基站裝置及終端裝置的製作方法

2023-05-13 03:02:21

本發明是關於基站裝置及終端裝置。

背景技術：

近年來，隨著智慧型手機或平板終端的普及，正在急劇增加無線流量。為了解決迅速增加的流量，正在進行第五代移動通信系統(5g)的研究及開發。

lte(longtermevolution)或lte-a(lte-advanced)的下行鏈路中，使用被稱為ofdma(orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess)的多個窄頻帶載波(子載波)配置為正交的接入方式(正交多址接入)。而作為用於5g的接入技術，大部分正在研究非正交多址接入技術。非正交多址接入是以在接收機中消除幹擾，或進行最大似然估計等接受處理為前提，發送不具有正交性的信號。作為將下行鏈路作為對象的非正交多址接入的一種，以被提出dl-noma(downlinknon-orthogonalmultipleaccess)(專利文獻1、專利文獻2)。在dl-noma中，在基站裝置(也稱為enb(evolvednodeb)、基站)中將添加(疊加編碼、superpositioncoding)針對多個不同終端裝置(也稱為ue(userequipment)、移動站裝置、移動站、終端)的調製符號後發送。此時，分配給各調製符號的發送功率考慮被復用的終端裝置中的接收功率(接收品質)或mcs(modulationandcodingscheme、調製方式和編碼率)等而決定。終端裝置在被復用的發送信號中，進行針對其他終端裝置的信號的解碼，生成針對其他終端裝置的信號的複製品並從接收信號中消除，由此，可提取僅針對本終端的調製符號。

現有技術文獻

專利文獻1：特開2013-9288號公報

專利文獻2：特開2013-9289號公報

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題

dl-noma中，由於需要進行針對其他終端的信號的解調及解碼，針對進行消除的該終端，除該終端裝置的mcs以外，還需要通知其他終端的信號的mcs。由此，除各終端的mcs以外，還通知通過dl-noma被復用的其他終端的mcs及分配信息時，將增加下行鏈路的控制信息量，導致發生在下行鏈路中可發送的信息數據量減少的問題。

本發明鑑於這種問題而完成，其目的是在dl-noma系統中，提供可不增大控制信息而提高dl-noma的性能的系統。解決問題的手段

為了解決上述課題的、根據本發明的終端裝置及基站裝置如下。

(1)本發明的基站裝置，其特徵在於，具備第一調製符號生成部，所述第一調製符號生成部生成第一調製符號；第二調製符號生成部，所述第二調製符號生成部考慮構成所述第一調製符號的比特系列而生成第二調製符號；功率分配部，所述功率分配部給所述所述第一調製符號和所述第二調製符號分配不同的發送功率；信號加法部，所述信號加法部對所述第一調製符號和所述第二調製符號進行加法運算。

(2)此外，本發明的基站裝置，其特徵在於，所述功率分配部給第二調製符號分配與第一調製符號相比高的功率。

(3)此外，本發明的基站裝置，其特徵在於，所述第一調製符號生成部進行第二調製符號的階數以上的調製。

(4)此外，本發明的基站裝置，其特徵在於，所述第一調製符號生成部將構成所述第二調製符號的比特系列分割為兩部分，根據該被分割的比特系列的邏輯異或變更標記。

(5)此外，本發明的基站裝置，其特徵在於，所述第一調製符號生成部根據所述被分割的比特系列的前半部分的邏輯異或變更同相軸的標記，根據所述被分割的比特系列的後半部分的邏輯異或變更正交軸的標記。

(6)此外，本發明的基站裝置，其特徵在於，所述標記的變更是通過置換正負而達成。

(7)此外，本發明的終端裝置，具備接收第一調製符號和第二調製符號的信號被進行加法運算後的信號的接收天線、和針對所述被進行加法運算後信號進行解調處理的解調處理部；所述第一調製符號根據構成第二調製符號的比特系列變更標記；所述解調處理部，考慮所述被變更的標記而進行解調處理。

發明效果

根據本發明，可不增加控制信息量而提高dl-noma的性能，可改善小區吞吐量或用戶吞吐量。

附圖說明

圖1為通信系統的一個例子的示意圖。

圖2為基站裝置的發送機構成的常規例子的示意圖。

圖3為16qam的信號點配置的示意圖。

圖4為qpsk的信號點配置的示意圖。

圖5為各終端裝置的資源分配的常規例子的示意圖。

圖6為在頻帶的一部分中進行非正交復用的資源分配的一個例子的示意圖。

圖7為非正交復用的信號點配置的示意圖。

圖8為ofdm信號生成部的一個例子的示意圖。

圖9為使用sic的終端裝置的接收機構成的一個例子的示意圖。

圖10為ofdm接收信號處理的一個例子的示意圖。

圖11為使用最大似然檢測的終端裝置的接收機構成的一個例子的示意圖。

圖12為dl-noma中的接收信號點的示意圖。

圖13為在功率差為小的情況下的dl-noma中接收信號點的示意圖。

圖14為根據第二實施方式的基站裝置的發送機構成的一個例子的示意圖。

圖15為根據第二實施方式的被非正交復用的信號點配置的示意圖。

具體實施方式

[第一實施方式]

本實施方式的通信系統具備，至少一個基站裝置(發送子幀、小區、發送點、發送天線群、發送天線埠群、分量載波、evol-vednodeb(enb))及多個終端裝置(終端、移動終端、接收點、接收終端、接收裝置、接收天線群、接收天線埠群、userequipment(ue))。

圖1為根據本發明的第一實施方式的蜂窩系統的下行鏈路(前向鏈路)的一個例子的示意圖。在圖1的蜂窩系統中存在一個基站裝置(enb)101，並存在與基站裝置101連接的終端裝置102及終端裝置103。基站裝置101復用針對終端裝置102及終端裝置103的信號，以相同子載波發送。

圖2為進行dl-noma的現有基站裝置101的發送機構成的一個例子的框圖。圖2中被復用的信號個數為2。信息比特被輸入到編碼部201-1、及編碼部201-2，並適用糾錯編碼。並且，糾錯編碼中使用哪一個編碼率是，例如由調度部206所輸入的關於mcs的信息而決定。此外，也可在編碼部201-1及201-2中進行提高比特交織等糾錯效果的處理。糾錯編碼比特分別被輸入到調製部202-1及調製部202-2，並進行將比特系列轉換為調製符號系列的處理。這裡，被生成的調製符號為qpsk(quadraturephaseshiftkeying)或16qam(quadratureamplitudemodulation)、64qam等，調製部202-1和調製部202-2也可使用不同調製方式。並且，使用哪一個調製方式是，例如根據調度部206所輸入的關於mcs的信息而決定。例如，調製部202-1中所適用的調製方式為16qam的情況下，圖3所示的調製符號候補點中，通過發送比特系列發送任意一點。並且，圖3的信號候補點所附帶的數字表示，用於構成其信號候補點的比特系列，i軸表示同相分量、q軸表示正交分量。此外，調製部202-2中所適用的調製方式為qpsk的情況下，也同樣在圖4所示的調製符號候補點中發送任意一點。這裡，關於各終端裝置的mcs的信息是通過控制信息信道通知給各終端裝置。

調製部202-1及調製部202-2的輸出被分別輸入到功率分配部203-1及功率分配部203-2。功率分配部203-1及功率分配部203-2進行功率分配，以使功率分配部203-1及功率分配部203-2所輸出的平均功率的總值成為規定的值。所述功率分配為預先被決定或調度部206考慮小區吞吐量或用戶吞吐量而決定並根據功率分配部203-1及功率分配部203-2所輸入的值進行該功率分配。功率分配部203-1及功率分配部203-2的輸出分別被輸入到資源分配部204-1及204-2。資源分配部204-1及資源分配部204-2中，將根據調度部206所輸入的分配信息，分別配置於規定的子載波中。

接著，進行關於調度部206的說明。進行所謂正交多址接入而不是dl-noma的情況下，調度部206決定資源分配，以使資源分配部204-1及204-2分別使用不同資源。例如，如圖5(a)所示，向各終端裝置分配資源。即，資源分配部204-1及204-2所使用的資源相互不重複。一方面，專利文獻1及專利文獻2所公開的進行非正交多址接入中，資源分配部204-1及204-2進行相同的資源分配。例如，如圖5(b)所示，向各終端裝置分配資源。其結果，功率分配部203-1及功率分配部203-2所輸出的信號共享相同無線資源而傳送。另一方面，本實施方式中，資源分配部204-1及資源分配部204-2不僅可分配完全相同的資源或相互不重複的資源，例如，也可如圖6(a)或圖6(b)所示的向各終端裝置分配資源。即，根據本實施方式，可將資源分配為分配資源的一部分重複。將後述可進行這種資源分配的理由。並且，如圖6(a)或圖6(b)所示，作為功率分配部203-1及功率分配部203-2的功率分配，針對各終端裝置的信號所使用的所有多個子載波可分配相同功率，也可根據是否被非正交復用或者非正交復用個數變更每一子載波的功率。

資源分配部204-1及資源分配部204-2的輸出被輸入到信號加法部205。信號加法部205中，將資源分配部204-1及資源分配部204-2的輸出加到(合成，superpositioncoding)每一子載波中。資源分配部204-1及資源分配部204-2所分配的資源的一部分或全部重複的情況下，其資源(子載波)中，將被進行根據重疊(superpositioncoding)的非正交復用。例如，調製部202-1中所適用的調製方式為16qam，調製部202-2所適用的調製方式為qpsk的情況下，信號加法部205將發送圖7所示的信號點配置中的任意一點。並且，圖7的標記是僅針對以16qam傳送的終端裝置的比特系列進行標記。信號加法部205的輸出被輸入到控制信息復用部207。控制信息復用部207中，適用將終端裝置的接收處理中所需的控制信息等進行復用的處理。這裡，作為控制信息包含mcs或分配信息等。控制信息復用部207的輸出被輸入到ofdm信號生成部208。圖8示出ofdm信號生成部208的構成。如圖8所示，控制信息復用部207的輸出被輸入到ifft部801，通過ifft(快速傅立葉逆變換、inversefastfouriertransform)進行從頻域信號到時域信號的轉換。ifft部801的輸出被輸入到cp附加部802，為了獲得針對延遲波的耐性而附加cp(cyclicprefix)。cp附加部802的輸出被輸入到無線發送部803，被適用d/a(digitaltoanalog)轉換、頻帶限制濾波、上變頻等處理。無線發送部803的輸出作為ofdm信號生成部208的輸出由圖2的發送天線209發送。

圖9示出了常規例子中接收進行dl-noma的信號的終端裝置102的接收機構成。通過接收天線900所接收的信號被輸入到ofdm接收信號處理部901。圖10示出ofdm接收信號處理部901的構成的一個例子。由接收天線900所接收的信號被輸入到無線接收部1001，被進行下變頻、濾波、a/d轉換等處理。無線接收部1001的輸出被輸入到cp刪除部1002，刪除發送側所插入的cp。cp刪除部1002的輸出被輸入到fft部1003，通過fft進行時域信號到頻域信號的轉換。fft部1003的輸出被輸入到圖9中的控制信息分離部902。在控制信息分離部902中自接收信號中分離出控制信息。被獲得的控制信息(mcs或分配信息)用於後段的接收處理中。控制信息以外的信號被輸入到資源提取部903。資源提取部903中，提取配置針對終端裝置102的信號的資源(子載波)。並且，資源提取所需的信息包含在自控制信息分離部獲得的控制信息、或額外由上位層通知的控制信息中。

資源提取部903的輸出被輸入到信道補償部904。信道補償部904中，根據來自基站裝置的與數據信號一起發送的dmrs(解調參考信號、demodulationreferencesignal))或crs(小區特定參考信號、cell-specificreferencesignal)等進行信道估計，使用所獲得的信道估計值補償傳播路徑(信道)中所受到的影響。信道補償部904的輸出被輸入到解調部905及消除部906。在解調部905中，根據終端101所使用的調製方式進行解調。並且，如上所述，終端裝置102被通知終端裝置103的mcs。

解調部905的輸出被輸入到解碼部907，基於關於終端裝置103的mcs的信息進行解碼。通過解碼所獲得的針對終端裝置103的信息比特系列被輸入到編碼部908，進行重新編碼。這裡，編碼率基於關於終端裝置103的mcs的信息而決定。即，編碼部908進行與圖2的編碼部201-1相同的處理。編碼部908的輸出被輸入到調製部909，基於關於針對終端裝置103的信號的mcs的信息進行調製。即，調製部909進行與圖2的調製部202-2相同的處理。調製部909的輸出被輸入到功率分配部910。這裡，功率分配部910中的控制值可以由基站裝置101通知，也可以根據dmrs或crs等參考信號進行估計。

功率分配部910的輸出被輸入到消除部906。消除部906中，通過信道補償部904所輸入的信號中減去(消除)功率分配部910所輸出的針對終端裝置103的信號，以獲得針對終端裝置102的調製符號。消除部906的輸出被輸入到解調部911，基於終端裝置102的mcs進行解調。針對解調部911的輸出，通過在解碼部912中適用糾錯解碼而獲得針對終端裝置102的信息比特系列。

如上所述，在現有的dl-noma系統中，針對以消除針對其他終端裝置的信號為前提的終端裝置，需要由基站裝置通知該其他終端裝置用於通信的mcs。當然，由於mcs的種類的限制，從而也可考慮嘗試全部的其他終端裝置的mcs，但是，考慮到解碼處理其計算量龐大，因此不切實際。

而本實施方式中，接收機的信號分離中使用最大似然檢測(mld：maximumlikelihooddetection)，並使用針對其他終端的信號不進行解碼的接收機構成。圖11示出本實施方式的接收機構成的一個例子。獲得資源分配部1104的輸出為止的處理與圖9相同，因此省略其說明。

最大似然檢測部1105中，首先補償傳播路徑的影響。作為傳播路徑的補償，一般，發送裝置發送作為已知信號的參考信號(上述的crs或dmrs等)，並通過估計接收的傳播路徑而進行信道估計，基於所獲得的信道估計值進行傳播路徑補償。作為一個例子，在進行信道補償後的接收信號點為如圖12所示的位置的情況下，最大似然檢測部1105的候補點中，將默認為被發送與接收信號點距離最短的候補點『1011』而進行之後的信號處理。這裡，為了生成圖12的白色發送候補點，僅需要用於本裝置的信號的調製方式，和被非正交復用的針對其他終端裝置的信號的調製方式。即，本實施方式的接收機構成中，不需要用於解碼針對其他信號的信號的其他信號的編碼率及分配信息。此外，控制信息可以由被進行該數據發送的幀(子幀)通知，也可以由上位層(例如，rrc(radioresourcecontrol))預先通知。進一步，上述說明中進行了被發送與接收信號點最近的點『1110』的硬判斷，而對各比特進行軟判斷，並輸出比特llr(loglikelihoodratio)等

由此，根據本實施方式，由於在接收機的信號檢測中使用mld，因此，無需進行針對其他終端的信號的解碼，即使沒有加入非正交多址接入的終端裝置的資源分配為相同的限制，或未被通知針對其他終端的信號的mcs或分配信息，也可進行針對本裝置的信號的解碼。即，無需明顯增加控制信息而可以與其他終端的分配獨立地進行非正交復用。其結果，可以應對進行非正交多址接入的終端數的增加，通過適當地資源分配，各終端可進行傳送，因此，可增加吞吐量。

[第二實施方式]

第一實施方式中，示出通過使用mld(最大似然檢測)可靈活地進行資源分配的方式。通過使用mld，在即使進行非正交復用的情況下，也可無需解碼針對其他終端的信號而解碼針對本裝置的信號。但是，針對進行非正交復用的多個終端的功率分配中，其功率差大的情況下，如圖7所示，根據針對其他裝置的信號的發送比特不同所導致的信號點之間距離，比根據針對本裝置的發送比特不同所導致的信號點之間距離長。即，可相對不易受到非正交復用的影響而進行針對本裝置的信號檢測。但是，針對進行非正交復用的多個終端的功率分配中，其功率差小的情況下，如圖13所示，根據針對其他裝置的信號的發送比特不同所導致的信號點之間距離，短於根據針對本裝置的反射比特不同所導致的信號點之間距離。即，非正交復用的影響成為主導，導致不能進行針對本裝置的信號檢測。

本實施方式中，說明在非正交復用中的功率差小的情況下，也可保持高檢測精度的方法。

圖14表示本實施方式中的發送機構成。圖14的構成與圖2基本相同，不同點在於調製部202-1及調製部202-2變為調製符號生成部1402-1及調製符號生成部1402-2。以下說明調製符號生成部1402-1及調製符號生成部1402-2的處理。例如，調製符號生成部1402-1所使用的調製方式為16qam，調製符號生成部1402-2使用的調製方式為qpsk的情況下，信號加法部1405所輸出的信號點的候補為如圖15所示。由於基站裝置101可掌握輸入到調製符號生成部1402-2的比特系列，調製符號生成部1402-1根據該比特系列變更調製符號生成部1402-1的映射或標記。換言之，現有技術中與輸入到調製符號生成部1402-2的比特系列無關，在調製符號生成部1402-1中進行固定的映射，而本實施方式中的調製符號生成部1402-1中根據針對其他信號的信號變更映射。圖15中，調製符號生成部1402-1及調製符號生成部1402-2對各信號點進行標記，以使非正交復用後的信號以第一象限的16qam的分配為基準，針對i軸及q軸相對稱。由此，進行非正交復用的信號之間的功率差變小，在如圖14所示的構成的情況下，對於發送16qam的終端裝置而言相鄰的信號候補點也可被視為同一信號點，因此，可不易產生比特錯誤或符號錯誤。

上述例子中說明了具有某種程度的功率差且16qam和qpsk被非正交復用的情況，以下說明一般情況下的調製符號生成部1402-1中的處理。調製符號生成部1402-1基於調製符號生成部1402-2中的構成調製符號的比特系列變更映射。具體為，調製符號生成部1402-2所輸出的構成調製符號的比特系列中，計算奇數編號的比特(由6個比特構成的調製符號的情況下，編號1、3、5)的邏輯異或為0的情況下，調製符號生成部1402-1進行與現有的調製部同樣的處理。另一方面，邏輯異或為1的情況下，與現有技術相同在生成調製符號之後，進行反轉i軸符號的處理。此外，計算偶數編號的比特(由6個比特構成的調製符號的情況下，編號2、4、6)的邏輯異或為0的情況下，調製符號生成部1402-1進行與現有技術(圖2中調製部202-1)同樣的處理。另一方面，邏輯異或為1的情況下，與現有技術相同在生成調製符號之後，進行反轉q軸符號的處理。通過進行如上所述的處理，在非正交復用後的信號中，無論在調製符號生成部1402-2中使用什麼樣的qam，也可將相同比特系列所構成的點彼此相鄰。並且，上述說明中分為奇數比特和偶數比特，但這是由於，假設為lte中所使用的qam(qpsk、16qam、64qam)的標記，被進行與lte不同的標記的情況下，不一定適合於分為奇數比特和偶數比特，將比特系列分為前半部分和後半部分，分別根據邏輯異或決定i軸及q軸的正負等，根據qam的標記決定符號反轉的基準。

並且，上述調製法不僅適用於qam也可適用於bpsk，由於bpsk(binaryphaseshiftkeying)未持有正交分量(q軸的值)，因此，僅對同相分量(i軸的值)適用上述的方法即可。

接著，圖11示出了本實施方式的接收機構成的一個例子。本實施方式的接收機構成與第一實施反射基本相同，不同點在於最大似然檢測部1105中的處理。根據本實施方式的最大似然檢測部1105中，根據針對本裝置的信號所使用的調製方式和針對其他裝置的信號所使用的調製以及其功率差，生成如圖15所示的發送信號候補點，並且，將自接受信號點的距離最短的候補點作為發送信號點計算。這是在進行了硬判斷的情況下例子，與第一實施方式相同，也可進行軟判斷並計算比特llr。

現有技術中發送功率差小的情況下，根據相對較小的噪音也會導致被判斷為不同發送信號點發送，根據本發明，對本裝置而言可將相鄰信號點視為同一信號點，因此，可降低產生根據噪音或幹擾的錯誤判斷的概率。此外，現有的映射法(gray編碼)中，相鄰比特為相差1比特的信號點，進一步相鄰的信號點為相差2比特的信號點，而根據本發明，通過調製符號生成部的處理，可配置為與相鄰信號點所相鄰的信號點僅相差1比特，因此，可降低比特錯誤率。即，在產生相對較大的噪音的情況下也可降低比特錯誤率。

並且，本實施方式中，作為接收機中的處理假設為進行最大似然檢測，但是，作為檢測方法不限定於最大似然檢測，任何方法中都有效果。例如，符號等級幹擾消除或碼字等級的幹擾消除中，基於軟判斷的結果生成副本的情況下也有效果。

並且，根據本發明的基站裝置及終端裝置中所運行的程序是控制cpu等的程序(運行計算機的程序)，以此實現關於本發明的上述實施方式的功能。並且，這些裝置中所操作的信息，在其處理時被儲存在ram，之後被保存在各種rom或hdd中，根據需要通過cpu進行讀取、修正·寫入。作為保存程序的記錄媒體可使用半導體媒體(例如rom、非易失性存儲卡等)、光記錄媒體(例如dvd、mo、md、cd、bd等)、磁記錄媒體(例如磁帶、軟盤等)等中的任意一個。此外，不僅可通過運行下載的程序實現上述實施方式的功能，也可基於其程序的指示，通過與作業系統或其他應用程式共同處理實現本發明的功能。

此外，流通於市場的情況下，可在可攜式記錄媒體中保存程序而流通，或通過網際網路等網絡轉發到被連接的伺服器計算機。此時，伺服器計算機的儲存裝置也包含在本發明中。此外，上述實施方式中的終端裝置及基站裝置的一部分或全部可作為典型的集成電路的lsi實現。接收裝置的各功能模塊可單獨晶片化，也可集成一部分或全部而晶片化。各功能模塊被集成電路化的情況下，被添加控制這些的集成電路控制部。

此外，集成電路化的方法不限定於lsi，也可用專用電路、或通用處理器實現。此外，隨著半導體技術的進步出現替代lsi的集成電路化的技術的情況下，也可使用根據該技術的集成電路。

並且，本發明並不限定於上述實施方式。本發明的終端裝置並不限定於適用於基站裝置的裝置，理所當然，也可適用於設置在屋內外的固定型或非移動型電子設備，例如av設備、廚房設備、清潔·洗滌設備、空調設備、辦公設備、自動販賣機、其他生活設備等。

以上，參照附圖詳細敘述了本發明的實施方式，但是，具體構成不限定於該實施方式，不脫離本發明主旨的範圍內的設計等也包含在權利要求範圍內。

工業實用性

本發明可適用於終端裝置、基站裝置、通信系統及通信方法。

並且，本國際申請給予2015年1月14日申請的日本國專利申請第2015-004610主張優先權，本國際申請引用日本國專利申請第2015-004610的全部內容。

標號說明

101基站裝置

102、103終端裝置

201-1～201-2編碼部

202-1～202-2調製部

203-1～203-2功率分配部

204-1～204-2資源分配部

205信號加法部

206調度部

207控制信息復用部

208ofdm信號生成部

209發送天線

801ifft部

802cp附加部

803無線發送部

900接收天線

901ofdm接收信號處理部

902控制信息分離部

903資源提取部

904信道補償部

905解調部

906消除部

907解碼部

908編碼部

909調製部

910功率分配部

911解調部

912解碼部

1001無線接收部

1002cp刪除部

1003fft部

1101接收天線

1102ofdm接收信號處理部

1103控制信息分離部

1104資源提取部

1105最大似然檢測部

1106解碼部

1401-1～1401-2編碼部

1402-1～1402-2調製符號生成部

1403-1～1403-2功率分配部

1404-1～1404-2資源分配部

1405信號加法部

1406調度部

1407控制信息復用部

1408ofdm信號生成部

1409發送天線