无线基站、移动站、无线通信系统以及无线通信方法

专利名称：无线基站、移动站、无线通信系统以及无线通信方法
技术领域：
本发明涉及无线基站、移动站、无线通信系统以及无线通信方法。
技术背景以往，使用OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access: 正交频分多址接入)的移动通信系统是公知的，该OFDMA通过将载波 信号分割成多个正交的子载波来实现无线基站和移动站之间的多址接 入。该通信方式的详情在下述非专利文献1中作了记载。作为使用 OFDMA的移动通信系统中的信道分配方式，可列举图15 (a)和图15 (b)所示的2种方式。在图15 (a)所示的方式中，相同频带的子载波 被分配给1个无线基站的各扇区S2、 S3，在图15 (b)所示的方式中， 频带在逻辑上被分割成3个分段(segment),属于分割后的各个分段的子 载波被分配给邻接的各个扇区S。 S2、 S3。并且，公开了这样的信道分配方式，即将与1个无线基站对应的 小区C,分割成外侧区域A和内侧区域A2，将可传送的所有子载波分配 给与其他小区之间的干扰少的内侧区域A2,并将进行了分段分割的一部 分子载波分配给与其他小区之间的干扰大的外侧区域A (参照下述专利 文献1和图16)。专利文献l:日本特开2005 — 80286号公报非专禾ll文献 1: "IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1 "， IEEE Std， February 2006在上述方式中的将相同频带的子载波分配给各扇区的方式中，由于使用可传送的所有频带，因而可实现吞吐量的提高，然而与邻接小区之 间的干扰大，具有在小区边界处的通信质量劣化的倾向。另一方面，在 对频带进行分段分割的方式中，具有与邻接小区之间的干扰小的优点，然而具有吞吐量下降的倾向。特别是，在使用依据正EE802.16e的OFDMA 的情况下，作为无线帧内的控制信号的DL—MAP和UL—MAP的数据 长度与移动站的用户数成正比地增加，因而随着用户数增加，吞吐量的 下降问题变得显著。并且，上述专利文献1记载的分配方式通过在内侧区域中分配所有 频带来防止吞吐量的下降，然而需要将无线帧内的用户数据部在小区的 外侧区域和内侧区域上按时间进行二分割，因而吞吐量的改善量并不那 么大。发明内容因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种可实现 小区之间干扰的降低和最大吞吐量的提高、并可实现频率空间利用效率 的提高的无线基站、移动站、无线通信系统以及无线通信方法。为了解决上述问题，根据本发明的无线基站，其通过正交频分多址接入与多个移动站之间发送无线信号，该无线基站具有复用单元，其 生成时分复用后的用户数据；信道分配控制单元，其从分散在频率轴上的多个子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波中的 每组的子信道的无线帧，并将用户数据和与无线帧内的用户数据的设定相关的控制数据进行时分复用后设定在无线帧内；以及发送单元，其发 送包含无线帧的无线信号，信道分配控制单元构成为，将无线帧内的所 有子信道分割成无线信号的每个发送目的地扇区的区域，将控制数据存 储在分割后的相应区域内，并将用户数据存储在无线帧内的所有子信道 上。或者，根据本发明的无线通信方法，在该方法中，无线基站通过正 交频分多址接入与多个移动站之间发送无线信号，该无线通信方法具有 复用步骤，在该步骤中，复用单元生成时分复用后的用户数据；信道分配控制步骤，在该步骤中，信道分配控制单元从分散在频率轴上的多个 子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波中的每组的 子信道的无线帧，并将用户数据和与无线帧内的用户数据的设定相关的控制数据进行时分复用后设定在无线帧内；以及发送步骤，在该步骤中， 发送单元发送包含无线帧的无线信号，在信道分配控制步骤中，将无线 帧内的所有子信道分割成无线信号的每个发送目的地扇区的区域，将控 制数据存储在分割后的相应区域内，并将用户数据存储在无线帧内的所 有子信道上。根据这种无线基站和无线通信方法，构成了包含分配给多组子载波 中的每组的子信道的无线帧，通过时分复用将用户数据和与该用户数据 在无线帧内的设定相关的控制数据设定在该无线帧内，并向移动站发送 包含该无线帧的无线信号。此时，无线帧内的子信道被分割成每个发送 目的地扇区的区域，控制数据被存储在该分割后的相应区域内，用户数 据被存储在所有子信道上，因而可防止由小区之间的干扰引起的移动站 侧的控制数据的缺失，以确保与用户数据相关的接收质量，同时可提髙 用户数据发送时的吞吐量。优选的是，信道分配控制单元在无线帧中设定指定控制数据的存储 目的地的区域的第1存储目的地信息，并在控制数据中设定表示无线帧 中的用户数据的存储开始位置的第2地址信息、以及表示用户数据被存 储在所有子信道上的存储类别信息。当具有这样的信道分配控制单元时， 无线基站可根据第1存储目的地信息向移动站通知无线帧内的分割区域 中的控制数据的存储目的地，并可根据第2地址信息和存储类别信息向 移动站通知用户数据的存储开始位置和存储范围。由此，可在移动站侧 从无线帧内的不同子信道的范围中可靠地检索控制数据和用户数据。并且，还优选的是，信道分配控制单元接收从移动站发送的网络连 接用的请求信号，在设定于该请求信号的无线帧内的数据被设定在子信 道被分割后的区域内的情况下，在发给移动站的无线信号中、子信道被 分割后的相应区域内存储用户数据，在数据被设定于无线帧内的所有子 信道上的情况下，在发给移动站的无线信号的无线帧内的所有子信道上存储用户数据。采用该结构，可判断从移动站接收的请求信号中的数据 存储区域，并根据该数据存储区域判断是将用户数据设定在所有子信道 上、还是设定在分割后的子信道的区域内。由此，可在适应移动站侧的 功能的同时，确保与用户数据相关的接收质量，并实现吞吐量的提高。而且，还优选的是，信道分配控制单元在生成无线帧内的由多组子 载波构成的子信道的过程中，将用于发送估计无线质量用的导频信号的 子载波设定成按每个发送目的地扇区而不同的配置，发送单元发送包含 设定有导频信号的无线帧的无线信号。这样，即使用户数据与发送目的 地扇区没有关系而被存储在所有子信道上并被发送，导频信号发送用子 载波也以按无线帧内的每个发送目的地扇区而不同的配置来发送，因而 可防止邻接的发送目的地扇区之间的导频信号的干扰。其结果是，可实 现用户数据发送时的吞吐量提高，同时可提高在用户数据的接收侧的通 信质量的估计精度。并且，还优选的是，信道分配控制单元通过根据预先指配的小区识 别信息决定从多个子载波中选择的选择顺序，来选择子信道，并将用于 发送估计无线质量用的导频信号的子载波设定成按每个小区识别信息而 不同的配置，发送单元发送包含设定有导频信号的无线帧的无线信号。 在该情况下，即使用户数据与发送目的地扇区没有关系而被存储在所有 子信道上并被发送，导频信号也以按无线帧内的每个小区识别信息而不 同的配置来发送，因而可防止邻接小区间的导频信号的干扰。结果，在 可实现用户数据发送时的吞吐量提高的同时，可提高在用户数据的接收 侧的通信质量的估计精度。本发明的移动站，其通过正交频分多址接入与无线基站之间接收无 线信号，该移动站具有接收单元，其从无线基站接收包含由子信道构 成的无线帧的无线信号，该子信道被分配给从分散在频率轴上的多个子 载波中所选择的多组子载波中的每组；以及信道分配分析单元，其从无 线帧中检索与无线帧内的用户数据的设定相关的控制数据和时分复用后 的用户数据，信道分配分析单元构成为，将无线帧中的所有子信道分割 成无线基站的各发送目的地扇区的区域，从与设备自身对应的相应区域中检索控制数据，并从无线帧内的所有子信道上检索用户数据。根据这种结构的移动站，从无线基站接收无线信号，在该无线信号 内包含具有分配给多组子载波中的每组的子信道的无线帧，将用户数据 和与该用户数据在无线帧内的设定相关的控制数据通过时分复用设定在 该无线帧内。然后，从所接收的无线帧内的分割后的子信道的相应区域 中检索控制数据，并从无线帧内的所有子信道中检索用户数据，因而可 防止由小区之间的干扰引起的移动站侧的控制数据的缺失，以确保与用 户数据相关的接收质量，同时可提高用户数据传送时的吞吐量。优选的是，该移动站还具有信道分配控制单元，其在无线帧中、 由无线基站设定的与控制数据和用户数据不同的时域内设定上行数据； 以及发送单元，其发送包含时域的无线帧的无线信号，信道分配控制单 元将用于发送估计无线质量用的导频信号的子载波设定成按根据控制数 据所指定的每个发送目的地扇区而不同的配置，发送单元发送包含设定 有导频信号的时域的无线帧的无线信号。采用这种结构，即使上行数据 与发送目的地扇区没有关系而被存储在所有子信道上并被发送，导频信 号发送用子载波也以按无线帧内的各发送目的地扇区而不同的配置来发 送，因而可防止邻接的发送目的地扇区间的导频信号的千扰。其结果是， 可提高在上行数据的接收侧的通信质量的估计精度。本发明的无线通信系统具有上述的无线基站和移动站。 或者，根据本发明的无线通信方法，在该方法中无线基站和移动站 通过正交频分多址接入收发无线信号，该无线通信方法具有复用步骤， 在该步骤中，无线基站生成时分复用后的用户数据；信道分配控制步骤， 在该步骤中，无线基站从分散在频率轴上的多个子载波中选择多组子载 波，来构成包含分配给该多组子载波中的每组的子信道的无线帧，并将 用户数据和与无线帧内的用户数据的设定相关的控制数据进行时分复用 后设定在无线帧内；发送步骤，在该步骤中，无线基站发送包含无线帧 的无线信号；接收步骤，在该步骤中，移动站从无线基站接收无线信号； 以及信道分配分析步骤，在该步骤中，移动站从无线帧中检索与无线帧 内的用户数据的设定相关的控制数据和时分复用后的用户数据，在信道分配控制步骤中，将无线帧内的所有子信道分割成无线信号的每个发送 目的地扇区的区域，将控制数据存储在分割后的相应区域内，并将用户 数据存储在无线帧内的所有子信道上，在信道分配分析步骤中，从无线 帧中的与设备自身对应的相应区域中检索控制数据，并从无线帧内的所 有子信道上检索用户数据。根据这种无线通信系统和无线通信方法，构成包含分配给多组子载 波中的每组的子信道的无线帧，通过时分复用将用户数据和与该用户数 据在无线帧内的设定相关的控制数据设定在该无线帧内，并向移动站发 送包含该无线帧的无线信号。此时，无线帧内的子信道被分割成每个发 送目的地扇区的区域，控制数据被存储在该分割后的相应区域内，用户 数据被存储在所有子信道上。相对于此，由移动站从无线基站接收无线 信号，从所接收的无线帧内的分割后的子信道的相应区域中检索控制数 据，并从无线帧内的所有子信道中检索用户数据，因而可防止由小区之 间的干扰引起的移动站侧的控制数据的缺失，以确保与用户数据相关的 接收质量，同时提高用户数据传送时的吞吐量。


图1是根据本发明的一个优选实施方式的无线基站的示意结构图。 图2是根据本发明的一个优选实施方式的移动站的示意结构图。图3是示出图1的信道分配控制部生成的无线帧在时间轴上和频率轴上的数据排列的概念图。图4是示出子信道分割后的图像的图。图5是示出图1的无线基站按每个发送目的地扇区生成的无线帧的 概念图。图6是示出图3的映射信息的数据结构一例的图。 图7是示出根据本实施方式的无线通信系统的动作的顺序图。 图8是示出从图2的移动站向图1的无线基站10请求网络连接时的 过程的顺序图。图9是示出作为本发明的变形例的无线基站生成的无线帧的概念图。图io是根据本发明的变形例的无线基站的示意结构图。图11是根据本发明的变形例的移动站的示意结构图。图12是示出图10的无线基站的无线帧内的连续多个子载波和码元 的集合中的导频信号的配置图像的图。图13是示出图11的移动站的无线帧内的连续多个子载波和码元的 集合中的导频信号的配置图像的图。图14是示出图11的移动站的无线帧内的连续多个子载波和码元的 集合中的导频信号的配置图像的图。图15是示出现有的无线通信系统中的每个扇区的载波的频带的图。图16是示出现有的无线通信系统的小区结构的图。
具体实施方式
以下，结合附图详细说明根据本发明的无线通信系统和无线通信方 法的优选实施方式。另外，在

中对相同要素标注相同标号，并 省略重复说明。图1和图2分别是根据本发明的一个优选实施方式的无线基站10和 移动站20的示意结构图。根据本实施方式的无线通信系统构成为包含多 个无线基站10和多个移动站20，该无线通信系统是使用依据IEEE802.16e 的正交频分多址接入(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)在无线基站10和移动站20之间收发无线信号的通信系统。 OFDMA是将发送载波的所有频带在频率轴上分割成子载波、并以多个窄 频带的子载波束传送无线信号的多载波传送的一种。作为发送载波的带 宽，例如可选择5 MHz、 10 MHz、 20 MHz。首先，详细说明无线基站 10和移动站20的功能结构。如图1所示，无线基站10具有纠错编码部lh l&，调制部12i 12N，复用部(复用单元)13，信道分配控制部(信道分配控制单元)14， OFDM (正交频分复用)信号生成部15，以及发送部(发送单元)16。 发送到多个移动站20的各个对象信息由纠错编码部lh llN实施纠错编码处理，从各个纠错编码部lh llN输出的纠错编码处理后的冗余位信息被生成为经由调制部12i 12w和复用部13进行了时分复用后的用户数 据。从复用部13输出的用户数据通过信道分配控制部14被设定在无线 帧内，该无线帧通过OFDM信号生成部15转换成OFDMA用的无线信 号，该无线信号由发送部16使用OFDMA向外部的移动站20发送。这 里，假定无线基站10可向能与移动站20进行无线通信的区域即小区内 的3个扇区发送各自的无线信号。如下所述，信道分配控制部14通过在无线帧内分割信道来生成无线 帧。图3 (a)概念性示出由信道分配控制部14生成的无线帧在时间轴上 和频率轴上的数据排列。信道分配控制部14以规定基准对该图所示的每 个子信道逻辑编号(Subchannel Logical Number)分配信道。详细地说， 无线基站10在可传送的频带内从分散在频率轴上的多个子载波中选择多 组子载波组。然后，对该多组子载波组的每组分配用子信道逻辑编号进 行识别的子信道来构成无线帧。然后，信道分配控制部14将无线帧按时间分离并生成为下行链路部 DL和上行链路部UL，该下行链路部DL存储从无线基站10发送到移动 站20的数据，该上行链路部UL存储从移动站20发送到无线基站10的 数据。在该下行链路部DL内排列有用于在接收侧取得无线帧的同步的 前导码(preamble)部DP，用于控制无线帧中的每个扇区的数据读出的 控制数据部Dc，以及存储发送给多个移动站的用户数据的用户数据部 Du。图3 (b)是更详细地示出无线帧的控制数据部Dc在时间轴上和频 率轴上的数据排列的图。如该图所示，控制数据部Dc包含用于指定无 线帧内的每个扇区要使用的子信道的帧控制头(FCH) DC1，以及表示由 FCH指定的子信道中的用户数据的设定区域的DL—MAP、 UL—MAP等的映射信息Dc2。因此，信道分配控制部14按以下那样通过时分复用来设定无线帧内 的控制数据部Dc。即，作为每个扇区的频分分配方式使用PUSC (Partial Usage of Sub Channels:部分使用子信道)，将分配给无线帧的所有频带 SP内所包含的子信道分割成6个逻辑组即子信道组ft f6 (参照图4)，并将子信道组fi f6中的2个子信道组分配给3个扇区中的各方。然后， 信道分配控制部14根据发送目的地的扇区，将控制数据部Dc设定在无 线帧内的对应的子信道组的区域内。图5示出子信道组&、 &被分配给发 送目的地扇区S^子信道组f2、 fs被分配给发送目的地扇区S2、以及子 信道组f3、 f6被分配给发送目的地扇区S3作为设定控制数据部Dc的区域 的例子。信道分配控制部14在设定控制数据部Dc时，根据从复用部13 输出的信息估计帧控制头Dc,、以及包含DL—MAP、 UL—MAP等的映 射信息Dc2的尺寸，之后决定存储目的地的区域容量，求出控制数据部 Dc和用户数据部Du分隔的时间位置。然后，信道分配控制部14将指定 帧控制头DC1的设定位置的信息嵌入在前导码部DP内，并将指定属于分 配给发送目的地扇区的区域的子信道组的信息(第1存储目的地信息) 嵌入在帧控制头DC1中，从而可进行在移动站20侧的控制数据部Dc的 检索。并且，信道分配控制部14在设定了控制数据部Dc之后，通过时分 复用将从复用部13输出的用户数据存储在用户数据部Du内，该用户数 据部Du在无线帧内所包含的所有子信道上被决定了区域。另外，信道分 配控制部14在控制数据部Dc内的映射信息Da所包含的DL—MAP内 预先设定表示用户数据的存储开始位置的信息、以及表示用户数据被存 储在无线帧内的所有子信道上的信息，并可利用这些信息指定在移动站 20侧的用户数据的存储区域。图6是示出设定在映射信息Dc2所包含的 DL—MAP内的数据结构一例的图，在DL—MAP内的数据类别"Zone Switch正"的数据项目"OFDMA symbol offset"内设定有指定用户数据 的存储开始位置、即控制数据部Dc和用户数据部Du的分隔位置的信息， 在数据项目"Use All SC indicator"内设定有表示用户数据被存储在所有 子信道的区域内的值"l"。由此，可向作为接收侧的移动站20通知用户 数据部Du被存储在所有子信道上。接着，转到图2，移动站20具有接收部(接收单元)21， OFDM 信号检测部22，信道分配分析部(信道分配分析单元)23,解调部24， 以及纠错解码部25。接收部21使用OFDMA接收从无线基站发送的包含无线帧的无线信号，所接收的无线信号由OFDM信号检测部22检测， 从而从无线信号中检索无线帧。在通过信道分配分析部23从所检索出的 无线帧中检索出控制数据部Dc之后，通过分析该控制数据部Dc，进一 步从无线帧中检索用户数据。然后，用户数据由解调部24根据时分复用 后的数据进行解调，之后由纠错解码部25实施纠错解码处理，而被复原 为发给移动站20的信息。信道分配分析部23通过按以下分割子信道来分析从OFDM信号检 测部22输出的无线帧。g卩，信道分配分析部23以与无线基站10相同的 基准对每个子信道逻辑编号分配子信道。详细地说，在无线基站10的载 波信号的频带内从分散在频率轴上的多个子载波中选择多组子载波组。 然后，对该多组子载波组中的每组分配用子信道逻辑编号进行识别的子 信道来分析无线帧。之后，信道分配分析部23读取无线帧的前导码部Dp，并根据写入 在该前导码部Dp内的信息检索控制数据部Dc的帧控制头DC1(图3(b))。 然后，根据帧控制头Da所包含的第1存储目的地信息，指定由分配给 设备自身所在的扇区的2个子信道组构成的区域，从无线帧中分割该区 域。例如，在移动站20位于扇区S,的情况下，从无线帧中分割包含子信 道组f,、 f4的区域(图5)。然后，信道分配分析部23从分割后的区域中 检索包含DL—MAP和UL—MAP的映射信息DC2。之后，信道分配分析 部23从DL—MAP中读取数据项目"OFDMAsymbol offset"的部分和数 据项目"Use All SC indicator"的部分，根据这些信息指定用户数据部Du的开始位置，并对用户数据部Du被存储在无线帧内的所有子信道上进行 判断。然后，信道分配分析部23解释控制数据部Dc，之后从无线帧内的 设定在包含所有子信道的区域内的用户数据部Du中检索发给移动站20 的用户数据，并将其输出到解调部24。此时，信道分配分析部23可根据 映射信息Dc2所包含的DL—MAP指定用户数据部Du中的发给移动站20 的用户数据的设定区域。下面，参照图7说明包含无线基站10和移动站20的无线通信系统的动作，并详述无线通信系统中的无线通信方法。图7是示出在无线通信系统中从无线基站10向移动站20发送用户数据时的动作的顺序图。如该图所示，首先，当在无线基站10中从无线通信网络接收到应发 送到移动站20的信息时，由无线基站10的纠错编码部lh llw对该信 息实施纠错编码处理(步骤SOl)。通过纠错编码处理而生成的冗余位信 息由调制部12, 12N实施调制处理(步骤S02)，之后再由复用部13进 行数据复用处理(步骤S03)，生成为时分复用后的用户数据。接着，信道分配控制部14设定包含与发送目的地扇区对应的2个子 信道组的区域(步骤S04)。然后，信道分配控制部14根据从复用部13 输出的信息，估计控制数据部Dc的尺寸(步骤S05)。然后，信道分配控 制部14将帧控制头Dd和映射信息Dc2存储在无线帧的控制数据部Dc 内(步骤S06)。在设定控制数据部Dc之后，信道分配控制部14将用户 数据存储在无线帧的所有子信道上(步骤S07)。于是，由OFDM信号生 成部15生成OFDMA用的无线信号，该无线信号由发送部16向移动站 20发送(步骤S08)。相对于此，由移动站20的接收部21接收无线信号，该无线信号由 OFDM信号检测部22检测，从而从无线信号中检索无线帧(步骤S09)。 信道分配分析部23从该无线帧中顺次提取前导码部Dp、控制数据部Dc 内的帧控制头Dc,和映射信息Dc2 (步骤SIO)。之后，信道分配分析部 23通过解释映射信息Dc2的DL—MAP，从存储在无线帧内的所有子信 道上的用户数据部Du中检索用户数据(步骤Sll)。这样检索出的用户数据由解调部24从时分复用后的数据解调成冗 余位信息(步骤S12)。然后，冗余位信息由纠错解码部25实施纠错解码 处理，被复原为原始信息(步骤S13)。最后，利用移动站20内的应用程 序等对该信息进行期望的处理(步骤S14)。根据以上说明的无线通信系统和无线通信方法，构成了包含被分配 给多组子载波中的每组的子信道的无线帧，通过时分复用，在该无线帧 内设定有用户数据、与该用户数据在无线帧内的设定相关的帧控制头 DC1、以及DL—MAP和UL—MAP等的控制数据，并向移动站20发送包含该无线帧的无线信号。此时，无线帧内的子信道被分割成每个发送 目的地扇区的区域，控制数据被存储在该分割后的相应区域内，用户数据被存储在所有子信道上。相对于此，由移动站20从无线基站10接收无线信号，从所接收的无线帧内的分割后的子信道的相应区域中检索控 制数据，并从无线帧内的所有子信道中检索用户数据。因此，可防止由 小区之间的干扰引起的移动站侧的控制数据的缺失，以确保与用户数据 相关的接收质量，同时可提高用户数据传送时的吞吐量。g卩，与以往那 样的将控制数据和用户数据两者设定在无线帧内的分割区域中的情况相 比较，可同时实现防止小区之间千扰的影响和提高吞吐量。另外，本发明不限于前述的实施方式。例如，无线基站10可以根据 移动站20具有的功能进行动作，以便判定是否分割无线帧中的用户数据 的设定区域。在该情况下，无线基站10可根据在进行网络连接的请求处理(Initial Ranging:初始测距)时从移动站20发送到无线基站10的请求信号，判 定移动站20的功能是否仅对应于无线帧的三分割。图8是示出从移动站 20向无线基站IO请求网络连接时的过程的顺序图。无线基站10的信道 分配控制部14在该过程中接收从移动站20发送的包含CDMA代码的无 线帧。然后，在该无线帧内的所有子信道上设定了包含CDMA代码的用 户数据的情况下，在之后向移动站20发送的无线帧中的所有子信道上设 定用户数据。另一方面，在所接收的无线帧内的三分割后的子信道的区 域内设定了用户数据的情况下，在之后向移动站20发送的无线帧中与发 送目的地扇区对应的子信道的三分割区域内设定用户数据(图9)。由此， 可判断从移动站20接收的请求信号中的数据存储区域，并根据该数据存 储区域判断是将用户数据设定在所有子信道上，还是设定在分割后的子 信道的区域内，可通过适应于移动站侧的功能来防止移动站中的接收数 据的缺失。并且，无线基站10和移动站20将要收发的无线帧中用于估计无线 质量的导频信号借助无线帧内的多个子载波进行发送，然而可以将用于 发送该导频信号的子载波设定成按每个扇区或小区而不同的配置。图10和图11是作为该情况的本发明的变形例的无线基站10A和移动站20A 的示意结构图。以下，以无线基站10和移动站20的不同点为中心说明 无线基站10A和移动站20A的构成要素。参照图10，无线基站10A还具有接收部117， OFDM信号检测部 118，信道分配分析部119，分离部120，解调部12h 121N，以及纠错 解码部122i 122w。接收部117使用OFDMA从移动站20A接收在图3 (a)所示的UL时间发送的包含帧的无线信号，所接收的无线信号由 OFDM信号检测部118检测，从而从无线信号中检索无线帧。该上行链 路无线帧UL被分配给无线帧内的与设定有控制数据部Dc和用户数据部 Du的下行链路无线帧DL不同的时域(参照图3 (a))。即，移动站20A 利用从无线基站10A发送的下行链路无线帧DL (参照图3 (a))内的由 控制数据部Dc所指定的区域发送上行用户数据。这样，从包含移动站20A 的多个移动站利用不同区域所发送的用户数据，由基站IOA的信道分配 分析部119作为从包含移动站20A的多个移动站发送的上行用户数据而 检索。然后，该上行用户数据由分离部120分离成包含移动站20A的每 个移动站的上行用户数据，由解调部121i 121w解调，之后由纠错解码 部122i 122w实施纠错解码处理，被复原为每个移动站的上行用户数据。并且，信道分配分析部119还能对设定在无线帧中的上行链路无线 帧UL内的导频信号进行分析，并根据该导频信号的接收功率估计与移动 站20A之间的无线环境的通信质量。该通信质量的估计结果可使用于在 与移动站20A之间收发的无线信号的发送功率控制等。信道分配控制部114在无线帧内分配、生成子信道的过程中，将多 个子载波分割成被称作组(duster)的规定数目的连续子载波的组合。例 如，无线基站10A在可传送的频带内的子载波数是840的情况下，分割 成由14个连续子载波构成的组。然后，信道分配控制部114在替换了分 割后的组的排列之后，从各组中选择任意的子载波来分配给1个子信道。 该子信道分别被赋予子信道逻辑编号。并且，如上所述，信道分配控制部114在通过分配子信道来生成无 线帧的过程中，在无线帧内设定用于在移动站20A侧估计无线质量的导频信号。即，信道分配控制部114在生成组时，将组内的规定的子载波设定成导频信号发送用子载波。如图12 (a)、 (b)、 (c)所示，导频信号 发送用子载波可以按偶数码元和奇数码元形成为不同配置。具体地说， 信道分配控制部114在分配子信道时参照用于指定发送目的地扇区的参 数Segment ID，在Segment ID= "0"、 "1"、 "2"的情况下，分别按图12 (a)、 (b)、 (c)所示将导频信号的配置设定成不同。在该图中，示出在 被分割成各组的14个子载波上的第奇数码元和第偶数码元中的由斜线表 示的位置设定有导频信号。包含设定有导频信号的无线帧的无线信号由 发送部16向移动站20A发送。另外，信道分配控制部114还能将导频信号发送用子载波的配置设 定成按每个小区而不同。即，信道分配控制部114在将子载波分配给无 线帧时，根据预先指配的参数IDcell (小区识别信息)，对每个小区决定 针对多组子信道的选择顺序，来选择多个子信道。并且，信道分配控制 部114参照该参数IDcdl，在IDcdl= "0"、 "1"、 "2"的情况下，如图 12 (a)、 (b)、 (c)所示，分别将导频信号的配置设定成不同。由于参数 IDcell可取例如0 31的值，因而通过预先将不同参数IDcell指配给各小 区，可对每个小区改变导频信号的配置。参照图11，移动站20A还具有纠错编码部126，调制部127，信 道分配控制部(信道分配控制单元)128， OFDM信号生成部129，以及 发送部(发送单元)130。发送到无线基站IOA的对象信息由纠错编码部 126实施纠错编码处理，从纠错编码部126输出的冗余位信息由调制部 127进行了数据调制后生成为上行用户数据。从调制部127输出的上行用 户数据由信道分配控制部128设定在无线帧内，该无线帧由OFDM信号 生成部129转换成OFDMA用的无线信号，该无线信号由发送部130使 用OFDMA向无线基站10A发送。这里，信道分配控制部128与无线基站10A的信道分配控制部114 一样，将多个子载波分配给子信道，在该子信道上的与下行链路无线帧 DL不同的时域内的上行链路无线帧UL (图3 (a))内设定上行用户数据。 并且，信道分配控制部128通过参照嵌入在从无线基站10A发送的前导码部DP内的指定发送目的地扇区的参数Segment ID，从无线帧内的上行 链路无线帧UL中对每个发送目的地扇区选择多个码元的组合，并将导频 信号嵌入在所选择的多个码元上。具体地说，信道分配控制部114在采 用PUSC作为子载波分配方式的情况下，在参数Segment ID= "0"、 " 1 "、"2"的情况下，如图13 (a)、 (b)、 (c)所示，分别将导频信号的配置 设定成不同。并且，信道分配控制部114在釆用OPUSC (Optional PUSC: 可选的PUSC)作为子载波分配方式的情况下，在参数Segment ID= "0"、"1"、 "2"的情况下，如图14 (a)、 (b)、 (c)所示，分别将导频信号的 配置设定成不同。在图13和图14中，示出在将子信道映射到上行链路 无线信号的过程中生成的小块(tile)中的导频信号发送用子载波的配置。 即，示出在连续的多个子载波和被分割成该子载波的码元集合即小块的4 个(或3个)连续子载波上的第0位 第2位的码元中的由斜线表示的 位置设定有导频信号。并且，信道分配分析部123还能对无线帧中的下行链路无线帧DL 内所设定的导频信号进行分析，并根据该导频信号的接收功率估计与无 线基站IOA之间的无线环境的通信质量。该通信质量的估计结果可用于 在与无线基站10A之间收发的无线信号的发送功率控制等。根据这种无线基站10A和移动站20A，即使用户数据与发送目的地 扇区或小区没有关系而被存储在所有子信道上并被发送，导频信号发送 用子载波也以不同的配置向无线帧内的每个发送目的地扇区或每个小区 发送，因而可防止邻接的发送目的地扇区之间或小区之间的导频信号的 干扰。其结果是，可实现用户数据发送时的吞吐量的提高，同时可提高 在用户数据的接收侧的通信质量的估计精度。
权利要求
1. 一种无线基站，其通过正交频分多址接入与多个移动站之间发送无线信号，该无线基站的特征在于，其具有复用单元，其生成时分复用后的用户数据；信道分配控制单元，其从分散在频率轴上的多个子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波中的每组的子信道的无线帧，并将所述用户数据和与所述无线帧内的所述用户数据的设定相关的控制数据进行时分复用后设定在上述无线帧内；以及发送单元，其发送包含所述无线帧的无线信号，所述信道分配控制单元构成为，将所述无线帧内的所有所述子信道分割成所述无线信号的每个发送目的地扇区的区域，将所述控制数据存储在分割后的相应区域内，并将所述用户数据存储在所述无线帧内的所述所有子信道上。
2. 根据权利要求1所述的无线基站，其特征在于，所述信道分配控 制单元在所述无线帧中设定指定所述控制数据的存储目的地的所述区域 的第1存储目的地信息，并在所述控制数据中设定表示所述无线帧中的 所述用户数据的存储开始位置的第2地址信息、以及表示所述用户数据 被存储在所述所有子信道上的存储类别信息。
3. 根据权利要求1或2所述的无线基站，其特征在于，所述信道分配控制单元接收从所述移动站发送的用于网络连接的请求信号，在设定 于该请求信号的无线帧内的数据被设定在子信道被分割后的区域内的情 况下，在发给所述移动站的所述无线信号中、子信道被分割后的相应区 域内存储所述用户数据，在所述数据被设定于所述无线帧内的所有子信 道上的情况下，在发给所述移动站的所述无线信号的无线帧内的所有子 信道上存储所述用户数据。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的无线基站，其特征在于，所 述信道分配控制单元在生成所述无线帧内的由所述多组子载波构成的所 述子信道的过程中，将用于发送估计无线质量用的导频信号的子载波设定成按每个所述发送目的地扇区而不同的配置，所述发送单元发送包含设定有所述导频信号的无线帧的无线信号。
5. 根据权利要求1 3中任一项所述的无线基站，其特征在于，所 述信道分配控制单元通过根据预先指配的小区识别信息决定从所述多个 子载波中选择的选择顺序，来选择所述子信道，并将用于发送估计无线 质量用的导频信号的子载波设定成按每个所述小区识别信息而不同的配 置，所述发送单元发送包含设定有所述导频信号的无线帧的无线信号。
6. —种移动站，其通过正交频分多址接入与无线基站之间接收无线 信号，该移动站的特征在于，其具有-接收单元，其从所述无线基站接收包含由子信道构成的无线帧的无线信号，该子信道被分配给从分散在频率轴上的多个子载波中所选择的 多组子载波中的每组；以及信道分配分析单元，其从所述无线帧中检索与所述无线帧内的用户 数据的设定相关的控制数据和时分复用后的所述用户数据，所述信道分配分析单元构成为，将所述无线帧中的所有所述子信道 分割成所述无线基站的每个发送目的地扇区的区域，从与设备自身对应 的相应区域中检索所述控制数据，并从所述无线帧内的所有所述子信道 上检索所述用户数据。
7. 根据权利要求6所述的移动站，其特征在于，该移动站还具有-信道分配控制单元，其在所述无线帧中、由所述无线基站设定的与所述控制数据和所述用户数据不同的时域内设定上行数据;以及 发送单元，其发送包含所述时域的无线帧的无线信号， 所述信道分配控制单元将用于发送估计无线质量用的导频信号的子载波设定成，按根据所述控制数据所指定的每个所述发送目的地扇区而不同的配置，所述发送单元发送包含设定有所述导频信号的所述时域的无线帧的 无线信号。
8. —种无线通信系统，其特征在于，该无线通信系统具有权利要求1所述的无线基站和权利要求6所述的移动站。
9. 一种无线通信方法，在该方法中，无线基站通过正交频分多址接 入与多个移动站之间发送无线信号，该无线通信方法的特征在于，其具有复用步骤，在该步骤中，复用单元生成时分复用后的用户数据； 信道分配控制步骤，在该步骤中，信道分配控制单元从分散在频率 轴上的多个子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波 中的每组的子信道的无线帧，并将所述用户数据和与所述无线帧内的所 述用户数据的设定相关的控制数据进行时分复用后设定在所述无线帧 内；以及发送步骤，在该步骤中，发送单元发送包含所述无线帧的无线信号， 在所述信道分配控制步骤中，将所述无线帧内的所有所述子信道分 割成所述无线信号的每个发送目的地扇区的区域，将所述控制数据存储 在分割后的相应区域内，并将所述用户数据存储在所述无线帧内的所述 所有子信道上。
10. —种无线通信方法，在该方法中，无线基站和移动站通过正交 频分多址接入来收发无线信号，该无线通信方法的特征在于，其具有复用步骤，在该步骤中，所述无线基站生成时分复用后的用户数据； 信道分配控制步骤，在该步骤中，所述无线基站从分散在频率轴上 的多个子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波中的 每组的子信道的无线帧，并将所述用户数据和与所述无线帧内的所述用 户数据的设定相关的控制数据进行时分复用后设定在所述无线帧内；发送步骤，在该步骤中，所述无线基站发送包含所述无线帧的无线 信号；接收步骤，在该步骤中，所述移动站从所述无线基站接收所述无线 信号；以及信道分配分析步骤，在该步骤中，所述移动站从所述无线帧中检索 与所述无线帧内的用户数据的设定相关的控制数据和时分复用后的所述 用户数据，在所述信道分配控制步骤中，将所述无线帧内的所有所述子信道分 割成所述无线信号的每个发送目的地扇区的区域，将所述控制数据存储 在分割后的相应区域内，并将所述用户数据存储在所述无线帧内的所述 所有子信道上Z在所述信道分配分析步骤中，从所述无线帧中的与设备自身对应的 相应区域中检索所述控制数据，并从所述无线帧内的所有所述子信道上 检索所述用户数据。
全文摘要
本发明所要解决的问题是实现小区之间干扰的降低和最大吞吐量的提高，并实现频率空间利用效率的提高。无线基站(10)通过OFDMA与多个移动站(20)之间发送无线信号，无线基站(10)具有复用部(13)，其生成用户数据；信道分配控制部(14)，其从多个子载波中选择多组子载波，来构成包含分配给该多组子载波中的每组的子信道的无线帧，并将用户数据和控制数据进行时分复用后设定在无线帧内；以及发送部(16)，其发送包含无线帧的无线信号，信道分配控制部(14)构成为，将无线帧内的所有子信道分割成每个发送目的地扇区的区域，将控制数据存储在分割后的相应区域内，并将用户数据存储在无线帧内的所有子信道上。
文档编号H04J1/00GK101282188SQ200810086998
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月3日 优先权日2007年4月4日
发明者三浦俊二, 前田规行, 朝仓弘光, 高桥秀明 申请人:株式会社Ntt都科摩