专利名称：通信设备和通信方法
技术领域：
本发明涉及用于根据自适应调制方案来改变调制方案的技术。
背景技术：
用于执行最优无线通信的技术包括根据传播路径的状态来改变调制方案的自适应调制方案。已经提出了用于在自适应调制方案中根据已使用的调制方案来改变发射功率的技术。举一个具体的例子，例如，在专利文档I中描述了具有发射侧通信设备和接收侧通信设备的无线通信系统中的通信方法，即，通信技术，其特征在于发射侧通信设备基于调制级别来控制发射信号的发射功率。此外，近年来，需要更高质量的通信，在该更高质量的通信中，无线通信甚至在非常短的时间段内不会引起错误。[现有技术的文档][专利文档]专利文档1:日本未审查的专利申请公开N0.2005-08659
发明内容
[本发明要解决的问题]在如上所述的自适应调制方案中，必须设置较低的最大发射功率以不会产生误码，这是因为高级别调制方案通常对信号失真具有较低的抵抗力。因此，如果在改变调制方案的过程中在设置了低级别调制方案中的最大发射功率的状态下将调制方案改变为高级别调制方案，则发射功率很可能超过不会在调制方案中引起误码的最大发射功率。在这种情况下，由于在功率放大之后在调制波中出现失真，因此很容易出现误码。因此，如果未对改变调制方案的定时和改变发射功率的设置的定时进行准确地调整(例如，通过调换时序)，则发射功率很可能甚至在非常短的时间段内超过最大发射功率。在这种情况下，可能产生误码。鉴于以上情况，本发明的目的是提供用于当调制方案在调制级别增加的方向上改变时，减小由在调制波中出现的失真引起的误码的技术。[用于解决问题的手段]本发明的一个方面是根据自适应调制方案执行无线通信的通信设备，该通信设备包括:调制器，该调制器调制要发射的数据以产生发射信号；以及发射功率控制单元，该发射功率控制单元控制所述发射信号的发射功率，其中，当调制级别根据自适应调制方案而增加时，发射功率控制单元在调制器增加调制级别之前开始控制发射功率。本发明的一个方面是根据自适应调制方案执行无线通信的通信方法，该通信方法包括:调制要发射的数据以产生发射信号的调制步骤；以及控制所述发射信号的发射功率的发射功率控制步骤，其中，当调制级别根据自适应调制方案而增加时，在调制步骤中调制级别增加之前在发射功率控制步骤中开始控制发射功率。[本发明的效 果]根据本发明，可以当调制方案在调制级别增加的方向上改变时减小由在调制波中出现的失真引起的误码。
图1是示出了本发明的实施例的通信系统的系统配置的系统配置示意图。图2是示出了本发明的实施例的通信设备的功能块的示意图。图3是示出了在本发明的实施例中使用的衰减率表格的具体示例的示意图。图4A是示出了在本发明的实施例中当级别增加时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图4B是示出了在本发明的实施例中当级别增加时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图4C是示出了在本发明的实施例中当级别增加时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图4D是示出了在本发明的实施例中当级别增加时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图4E是示出了在本发明的实施例中当级别增加时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图5A是示出了在本发明的实施例中当级别降低时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图5B是示出了 在本发明的实施例中当级别降低时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图5C是示出了在本发明的实施例中当级别降低时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图是示出了在本发明的实施例中当级别降低时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图5E是示出了在本发明的实施例中当级别降低时发射功率控制单元的处理的定时的示意图。图6是示出了本发明的实施例的通信设备的配置的经修改的示例的示意图。
具体实施例方式图1是示出了通信系统I的系统配置的系统配置示意图。通信系统I包括面向彼此的多个通信设备100。在这里，示出了使用微波无线通信等的固定类型的通信设备100。此外，图1中所示的通信系统I的配置仅仅是一个示例。例如，一个通信设备100可以是移动电话或无线LAN终端设备，而其它通信设备100可以是移动电话基站和无线LAN基站。每一个通信设备100包括IDU(室内单元)10和ODU(室外单元)20。0DU20包括用于发射和接收无线电波的天线。通信设备100通过从天线发射和接收无线电波来执行无线通信。每一个天线可以例如使用具有方向性的微波作为载波来执行发射和接收。当微波用作载波时，将天线放置为面向彼此。此外，每一个天线可以发射和接收具有低方向性的无线电波。在这种情况下，不必将天线放置为面向彼此。接下来，将详细描述通信设备100的配置。在下面的描述中，在其中执行从自己的设备到另一个通信设备100的传输的通信称作“上行链路通信SA”，而在其中自己的设备从另一个通信设备100接收信号的通信称作“下行链路通信SD”。图2是示出了通信设备100的功能块的示意图。IDUlO包括发射基带处理单元11、调制器12、解调器13、接收基带处理单元14和接收调制方案确定单元15。0DU20包括可变衰减器21、放大器22、天线23、发射功率控制单兀24和接收功率控制单兀25。发射基带处理单元11接收数据的输入(输入数据SI)，该输入数据SI是发射目标。输入数据Si可以是在通信设备100中产生的数据，或者可以是从连接到通信设备100的另一个设备输入的数据。发射基带处理单元11将输入数据与由接收调制方案确定单元15所通知的已确定的调制方案信息和由发射功率控制单元24通知的IDU发射调制方案控制信息S4进行复用。由接收调制方案确定单元15通知的已确定的调制方案信息是指示在下行链路通信中使用的调制方案的信息(在下文中称作“下行链路调制方案信息”)。由发射功率控制单元24通知的IDU发射调制方案控制信息是指示在上行链路通信中使用的调制方案的信息(在下文中称作“上行链路调制方案信息”)。发射基带处理单元11向调制器12发送输入数据与已确定的调制方案信息和IDU发射调制方案控制信息一起复用在其中的数据(在下文中称作“发射无线电帧数据S 2”)。调制器12从发射无线电帧数据中读取IDU发射调制方案控制信息。此外，调制器12使用根据已读取的IDU发射调制方案控制信息而定的调制方案来调制发射无线电帧数据，以产生发射信号S3。调制器12向可变衰减器21发送已产生的信号。可变衰减器21在发射功率控制单元24的控制下改变发射功率。可变衰减器21可以改变发射功率。例如，可变衰减器21可以通过改变电压电平来改变发射功率，或者可以通过改变电流值来改变发射功率。在下面的描述中，可变衰减器21根据发射功率控制单元24的控制来对输入到放大器22的发射信号的电压电平进行衰减。发射功率控制单元24根据由接收基带处理单元14通知的ODU发射调制方案控制信息S5来控制可变衰减器21，以对发射功率进行控制。在下文中，将描述发射功率控制单元24的处理的具体示例。发射功率控制单元24存储预定的衰减率表格。发射功率控制单元24根据由接收基带处理单元14通知的ODU发射调制方案控制信息的调制方案，基于预定的衰减率表格来确定衰减率。此外，发射功率控制单元24控制可变衰减器21以具有确定的衰减率。此外，发射功率控制单元24向发射基带处理单元11通知由接收基带处理单元14通知的ODU发射调制方案控制信息，作为IDU发射调制方案控制信息。发射功率控制单元24改变可变衰减器21的衰减率的定时和发射功率控制单元24改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案的定时根据调制级别的改变而改变。当新通知的ODU发射调制方案控制信息的调制级别高于一直到该时间点时所通知的ODU发射调制方案控制信息的调制级别时(在下文中称作“当级别增加时”)，发射功率控制单元24首先开始改变可变衰减器21的衰减率，然后改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案。另一方面，当新通知的ODU发射调制方案控制信息中的调制级别低于一直到该时间点时所通知的ODU发射调制方案控制信息的调制级别时(在下文中称作“当级别降低时”)，发射功率控制单元24改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案，然后开始改变可变衰减器21的衰减率。放大器22是具有固定增益的放大器。放大器22使用预定的增益来放大由可变衰减器21衰减的发射信号的电压电平。天线23将由放大器22放大的信号作为无线电波发射到空中。此外，天线23接收从另一个通信设备100发射的信号。在下面的描述中，由天线23接收到的信号称作“接收信号”。将由天线23接收到的信号(接收信号)输入到接收功率控制单元25中。接收功率控制单元25将接收信号的电压电平控制到预定的电压电平。将电压电平已经由接收功率控制单元25进行了控制的接收信号输入到解调器13中。解调器13使用根据由接收基带处理单元14通知的接收调制方案控制信息而定的调制方案来对接收信号S9进行解调，以产生接收无线电帧数据SlO。解调器13向接收基带处理单元14发送所产生的接收无线电帧数据。如果没有出现错误，则由解调器13产生的接收无线电帧数据与由作为发射源的通信设备100的发射基带处理单元11产生的发射无线电帧数据相同。此外，解调器13产生针对接收信号的CNR信息(接收CNR信息)。
CNR信息是指与接收信号的CNR (载波与噪声比)有关的信息。解调器13向接收调制方案确定单元15通知所产生的接收CNR信息。接收基带处理单元14从接收无线电帧数据中提取出作为发射源的通信设备100中的作为发射目标的数据。此外，接收基带处理单元14输出所提取的数据(输出数据Sll)。数据的输出目的地可以是包含在通信设备100中的信息处理功能体，或者可以是连接到通信设备100的另一个信息处理设备。此外，接收基带处理单元14从接收无线电帧数据中提取出接收调制方案信息。该接收调制方案信息是在信号发射源的通信设备100中复用的IDU发射调制方案控制信息，并且是指示由作为发射源的通信设备100的调制器12使用的调制方案的信息。接收基带处理单元14向解调器13和接收调制方案确定单元15通知所提取的接收调制方案控制信息S6。此外，接收基带处理单元14从接收无线电帧数据中提取出已确定的调制方案信息。该已确定的调制方案信息是在信号发射源的通信设备100中复用的已确定的调制方案信息S7，并且是指示由发射源的接收调制方案确定单元15确定的调制方案的信息。接收基带处理单元14向发射功率控制单元24通知所提取的已确定的调制方案信息，作为ODU发射调制方案控制信息。接收调制方案确定单元15基于由解调器13通知的接收CNR信息S8来确定将用于下行链路通信的调制方案。此外，接收调制方案确定单元15向发射基带处理单元11通知确定结果，作为已确定的调制方案信息。图3是示出了衰减率表格的具体示例的示意图。衰减率表格是在其中调制方案和衰减率以一一对应的方式彼此相关联的表格。衰减率表格的调制方案与由接收基带处理单元14通知的ODU发射调制方案控制信息所指示的调制方案相对应。衰减率表格的衰减率指示要由可变衰减器21控制的衰减率。例如，如果所通知的ODU发射调制方案控制信息是QPSK，则发射功率控制单元24控制可变衰减器21使得衰减率变为xl。图4A至图4E是示出了当级别增加时发射功率控制单元24的处理的定时的示意图。图4A示出了从放大器22输出的发射信号的电压电平的时间变化。纵轴指示发射信号的电压电平，横轴指示时间。图4B示出了由ODU发射调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图4C示出了由ODU内部调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图4D示出了由IDU发射调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图4E示出了输入到调制器12中的发射无线电帧数据的内容的时间改变和调制器12要对发射无线电帧数据执行的调制处理的调制方案。FU指示无线电巾贞单元(几个μ s)。图4Α至图4Ε的横轴指示相同的时间轴。ODU内部调制方案控制信息是用于使发射功率控制单元24控制其自己的处理的定时的控制信息，并且是指示与在那时所控制的发射功率相对应的调制方案的信息。例如，当ODU内部调制方案控制信息是QPSK时，发射功率控制单元24执行控制，使得发射功率变为根据QPSK而定的功率。在定时Tll的时间点时，当由ODU发射调制方案控制信息指示的调制方案从QPSK (正交相移键控)改变为16QAM (正交幅度调制)时，发射功率控制单元24确定调制级别已经增加还是已经降低。在该情况下，发射功率控制单元24确定调制级别已经增加。因此，发射功率控制单元24首先开始控制可变衰减器21，然后提前改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案。也即是说，在时间点Τ11，发射功率控制单元24首先将ODU内部调制方案控制信息改变为与ODU发射调制方案控制信息相同的值。换言之，发射功率控制单元24将ODU内部调制方案控制信息从QPSK改变为16QAM。发射功率控制单元24基于ODU内部调制方案控制信息开始控制以改变可变衰减器21的衰减率。在该情况下，由于调制级别改变为16QAM，因此发射功率控制单元24通过参照衰减率表格来确定衰减率改变为χ2。此夕卜，在已经对可变衰减器21执行控制处理之后的时间点Τ12，发射功率控制单元24将要向发射基带处理单元11通知的IDU发射调制方案控制信息从QPSK改变为16QAM。可以按如下方式来确定发射功率控制单元24将IDU发射调制方案控制信息改变为新的调制方案的定时Τ12。例如，发射功率控制单元24可以提前存储在从可变衰减器21输出的发射信号的电压电平在控制之后收敛于一个值之前所需的时间(tl)。可以根据通信设备100等的性能来适当地设置时间tl的长度，并且时间tl的长度例如可以是几毫秒或者可以是几十毫秒。在从开始控制可变衰减器21的衰减率起经过了时间tl之后，发射功率控制单元24将IDU发射调制方案控制信息改变为新的调制方案。此外，可以按如下方式来确定定时T12。例如，发射功率控制单元24测量从可变衰减器21输出的发射信号的电压电平,并且确定从可变衰减器21输出的发射信号的电压电平是否在控制之后收敛于该值。此外，在确定电压电平在控制之后已经收敛于该值的时间点处，发射功率控制单元24改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案。如果定时T12是在从时间点Tll起经过了一段时间的定时，则定时T12可以被实现为与上文所描述的两个具体的示例的定时T12不同。例如，甚至当电压电平在控制之后未收敛于该值时，达到信号失真的影响是可忽略的这种电压电平所需的时间可以被设置为tl。此外，发射功率控制单元24可以确定电压电平是否已经变为这样的电压电平。此外，可以通过其它方法来完成该实现。当发射功率控制单元24 在定时T12改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案时，由发射基带处理单元11来相应地改变与发射无线电帧数据复用在一起的调制方案(随后的定时T13)。调制器12在改变之后从调制下一个无线电帧的定时T14起根据调制方案(16QAM)开始调制。图5A至图5C是示出了当级别降低时发射功率控制单元24的处理的定时的示意图。图5A指示从放大器22输出的发射信号的电压电平的时间变化。纵轴指示发射信号的电压电平，横轴指示时间。图5B指示由ODU发射调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图5C指示由ODU内部调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图指示由IDU发射调制方案控制信息指示的调制方案的改变。图5E指示输入到调制器12中的发射无线电帧数据的内容的时间改变和调制器12对发射无线电帧数据执行的调制处理的调制方案。FU指示无线电帧单元(几个μ S)。图5Α至图5Ε中的横轴指示相同的时间轴。在定时Τ21的时间点，由ODU发射调制方案控制信息指示的调制方案从16QAM改变为QPSK，并且发射功率控制单元24确定调制级别已经增加还是已经降低。在该情况下，发射功率控制单元24确定调制级别已经降低。因此，发射功率控制单元24改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案，然后开始控制可变衰减器21。换言之，发射功率控制单元21首先在时间点Τ21将向发射基带处理单元11通知的IDU发射调制方案控制信息从16QAM改变为QPSK。
如果发射功率控制单元24改变IDU发射调制方案控制信息的调制方案，则由发射基带处理单元11相应地改变与发射无线电帧数据复用在一起的调制方案。调制器12在改变之后从调制下一个无线电帧的定时Τ22起根据调制方案(QPSK)开始调制。然后，在定时Τ23，发射功率控制单元24将ODU内部调制方案控制信息改变为与ODU发射调制方案控制信息相同的值。换言之，发射功率控制单元24将ODU内部调制方案控制信息从16QAM改变为QPSK。发射功率控制单元24基于ODU内部调制方案控制信息开始控制以改变可变衰减器21的衰减率。在该情况下，由于调制级别改变为QPSK，因此发射功率控制单元24通过参照衰减率表格来确定衰减率改变为xl。然后，在定时Τ24，从可变衰减器21输出的发射信号的电压电平收敛，并且从放大器22输出的发射信号的电压电平收敛于25dBm。在多级调制方案中，数字微波通信容易失真，并且必须降低发射信号的电压电平。因此，可以通过在级别增加时执行控制以降低发射信号的电压电平来实现失真引起的误码较低的无线通信。然而，如果在降低电压电平的控制之前切换调制方案，则由失真引起的误码可能发生，直到降低电压电平为止。这个问题并不是局限于数字微波通信的问题，而是无线通信中的常见问题。针对这些问题，通信设备100首先开始控制发射信号的电压电平，如图4A至图4E所示，然后改变调制方案。因此，可以减小由在发射信号中出现的失真引起的误码。此外，因为当级别降低时调制方案改变为更好地抵抗失真的调制方案，因此如上所述的在改变调制方案之前开始控制电压电平不是那么必要。相反，通过首先开始控制电压电平然后改变调制方案来完成对调制方案的改变花费太多时间。因此，所以产生了不能跟踪(follow)接收电场的快速退化的问题。针对这个问题，通信设备100基本上同时执行对发射信号的电压电平的控制和对调制方案的改变，如图5A至图5E所示。因此，与当级别增加时相比，可以缩短完成调制方案的改变的时间，并跟踪接收场的快速退化。此外，发射功率控制单元24通过控制可变衰减器21来控制从天线23发射的发射信号的电压电平。因此，由于不是控制放大器22而是控制放置在放大器22前一级的衰减器21，因此可以进一步缩短控制所需的时间。<修改的示例>如果解调器13向接收调制方案确定单元15通知的信息是指示下行链路通信的通信质量的信息，则该信息无需局限于与CNR有关的信息。例如，该信息可以是与接收信号的电压电平有关的信息。发射功率控制单元24可以通过控制放大器22的增益而不是控制可变衰减器21的衰减率来控制发射信号的电压电平。在该情况下，放大器22是具有可变增益的可变放大器。此外，可变衰减器21可以是具有固定衰减率的衰减器。此外，发射功率控制单元24可以通过控制可变衰减器21和放大器22 二者来控制发射信号的电压电平。发射功率控制单元24可以存储衰减电压电平表格而不是衰减率表格。衰减电压电平表格指示针对每一个调制方案，已经由可变衰减器21衰减的发射信号的电压电平。在该情况下，发射功率控制单元24控制可变衰减器21，使得从可变衰减器21输出的发射信号的电压电平变为在衰减 电压电平表格中指示的电压电平。发射功率控制单元24可以存储发射电压电平表格而不是衰减率表格。发射电压电平表格指示针对每一个调制方案，已经由放大器22放大的发射信号的电压电平。在该情况下，发射功率控制单元24控制可变衰减器21，使得从放大器22输出的发射信号的电压电平变为在发射电压电平表格中指示的电压电平。图6是示出了通信设备100的配置的修改的示例的示意图。如图6中所示，可以整体地形成通信设备100的IDUlO和0DU20。对于如图2中所示的相应的信号和组件，在图6中使用相同的参考数字。在上文所描述的通信设备100中，根据调制级别，发射信号的电压电平是固定的。另一方面，根据调制级别，发射信号的电压电平可以不固定。例如，可以根据ATPC(自动发射机功率控制)来确定发射信号的电压电平。在该情况下，接收基带处理单元14提取出与接收无线电帧数据复用在一起的与电压电平有关的信息，并且向发射功率控制单元24通知该信息。发射功率控制单元24控制可变衰减器21的衰减率，使得发射信号的电压电平变为所通知的电压电平。虽然已经参照附图详细描述了本发明的实施例，但是具体的配置不限于这些实施例，并且包括不偏离本发明的精神和范围的设计。本专利要求于2010年12月3日提交的日本专利申请N0.2010-270078的优先权，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。工业实用性当在调制级别增加的方向上改变调制方案时，可以减小由在调制波中出现的失真引起的误码。[参考符号的描述]10 IDU11发射基带处理单元12调制器13解调器
14接收基带处理单元15接收调制方案确定单元20ODU21可变衰减器(发射功率改变单元)22放大器(发射功率改变单元)23天线24发射功率控制单元25接收 功率控制单元
权利要求
1.一种根据自适应调制方案来执行无线通信的通信设备，所述通信设备包括: 调制器，所述调制器调制要发射的数据以产生发射信号；以及 发射功率控制单元，所述发射功率控制单元控制所述发射信号的发射功率， 其中，当调制级别根据所述自适应调制方案而增加时，所述发射功率控制单元在所述调制器增加所述调制级别之前开始控制所述发射功率。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，当所述调制级别根据所述自适应调制方案而降低时，所述发射功率控制单元在所述调制器降低所述调制级别之后开始控制所述发射功率。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其中: 所述发射信号的所述发射功率是由衰减所述发射信号的所述发射功率的可变衰减器和对发射功率已经由所述可变衰减器衰减了的所述发射信号的所述发射功率进行放大的放大器来改变的，并且 所述发射功率控制单 元通过控制所述可变衰减器的衰减率来控制所述发射信号的所述发射功率。
4.一种根据自适应调制方案来执行无线通信的通信方法，所述通信方法包括: 调制要发射的数据以产生发射信号的调制步骤；以及 控制所述发射信号的发射功率的发射功率控制步骤， 其中，当调制级别根据所述自适应调制方案而增加时，在所述调制步骤中所述调制级别增加之前在所述发射功率控制步骤中开始所述发射功率控制。
5.根据权利要求4所述的通信方法，其中，当所述调制级别根据所述自适应调制方案而降低时，在所述调制步骤中所述调制级别降低之后在所述发射功率控制步骤中开始所述发射功率控制。
全文摘要
根据自适应调制方案执行无线通信的通信设备包括调制器，该调制器调制要发射的数据以产生发射信号，以及发射功率控制单元，该发射功率控制单元控制发射信号的发射功率，其中，当调制级别根据自适应方案而增加时，发射功率控制单元在调制器增加调制级别之前开始控制发射功率。
文档编号H04L27/00GK103229475SQ20118005645
公开日2013年7月31日 申请日期2011年12月1日 优先权日2010年12月3日
发明者足立贵宏 申请人:日本电气株式会社