CN1726667A - 无线通信装置和无线发送方法 - Google Patents

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Abstract

为了在用副载波对多个发送对象台同时进行发送的多载波系统的无线发送装置中提高系统吞吐量，将副载波分割成块，同时以块为单位选择发送对象台，并且根据该发送对象台的传播环境，使每个块的所述副载波数对每个发送对象台自适应地变化。

Description

无线通信装置和无线发送方法
技术领域
本发明涉及一种多载波传输方式的无线通信装置和无线发送方法。
背景技术
以往，在多载波传输系统中，提出将副载波分块，按成组后的多个副载波进行自适应调制的无线通信系统的提议。在这样的无线通信系统中，通过不按照每个副载波按照而按照多个副载波组成的每个块来进行自适应调制，和按照每个副载波进行自适应调制的情况相比，能够使来自接收装置的反馈信息(SNR等线路质量信息)成为块单位，从而使反馈信息相应地减少。
另外，在将自适应调制的参数(调制方式、编码方式)通知给接收装置时，不需要通知所有的副载波的调制方式和编码方式，按照每个块进行通知即可，因此能够降低控制信道的传输速率。
在这样的无线通信系统中，块的大小(频带)被固定为能够使各个块内的信道变动被视为一定的值，然后以这个被固定的块的大小来进行系统的运行(例如，参照文献“有关频率调度的MC-CDM的帧结构和控制方法的研究原他，电子信息通信学会无线通信系统研究会技术报告2002-130 2002年7月”)。
在如上述文献所示的传统的无线通信系统是假设块(段)内的信道变动为一定。然而，在实际的无线通信系统中，延迟波的延迟时间变长时块内的信道变动量会增大，这使得将块内的信道变动视为一定的前提消失。另外，如果在有延迟时间长的延迟波的情况下也要使块内的信道变动为一定时，必须减小块的大小，若是如此，则即使将副载波块化也会产生难以将控制信道所需的信息量充分减少的问题。
另外，图1是表示传统的块分配状态的例子的示意图。在和如图1所示的传统例子一样使块的大小(块内的副载波数)为一定时，因为会产生对同一个用户C在频率轴上分配连续的多个块的状况，而可能造成相对于实际的传播环境，块的数量会不必要的增加。这个时候，因为是按照每个块将控制信息(调制方式、编码方式等)发送到接收装置，所以会产生控制信息的数量不必要地增多的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高系统吞吐量的无线发送装置和无线发送方法。
为了达成这个目的，本发明在多载波系统中对每个发送对象台自适应地改变块的大小(副载波数)。
附图说明
图1是用来说明传统的各个块内的分配的示意图；
图2是表示本发明实施方式的无线通信系统的结构方框图；
图3是表示本发明实施方式的发送装置的结构方框图；
图4是表示本发明实施方式的接收装置的结构方框图；
图5A是表示本发明实施方式的接收波的延迟时间的分布的特性曲线图；
图5B是表示本发明实施方式的接收波的延迟时间的分布的特性曲线图；
图5C是表示本发明实施方式的接收波的延迟时间的分布的特性曲线图；
图6是表示本发明实施方式的接收装置的接收功率和频率的关系的特性曲线图；
图7是用来说明本发明实施方式的各个块内的分配的示意图；以及
图8是表示本发明实施方式的发送装置的块的分配处理过程的流程图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图2是表示本发明实施方式的无线通信系统的整体结构的方框图。如图2所示，在该无线通信系统中，发送装置100和多个接收装置200、300、400...之间是以多载波传输方式进行无线通信。
图3是表示发送装置100的结构方框图。如图3所示，发送装置100在块化部101-1～101-n接收发送到各个接收装置200、300、400、...(用户#1～#n)的发送数据D1～Dn。块化部101-1～101-n分别根据块内副载波数控制部116提供的用于控制块内副载波数的信号对各个发送数据D1～Dn分别分配要使用的数量的副载波并提供给调度器102。
调度器102在频率轴上配置以多个副载波块化的发送数据D1～Dn并分别提供给自适应调制部103-1～103-n。自适应调制部103-1～103-n分别根据调制控制部115提供的基于每个用户决定的调制阶数进行调制，并将其结果提供给IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)处理部104。
IFFT处理部104通过重叠各个发送数据的副载波生成OFDM信号(多载波信号)并提供给GI部(Guard Interval，保护区间)附加105。GI附加部105对OFDM信号附加保护区间后提供给发送RF(Radio Frequency，射频)部106。发送RF部106对插入保护区间后的信号进行预定的无线发送处理(例如，D/A变换和上变频等)，并使该无线发送处理后的信号作为无线信号通过天线107发送出去。
另外，接收RF部111通过天线107接收的接收信号在这里接受预定的无线接收处理(例如，下变频和A/D变换等)。接收RF部111将该无线接收处理后的信号提供给被设置得和用户一样多的信道估计值最大延迟时间接收部112-1～112-n。
信道估计值最大延迟时间接收部112-1～112-n对每个用户从接收信号提取信道估计值和最大延迟时间并提供给调制控制部115、调度器102和块内副载波数控制部116。调制控制部115根据从各个接收装置200、300、400发送来的作为信道估计值的接收功率值和SNR等线路质量信息，对每个块进行自适应调制控制。块内副载波数控制部116根据各个接收装置的最大延迟时间决定各个接收装置的块的大小(副载波数)。另外，调度器102根据来自各个接收装置的信道估计值，在频率轴上的各个频带选择传播环境最佳的接收装置，对该接收装置(用户)分配该接收装置的块来进行各个块在频率轴上的配置。
在发送装置100中，以每个块单位的有关副载波的调制方式和编码方式、块的大小(副载波数)以及在频率轴上的块的配置的信息都是以控制信道按每个块进行发送。
图4是表示接收装置200的结构方框图。接收RF部202对通过天线201接收的接收信号进行下变频和A/D变换等无线接收处理后提供给GI除去部203和最大延迟时间测定部207。
GI除去部203除去被插入在无线接收处理后的信号的保护区间，将保护区间除去后的信号提供给FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)处理部204。FFT处理部204对除去保护区间后的信号进行串行/并行(S/P)变换，对S/P变换后的信号进行FFT处理并变换成每个副载波的信息，将这个FFT处理后的信号中作为已知信号的导频码元按照每个副载波提供给信道估计部208。
信道估计部208用每个副载波的导频码元按照每个副载波进行信道估计，将获得的每个副载波的信道估计值输出到信道补偿部209。
在信道补偿部209以乘法器205-1～205-n在FFT处理后的每个副载波的信号分别乘以每个副载波的信道估计值，对FFT处理后的每个副载波的信号进行信道补偿。将信道补偿后的每个副载波的信号输出到数据提取部206来提取接收数据。
另外，最大延迟时间测定部207从接收信号的延迟分布测定最大延迟时间，并将该结果提供给反馈信息生成部210。反馈信息生成部210将最大延迟时间测定部207提供的最大延迟时间信息和信道估计部208提供的和副载波数相同的信道估计值生成为反馈信息并提供给发送RF部211。发送RF部211对反馈信息进行上变频和D/A变换等发送处理，将发送处理后的信号通过天线201发送出去。然而，在本实施方式的无线通信系统中，通过采用FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)在接收装置端测定最大延迟时间并反馈给发送装置100，但在采用TDD(Time Division Duplex，时分双工)的无线通信系统中，在发送装置端只要测定来自接收装置的信号的延迟分布即可。
以上述结构说明对各个接收装置200、300、400...的块内副载波数的分配处理。图5A、图5B、图5C是表示各个接收装置200、300、400的最大延迟时间的特性曲线图。
如图5A、图5B、图5C所示，接收装置200的最大延迟时间是τA(秒)、接收装置300的最大延迟时间是τB(秒)、接收装置400的最大延迟时间是τC(秒)。
延迟时间变长时，在频率轴上的变动的周期变短而且变动变得更加激烈。因此，这个实施方式的块内副载波数控制部116对最大延迟时间长的接收装置是减少分配的副载波数并减小块的大小，相对于此，对于最大延迟时间短的接收装置则是增多分配的副载波数并增大块的大小。
由此，例如如图6所示，在最大延迟时间短的接收装置400的频率-功率的关系C中变动的周期变长，相对地，在最大延迟时间最长的接收装置200的频率-功率的关系A中变动周期变得最短。而且，在最大延迟时间为τ的传播环境中，频率轴上的信道的变动只有等于或小于1/τ[Hz]的频率分量。
因此，在这种情况下，如图7所示，块内副载波数控制部116分别从各个接收装置200、300、400的最大延迟时间τA、τB、τC获得各自的频率分配1/(τA)、1/(τB)、1/(τC)，并由此决定各个块的副载波数。然后由调度102如图7所示的在频率轴上进行分配。
由此，越是最大延迟时间长(在频率轴的传播路径的变动大)的接收装置，分配块内的副载波数就越少，而越是最大延迟时间短(在频率轴的传播路径的变动小)的接收装置，分配块内的副载波数就越多。因此，在如图1所示的传统例子中使块的大小一定的情况下，如果是需要8个块时，那么在本实施方式中是如图7所示，在某个传播环境下只需要6个块就足够。于是就能够减少有必要按照每个块以控制信道进行发送的控制信息(自适应调制的参数等)的数量。
图8是表示发送装置100的块内副载波数控制部116的控制处理顺序的流程图。如图8所示，块内副载波数控制部116在步骤ST101从信道估计值最大延迟时间接收部112-1～112-n获得各个接收装置的传播环境信息(最大延迟时间)后，前进到步骤ST102，根据该传播环境信息决定每个块的副载波数。这个时候是决定能够使块内的信道变动为一定的最小的副载波数。具体地说，当副载波的带宽为W[Hz]时，相对于最大延迟时间τmax，将每个块的副载波数决定为W×τmax[个]，从而能够选择使块内的信道变动为一定的最小的副载波数。
于是在块内副载波数控制部116决定的各个块的副载波数在块化部101-1～101-n被分配。然后，调度器将各个块配置在频率轴上。这个时候，调度器102根据分别从各个接收装置200、300、400获得的反馈信息(信道估计值)求出如图6所示的接收功率和频率的关系并根据这个关系进行各个块的配置。
如上所述，根据本实施方式的发送装置100，通过按照多个发送对象台(接收装置200、300、400、...)的每一个决定副载波数，能够消除没必要的副载波的分配，并且减少控制信道的信息来减少对其他小区的干扰。另外，通过根据接收装置接收的接收信号的最大延迟波的延迟时间来决定每个块的副载波数能够选择适合传播环境的副载波数。再有，当副载波的带宽为W[Hz]时，相对于最大延迟时间τmax，将每个块的副载波数决定为W×τmax[个]，从而能够选择使块内的信道变动为一定的最小的副载波数，于是就能够充分选择所需要的副载波数。
另外，本实施方式的发送装置和接收装置适合配备于在移动通信系统中使用的无线通信终端装置和无线通信基站装置。
如上所述，根据本发明，将副载波分割成块并以块为单位选择发送对象台，使每个块的所述副载波数基于该发送对象台的传播环境按照每个发送对象台自适应地变化，从而能够按照多个发送对象台的每一个决定副载波数，消除没必要的副载波的分配，由此提高系统吞吐量。
本说明书是基于2002年12月24日申请的第2002-372928号日本专利，其内容全部包含于此。
工业实用性
本发明适用于在移动通信系统中使用的无线通信终端装置和无线通信基站装置。

Claims (6)

1、一种用副载波对多个发送对象台同时发送数据的多载波系统的无线发送装置，包括：
块化器，将副载波分割成块；
调度器，以块为单位选择发送对象台；以及
控制器，根据发送对象台的传播环境，使每个块的副载波数对每个发送对象台自适应地变化。
2、如权利要求1所述的无线发送装置，其中，所述控制器根据所述发送对象台接收的接收信号的最大延迟波的延迟时间决定所述每个块的副载波数。
3、如权利要求2所述的无线发送装置，其中，所述控制器在所述副载波的带宽为W[Hz]、所述最大延迟时间为τmax时，将所述每个块的副载波数决定为W×τmax[个]。
4、一种无线通信终端装置，包括如权利要求1所述的无线发送装置。
5、一种无线通信基站装置，包括如权利要求1所述的无线发送装置。
6、一种用副载波对多个发送对象台同时进行发送的多载波系统的无线发送方法，包括：
将副载波分割成块；
以块为单位选择发送对象台；以及
根据发送对象台的传播环境，使每个块的副载波数对每个发送对象台自适应地变化。
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