無線發送裝置和無線發送方法

2023-09-13 07:10:45

專利名稱：：無線發送裝置和無線發送方法
技術領域：
：本發明涉及在採用了自適應調製方式的通信系統中使用的無線發送裝置和無線發送方法。
背景技術：
：目前，在3GPPRANLTE(LongTermEvolution長期演進)的上行線路中，為了達到較低的PAPR(PeaktoAveragePowerRatio峰均功率比)，單載波傳輸備受矚目。另外，正在研討下述方式，即，進行自適應調製(AMCAdaptiveModulationandCoding)，以根據各個用戶的線路質量信息(CQI=ChannelQualityIndicator(信道質量指示符))，對每個用戶選擇MCS(ModulationandCodingScheme調製編碼方案)圖案(pattern)而獲得較高的吞吐量。另外，為了對下行線路的數據信道適用自適應調製或混合ARQ(自動重發請求)，在上行線路中，通過控制信道發送下行CQI信息或下行ACK/NACK信息。圖1表示終端在數據信道的自適應調製等中使用的MCS表(以下，稱為「CQI表」)(例如，參照非專利文獻1)。這裡表示，基於CQI值即SNR等的線路質量信息，從圖1所示的表中讀出各種的調製方式和編碼率，決定數據信道的MCS。另外，研討了上行線路的數據信道和控制信道通過同一幀進行發送，進而，使用用於決定數據信道的MCS的CQI，與數據信道的MCS同時決定控制信道的MCS。因此，控制信道的MCS也同樣根據CQI決定各式各樣的調製方式和編碼率(以下，稱為「SE=SpectralEfficiency頻譜效率」，另外，SE以每碼元的比特數X編碼率來定義)。圖2是表示用於示出了數據信道的SE和控制信道的SE之間的相對關係的CQI表的具體例子的圖。該控制信道不適用於混合ARQ。因此，將控制信道的SE設定成對於各個CQI為魯棒即為較低的SE，以在接收環境惡劣的情況下也滿足所需質量。非專利文獻1:Rl-073344,Nokia,"Updateto64QAMCQItables」，3GPPTSGRANWGlMeeting#50，Athens，Greece，August20-24，2007非專利文獻2:3GPPTS36.212V8.0.0
發明內容本發明需要解決的問題但是，在上述的技術中，在接收環境不惡劣的情況下，從表中讀出的SE充分滿足控制信道的所需質量，導致將空耗的無線資源用於控制信道。作為結果，存在數據信道的吞吐量下降的問題。該情形以圖3所示的情況為例進行說明。如圖3所示，通過同一幀復用發送數據信道和控制信道時，決定可使用的資源大小。在接收環境不惡劣的情況下，由於設定為充分滿足控制信道的所需質量的SE，所以控制信道用資源為空耗。但是，該空耗的資源不能用作數據信道用資源，從而數據信道的吞吐量下降。本發明的目的在於提供改善數據信道的吞吐量的無線發送裝置和無線發送方法。解決問題的方案本發明的無線發送裝置採用的結構包括:MCS選擇單元，根據無線通信終端裝置的參數，切換CQI和MCS之間的對應關係，並基於切換後的對應關係，決定控制信道的MCS；以及編碼調製單元，通過決定了的MCS，對控制數據進行編碼和調製。本發明的無線發送方法包括切換步驟，根據無線通信終端裝置的參數，切換CQI和MCS之間的對應關係；MCS選擇步驟，基於切換後的對應關係，決定控制信道的MCS；以及編碼調製步驟，通過決定了的MCS，對控制數據進行編碼和調製。發明效果根據本發明，能夠改善數據信道的吞吐量。圖1是表示終端在數據信道的自適應調製等中使用的CQI表的圖。圖2是表示用於示出了數據信道的SE和控制信道的SE之間的相對關係的CQI表的具體例子的圖。圖3是表示通過同一幀復用發送數據信道和控制信道的情形的圖。圖4是表示數據信道的所需BLER為10%時的接收SNR與SE之間的關係的圖。圖5是表示ACK/NACK的所需BER為0.01%時的接收SNR與SE之間的關係的圖。圖6是表示本發明實施方式1的無線通信終端裝置的結構的方框圖。圖7是表示圖6所示的MCS選擇單元的內部結構的方框圖。圖8是表示一例控制信道用CQI表的圖。圖9是表示控制信道用CQI表的其他例子的圖。圖10是表示本發明實施方式2的MCS選擇單元的內部結構的方框圖。圖11是表示一例偏移(offset)參照表的圖。圖12是表示一例控制信道用CQI表的圖。圖13是表示本發明實施方式3的CQI表的圖。圖14是表示本發明實施方式4的CQI表的圖。具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖4表示從模擬結果獲得的數據信道的所需BLER為10%時的接收SNR與SE(SpectralEfficiency)之間的關係。另夕卜，圖5是表示控制信道的ACK/NACK的所需BER為0.01%時的接收SNR與SE之間的關係的圖。在本實施方式中著眼於，對於AWGN的性能與無跳頻(帶寬為180kHz)之間的接收SNR差在數據信道時為5dB來說，在控制信道時為9dB，控制信道的性能極大劣化。也就是說著眼於，在某一特定的條件下，數據信道的性能與控制信道的性能差異很大。(實施方式1)圖6是表示本發明實施方式1的無線通信終端裝置的結構的方框圖。以下，參照圖6說明無線通信終端裝置的結構。無線接收單元102將通過天線101接收到的信號變換為基帶信號，並將其輸出到CP除去單元103。CP除去單元103除去從無線接收單元102輸出的基帶信號的CP(CyclicPrefix循環前綴)，並將獲得的信號輸出到FFT單元104。FFT單元104對從CP除去單元103輸出的時域的信號，進行FFT(FastFourierTransform快速傅立葉變換)，並將獲得的頻域的信號輸出到傳輸路徑估計單元105和解調單元106。傳輸路徑估計單元105使用從FFT單元104輸出的信號所包含的導頻信號，估計接收信號的傳輸路徑環境，並將估計結果輸出到解調單元106。解調單元106對從FFT單元104輸出的接收信號中的、除去了導頻信號等的控制信息之後的信號即數據信息，基於從傳輸路徑估計單元105輸出的傳輸路徑環境的估計結果進行傳輸路徑補償。另外，解調單元106基於與通信對方的基站使用的MCS相同的MCS，對傳輸路徑補償後的信號進行解調處理，並將其輸出到解碼單元107。解碼單元107對從解調單元106輸出的解調信號進行糾錯，從接收信號中取出信息數據串和CQI信息、帶寬信息。將CQI信息和帶寬信息輸出到MCS選擇單元108。MCS選擇單元108具備後述的CQI表，從CQI表中讀出與從解碼單元107輸出的CQI信息對應的MCS圖案，並將讀出的MCS圖案決定為數據信道的MCS(MCSl)。另外，MCS選擇單元108參照後述的多個CQI表，基於從解碼單元107輸出的CQI信息和帶寬信息，決定控制信道的MCS圖案(MCS2)。決定的MCSl被輸出到編碼調製單元109，MCS2被輸出到編碼調製單元110。編碼調製單元109對輸入的用戶數據(發送數據串)，基於從MCS選擇單元108輸出的MCS1，進行編碼和調製處理，生成數據信道的發送數據。生成的數據信道的發送數據被輸出到信道復用單元111。編碼調製單元110對輸入的控制數據，基於從MCS選擇單元108輸出的MCS2，進行編碼和調製處理，生成控制信道的發送數據。生成的控制信道的發送數據被輸出到信道復用單元111。信道復用單元111對從編碼調製單元109輸出的數據信道以及從編碼調製單元110輸出的控制信道的各個發送數據進行時分復用。復用後的發送數據被輸出到DFT-s-OFDM(離散傅立葉變換擴展正交頻分復用)單元112。DFT-s-OFDM單元112對從信道復用單元111輸出的發送數據進行離散傅立葉變換(DFT)，對頻率分量的數據進行時間_頻率變換，得到頻域信號。另外，在將頻域信號映射到發送副載波之後進行快速傅利葉逆變換(IFFT)處理，將其變換為時域信號。獲得的時域信號被輸出到CP附加單元113。CP附加單元113在從DFT-s-OFDM單元112輸出的發送數據串的各個幀中，通過複製幀末尾的數據且將其附加到幀開頭，對發送數據串附加CP，並將其輸出到無線發送單元114。無線發送單元114將從CP附加單元113輸出的基帶信號變頻到無線頻帶，並通過天線101發送。圖7是表示圖6所示的MCS選擇單元108的內部結構的方框圖。表選擇MCS決定單元201參照圖8所示的控制信道用CQI表中的、對應的帶寬的CQI表，基於輸入的CQI，決定控制信道的MCS2。5MCS決定單元202參照數據用CQI表，基於輸入的CQI，決定數據信道的MCSl。圖8是表示一例控制信道用CQI表的圖。這裡，將帶寬500kHz以下時的CQI表設為表1，將帶寬大於500kHz時的CQI表設為表2。另外，表1與表2相比，將同一CQI中的SE設定得較低。帶寬窄為500kHz時，即，頻率分集效果較小時，選擇更低的SE，另一方面，在頻率分集效果較大時，選擇比表1的SE高的SE。因此，在頻率分集效果較大時，與頻率分集效果較小時相比，能夠通過更少的控制信道資源滿足控制信道的所需質量，所以能夠增加用於數據信道的資源量。這樣根據實施方式1，將數據信道和控制信道復用發送，並對兩信道適用自適應調製時，設置一個數據信道用CQI表和多個控制信道用CQI表，根據終端的發送帶寬，切換所述多個表，決定控制信道的MCS，由此能夠決定適合於帶寬的MCS，適當地分配用於控制信道的無線資源，能夠增加用於數據信道的無線資源。由此，能夠改善數據信道的吞吐量。另外，在本實施方式中，說明了僅基於發送帶寬來選擇CQI表，但如圖9所示，除了帶寬以外，也可以與數據信道的調度方式匹配，選擇四個CQI表。對數據信道使用持續調度(Persistentscheduling)時，將數據信道的MCS設為魯棒，所以通知較低的CQI。此時，考慮基於通常調度(動態調度)和持續調度的兩種調度的CQI差，並採用具有多個控制信道用的CQI表的結構，使控制信道的MCS和使用資源合適，從而能夠使用於數據信道的資源量增加。(實施方式2)本發明實施方式2的無線通信終端裝置的結構與實施方式1的圖6所示的結構相同，所以引用圖6，省略重複的說明。圖10是表示本發明實施方式2的MCS選擇單元108的內部結構的方框圖。CQI偏移MCS決定單元301使用圖11所示的偏移參照表、CQI信息以及式(1)，計算控制信道用CQI。控制信道用CQI=CQI+Σ偏移[條件]…(1)另外，CQI偏移MCS決定單元301參照圖12所示的控制信道用CQI表，並基於該控制信道用CQI，決定控制信道的MCS2。圖11是表示一例偏移參照表的圖。這裡，在數據信道的調度方式為動態調度時將偏移設為「0」，在為持續調度時將偏移設為「2」。此時，考慮基於通常調度(動態調度)和持續調度的兩種調度的CQI差，並維持偏移。另外，在數據信道具有跳頻時將偏移設為「0」，無跳頻且帶寬為IRB(資源塊)時將偏移設為「_4」。不適用幀內跳頻，並且進行窄帶發送等頻率分集效果較小時，維持偏移以選擇更低的MCS。這是因為，控制信道進行發送的比特數較少，難以獲得編碼的增益。考慮上述理由，並維持基於帶寬的偏移。另外，數據信道的發送次數為初次發送時將偏移設為「0」，在為重發時將偏移設為「_2」。在數據信道被重發的狀況下，其為接收質量預想以上惡劣的情況，在這樣的情況下，控制信道也有可能導致接收質量下降，所以維持偏移以能夠選擇更低的MCS。如上所述，通過數據調度方法、帶寬、幀內跳頻、數據信道的重發次數等終端的參數，能夠設定更合適的MCS。因此，能夠以合適的控制信道資源滿足控制信道的所需質量，所以能夠增加用於數據信道的資源量。圖12是表示一例控制信道用CQI表的圖。這裡，除了基本表的CQI為030時的SE以外，新設定CQI為-10-1時的較低的SE和為3137時的較高的SE。這裡，較低的SE區域主要用於偏移為負的情況，較高的SE區域主要用於偏移為正的情況。這樣，根據實施方式2，將數據信道和控制信道復用發送，並對兩信道適用自適應調製時，使用一個數據信道用CQI表、由大於該數據信道用CQI表的大小構成的一個連續的控制信道用CQI表以及由終端的參數構成的偏移參照表，通過對數據信道的CQI加上從偏移參照表讀出的所有偏移量所得的CQI來決定控制信道的MCS，從而能夠抑制存儲量(memory)的增加，並且改善數據信道的吞吐量。(實施方式3)圖13是本發明實施方式3的CQI表，通過對式⑴乘以倍率(N)，能夠放大或縮小基本表的設定範圍。使用式(2)計算控制信道用CQI。控制信道用CQI=floor(NX(CQI+Σ偏移[條件]))···(2)其中，N為小數。例如，為了能夠對應如LTE中使用的上行CQI信道或ACK/NACK信道那樣、編碼方式不同的情況，通過改變N的值，能夠適用於使用了不同的編碼方式的控制信道。也就是說，在上行CQI信道的情況下，通過改變偏移和N的值來進行對應，在ACK/NACK信道的情況下，僅通過偏移(N=1)來進行對應，從而能夠從同一CQI表參照兩種控制信道的MCS。這樣，根據實施方式3，通過對相加了所有偏移量所得的控制信道用CQI乘以倍率，由此計算新的控制信道用CQI，通過決定控制信道的MCS，從而即使在編碼方法不同的控制信道的情況下，也能夠抑制存儲量的增加，改善數據信道的吞吐量。(實施方式4)圖14是本發明實施方式4的CQI表，使用實施方式3所示的式(2)進行計算。其中，N為小數，並設為N=N_A(CQICQI_TH)。具體而言，圖14是表示CQI_TH=3、N_A=0.7、N_B=1.3的情況。這樣，根據CQI的大小變更倍率(N)，從而能夠更高精度地決定MCS。這樣，根據實施方式4，對相加了所有偏移量所得的控制信道用CQI乘以倍率，根據CQI的大小變更該倍率，計算控制信道用CQI，決定控制信道的MCS，由此即使在編碼方法不同的控制信道的情況下，也能夠抑制存儲量的增加，而且改善數據信道的吞吐量。另外，在實施方式3和4中，說明了乘以N的一階的線性處理，但也可以使用高階的線性處理。另外，在上述各個實施方式中，在控制信道的CQI表中，也可以包含(Drop)以不在最低的SE(MCS)發送控制信道。另外，在上述各個實施方式中，計算出的控制信道用CQI在控制信道用CQI表的範圍之外時，既可以設為CQI表的兩端的SE(MCS)，也可以通過外推插值來求。在上述的各個實施方式中，舉例說明以硬體構成本發明的情況，但本發明能夠以軟體實現。另外，用於上述實施方式的說明中使用的各功能塊通常被作為集成電路的LSI來實現。這些塊既可以被單獨地集成為一個晶片，也可以包含一部分或全部地被集成為一個晶片。雖然這裡稱為LSI，但根據集成程度，可以被稱為IC、系統LSI、超大LSI(SuperLSI)、7或特大LSI(UltraLSI)。另外，實現集成電路化的方法不限定於LSI，也可使用專用電路或通用處理器實現。也可以使用可在LSI製造後編程的FPGA(FieldProgrammableGateArray現場可編程門陣列)，或者可重構LSI內部的電路單元的連接和設定的可重構處理器。再者，如果由於半導體技術的進步或派生的別的技術而出現了替代LSI的集成電路化的技術，則當然也可以用該技術來進行功能塊的集成化。還存在著適用生物技術等的可能性。2008年1月4日提交的日本專利申請第2008-000199號所包含的說明書、附圖及說明書摘要的公開內容，全部引用於本申請。工業實用性本發明的無線發送裝置和無線發送方法能夠改善數據信道的吞吐量，能夠適用於例如移動通信系統等。權利要求無線發送裝置，包括調製編碼方案選擇單元，根據無線通信終端裝置的參數，切換信道質量指示符和調製編碼方案之間的對應關係，並基於切換後的對應關係，決定控制信道的調製編碼方案；以及編碼調製單元，通過決定了的調製編碼方案，對控制數據進行編碼和調製。2.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元具有多個信道質量指示符表，根據所述參數，切換所述多個信道質量指示符表，並使用切換後的信道質量指示符表，決定控制信道的調製編碼方案。3.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元具有所述參數與偏移值被關聯對應的偏移表，並基於將與相應的所述參數對應的偏移值全部相加所得的信道質量指示符，決定控制信道的調製編碼方案。4.如權利要求2所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元基於將全部相加了對應於所述參數的偏移值所得的信道質量指示符乘以倍率而求得的新信道質量指示符，決定控制信道的調製編碼方案。5.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元在所述參數為發送帶寬時，發送帶寬越窄，選擇越低的調製編碼方案。6.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元在所述參數為數據信道的調度方法時，在持續調度的情況下選擇更高的調製編碼方案。7.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元在所述參數為數據信道的發送方法時，在不適用幀內跳頻且發送帶寬較窄的情況下，選擇更低的調製編碼方案。8.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元在所述參數為數據信道的重發次數時，重發次數越多，選擇越低的調製編碼方案。9.如權利要求4所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元根據信道質量指示符的大小，控制與全部相加了對應於所述參數的偏移值所得的信道質量指示符相乘的倍率。10.如權利要求1所述的無線發送裝置，所述調製編碼方案選擇單元在決定數據信道的調製編碼方案時，根據所述參數，不切換信道質量指示符和調製編碼方案之間的對應關係。11.無線發送方法，包括切換步驟，根據無線通信終端裝置的參數，切換信道質量指示符和調製編碼方案之間的對應關係；調製編碼方案選擇步驟，基於切換後的對應關係，決定控制信道的調製編碼方案；以及編碼調製步驟，通過決定了的調製編碼方案，對控制數據進行編碼和調製。全文摘要提供能夠抑制控制信道用CQI存儲量的增加，改善數據信道的吞吐量的無線發送裝置和無線發送方法。在將數據信道和控制信道復用發送，並對兩信道適用自適應調製時，在MCS選擇單元(108)設置一個數據信道用CQI表和多個控制信道用CQI表，表選擇MCS決定單元(201)根據終端的發送帶寬切換所述多個表，並使用切換後的CQI表決定控制信道的MCS。文檔編號H04J11/00GK101904123SQ20088012156公開日2010年12月1日申請日期2008年12月26日優先權日2008年1月4日發明者中尾正悟,二木貞樹,今村大地,高田智史申請人:松下電器產業株式會社