CN1231089C - 基站装置、通信终端装置和通信方法 - Google Patents

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Abstract

分配部101根据各通信终端的每个可通信的子载波的传输速率来决定对各通信终端的通信资源的分配，对缓冲部102指示下行发送数据的输出。分配部101对帧形成部103指示下行发送数据的码元化，并且对各通信终端输出表示通信资源分配的信号。缓冲部102保持下行发送数据，根据来自分配部101的指示将下行发送数据输出到帧形成部103。帧形成部103将资源分配信号和发送数据码元化并形成帧，输出到扩频部104。

Description

基站装置、通信终端装置和通信方法
技术领域
本发明涉及基站装置、通信终端装置和通信方法。
背景技术
由于蜂窝通信系统是一个基站与多个通信终端同时进行无线通信的系统，所以随着近年来的需求增加而需要提高传输效率。
作为提高从基站向通信终端的下行线路的传输效率的技术有HDR(HighData Rate：高数据速率)。HDR是时间分割通信资源来进行对各通信终端分配的调度，而且根据通信品质来对每个通信终端设定传输速率，从而提高数据的传输效率的方法，是适合于网络等连接的方法。
以下，用图1来说明基站和通信终端在HDR中用于设定传输速率的工作状况。在图1中，假设基站11正在与通信终端12～14进行通信。
首先，基站11将导频信号发送到各通信终端12～14。各通信终端12～14根据接收的导频信号的SIR(Signal to Interference Ratio：信号干扰比)等来估计通信品质，求可与基站通信的传输速率。然后，各通信终端12～14根据可通信的传输速率来选择分组长度、纠错、调制方式的组合的通信模式，将表示通信模式的信号发送到基站11。
基站11根据由各通信终端12～14选择的通信模式来进行排序，对每个通信终端设定传输速率，通过控制信道将表示对各通信终端的通信资源的分配预报给各通信终端12～14。
然后，基站11在分配的时间中仅对对应的通信终端发送数据。例如，在将时间t1分配给通信终端12的情况下，基站11在时间t1时仅对通信终端12发送数据，而不对通信终端13、14进行发送。
这样，以往，通过根据HDR产生的通信品质来对每个通信终端设定传输速率，从而提高作为系统整体的数据传输效率。
这里，由于频率选择性衰落，所以存在一部分频带的通信品质恶化的情况。而且，通信品质恶化的频带部分因每个通信终端而异。
例如，在图2的情况下，通信终端12的高频端的通信品质良好，而低频端的通信品质差。通信终端13的低频端的通信品质良好，而高频端的通信品质差。通信终端14的低频端的通信品质良好，而高频端的通信品质差。
但是，由于上述现有的基站和通信终端使用全频带来进行通信，所以存在以下问题：在受到频率选择衰落影响的频带中通信品质恶化，传输效率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站装置、通信终端装置和通信方法，在频率选择衰落下的环境中也可以维持高的传输效率。
该目的如下来实现：在各通信终端中对每个子载波估计通信品质，使用通信品质良好的子载波从基站向各通信终端发送数据。
本发明的方案一的一种基站装置，包括：估计部件，以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率；分配部件，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配；以及形成部件，根据该分配部件的指示来形成发送码元。
本发明的方案二的一种通信终端装置，其特征在于，方案一的形成部件以子载波为单位将通信资源的分配信息码元化。
本发明的方案三的一种通信终端装置，包括：从接收信号中以子载波为单位来提取发往本台的信号的信号提取部件接收部件，接收从方案二所述的基站装置发送的无线信号；以及解调部件，根据所述无线信号包含的通信资源的分配的信息对以发往本台的子载波传送的信号进行解调。
本发明的方案四的一种通信方法，基站装置以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配，将根据该分配形成的分配信息和数据发送到所述通信终端，所述通信终端装置根据所述分配信息从所述数据中以子载波为单位来提取发往本台的数据。
本发明的方案五的一种通信方法，基站装置以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配，将根据该分配形成的数据发送到所述通信终端，所述通信终端装置根据解扩后接收信号的品质从所述数据中以子载波为单位来提取发往本台的数据。
附图说明
图1表示使用现有的HDR方式的通信形态的图；
图2表示通信频带中的频率选择衰落的影响的图；
图3表示本发明实施例1的基站结构的方框图；
图4表示上述实施例的通信终端的结构方框图；
图5表示上述实施例的基站和各通信终端的通信中的频率衰落的影响和频带分配的图；
图6表示在从上述实施例的基站发送到各通信终端的时隙中的资源分配例的图；
图7表示本发明实施例2的基站结构的方框图；
图8表示上述实施例的通信资源分配的图；以及
图9表示本发明实施例3的通信终端结构的方框图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
图3表示本发明实施例1的基站结构的方框图。
在图3中，分配部101根据用后述的线路估计部114估计的各通信终端的每个可通信子载波的传输速率，来决定对各通信终端的通信资源的分配，对缓冲部102指示下行发送数据的输出。分配部101对帧形成部103指示下行发送数据的码元化，并且输出表示对各通信终端的通信资源分配的信号(以下称为‘资源分配信号’)。分配部101对扩频部104指示与下行发送数据相乘的扩频码。
缓冲部102保持下行发送数据，根据来自分配部101的指示，将下行发送数据输出到帧形成部103。
帧形成部103生成导频信号，根据来自分配部101的指示将从缓冲部102输出的下行发送数据码元化，以规定的间隔插入导频信号来形成帧，并输出到扩频部104。帧形成部103将资源分配信号和发送数据码元化而形成帧，并输出到扩频部104。
帧形成部103在通信开始时仅将导频信号输出到扩频部104。
扩频部104根据分配部101的指示对帧形成部103的输出信号进行扩频并输出到IFFT部105。
IFFT部105将扩频部104的输出信号进行快速傅立叶反变换并输出到D/A变换部106。D/A变换部106将IFFT部105的输出信号进行数模变换并输出到发送RF部107。发送RF部107将D/A变换部106的输出信号的频率变换为无线频率并输出到天线108。天线108将发送RF部107的输出信号发送到各通信终端。
天线111接收从各通信终端无线发送的信号并输出到接收RF部112。接收RF部112将接收信号的频率变换为基带并输出到解调部113。
解调部113对基带信号进行解调而输出接收数据。解调部113将基带信号中包含的数据速率请求(以下称为‘DRR’)信号输出到线路估计部114。DRR信号在后面的通信终端的结构说明中一起进行说明。
线路估计部114根据DRR信号以每个子载波来估计与各通信终端可通信的传输速率，将估计结果输出到分配部101。
接收RF部112、解调部113和线路估计部114准备给每个用户。
图4表示本实施例的通信终端的结构方框图。
在图4中，天线201接收从图3所示的基站发送的无线信号并输出到接收RF部202。天线201将从发送RF部210输出的发送信号作为无线信号发送到图3所示的基站。
接收RF部202将天线201接收的无线频率信号的频率变换为基带并输出到A/D变换部203。A/D变换部203将基带信号进行模数变换并输出到FFT部204。FFT部204将A/D变换部203的输出信号进行快速傅立叶变换并输出到解扩部205。解扩部205对FFT部204的输出信号进行解扩并输出到SIR判定部206。
SIR判定部206在解扩部205的输出信号中提取导频信号，将导频信号以外的分量输出到子载波选择部211。SIR判定部206根据提取出的导频信号来对每个子载波求SIR并输出到传输速率计算部207。
传输速率计算部207根据SIR对每个子载波计算与基站可能的传输速率，将计算结果输出到请求信号形成部208。
请求信号形成部208根据传输速率计算部207的计算结果来形成对基站请求表示各子载波的传输速率的DRR信号，并输出到调制部209。调制部209对DRR信号和上行发送数据进行调制并输出到发送RF部210。
发送RF部210将调制部209的输出信号变频为无线频率，输出到天线201。
子载波选择部211根据接收控制部214的通知，以子载波为单位来选择从SIR判定部206输出的导频信号以外的分量，并输出到P/S变换部212。
P/S变换部212将子载波选择部211的输出信号进行串并行变换并输出到解调部213。
解调部213对P/S变换部212的输出信号进行解调并取出接收数据，同时将控制信号输出到接收控制部214。
接收控制部214根据控制信号将传送发往本台的信号的子载波通知子载波选择部211。
下面，说明在上述图3所示的基站和图4所示的通信终端之间确定下行线路的传输速率前的信号流程。
首先，在基站的帧形成部103中形成导频信号。导频信号与下行发送数据一起由扩频部104进行扩频，由IFFT部105进行快速傅立叶反变换，由D/A变换部106进行数模变换，由发送RF部107变频为无线频率，从天线108向各通信终端发送。
在各通信终端中，天线201接收到的信号由接收RF部202变频为基带，由A/D变换部203进行模数变换，由FFT部204进行快速傅立叶变换，由解扩部205进行解扩。然后，由SIR判定部206从解扩部205中提取导频信号，根据导频信号来求SIR。
然后，由传输速率计算部207根据SIR对每个子载波计算可通信的传输速率，由请求信号形成部208形成表示请求各子载波的传输速率的DRR信号。
DRR信号和上行发送数据一起由调制部209进行调制，由发送RF部210变频为无线频率，从天线201向基站发送。
在基站中，天线111接收到的信号由接收RF部112变频为基带，由解调部113进行解调，将解调后的基带信号中包含的DRR信号输出到线路估计部114。线路估计部114根据DRR信号来对每个子载波估计与各通信终端可通信的传输速率。
在分配部101中，根据各通信终端的每个子载波的可通信的传输速率来决定对各通信终端的通信资源的分配，将资源分配信号输出到帧形成部103。
资源分配信号和下行发送数据一起由扩频部104进行扩频，由IFFT部105进行快速傅立叶逆变换，由D/A变换部106进行数模变换，由发送RF部107变频为无线频率，从天线108通过控制信道预报给各通信终端。
各通信终端根据资源分配信号用分配给本台的接收时间和子载波来进行数据接收。
从基站送至通信终端的下行发送数据在决定通信资源的分配之前被存储在缓中部102中。在发送了资源分配信号后，下行发送数据根据资源分配信号从缓冲部102输出到帧形成部103并进行码元化。
码元化时下行发送数据根据资源分配信号来设定子载波和通信速率。
码元化的下行发送数据由IFFT部105进行快速傅立叶反变换，由D/A变换部106进行数模变换，由发送RF部107变频为无线频率，从天线108发送。
下面，说明通信资源分配的具体例。
图5是表示基站和各通信终端的通信中的频率衰落的影响和频带分配的图。
在图5中，粗线表示衰落对频带的通信品质造成的影响。
用户1的通信终端在频带f4、f5的通信品质良好，而在频带f1、f2、f3的通信品质差。用户2的通信终端在频带f2、f3的通信品质良好，而在频带f1、f4、f5的通信品质差。而用户3的通信终端在频带f1的通信品质良好，而在频带f2、f3、f4、f5的通信品质差。
因此，在与各个通信终端的通信中，分配通信品质良好的频带。
图6是从某个基站向各通信终端发送的时隙中的资源分配例。横轴表示时隙的发送时刻。
来自基站的数据的发送在规定长度的时隙中包含控制信号和数据。控制信号包含将数据的发送定时和传输速率传送到各用户的通信终端的信号，数据根据控制信号的信息来排列。
在图6中，子载波1使用频带f1，子载波2使用频带f2，子载波3使用频带f3，子载波4使用频带f4，子载波5使用频带f5。
基站将频带f1分配给与用户3的通信终端的通信，将频带f2、f3分配给与用户2的通信终端的通信，将f4、f5分配给与用户3的通信终端的通信。
因此，将用户3的数据分配在子载波1的时隙中，将用户2的数据分配在子载波2的时隙中，将用户2的数据分配在子载波3的时隙中，将用户1的数据分配在子载波4的时隙中，将用户1的数据分配在子载波5的时隙中。
以下，对用户4、5、6分别分配通信品质良好的频带。
这样，在各通信终端中对每个子载波估计通信品质，通过使用通信品质良好的子载波从基站向各通信终端发送数据，即使在频率选择衰落下的环境中也可以维持高的传输效率。通过对应每个子载波来接收数据，即使在频率选择衰落下的环境中也可以维持高的传输效率。
资源分配信号也可以用与数据信号不同的频率或不同的调制方式来发送。
资源分配信号也可以作为子载波单位的资源分配信息对应每个子载波来发送。这种情况下，基站以子载波为单位来形成资源分配信号，并用与数据相同的子载波来进行发送，通信终端以子载波为单位，通过根据接收的通信资源的分配信号来接收数据，从而可以简化资源分配信号。
在本实施例中，从SIR判定部206输出的解扩后的码元中提取发往本台的码元，但本发明在快速傅立叶变换后并且如果是解调前的码元，就可以提取发往本台的码元。
这种情况下，从图3的FFT部204、解扩部205、或P/S变换部212将码元输出到子载波选择部211。
(实施例2)
图7表示本发明实施例2的基站结构的方框图。
其中，与图3相同的结构附以与图3相同的标号，并省略详细说明。
图7的基站装置与图3的基站装置的不同在于，包括多个扩频部502、512、522，以及多个帧形成部501、511、522，将扩频率低的信号发送到通信品质好的频带，根据频率选择衰落等影向，将扩频率高的信号发送到通信品质差的频带。
在图7中，分配部101根据由线路估计部114估计的各通信终端的每个子载波的可通信传输速率来决定对各通信终端的通信资源的分配，对缓冲部102指示下行发送数据的输出。分配部101对帧形成部501、511、512指示下行发送数据的码元化，并且输出资源分配信号。分配部101分别对扩频部502、512、522指示与下行发送数据相乘的扩频码。
帧形成部501、511、512生成导频信号，根据来自分配部101的指示将从缓冲部102输出的下行发送数据码元化，以规定的间隔插入导频信号来形成帧，并输出到扩频部502、512、522。帧形成部501、511、522在通信开始时仅将导频信号输出到扩频部502、512、522。
扩频部502、512、522将帧形成部501、511、521的输出信号分别用分配部101指示的扩频码来进行扩频，并输出到IFFT部105。
这样，通过用分配部101所指示的扩频码使扩频部502、512、522分别进行扩频，可以对各自的子载波以通信终端为单位来设定扩频率并发送码元。
下面，说明通信资源的分配。图8表示实施例2的通信资源分配的图。
在图8中，横轴表示频率，纵轴表示通信品质。粗线表示各通信终端的通信中的频率衰落造成的通信品质的变化。
用户1的通信终端在频带f4、f5中通信品质良好，在频带f2、f3中通信品质稍差，而在f1中通信品质差。用户2的通信终端在频带f2、f3中通信品质良好，而在频带f1、f4中通信品质稍差，而在f5中通信品质差。
因此，基站将频带f4、f5中扩频率低的信号发送到用户1的通信终端，并将低频端的频带f2、f3中扩频率高的信号发送到用户1的通信终端。
因此，基站将频带f2、f3中扩频率低的信号发送到用户1的通信终端，并将低频端的频带f1、f4中扩频率高的信号发送到用户1的通信终端。
这样，本发明的通信装置通过将扩频率低的信号发送到通信品质好的频带，根据频率选择衰落等影响，将扩频率高的信号发送到通信品质差的频带，通过将扩频率低的信号发送到通信品质良好的频带，可以以高传输速率来发送数据。
此外，通过在通信品质差的频带中发送扩频率高的信号，可以减少对扩频到相同子载波上的其他信号的影响。
(实施例3)
图9表示本发明实施例3的通信终端装置结构的方框图。其中，与图4相同结构的部分附以与图4相同的标号，并省略详细说明。
在图9中，SIR判定部701根据接收的导频信号来求不同频带中信号和干扰分量之比，将其结果作为SIR输出到传输速率计算部207。
SIR判定部701在接收信号中将满足规定阈值的信号判断为与本台通信的信号，输出到P/S变换部212，而将未满足规定阈值的信号作为干扰信号来放弃。
这样，通过在各通信终端中对每个子载波估计通信品质，使用通信品质良好的子载波从基站向各通信终端发送数据，即使在频率选择衰落下的环境中也可以维持高的传输效率。此外，通过对应于每个子载波来接收数据，即使在频率选择衰落下的环境中也可以维持高的传输效率。
在本发明的实施例中，根据SIR来对每个子载波计算与基站可能的传输速率，但并不限于此，计算传输速率的依据，也可以是表示信号与噪声比等的通信线路品质的值。
在本发明的实施例中，对快速傅立叶变换后的码元进行解扩处理，但并不限于此，对子载波选择后或串并行变换后的码元也可以进行快速傅立叶变换。
本发明可以应用于使用频率分割的通信方式。
从以上说明可知，可以在各通信终端中对每个子载波估计通信品质，使用通信品质良好的子载波从基站向各通信终端发送数据。
本说明书基于2000年2月16日申请的(日本)特愿2000-038877号专利申请。其内容全部包含于此。

Claims (9)

1、一种基站装置，包括：估计部件，以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率；分配部件，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配；以及形成部件，根据该分配部件的指示来形成发送码元。
2、如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，形成部件以子载波为单位将通信资源的分配信息码元化。
3、如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，还包括扩频部件，根据分配部件的指示，将发送码元和扩频码相乘来进行扩频。
4、如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，分配部件以子载波单位和时间单位来进行通信资源的分配。
5、如权利要求3所述的基站装置，其特征在于，分配部件根据估计部件估计的传输速率来决定扩频率，扩频部件根据所述扩频率来对发送码元进行扩频。
6、一种通信终端装置，包括：接收部件，接收从如权利要求2所述的基站装置发送的无线信号；以及解调部件，根据所述无线信号包含的通信资源的分配的信息对以发往本台的子载波传送的信号进行解调。
7、如权利要求6所述的通信终端装置，其特征在于，所述解调部件对发往本台的信号的品质进行阈值判定，对超过阈值的信号进行解调。
8、一种通信方法，基站装置以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配，将根据该分配形成的分配信息和数据发送到所述通信终端，所述通信终端装置根据所述分配信息从所述数据中以子载波为单位来提取发往本台的数据。
9、一种通信方法，基站装置以子载波为单位来估计与通信终端装置进行通信时的传输速率，根据所述传输速率，以子载波为单位来进行对所述通信终端装置的通信资源的分配，将根据该分配形成的数据发送到所述通信终端，所述通信终端装置根据解扩后接收信号的品质从所述数据中以子载波为单位来提取发往本台的数据。
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