除CP后的信号输出到FDM信号分离单元206。
TDM信号分离单元205将数据和控制信息在时域内分离,并将分离后的控制信息输出到控制信息解码单元207,将分离后的数据输出到数据解码单元208。另外,在后面叙述关于TDM信号分离单元205的细节。
FDM信号分离单元206将数据和控制信息在频域内分离,并将分离后的控制信息输出到控制信息解码单元207,将分离后的数据输出到数据解码单元208。另外,在后面叙述关于FDM信号分离单元206的细节。
控制信息解码单元207将从TDM信号分离单元205或从FDM信号分离单元206输出的控制信息进行解码,获得移动台100发送的控制信息。
数据解码单元208将从TDM信号分离单元205或从FDM信号分离单元206输出的数据解码,并输出到触发信息检测单元209。
触发信息检测单元209检测包含在从数据解码单元208输出的数据中的触发信息,并将检测出的触发信息输出到发送模式控制单元210。
发送模式控制单元210使用从触发信息检测单元209输出的触发信息,决定移动台100下一次发送的数据(PUSCH)和控制信息(PUCCH)的复用方法的切换。在从上一次的发送模式开始进行变更的情况下,将发送模式指示信息输出到开关单元204及调制单元211。在后面叙述关于发送模式控制单元210的细节。
调制单元211将从发送模式控制单元210输出的发送模式指示信息进行调制,并将调制信号输出到RF发送单元212。
RF发送单元212将从调制单元211输出的调制信号进行D/A转换、放大及上变频等发送处理并从天线201向移动台100发送。
图9是表示图8所示的TDM信号分离单元205的内部结构的方框图。在该图中,DFT单元221将从开关单元204输出的去除CP后的接收信号进行DFT处理,从而将从时域转换为频域的信号输出到解映射单元222。
解映射单元222在从DFT单元221输出的频域的信号中,从基站200进行了调度的频带中提取所期望的移动台100的接收信号,并输出到均衡单元223。
均衡单元223根据包含在从解映射单元222输出的接收信号中的导频信号计算信道估计值。均衡单元223使用信道估计值进行将从解映射单元222输出的接收信号在传播路径上受到的频域内的振幅、相位变动进行校正的均衡处理,并将均衡处理后的接收信号输出到IDFT单元224。
IDFT单元224将从均衡单元223输出的接收信号进行IDFT处理,转换为时域的信号并输出到分离单元225。
分离单元225将从IDFT单元224输出的接收信号在时域内分离为控制信息和数据,并将分离后的控制信号输出到控制信息解码单元207,将分离后的数据输出到数据解码单元208。
图10是表示图8所示的FDM信号分离单元206的内部结构的方框图。在该图中,DFT单元231将从开关单元204输出的去除CP后的接收信号进行DFT处理,从而将从时域转换为频域后的信号输出到解映射单元232。
解映射单元232在从DFT单元231输出的频域的信号中,从基站200进行了调度的频带中分别提取所期望的移动台100的接收信号的数据和控制信息,并将提取出的数据输出到第1均衡单元233,将提取出的控制信息输出到第2均衡单元234。
第1均衡单元233根据包含在从解映射单元232输出的接收信号中的导频信号计算信道估计值。第1均衡单元233使用信道估计值进行将从解映射单元232输出的控制信息在传播路径上受到的频域内的振幅、相位变动进行校正的均衡处理,并将获得的控制信息输出到控制信息解码单元207。
第2均衡单元234根据包含在从解映射单元232输出的接收信号中的导频信号计算信道估计值。第2均衡单元234使用信道估计值进行将从解映射单元232输出的数据在传播路径上所受到的频域内的振幅、相位变动进行校正的均衡处理,并将获得的数据输出到IDFT单元235。
IDFT单元235将从第2均衡单元234输出的数据进行IDFT处理,转换为时域的信号而输出到数据解码单元208。
接着,详细说明图5所示的触发信息通知决定单元108的动作。触发信息通知决定单元108对移动台100计算出的本台的PHR_pucch进行阈值判定,决定是否通知触发信息。
具体而言,在TDM发送模式下,在满足式(5)的情况下通知触发信息。例如,将X1设为以假定的最大的发送带宽,具有最大的(所需质量最高)MCS的PUSCH所需的发送功率。它预先由基站200设定给移动台100。由此,在满足式(5)时,即使在将PUSCH和PUCCH进行FDM发送的情况下,也能够防止移动台100的发送功率超过最大发送功率(P_max)。
PHR_pucch>X1[dBm] …(5)
而且,在FDM发送模式下,在满足式(6)时通知触发信息。将Y1例如设定为与X1同样的值。由此,在满足式(6)时,即使在对PUSCH和PUCCH进行FDM发送的情况下,也能够防止移动台100的发送功率超过最大发送功率(P_max)。
PHR_pucch<Y1[dBm] …(6)
而且,Y1也可以设定为与X1不同的值。在Y1与X1为相同的值时,PHR_pucch在阈值附近波动的移动台100会频繁地发出触发信息的通知。通过在Y1和X1之间设置差,能够防止上述的频繁地通知触发信息。
而且,通知的触发信息也可以设为PHR_pucch本身、或设为用于表示PHR_pucch大于或小于阈值的1比特的标记信息。在将PHR_pucch设为触发信息时,信令量会增多,但通过正确地通知PHR_pucch,基站200能够进行更正确的发送模式的切换、PUSCH的发送带宽及MCS的控制。另一方面,当将1比特的标记信息设为触发信息时,发送模式的切换控制会变得粗略,但能够降低信令开销。另外,如果在设定X1或Y1时在预计的范围内控制PUSCH的发送带宽和MCS,则即使在发送模式切换后也能够防止移动台的发送功率超过最大发送功率。
接着,详细说明图8所示的发送模式控制单元210的动作。发送模式控制单元210使用从移动台100通知的触发信息,决定移动台100下一次发送的数据(PUSCH)和控制信息(PUCCH)的复用方法的切换。
具体而言,当移动台100在TDM发送模式下,基站200通过满足式(5)而获取了从移动台100通知的触发信息时,发送模式控制单元210将移动台100的发送模式从TDM发送模式适当地切换为FDM发送模式。当移动台100在TDM发送模式中通知触发信息的状况下,即使切换为FDM发送模式,也能够防止移动台100的发送功率超过最大发送功率(P_max)。
而且,当移动台100在FDM发送模式中,基站200通过满足式(6)而获取了从移动台100通知的触发信息时,发送模式控制单元210将移动台100的发送模式从FDM发送模式适当地切换为TDM发送模式。当移动台100在FDM发送模式中通知触发信息的状况下,通过切换为TDM发送模式,而能够防止移动台100的发送功率超过最大发送功率(P_max)。
接着,说明移动台100通知PHR_pusch的情况下的该通知的周期。首先,因为PHR_pusch和PHR_pucch的用途不同,所以若以对应于该用途的频率及精度进行通知,则能够抑制信令开销的增加,并且适当地切换发送模式。
作为PHR_pusch的用途,用于进行PUSCH的发送带宽及MCS的控制,以便不超过移动台100的最大发送功率。另一方面,作为PHR_pucch的用途,用来判断发送模式(TDM发送模式、或FDM发送模式)的切换。由于PUCCH的发送带宽及MCS固定,所以无需如PUSCH那样对它们进行控制。
因此,发送模式的切换中使用的PHR_pucch无需如PHR_pusch那样频繁且高精度地进行通知。如果在移动台100能够进行发送模式的切换时、或只在必须进行切换时,才对基站200通知PHR_pucch,则基站200能够适当地切换发送模式。
图11是表示图5所示的移动台100对图8所示的基站200发送PHR_pusch及触发信息(PHR_pucch)的情况的时序图。由于基站200能够根据触发信息而掌握与移动台100的PHR_pucch有关的信息,所以在TDM发送模式下,移动台100的发送功率不超过最大功率,而能够适当地切换到FDM发送模式。而且,在FDM发送模式中,在移动台100的发送功率超过最大功率之前,能够适当地切换到TDM发送模式。与图4进行比较,可知信令开销的增加得到了抑制。这样,在能够进行发送模式的切换、或只在必须进行切换时,通知触发信息,所以能够抑制信令开销的增加。
另外,图12是将图11所示的触发信息设为表示阈值判定结果的1比特的标记信息时的时序图。如该图所示,通过将触发信息设为表示阈值判定结果的1比特的标记信息,与触发信息为PHR_pucch的情况相比,发送模式的切换控制变得粗略,但能够进一步抑制信令开销的增加。
这样,根据实施方式1,根据移动台适用的PUSCH和PUCCH的复用方法即TDM发送模式或FDM发送模式,变更移动台的PHR_pucch的阈值判定条件而进行阈值判定,并且将促使TDM发送模式或FDM发送模式的切换的触发信息根据阈值判定结果从移动台通知给基站,由此能够在抑制信令开销的增加的同时能够正确地切换发送模式。
另外,在式(5)及式(6)的条件式中,也可以代替PHR_pucch而使用下式(7)中定义的PHR_pusch+pucch(以数据信道和控制信道进行FDM发送时的发送功率为基准而计算出的PHR)。
PHR_pusch+pucch=Pmax-(Ppusch+Ppucch) …(7)
由于能够根据PHR_pusch+pucch和PHR_pusch两个PHR信息来估计PHR_pucch,所以能够获得与通知PHR_pucch时同等的效果。
另外,在使用PHR_pusch+pucch时,必须使用与使用PHR_pucch的式(5)及式(6)的阈值不同的阈值。即,在TDM发送模式中如下式(8),在FDM发送模式中如式(9),分别进行阈值判定。
PHR_pusch+pucch>X2[dBm] …(8)
PHR_pusch+pucch<Y2[dBm] …(9)
式(8)的X2必须设定为大于式(5)的X1的值。例如,X2设定为对X1加上具有预计的最大发送带宽的PUSCH所需的发送功率所得的值。而且,式(9)的Y2也同样地,必须设定为大于式(6)的Y1的值。
另外,X2和Y2也可以设定为相同的值,但如果与上述的X1和Y1的关系同样地,在X2和Y2之间设置差,设定不同的值,则PHR_pusch+pucch在阈值附近波动的移动台能够防止频繁地通知触发信息。
另外,如图13的时序图所示,触发信息通知决定单元108通知触发信息的条件与现有的PHR_pusch相同,输出的触发信息也可以设为表示阈值判定结果的1比特的标记信息。如果与图4进行比较,则可知信令开销的增加受到抑制。而且,因为信令比特数一直相同(在图中一直为7比特),所以能够使信令的发送格式为1个,从而能够简化移动台或基站的处理。
(实施方式2)
图14是表示本发明的实施方式2的移动台300的结构的方框图。图14与图5不同之处在于:追加了通知周期设定单元301,且将PHR_data通知决定单元105变更为PHR_data通知决定单元302,将触发信息通知决定单元108变更为触发信息通知决定单元303。
通知周期设定单元301设定PHR_pusch的通知周期和触发信息的通知周期,以使触发信息的通知周期为长于PHR_pusch的通知周期的值,,并将设定了的PHR_pusch的通知周期输出到PHR_data通知决定单元302,将触发信息的通知周期输出到触发信息通知决定单元303。
PHR_data通知决定单元302以从通知周期设定单元301输出的周期,将PHR_pusch输出到数据生成单元109。
触发信息通知决定单元303以从通知周期设定单元301输出的周期,将触发信息输出到数据生成单元109。
这里,说明通知周期设定单元301将触发信息(PHR_pucch)的通知周期设定为长于PHR_pusch的通知周期的值的理由。由于发送模式的切换中使用的触发信息(PHR_pucch)无需如链路自适应(Link Adaptation)的细微的控制中使用的PHR_pusch那样频繁且高精度地进行通知,所以使触发信息的通知周期长于PHR_pusch的通知周期。
例如,在PHR_pusch的通知周期为T[ms]时,触发信息的通知周期设为N×T[ms](这里,N为自然数)。N是对每个小区或每个移动台设定的参数,且由基站200通知给移动台300。
作为N的设定方法,例如,如下述那样考虑。在小区半径大的小区中,由于路径损耗变大,所以位于小区边缘的移动台300的PHR变小,必须切换发送模式。另一方面,在小区半径小的小区中,必须切换发送模式的移动台300稀少。因此,小区半径越小的小区,可以将N设定得越大,通过使PHR_pucch的通知周期变长,能够以较少的信令量适当地切换发送模式。
图15是表示图14所示的移动台300对图8所示的基站200发送PHR_pusch及触发信息(PHR_pucch)的情况的时序图。从图15可知,能够抑制与以长的周期通知触发信息(PHR_pucch)相应的部分的信令开销的增加。
这样,根据实施方式2,通过将触发信息(PHR_pucch)的通知周期设定为比PHR_pusch的通知周期长,从而能够抑制与以长的周期通知触发信息(PHR_pucch)相应的部分的信令开销的增加。
(实施方式3)
图16是表示本发明的实施方式3的移动台400的结构的方框图。图16与图5不同之处在于:将PHR_control计算单元106变更为PHR_control计算单元401,将发送模式设定单元107变更为发送模式设定单元402,将PHR_data通知决定单元105变更为PHR_data通知决定单元403,以及将触发信息通知决定单元108变更为触发信息通知决定单元404。
PHR_control计算单元401基于使用从解调单元103输出的下行的导频信号测量出的路径损耗水平、包含在从解调单元103输出的调度信息中的PUSCH的频率资源块数、MCS及PUSCH的功率控制信息以及PUCCH的功率控制信息等,计算PHR_pusch+pucch(以数据信道与控制信道的FDM发送时的发送功率为基准而算出的PHR)及PHR_pucch,并输出到触发信息通知决定单元404。
发送模式设定单元402检测包含在从解调单元103输出的调度信息中的PUSCH及PUCCH的复用方法(TDM发送模式或FDM发送模式)的指示,并将检测结果输出到触发信息通知决定单元404、开关单元111及PHR_data通知决定单元403。
PHR_data通知决定单元403在移动台400为FDM发送模式时,不进行PHR_pusch的通知。另一方面,在移动台400为TDM发送模式时,基于预先由基站200决定的周期T[ms],将从PHR_data计算单元104输出的PHR_pusch通知给基站200。
触发信息通知决定单元404在移动台400为FDM发送模式时,基于预先由基站200决定的周期T[ms],决定通知从PHR_control计算单元401输出的PHR_pusch+pucch。在移动台400为TDM发送模式时,与实施方式1同样,触发信息通知决定单元404将从PHR_control计算单元401输出的PHR_pucch和规定的阈值进行阈值判定,并基于阈值判定结果决定是否通知触发信息。
这样,在FDM发送模式下,PHR_data通知决定单元403停止PHR_pusch的输出,而且,触发信息通知决定单元404通知PHR_pusch+pucch作为触发信息。
在FDM发送模式下,如果基站200能够掌握PHR_pusch+pucch,则可知移动台400的发送功率能够增加的量,所以能够进行PUSCH的发送带宽及MCS控制。而且,在PHR_pusch+pucch变小(发送功率的余量消失)时,通过切换到TDM发送模式,从而能够进行控制以使移动台400的发送功率不超过最大发送功率。
这样,在FDM发送模式下,如果基站能够掌握PHR_pusch+pucch,则能够进行发送模式的切换控制、PUSCH的发送带宽及MCS的控制。
图17是表示图16所示的移动台400对图8所示的基站200发送PHR_pusch及触发信息(PHR_pusch+pucch)的情况的时序图。由图17可知,在FDM发送模式下,通过停止PHR_pusch的通知,从而能够抑制信令开销的增加。
这样,根据实施方式3,在FDM发送模式下,移动台通过将通知PHR_pusch+pucch作为触发信息,从而能够抑制信令开销的增加。
另外,在PHR_pusch+pucch与PHR_pusch相比通知的PHR的变动范围窄时,能够减小PHR_pusch+pucch的信令比特数。例如,如果PHR的变动范围为一半,则能够将信令比特数从6比特削减到3比特。由此,能够进一步抑制信令开销的增加。
另一方面,在使PHR_pusch+pucch与PHR_pusch的信令比特数相同时,能够共享信令用的发送格式。由此,能够简化移动台或基站的处理。
另外,在计算PHR_pusch+pucch时,如下式(10)所示,也可以加入FDM发送相对于TDM发送的CM增量(=ΔCM)来进行计算。由此,能够计算更正确的PHR_pusch+pucch。
PHR_pusch+pucch=Pmax-(Ppusch+Ppucch)-ΔCM …(10)
而且,也可代替通知PHR_pucch或PHR_pusch+pucch,而通知相对于以往通知的PHR_pusch的相对值。由此,能够进一步削减信令量。
另外,与LTE的PHR_pusch同样,在通知PHR_pucch作为PUSCH的MAC信息时,PHR_pucch基于时间上最近的PUCCH发送时的发送功率进行计算即可。
而且,也可以代替新通知的PHR_pucch,而通知能够导出PHR_pucch的信息(例如,式(4)的g(Δi)(被闭环控制的发送功率控制值)或PL(路径损耗))。
另外,在上述各实施方式中,以硬件构成本发明的情况为例进行了说明,但是本发明也可由软件实现。
另外,用于上述各实施方式的说明中的各功能块通常被作为集成电路的LSI来实现。这些功能块既可以被单独地一芯片化,也可以包含一部分或全部地被一芯片化。虽然此处称为LSI,但根据集成程度,可以被称为IC、系统LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
另外,实现集成电路化的方法不仅限于LSI,也可使用专用电路或通用处理器来实现。也可以使用可在LSI制造后编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array,现场可编程门阵列),或者可重构LSI内部的电路单元的连接和设定的可重构处理器。
再者,随着半导体的技术进步或随之派生的其它技术的出现,如果出现能够替代LSI的集成电路化的新技术,当然可利用该新技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
另外,在上述实施方式中对天线进行了说明,但本发明也能够同样地适用于天线接口(antenna port)。
所谓天线接口,是指由1个或多个物理天线构成的逻辑天线。即,天线接口不限于必定指1根物理天线,有时也指由多个天线构成的阵列天线等。
例如,在3GPP LTE中,并未规定天线接口由几个物理天线构成,而规定天线接口作为基站能够发送不同的参照信号(Reference signal)的最小单位。
而且,有时也规定天线接口为乘以预编码向量(Precoding vector)的加权的最小单位。
2009年6月26日提交的特愿2009-152647号的日本专利申请所包含的说明书、附图和说明书摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明的无线通信装置及无线通信方法例如能够适用于移动通信系统等。