通信系统、 通信装置及通信方法 技术领域 本发明涉及通信系统、通信装置及通信方法。
本申请基于 2008 年 3 月 5 日在日本申请的特愿 2008-055133 号主张优先权,并 将其内容引用于此。
背景技术 近年来伴随着数据通信量的增加,对具有更高频率利用效率的移动通信系统的 需求提高。 为此,推进了涉及在所有小区使用相同频带的 1 小区再利用蜂窝系统的研 究。
E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 系统是 1 小区再利用蜂窝系 统之—,以 3GPP(3rd Generation Partnership Project :第三代合作伙伴项目 ) 为中心推进 标准化。 在 E-UTRA 系统中,作为下行链路传输方式,而研究使用 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access :正交频分多址连接 ) 方式。 另外,在 E-UTRA 系 统中,作为上行链路传输方式,而研究使用 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access :单载波 - 频分多址连接 ) 方式。
OFDMA 方式是一种使用对多径衰落的耐性良好的 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple :正交频分多址 ) 信号,以时间及频率分割的资源块为单位,用户进行 访问的方式。 OFDMA 方式由于具有高的 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio :峰值平均 功率比 ) 特性,所以,不适用发送功率限制严格的上行链路传输方式。
相对于此,SC-FDMA 方式相对于 OFDM 等的多载波方式,既能使 PAPR 特性抑 制得较低,又能确保宽的覆盖。 为此, SC-FDMA 方式适用于上行链路传输 ( 非专利文 献 1)。
图 14 是表示将 SC-FDMA 方式用于上行链路传输的情况下的终端装置 100z 的 构成的示意框图。 如图 14 所示,在使用 SC-FDMA 方式的终端装置 100z 中,在编码部 1000 中进行发送数据的纠错编码,在调制部 1001 中进行调制。
接着,由调制部 1001 调制后的发送信号,在 S/P(Serial/Parallel :串行 / 并行 ) 变换部 1002 中被进行串行 ·并行变换。 然后,在 DFT(Discrete Fourier Transform :离散 傅里叶变换 ) 部 1003 中,从时域的信号变换成频域的信号。
由此变换成频域的信号的发送信号,在子载波映射部 1004 中,被映射成用于传 输的子载波。 此时的映射是基于从基站装置发送的映射信息进行的。 该映射信息是通过 如下步骤得到的 :从基站装置向终端装置 100z 发送,由接收天线 1011 接收,在无线部 1012、 A/D(Analog/Digital :模拟 / 数字 ) 变换部 1013 中从模拟信号变换成数字信号, 在接收部 1014 中进行解调。 在映射处理中,对不用于传输的子载波插入零。
在 E-UTRA 系 统 中, 研 究 一 种 使 用 被 称 为 使 用 连 续 的 子 载 波 的 集 中 式 (Localized) 的映射。 另外,在 E-UTRA 系统中,也研究一种被称为使用间隔一定间隔的 子载波的分布式 (Distributed) 的映射。
图 15A 是表示基于集中式的映射的一例的图。 另外,图 15B 是表示基于分布式 的映射的一例的图。 在图 15A 及图 15B 中,横轴是频率。 在图 15A 中示出频率方向配置 有 72 个子载波的情况。 在图 15A 中,将这些子载波分配给 6 用户 (UA、 UB、 UC、 UD、 UE、 UF)。
图 15A 表示构成 1 子信道的子载波数为 12 的情况下的集中式配置。 这里,6 用 户 ( 用户 UA ~用户 UF) 被频分复用,且配置于各子载波。 具体而言,用户 UA 被分配给 频域 F901 中的第 1 至第 12 子载波。 用户 UB 被分配给频域 F902 中的第 13 至第 24 子载 波。
用户 UC 被分配给频域 F903 中的第 25 至第 36 子载波。 用户 UD 被分配给频域 F904 中的第 37 至第 48 子载波。 用户 UE 被分配给频域 F905 中的第 49 至第 60 子载波。 用户 UF 被分配给频域 F906 中的第 61 至第 72 子载波。
图 15B 是表示构成 1 子信道的子载波数为 8 的情况下的分布式配置。 在图 15B 中示出频率方向配置有 64 个子载波的情况。 这里,频分复用 8 用户。 在图 15B 中示出 频率方向配置有 64 个子载波的情况。 在图 15B 中,将这些子载波分配给 8 用户 (UA、 UB、 UC、 UD、 UE、 UF、 UG、 UH)。 具体而言,第 1 用户被分配给第 1、5、9、13、17、21、25、29 子载波。 第 2 用户被分配给第 2、6、10、14、18、22、26、30 子载波。
第 3 用户被分配给第 3、7、11、15、19、23、27、31 子载波。 第 4 用户被分配 给第 4、8、12、16、20、24、28、32 子载波。
第 5 用户被分配给第 33、37、41、45、49、53、57、61 子载波。 第 6 用户被分 配给第 34、38、42、46、50、54、58、62 子载波。
第 7 用户被分配给第 35、39、43、47、51、55、59、63 子载波。 第 8 用户被分 配给第 36、40、44、48、52、56、60、64 子载波。
在这些映射中,集中式配置适用于得到多用户分集增益 (diversity gain),分布式 配置适用于得到频率分集增益。
返回图 14,在终端装置 100z 的子载波映射部 1004 中,在用于传输的子载波上映 射发送信号。 该映射后的发送信号被输入到 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform :逆快速 傅里叶变换 ) 部 1005,从频域信号变换成时域信号。
然后,在 P/S(Parallel/Serial :并行 / 串行 ) 变换部 1006 中,从并行信号变换成 串行信号。
然后,在 CP(Cyclic Prefix :循环前缀 ) 插入部 1007 中插入了循环前缀。 循环 前缀是对 IFFT 后的符号的后方部分进行复制的信号。
然后,在 D/A(Digital/Analog :数字 / 模拟 ) 变换部 1008 中,从数字信号变换 成模拟信号。 然后,在无线部 1009 中,上变频为无线频带信号,从发送天线 1010 发送。
由此生成的发送信号与多载波信号相比,具有 PAPR 低的优点。
图 16 是表示以往公知的基站装置 200z 的构成的示意框图。 基站装置 200z 接收 从终端装置 100z( 图 14) 发送的信号。
基站装置 200z 接收 SC-FDMA 方式的信号。 然后,在基站装置 200z 中,由天 线 2000 接收到的信号在无线部 2001 中被变换成可进行 A/D 变换的频率。 然后,在 A/
D 变换部 2002 中,从模拟信号变换成数字信号。
接着,在同步部 2003 中确立符号同步。 然后,在 CP 去除部 2004 中,按每个符 号去除循环前缀。 然后,在 S/P 变换部 2005 中,从串行信号变换成并行信号。 然后, 在 FFT 部 2006 中,从时域信号变换成频域信号。
变换成频域信号的传播路径推测用的导频信号,被输出至传播路径推测部 2007,进行传播路径的推测。 导频信号是由终端装置 100z 与数据信号一同发送的已知信 号。
如图 15A 及图 15B 所示,基站装置 200z 接收的信号是从多个终端装置发送来的 信号被频分复用后的信号。 并且,基站装置 200z 接收的信号,基于由调度部 2012 事先 规定的映射信息,在子载波逆映射部 2008 中收集每终端装置的使用子载波。 映射信息是 表示哪个终端装置使用哪个子载波的信息。
然后,在均衡部 2009 中,利用传播路径推测值对按照每个终端装置收集的接收 子载波进行均衡处理。 然后,在 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transformation :逆离散傅 里叶变换 ) 部 2010 中,从频域信号变换成时域信号。 然后,在解调 · 纠错解码部 2011 中,进行每终端装置的发送数据的再生,并作为接收数据输出。
另外,接收电平测量用的导频信号,从 FFT 部 2006 向调度部 2012 输出。 基于 利用该导频信号的接收电平的测量结果,在调度部 2012 中进行与各终端装置的搬送状况 相应的调度。
在调度部 2012 中确定出的映射信息,在发送部 2013 中被进行调制等。 然后, 在 D/A 部 2014 中,从数字信号变换成模拟信号。 然后,在无线部 2015 中上变频为无线 频率,从天线 2016 向各终端装置发送。 该映射信息是在终端装置侧下一帧以后发送信号 之际利用的。
作为 E-UTRA 系统的上行链路传输方式,上述的 SC-FDMA 方式是最有效的。 SC-FDMA 方式也与 OFDMA 方式相同,是以在时间及频率上完全被分割的资源块为单位 由用户进行访问的方式。 通过采用 SC-FDMA 方式,能够实现既抑制了 PAPR 特性较低 又确保了宽的覆盖的 1 小区再利用系统。
然而,在伴随着用户数的增加加速了频率资源的缺乏的当前环境中,需要使可 收容的用户数增加,进一步实现频率的有效利用。
【非专利文献 1】 3GPP、 TSG RAN WG1 on LTE、 R1-050702、 “DFT-spread OFDM with Pulse Shaping Filter in Frequency Domain in EvolvedUTRA Uplink” 发明内容
本发明是鉴于上述情况而实现的,其目的在于提供一种使可收容的用户数增加 从而有效利用频率的通信系统、通信装置及通信方法。
(1) 本发明为了解决上述课题而实现,本发明的一个技术方案所涉及的通信系 统,使用多个频率信道从第 1 通信装置向第 2 通信装置发送信号,该通信系统的特征在 于,所述多个频率信道中的至少一部分频率信道,与相邻的 1 个以上的频率信道之间重 复使用一部分子载波 ;所述第 1 通信装置具备使用所述多个频率信道中的 1 个以上的频率 信道向所述第 2 通信装置发送信号的发送部 ;所述第 2 通信装置具备接收所述发送部发送出的信号的接收部。
(2) 另外,本发明的一个技术方案所涉及的通信系统的所述第 1 通信装置,对信 号进行频率扩散后生成频率扩散信号,并将所述频率扩散信号分配到所述发送部进行发 送的信号的频率信道。
(3) 另外,本发明的一个技术方案所涉及的通信系统的所述第 1 通信装置,在单 载波传输和多载波传输之间进行切换,并且在进行所述多载波传输的情况下,使用所述 与相邻的 1 个以上的频率信道之间重复使用子载波的频率信道以外的频率信道。
(4) 另外,本发明的一个技术方案所涉及的通信系统中,所述第 1 通信装置在同 时使用多个频率信道时,使用不相互重复的频率信道。
(5) 另外,本发明的一个技术方案所涉及的通信装置,是使用多个频率信道中的 1 个以上的频率信道向第 2 通信装置发送信号的第 1 通信装置,其特征在于,具备 :子载 波映射部,其向与相邻的 1 个以上的频率信道之间有一部分子载波重复的频率信道分配 发送信号 ;和发送部,其使用被分配了所述发送信号的频率信道,向第 2 通信装置发送 信号。
(6) 另外,本发明的一个实施方式所涉及的通信装置,是使用多个频率信道接收 从多个第 1 通信装置发送来的信号的第 2 通信装置,其特征在于,具备接收部,在从所述 第 1 通信装置发送来的信号是与从使用相邻的 1 个以上的频率信道的其他第 1 通信装置 发送来的信号之间相互重复使用了一部分子载波的信号的情况下,所述接收部在将从重 复使用了所述一部分子载波的所述多个第 1 通信装置发送来的信号分别分离之后进行接 收。 (7) 另外,本发明的一个技术方案所涉及的通信方法,使用多个频率信道从第 1 通信装置向第 2 通信装置发送信号,其特征在于,所述第 1 通信装置具有 :子载波映射过 程,向与相邻的 1 个以上的频率信道之间重复使用一部分子载波的频率信道分配发送信 号 ;和发送过程,使用在所述子载波映射过程中分配的频率信道,向第 2 通信装置发送 信号 ;所述第 2 通信装置具有接收过程,对所述第 1 通信装置在所述发送过程中发送出的 信号进行接收。
( 发明效果 )
在本发明的通信系统、通信装置及通信方法中,能够在增加每 1 用户 ( 子信道 ) 的传输率的同时使可收容的用户数 ( 子信道数 ) 增加,从而能够有效利用频率。
附图说明
图 1A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的一例的图。 图 1B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的一例的图。 图 2A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的又一例的图。 图 2B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的另一例的图。 图 3A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的又一例的图。 图 3B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的又一例的图。 图 4 是表示本发明的第 2 实施方式所涉及的基站装置 200b 的构成的示意框图。 图 5 是表示本发明的第 3 实施方式所涉及的基站装置 200c 的构成的示意框图。图 6 是表示本发明的第 3 实施方式所涉及的基站装置 200c’的构成的示意框图。 图 7 是表示本发明的第 4 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配方法的 图 8A 是表示基站装置的数据信号的不优选的分配方法的图。 图 8B 是表示本发明的第 5 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配方法的图。
图。 图 9A 是表示相邻的一方小区中的数据信号的分配方法的图。
图 9B 是表示相邻的另一方小区中的数据信号的分配方法的图。
图 10A 是表示在本发明的第 6 实施方式中相邻的一方小区中的数据信号的分配方 法的图。
图 10B 是表示在本发明的第 6 实施方式中相邻的另一方小区中的数据信号的分配 方法的图。
图 11A 是表示基站装置的数据信号的分配方法的另一例的图。
图 11B 是表示与本发明的第 6 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配不同 的方法的图。
图 12A 是表示本发明的第 7 实施方式中的数据信号的分配方法的图。
图 12B 是表示图 12A 的频域 F131 所分配的用户 UA 的发送信号的图。
图 12C 是表示图 12A 的频域 F132 所分配的用户 UB 的发送信号的图。
图 13 是表示本发明的第 7 实施方式所涉及的终端装置 300 的构成的示意框图。
图 14 是表示将 SC-FDMA 方式用于上行链路传输的情况下的终端装置 100z 的构 成的示意框图。
图 15A 是表示基于集中式的映射的一例的图。
图 15B 是表示基于分布式的映射的一例的图。
图 16 是表示以往公知的基站装置 200z 的构成的示意框图。
符号说明 :
100、100-a、100-b…接收天线 ;
101、101-a、101-b…无线部 ;
102、102-a、102-b… A/D 变换部 ;
103、103-a、103-b…同步部 ;
104、104-a、104-b… CP 去除部 ;
105、105-a、105-b… S/P 变换部 ;
106、106-a、106-b… FFT 部 ;
107-a、107-b…传播路径推测部 ;
108-a、108-b…子载波分离部 ;
109-a、109-b…非重复子载波均衡部 ;
110…重复子载波均衡部 ;
111…合成部 ;
112…子载波逆映射部 ;
113… IDFT 部 ;
114…解调 · 纠错解码部 ; 115…调度部 ; 116…发送部 ; 117… D/A 部 ; 118…无线部 ; 119…发送天线 ; 200…子载波逆映射部 ; 201-a、201-b…消除部 ; 202-a、202-b…均衡部 ; 203-a、203-b…解调 · 纠错解码部 ; 204-a、204-b…反复控制部 ; 205-a、205-b…判定部 ; 206-a、206-b…副本生成部 ; 207-a、207-b… DFT 部 ; 208-a、208-b…干扰频谱选择部 ; 209…用户切换部。具体实施方式
( 第 1 实施方式 )
本发明的第 1 实施方式所涉及的通信系统具备 :终端装置 ( 也称为第 1 通信装 置 ) 和基站装置 ( 也称为第 2 通信装置 )。 在本实施方式中,在终端装置中使用的子信道 的一部分子载波,也在其他终端装置中使用。 终端装置利用从基站装置通知来的子信道 传输数据。 因此,作为本实施方式的终端装置,能够使用与以往终端装置 ( 图 14) 相同 的构成。 此外,基站装置的构成在第 2、第 3 实施方式中叙述。 在本实施方式中,对与 其他子信道所分配的用户重复地使用子信道内的一部分子载波的系统中的子信道配置进 行说明。
图 1A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的一例的图。 另 外,图 1B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的一例的图。 在图 1A 及图 1B 中,横轴是频率。 在图 1B 中,在频率方向上配置有 72 个子载波。 在图 1A 及 图 1B 的说明中,对将这些子载波分配给 7 用户 (UA、 UB、 UC、 UD、 UE、 UF、 UG) 的情 况进行说明。
如图 1A 及图 1B 所示,在本实施方式使用的集中式配置中,使用与其他子信道 一部分重复的子载波。 也就是说,在本实施方式的集中式配置中,使子信道的端部的几 个子载波与相邻子信道重复使用。
具体而言,如图 1A 所示,给频域 F101 中的第 1、3、5、7、9、11 子载波分配用 户 UA 的导频信号。 给频域 F102 中的第 12、14、16、18、20、22 子载波分配用户 UB 的 导频信号。
给频域 F103 中的第 21、23、25、27、29、31 子载波分配用户 UC 的导频信号。 给频域 F104 中的第 32、34、36、38、40、42 子载波分配用户 UD 的导频信号。给频域 F105 中的第 41、43、45、47、49、51 子载波分配用户 UE 的导频信号。 给频域 F106 中的第 52、54、56、58、60、62 子载波分配用户 UF 的导频信号。
给频域 F107 中的第 61、63、65、67、69、71 子载波分配用户 UG 的导频信号。
如图 1B 所示,第 1 ~ 12 子载波,分配有用户 UA 的数据信号。 第 11 ~ 22 子载 波,分配有用户 UB 的数据信号。
第 21 ~ 32 子载波,分配有用户 UC 的数据信号。 第 31 ~ 42 子载波,分配有用 户 UD 的数据信号。
第 41 ~ 52 子载波,分配有用户 UE 的数据信号。 第 51 ~ 62 子载波,分配有用 户 UF 的数据信号。
第 61 ~ 72 子载波,分配有用户 UG 的数据信号。
也就是说,第 11、12 子载波 SC11、SC12 被重复分配给用户 UA 和用户 UB。 第 21、22 子载波 SC21、 SC22 被重复分配给用户 UB 和用户 UC。 第 31、32 子载波 SC31、 SC32 被重复分配给用户 UC 和用户 UD。
第 41、42 子载波 SC41、 SC42 被重复分配给用户 UD 和用户 UE。 第 51、52 子 载波 SC51、SC52 被重复分配给用户 UE 和用户 UF。 第 61、62 子载波 SC61、SC62 被重 复分配给用户 UF 和用户 UG。
在本实施方式中,对数据信号进行传输时,子信道的端部的 2 个子载波,与相 邻子信道所分配的用户重复使用。 在频带的两端的子信道 ( 频域 F101、F107 的子信道 ) 和除此之外的子信道 ( 频域 F102、F103、F104、F105、F106 的子信道 ) 中,重复的子载 波数不同。
另外,为了进行高精度的传播路径推测,关于传播路径推测用的导频信号而 言,配置成与其他子信道 ( 用户 ) 不重复。 通过采用图 1A 所示的分布式配置的导频信 号,能够维持低的 PAPR 特性。
其中,未传输导频信号的子载波位置的传播路径,是对传输有导频信号的子载 波位置的传播路径进行内插或外插来推测的。 通过采用这样的子信道的配置,在全部子 载波数及构成 1 子信道的子载波数相同的条件下,具有如下效果。 也就是说,在图 15A 中,只能设置 6 子信道 ( 只能收容 6 用户 ),而在图 1A 中,能够设置 7 子信道 ( 能收容 7 用户 )。 因此,能够使可收容的用户数增加。
在图 1A 及图 1B 所示的子信道的配置中,在频带的两端的子信道 ( 频域 F101、 F107 的子信道 ) 和除此之外的子信道 ( 频域 F102、F103、F104、F105、F106 的子信道 ) 中,子载波的重复数不同。 因此,在这些子信道之间,接收品质 ( 干扰量 ) 不同。
图 2A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的另一例的图。 另 外,图 2B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的另一例的图。 在图 2A 及图 2B 中,横轴是频率。 在图 2B 中,在频率方向上配置有 66 个子载波。 在图 2A 及图 2B 的说明中,对将该 66 个子载波分配给 6 用户 (UA、 UB、 UC、 UD、 UE、 UF) 的情 况进行说明。
在图 2A 及图 2B 中,使用与其他子信道重复的子载波数在所有子信道中相同的 子信道配置。 图 2A 示出作为能维持低的 PAPR 特性的分布式配置的导频信号。
如图 2A 所示,给频域 F201 中的第 1、3、5、7、9、11 子载波分配有用户 UA 的导频信号。 给频域 F202 中的第 12、14、16、18、20、22 子载波分配有用户 UB 的导频信 号。 给频域 F203 中的第 23、25、27、29、31、33 子载波分配有用户 UC 的导频信号。
给频域 F203 中的第 34、36、38、40、42、44 子载波分配有用户 UD 的导频信 号。 给频域 F204 中的第 45、47、49、51、53、55 子载波分配有用户 UE 的导频信号。 给频域 F205 中的第 56、58、60、62、64、66 子载波分配有用户 UF 的导频信号。
如图 2B 所示,频域 F201 中的第 1 ~ 12 子载波,分配有用户 UA 的数据信号。 频域 F202 中的第 11 ~ 22 子载波,分配有用户 UB 的数据信号。 频域 F203 中的第 23 ~ 34 子载波,分配有用户 UC 的数据信号。
频域 F204 中的第 33 ~ 44 子载波,分配有用户 UD 的数据信号。 频域 F205 中的 第 45 ~ 56 子载波,分配有用户 UE 的数据信号。 频域 F206 中的第 55 ~ 66 子载波,分 配有用户 UF 的数据信号。
也就是说,对第 11、12 子载波 SC11、SC12,重复地分配了用户 UA 和用户 UB。 对第 33、34 子载波 SC33、 SC34,重复地分配了用户 UC 和用户 UD。 对第 55、56 子载 波 SC55、 SC56,重复地分配了用户 UE 和用户 UF。
如图 2A 及图 2B 所示,通过采用使子载波只与单方相邻子信道重复的配置,能 够使在子信道之间重复的子载波数固定。 另外,能够将与图 15A 的情况相同的用户数收容在更窄的频带 ( 少的子载波 数 )。 也就是说,在图 15A 中,全体使用了 72 子载波,在图 2B 中,在频域全体使用了 66 子载波。 因此,在本实施方式中,能够提高频率利用率。
图 3A 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的导频信号的配置的又一例的图。 另 外,图 3B 是表示本发明的第 1 实施方式所涉及的数据信号的配置的又一例的图。 在图 3A 及图 3B 中,横轴是频率。 在图 3B 中,在频率方向上配置有 56 个子载波。 在图 3A 及图 3B 的说明中,对将该 56 个子载波分配给 8 用户 (UA、UB、UC、UD、UE、UF、UG、 UH) 的情况进行说明。
图 3A 是表示对导频信号进行分布式配置的例子。 图 3A 是表示配置成能维持低 的 PAPR 特性的导频信号。 如图 3B 所示,在分布式配置的情况下,对数据信号进行传输 时,与其他子信道 ( 用户 ) 重复地使用子信道的端部的几个子载波。
如图 3A 所示,给第 5、13、21、29 子载波分配有用户 UA 的导频信号。 给第 6、 14、22、31 子载波分配有用户 UB 的导频信号。 给第 7、15、23、30 子载波分配有用户 UC 的导频信号。 给第 8、16、24、32 子载波分配有用户 UD 的导频信号。
给第 25、33、41、49 子载波分配有用户 UE 的导频信号。 给第 26、34、42、50 子载波分配有用户 UF 的导频信号。 给第 27、35、43、51 子载波分配有用户 UG 的导频信 号。 给第 28、36、44、52 子载波分配有用户 UH 的导频信号。
如图 3B 所示,给第 1、5、9、13、17、21、25、29 子载波分配有用户 UA 的数据 信号。 给第 2、6、10、14、18、22、26、30 子载波分配有用户 UB 的数据信号。
给第 3、7、11、15、19、23、27、31 子载波分配有用户 UC 的数据信号。 给第 4、8、12、16、20、24、28、32 子载波分配有用户 UD 的数据信号。
给第 25、29、33、37、41、45、49、53 子载波分配有用户 UE 的数据信号。 给 第 26、30、34、38、42、46、50、54 子载波分配有用户 UF 的数据信号。
给第 27、31、35、39、43、47、51、55 子载波分配有用户 UG 的数据信号。 给 第 28、32、36、40、44、48、52、56 子载波分配有用户 UH 的数据信号。
也就是说,对第 25、29 子载波 SC25、SC29,重复地分配了用户 UA 和用户 UE。 对第 26、30 子载波 SC26、 SC30,重复地分配了用户 UB 和用户 UF。
对第 27、31 子载波 SC27、SC31,重复地分配了用户 UC 和用户 UG。 对第 28、 32 子载波 SC28、 SC32,重复地分配了用户 UD 和用户 UH。
通过采用这样的配置,从而既能得到频率分集增益,又能在更窄的频带 ( 少的 子载波数 ) 收容相同数目的用户。 例如,在图 15B 中,全体使用了 64 子载波,而在图 3A 及图 3B 中,全体只使用了 56 子载波。
在以上实施方式中,对重复的子载波数不同但所有子信道都具有与相邻子信道 重复的子载波的情况进行了说明,但是并不限定于此。 例如,也可以在一部分中包括不 与相邻子信道重复使用子载波的子信道。 该与相邻子信道不重复的子信道能够在 MIMO 传输时等利用。
另外,在本实施方式中,对未考虑表示时间划分的帧,而仅以频域作为对象的 几个子信道配置进行了说明,但是并不限定于此。 在采用多个时间帧的系统中,也可以 采取每帧不同的子信道的配置,以使在每时间帧中在子信道之间重复的子载波数不同。 例如,也可以将在某一帧中在子信道之间重复的子载波数设为 2,将不同帧中在子信道之 间重复的子载波数设为 4。在这种情况下,也可以包括使用完全没有重复的子载波的现有 SC-FDMA 方式的时间帧。 ( 第 2 实施方式 )
接着,对本发明的第 2 实施方式所涉及的通信系统中的基站装置 200b 的构成进 行说明。
图 4 是表示本发明的第 2 实施方式所涉及的基站装置 200b 的构成的示意框图。 如图 4 所示,本实施方式中的基站装置 200b 具备 :接收天线 100-a、100-b、无线部 101-a、101-b、 A/D 变换部 102-a、102-b、同步部 103-a、103-b、 CP 去除部 104-a、 104-b、 S/P 变 换 部 105-a、105-b、 FFT 部 106-a、106-b、 传 播 路 径 推 测 部 107-a、 107-b、子载波分离部 108-a、108-b、非重复子载波均衡部 109-a、109-b、重复子载波均 衡部 110、合成部 111、子载波逆映射部 112、 IDFT 部 113、解调 · 纠错解码部 114、调 度部 115、发送部 116、 D/A 部 117、无线部 118、发送天线 119。
在基站装置 200b 中,在接收天线 100-a、100-b 接收到的信号,分别在无线部 101-a、101-b 中被变换为可进行 A/D 变换的频率。 然后,在 A/D 变换部 102-a、102-b 中,从模拟信号变换成数字信号。
接着,在同步部 103-a、103-b 中,确立符号同步。 然后,在 CP 去除部 104-a、 104-b 中,按每个符号去除循环前缀。 然后,在 S/P 变换部 105-a、105-b 中,从串行信 号变换成并行信号。 然后,在 FFT 部 106-a、106-b 中,从时域信号分别变换成频域信 号。
变换成频域信号的传播路径推测用的导频信号,被输出至传播路径推测部 107-a、107-b,进行各自传播路径的推测。 该导频信号是在收发机之间已知的信号。 通 过对接收到的导频信号用发送时的信号进行复数相除,能够求出传播路径变动。 在采用
如图 1A、图 2A、图 3A 的配置的情况下,在传播路径推测部 107-a、107-b 中,对导频 信号进行在子载波之间插补的处理。 由此,通过使导频信号在用户 ( 子信道 ) 之间不重 复,从而能够在没有来自相邻子信道干扰的影响的状况下,进行各自的传播路径推测。
另 外, 数 据 信 号 从 FFT 部 106-a、106-b 分 别 输 出 到 子 载 波 分 离 部 108-a、 108-b。 在子载波分离部 108-a、108-b 中,被分离为与其他子信道 ( 用户 ) 重复使用的 子载波和不重复使用的子载波。
例如,被分离为图 1B 的子载波 SC11、 SC12、子载波 SC21、 SC22、子载波 SC31、 SC32、子载波 SC41、 SC42、子载波 SC51、 SC52、子载波 SC61、 SC62、以及除 此之外的子载波。 与其他子信道重复使用的子载波 SC11、SC12、SC21、SC22、SC31、 SC32、SC41、SC42、SC51、SC52、SC61、SC62,被输出至重复子载波均衡部 110。 另 一方面,与其他子信道不重复使用的子载波,分别被输出至非重复子载波均衡部 109-a、 109-b。
在传播路径推测部 107-a、107-b 中分别推测出的传播路径推测值和子载波分离 部 108-a、108-b 分离出的数据信号所对应的子载波,分别被输出至重复子载波均衡部 110 和非重复子载波均衡部 109-a、109-b,被用于各自的均衡处理。 相应的子载波的通信与 1 对 1 的通信等效。 因此,非重复子载波均衡部 109-a、 109-b 利用数据信号和传播路径推测值进行 SISO(Single Input Single Output :1 输入 1 输 出 ) 的均衡处理。
另外,相应的子载波的通信被视作使用多个收发天线进行空间复用。 因此, 重复子载波均衡部 110 进行 MIMO(Multi Input Multi Output :多输入多输出 ) 的信号分 离 · 均衡处理。
这里,对重复子载波均衡部 110 中的 MIMO 的信号分离 · 均衡处理进行说明。 首先,将频域的接收信号向量设为 R、将传播路径矩阵设为 Ξ、将发送信号向量设为 S。 并且,若为了简化而忽略噪声成分时,式 (1) 成立。
[ 数学式 1]
R = ΞS … (1)
另外,为了简化,进行以图 1B 中用户 UA 和用户 UB 重复使用的 2 个子载波 ( 第 11、12 子载波 SC11、SC12) 以及用户 UB 和用户 UC 重复使用的 2 个子载波 ( 第 21、22 子 载波 SC21、 SC22) 作为对象的处理。 此时, R、Ξ、 S 分别如下式 (2) ~式 (4) 表示。
[ 数学式 2]
[ 数学式 3]
[ 数学式 4]
其中,在这些式子中,括号内的数是图 1B 所示的子载波编号,下标表示发送用 户 (UA、 UB、 UC) 及接收天线 (100-a、100-b) 的索引。
另外,Ξ 的 2 个下标表示接收天线和发送用户的组合。 例如,ΞbA 表示从用户 UA 至接收天线 100-b 的传播路径。 因此,重复子载波均衡部 110,通过对与其他子信道 重复使用的子载波的接收信号 R 乘以 Ξ 的逆矩阵,如式 (5) 那样进行发送信号向量的再
生。 [ 数学式 5]
S = Ξ-1R … (5)
本实施方式中的重复子载波均衡部 110 的运算基于 ZF(Zero Forcing :迫零 ) 基 准,但并不限定于此。 例如,通过进行基于以均衡后的信号和发送信号的平方误差为最 小的 MMSE(Minimum Mean Square Error :最小均方误差 ) 基准的运算,也可进一步改善 接收特性。
由此,在重复子载波均衡部 110 中进行了信号分离 · 均衡处理后的信号,被输 出至子载波逆映射部 112。 另外,在非重复子载波均衡部 109-a、109-b 中分别进行了均 衡处理后的信号 ( 与其他子信道不重复的子载波 ),在合成部 111 中按每个子载波进行合 成。
该合成处理,可以采用按每个子载波算出平均的方法,也可以使用进行与接收 电平相应的加权的方法。
在合成部 111 中合成出的信号,被输出至子载波逆映射部 112。 然后,在子载 波逆映射部 112 中,对来自重复子载波均衡部 110 的输出信号和来自合成部 111 的输出信 号进行汇总成每个子信道 ( 用户 ) 的信号的处理,子信道 ( 用户 ) 单位的信号,被输出至 IDFT 部 113。
在 IDFT 部 113 中被变换成时域的信号,在解调 ·纠错解码部 114 中被进行解调 及解码处理,按每个子信道 ( 用户 ) 再生发送数据。 该 IDFT 部 113 或解调 · 纠错解码 部 114 也可以设置为子信道数目个。 这种情况下,能够并行再生各子信道的数据。
另外,从 FFT 部 106-a、106-b 向调度部 115 输出接收电平测量用的导频信号。 基于利用了该导频信号的接收电平的测量结果,在调度部 115 中进行考虑了各终端装置 的搬送状况的调度。 所谓调度是指用于确定给哪个子信道分配哪个用户的处理。
在调度部 115 中确定出的映射信息,在发送部 116 中被进行调制等,在 D/A 变 换部 117、无线部 118 中进行了处理之后,从发送天线 119 向各终端装置发送。 该映射信 息在终端装置侧在下一帧以后发送信号之际利用。
另外,映射信息在收到相应的帧时由子载波分离部 108-a、108-b 进行分离子载 波的处理中被使用。 另外,映射信息还在对子载波逆映射部 112 中的每个子信道的子载 波进行汇总的处理等中被使用。
通过采取这样的基站装置 200b 的构成,即使在与其他子信道所分配的用户重复 地使用子信道内的一部分子载波的情况下,也能够分别解调从各用户发送出的信号。
另外,在本实施方式中,对在子信道之间重复使用的子载波和除此之外的子载 波分别进行了均衡处理,但并不限定于此。 例如,可以进行重复子载波的分离,将分离 后的重复子载波和除此之外的非重复子载波汇总之后进行均衡。
因为该处理是针对已经被分离出的重复子载波和非重复子载波进行的,所以是 与 SISO 均衡相同的处理。
( 第 3 实施方式 )
第 2 实施方式中的基站装置 200b( 图 4) 具备多个接收天线 100-a、100-b。 并 且,通过对在子信道之间重复使用的子载波进行 MIMO 处理,从而进行了信号的分离。
相对于此,在本实施方式中,说明通过采用非线性反复均衡使得即便在接收天 线数为 1 根的情况下也能够进行信号分离的情况。
图 5 是表示本发明的第 3 实施方式所涉及的基站装置 200c 的构成的示意框图。 对与图 4 的基站装置 200b 相同的块附加相同的编号。 另外,由于发送系统与图 4 相同, 故省略了图示。
如图 5 所示,本实施方式中的基站装置 200c 的接收系统具备 :接收天线 100、 无线部 101、 A/D 变换部 102、同步部 103、 CP 去除部 104、 S/P 变换部 105、 FFT 部 106、传播路径推测部 107-a、107-b、子载波逆映射部 200、消除部 201-a、201-b、均衡 部 202-a、202-b、解调 · 纠错解码部 203-a、203-b、反复控制部 204-a、204-b、判定 部 205-a、205-b、副本生成部 206-a、206-b、 DFT 部 207-a、207-b、干扰频谱选择部 208-a、208-b、用户切换部 209。
该基站装置 200c 接收到的信号,直到 FFT 部 106,都进行与图 4 所示的基站装 置 200b 相同的处理,将接收信号变换成频域信号。 然后,在子载波逆映射部 200 中,被 分割成按每个子信道 ( 用户 ) 的信号。
这是如下的处理 :例如,在是图 2A 及图 2B 所示的子信道配置的情况下,分别 汇总分配有用户 UA 和用户 UB 的信号的子载波,且用户 UA 的信号向消除部 201-a 输出, 用户 UB 的信号向消除部 201-b 输出。
此时的用户选择在用户切换部 209 中进行。 这样的处理也对传播路径推测用的 导频信号进行,用户 UA 的导频信号被输出至传播路径推测部 107-a,用户 UB 的导频信号 被输出至传播路径推测部 107-b,分别进行传播路径推测。其中,在本实施方式中,各用 户的导频信号采用图 1A、图 2A、图 3A 那样的配置,并且能够在没有来自相邻子信道干 扰影响的状况下进行传播路径推测。
关于子载波逆映射部 200 的输出信号,用户 UA 和用户 UB 的信号在一部分子载 波中重复并且相互干扰。 因此,被输入至消除部 201-a、201-b,进行干扰成分副本的消 除。
其中,在本实施方式中,在消除部 201-a、201-b 中不只是干扰成分的副本,还 暂时消除期望信号的副本,计算出残留信号成分。 其中,期望信号的副本是基于自信号 的可靠性在副本生成部 206-a、206-b 中分别生成的。 另外,干扰成分的副本是基于重复 使用的其他信号 ( 从用户 UA 出发的情况下为用户 UB) 的可靠性生成的。
针对该干扰信号的副本,只消除重复使用的子载波份 ( 这里,是指图 2B 的第 11、12 子载波 SC11、 SC12) 即可。 为此,在干扰频谱选择部 208-a、208-b 中只选择重 复的子载波份。
这里,消除包括应提取的期望信号在内的所有副本的理由如下。 即,由于在后 述的均衡部 202-a、202-b 中进行逆矩阵运算,所以若只残留期望信号反复进行消除、均 衡,则需要对块内含有的期望信号进行数次逆矩阵运算。 相对于此,通过输入全部消除 后的残留成分,残差在块内被公共处理,只要在块内进行 1 次逆矩阵运算就能够计算出 所有的权重。 由此,通过另行输入副本进行重构,削减了伴随着逆矩阵运算的运算量。
其中,由于在第 1 次处理中没有生成信号副本,所以不进行消除处理,接收信 号直接被输出至均衡部 202-a、202-b。在均衡部 202-a、202-b 中,对消除部 201-a、201-b 的输出进行均衡运算。 虽 然该均衡运算利用了基于 MMSE 标准的均衡法,但也可以利用对传播路径的逆矩阵进行 乘积的 ZF 法等。
在均衡部 202-a、202-b 中,利用消除部 201-a、201-b 的输出即残留成分、期望 信号的传播路径推测值、及期望信号的副本,进行信号的均衡。
具体而言,均衡部 202-a、202-b 根据残留成分、传播路径推测值、信号副本计 算最佳的权重,输出乘以该最佳权重后的最终的均衡后的时间轴的信号。 其中,在第一 次处理的情况下,因为没有输入副本,所以与不进行消除的现有 MMSE 均衡相同。
被均衡过的信号,在解调 ·纠错解码部 203-a、203-b 中被解调、纠错。 然后, 从解调 ·纠错解码部 203-a、203-b 输出可靠性提高了的符号位的对数似然比 (LLR :Log Likelihood Ratio)。
从解调 · 纠错解码部 203-a、203-b 输出的对数似然比控制是否由反复数控制部 204-a、204-b 反复进行处理。 在反复进行处理的情况下,为了生成信号的副本,而被分 别输入至副本生成部 206-a、206-b。
如以上叙述的,在副本生成部 206-a、206-b 中,根据符号位的对数似然比生成 与其可靠性成比例的信号副本。 为了在均衡时构成期望信号,由此生成的信号副本被输 入至均衡部 202-a、202-b。 另外,与此同时,为了只选择与期望信号重复的干扰频谱, 由 DFT 部 207-a、207-b 分别变换成频域的信号。 并且,如上述,在干扰频谱选择部 208-a、208-b 中只选择在用户 UA 和用户 UB 之间重复的子载波份 ( 图 2B 的第 11、12 子载波 SC11、SC12),用于相互消除干扰成分。
针对用户 UA 和用户 UB 的信号并行进行这样的处理。 然后,反复进行由反复控 制部 204-a、204-b 控制的规定次数的处理。 然后,在判定部 205-a、205-b 中进行硬判 定。 通过这样的处理得到解码数据。
在本实施方式中,以在图 2A 及图 2B 中说明的用户 UA 和用户 UB 作为对象。 在 进行了用户 UA 和用户 UB 的信号的再生之后,在用户切换部 209 中选择其他用户 ( 例如, 用户 UC 和用户 UD 的组合、或用户 UE 和用户 UF 的组合 ),反复进行与上述处理相同的处 理。
由此,在本实施方式中,说明了依次选择使用重复的子载波的 2 用户并对所选 择出的 2 用户进行处理的基站装置 200c。 另外,也可以通过设置与子信道数相同的消除 部 201-a、201-b、均衡部 202-a、202-b、解调 ·纠错解码部 203-a、203-b、副本生成部 206-a、206-b 等,对所有用户同时进行处理。
此外,既可以预先确定规定的反复次数,又可以通过反复至解调 · 纠错解码部 203-a、203-b 的结果没有错误为止,来进行适当控制。
另外,如果至少 1 用户的纠错结果没有错误,通过解码位生成副本而不是对数 似然比,就能够生成完整的副本。
在本实施方式中,作为对象的单载波传输所发送的信号,是信息信号扩散至整 个子信道的信号。 因此,即使在与其他子信道所分配的用户重复地使用子信道内的一部 分子载波的情况下,也能够根据与其他用户不重复使用的子载波的信号进行某一精度的 解调。 进而,在根据可靠性生成了副本之后,通过反复进行相互消除对于另一方而言成
为干扰的子载波的非线性处理,即使接收天线为 1 根也能够分离信号。 此时,每当反复 次数增加时,都提高了各自信号的解调精度。 进而,据此,也提高了作为干扰被消除的 副本的精度。 为此,通过预先将充分的反复次数设定为规定次数,能够去除相互干扰。
通过采取这样的构成,在能够完全去除干扰的情况下,与第 2 实施方式中的基 站装置 200b( 图 4) 接收的情况相比,能够得到更好的接收特性。
另外,在图 5 中,说明了选择 2 用户并对所选择出的 2 用户的信号进行并行处理 的情况。 但是,也可以通过交替切换成为对象的用户并且串行地进行处理,来共用消除 部 201-a、201-b 以后的块。 图 6 示出这样的基站装置 200c’ 的例子。
图 6 是表示本发明的第 3 实施方式所涉及的基站装置 200c’的构成的示意框图。 在图 6 中,对具有与图 5 相同功能的块附加相同的编号,进行与图 5 大致相同的处理。
其中,消除部、均衡部、解调 · 纠错解码部、副本生成部等是一个系统。 因 此,不是如图 5 所示的构成那样并行进行 2 子信道 ( 用户 ) 的信号,而是在用户切换部 209 中依次选择每 1 子信道的信号,并按照每 1 子信道进行处理。
在因处理延迟等的问题而处理的反复次数受到限制的状况下,在这样进行串行 处理的情况下,特性会根据进行处理的子信道 ( 用户 ) 的选择顺序而变化。
作为这样的处理的选择顺序,能够利用从接收功率更高的用户开始依次选择的 方法。 若采用图 1A 及图 1B 所示的子信道配置,则根据所分配的子信道,而与其他用户 重复的子载波数不同。
这是由于端部的子信道 ( 在图 1A 及图 1B 中用户 UA 和用户 UG 使用的子信道 ) 其相邻的子信道只有一个,所以与端部以外的子信道相比,重复的子载波数少。 在这种 情况下,从干扰更少的端部的子信道所分配的用户的信号开始依次进行处理。 由此,与 按照从端部以外的子信道所分配的用户的信号开始依次进行处理的情况相比,得到了更 好的特性。
因此,在图 1A 及图 1B 所示的子信道的配置中,首先对用户 UA 的信号进行处 理,其次利用从被解调出的用户 UA 的信号生成的副本对用户 UB 的信号进行处理。
其中,由于在处理用户 UA 的信号之际无法作成副本,所以不进行消除处理。 也 可以按用户 UB 之后为用户 UC、用户 UC 之后为用户 UD 的顺序,从其中一端开始依次进行 处理。 另外,也可以按用户 UA 之后为用户 UG、用户 UG 之后为用户 UB 的顺序,从两端 交替进行处理。
在从两端交替进行处理的情况下,由于在处理用户 UD 的信号之际能作成子信道 的两端的重复子载波中的干扰副本,所以能够高精度地解调。
然后,利用用户 UD 的副本对用户 UC、用户 UE 的信号进行处理。 进而,利用用 户 UC 的副本对用户 UB 进行处理,利用用户 UE 的副本对用户 UF 的信号进行处理。 通过 反复这样处理,能够得到更好的特性。 另外,也可以从不是端部的子信道而是未分配给 相邻子信道的用户的信道开始依次进行处理。
( 第 4 实施方式 )
接着,对本发明的第 4 实施方式所涉及的通信系统进行说明。 该通信系统具 备 :终端装置 ( 也称为第 1 通信装置 ) 和基站装置 ( 也称为第 2 通信装置 )。 因为本发 明的第 4 实施方式中的终端装置能够使用与图 14 的终端装置同样的终端装置,所以省略其说明。 另外,因为本发明的第 4 实施方式中的基站装置能够使用与第 2 ~第 3 实施方 式所涉及的基站装置同样的基站装置,所以省略其说明。 在本实施方式中,对与之前的 实施方式不同的子载波的分配方法进行说明。
在进行第 3 实施方式所示的反复处理的情况下,由于在初次 ( 最初被解调的子信 道 ) 处理中无法生成副本,所以进行包括较多干扰的状态下的解调。 若以如本实施方式 中作为对象的单载波传输那样扩散至整个子信道的信号作为对象时,能够从与其他用户 不重复使用的子载波的信号中以某种程度的精度进行解调。
但是,在如 OFDMA 方式那样给各子载波分别分配调制信号的系统中,有重复 使用的子载波的情况下,有可能得不到良好的特性。
因此,认为在距基站装置远而需要高发送功率的终端装置中,使用能够抑制 PAPR 特性较低的单载波传输。 另外,认为在距基站装置近而无需高发送功率的终端装置 中,使用能以子载波为单位进行自适应调制等的 OFDMA 方式。 由此,假设进行切换的 系统。 在被切换成 OFDMA 方式的情况下,优选与其他子信道重复使用图 1A ~图 3B 所 示的子信道内的几个子载波的构成。
因此,在进行这样的切换的系统中,如图 7 所示,使用通过传输方式限制了可 使用的子信道的信道配置。
图 7 是表示本发明的第 4 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配方法的 图。 在图 7 中,横轴是频率。
在图 7 中,从频率低的一方向高的一方依次配置有 :频域 F301 中的子信道、频 域 F302 中的子信道、频域 F303 中的子信道、频域 F304 中的子信道、频域 F305 中的子信 道、频域 F306 中的子信道、频域 F307 中的子信道。
在图 7 中,利用频域 F304 以后的高的频率,向使用单载波传输的用户分配频域 F304、 F305、 F306、 F307 中的子信道 ( 单载波信道 )。 另外,利用比频域 F304 低的频 率,向使用 OFDMA 方式的用户分配频域 F301、F302、F303 中的子信道 ( 多载波信道 )。
在本实施方式中,只在分配有使用单载波传输的用户的子信道、即频域 F304、 F305、 F306、 F307 中的子信道,使用与其他子信道重复的子载波。
具体而言,频域 F304 中的子信道和频域 F305 中的子信道使用重复的子载波 SC101、 SC102。
另外,频域 F305 中的子信道和频域 F306 中的子信道使用重复的子载波 SC103、 SC104。
另外,频域 F306 中的子信道和频域 F307 中的子信道使用重复的子载波 SC105、 SC106。
另外,频域 F307 中的子信道和频域 F308 中的子信道使用重复的子载波 SC107、 SC108。
由此,使用 OFDMA 方式的用户的特性不会劣化、能够以少的子载波数收容更 多用户。
( 第 5 实施方式 )
接着,对本发明的第 5 实施方式所涉及的通信系统进行说明。 该通信系统具 备 :终端装置 ( 也称为第 1 通信装置 ) 和基站装置 ( 也称为第 2 通信装置 )。 因为本发明的第 5 实施方式中的终端装置能够使用与图 14 的终端装置同样的终端装置,所以省略 其说明。 另外,因为本发明的第 5 实施方式中的基站装置能够使用与第 2 ~第 3 实施方 式所涉及的基站装置同样的基站装置,所以省略其说明。 在本实施方式中,对与之前的 实施方式不同的子载波的分配方法进行说明。
图 8A 是表示基站装置的数据信号的不优选的分配方法的图。 另外,图 8B 是表 示本发明的第 5 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配方法的图。 在图 8A 及图 8B 中,横轴是频率。
在之前的实施方式中,说明了与其他子信道重复地使用子信道内的一部分子载 波的情况。 另外,也说明了能够以少的子载波数收容更多用户的信道配置、和在这样的 信道配置中可解调各子信道的数据的基站装置的构成。
但是,如图 8A 所示,在 1 用户使用多个子信道的情况下,当使用相互重复的子 信道时,接收特性劣化。 其原因在于,重复的子载波的传播路径特性完全相同,信号无 法分离。
并且,在图 8A 中,频域 F401 的子信道和频域 F402 的子信道被分配给用户 UA。 另外,频域 F403 的子信道被分配给用户 UB。
另外,在频域 F401 的子信道和频域 F402 的子信道,重复使用子载波 SC201、 SC202。 另外,在频域 F402 的子信道和频域 F403 的子信道,重复使用子载波 SC203、 SC204。
在 1 用户使用多个子信道的情况下,通过进行图 8B 所示的信道分配,从而不易 产生上述的劣化。
并且,在图 8B 中,频域 F501 的子信道被分配给用户 UA。 另外,频域 F502 的 子信道被分配给用户 UB。 另外,频域 F503 的子信道被分配给用户 UA。
在频域 F501 的子信道和频域 F502 的子信道,重复使用子载波 SC301、SC302。 另外,在频域 F502 的子信道和频域 F503 的子信道,重复使用子载波 SC303、 SC304。
在该图 8B 中,采用了不将同一用户分配给相邻子信道的配置,但并不限定于 此,也可以采用不分配给相互重复的子信道的配置。
( 第 6 实施方式 )
接着,对本发明的第 6 实施方式所涉及的通信系统进行说明。 该通信系统具 备 :终端装置 ( 也称为第 1 通信装置 ) 和基站装置 ( 也称为第 2 通信装置 )。 因为在本发 明的第 6 实施方式中的终端装置能够使用与图 14 的终端装置同样的终端装置,所以能够 省略其说明。 另外,因为本发明的第 6 实施方式中的基站装置能够使用与第 2 ~第 3 实 施方式所涉及的基站装置同样的基站装置,所以能够省略其说明。 在本实施方式中,对 与之前的实施方式不同的子载波的分配方法进行说明。
在 3GPP 中研究的 E-UTRA 系统中,在所有小区中使用相同的频带。 因此,针 对因小区间干扰引起的特性劣化的对策是重要的。 作为减轻小区间干扰的影响的技术, 有干扰协调。
这是一种如下技术 :如图 9A 及图 9B 所示,设置能够以高功率发送的子信道和 以低功率进行发送的子信道,按照使以高功率发送的子信道在相邻小区之间不重复的方 式进行配置及调整。图 9A 及图 9B 是分别表示相邻的 2 个小区中的子载波的分配的图。 图 9A 是表 示相邻的一方小区中的数据信号的分配方法的图。 图 9B 是表示相邻的另一方小区中的数 据信号的分配方法的图。 在图 9A 及图 9B 中,横轴是频率。
在图 9A 中,给频域 F601 的子信道分配有用户 UA 的数据信号。 另外,给频域 F602 的子信道分配有用户 UB 的数据信号。 另外,给频域 F603 的子信道分配有用户 UC 的数据信号。
在图 9A 中,在频域 F601 的子信道和频域 F602 的子信道,重复分配子载波 SC401、 SC402。 另外,在频域 F602 的子信道和频域 F603 的子信道,重复分配子载波 SC403、 SC404。
在图 9A 中,频域 F601、 F602 的子信道所配置的数据信号的发送功率,被设定 得比频率 F603 的子信道所配置的数据信号的发送功率还高。
在图 9B 中,给频域 F701 的子信道配置有用户 UD 的数据信号。 另外,给频域 F702 的子信道分配有用户 UE 的数据信号。 另外,给频域 F703 的子信道分配有用户 UF 的数据信号。
在图 9B 中,在频域 F701 的子信道和频域 F702 的子信道,重复分配子载波 SC501、 SC50。 另外,在频域 F702 的子信道和频域 F703 的子信道,重复分配有子载波 SC503、 SC504。
在图 9B 中,频域 F701、 F702 的子信道所配置的数据信号的发送功率,被设定 得比频率 F703 的子信道所配置的数据信号的发送功率还低。
如果采用利用图 9A 及图 9B 说明过的技术,则能够改善位于主要使用以高功率 发送的子信道的小区边缘的用户特性。
但是,如图 9A 及图 9B 所示,在与其他子信道重复地使用子信道内的一部分子 载波的情况下,在能够以高功率发送的子信道和以低功率发送的子信道的交界处,小区 间的干扰变大。
因此,在本实施方式中,对在使用干扰协调的系统中与其他子信道重复地使用 子信道内的一部分子载波的情况下的适当的信道配置进行说明。
图 10A 及图 10B 是表示本发明的第 6 实施方式所涉及的子载波的分配方法的图。 图 10A 是表示在本发明的第 6 实施方式中相邻的一方小区中的数据信号的分配方法的图。 图 10B 是表示在本发明的第 6 实施方式中相邻的另一方小区中的数据信号的分配方法的 图。 在图 10A 及图 10B 中,横轴是频率。
如图 10A 及图 10B 所示,在本实施方式中,在使用干扰协调的情况下,针对以 高功率发送的子信道和以低功率发送的子信道,不重复使用子载波。 并且,只对成为相 同程度发送功率的子信道,重复使用一部分子载波。 由此,能够在不使干扰协调带来的 小区间干扰减少效果劣化的情况下改善位于小区边缘的用户特性。
在图 10A 中,给频域 F801 的子信道分配有用户 UA 的数据信号。 另外,给频域 F802 的子信道分配有用户 UB 的数据信号。 另外,给频域 F803 的子信道分配有用户 UC 的数据信号。
在图 10A 中,在频域 F801 的子信道和频域 F802 的子信道,重复分配子载波 SC601、 SC602。在图 10A 中,频域 F801、F802 的子信道所配置的数据信号的发送功率,被设定 得比频率 F803 的子信道所配置的数据信号的发送功率还高。
在图 10B 中,给频域 F901 的子信道分配有用户 UD 的数据信号。 另外,给频域 F902 的子信道分配有用户 UE 的数据信号。 另外,给频域 F903 的子信道分配有用户 UF 的数据信号。
在图 10B 中,在频域 F901 的子信道和频域 F902 的子信道,重复分配子载波 SC701、 SC702。
在图 10B 中,频域 F901、F902 的子信道所配置的数据信号的发送功率,被设定 得比频率 F903 的子信道所配置的数据信号的发送功率还低。
图 11A 是表示本发明的第 6 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分配方法的 另一例的图。 图 11B 是表示与本发明的第 6 实施方式所涉及的基站装置的数据信号的分 配不同的方法的图。 在图 11A 及图 11B 中,横轴是频率。
在图 11A 中,给频域 F111 的子信道分配有用户 UA 的数据信号。 另外,给频域 F112 的子信道分配有用户 UB 的数据信号。 另外,给频域 F113 的子信道分配有用户 UC 的数据信号。 另外,给频域 F114 的子信道分配有用户 UD 的数据信号。
在图 11A 中,在频域 F111 的子信道和频域 F112 的子信道,重复分配子载波 SC801、 SC802。 另外,在频域 F112 的子信道和频域 F113 的子信道,重复分配子载波 SC803、 SC804。 另外,在频域 F113 的子信道和频域 F114 的子信道,重复分配子载波 SC805、 SC806。
在图 11A 中,频域 F111 的子信道所配置的数据信号的接收功率变得比频域 F113 的子信道所配置的数据信号的接收功率还高。 另外,频域 F113 的子信道所配置的数据 信号的接收功率变得比频率 F112、 F114 的子信道所配置的数据信号 ( 除子载波 SC801、 SC802、 SC803、 SC804、 SC805、 SC806 所配置的数据信号以外 ) 的接收功率还高。
在图 11B 中,给频域 F121 的子信道分配有用户 UA 的数据信号。 另外,给频域 F122 的子信道分配有用户 UB 的数据信号。 另外,给频域 F123 的子信道分配有用户 UC 的数据信号。 另外,给频域 F124 的子信道分配有用户 UD 的数据信号。
在图 11B 中,在频域 F121 的子信道和频域 F122 的子信道,重复分配子载波 SC901、 SC902。 另外,在频域 F122 的子信道和频域 F123 的子信道,重复分配载波 SC903、 SC904。 另外,在频域 F123 的子信道和频域 F124 的子信道,重复分配子载波 SC905、 SC906。
在图 11B 中,频域 F121 的子信道所配置的数据信号的接收功率变得比频域 F123 的子信道所配置的数据信号的接收功率还高。 另外,频域 F123 的子信道所配置的数据 信号的接收功率变得比频域 F122、 F124 的子信道所配置的数据信号 ( 除子载波 SC901、 SC902、 SC903、 SC904、 SC905、 SC906 所配置的数据信号以外 ) 的接收功率还高。
如图 11A 所示,在相邻的子信道的接收功率大不相同的情况下,如果通过 A/D 变换而具有低接收功率的子信道的信号的分辨率变得充分,则接收特性劣化。
这样的接收特性的劣化会影响重复使用子载波的相邻子信道,且得到高接收功 率的子信道的接收特性也会劣化。 作为与该问题相应的对策,如图 11B 所示,尽可能同 时分配接收功率大致相等的用户。也就是说,在本实施方式的图 11B 中,频域 F121 的数据信号的接收功率和频域 F122、 F124 的数据信号的接收功率之差小。 对此,在图 11A 中,频域 F111 的数据信号 的接收功率和频域 F112、 F114 的数据信号的接收功率之差比本实施方式大。
如图 11B 所示,通过同时分配接收功率大致相等的用户,从而能够去掉不能充 分取得分辨率的子信道。 并且,即使在使用在相邻子信道间重复的子载波的情况下,也 能够在所有子信道中得到良好的接收特性。
而且,在进行发送功率控制的情况下,不只考虑各个用户的距离衰减等,也可 以考虑同时分配的其他用户的传播路径状况。 这能够通过基站装置一并确定表示各用户 的发送功率的信息,以使基站装置中的接收功率大致相同而进行。
( 第 7 实施方式 )
本实施方式中,说明在相邻子信道间重复使用一部分子载波的系统中进而对重 复使用的子载波进行加权的情况。
图 12A 是表示本发明的第 7 实施方式中的数据信号的分配方法的图。 在图 12A 中,横轴表示频率。 在图 12A 中,在频率方向配置有 72 个子载波。 另外,按照从频率 低的一方开始的顺序依次配置有 7 个子信道。 1 个子信道含有 12 个子载波。 频域 F131 中的子信道被分配给用户 UA。 另外,频域 F132 中的子信道被分配给 用户 UB。 另外,频域 F133 中的子信道被分配给用户 UC。 另外,频域 F134 中的子信道 被分配给用户 UD。 另外,频域 F135 中的子信道被分配给用户 UE。 另外,频域 F136 中 的子信道被分配给用户 UF。 另外,频域 F137 中的子信道被分配给用户 UG。
在频域 F131 的子信道和频域 F132 的子信道,重复分配子载波 SC001、SC002。 另外,在频域 F132 的子信道和频域 F133 的子信道,重复分配子载波 SC003、SC004。 另 外,在频域 F133 的子信道和频域 F134 的子信道,重复分配子载波 SC005、 SC006。 另 外,在频域 F134 的子信道和频域 F135 的子信道,重复分配子载波 SC007、 SC008。 另 外,在频域 F135 的子信道和频域 F136 的子信道,重复分配子载波 SC009、 SC010。 另 外,在频域 F136 的子信道和频域 F137 的子信道,重复分配子载波 SC011、 SC012。
图 12B 是表示图 12A 的频域 F131 所分配的用户 UA 的发送信号的图。 另外,图 12C 是表示图 12A 的频域 F132 所分配的用户 UB 的发送信号的图。
如图 12B 及图 12C 所示,在本实施方式中,使用与相邻子信道重复使用的子载 波的功率变低的权重 ( 频域的滤波 )。
如图 12B 所示,由于用户 UA 右端的 2 个子载波与用户 UB 共用,所以进行了使 这些子载波的功率衰减的线性加权。 另外,用户 UB 与用户 UA 及用户 UC 共用两端的合 计 4 个子载波,所以进行了使这些子载波的功率衰减的加权。
通过这样的加权会降低发送功率,但通过将针对端部的子载波减少的功率分配 给其他子载波,从而能够确保整体发送功率为固定。
作为此时的分配方法,既可以使用对不进行加权的子载波平均分配的方法,也 可以按照传播路径状况给以高接收功率接收到的子载波分配较多发送功率的方法。
通过对端部的子载波进行这样的加权,从而能够降低发送信号的 PAPR。 在图 12B 及图 12C 中,虽然示出了进行线性衰减的加权的例子,但是并不限定于此。 也可以 进行使用了余弦滚降滤波器的窗函数或汉明函数等其他函数的加权。
另外,在图 12A ~图 12C 中,虽然只对用户 UA 和用户 UB 进行了说明,关于其 他用户 UC ~ UG,同样对重复使用的子载波进行加权之后传输。
图 13 是表示本发明的第 7 实施方式所涉及的终端装置 300 的构成的示意框图。 如图 13 所示,本实施方式中的终端装置 300 采用对图 14 所示的终端装置 100z 的构成追 加了加权 · 功率分配部 2000 之后的构成。 在该加权 · 功率分配部 2000 中,进行与上 述的相邻子信道重复使用的端部的子载波相应的功率的加权和通过该加权所减少的发送 功率的分配。
另外,本实施方式中的基站装置能够以与图 5 所示的基站装置 200c 相同的构成 实现。 其中,由于需要将终端装置 300 中的加权视作传播路径变动的一部分的处理,所 以基站装置预先掌握在终端装置 300 侧进行了怎样的加权这样的信息。 由此,通过将终 端装置 300 中的加权视作传播路径变动的一部分,在图 5 的基站装置 200c 中进行非线性 反复均衡处理,从而能够再生加权之前的发送信号。
此外,在以上说明的实施方式中,也可以通过在可计算机读取的记录介质中记 录用于实现第 1 ~第 7 实施方式所涉及的基站装置或终端装置的各部的功能的程序,使计 算机系统读取该记录介质所记录的程序并执行,从而进行基站装置或终端装置的控制。 此外,这里所指的 “计算机系统” 包括 OS 和周边设备等硬件。
另外,所谓 “可计算机读取的记录介质” 是指软盘、光磁盘、 ROM、 CD-ROM 等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。 而且,所谓 “可计算机读取的记 录介质”,包括 :如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下的通信 线那样,短时间能动地保持程序的介质,如成为此时的服务器或客户机的计算机系统内 部的易失性存储器那样,在一定时间内保持程序的介质。 另外,上述程序可以是用于实 现前述功能的一部分的程序,可以是能够以与已经记录在计算机系统中的程序的组合来 实现前述功能的程序。
以上,虽然参照附图详细说明了本发明实施方式,但是具体的构成并不限定于 该实施方式,不脱离本发明宗旨的范围设定等也包括在请求保护的范围内。
( 产业上的可用性 )
本发明能够应用在增加可收容的用户数从而能有效利用频率的通信系统、通信 装置及通信方法等中。