无线通信装置和无线通信方法

专利名称：无线通信装置和无线通信方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信装置和无线通信方法。
背景技术：
在第四代等的下一代移动通信系统中，要求在高速移动时也能超过100Mbps的数据速率。为满足这个要求，研讨了使用100MHz左右的带宽的各种各样的无线通信。其中，从对频率选择性衰落环境的适应性和频率利用效率的观点来看，以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式为代表的多载波传输方式作为下一代移动通信系统的传输方式特别被看好。
在以往，为了在使用OFDM等的多载波传输方式的通信系统中获得高吞吐量，对以下的技术进行研讨，即，使用导频信号等对每个副载波或是汇总多个副载波的每个频段(segment)的线路状态进行估计，根据表示该线路状态的信息(Channel State InformationCSI)对每个副载波(频段)决定并发送纠错能力、调制阶数、功率、相位、发送天线等的调制参数的技术。
例如，对每个副载波(频段)控制调制参数时，每个副载波(频段)的CSI或调制参数等的反馈信息被传输。因此，副载波(频段)的数目越多，其反馈所需要的数据量越大，反馈信息的开销增大。
另外，随着移动台的移动和周边物体的移动，传输路径特性随时间变动。该时间变动量与移动速度和载波频率成比例。传输路径特性的时间变动量增大时，在估计线路状态的时间点与以基于反馈信息决定的调制参数进行发送的时间点的线路状态的误差增大，其结果，接收特性恶化从而吞吐量降低。为减少接收特性的恶化，必须在传输路径特性的时间变动量越大时使反馈CSI的周期越小(即，频繁地通知CSI)。所以，移动台的移动速度越快，反馈信息的传输量越大。
因此，作为用于抑制反馈信息的传输量的技术，有以下技术，即，将对每个副载波(频段)控制调制参数的移动台的移动速度限定为低速(例如3km/h)，对于以该低速以上的速度移动的移动台，切换成全部副载波共通的控制，而不是对每个副载波(频段)的控制(例如，参照非专利文献1)。
并且，还有以下技术，即，以低于最大移动速度的速度移动的移动台，通过以最小反馈周期的整数倍的周期发送CSI，来削减反馈信息的数据量(例如，参照非专利文献2和3)。另外，在非专利文献2和3中，在各个定时发送的反馈信息总是包含所有副载波(频段)的CSI。
Brian Classon，Philippe Sartori，Vijay Nangia，XiangyangZhuang，Kevin Baum，“Multi-dimensional Adaptation and Multi-userScheduling Techniques for Wireless OFDM Systems”，IEEE InternationalConference on Communications 2003(ICC2003)，Volume3，pp.2251-pp.2255，11-15 May，2003[非专利文献2]原 嘉孝、川端 孝史、段 勁松、関口 高志「周波数スケジユ一リングを用いたMC-CDMA方式」，RCS2002-129，電子情報通信学会，2002年7月[非专利文献3]“3GPP TSGRAN High Speed Downlink Packet Access；Physical Layer Aspects(Release 5)”，3GPP TR25.858 v5.0.0，March 2002.

发明内容
发明需要解决的问题然而，在上述以往的技术中，与最大移动速度相比低速的移动台反馈的CSI的数据量虽被削减，但以最大移动速度移动的移动台反馈的CSI的数据量仍然如此而未被削减。因此，在存在多个移动速度大的移动台等情况下，反馈的CSI的数据量增大。
本发明的目的在于提供一种能够在维持高吞吐量的同时削减反馈信息的数据量的无线通信装置和无线通信方法。
用于解决所述问题的手段本发明的无线通信装置采用的结构包括接收单元，接收由多个副载波组成的多载波信号；测定单元，测定所述多载波信号的每个副载波或每个频段的质量电平；比较单元，对所述质量电平或所述质量电平的变动量与阈值进行比较；以及发送单元，以第一反馈周期发送所述质量电平低于所述阈值的一部分副载波或一部分频段或者所述变动量超过所述阈值的一部分副载波或一部分频段的CSI或调制参数，并以大于所述第一反馈周期的第二反馈周期发送所有副载波或所有的频段的CSI或调制参数。
发明的有益效果根据本发明，能够在维持高吞吐量的同时削减反馈信息的数据量。


图1是表示本发明实施方式1的无线通信装置(CSI接收装置)的结构方框图。
图2是表示本发明实施方式1的无线通信装置(CSI发送装置)的结构方框图。
图3是表示本发明实施方式1的CSI处理单元的结构方框图。
图4是表示本发明实施方式1的瞬时变动测定单元的结构方框图。
图5是本发明实施方式1的OFDM码元的载波结构。
图6是表示本发明实施方式1的SNR变动量与阈值之间的关系的图。
图7是表示本发明实施方式1的比较结果的图。
图8是表示本发明实施方式1的无线通信装置(CSI发送装置)的动作的图。
图9是本发明实施方式1的帧格式。
图10是本发明实施方式1的帧格式。
图11是本发明实施方式1的帧格式。
图12是表示本发明实施方式1的CSI处理单元的结构方框图。
图13是表示本发明实施方式1的无线通信装置(CSI接收装置)的动作的图。
图14是表示本发明实施方式1的线路状态存储器的状态的图。
图15是表示本发明实施方式2的无线通信装置(CSI发送装置)的动作的图。
图16是本发明实施方式2的帧格式。
图17是本发明实施方式2的帧格式。
图18是本发明实施方式2的帧格式。
图19是表示本发明实施方式2的CSI处理单元的结构方框图。
图20是表示本发明实施方式2的无线通信装置(CSI接收装置)的动作的图。
图21是表示本发明实施方式3的SNR的归一化累积分布的图。
图22是表示本发明实施方式3的SNR与阈值之间的关系的图。
图23是表示本发明实施方式3的CSI处理单元的结构方框图。
图24是表示本发明实施方式3的阈值计算单元的结构方框图。
图25是表示本发明实施方式3的无线通信装置(CSI发送装置)的动作流程图。
图26是表示本发明实施方式3的CSI处理单元的结构方框图。
图27是表示本发明实施方式3的无线通信装置(CSI接收装置)的动作流程图。
图28是表示本发明实施方式3的SNR的出现次数的分布的图。
图29是表示本发明实施方式4的CSI处理单元的结构方框图。
图30是表示本发明实施方式4的SNR与分类之间的关系的图。
图31是表示本发明实施方式4的分类结果的图。
图32是表示本发明实施方式4的无线通信装置(CSI发送装置)的动作的图。
图33是本发明实施方式4的帧格式。
图34是表示本发明实施方式4的CSI处理单元的结构方框图。
图35是表示本发明实施方式4的无线通信装置(CSI接收装置)的动作的图。
图36是表示本发明实施方式4的线路状态存储器的状态的图。
图37是表示本发明实施方式4的线路状态存储器的状态的图。
图38是本发明实施方式5的帧格式。
图39是本发明实施方式5的帧格式。
图40是表示本发明实施方式5的无线通信装置(CSI发送装置)的动作的图。
图41是表示本发明实施方式6的CSI处理单元的结构方框图。
图42是表示本发明实施方式6的SNR与分类之间的关系的图。
图43是表示本发明实施方式6的分类结果的图。
图44是表示本发明实施方式6的无线通信装置(CSI发送装置)的动作的图。
图45是表示本发明实施方式6的CSI处理单元的结构方框图。
图46是表示本发明实施方式6的无线通信装置(CSI接收装置)的动作的图。
图47是表示本发明实施方式7的CSI处理单元的结构方框图。
图48是本发明实施方式7的MCS变换例。
图49是本发明实施方式7的MCS变换例。
图50是表示本发明实施方式7的阈值计算单元的结构方框图。
图51是表示本发明实施方式8的无线通信装置(CSI发送装置)的结构方框图。
图52是本发明实施方式8传输路径响应的时间变动量的测定例。
图53是本发明实施方式8传输路径响应的时间变动量的测定例。
图54是表示本发明实施方式8的SNR计算单元的结构方框图。
图55是本发明实施方式8的控制例。
图56是本发明实施方式8的帧格式。
图57是本发明实施方式8的帧格式。
图58是表示本发明实施方式8的CSI处理单元的结构方框图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明实施方式。
(实施方式1)图1所示的无线通信装置是CSI接收端的无线通信装置。并且，图2所示的无线通信装置是CSI发送端的无线通信装置。在下面的说明中，将CSI接收端的无线通信装置称为CSI接收装置，将CSI发送端的无线通信装置称为CSI发送装置。并且，CSI接收装置以基于CSI决定的调制参数(编码方式、编码率、调制方式以及发送功率的任意一个以上)将由多个副载波组成的多载波信号发送到CSI发送装置。另一方面，CSI发送装置接收从CSI接收装置发送的多载波信号，基于多载波信号的每个副载波或每个频段的传输路径响应值生成CSI。并且，这些CSI接收装置和CSI发送装置例如被装载于移动通信系统中使用的无线通信基站装置和无线通信终端装置。
如图1所示，本实施方式的CSI接收装置包括编码单元11、调制单元12、功率控制单元13、IFFT(傅立叶逆变换)单元14、GI(保护区间)插入单元15、发送无线处理单元16、天线17、接收无线处理单元21、GI除去单元22、FFT(傅立叶)变换单元23、解调单元24、解码单元25、CSI处理单元26、CSI接收控制单元27以及调制参数决定单元28。
在下述说明中，对基于接收到的CSI对每个副载波或每个频段设定最佳调制参数并发送多载波信号的CSI接收装置进行说明。另外，所谓频段是指将多个副载波分成多个组时的各个组。
编码单元11以调制参数决定单元28指示的编码方式和编码率对每个副载波(频段)编码所输入的时间序列的发送数据。
调制单元12以调制参数决定单元28指示的调制方式(M-PSK、M-QAM等)对每个副载波(频段)调制已编码的发送数据。
功率控制单元13将每个副载波(频段)的发送功率设定为调制参数决定单元28指示的发送功率值。
IFFT单元14进行使用多个正交的副载波对按每个副载波(频段)调制的信号进行复用的IFFT处理，生成作为多载波信号的OFDM码元。
GI插入单元15为减少因延迟波造成的码间干扰(ISIInter SymbolInterference)，在OFDM码元之间插入GI。
发送无线处理单元16对OFDM码元施以上变频等规定的无线处理，将无线处理后的OFDM码元从天线17发送到CSI发送装置。
接收无线处理单元21对用天线17接收的OFDM码元进行下变频等规定的无线处理。接收的OFDM码元包含被帧化的CSI(CSI帧)。
GI除去单元22除去在OFDM码元之间插入的GI。
FFT单元23对GI除去后的OFDM码元进行FFT处理，获得每个副载波的信号。
解调单元24解调FFT后的信号，解码单元25解码解调后的信号。由此获得接收数据。接收数据中包含数据帧和CSI帧。
CSI处理单元26从CSI帧获得每个副载波(频段)的CSI。关于要处理的CSI帧的类别或处理定时，则根据CSI接收控制单元27的控制。CSI处理单元26的详细说明将后述。
CSI接收控制单元27生成CSI帧的处理及CSI的更新所需要的控制信息和定时信号，并控制CSI处理单元26。
调制参数决定单元28基于从CSI处理单元26输入的每个副载波(频段)的CSI，决定每个副载波(频段)的编码率、调制方式和发送功率。
接下来，说明CSI发送装置。如图2所示，本实施方式的CSI发送装置包括天线31、接收无线处理单元32、GI除去单元33、FFT单元34、解调单元35、解码单元36、传输路径响应估计单元37、CSI处理单元38、CSI发送控制单元39、编码单元41、调制单元42、功率控制单元43、IFFT单元44、GI插入单元45以及发送无线处理单元46。
接收无线处理单元32对天线31接收的OFDM码元进行下变频等规定的无线处理。
GI除去单元33除去在OFDM码元之间插入的GI。
FFT单元34对GI除去后的OFDM码元进行FFT处理，获得每个副载波的信号。
将FFT后信号中的导频信号等除去后的信息信号被输入到解调单元35。解调单元35以与在CSI接收装置用于调制的调制方式对应的解调方式解调信息信号。
解码单元36以与在CSI接收装置用于编码的编码方式对应的解码方式对调制后的信号进行纠错等解码处理后，获得接收数据。
将FFT后的信号中的导频信号等估计传输路径响应时所需要的信号输入到传输路径响应估计单元37。传输路径响应估计单元37对每个副载波(频段)的传输路径响应值进行估计。
CSI处理单元38基于估计出的传输路径响应值求出每个副载波(频段)的CSI，并生成用于将这些CSI反馈到CSI接收装置的CSI帧。关于要生成的CSI帧的类别或生成定时，则根据CSI发送控制单元39的控制。CSI处理单元38的详细说明将后述。
CSI发送控制单元39生成在CSI帧的生成所需要的控制信息和定时信号，并控制CSI处理单元38。
编码单元41以规定的编码方式和编码率对每个副载波(频段)编码所输入的时间序列的发送数据和CSI帧。
调制单元42以规定的调制方式对每个副载波(频段)调制已编码的发送数据和CSI帧。
功率控制单元43对每个副载波(频段)的发送功率进行控制。
IFFT单元44进行使用多个正交的副载波对按每个副载波(频段)调制的信号进行复用的IFFT处理，生成作为多载波信号的OFDM码元。
GI插入单元45为减少延迟波造成的ISI，在OFDM码元之间插入GI。
发送无线处理单元46对OFDM码元施以上变频等规定的无线处理，将无线处理后的OFDM码元从天线31发送到CSI接收装置。
然后，使用图3详细说明图2所示的CSI发送装置的CSI处理单元38。如图3所示，CSI处理单元38包括质量电平测定单元381、线路状态存储器382、瞬时变动测定单元383、比较单元384、比较结果存储器385以及CSI帧生成单元386。
质量电平测定单元381从传输路径响应估计单元37所输入的每个副载波的传输路径响应值测定每个副载波(频段)的SNR(Signal to Noise Ratio)，作为表示线路状态的值。这里虽然使用SNR作为质量电平(quality level)，但也可以使用CNR(Carrier to Noise Ratio)、接收功率、接收振幅等作为质量电平。另外，在像蜂窝系统，作为CSI，不仅仅是噪声功率，干扰功率也相当重要的通信系统中，也可以使用SIR(Signal to Interference Ratio)、CIR(Carrier toInterference Ratio)、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)、CINR(Carrierto Interference and Noise Ratio)等作为质量电平。
线路状态存储器382保持由质量电平测定单元381测定的每个副载波(频段)的SNR值。
瞬时变动测定单元383从线路状态存储器382保持的SNR值测定每个副载波(频段)的SNR的瞬时的时间变动量(SNR变动量)。瞬时变动测定单元383的详细说明将后述。
比较单元384对每个副载波(频段)的SNR变动量和阈值进行比较。另外，也可以使阈值基于平均SNR和多普勒频率自适应地变化。
比较结果存储器385将比较单元384的比较结果按每个副载波(频段)存储并保持。比较结果存储器385的存储内容根据从CSI发送控制单元39输入的更新定时信号被更新。
CSI帧生成单元386基于从CSI发送控制单元39输入的CSI帧类别和生成定时信号生成CSI帧。CSI帧生成单元386在生成定时信号被输入的定时，基于CSI帧类别和比较结果存储器385的存储内容而生成CSI帧。
然后，使用图4详细说明图3所示的瞬时变动测定单元383。如图4所示，瞬时变动测定单元383包括延迟单元3831、减法单元3832以及绝对值运算单元3833。
延迟单元3831通过将每个副载波(频段)的SNR值保持到下一个SNR值输入为止，由此使从减法单元3832输入的SNR值延迟。
减法单元3832计算由线路状态存储器382输入的每个副载波(频段)的SNR值和在延迟单元3831保持的前一个的每个副载波(频段)的SNR值的差。
绝对值运算单元3833计算从减法单元3832输入的差值的绝对值，并求出SNR的变动量。
下面，将进一步详细说明图3所示的CSI处理单元3 8的动作。然而，这里将说明对每个副载波获得CSI的情况。并且，在下述说明中，虽然是以对每个副载波设定调制参数的通信系统为对象进行说明，但通过将“副载波”改为“频段”，在对每个频段设定调制参数的通信系统也同样能够实施本实施方式。
如图5所示，在CSI发送装置接收的OFDM码元中，在数据载波之间以规定的间隔插入传输路径响应估计用载波，该传输路径响应估计用载波用于估计传输路径的频率响应(传输路径响应)。在传输路径响应估计单元37，对每个副载波使用传输路径单元估计用载波，在时刻tk(k为整数)的定时估计OFDM码元在传输路径受到的振幅变动和相位变动。另外，传输路径估计用载波例如为已知的导频信号等。并且，在进行盲估计(blind estimation)的通信系统中，有时使用数据用载波作为传输路径估计用载波。
质量电平测定单元381从传输路径响应估计单元37所输入的传输路径响应估计值测定每个副载波的SNR值γm，k，并输出到线路状态存储器单元382。这里，γm，k表示对第m个副载波(m＝1，2，3，...，M)的时刻tk时的SNR值进行对数变换后的值(单位[dB])。
线路状态存储器382存储由质量电平测定单元381测定的每个副载波的SNR值γm，k。存储在线路状态存储器3 82的SNR值γm，k在每次由质量电平测定单元381测定新的SNR值时被更新。
另外，传输路径响应值的估计周期和SNR的测定周期被设定成与CSI的反馈周期相同或小于CSI的反馈周期。线路状态存储器382的更新周期可以独立于CSI的反馈周期。但是被进行控制，以避免在CSI帧的生成途中发生线路状态存储器382的更新处理。
在瞬时变动测定单元383中，减法单元3822求被存储在线路状态存储器382的SNR值γm，k和被保持在延迟单元3831的在tk的前一个定时tk-a测定的SNR值γm，k-1之间的差，而绝对值运算单元3833求该差的绝对值。由此，可获得SNR值的每个测定时间间隔的每个副载波的SNR变动量Δγm，k。因此，能够以下面的式(1)表示SNR变动量Δγm，k。
Δγm，k＝|γm，k-γm，k-1| ...(1)比较单元384比较每个副载波的SNR变动量和阈值，将该比较结果写入比较结果存储器385。以下述方式进行对比较结果存储器385的写入。在下面的说明中，以OFDM码元由24条副载波(副载波1～24)构成的情况为一例进行说明。
图6表示各个副载波的SNR变动量Δγm，k与阈值之间的关系。在图6所示例子的情况，在比较单元384中，对每个副载波的SNR变动量和阈值进行比较的结果，副载波(SC)1～4、10、12～15、20、21、23、24的SNR变动量被判定为阈值以下，副载波(SC)5～9、11、16～19、22的SNR变动量被判定为超过阈值。如图7所示，比较结果被存储到比较结果存储器385。在图7中，“1”表示SNR变动量被判定为阈值以下，“0”表示SNR变动量被判定为超过阈值。在从CSI发送控制单元39输入更新定时信号的定时进行比较结果存储器385的更新。
CSI帧生成单元386在从CSI发送控制单元39输入生成定时信号的定时，基于从CSI发送控制单元39输入的CSI帧类别和存储在比较结果存储器385的图7所示的比较结果，从副载波1～24中选择要将CSI反馈到CSI接收装置的副载波，并生成CSI帧。CSI帧生成单元386进行图8所示的动作。在图8所示的例子中，CSI发送装置基于在比较单元384的比较结果，将两种CSI帧周期性地反馈到CSI接收装置。在两种CSI帧中，一方为由SNR变动量为阈值以下的副载波(副载波1～4、10、12～15、20、21、23、24)的SNR值组成的CSI帧(CSI1)，另一方为由SNR变动量超过阈值的副载波(副载波5～9、11、1 6～19、22)的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。换言之，CSI2不包含SNR变动量为阈值以下的副载波(副载波1～4、10、12～15、20、21、23、24)的SNR值。
在图8中，首先在定时t3n，由CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入生成定时信号。同时，由于更新定时信号被输入到比较结果存储器385，以在比较单元384新获得的比较结果更新比较结果存储器385的内容。现在，假设更新后的比较结果存储器385的内容为如图7所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成包含副载波(SC)1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。
将帧格式示于图9。该帧格式在CSI接收装置为已知。由此，CSI发送装置能够在定时t3n将所有副载波的CSI反馈到CSI接收装置。另外，用于在定时t3n生成包含所有副载波的SNR值的CSI帧，而假设为从副载波1依序排列SNR值的帧格式，但也可以是分别生成CSI1和CSI2并将彼此结合的帧格式。例如，也可以是在由副载波1～4、10、12～15、20、21、23、24构成的CSI1的后面配置由副载波5～9、11、16～19、22构成的CSI2的帧格式。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，从CSI发送控制单元39将生成定时信号输入到CSI帧生成单元386，更新定时信号被输入到比较结果存储器385。然后，假设更新后的比较结果存储器385的内容再次成为如图7所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成由SNR变动量超过阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。由此，CSI发送装置能够在定时t3N+1仅将SNR变动量超过阈值的副载波的CSI反馈到CSI接收装置。
将帧格式示于图10。在图10示出的例子中，在帧的前半部分(201)配置副载波序号作为副载波的标识符号，在后半部分(202)，与前半部分的副载波序号对应地，以和副载波序号相同的顺序配置SNR值。此外，作为其他的帧格式，也可以取如图11所示的帧格式。在图11示出的例子中，分别使副载波序号与对应于该副载波序号的SNR值为一组(301～304)，这些组(301～304)被配置在帧内。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。由此，在图8示出的例子中，CSI1的发送周期(反馈周期)102成为CSI2的发送周期(反馈周期)101的3倍。这样，通过使CSI1的发送周期为CSI2的发送周期的整数倍，在反馈所有的副载波的CSI时(在图8为定时t3n、t3(n+1))能够将CSI汇总于一个帧进行发送，因此能够共享报头信息等，其结果，能够减少在反馈信息的发送上需要的数据量。
然后，使用图12详细说明图1所示的CSI处理单元26。如图12所示，CSI处理单元26包括质量电平提取单元261和线路状态存储器262。
质量电平提取单元261在从CSI接收控制单元27输入接收定时信号的定时，基于从CSI接收控制单元27输入的CSI帧类别，从CSI帧(从CSI发送装置发送到CSI接收装置的CSI帧)提取每个副载波的SNR值作为CSI，与副载波序号一起输出到线路状态存储器262。
线路状态存储器262保持每个副载波的SNR值。此时，线路状态存储器262基于从质量电平提取单元261输入的副载波序号，更新对应的副载波的SNR值。
CSI处理单元26与CSI帧生成单元386的图8所示的动作对应地，进行图13所示的动作。
在图13中，首先在定时t3n，接收定时信号由CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，从CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号。因此，质量电平提取单元261接收如图9所示的CSI帧，即，包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1～24各自的SNR值，添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新所有副载波的SNR值。通过这个处理，能够使在定时t3n的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。并且，通过在CSI发送装置和CSI接收装置之间事先决定在CSI帧配置SNR值的顺序，不用将副载波序号包含在CSI帧内进行发送，也能够由双方共同识别与各个SNR值对应的副载波序号。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，由CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入接收定时信号。并且，从CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号。因此，质量电平提取单元261接收如图10或图11所示的CSI帧，即，由SNR变动量超过阈值的副载波5～9、11、16～19、22的副载波序号和SNR值组成的CSI帧(CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI2提取副载波5～9、11、16～19、22各自的副载波序号和SNR值，并输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。换言之，只更新副载波1～24中的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值。其结果，在定时t3n+1的更新后的线路状态存储器262的状态成为如图14所示。括弧内的3n、3n+1分别表示更新定时t3n、t3n+1。通过这种处理，能够使在定时t3n+1的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。
由此，根据本实施方式，将构成多载波信号的多个副载波分类成传输路径特性的时间变动量大的副载波和小的副载波，使传输路径特性的时间变动量小的副载波的CSI的反馈周期大于传输路径特性的时间变动量大的副载波的CSI的反馈周期。因此，根据本实施方式，能够在维持传输路径特性的时间变动量大的副载波的CSI的反馈周期的同时，削减传输路径特性的时间变动量小的副载波的CSI的传输量，所以能够在维持高的系统吞吐量的同时，削减反馈信息的数据量。
(实施方式2)本实施方式的CSI发送装置具有与实施方式1相同的结构，但在以下方面与实施方式1不同，即，只有在反馈副载波1～24的所有副载波的CSI的定时，更新定时信号被输入到比较结果存储器385，在其他定时则比较结果不被更新。
下面，说明本实施方式的CSI帧生成单元386的动作。在本实施方式中，CSI帧生成单元386进行如图15所示的动作。
在图15中，首先在定时t3n，由CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入生成定时信号。同时，由于更新定时信号被输入到比较结果存储器385，以在比较单元384新获得的比较结果更新比较结果存储器385的内容。现在，假设更新后的比较结果存储器385的内容为如图7所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成包含副载波(SC)1～24的所有副载波的比较结果和SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。
将帧格式示于图16和图17。换言之，各个副载波的比较结果作为CSI被发送。另外，该帧格式在CSI接收装置为已知。在图16示出的例子中，在帧的前半部分(401)以副载波序号的升序配置副载波1～24的比较结果，在后半部分(402)，以与前半部分的比较结果对应的方式配置各个副载波的SNR值。并且，在图17示出的例子中，分别使各个副载波的比较结果和SNR值为一组(501～503)，以副载波序号的升序配置这些组(501～503)。此外，无论是在图16还是图17示出的帧格式，比较结果分别成为“0”或“1”的1比特的数据。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，生成定时信号由CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386。但是，由于更新定时信号不被输入，比较结果存储器385不被更新。因此，比较结果存储器385的内容仍为如图7所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成由SNR变动量超过阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。由此，CSI发送装置能够在定时t3n+1仅将SNR变动量超过阈值的副载波的CSI反馈到CSI接收装置。
将帧格式示于图18。在图18所示的例子中，将副载波5～9、11、16～19、22的SNR值按照副载波序号的升序排列。但是不包含副载波序号。这样，通过在CSI发送装置和CSI接收装置之间事先决定将SNR值按照副载波序号的升序(或降序)排列，不用将副载波序号包含在CSI帧内进行发送，也能够由双方共同识别与各个SNR值对应的副载波序号。因此，消除了将副载波序号包含在CSI帧进行发送的必要，从而能够抑制CSI2的数据量。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。
接下来，使用图19详细说明本实施方式的CSI处理单元26的结构。如图19所示，本实施方式的CSI处理单元26是在实施方式1的CSI处理单元26(图12)中进一步包括比较结果存储器263而构成的。
质量电平提取单元261在从CSI接收控制单元27输入接收定时信号的定时，基于由CSI接收控制单元27输入的CSI帧类别，从由CSI发送装置接收到的CSI帧提取每个副载波的SNR值作为CSI，与副载波序号一起输出到线路状态存储器262。并且，质量电平提取单元261从CSI帧提取每个副载波的比较结果，输出到比较结果存储器263。
比较结果存储器263保持从质量电平提取单元261输入的比较结果，在从CSI接收控制单元27输入更新定时信号时，以从新的CSI帧提取出的比较结果更新保持的比较结果。
图19示出的CSI处理单元26与CSI帧生成单元386的图15所示的动作对应地，进行图20所示的动作。
在图20中，首先在定时t3n，由CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入接收定时信号。并且，从CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号。因此，质量电平提取单元261接收如图16或图17所示的CSI帧，即，包含副载波1～24的所有副载波的比较结果和SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1～24各自的比较结果和SNR值，将比较结果输出到比较结果存储器263，同时在SNR值添加副载波序号输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新所有副载波的SNR值。
另外，在定时t3n，由于更新定时信号被输入到比较结果存储器263，所以比较结果存储器263以在定时t3n提取出的比较结果更新所保持的比较结果。通过这个处理，能够使在定时t3n的CSI发送装置的比较结果存储器385的内容与CSI接收装置的比较结果存储器263的内容同步。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，由CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入接收定时信号。并且，从CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号。但是，更新定时信号不被输入到比较结果存储器263。因此，在定时t3n+1，比较结果存储器263不被更新。
质量电平提取单元261接收如图18所示的CSI帧，即，接受仅由SNR变动量超过阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值(即，比较结果为“0”的SNR值)组成的CSI帧(CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI2提取副载波5～9、11、16～19、22各自的SNR值，并参照比较结果存储器263，从比较结果存储器263获得比较结果为“0”的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在提取出的SNR值分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
如上述，由于CSI2的SNR值的配置顺序被事先设定为副载波序号的升序(或降序)，即使在CSI2中没有包含副载波序号，质量电平提取单元261通过参照比较结果存储器263，能够识别出各个SNR值为哪个副载波的SNR值。并且，由于消除了由CSI2传输副载波序号的必要，所以能够削减反馈信息的数据量。
线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。换言之，只更新副载波1～24中的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值。其结果，在定时t3n+1的更新后的线路状态存储器262的状态成为如图14所示。通过这个处理，能够使在定时t3n+1的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。
由此，根据本实施方式，通过以1比特传输各个副载波的比较结果，能够由CSI发送装置和CSI接收装置共享比较结果，不必在CSI2中传输每个SNR值的副载波序号，与实施方式1相比，能够进一步地削减反馈信息的数据量。因此，实施方式2在包含于1OFDM码元的副载波数(或频段数)越多时越有效。
(实施方式3)多路径环境大多为在发送台和接收台之间存在障碍物的NLOS(Non lineof sight)环境，并且已知各个延迟波会产生瑞利变动(Rayleigh variation)。并且延迟波的延迟时间与码元时间相比之下较大时，其特性具有频率选择性。下面示出在这样的频率选择性瑞利衰落传输路径中的、对每个副载波的SNR的累积分布。
图21是表示在频率选择性瑞利衰落传输路径中平均SNR＝30dB的情况下，将每个副载波的SNR归一化之后的累积分布的图。601是所有副载波的SNR的归一化累积分布，602是每单位时间的变动量低于1dB的副载波的SNR的归一化累积分布，603是每单位时间的变动量为1dB以上的副载波的SNR的归一化累积分布。
根据图21，可知在该副载波的SNR值分布的区域中，每单位时间的SNR值的变动量为1dB以上的副载波分布在较小的SNR值的区域。另一方面，在该副载波的SNR值分布的区域中，每单位时间的SNR值的变动量低于1dB的副载波分布在较大的SNR值的区域。因此，通过基于在所有的副载波(在频域)上平均的SNR值(平均SNR)而设定阈值，将各个副载波的SNR值与该阈值比较，能够划分成每单位时间的SNR值的变动量大的副载波组，以及每单位时间的SNR值的变动量小的副载波组。
因此，在本实施方式中，如图22所示，比较基于平均SNR设定的阈值和各个副载波的SNR值，将构成OFDM码元的多个副载波(在此为副载波1～24)分为SNR变动量大的副载波和SNR变动量小的副载波。
下面使用图23详细说明本实施方式的CSI处理单元38的结构。如图23所示，本实施方式的CSI处理单元38与实施方式1的CSI处理单元38(图3)相比，其结构进一步包括阈值计算单元387而减少了瞬时变动测定单元383。
阈值计算单元387在所有副载波上平均被存储在线路状态存储器382中的每个副载波的SNR值以求出平均SNR，使用平均SNR设定比较单元384的阈值。阈值计算单元387的详细说明将后述。
比较单元384对在阈值计算单元387计算出的阈值和存储在线路状态存储器382的每个副载波的SNR值进行比较。
比较结果存储器385将比较单元384的比较结果按每个副载波存储并保持。比较结果存储器385的存储内容根据从CSI发送控制单元39输入的更新定时信号被更新。
然后，使用图24详细说明图23所示的阈值计算单元387。如图24所示，阈值计算单元387包括对数/线性变换单元3871、频率平均单元3872、时间滤波器单元3873、线性/对数变换单元3874以及偏移赋予单元3875。
对数/线性(Log-Linear)变换单元3871将从线路状态存储器382输入的每个副载波的SNR值γm，k从dB值变换为真值的SNR值Γm，k。并且，如果输入的每个副载波的SNR值原本就是真值，就不需要该对数/线性变换单元3871。
频率平均单元3872基于下面的式(2)，在所有副载波1～24平均每个副载波的SNR值(真值)Γm，k，计算频域的SNR的平均值(平均SNR)。在此例中，虽然是求SNR的平均值，但也可以求中间值。
Γ‾k=1NΣm=0M-1Γm,k···(2)]]> SNR的平均值(真值)时间滤波器单元3873对平均SNR(真值)进行时间方向的滤波(时间滤波)。通过对平均SNR进行时间滤波，能够获得不跟踪传输路径的瞬时变动，但跟踪短区间变动(屏蔽变动(shadowing variation))的平均SNR。并且，将能够获得这样的平均SNR的时间常数设定在时间滤波器单元3873。因此，在整个通信频带能够获得充分的频率选择性的传输路径状况下，也可以直接使用在频域求出的SNR的平均值或中间值，而不进行时间滤波。此外，作为时间滤波，也可以对过去的所有副载波的平均SNR(真值)进行移动平均处理，或者利用FIR滤波器或IIR滤波器。另外，将滤波器的时间常数设定成小于短区间变动(屏蔽变动)的速度。此外，在最简易的结构中，例如也可以基于下面的式(3)构成时间滤波器单元3873。
Γ^k=μ·Γ‾k+(1-μ)Γ^k-1,0≤μ≤1···(3)]]> 进行时间滤波后的平均SNR值(真值)线性/对数(Linear-Log)变换单元3874将经过时间滤波的平均SNR值(真值)变换为dB值的平均SNR值。
偏移赋予单元3875对dB值的平均SNR值赋予偏移值。由此，计算出在比较单元384使用的阈值。因此，阈值由下面的式(4)表示。另外，阈值计算单元387也可以采用不包括偏移赋予单元387的结构。
γthreshold=γ‾k+α[dB]···(4)]]>γthreshold阈值 进行时间滤波后的平均SNR值(dB值)α偏移值然后，比较单元384比较每个副载波的SNR值和阈值，将该比较结果写入比较结果存储器385。以下述方式进行对比较结果存储器385的写入。
在图22所示例子的情况，在比较单元384中，对每个副载波的SNR值和阈值进行比较的结果，副载波l～4、10、12～15、20、21、23、24的SNR值被判定为阈值以上，副载波5～9、11、16～19、22的SNR值被判定为低于阈值。如图7所示，比较结果被存储到比较结果存储器385。在本实施方式，在图7中，“1”表示SNR值被判定为阈值以上，“0”表示SNR值被判定为低于阈值。在从CSI发送控制单元39输入更新定时信号的定时进行比较结果存储器385的更新。
CSI帧生成单元386在从CSI发送控制单元39输入生成定时信号的定时，基于从CSI发送控制单元39输入的CSI帧类别和存储在比较结果存储器385的图7所示的比较结果，从副载波1～24中选择要将CSI反馈到CSI接收装置的副载波，并生成CSI帧。CSI帧生成单元386进行如图15所示的动作。
换言之，首先在定时t3n，由CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入生成定时信号。同时，由于更新定时信号被输入到比较结果存储器385，以在比较单元384新获得的比较结果更新比较结果存储器385的内容。并且，此时在比较单元384使用的阈值是在定时t3n由阈值计算单元387新计算出的阈值。现在，假设更新后的比较结果存储器385的内容为如图7所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成包含了副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。帧格式为图9所示。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，由CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入生成定时信号。但是，由于更新定时信号不被输入，比较结果存储器385不被更新。因此，比较结果存储器385的内容仍为如图7所示。并且，也没有计算新阈值。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成由SNR值低于阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。由此，CSI发送装置能够在定时t3n+1仅将SNR值低于阈值的副载波的CSI反馈到CSI接收装置。帧格式为图18所示。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。
将以上动作表示为流程图时为如图25所示。换言之，在ST(步骤)701判断是否有生成定时信号输入，在生成定时信号被输入时(ST701是)，在ST702判断是否有更新定时信号输入。然后，在更新定时信号被输入时(ST702是)，更新比较结果存储器后前进到ST704，在没有更新定时信号输入时(ST702否)，不更新比较结果存储器而前进到ST704。在ST704判断CSI帧类别。换言之，表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号输入时，在ST705生成包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。另一方面，表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号输入时，在ST706生成由SNR值低于阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。
接下来，使用图26详细说明本实施方式的CSI处理单元26的结构。如图26所示，本实施方式的CSI处理单元26是在实施方式2的CSI处理单元26(图19)进一步包括阈值计算单元264和比较单元265而构成的。阈值计算单元264和比较单元265采用与CSI发送装置的阈值计算单元387和比较单元384相同的结构(图23和图24)，其动作也与上述相同故省略其说明。
图26所示的CSI处理单元26对应于图23所示的CSI帧生成单元386的动作，进行图20所示的动作。
换言之，首先在定时t3n，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI1+CSI2”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。因此，质量电平提取单元261接收如图9所示的CSI帧，即，包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1～24各自的SNR值，添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新所有副载波的SNR值。
另外，在定时t3n，由于更新定时信号被输入到比较结果存储器263，比较结果存储器263以由比较单元265在定时t3n提取出的比较结果更新所保持的比较结果。并且，此时在比较单元265使用的阈值是在定时t3n由阈值计算单元264新计算出的阈值。阈值计算单元264的阈值计算方法是使用和CSI发送装置的阈值计算单元387相同的方法。通过这个处理，能够使在定时t3n的CSI发送装置的比较结果存储器385的内容与CSI接收装置的比较结果存储器263的内容同步。
接着，在定时t3n+1，与定时t3n同样地，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI2”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。但是，更新定时信号不被输入到比较结果存储器263。因此，在定时t3n+1，比较结果存储器263不被更新，比较结果存储器263的状态维持在t3n更新后的状态。并且，也没有计算新阈值。
质量电平提取单元261接收如图18所示的CSI帧，即，仅由SNR值低于阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值(即，比较结果为“0”的SNR值)组成的CSI帧(CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI2提取副载波5～9、11、16～19、22各自的SNR值，并参照比较结果存储器263，从比较结果存储器263获得比较结果为“0”的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在提取出的SNR值分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
在图18所示的例子中，将副载波5～9、11、16～19、22的SNR值按照副载波序号的升序排列。但是不包含副载波序号。这样，通过在CSI发送装置和CSI接收装置之间事先决定将SNR值按照副载波序号的升序(或降序)排列，不用将副载波序号包含在CSI帧内进行发送，也能够在双方共同识别与各个SNR值对应的副载波序号。因此，消除了将副载波序号包含在CSI帧进行发送的必要，从而能够抑制CSI2的数据量。
线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。换言之，只更新副载波1～24中的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值。其结果，在定时t3n+1的更新后的线路状态存储器262的状态成为如图14所示。通过这个处理，能够使在定时t3n+1的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t3n+2进行与在定时t3n+1相同的处理，并且在定时t3(n+1)进行与在定时t3n相同的处理。
将以上动作表示为流程图时为图27所示。换言之，在ST(步骤)801判断是否有接收定时信号输入，在接收定时信号被输入时(ST801是)，在ST802判断CSI帧类别。换言之，表示“CSI1+CSI2”作为CSI帧类别的信号输入时，在ST803更新所有副载波的线路状态(即，副载波1～24的SNR值)。另一方面，表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号输入时，在ST804更新CSI2的线路状态(即，SNR值低于阈值的副载波5～9、11、16～19、22的SNR值)。接下来，在ST805判断是否有更新定时信号输入。然后，在有更新定时信号输入时(ST805有)，更新比较结果存储器。另一方面，没有更新定时信号输入时(ST805否)，回到ST801再次判断是否有接收定时信号输入。
这样，根据本实施方式，即使在CSI接收装置也能够与CSI发送装置同样地计算阈值，并比较该计算出的阈值和各个副载波的SNR值，因此消除了在从CSI发送装置向CSI接收装置反馈的CSI帧中包含副载波序号和每个副载波的比较结果的必要，与实施方式1和实施方式2相比，能够进一步削减反馈信息的数据量。
这里，如上述，多路径环境大多为在发送站和接收台之间存在障碍物的NLOS(Non 1ine of sight)环境，并且已知各个延迟波会产生瑞利变动(Rayleighvariation)。并且延迟波的延迟时间与码元时间相比之下较大时，其特性具有频率选择性。下面示出在这样的频率选择性瑞利衰落传输路径中的、对每个副载波的SNR的每单位时间的变动量的柱状图。
图28是表示在频率选择性瑞利衰落传输路径中平均SNR＝30dB的情况下，每个副载波的SNR的出现次数的分布的图。701是所有副载波的SNR值的出现次数的分布，702是每单位时间的变动量低于1dB的副载波的SNR值的出现次数的分布，703是每单位时间的变动量为1dB以上的副载波的SNR值的出现次数的分布。
根据图28，在所有副载波中，每单位时间的SNR值的变动量为低于1dB的副载波占大部分。这表示能取较大的反馈周期的副载波数量多，这也表示本发明的削减反馈信息的数据量的效果极大。例如，在与上述现有技术中的最大移动速度相比时，在上述现有技术中，配合时间变动量大的副载波，每次都反馈所有的副载波的CSI。与此相对，在本发明中，如上述，每次仅反馈时间变动量大(即，SNR值小)的副载波的CSI，时间变动量小(即，SNR值大)的副载波则不每次都进行CSI的反馈。因此，根据本发明，能够削减反馈信息的数据量。
(实施方式4)本实施方式在以下方面与实施方式3不同，即，基于CSI帧尺寸，将构成OFDM码元的多个副载波(这里为副载波1～24)分成多个组。
现使用图29详细说明本实施方式的CSI处理单元38的结构。如图29所示，本实施方式的CSI处理单元38与实施方式1的CSI处理单元38(图3)相比，其结构进一步包括分类单元388和分类结果存储器389，而减少了瞬时变动测定单元383、比较单元384和比较结果存储器385。
分类单元388基于CSI帧尺寸信息表示的CSI帧尺寸，将存储在线路状态存储器382的每个副载波的SNR值分类为多个组。由于在CSI帧尺寸越小时，能包含在一个CSI帧的CSI的数据量越少，所以分类单元388分类为更多的组。并且，分类单元388按照各个副载波的SNR值的大的顺序或是小的顺序来将各个副载波分类成多个组。分类的具体例将后述。
比较结果存储器389将分类单元388的分类结果按每个副载波存储并保持。分类结果存储器389的存储内容根据从CSI发送控制单元39输入的更新定时信号被更新。
接着，使用图30说明在分类单元388的分类的具体例。这里，以CSI帧尺寸为能够发送8个副载波的SNR值的尺寸，并将副载波1～24分类成三个组的情况作为一个例子进行说明。
在各个副载波1～24的SNR为图30所示的情况时，分类单元388将副载波1～24按照SNR值大的顺序(即，SNR值的变动量小的顺序)分类成组1、2、3的三个组。另外，分类单元388也可以将副载波1～24按照SNR值小的顺序(即，SNR值的变动量大的顺序)分类成组3、2、1的三个组。其结果，副载波1、3、4、10、12、14、21、23被分类到组1，副载波2、5、6、9、13、15、20、24被分类到组2，副载波7、8、11、16、17、18、19、22被分类到组3。如图31所示，该分类结果被存储到分类结果存储器389。在从CSI发送控制单元39输入更新定时信号的定时进行分类结果存储器389的更新。
CSI帧生成单元386在从CSI发送控制单元39输入生成定时信号的定时，基于从CSI发送控制单元39输入的CSI帧类别和存储在分类结果存储器389的图31所示的分类结果，从副载波1～24中选择要将CSI反馈到CSI接收装置的副载波，并生成CSI帧。CSI帧生成单元386如图32所示地动作。在图32所示的例子中，CSI发送装置基于在上述分类结果，将三种CSI帧周期性地反馈到CSI接收装置。在CSI1～CSI3的三种CSI帧中，CSI1是由组1(副载波1、3、4、10、12、14、21、23)的SNR值组成的CSI帧，CSI2是由组2(副载波2、5、6、9、13、15、20、24)的SNR值组成的CSI帧，CSI3是由组3(副载波7、8、11、16、17、18、19、22)的SNR值组成的CSI帧。
在图32中，首先在定时t4n，生成定时信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386。同时，由于更新定时信号被输入到分类结果存储器389，以在分类单元388新获得的分类结果更新分类结果存储器389的内容。现在，假设更新后的分类结果存储器389的内容为如图31所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI1+CSI2+CSI3”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。帧格式为图9所示。
接着，在定时t4n+1，与定时t4n同样地，生成定时信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386。但是，由于更新定时信号不被输入分类结果存储器389，分类结果存储器389不被更新。因此，分类结果存储器389的内容仍为如图31所示。并且，由于作为CSI帧类别表示“CSI3”的信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386，所以CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成由组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI3)。由此，CSI发送装置能够在定时t4n+1仅将SNR值最小(即，SNR变动量最大)的组3的副载波的CSI反馈到CSI接收装置。并且，与图18同样地，帧格式为图33所示。
接着，在定时t4n+2，与定时t4n+1同样地，从CSI发送控制单元39将生成定时信号输入到CSI帧生成单元389，但更新定时信号不输入到分类结果存储器389，因此分类结果存储器389不被更新。因此，分类结果存储器389的内容仍为如图31所示。另外，由于作为CSI帧类别表示“CSI2+CSI3”的信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386，所以CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别，生成由组2的副载波2、5、6、9、13、15、20、24的SNR值以及由组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2+CSI3)。由此，CSI发送装置能够在定时t4n+2仅将组2和组3的副载波的CSI反馈到CSI接收装置。并且，帧格式与图18和图33相同。
接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。由此，在图32示出的例子中，CSI1的发送周期(反馈周期)107成为CSI3的发送周期(反馈周期)105的4倍，且CSI2的发送周期(反馈周期)106成为CSI3的发送周期105的两倍。并且，CSI1的发送周期107成为CSI2的发送周期106的两倍。这样，通过使CSI1和CSI2的发送周期为CSI3的发送周期的整数倍，在反馈所有的副载波的CSI时(在图32为定时t4n、t4(n+1))能够将CSI汇总于一个帧进行发送，因此能够共享报头信息等，其结果，能够减少在反馈信息的发送所需要的数据量。
接下来，使用图34详细说明本实施方式的CSI处理单元26的结构。如图34所示，本实施方式的CSI处理单元26是在实施方式1的CSI处理单元26(图12)进一步包括分类单元266和分类结果存储器267而构成的。
图34所示的CSI处理单元26与图29所示的CSI帧生成单元386的动作对应地，进行图35所示的动作。
换言之，首先在定时t4n，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI1+CSI2+CSI3”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。因此，质量电平提取单元261接收如图9所示的CSI帧，即，包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1～24各自的SNR值，添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新所有副载波的SNR值。
另外，在定时t4n，由于更新定时信号被输入到分类结果存储器267，分类结果存储器267以由分类单元266在定时t4n获得的分类结果更新所保持的分类结果。分类单元266的分类方法是使用和CSI发送装置的分类单元388相同的方法。通过这个处理，能够使在定时t4n的CSI发送装置的分类结果存储器389的内容与CSI接收装置的分类结果存储器267的内容同步。
接着，在定时t4n+1,与定时t4n同样地，由CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入接收定时信号。并且，从CSI接收控制单元27向质量电平提取单元261输入表示“CSI3”作为CSI帧类别的信号。但是，更新定时信号不被输入到分类结果存储器267。因此，在定时t4n+1，分类结果存储器267不被更新，分类结果存储器267的状态维持在t4n更新后的状态。
质量电平提取单元261接收如图33所示的CSI帧，即，仅由组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI3提取副载波7、8、11、16、17、18、19、22各自的SNR值，并参照分类结果存储器267，从分类结果存储器267获得组3的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在提取出的SNR值分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
在图33所示的例子中，将组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值按照副载波序号的升序排列。但是不包含副载波序号。这样，通过在CSI发送装置和CSI接收装置之间事先决定将SNR值按照副载波序号的升序(或降序)排列，不用将副载波序号包含在CSI帧内进行发送，也能够在双方共同识别与各个SNR值对应的副载波序号。因此，消除了将副载波序号包含在CSI帧进行发送的必要，从而能够抑制CSI3的数据量。
线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。换言之，只更新副载波1～24中的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值。其结果，在定时t4n+1的更新后的线路状态存储器262的状态成为如图36所示。通过这个处理，能够使在定时t4n+1的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t4n+2，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI2+CSI3”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。但是，更新定时信号不被输入到分类结果存储器267。因此，在定时t4n+2，分类结果存储器267不被更新，分类结果存储器267的状态维持在t4n更新后的状态。
质量电平提取单元261接收与图33相同帧格式的CSI帧，即，由组2的副载波2、5、6、9、13、15、20、24的SNR值和由组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2+CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI2提取副载波2、5、6、9、13、15、20、24各自的SNR值，同时从CSI3提取副载波7、8、11、16、17、18、19、22各自的SNR值，并参照分类结果存储器267，从分类结果存储器267获得组2和组3的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在提取出的SNR值分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。即，在副载波1～24中，仅更新组2的副载波2、5、6、9、13、15、20、24的SNR值和组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的SNR值。其结果，在定时t4n+2的更新后的线路状态存储器262的状态成为如图37所示。通过这个处理，能够使在定时t4n+2的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。
这样，根据本实施方式，由于基于CSI帧尺寸将构成OFDM码元的多个副载波分类成多个组，在CSI帧尺寸被事先决定为固定或被限定为几个种类的通信系统中，能够基于传输路径特性的时间变动量使CSI的反馈周期通过多个阶段变化。并且，由于消除了在从CSI发送装置向CSI接收装置反馈的CSI帧中包含副载波序号和副载波的分类结果的必要，与实施方式3同样地，能够进一步削减反馈信息的数据量。
另外，在本实施方式中，在CSI3发送的SNR值为小的SNR值，因此，以CSI3反馈SNR值的组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的传输率变低。另一方面，由于在CSI3发送的SNR值的变动量大，因此CSI3必须以较短的周期进行反馈。而在CSI3的开销相对于以CSI3反馈CSI的副载波的传输率变得较大时，也可以省略CSI3的发送。换言之，在将多个副载波的SNR值(或是SNR值的变动量)依大小分类成多个组时，也可以省略SNR值最小的组(或SNR值的变动量最大的组)的反馈。
(实施方式5)本实施方式在以下方面与实施方式4不同，即，在发送构成OFDM码元的副载波1～24的所有副载波的CSI的定时，将相邻的副载波之间的SNR值的差分作为CSI发送，在发送一部分的副载波的CSI的定时，将在相同副载波的互异定时之间的SNR值的差分作为CSI发送。下面，仅说明与实施方式4的不同点。
首先，再次使用图32说明本实施方式的CSI帧生成单元386的动作。
在图32中，在定时t4n，CSI帧生成单元386生成包含了副载波1～24的所有副载波的CSI的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。在定时t4n，CSI帧生成单元386从保持在线路状态存储器382的各个副载波的SNR值，求出相邻副载波之间的SNR值的差分(差分SNR值)Δγm，4n，生成由这些差分SNR值组成的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。将在定时t4n的帧格式示于图38。换言之，在定时t4n，在副载波1的SNR值之后，将相邻的副载波之间的差分SNR值作为CSI发送。并且，可由下面的式(5)表示在定时t4n的差分SNR值Δγm，4n。其中，在式(5)中，γm，4n表示对第m个副载波的定时t4n的SNR值进行对数变换后的值(单位[dB])。
Δγm,4n=γ1,4n,m=1γm,4n-γm-1,4n,m≠1···(5)]]>接着，在定时t4n+1，CSI帧生成单元386在组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22，求出在定时t4n+1和定时t4n之间的SNR值的差分(差分SNR值)Δγm，4n+1，生成由这些差分SNR值Δγm，4n+1组成的CSI帧(CSI3)。将在定时t4n+1的帧格式示于图39。并且，可由下面的式(6)表示在定时t4n+1的差分SNR值Δγm,4n+1。
Δγm，4n+1＝γm，4n+1-γm，4n...(6)接着，在定时t4n+2，CSI帧生成单元386在组2的副载波2、5、6、9、13、15、20、24，求在定时t4n+2和定时t4n之间的SNR值的差分(差分SNR值)Δγm，4n+2，同时在组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22，求在定时t4n+2和定时t4n+1之间的SNR值的差分(差分SNR值)Δγm，4n+2，生成由这些差分SNR值组成的CSI帧(CSI2+CSI3)。使在定时t4n+2的帧格式与图39相同。并且，可由下面的式(7)、式(8)表示在定时t4n+2的差分SNR值Δγk，4n+2和Δγm，4n+2。其中，在式(7)中，γk，4n表示对第k个副载波的定时t4n的SNR值进行对数变换后的值(单位[dB])。
Δγk，4n+2＝γk，4n+2-γk，4n...(7)Δγm，4n+2＝γm，4n+2-γm，4n+1...(8)接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。
接着，再次使用图35说明本实施方式的质量电平提取单元261的动作。本实施方式的质量电平提取单元261与CSI帧生成单元386的动作对应地，进行如图35所示的动作。
换言之，在定时t4n，质量电平提取单元261接收图38所示的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1的SNR值以及相邻的副载波之间的差分SNR值Δγm，4n，进行式(9)所示的相加处理并求副载波1～24各自的SNR值Δγm，4n，添加对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
γm,4n=γ1,4n,m=1γm-1,4n+Δγm,4n,m≠1···(9)]]>接下来，在定时t4n+1，质量电平提取单元261接收图33所示的CSI帧(CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的差分SNR值Δγm，4n+1，进行式(10)所示的相加处理并求出副载波7、8、11、16、17、18、19、22各自的SNR值Δγm，4n+1，并进一步参照分类结果存储器267从分类结果存储器267获得组3的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261对求出的SNR值γm，4n+1分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
γm，4n+1＝γm，4n+Δγm，4n+1...(10)接下来，在定时t4n+2，质量电平提取单元261接收与图39相同的帧格式的CSI帧(CSI2+CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取组2的副载波2、5、6、9、13、15、20、24的差分SNR值Δγk，4n+2，同时提取组3的副载波7、8、11、16、17、18、19、22的差分SNR值Δγm，4n+2。然后，质量电平提取单元261对组2进行式(11)所示的相加处理，求出副载波2、5、6、9、13、15、20、24各自的SNR值γk，4n+2，同时对组3进行式(12)所示的相加处理，求出副载波7、8、11、16、17、18、19、22各自的SNR值γm，4n+2，并参照分类结果存储器267，从分类结果存储器267获得组2和组3的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在求出的SNR值γk，4n+2和γm，4n+2分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
γk，4n+2＝γk，4n+Δγk，4n+2...(11)γm，4n+2＝γm，4n+1+Δγm，4n+2...(12)接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。
这样，根据本实施方式，由于将SNR值的差分作为CSI进行发送，能够进一步削减反馈信息的数据量。并且，由于在发送副载波1～24的所有副载波的CSI的定时t4n和t4(n+1)，将相邻的副载波之间的SNR值的差分作为CSI发送，即使在定时t4n+1～t4n+3在CSI2或CSI3产生传输差错，也能够防止该差错传播到定时t4(n+1)之后的CSI。
这样，在本实施方式中，包含副载波1～24的所有副载波的CSI的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)为用于防止传输差错传播的重要的CSI帧，因此不使该CSI帧产生传输差错极为重要。因此，在本实施方式中，也可以如图40所示，在定时t4n和t4(n+1)，图2所示的编码单元41和调制单元42使编码率R和调制电平小于其他定时t4n+1～t4n+3，由此提高抗错能力。
(实施方式6)本实施方式在以下方面与实施方式4不同，即，在基于SNR将构成OFDM码元的多个副载波(这里为副载波1～24)分成多个组时，省略SNR值低于规定阈值的组的CSI的发送。然而，在下述说明中，与实施方式4同样地，以将副载波1～24分类成三个组的情况为例进行说明。
现使用图41详细说明本实施方式的CSI处理单元38的结构。在图41中，阈值1、2(阈值1＞阈值2)的两个阈值被输入到分类单元390和CSI发送控制单元39。然而，在图41中，对与实施方式4(图29)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
分类单元390比较存储在线路状态存储器382的每个副载波的SNR值和阈值1、2，基于比较结果将副载波1～24分类成三个组。分类单元390将SNR值为阈值1以上的副载波分类到组1，将SNR值为阈值2以上且低于阈值1的副载波分类到组2，将SNR值低于阈值2的副载波分类到组3。
将在分类单元390的分类的具体例示于图42。在各个副载波1～24的SNR为图42所示的情况时，分类单元390将副载波1～24基于阈值1、2分类成组1、2、3的三个组。其结果，副载波1、2、3、4、10、12、13、14、15、20、21、23、24被分类到组1，副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22被分类到组2，副载波8、19被分类到组3。如图43所示，该分类结果被存储到分类结果存储器389。
CSI帧生成单元386在从CSI发送控制单元39输入生成定时信号的定时，基于从CSI发送控制单元39输入的CSI帧类别和存储在分类结果存储器389的图43所示的分类结果，从副载波1～24中选择要将CSI反馈到CSI接收装置的副载波，并生成CSI帧。CSI帧生成单元386如图44所示地动作。在图44所示的例子中，CSI发送装置基于在上述分类结果，将三种CSI帧周期性地反馈到CSI接收装置。在CSI1～CSI3的三种CSI帧中，CSI1是由组1(副载波1、2、3、4、10、12、13、14、15、20、21、23、24)的SNR值组成的CSI帧，CSI2是由组2(副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22)的SNR值组成的CSI帧，CSI3是由组3(副载波8、19)的SNR值组成的CSI帧。
并且，对CSI发送控制单元39输入阈值1、2，同时设定如图42所示的帧分配阈值(阈值2≤帧分配阈值＜阈值1)。然后，CSI发送控制单元39和CSI帧生成单元386如图44所示地动作，省略由SNR值低于帧分配阈值以下的阈值(即，阈值2)的组(即，组3)的SNR值组成的CSI帧(即，CSI3)的发送。
在图44中，首先在定时t4n，生成定时信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386。同时，由于更新定时信号被输入到分类结果存储器389，以在分类单元388新获得的分类结果更新分类结果存储器390的内容。现在，假设更新后的分类结果存储器389的内容为如图43所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI1+CSI2+CSI3”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。
然后，在定时t4n+1，生成定时信号从CSI发送控制单元39被输入到CSI帧生成单元386。但是，由于更新定时信号不被输入分类结果存储器389，分类结果存储器389不被更新。因此，分类结果存储器389的内容仍为如图43所示。并且，在定时t4n+1，表示CSI帧类别的信号不从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入。因此，在本实施方式中，CSI帧生成单元386不生成实施方式4中在定时t4n+1生成的CSI3。如上述，在本实施方式中，CSI3的发送被省略。
接着，在定时t4n+2，从CSI发送控制单元39将生成定时信号输入到CSI帧生成单元389，但更新定时信号不输入到分类结果存储器389，因此分类结果存储器389不被更新。因此，分类结果存储器389的内容仍为如图43所示。并且，由于从CSI发送控制单元39向CSI帧生成单元386输入表示“CSI2”作为CSI帧类别的信号，CSI帧生成单元386根据所指示的CSI帧类别生成由组2的副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。换言之，在本实施方式中，CSI帧生成单元386在定时t4n+2也不生成实施方式4中在定时t4n+2生成的CSI3。
接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。这样，通过不进行在定时t4n+1、t4n+2、t4n+3的CSI3的发送，其结果，如图44所示，CSI3的发送周期(反馈周期)107与CSI1的发送周期(反馈周期)107同样地，成为CSI2的发送周期(反馈周期)106的两倍。
接下来，使用图45详细说明本实施方式的CSI处理单元26的结构。然而，在图45中，对与实施方式4(图34)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
图45所示的CSI处理单元26与图41所示的CSI帧生成单元386的动作对应地，进行图46所示的动作。
换言之，首先在定时t4n，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI1+CSI2+CSI3”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。因此，质量电平提取单元261接收包含副载波1～24的所有副载波的SNR值的CSI帧(CSI1+CSI2+CSI3)。然后，质量电平提取单元261从CSI帧提取副载波1～24各自的SNR值，添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。线路状态存储器262更新所有副载波的SNR值。
另外，在定时t4n，由于更新定时信号被输入到分类结果存储器267，分类结果存储器267以由分类单元268在定时t4n获得的分类结果更新所保持的分类结果。分类单元268的分类方法是使用和CSI发送装置的分类单元390相同的方法。通过这个处理，能够使在定时t4n的CSI发送装置的分类结果存储器389的内容与CSI接收装置的分类结果存储器267的内容同步。
接着，在定时t4n+1，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。但是，更新定时信号不被输入到分类结果存储器267。因此，在定时t4n+1，分类结果存储器267不被更新，分类结果存储器267的状态维持在t4n更新后的状态。并且，在定时t4n+1，表示CSI帧类别的信号不从CSI接收控制单元27输入到质量电平提取单元261。因此，质量电平提取单元261不接受在实施方式4中在定时t4n+1接受的CSI3。
接着，在定时t4n+2，接收定时信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。并且，作为CSI帧类别表示“CSI2”的信号从CSI接收控制单元27被输入到质量电平提取单元261。但是，更新定时信号不被输入到分类结果存储器267。因此，在定时t4n+2，分类结果存储器267不被更新，分类结果存储器267的状态维持在t4n更新后的状态。
质量电平提取单元261接收由组2的副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22的SNR值组成的CSI帧(CSI2)。然后，质量电平提取单元261从CSI2提取副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22各自的SNR值，并参照分类结果存储器267，从分类结果存储器267获得组2的副载波的副载波序号。然后，质量电平提取单元261在提取出的SNR值分别添加相对应的副载波序号并输出到线路状态存储器262。
线路状态存储器262更新对应于从质量电平提取单元261输入的副载波序号的SNR值。换言之，只更新副载波1～24中的组2的副载波5、6、7、9、11、16、17、18、22的SNR值。通过这个处理，能够使在定时t4n+2的CSI发送装置的线路状态存储器382的内容与CSI接收装置的线路状态存储器262的内容同步。
接着，在定时t4n+3进行与在定时t4n+1相同的处理，并且在定时t4(n+1)进行与在定时t4n相同的处理。
另外，也可以在图44和图45的定时t4n+1、t4n+3，不使生成定时信号和接收定时信号输入到CSI帧生成单元386和质量电平提取单元261。
此外，也可将阈值2兼用为帧分配阈值。
这样，根据本实施方式，由于省略低于规定阈值的组的CSI的发送，能够削减对吞吐量的提升不具贡献的副载波(这里为副载波8、19)的反馈数据量，因此能够削减反馈数据量而不降低吞吐量特性。
接下来，说明帧分配阈值的设定例。
<设定例1>
将最低接收SNR值或最低接收功率值设定为帧分配阈值。所谓最低接收SNR值(最低接收功率值)是表示不能以低于该值的SNR值(功率值)进行通信的值。因此，即使反馈该最低接收SNR值(最低接收功率值)以下的副载波的CSI，也不能将该副载波用于数据发送。
<设定例2>
将与可选择的多个调制方式中调制电平最小的调制方式(即，最具鲁棒性的调制方式)对应的选择阈值设定为帧分配阈值。在将低于最低接收SNR值的副载波用于数据发送的通信系统中，由于以最具鲁棒性的调制方式发送低于与最具鲁棒性的调制方式对应的选择阈值的副载波，不需要频繁地反馈CSI。
<设定例3>
根据作为CSI的值(例如，SNR值)的时间变动速度设定帧分配阈值。例如，SNR值的时间变动速度随着移动台的移动和周边物体的移动而产生。并且，在移动台的移动速度越高时，CSI的反馈周期越短。并且，在本发明中，如上述，在SNR值越小时使反馈周期越短。另外，不能以比通信系统中容许的最短反馈周期还要短的周期进行反馈。因此，为了不发送成为低于该最短的反馈周期的反馈周期的CSI帧，设定与SNR值的时间变动速度对应的帧分配阈值。
<设定例4>
基于数据的传输率设定帧分配阈值。例如，在像OFDM系统这样将多个副载波分配给多个移动台的通信系统中，分配较多的副载波给数据传输率高的移动台，而数据传输率低的移动台只分配到极少的副载波。因此，对数据传输率高的移动台，将帧分配阈值设定得较低，对数据传输率低的移动台，将帧分配阈值设定得较高，由此能够控制CSI被反馈的副载波的数量。
(实施方式7)在本实施方式中，将MCS(Modulation and Coding Scheme)值作为CSI发送这方面与实施方式3不同。
现使用图47详细说明本实施方式的CSI处理单元38的结构。然而，在图47中，对与实施方式3(图23)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
由质量电平测定单元381测定的每个副载波的SNR值被输入到MCS变换单元391。
MCS变换单元391将每个副载波的SNR值变换为MCS值。从SNR值到MCS值的变换如图48、49所示地进行。换言之，MCS变换单元391比较SNR值和阈值TH1～TH7，基于比较结果将SNR值变换为MCS值0～7。具体地说，例如SNR值位于TH4以上且低于TH3的范围内时，在图48，与该SNR值对应的MCS为QPSK，R＝3/4，在图49，与QPSK，R＝3/4的MCS对应的MCS值为4，因此MCS变换单元391将该SNR值变换为MCS值＝4。另外，在SNR值低于TH7时，视为不能接收而将该SNR值变换为MCS值＝0。以上述方式变换的各个副载波的MCS值被输入到线路状态存储器382。
线路状态存储器382保持从MCS变换单元391输入的每个副载波的MCS值。
阈值计算单元392在所有副载波上平均被存储在线路状态存储器382中每个副载波的MCS值以求平均MCS值，使用该平均MCS值设定比较单元384的阈值。阈值计算单元392的详细说明将后述。
比较单元384对在阈值计算单元392计算出的阈值和存储在线路状态存储器382的每个副载波的MCS值进行比较。
比较结果存储器385将比较单元384的比较结果按每个副载波存储并保持。比较结果存储器385的存储内容根据从CSI发送控制单元39输入的更新定时信号被更新。
然后，使用图50详细说明图47所示的阈值计算单元392。然而，在图50中，对与实施方式3(图24)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
MCS/对数变换单元3876基于图48、49，将存储在线路状态存储器382的每个副载波的MCS值变换为SNR值。换言之，MCS/对数变换单元3876进行与MCS变换单元391的变换相反的变换。具体而言，例如，输入的MCS值为4时，MCS/对数变换单元3876将该MCS值变换为TH4的值的SNR值。在此，将MCS值＝4变换为TH4的值的SNR值而不是TH3的值的SNR值，这是为了通过变换为QPSK，R＝3/4的MCS被选择的规定范围(即，TH4以上且低于TH3的范围)的SNR值中的下限值TH4，来防止变换后的SNR值大于在质量电平测定单元381测定的实际的SNR值。以上述方式变换的各个副载波的SNR值被输入到对数/线性变换单元3871。
另一方面，MCS变换单元3877以与MCS变换单元391相同的动作，将从偏移赋予单元3875输入的赋予偏移后的平均SNR值[dB]变换为MCS值。由此，可获得在比较单元384使用的阈值。
然后，比较单元384比较保持在线路状态存储器382的每个副载波的MCS值和阈值，将该比较结果写入比较结果存储器385。
另外，对比较结果存储器385的写入之后的处理与实施方式3相同，故省略其说明。但是，本实施方式的CSI帧格式如图9、图18所示，以MCS值取代SNR值。
另外，本实施方式的CSI处理单元26在由质量电平提取单元261提取MCS值这一点，以及由阈值计算单元264与阈值计算单元392同样地计算MCS值的阈值这一点与实施方式3(图26)不同，其他部分则与实施方式3相同，故省略其说明。
再有，也可以由偏移赋予单元3875通过对平均SNR值[dB]赋予相互不同的多个偏移来设定多个阈值，将各个副载波的MCS值分类成三个以上的组。也可以在实施方式3同样地，将各个副载波的SNR值分类成三个以上的组。
这样，根据本实施方式，由于将各个副载波的MCS值作为CSI进行传输，与使SNR作为CSI的情况相比，能够进一步削减反馈信息的数据量。尤其在进行自适应调制的通信系统中，在由经过自适应调制的数据的接收端决定MCS并反馈到发送端时，能够根据本实施方式一起进行需要自适应调制的反馈，从而能够进行更有效率的反馈。
(实施方式8)在本实施方式中，使用传输路径响应的时间变动量、SNR值在频域的方差值(方差SNR值)、在所有副载波的SNR的平均值(平均SNR值)，对阈值的数值、阈值的数量、阈值的间隔、CSI帧的发送周期进行适宜的控制。
现使用图51详细说明本实施方式的CSI发送装置的结构。然而，在图51中，对与实施方式1(图2)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
时间变动量测定单元51从每个副载波的传输路径响应值测定传输路径响应的时间变动量。例如在“三瓶政一、「基礎からシステム設計までデイジタル ワイヤレス伝送技術」、ピアソン·ェデユケ一シヨン、2002年9月、2.4.6節(page 33-35)”中，记载了有关在正交坐标系统和极坐标系统的衰落变动的观测方法。于是，时间变动量计算单元51例如由以下方式测定传输路径响应的时间变动量。
<测定例1>
将使用极坐标系统的传输路径响应的时间变动量的测定例示于图52。如图52所示，在时间变动量测定单元51对传输路径响应的包络线的变动设定阈值，测定在规定的测定期间中该变动从上往下与阈值交叉(或从下往上与阈值交叉)的次数，测定传输路径响应的每单位时间的时间变动量。
<测定例2>
如图53所示，在时间变动量测定单元51，观测I-ch或Q-ch的振幅值的时间变动，测定该变动的方向(微分值的符号)的每单位时间变化的次数，测定传输路径响应的每单位时间的时间变动量。
<测定例3>
时间变动量测定单元51检测最大多普勒频率，从最大多普勒频率测定传输路径响应的每单位时间的时间变动量。
并且，图51中的SNR计算单元52采用图54所示的结构，计算平均SNR值和方差SNR值。
在图54中，质量电平测定单元521与实施方式1的质量电平测定单元381同样地，从由传输路径响应估计单元37输入的每个副载波的传输路径响应值测定每个副载波的SNR。
平均SNR计算单元522从每个副载波的SNR值计算所有副载波的平均SNR值。
平均SNR计算单元523从每个副载波的SNR值和平均SNR值计算所有副载波的方差SNR值。
更具体地说，平均SNR值和方差SNR值由以下方式计算。
平均SNR计算单元522将每个副载波的SNR值γm，k从dB值变换为真值的SNR值Γm，k后，基于上述式(2)，在所有副载波平均每个副载波的SNR值(真值)Γm，k，计算平均SNR值(真值)。并且，平均SNR计算单元522同样地计算dB值的平均SNR值。
方差SNR计算单元523将每个副载波的SNR值γm，k从dB值变换为真值的SNR值Γm，k后，基于式(13)从SNR值Γm，k和在平均SNR计算单元522计算出的平均SNR值(真值)计算方差SNR值(真值)。并且，方差SNR计算单元523通过线性-对数变换，从方差SNR值(真值)获得dB值的方差SNR值。
V(Γk)=1MΣm=1M(Γm,k-E(Γk))2···(13)]]>另外，作为表示传输路径响应的频率变动的参数，可以使用下面的参数以取代方差SNR值。
·瞬时SNR的平均变化量uk=1MΣm=1M|Γm,k-E(Γk)|···(14)]]>·瞬时SNR的最大变化量vk=max1≤m≤M||Γm,k-E(Γk)||···(15)]]>·瞬时SNR的最大变化量平方xk=max1≤m≤M||Γm,k-E(Γk)||2···(16)]]>·瞬时SNR的最大和最小的差zk=12|max1≤m≤MΓm,k-min1≤m≤MΓm,k|···(17)]]>·瞬时SNR的最大的平方与最小的平方的差dk=max1≤m≤M|Γm,k|2-min1≤m≤M|Γm,k|2···(18)]]>CSI处理单元38和CSI处理发送控制单元39根据传输路径响应的时间变动量、平均SNR值(dB值)以及方差SNR值(dB值)，如图55所示，对阈值的数值、阈值的数量、阈值的间隔、CSI帧的发送周期进行控制。下面举出几个典型的控制例。
<控制例1基于传输路径响应的时间变动量的阈值的数值的控制>
在传输路径响应的时间变动量大时，副载波整体的SNR的时间变动也变大。相反地，在传输路径响应的时间变动量小时，副载波整体的SNR的时间变动也变小。于是，在CSI处理单元38，为进行配合时间变动量的CSI帧的分配而进行控制，在传输路径响应的时间变动量大时提高对SNR值的阈值，在传输路径响应的时间变动量小时降低对SNR值的阈值。根据该控制，使基于每个副载波的信道的时间变动速度的CSI帧分配成为可能，能够削减反馈数据量而不使接收性能恶化。
<控制例2基于平均SNR值的阈值的数量的控制>
在平均SNR值高时，即使是SNR值低的副载波也能够采用具鲁棒性的调制方式，能够以所有的副载波进行通信，因此CSI处理单元38增加阈值的数量并增加CSI帧的种类。相反地，平均SNR值低时，由于SNR值低的副载波包含在噪声区域，因此CSI处理单元38减少阈值的数量。
<控制例3基于方差SNR值的阈值的间隔的控制>
方差SNR值大时，各个副载波的SNR值可取的范围变大。相反地，方差SNR值小时，各个副载波的SNR值可取的范围变小。于是，CSI处理单元38为配合这样的范围的变化，在方差SNR值大时增大阈值的间隔，在方差SNR值小时减小阈值的间隔。
<控制例4基于方差SNR值的阈值的数量的控制>
方差SNR值大时，各个副载波的SNR值可取的范围变大。相反地，方差SNR值小时，各个副载波的SNR值可取的范围变小。于是，CSI处理单元3 8为配合这样的范围的变化，在方差SNR值大时增加阈值的数量，在方差SNR值小时减少阈值的数量。
并且，CSI处理单元38内部的CSI帧生成单元386为由CSI发送装置和CSI接收装置共享对于阈值和发送周期的设定，使用如图56所示的包含传输路径响应的时间变动量、平均SNR值以及方差SNR值的帧格式，以取代图9所示的帧格式。这样，通过反馈所有的传输路径响应的时间变动量、平均SNR值以及方差SNR值，在CSI接收装置变得不需要这些计算。另外，平均SNR值和方差SNR值能够在CSI接收装置从所有副载波的SNR值计算出，CSI帧生成单元386也可以使用如图57所示的不包含平均SNR值和方差SNR值的帧格式，以取代图9所示的帧格式。
接下来，使用图58详细说明本实施方式的CSI处理单元26的结构。图58所示的结构是，CSI发送装置使用图57所示的帧格式时的CSI处理单元26的结构。CSI发送装置使用图56的帧格式时，变得不需要平均SNR计算单元268和方差SNR计算单元269。然而，在图58中，对与实施方式3(图26)相同的结构赋予相同的标号，并省略其说明。
质量电平提取单元261从CSI帧提取每个副载波的SNR值，与副载波序号一起输出到线路状态存储器262。并且，质量电平提取单元261从CSI帧提取传输路径响应的时间变动量，输出到阈值参数决定单元270。
平均SNR计算单元268通过与图54的平均SNR计算单元522相同的处理，计算平均SNR值。并且，方差SNR计算单元269通过与图54的方差SNR计算单元523相同的处理，计算平方差SNR值。
阈值参数决定单元270根据图55，基于传输路径响应的时间变动量、平均SNR值和方差SNR值生成有关阈值的数值、阈值的数量以及阈值的间隔的控制信息，输出到阈值计算单元264。
然后，阈值计算单元264根据该控制信息计算阈值。
通过CSI处理单元26的这样的动作，能够在CSI接收装置设定与在CSI发送装置使用的阈值相同的阈值。
这样，在本实施方式中，能够根据传输路径响应的时间变动量、平均SNR值以及方差SNR值进行适宜的CSI帧的分配、适宜的CSI帧数量的设定以及适宜的反馈周期的设定，从而能够削减反馈信息的数据量而不使由自适应控制调节到最佳的吞吐量特性降低。
以上为本发明实施方式的说明。
然而，在上述实施方式中，说明了由图2所示的无线通信装置发送CSI，图1所示的无线通信装置基于接收到的CSI决定调制参数的结构。但是，也可以采用由图2所示的无线通信装置发送调制参数而不是CSI的结构。换言之，也可以是由图2所示的无线通信装置基于质量电平决定每个副载波(频段)的调制参数，与上述的CSI的发送同样地发送调制参数，由图1所示的无线通信装置基于接收到的调制参数进行编码、调制、发送功率控制的结构。
另外，在上述实施方式中，虽然将CSI帧的种类说明为两种，但也可以设定多个阈值使CSI帧的种类为三种以上。
再有，频段有时也被称为资源块、子信道、副载波块、子带或是块(chunk)。
另外，无线通信终端装置(移动台)有时被称为UE，无线通信基站装置有时被称为Node B，副载波有时被称为音调。
再有，在上述实施方式中以硬件构成本发明的情况为例进行了说明，但本发明也能够以软件实现。
再有，上述实施方式的说明中的各功能块可实现为一般作为集成电路的LSI。这些块既可是每个块分别集成到一个芯片，或者可以是部分或所有块集成到一个芯片。
并且，虽然此处称为LSI，但根据集成程度，可以称为IC、系统LSI、高级LSI(Super LSI)、或超级LSI(Ultra LSI)。
另外，实现集成电路化的方法不仅限于LSI，也可使用专用电路或通用处理器来实现。在LSI制造后可利用可编程的FPGA(Field Programmable GateArray)，或者可以使用可重构LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。
再有，随着半导体的技术进步或随之派生的其他技术的出现，如果能够出现替代LSI集成回路化的新技术，当然可利用此技术进行功能块的集成化。并且存在着适用生物技术的可能性。
本说明书基于2004年9月10日提交的日本专利申请第2004-264606号和2005年8月26日提交的日本专利申请第2005-246088号。其内容都包含于此以资参考。
工业实用性本发明适用于在移动通信系统中使用的无线通信基站装置和无线通信终端装置等。
权利要求
1.一种无线通信装置，包括接收单元，接收由多个副载波组成的多载波信号；测定单元，测定所述多载波信号的每个副载波或每个频段的质量电平；比较单元，对所述质量电平或所述质量电平的变动量和阈值进行比较；以及发送单元，以第一反馈周期发送所述质量电平低于所述阈值的一部分副载波或一部分频段或者所述变动量超过所述阈值的一部分副载波或一部分频段的CSI或调制参数，并以大于所述第一反馈周期的第二反馈周期发送所有副载波或所有频段的CSI或调制参数。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述发送单元将在所述比较单元的比较结果作为CSI而发送。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，还包括设定单元，使用所述多个副载波的所述质量电平的平均值或中间值来设定所述阈值。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，还包括生成单元，生成第一帧和第二帧，该第一帧由所述质量电平超过所述阈值的副载波或频段组成，或者由所述变动量低于所述阈值的副载波或频段的CSI或调制参数组成，该第二帧由所述质量电平低于所述阈值的副载波或频段组成，或者由所述变动量超过所述阈值的副载波或频段的CSI或调制参数组成，所述发送单元以所述第二帧的反馈周期的整数倍的反馈周期发送所述第一帧。
5.一种无线通信终端装置，包括如权利要求1所述的无线通信装置。
6.一种无线通信基站装置，包括如权利要求1所述的无线通信装置。
7.一种无线通信方法，包括接收步骤，接收由多个副载波组成的多载波信号；测定步骤，测定所述多载波信号的每个副载波或每个频段的质量电平；比较步骤，对所述质量电平或所述质量电平的变动量和阈值进行比较；以及发送步骤，以第一反馈周期发送所述质量电平低于所述阈值的一部分副载波或一部分频段或者所述变动量超过所述阈值的一部分副载波或一部分频段的CSI或调制参数，并以大于所述第一反馈周期的第二反馈周期发送所有副载波或所有频段的CSI或调制参数。
全文摘要
公开了能够在维持高吞吐量的同时削减反馈信息的数据量的无线通信装置。在该装置中，CSI(Channel State Information)处理单元(38)基于测定的每个副载波的SNR(Signal power to Noise power Ratio)生成CSI帧，CSI发送控制单元(39)生成在CSI帧的生成上需要的控制信息和定时信息，并控制CSI处理单元(38)。CSI处理单元(38)以一生成周期来生成由SNR的变动量为低于阈值的副载波的CSI组成的第一帧(CSI1)，该生成周期大于由SNR的变动量为阈值以上的副载波的CSI组成的第二帧(CSI2)的生成周期。
文档编号H04J11/00GK101019358SQ200580030588
公开日2007年8月15日 申请日期2005年9月9日 优先权日2004年9月10日
发明者今村大地, 西尾昭彦 申请人:松下电器产业株式会社