自適應陣列基站和用於自適應陣列基站的通信方法
2023-06-29 10:22:01 2
專利名稱：自適應陣列基站和用於自適應陣列基站的通信方法
技術領域：
本發明涉及自適應陣列基站和用於自適應陣列基站的通信方法。
背景技術：
移動通信系統標準計劃3GPP近來在討論LTE (長期演進)。按照LTE，基站向移動站分配資源塊(RB)用於從基站到移動站的下行鏈路通信。
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按照LTE，如圖4所示，系統的頻帶分為多個資源塊(RB)，每個資源塊包括ー個或多個子載波(無線通信信道)(在圖4中有12個子載波)。按照LTE，資源塊基本上以Ims的子幀(通信幀)被分配給移動站。按照LTE，子幀包括諸如用於發送控制信息的HXXH(物理下行鏈路控制信道)的控制信息區域和諸如用於發送用戶數據的roscH (物理下行鏈路共享信道)的用戶數據區域。PDCCH被分配給子幀中的第一到第三個符號。PDSCH在時間上與HXXH分開，並且被分配給PDCCH被分配的符號之後的符號，S卩，例如第四個符號以及隨後的符號。由分配給HXXH的第一個符號中包括的PCFICH (物理控制格式指示信道)(未示出)向移動站通知用於HXXH的符號數目(例如，參見非專利文獻I)。相關文獻非專利文獻非專利文獻I 3GPP TS36. 211 (V8. 7. O)，"Physical Channels and Modulation",2009年5月
發明內容
技術問題傳統上，LTE在由基站向移動站分配資源塊時不考慮控制信息區域和用戶數據區域之間的對應。也就是說，按照LTE，控制信息區域和用戶數據區域傳統上被分配給不同的資源塊。詳細地說，按照LTE，作為控制信息區域的HXXH比作為用戶數據區域的I3DSCH在頻率方向上被分配了更寬的範圍。當引入AAS (適應性天線系統)時，根據LTE的這種資源塊分配會引起問題。根據傳輸環境，AAS通過對構成陣列天線的多個天線元件中的每個元件進行加權來執行自適應控制，由此改變無線電波的方向。在下行鏈路傳輸中，對應於AAS的自適應陣列基站通過使用基於移動站發送的參考信號計算的天線權重來向所期望的移動站執行諸如波束成形、零陷(null steering)等的自適應控制。但是，移動站發送的參考信號與包括用戶數據的資源塊相關，並且技術上說，這些參考信號可能不能用於包括了所述資源塊之外的控制信息的頻帶。同樣地，當控制信息區域廣泛地分配在頻率方向時，可能無法利用AAS増加關於所期望的移動站的増益的優點。這樣，LTE傳統上具有這樣的問題AAS對於從基站向移動站發送的控制信息無法適用，並且可能無法執行諸如波束成形和零陷等的自適應控制。相應地，考慮到這樣的情況，本發明的目標是提供一種自適應陣列基站和用於自適應陣列基站的通信方法，該基站和方法可以通過自適應陣列控制發送至少一部分控制信
息。
解決方案為了解決上述問題，根據本發明的第一方面的ー種自適應陣列基站，被配置為通過向移動站分配通信幀中的控制信息區域和用戶數據區域中的每ー個的一部分來執行通信，所述控制信息區域包括控制信息，所述用戶數據區域在時間方向上與所述控制信息區域相分離並且包括用戶數據，所述自適應陣列基站包括計算單元，被配置為基於來自所述移動站的接收信號來計算傳輸權重；分配単元，被配置為在所述通信幀中將用於ー個移動站的控制信息分配到與用於所述移動站的用戶數據被分配的用戶數據區域處於相同頻帶的控制信息區域；以及傳輸單元，被配置為基於所述傳輸權重以及對所述控制信息和所述用戶數據的分配通過自適應陣列控制來向所述移動站傳輸所述控制信息和所述用戶數據。本發明的第二方面是根據第一方面的自適應陣列基站，其中所述分配単元在時間方向上將所述通信幀中的所述控制信息區域的長度設置為固定值，並且所述控制信息中不包含有關所述控制信息區域在時間方向上的所述長度的信息。雖然裝置用於根據如上所述的本發明的方案的解釋，應當理解，本發明還可以實現為實質上對應於裝置的方法、程序和存儲了程序的存儲介質，因此這些都包括在本發明的範圍內。例如，根據本發明的第三方面將本發明實現為方法，用於自適應陣列基站的通信方法被配置為通過向移動站分配通信幀中的控制信息區域和用戶數據區域中的每ー個的一部分來執行通信，所述控制信息區域包括控制信息，所述用戶數據區域在時間方向上與所述控制信息區域相分離並且包括用戶數據，所述通信方法包括基於來自所述移動站的接收信號來計算傳輸權重的步驟；在所述通信幀中將用於ー個移動站的控制信息分配到與用於所述移動站的所述用戶數據被分配的用戶數據區域處於相同頻帶的控制信息區域的分配步驟；以及基於所述傳輸權重以及對所述控制信息和所述用戶數據的分配，通過自適應陣列控制來向所述移動站傳輸所述控制信息和所述用戶數據的步驟。本發明的第四方面是根據第三方面所述的用於自適應陣列基站的通信方法，其中在所述分配步驟，在時間方向上將所述通信幀中的所述控制信息區域的長度設置為固定值，並且所述控制信息不包含有關所述控制信息區域在時間方向上的所述長度的信息。本發明的效果根據本發明的自適應陣列基站和用於自適應陣列基站的通信方法，可以通過自適應陣列控制發送至少一部分控制信息。
圖I是根據本發明ー個實施方式的示出了基站的功能方框圖；圖2是根據本發明ー個實施方式的示出了分配資源塊的例子的圖；圖3是示出了圖I示出的基站的操作的流程圖；並且圖4是示出了根據LTE的資源塊的結構的例子的圖。
具體實施例方式將參考附圖描述本發明的實施方式。 圖I是根據本發明ー個實施方式的示出了自適應陣列基站I的示意性配置的圖。自適應陣列基站I包括陣列天線ANT、無線電通信単元(傳輸単元)10、AAS處理單元20、基帶處理單元30、調度器40、無線電資源分配単元(分配単元)50和符號映射単元60，其中，AAS處理單元20包括權重計算單元(計算單元)21和加權單元22。無線電通信單元10、AAS處理單元20、基帶處理単元30和符號映射単元60由適用於LTE的接ロ設備/電路而構成。調度器40和無線電資源分配単元50由諸如CPU等的合適的處理器而構成。以下是對每個単元的詳細描述。作為接收系統的操作，無線電通信単元10將由陣列天線ANT接收的載波頻率的無線電信號轉換為基帶頻率的無線電信號，並且將產生的信號向權重計算單元21輸出。同樣地，作為發送系統的操作，無線電通信単元10將來自加權単元22的基帶頻率的信號轉換為載波頻率的信號，並且將產生的信號通過自適應陣列控制經由陣列天線ANT向移動站發送。AAS處理單元20中的接收系統的權重計算單元21對輸入自無線電通信單元10的信號執行自適應信號處理並且向基帶處理単元30輸出該信號。詳細地說，在自適應信號處理中，權重計算單元21通過使用發送自移動站的參考信號和其它已知信息，基於針對陣列天線ANT的每個天線元件所獲得的相位信息等來計算使移動站具有高傳輸增益的傳輸權重(每個天線元件的相位/幅度的權重)。另ー方面，傳輸系統的加權單元22將由權重計算単元21獲得的傳輸權重加到輸入自基帶處理単元30的信號上，並且向無線電通信単元10輸出信號。作為接收系統的操作，基帶處理単元30對輸入自權重計算單元21的信號進行解調，並且分別針對每個移動站向調度器40輸出解調的結果。同樣地，作為發送系統的操作，基帶處理単元30向加權單元22輸出從符號映射単元60輸入的用於移動站的傳輸數據的符號陣列。調度器40根據輸入自基帶處理單元30的每個移動站的接收數據設置待分配資源塊的移動站。詳細地說，調度器40根據信道質量信息(CQI)、由移動站通知的每個資源塊的接收信號的質量或要發送的數據量來設置待分配資源塊的移動站。無線電資源分配単元50向由調度器40設置的移動站分配無線電資源。這裡，無線電資源分配単元50在LTE的子幀中將針對移動站的控制信息分配至相同移動站的用戶數據所被分配的資源塊的控制信息區域。圖2是示出了由無線電資源分配単元50分配資源塊的例子的圖。在圖2中，子幀中的前三個符號對應於控制信息區域，而第四個符號以及之後的符號對應於用戶數據區域。無線電資源分配単元50向用戶A的移動站分配資源塊RBl和RB2以及向用戶B的移動站分配資源塊RB3至RB6。也就是說，無線電資源分配単元50將用於用戶A的控制信息(PDCCH和PHICH (物理混合ARQ指示符信道))分配到用戶A的用戶數據(PDSCH)被分配的資源塊RB I和RB2的控制信息區域。同樣地，無線電資源分配単元50將用於用戶B的控制信息(PDCCH和PHICH)分配到用戶B的用戶數據(PDSCH)被分配的資源塊RB3至RB6的控制信息區域。由此，控制信息和用戶數據被包括在相同的無線電通信信道中，並且因此，對用戶數據的自適應陣列控制還可以應用於控制信息。在接收到無線電資源分配単元50的分配結果之後，符號映射単元60根據調製方法對包括針對移動站的控制信息和用戶數據的傳輸數據執行符號映射(分配幅度和相位)，並且將產生的符號陣列向基帶處理単元30輸出。圖3是示出了圖I示出的基站I的操作的流程圖。在經由陣列天線ANT接收到來自移動站的無線信號之後，無線電通信単元10將接收的載波頻率的無線電信號轉換為基帶頻率的無線電信號，並且將產生的信號向權重計算單元21輸出(步驟S101)。權重計算単元21通過使用發送自移動站的參考信號和其它已知信息基於針對陣列天線ANT等的每個天線陣列所獲得的相位信息等來計算使移動站具有高傳輸增益的傳輸權重(步驟S102)。基帶處理単元30對輸入自權重計算單元21的信號進行解調，並且分別針對每個移動站向調度器40輸出解調的結果(步驟S103)。調度器40根據輸入自基帶處理單元30的每個移動站的接收數據設置待分配資源塊的移動站(步驟S104)。無線電資源分配単元50向由調度器40確定的移動站分配無線電資源(步驟S105)。這裡，無線電資源分配単元50在LTE的子幀中將針對移動站的控制信息分配到相同移動站的用戶數據所被分配的資源塊(無線電通信信道)的控制信息區域。在接收到無線電資源分配単元50的分配結果之後，符號映射単元60根據調製方法對包括針對移動站的控制信息和用戶數據的傳輸數據執行符號映射，並且向基帶處理單元30輸出產生的符號陣列(步驟S106)。基帶處理単元30將輸入自符號映射単元60的用於移動站的傳輸數據的符號陣列向加權單元22輸出(步驟S107)。加權單元22將由權重計算單元21獲得的傳輸權重加到輸入自基帶處理単元30的信號上，並且向無線電通信単元10輸出信號(步驟S108)。無線電通信単元10將來自加權単元22的基帶頻率的信號轉換為載波頻率的信號，並且通過自適應陣列控制經由陣列天線ANT向移動站發送該信號(步驟 S109)。根據本實施方式，無線電資源分配単元50在LTE的子幀中將針對移動站的控制信息分配到相同移動站的用戶數據所被分配的資源塊的控制信息區域。相應地，自適應陣列基站I可以通過自適應陣列控制將至少一部分控制信息和用戶數據一起向移動站發送。也就是說，自適應陣列控制可以應用於從基站到移動站的控制信息，由此可以執行諸如波束成形和零陷等的自適應控制。雖然基於附圖和實施方式描述了本發明，但是本領域技術人員基於本發明的公開內容可以容易地以多種方式進行改變或變化。相應地，這些改變或變化也包括在本發明的範圍中。例如，每個組件或每個步驟的功能等可以被重新安排以避免邏輯不匹配，也可以組合或者拆分多個組件或步驟。例如，在圖2示出的資源塊的分配中，雖然由用戶A的移動站佔據了資源塊RBl和、RB2並且由用戶B的移動站佔據了資源塊RB3至RB6，但是每個資源塊都可以由多個用戶的移動站共享。這樣，無線電資源分配単元50除了將針對移動站的控制信息分配到相同移動站的用戶數據所被分配的資源塊的控制信息區域之外，還可以對應於無線電通信信道的更精細的粒度，將針對移動站的控制信息分配到相同移動站的用戶數據所被分配的子載波的控制信息區域。相應地，即使由多個移動站共享資源塊，也可以將控制信息和用戶數據分配至處於更好的無線電條件的無線電通信信道(子載波)中。由此，可以增強自適應陣列控制的效率。同樣地，如圖2所示，其中資源塊被分配給用戶B的移動站，當包括用戶數據的資源塊的數目(四RB3至RB6)大於包括控制信息的資源塊的數目(ニ RB3和RB4)吋，無線電資源分配単元50可以將控制信息分配至用戶數據被分配的多個資源塊中具有更好的無線電條件的資源塊的控制信息區域中。相應地，可以將控制信息和用戶數據分配至處於更好的無線電條件的無線電通信信道(或資源塊)中。由此，可以增強自適應陣列控制的效率。此外，雖然LTE的控制信息區域一般包括指示控制信息區域中符號的長度(時間長度)的PCFICH，但是無線電資源分配単元50可以為控制信息區域中的符號的長度設置固·定值，並且控制信息中不包含PCFICH。也就是說，如果自適應陣列基站I和移動站預先共同掌握了時間方向上控制信息區域的長度的固定值，就不必要在控制信息區域中包括有關該固定值的信息。相應地，更多的符號可以被分配給用戶數據區域。此外，無線電資源分配単元50分配給ー個移動站的資源塊的數目可以是ニ的倍數。一般地，自適應控制所需要的參考信號的數目根據陣列天線ANT的天線元件的數目而改變。因此，當天線元件的數目増加吋，在一些情況中，通過僅使用包括在ー個資源塊中的參考信號可能不能適當地執行自適應陣列控制。在這樣的情況中，通過以ニ的倍數増加要分配給ー個移動站的資源塊的數目，無線電資源分配単元50可以確保參考符號的合適數目。附圖標記列表I自適應陣列基站10無線電通信單元2OAAS處理單元21權重計算單元22加權單元30基帶處理単元40調度器50無線電資源分配単元60符號映射單元ANT陣列天線
權利要求
1.ー種自適應陣列基站，被配置為通過向移動站分配通信幀中的控制信息區域和用戶數據區域中的每ー個的一部分來執行通信，所述控制信息區域包括控制信息，所述用戶數據區域在時間方向上與所述控制信息區域相分離並且包括用戶數據，所述自適應陣列基站包括 計算單元，被配置為基於來自所述移動站的接收信號來計算傳輸權重； 分配単元，被配置為在所述通信幀中將用於ー個移動站的控制信息分配到與用於所述移動站的用戶數據被分配的用戶數據區域處於相同頻帶的控制信息區域；以及 傳輸單元，被配置為基於所述傳輸權重以及對所述控制信息和所述用戶數據的分配通過自適應陣列控制來向所述移動站傳輸所述控制信息和所述用戶數據。
2.根據權利要求I所述的自適應陣列基站，其中所述分配単元在時間方向上將所述通信幀中的所述控制信息區域的長度設置為固定值，並且所述控制信息中不包含有關所述控制信息區域在時間方向上的所述長度的信息。
3.ー種用於自適應陣列基站的通信方法，被配置為通過向移動站分配通信幀中的控制信息區域和用戶數據區域中的每ー個的一部分來執行通信，所述控制信息區域包括控制信息，所述用戶數據區域在時間方向上與所述控制信息區域相分離並且包括用戶數據，所述通信方法包括 基於來自所述移動站的接收信號來計算傳輸權重的步驟； 在所述通信幀中將用於ー個移動站的控制信息分配到與用於所述移動站的所述用戶數據被分配的用戶數據區域處於相同頻帶的控制信息區域的分配步驟；以及 基於所述傳輸權重以及對所述控制信息和所述用戶數據的分配，通過自適應陣列控制來向所述移動站傳輸所述控制信息和所述用戶數據的步驟。
4.根據權利要求3所述的通信方法，其中在所述分配步驟，在時間方向上將所述通信幀中的所述控制信息區域的長度設置為固定值，並且所述控制信息不包含有關所述控制信息區域在時間方向上的所述長度的信息。
全文摘要
公開了通過自適應陣列控制來傳輸控制信息的至少一部分的自適應陣列基站。該自適應陣列基站(1)向移動站分配通信幀中以下各項的各一部分並與移動站通信包含控制信息的控制信息區域，以及在時間方向上與所述控制信息區域相分離並且包括用戶數據的用戶數據區域。所述自適應陣列基站(1)的特徵在於包括計算單元(21)，基於來自所述移動站的接收信號來計算傳輸權重；分配單元(50)，將用於一個移動站的控制信息分配到所述通信幀中與用於所述移動站的用戶數據被分配的用戶數據區域處於相同頻帶的控制信息區域；以及，傳輸單元(10)，基於所述傳輸權重以及對所述控制信息和所述用戶數據的分配通過自適應陣列控制來向所述移動站傳輸所述控制信息和所述用戶數據。
文檔編號H04W72/04GK102668674SQ201080059218
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月24日 優先權日2009年12月28日
發明者高松信昭 申請人:京瓷株式會社