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CN1833387A - 无线通信装置以及导频符号传输方法 - Google Patents

无线通信装置以及导频符号传输方法 Download PDF

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CN1833387A
CN1833387A CNA2004800227359A CN200480022735A CN1833387A CN 1833387 A CN1833387 A CN 1833387A CN A2004800227359 A CNA2004800227359 A CN A2004800227359A CN 200480022735 A CN200480022735 A CN 200480022735A CN 1833387 A CN1833387 A CN 1833387A
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Abstract

本发明提供一种无线通信装置，其不会因导频符号的传输而降低信息的传输效率，并且能够将因反馈信息而给线路容量所带来的影响抑制在最低限度。在该装置中，延迟分散测定单元(272)，使用接收信号制作延迟分布，测定显示延迟波的分散的延迟分散。移动速度估计单元(274)，基于导频符号的接收功率的变动情况，来估计发送该导频符号的移动站装置的移动速度。其他小区干扰测定单元(276)，使用导频符号，测定本装置所属小区以外的小区中传输的信号所产生的其他小区干扰。导频模式信息产生单元(278)，根据延迟分散、移动速度以及其他小区干扰，选择帧内的导频符号的配置最佳的导频模式，并生成导频模式信息。

Description

无线通信装置以及导频符号传输方法
技术领域
本发明涉及一种无线通信装置以及导频符号传输方法，尤其是涉及在按每个用户发送个别的导频符号的无线通信系统中所使用的无线通信装置以及导频符号传输方法。
背景技术
在无线通信系统中，由于传播环境时刻都在变动，所以，信号接收端必须对接收信号校正传播环境的影响。因此，在无线通信系统所传输的信号中，一般来说包括了已知的导频符号。信号接收端根据信道估计求出导频符号的失真状态，并使用该结果对包含信息在内的数据符号进行传播环境影响的校正。
具体情况例如图1所示的那样，信号发送端在帧头部分配置导频符号(图中以斜线标示的部分)，然后再配置数据符号(图中以白色标示的部分)。并且，在接收端，使用连续的2帧的导频符号进行信道估计，例如，通过进行内插补间，就上述2个导频符号之间的数据符号补偿传播路径的变动。
这样，由于数据符号根据为夹有该数据符号而配置的导频符号的信道估计结果进行传播路径变动补偿，所以，当导频符号的间距变小时，数据符号的传播路径变动补偿的精确度就会提高。也就是说，如果使导频符号在帧内所占的比例变大的话，就能高精确度地接收数据符号。
但是，由于导频符号是不包含要传输的信息的符号，如果使导频符号在帧内所占的比例变大，则数据符号所占的比例就会变小，信息传输的效率就会变低。
考虑上述情况，例如在专利文件1中公开了一种在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)中，根据不同频率的各个子载波的接收功率差而适应性地决定插入导频符号的子载波的技术。在专利文件1所公开的技术中，信号接收端决定插入导频符号的子载波，并将与该子载波有关的信息向信号发送端进行反馈。并且，信号发送端根据该反馈信息插入导频符号并发送。
专利文件1：第2003-174426号专利公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在上述技术中，信号接收端必须逐一反馈与插入导频符号的子载波有关的信息，导致了用于反馈的信号量过于庞大的问题。结果带来了有时线路容量由于反馈信息的原因而被抑制的问题。
尤其是当自适应决定导频符号的插入位置时，由于由基站装置所发送的导频符号优选在各个移动站装置通用，所以，主要决定由移动站装置向基站装置发送的上行线路的导频符号的插入位置。因而，反馈信息是通过由基站装置向移动站装置发送的下行线路进行传输。因此，正如上述技术所涉及的那样，如果反馈符号信息量膨胀的话，那么，诸如动画、音乐播发等传输数据量比较大的数据的下行线路的线路容量受到压迫，有时会导致通信质量的恶化。
本发明的目的在于提供一种无线通信装置以及导频符号传输方法，其特征在于，能够避免由导频符号的传输导致信息的传输效率下降的问题，并能够将由反馈信息对线路容量所带来的影响抑制在最低限度。
解决问题所采取的方法
本发明的无线通信装置采用下列的结构，即，包括：
获取单元，获取导频符号所传输的传播环境指标的参数；
导频模式选择单元，根据所获取的参数，选择表示频域以及时域的导频符号位置的导频模式；以及
发送单元，发送包括所选择的导频模式的信息在内的信号。也就是说，本发明基于表示传播环境的参数而决定配置导频符号的模式(以下简称“导频模式”)，并依据导频模式传输导频符号。
发明效果
根据本发明，能够避免由导频符号的传输降低信息的传输效率，并能够将由反馈信息对线路容量所带来的影响控制在最低限度。
附图说明
图1所示的是以往的帧格式的实例示意图；
图2所示的是根据实施方式1的基站装置主要部分结构方框图；
图3所示的是根据实施方式1的导频模式选择单元的内部结构方框图；
图4所示的是根据实施方式1的移动站装置主要部分结构方框图；
图5A是用来说明对根据实施方式1的、由于其他小区干扰而引起的导频模式的差异说明图；
图5B是用来说明根据实施方式1的、由于其他小区的干扰而引起的导频模式的差异另一说明图；
图6A所示的是根据实施方式1的接收功率在频域变动的实例示意图；
图6B所示的是根据实施方式1的接收功率在频域频变动的另一实例的示意图；
图7A所示的是根据实施方式1的接收功率在时域变动的实例示意图；
图7B所示的是根据实施方式1的接收功率在时域变动的另一实例示意图；
图8所示的是根据实施方式1的、与延迟分散以及移动速度相对应的导频模式的实例的示意图；
图9所示的是根据实施方式2的基站装置主要部分结构方框图；
图10所示的是根据实施方式2的移动站装置主要部分结构方框图；
图11所示的是根据实施方式2的导频模式选择单元的内部结构方框图；
图12所示的是根据实施方式2的导频模式选择单元的内部结构方框图；
图13所示的是与根据实施方式2的调制方式对应的导频模式实例的示意图；
图14所示的是根据实施方式3的基站装置主要部分结构方框图；
图15所示的是根据实施方式3的导频模式选择单元的内部结构方框图；
图16所示的是根据实施方式3的移动站装置主要部分结构方框图；以及
图17所示的是根据实施方式3的导频模式与时隙之间的对应关系的实例示意图。
具体实施方式
(实施方式1)
下面，就本发明的实施方式1，参照附图进行详细说明。在以下的说明中，设定基站装置以及移动站装置是采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)方式进行通信，并就由移动站装置向基站装置的上行线路的导频符号的传输进行说明。
图2所示的是根据本发明的实施方式1的基站装置主要部分结构的方框图。在该图中所示的基站装置包括：发送单元和接收单元，所述发送单元是由编码单元100、调制单元110、编码单元120、调制单元130、子载波分配单元140、IFFT(Inverse Fast FourierTransform：快速傅里叶逆变换)单元150、GI(Guard Interval：保护间隔)插入单元160以及无线发送单元170所组成；所述接收单元是由无线接收单元200、GI除去单元210、FFT(Fast Fourier Transform：快速傅里叶变换)单元220、导频提取单元230、信道估计单元240、解调单元250、解码单元260以及导频模式选择单元270所组成。
编码单元100对发送数据进行编码，并将编码数据向调制单元110输出。
调制单元110对由编码单元100所输出的编码数据进行调制，并将调制数据向子载波分配单元140输出。
编码单元120对由导频模式选择单元270所产生的导频模式信息(后述)进行编码，并将编码数据向调制单元130输出。
调制单元130对由编码单元120所输出的编码数据进行调制，并将调制数据向子载波分配单元140输出。
子载波分配单元140，对发送数据以及导频模式信息分配频率相互正交的多个子载波。具体的情况是，子载波分配单元140，例如对发送数据进行S/P(串/并)转换而构成多个系列的并行数据，并对各系列的数据以及导频模式信息分配子载波。
IFFT单元150对发送数据以及导频模式信息进行快速傅里叶逆变换，并将其分别重叠在所分配的子载波上，产生OFDM信号。
GI插入单元160将OFDM信号的末尾部分复制到前头部分，并插入保护间隔。
无线发送单元170对插入保护间隔的OFDM信号进行规定的无线发送处理(D/A转换、上变频等)，并通过天线进行发送。
无线接收单元200通过天线接收信号，对接收信号进行规定的无线接收处理(下变频、A/D转换等)，并向GI除去单元210以及导频模式选择单元270输出。
GI除去单元210从接收信号中除去保护间隔，并将除去保护间隔后的OFDM信号向FFT单元220输出。
FFT单元220对OFDM信号进行快速傅里叶变换，将重叠在各子载波上的数据进行分离，并向导频提取单元230以及解调单元250输出。
导频提取单元230，根据在导频模式选择单元270所选择的导频模式，从FFT单元220所输出的数据中提取已知的符号——导频符号，并向信道估计单元240以及导频模式选择单元270输出。
信道估计单元240使用已知的导频符号进行信道估计，并将信道估计结果向解调单元250输出。
解调单元250使用信道估计结果，对重叠在各子载波上的数据进行解调，并将解调数据向解码单元260输出。
解码单元260对解调数据进行解码，并输出接收数据。
导频模式选择单元270，根据导频符号的发送端的移动站装置与本装置之间的传播环境，选择帧内的导频符号的频域以及时域的配置最佳的导频模式。具体地讲，导频模式选择单元270，如图3所示的那样，包括延迟分散测定单元272、移动速度估计单元274、其他小区干扰测定单元276以及导频模式信息产生单元278。
延迟分散测定单元272使用接收信号制作延迟分布(profile)，以测定显示延迟波分散情况的“延迟分散”。延迟分散大的时候，也就是说从接收到直接波到接收到所有的延迟波的时间长的时候，频率选择性衰落就大，反之，延迟分散小的时候，频率选择性衰落也就小。具体地讲，例如，在不产生延迟波，只有直接波的传播环境中，就不存在频率选择性衰落。
同时，本实施方式是设定在基站装置中制作延迟分布而进行说明的，但是，由于在多路径传播路径中，信号在上下行线路中是经过同样的路径进行传输的，所以，也可以在移动站装置中制作下行线路的延迟分布，并在测定延迟分散后通知基站装置。
移动速度估计单元274根据导频符号的接收功率的变动情况，来估计发送该导频符号的移动站装置的移动速度。也就是说，移动速度估计单元274，如果导频符号的接收功率的变动速度快的话，则估计移动站装置处于快速移动状态，反之，导频符号的接收功率变动不大的话，则估计移动站装置处于停止或低速移动的状态。
其他小区干扰测定单元276，使用导频符号，测定本装置所属的小区以外的小区在传输的信号所产生的干扰(其他小区干扰)。其他小区干扰测定单元276，由于导频符号是已知的，所以，能够测定在传播路径上所受到的来自其他小区信号的干扰(即，其他小区干扰)。
导频模式信息产生单元278，根据延迟分散、移动速度以及其他小区干扰，选择帧内的导频符号的配置最佳的导频模式，并产生显示所选择的导频模式的导频模式信息。关于导频模式的选择将留待于后面叙述。
图4所示的是根据本发明实施方式1的移动站装置主要部分的结构方框图。在该图中所示的移动站装置包括接收单元和发送单元，所述接收单元是由无线接收单元300、GI除去单元310、FFT单元320、导频提取单元330、信道估计单元340、解调单元350以及解码单元360所组成；而所述发送单元是由编码单元400、调制单元410、导频产生单元420、复用单元430、IFFT单元440、GI插入单元450以及无线发送单元460所组成。
无线接收单元300通过天线接收信号，并对接收信号进行规定的无线接收处理(下变频、A/D转换等)，并向GI除去单元310输出。
GI除去单元310，从接收信号中除去保护间隔，并将除去保护间隔后的OFDM信号向FFT单元320输出。
FFT单元320对OFDM信号进行快速傅里叶变换，并对重叠在各子载波上的数据进行分离，然后向导频提取单元330以及解调单元350输出。
导频提取单元330从由FFT单元320所输出的数据中提取导频符号，并向信道估计单元340输出。
信道估计单元340使用已知的导频符号进行信道估计，并将该信道估计结果向解调单元350输出。
解调单元350使用信道估计结果，对重叠在各子载波上的数据进行解调，并将该解调数据向解码单元360输出。
解码单元360，对解调数据进行解码，在输出接收数据的同时，将解调数据中的导频模式信息向导频产生单元420以及复用单元430输出。
编码单元400，对发送数据进行编码，并将编码数据向调制单元410输出。
调制单元410，对由编码单元400所输出的编码数据进行调制，并将所得到的数据符号向复用单元430输出。
导频产生单元420，生成根据导频模式信息分量的导频符号，并向复用单元430输出。
复用单元430，按照导频模式信息，在帧内配置导频符号，将导频符号以及数据符号复用，并将复用数据转换成并行数据，然后向IFFT单元440输出。
IFFT单元440，将并行的复用数据进行快速傅里叶逆变换，并分别重叠在所分配的子载波上，进而产生OFDM信号。
GI插入单元450，将OFDM信号的末尾部分复制到前头部分，并插入保护间隔。
无线发送单元460，插入对保护间隔的OFDM信号进行规定的无线发送处理(D/A转换、上变频等)，并通过天线进行发送。
接着，就如上组成的基站装置以及移动站装置的动作列举实例进行说明。
这里，首先就从信号被基站装置的无线接收单元200接收到选择导频模式以及导频模式信息被发送为止的基站装置的动作进行说明。
由基站装置的天线所接收的信号，通过无线接收单元200进行规定的无线接收处理(下变频、A/D转换等)，并向GI除去单元210以及导频模式选择单元270内的延迟分散测定单元272输出。
接收信号通过GI除去单元210除去保护间隔，通过FFT220进行快速傅里叶变换，分离重叠于各子载波上的数据，并向导频提取单元230以及调制单元250输出。
并且，通过提取单元230提取导频符号；通过信道估计单元240，使用导频符号进行信道估计。将信道估计结果向调制单元250输出，并通过调制单元250，使用信道估计结果进行数据的调制。并且，经过调制所取得的调制数据，通过解码单元260进行解码处理，并得到接收数据。
同时，将通过导频提取单元230所取得的导频符号，向导频模式选择单元270内的移动速度估计单元274以及其他小区干扰测定单元276输出。
并且，通过导频模式选择单元270，如下列方法选择最佳的导频模式。
首先，通过延迟分散单元测定单元272，制作接收信号的延迟分布，测定延迟分散。如上所述的那样，延迟分散是频率选择性衰落大小的指标。这里，在本实施方式中采用了通过制作延迟分布来测定延迟分散的结构，但也可以采用按每个小区预先设定固有的延迟分散的结构。延迟分散是根据小区的半径、小区内的地形等来确定，而且是按每个小区大致恒定的值。因此，可以采用预先存储通过测定所得到的按小区固有的延迟分散的结构，而不采用通过制作延迟分布求得延迟分散的结构。这样，就能够减少为进行导频模式选择所需的计算量，能够实现处理的快速化。
同时，通过移动速度估计单元274，估计移动站装置的移动速度。也就是说，导频符号的接收功率的变动快的话，移动站装置的移动速度就快；如果导频符号的接收功率的变动慢的话，则移动站装置的移动速度也就慢。
另外，通过他小区干扰测定单元276，测定从其他小区的信号所受到的其他小区干扰。由于导频符号是已知符号，所以，通过将与接收信号中的导频符号相对应的部分同原来的导频符号进行比较，就能够测定在传播路径上从其他小区的信号所受到的其他小区干扰。
依据采用上述方法所求得的延迟分散、移动速度以及其他小区干扰的参数，通过导频模式产生单元278，按照下列方针选择导频模式，并产生显示被选择的导频模式的导频模式信息。
在通过其他小区干扰测定单元276所测定的其他小区干扰大的情况下，由于接收质量降低，必须如图5A所示的那样，提高导频符号在帧内所占的比例，使接收质量的提高；另一方面，在其他小区干扰小的情况下，如图5B所示的那样，降低导频符号在帧内所占的比例。同时，在图5A以及图5B中，斜线部分所示的是导频符号，白色部分所示的是数据符号，同时，图5A以及图5B各自只显示1帧，横向所示的是时域的大小，纵向所示的是频域的大小。
同时，在通过延迟分散测定单元272所测定的延迟分散大的情况下，由于如图6A所示的那样衰落的频率选择性就大，即使是相近的频率，也会受到不同衰落的影响，必须在帧的频域密集地配置导频符号；另一方面，在延迟分散小的情况下，由于如图6B所示的那样衰落的频率选择性就小，就不用在帧的频域密集地配置导频符号。
并且，在通过移动速度估计单元274所估计的移动站装置的移动速度快的情况下，由于如图7A所示的那样传播环境的时间性变化急剧，因此就必须在帧的时域密集地配置导频符号，另一方面，移动站装置的移动速度慢的话，则如图7B所示的那样，传播环境的时间性变化就缓慢，就不必要在帧的时域密集地配置导频符号。
按照这样的方针，导频模式信息产生单元278，首先，根据其他小区干扰，确定作为导频符号的频域以及时域的单位的大小。也就是说，其他小区干扰大的时候，例如图5A所示的那样，就应加大作为单位的导频符号的大小(图中斜线所示的各四角形表示1个单位)；反之，其他小区干扰小的时候，例如图5B所示的那样，就应减小作为单位的导频符号的大小。
并且，导频符号的单位的大小被确定之后，由例如图8所示的图表来决定该单位的配置，并选择导频模式。同时，图8所示的各个导频模式，显示1帧内的导频符号的配置，斜线部分所示的是导频符号。同时，在各个导频模式中，横向显示时域，纵向显示频域。
在图8所示的例子中，如果延迟分散不满规定阈值Ta时，在频域配置只有1个单位的导频符号(模式1、2、3)。并且，延迟分散高于或等于规定阈值Ta而不满Tb时，在频域配置3个单位的导频符号(模式4、5、6)。另外，延迟分散高于或等于规定阈值Tb时，在频域连续配置导频符号(模式7、8)。
同样，移动速度不满规定阈值Tc时，在时域配置只有1个单位的导频符号(模式1、4、7)。并且，移动速度高于或等于规定阈值Tc而不满Td时，在时域配置3个单位的导频符号(模式2、5、8)。另外，移动速度高于或等于规定阈值Td时，在时域连续配置导频符号(模式3、6)。
但是，在图8中，延迟分散高于或等于规定阈值Tb并且移动速度高于或等于规定阈值Td时，就选择与延迟分散或移动速度中的一方处于低的时候的导频模式相同的模式(模式6或8)。这是由于当频域以及时域双方都处于连续配置导频符号的情况下，数据符号在帧内所占的比例大为减少，信息的传输效率降低的原因。
实际上，由于与频率选择性衰落的变动相比，时间性的衰落变动比较缓慢，当延迟分散以及移动速度都很大的情况下，就选择延迟分散高于或等于规定阈值Tb并且移动速度高于或等于规定阈值Tc而不满Td时的导频模式(模式8)。
为了将这样选择的导频模式通知移动站装置，通过导频模式信息产生单元278，产生导频模式信息。这里，在上述的例子中，由其他小区干扰所决定的导频符号的单位的大小分为2种(图5A以及图5B)，而就各个导频符号的单位大小有8种(图8)模式，所以产生显示在16(＝2×8)种模式中到底选择哪种导频模式的导频模式信息。因此，导频模式信息最大能够表现4比特以内(24＝16)，能够防止通过为自适应控制导频符号的传输的反馈信息，出现线路容量被压迫的情况。同时，上述的导频模式，仅举一例，根据导频模式数量也可以进一步减少导频模式信息的信息量。
所产生的导频模式信息，通过编码单元120进行编码，通过调制单元130进行调制，向子载波分配单元140输出。同时，导频模式信息向导频提取单元230输出。在导频提取单元230中，按照被输入的导频模式信息，提取移动站装置根据基站装置所通知的导频模式信息发送的导频符号。
另外，发送数据通过编码单元100进行编码，通过调制单元110进行调制，并向子载波分配单元140输出。
并且，通过子载波分配单元140，给导频模式信息以及发送数据分别分配子载波；通过IFFT单元150，进行快速傅里叶逆变换，产生包含导频模式信息以及发送数据在内的OFDM信号。
并且，通过GI插入单元160，将OFDM信号的末尾部分复制到前头部分，并在OFDM信号中插入保护间隔，通过无线发送单元170进行规定的无线发送处理(D/A转换、上变频等)，通过天线发送。
下面，就从通过移动站装置的无线接收单元300接收导频模式信息到发送包含导频符号在内的信号为止的移动站装置的动作进行说明。
由移动站装置的天线所接收的信号，通过无线接收单元300进行规定的无线接收处理(下变频、A/D转换等)；通过GI除去单元310，除去保护间隔；通过FFT单元320，进行快速傅里叶变换，分离重叠在各子载波上的数据，并向导频提取单元330以及调制单元350输出。
并且，通过导频提取单元330提取导频符号，通过信道估计单元340，使用导频符号进行信道估计。信道估计结果向解调单元350输入，并通过解调单元350使用信道估计结果进行数据的解调。并且，解调所得到的解调数据通过解码单元360进行解码，以取得接收数据以及导频模式信息。
所取得的导频模式信息，向导频产生单元420以及复用单元430输出。并且，通过导频产生单元420生成能够构成导频模式信息所显示的导频模式的帧的分量的导频符号，并将所产生的导频符号向复用单元430输出。
另外，发送数据，通过编码单元400进行编码处理；通过调制单元410进行调制处理，然后作为数据符号向复用单元430输入。
并且，通过复用单元430，导频符号以及数据符号，根据导频模式信息进行复用处理，产生导频模式信息所显示的导频模式的帧。
所产生的帧，通过IFFT单元440进行快速傅里叶逆变换，产生包含导频符号以及数据符号在内的OFDM信号。
并且，通过GI插入单元450，将OFDM信号的末尾部分复制到前头部分，在OFDM信号中插入保护间隔；通过无线发送单元460，进行规定的无线发送处理(D/A转换、上变频等)，通过天线进行发送。
以下，再次通过基站装置选择导频模式，重复上述动作。
这样，根据本实施方式，由于将延迟分散、移动站装置的移动速度以及由其他小区的信号而引其的干扰作为参数，选择为传输最适合传播环境且必要充分的导频符号的导频模式，因此可以把反馈信息对线路容量的影响抑制在最低限度，而不会因导频符号的传输降低信息的传输效率。
同时，在本实施方式中，就上行线路的导频符号传输进行了说明，但是，本发明并不限定于此，也可以通过移动站装置选择导频模式，并将导频模式信息通知基站装置，来对由基站装置向移动站装置的下行线路的导频符号进行控制。
同时，在本实施方式中，就通过OFDM方式进行通信的情况进行了说明，但是，本发明并不限定于此，也能够适用于采用OFDM方式以外的多载波通信、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)方式以及TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)方式等的通信。
同时，根据适用的通信方式，不只是将其他小区的干扰，还将包括本小区内的其他移动站装置所产生的干扰以及多路径所产生的干扰在内的所有的干扰量作为参数，来决定导频符号在帧内所占的比例。
同时，在本实施方式中，虽然采用了同时使用延迟分散、移动站装置的移动速度以及其他小区的信号所产生的干扰这3个参数来选择导频模式的结构，但是，也可以只采用这些参数中的1个或者2个来选择导频模式。
另外，参数还不只限于上述3个，只要是反映传播环境的参数，则能够根据该参数决定帧的频域以及时域的导频符号的配置。
(实施方式2)
使用导频符号进行的信道估计的精度对比特差错率的影响是根据调制方式的不同而不一样。也就是说，调制水平越高的调制方式要求越高的信道估计精度。尤其是在16QAM、64QAM等的QAM调制方式中，由于在解调时，不仅要进行相位的判定，还需要对振幅进行判定，所以必须要有高的信道估计精度。同时，为实现高的信道估计精度，必须使导频符号在帧内的占比(也就是导频符号的密度)加大。
因此，在本实施方式中，除了考虑实施方式1所使用的3个参数(延迟分散、移动站装置的移动速度、其他小区干扰)之外，还考虑调制方式进行导频模式的选择。同时，在以下的说明中，与实施方式1相同，设定将基站装置以及移动站装置是采用OFDM方式进行通信的方式，并就由移动站装置向基站装置的上行线路的导频符号的传输进行说明。
图9所示的是根据本发明的实施方式2的基站装置主要部分的结构方框图。根据本实施方式的基站装置是加上实施方式1(图2)的结构还包括接收质量测定单元280以及MCS(Modulation CodingScheme，调制编码方案)选择单元290。
接收质量测定单元280，将使用导频提取单元230所输入的导频符号，作为接收质量测定SIR，并向MCS选择单元290输出测定值。
MCS选择单元290，根据接收质量测定单元280所输入的SIR值，选择移动站装置发送的数据的调制方式和编码率，并将显示选择的调制方式与编码率的信息(MCS信息)向导频模式选择单元270以及编码单元120输出。MCS选择单元290，具有为了能以规定的差错率接收数据的调制方式与编码率的多种组合分别与多个SIR值相对应地设定的图表(MCS图表)，并通过依据SIR值参照该MCS图表，来从多个组合中选择最佳的调制方式与编码率的组合。对MCS信息进行与导频模式信息相同的处理，并向移动站装置发送。
导频模式选择单元270，对在实施方式1中所说明的3个参数(延迟分散、移动站装置的移动速度、其他小区的干扰)中加上经MCS选择单元290所选择的调制方式，选择导频模式。关于选择方法将在后面进行叙述。
图10所示的是根据本发明实施方式2的移动站装置主要结构方框图。虽然根据本实施方式的移动站装置的结构与实施方式1(图4)基本相同，但是，它们的不同之点在于：在解码单元360中经过解码的MCS信息向编码单元400以及调制单元410输出，编码单元400的编码率与调制单元410的调制率是按照该MCS信息受到控制的。也就是说，移动站装置将向基站发送的数据，通过MCS信息所显示的编码率来进行编码，通过MCS信息所显示的调制方式来进行调制。
接着，就本实施方式的导频模式的选择进行说明。作为考虑到调制方式的导频模式的选择方法，列举下列2个例子。也就是说列举2种方法，一是使用通过对延迟分散的测定值与移动速度的估计值加上根据调制方式所确定的偏移的值，按照图8选择导频模式的方法(以下称“选择方法1”)；二是对于按照图8所决定的导频模式，进一步在各个导频符号的单位之间插入依据调制方式所决定的数目的导频符号的方法(以下称“选择方法2”)。
<选择方法1>
在选择方法1的情况下，导频模式选择单元270的结构如图11所示的那样。图11所示的导频模式选择单元270是在实施方式1(图3)的结构上，再加上偏移附加单元271所组成。
由MCS选择单元290向偏移附加单元271输入MCS信息。偏移附加单元271对于由延迟分散测定单元272所输入的延迟分散以及由移动速度估计单元274所输入的移动速度，附加按照MCS信息所示的调制方式的偏移。调制水平越高，则该偏移成为越大的值。也就是说，对64QAM的偏移要比对16QAM的偏移大；对16QAM的偏移要比对QPSK的偏移大。同时，也可以使对QPSK的偏移成为“0”。另外，也可以使附加在移动速度的偏移与附加在延迟分散的偏移为不同的值。附加过偏移的延迟分散与移动速度向导频模式信息产生单元278输出。
导频模式信息产生单元278，依据附加过偏移的延迟分散与移动速度，进行在实施方法1(图8)中作过说明的阈值判定，并选择导频模式。由于调制水平越高，则偏移越大，在这样选择导频模式时，调制水平越高，则导频符号在帧内的占比，也就是导频符号的密度就越大。
<选择方法2>
在选择方法2的情况下，导频模式选择单元270的结构如图12所示的那样。图12所示的导频模式选择单元270，是在实施方式1(图3)的结构上再具有插入导频决定单元273所组成。
由MCS选择单元290向插入导频决定单元273输入MCS信息。插入导频决定单元273依据MCS信息所示的调制方式，决定在各个导频符号的单位之间插入的导频符号的个数。调制水平越高，插入的个数也就越多。也就是说，对64QAM的个数要比对16QAM的个数多；对16QAM的个数要比对QPSK的个数多。所决定的个数向导频模式信息产生单元278输出。
导频模式信息产生单元278，选择对于在实施方式1(图8)中说明的阈值判定的结果选择的导频模式，再插入导频决定单元273中所决定的个数的导频符号的导频模式。例如，在移动速度高于或等于Tc而不满Td、延迟分散高于或等于Ta而不满Tb的情况下，首先选择图8的模式5。并且，例如，当预先决定对QPSK的插入个数为0个、对16QAM的插入个数为1个、对64QAM的插入个数为2个的情况下，各种调制方式所选择的导频模式如图13所示的那样。也就是说，在调制方式为QPSK的情况下，由于插入个数为0，所以按照原样选择图8的模式5。同时，在调制方式为16QAM的情况下，由于插入个数为1，则应选择在图8的模式5的各个导频符号的单位之间再各插入1个导频符号的模式。同时，在调制方式为64QAM的情况下，由于插入个数为2个，则应选择在图8的模式5的各个导频符号的单位之间再各插入2个导频符号的模式。调制水平越高，则插入的导频符号的个数越多，所以，这样选择导频模式的话，调制水平越高，则导频符号在帧内的占比(也就是导频符号的密度)越大。
这里，在16QAM、64QAM等的QAM调制中，如上面所述的那样，由于在解调时不仅对相位进行判定，还对振幅进行判定，如果至少能够跟踪振幅的变化的话，那么，差错率就会得到较大的改善。也就是说，在QAM调制中，只要有为了跟踪振幅所需的最低限的导频符号即可。因此，在选择方法2中，也可以如图13所示的那样，使在调制方式为16QAM以及64QAM的情况下插入的导频符号的1个单位，小于根据移动速度与延迟分散所选择的导频模式(图8)中的导频符号的1个单位。据此，就能够防止由于导频符号在帧内的占比增大而出现的数据传输效率降低的问题。
另外，选择方法1以及选择方法2都能够与实施方式1一样，利用其他小区的干扰对导频符号在帧内的占比进行控制。
这样，根据本实施方式，由于可以按调制方式使导频符号在帧内的占比发生变化，所以，也就能够选择传输适应调制方式的最佳且必要充分的导频符号的导频模式。
(实施方式3)
在实施方式1以及2中，就由移动站装置向基站装置的上行线路的导频符号的传输进行了说明，在本实施方式中，将就由基站装置向移动站装置的下行线路的导频符号的传输进行说明。另外，在本实施方式中，基站装置以及移动站装置与实施方式1以及2同样采用OFDM方式进行通信，进而设定以每个时隙为传输单位进行通信。
图14所示的是根据本发明实施方式3的基站装置主要部分结构的方框图。在图14中，对于与实施方式1(图2)相同的结构，使用同样的符号进行标注，不再加以说明。
编码单元100-1至100-K以及调制单元110-1至110-K，分别对移动站装置1至移动站装置K相对应的发送数据1至K进行编码以及调制。经调制后的发送数据1至K向时隙分配单元180输出。
向编码单元120所输入的模式信息，是用于将在构成1帧的各个时隙上设定什么导频模式通知给移动站装置的信息。模式信息在编码单元120进行编码、在调制单元130进行调制之后，向时隙分配单元180输出。
导频模式选择单元270，如图15所示的那样，是由延迟分散测定单元272、移动速度估计单元274以及导频模式信息产生单元278组成，根据延迟分散、各个移动站装置的移动速度，给每个移动站装置选择经下行线路所发送的导频符号的导频模式。关于选择方法留待以后叙述。导频模式信息产生单元278所产生的导频模式信息向时隙分配单元180输出。
时隙分配单元180，按照在导频模式选择单元270中所选择的每个移动站装置的导频模式，决定在帧中的哪个时隙分配向哪个移动站的发送数据。关于分配方法留待以后叙述。并且，将显示在哪个时隙中分配发送给哪个移动站装置的发送数据的分配信息，向编码单元120输入。分配信息在编码单元120中进行编码、在调制单元130中进行调制之后，向时隙分配单元180输入。并且，时隙分配单元180，将发送给各个移动站装置1至K的发送数据1至K、模式信息以及分配信息分配给帧中的各个时隙，将那些数据、信息所分配的各个时隙，按顺序向复用单元190输出。
复用单元190，以时隙为单位，根据导频模式，对发送数据1至K、模式信息以及分配信息和导频符号进行复用处理。经过复用处理后的各个时隙，通过IFFT单元150进行快速傅里叶逆变换。
图16所示的是根据本发明实施方式3的移动站装置主要部分结构的方框图。根据本实施方式的移动站装置的结构与实施方式1(图4)基本相同，而不同之处在于，将在解码单元360中所解码的导频模式信息，向导频提取单元330输入，并按照该输入的导频模式信息，导频提取单元330从由FFT单元320所输出的数据中提取导频符号。
接着，就本实施方式的导频模式的选择以及时隙的分配进行说明。另外，在以下说明中，设定1帧由8个时隙(TS1至TS8)所组成，对各个时隙的分配则是按帧进行的。同时，构成1帧的时隙的个数也不仅仅限定于此。
如图17所示的那样，构成1帧的各个时隙(TS1至TS8)，设定图8所示的导频模式。同时，在这里，图8所示的导频模式，显示了各个时隙内的导频符号的分配置情况。所述的模式信息，是显示在TS1至TS8的各个时隙上设定模式1至8的哪个导频模式的信息。另外，对于各个时隙的导频模式的设定，既可以预先设定固定的模式，也可以根据所选择导频模式的移动站装置的个数、线路的质量等，按每个帧进行变化。同时，也可以将相同样的导频模式设定在多个时隙上。
在导频模式选择单元270中，按照每个移动站装置，在延迟分散测定单元272中测定延迟分散，在移动速度估计单元274中估计延迟速度。在本实施方式中，由于来自于各移动站装置的上行线路中的数据发送，也以时隙为单位分时进行处理，所以，在导频模式选择单元270中，能够按移动站装置进行延迟分散以及移动速度的测定。导频模式信息产生单元278，依据该延迟分散与移动速度，进行在实施方式1(图8)中所说明的阈值判定，并按移动站装置选择导频模式。此时，导频模式信息产生单元278，从除了模式8之外的导频模式中，选择每个移动站装置的导频模式。如上所述，由于模式8是在模式1至8中对传播环境的变化最具随动性的模式，所以，在将模式8设定为帧头的时隙——TS1的同时，还将模式8作为模式信息以及分配信息的导频模式而固定地使用。同时，导频模式信息产生单元278，在图8中，当延迟分散高于或等于规定的阈值Tb、移动速度高于或等于规定的阈值Tc时，则以选择模式6来替代模式8。在以下说明中，假设移动装置1至5(MS1至5)的5个移动站装置，移动站装置1以及2(MS1、MS2)选择了模式6，移动站装置3以及4(MS3、MS4)选择了模式5，移动站装置5(MS5)选择了模式3。这样，可以通过将1个导频模式供多个移动站装置同时选择，由多个移动站装置共有1个导频模式。并且，将显示该选择结果的导频模式信息向时隙分配单元180输入。
在时隙分配单元180中，根据导频模式选择单元270按移动站装置所选择的导频模式，向各时隙分配发送给各移动站装置的发送数据。也就是说，将对模式6所选择的移动站装置1相对应的发送数据1，分配在设定模式6的TS3上；同样，将对模式6所选择的移动站装置2相对应的发送数据2，分配在设定模式6的TS3上；将对模式5所选择的移动站装置3、4相对应的发送数据3、4，分配在设定模式5的TS4上；将对模式3所选择的移动站装置5相对应的发送数据5，分配在设定模式3的TS6上。如此，将1个导频模式同时对多个移动站装置选择的结果，便引致了给1个时隙分配发送给多个移动装置的发送数据的情况。
同时，显示该分配结果的分配信息与模式信息，总是分配在设定模式8的前头的时隙TS1上。这是因为分配信息与模式信息是要由小区内所有的移动站装置接收的信息，由于该信息比用户数据重要，有必须使用在频域以及时域都配置充分的导频符号的导频模式。各移动站装置通过接收TS1，能够把握发送给本站的数据是哪个时隙、采用什么导频模式发送的。
在复用单元190中，按照设定在各时隙上的模式1至8的各个导频模式，对发送数据和导频符号进行复用处理。同时，当给1个时隙分配发送给多个移动站装置的发送数据时，在复用单元190中，对那些多个发送数据进行复用处理。发送数据的复用处理，例如采用直接扩频方式、频率跳跃方式等进行。因此，在TS3中，对与移动站装置1对应的发送数据1、与移动站装置2对应的发送数据2以及根据模式6的导频符号进行复用处理。同样，在TS4中，对与移动站装置3对应的发送数据3、与移动站装置4对应的发送数据4以及根据模式5的导频符号进行复用处理。同时，在TS6中，对与移动站装置5对应的发送数据5与根据模式3的导频符号进行复用处理。
这样，在本实施方式中，在下行线路中进行导频符号的传输时，按时隙设定不同的导频模式，并基于根据各个移动站装置的传播环境选择的导频模式，分配发送给各个时隙的发送数据。这样，能够对于传播环境处于相同状态的多个移动站装置，发送通用的导频模式的导频符号，所以，能够提高下行线路的传输效率。
同时，本发明即使是在移动站装置、基站装置以外，也能够适用于使用导频符号进行传播环境估计等的无线通信系统中所使用的所有无线通信装置。
另外，上述各实施方式的说明中所采用的各个功能块，典型的是作为集成电路LSI来实现的。这些既可以分别成为1个芯片，也可以做成包含一部分或全部内容的1个芯片。
同时，这里所说的LSI，根据集成度的不同，也被称为IC、系统LSI、大规模(super)LSI、超大规模(ultra)LSI等。
另外，集成电路化的方法也不仅限于LSI，也可以采用专用电路或者通用处理程序来实现。也可以在LSI制成后，利用可编程的FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程序的门阵列)、和能再次构成LSI内部电路单元的连接及设定的可重新配置处理器。
另外，随着半导体技术的进步以及它所派生的其他技术的发展，出现替代LSI的集成化技术的话，当然可以使用该技术进行功能块的集成化。也有可能有生物技术的适应等。
本发明的无线通信装置的第1个形态采用以下结构，即，包括：
获取单元，获取作为导频符号所传输的传播环境的指标的参数；
导频模式选择单元，根据所获取的参数，选择显示频域以及时域的导频符号位置的导频模式；以及
发送单元，发送包括所选择的导频模式信息在内的信号。
根据该结构，由于根据作为传播环境指标的参数，选择频域以及时域的导频模式，并发送该导频模式的信息，因此向通信对象站仅反馈所选择的导频模式即可，在能够防止反馈信息的信息量增大的同时，通信对象站能够发送最适合于传播环境的导频符号，从而避免因导频符号的传输而导致信息传输效率下降的问题，并能够将因反馈信息而给线路容量所带来的影响抑制在最低限度。
本发明的无线通信装置第2个形态采用以下结构，即，
所述获取单元具有测定由通信对象站以外的无线通信装置所发送的信号或者多路径信号所产生的干扰量的干扰量测定单元；并且
所述干扰量越大，所述导频模式选择单元选择导频符号占比越大的导频模式。
根据该结构，由于干扰量越大，则选择导频符号在帧内的占比越大的导频模式，所以能够防止来自其他无线通信装置的干扰以及由多路径干扰而引起的接收质量下降的问题，并能提高信道估计的精度，正确地解调数据符号。
本发明的无线通信装置的第3个形态采用以下结构，即，所述干扰量测定单元使用包括在接收信号内的导频符号测定干扰量。
根据该结构，由于利用包括在接收信号内的导频符号对干扰量进行测定，通过与已知的导频符号进行比较，就能够正确地测定干扰量。
本发明的无线通信装置的第4个形态采用以下结构，即，
所述获取单元具有测定接收信号的延迟波所显示的延迟分散的延迟分散测定单元；并且
所述延迟分散越大，所述导频模式选择单元选择在频域越是密集地配置导频符号的导频模式。
根据该结构，由于延迟分散越大，选择在频域越是密集地配置导频符号的导频模式，即使是在延迟分散大、频率选择性衰落变动急剧的情况下，也能提高信道估计的精度，并能正确地解调例如重叠在频率不同的子载波上的数据符号。
本发明的无线通信装置的第5个形态采用以下结构，即，所述延迟分散测定单元通过制作接收信号的延迟分布来测定延迟分散。
根据该结构，由于通过制作接收信号的延迟分布来测定延迟分散，所以，每当接收信号时都能测定出正确的延迟分散。
本发明的无线通信装置的第6个形态采用以下结构，即，所述延迟分散测定单元预先存储根据本装置所属小区的形状的延迟分散。
根据该结构，由于预先存储根据本装置所属小区的形状的延迟分散，所以，能够减少用于测定延迟分散的计算量，实现处理的快速化。
本发明的无线通信装置的第7个形态采用以下结构，即，
所述获取单元具有估计本装置或通信对象站的移动速度的移动速度估计单元；并且
所述移动速度越大，所述导频模式选择单元选择在时域越是密集地配置导频符号的导频模式。
根据该结构，由于移动通信速度越大，选择在时域越是密集地配置导频符号的导频模式，所以，即使移动速度大，时间性衰落的变动急剧的情况下，也能提高信道估计的精度，并正确地解调数据符号。
本发明的无线通信装置的第8个形态采用以下结构，即，所述移动速度估计单元，根据包括在接收信号内的导频符号的接收功率的变动，对移动速度进行估计。
根据该结构，由于根据包括在接收信号内的导频符号的接收功率的变动，对移动速度进行估计，所以，就能以比较简便的计算来正确地估计出移动速度。
本发明的无线通信装置第9个形态采用以下结构，即，
包括选择由通信对象站所发送的数据的调制方式的调制方式选择单元；其中
所述导频模式选择单元，根据所述参数以及所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平，选择所述导频模式。
本发明的无线通信装置的第10个形态采用以下结构，即，
所述导频模式选择单元，由所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平越大，就选择在时域或频域越是密集地配置导频符号的导频模式。
本发明的无线通信装置的第11个形态采用以下结构，即，
包括根据所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平，将不同值的偏移附加在所述参数上的附加单元；其中
所述导频模式选择单元，根据附加偏移的参数，选择所述导频模式。
本发明的无线通信装置的第12个形态采用以下结构，即，：
所述导频模式选择单元，选择对根据所述参数所选择的导频模式中，再插入根据所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平的数目的导频符号的导频模式。
根据这些结构，由于根据调制方式使导频符号的比例发生变化，所以就能够选择传输适应调制方式的最佳且必要充分的导频符号的导频模式。
本发明的无线通信装置的第13个形态采用以下结构，即，
所述发送单元，发送包括根据按时隙所设定的导频模式而配置的导频符号在内的信号；并且
所述导频模式选择单元，按多个通信对象站分别选择导频模式。
本发明的无线通信装置的第14个形态采用以下结构，即，包括根据所述导频模式选择单元所选择的导频模式，对所述多个通信对象站分别分配时隙的分配单元。
根据这些结构，由于能够对传播环境处于相同状态的多个通信对象站，发送通用的导频模式的导频符号，因此，能提高下行线路的传输效率。
本发明的导频符号的传输方法的第1个形态采用以下结构，即，包括：
获取步骤，获取作为导频符号所传输的传播环境的指标的参数；
选择步骤，根据所获取的参数，选择显示频域以及时域的导频符号的位置的导频模式；以及
发送步骤，发送包括所选择的导频模式的信息在内的信号。
根据这种方法，由于按照作为传播环境指标的参数，选择频域以及时域的导频模式，并发送该导频模式的信息，因此向通信对象站仅反馈所选择的导频模式即可，在能够防止反馈信息的信息量增大的同时，通信对象站能够发送最适合于传播环境的导频符号，从而不会因导频符号的传输而导致信息传输效率的下降，并能将因反馈信息而给线路容量所带来的影响抑制在最低限度。
本说明书依据2003年8月12日申请的日本专利2003-292667以及2004年5月31日申请的日本专利2004-162388，其内容全部包括于此作为参考。
产业上的可利用性
本发明涉及的无线通信装置以及导频符号传输方法，不会由于导频符号的传输而导致信息传输效率的降低，并能将因反馈信息给线路容量带来的影响抑制在最低限度，适合于在为各用户传输个别的导频符号的无线通信系统中使用的无线通信装置以及导频符号传输方法等。

Claims (15)

1.一种无线通信装置，其特征在于，包括：
获取单元，获取作为导频符号所传输的传播环境的指标的参数；
导频模式选择单元，根据所获取的参数，选择在频域和时域显示导频符号位置的导频模式；以及
发送单元，发送包括所选择的导频模式信息在内的信号。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：
所述获取单元具有测定由通信对象站以外的无线通信装置所发送的信号或因多路径的信号所产生的干扰量的干扰量测定单元；并且
所述干扰量越大，所述导频模式选择单元选择导频符号占比越大的导频模式。
3.根据权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于：
所述干扰量测定单元，使用包含在接收信号内的导频符号测定干扰量。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：
所述获取单元，具有测定接收信号的延迟波所显示的延迟分散的延迟分散测定单元；并且
所述延迟分散越大，所述导频模式选择单元选择在频域越是密集地配置导频符号的导频模式。
5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于：
所述延迟分散测定单元，通过制作接收信号的延迟分布，来测定延迟分散。
6.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于：
所述延迟分散测定单元，预先存储根据本装置所属小区的形状的延迟分散。
7.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：
所述获取单元，具有估计本装置或通信对象站的移动速度的移动速度估计单元；并且
所述移动速度越大，所述导频模式选择单元选择在时域越是密集地配置导频符号的导频模式。
8.根据权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：
所述移动速度估计单元，基于包含在接收信号内的导频符号的接收功率的变动，来估计移动速度。
9.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，包括：
选择由通信对象站所发送的数据的调制方式的调制方式选择单元，其中
所述导频模式选择单元，根据所述参数以及所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平，选择所述导频模式。
10.根据权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于：
所述导频模式选择单元，由所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平越大，选择在时域或频域越是密集地配置导频符号的导频模式。
11.根据权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于，包括：
根据所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平，将不同值的偏移附加在所述参数上的附加单元，其中
所述导频模式选择单元，根据附加偏移的参数，选择所述导频模式。
12.根据权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于：
所述导频模式选择单元，选择在对根据所述参数所选择的导频模式中，再插入根据所述调制方式选择单元所选择的调制方式的调制水平的数目的导频符号的导频模式。
13.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：
所述发送单元，发送包括根据按时隙所设定的导频模式而配置的导频符号在内的信号；并且
所述导频模式选择单元，按多个通信对象站分别选择导频模式。
14.根据权利要求13所述的无线通信装置，其特征在于，包括：
依据所述导频模式选择单元所选择的导频模式，对所述多个通信对象站分别分配时隙的分配单元。
15.一种导频符号传输方法，其特征在于，包括：
获取步骤，获取作为导频符号所传输的传播环境的指标的参数；
选择步骤，根据所获取的参数，选择显示频域以及时域的导频符号位置的导频模式；以及
发送步骤，发送包括所选择的导频模式的信息在内的信号。
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Granted publication date: 20160302

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