专利名称：无线通信系统、通信装置、通信方法以及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术。
背景技术：
当前，作为第3. 9代的便携式电话的无线通信系统的LTE (长期演进)系统的标准化基本上已经完成，最近，开始了使LTE系统得以进ー步发展的第4代的无线通信系统即LTE-A(先进LTE)的标准化。一般而言，在移动通信系统的上行线路(从移动站向基站的通信)中，由于移动站成为发送站，因此将能以有限的发送功率来较高地維持放大器的功率利用效率的峰值
功率低的单载波方式(在 LTE 中，采用了 SC-FDMA (Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access，单载波频分多址接入)方式)设为有效。另外，SC-FDMA也被称作DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,离散傅立叶变换扩频的正交频分复用)。SC-FDMA等的单载波方式以频谱的连续配置为前提，因此在因无线传播路径中的电波的延迟而产生的频率选择性衰落环境下，在一部分的频谱中传播路径的增益变低从而接收功率显著变小，即使使用了自适应均衡技术(频域均衡等)，其能量损失也照旧。为此，在下述非专利文献I中，公开了实施基于能使接收能量最大化的注水定理(也称作WF(Water Filling theorem))的频谱整形的技术。图8是表示记载在非专利文献I中的原理的图。在图8中，横轴表示频率，纵轴表示接收信号与噪声功率比(SNR :信噪比)，图8(a)的L1001表示在上行线路中所估计的各频率的传播路径增益。另外，在图8(b)中，横轴表示频率，纵轴表示各频率的发送功率。图8(a)和图8(b)的横轴一致。在这样的频率选择性衰落环境下，存在如F1001的频带那样传播路径增益高的频率，也存在如F1002那样增益显著低的频率。为此，如图8(b)的S1001所示那样，对于单载波频谱，对F1001的频带分配更高的发送功率，对增益低的频率分配低的发送功率。进而，对于如F1002那样增益显著低的频率，通过不分配功率的限幅(clipping)处理，从而在相同的发送功率下使得接收能量最大化。在接收侧，为了灵活运用像这样最大化的接收能量，将基于注水定理的分配视作传播路径的频率増益来进行基于Turbo均衡的检测，由此能正确地进行检测。先行技术文献非专利文献非专利文献I 田等，“基于对Tubor均衡的频率限幅的频谱整形的提案”，电子信息通信学会技术报告(信学技报)、RCS2006-259.2007年3月。发明的概要发明要解决的课题但是，上面记载的方式需要对成为发送装置的移动站通知分配给各频率的电カ量，存在其控制信息量变得庞大这样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述的问题而提出，目的在于，在对单载波进行频谱整形的无线通信系统中，以较少的控制信息量来对成为发送装置的移动站通知分配给各频率的电力量。用于解决课题的手段根据本发明的ー个观点，提供一种无线通信系统，具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述第2通信装置具有频率平均部，其以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化；量化部，其对各分块的代表值进行量化；和发送部，其发送量化后的信号。优选地，所述第I通信装置以及所述第2通信装置进而使用内插或外插中的至少ー者来计算分配给各离散频率的发送功率的増益。另外，优选地，所述第2通信装置在对量化后的发送功率的增益进行信息源编码处理时，对概率高的级别分配少的信息比持，而对概率越低的级别分配越多的信息比持。优选地，所述信息源编码处理对经限幅的频率分配少的信息比持。另外，本发明是一种无线通信系统，具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述第2通信装置仅对所述第I通信装置为了进行频谱整形所需要的与发送功率的増益相关的信息中的经限幅的频率进行通知。另外，本发明是一种无线通信系统中的第2通信装置，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置的无线通信系统中的第2通信装置，所述第2通信装置具有频率平均部，其以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化；量化部，其对各分块的代表值进行量化；和发送部，其发送量化后的信号。优选地，所述第I通信装置以及所述第2通信装置进而使用内插或外插中的至少ー者来计算分配给各离散频率的发送功率的増益。优选地，在对量化后的发送功率的增益进行信息源编码处理时，对概率高的级别分配少的信息比特，对概率越低的级别分配越多的信息比持。优选地，所述信息源编码处理对经限幅的频率分配少的信息比持。本发明是一种无线通信系统中的第2通信装置，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述第2通信装置仅对所述第I通信装置为了进行频谱整形所需要的与发送功率的増益相关的信息中的经限幅的频率进行通知。另外，本发明是一种无线通信系统中的第2通信装置的通信方法，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述通信方法具有频率平均步骤，以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化；量化步骤，对各分块的代表值进行量化；和发送步骤，将量化后的信号发送给所述第I通信装置。本发明也可以是用于执行上述所记载的通信方法的程序，也可以是记录该程序的计算机可读取的记录介质。该程序也可以通过因特网等传输介质而取得。
本说明书包含本申请的优先权的基础即日本专利申请2009-256926号的说明书以及/或者附图中所记载的内容。发明效果根据本发明，由于能以较少的控制信息量来进行频谱整形，因此传输效率得以提闻。
图I是用于说明本发明的第I实施方式的概念的图。图2是表示本实施方式的移动站装置(发送装置、被通知功率分配信息来实施频、谱整形的通信装置)的构成的一例的功能框图。图3是表示基站装置(接收装置)的一个构成例的功能框图。图4是表示在频率方向上使用基于内插或外插的插值来再现经量化的发送功率分配的増益的基础上，来实施频谱整形的概念的一例的图。图5是表示本发明的第2实施方式的移动站装置的一个构成例的功能框图。图6是表示本发明的第2实施方式的基站装置的一个构成例的功能框图。图7是表示本发明的第3实施方式的基站装置的一个构成例的功能框图。图8是表示实施基于非专利文献I所记载的注水定理的频谱整形的技术的原理的图。标号说明I接收天线2接收部3频谱整形信息检测部4编码部5调制部6 DFT 部7频谱整形部8 IDFT (离散傅立叶逆变换)部9參考信号生成部10參考信号复用部11 CP (循环前缀)插入部12 D/Α(数字到模拟)部13无线部14发送天线21接收天线22无线部23 Α/D(模拟到数字)部24 CP 去除部25參考信号分离部26传播路径估计部27频谱整形信息生成部
28频率平均部29量化部30发送部31发送天线32缓冲器33等效传播路径计算部34软消除部35均衡部 36解调部37解码部38软副本生成部
具体实施例方式下面，參照附图来说明用于实施本发明的方式。另外，在下面的实施方式中，以对SC-FDMA进行频谱整形为前提来进行说明。本发明并不限于这种情況。例如，也能应用于将SC-FDMA信号的频谱分割成多个群集来分散配置的群聚DFT-S-OFDM (也被称作动态频谱控制(DSC Dynamic Spectrum Control))中。[第I实施方式]图I是用于说明本发明的第I实施方式的概念的图。将SC-FDMA信号的离散频谱数设为16来进行说明。在图1(a)中，横轴的Rl R16表示离散频率(子载波)索引，纵轴表示所分配的发送功率。这是非专利文献I的手法，基于注水定理来设定分配给各离散频率的电力量。另ー方面，图I (b)表示在本实施方式中分配给各离散频率的发送功率。首先，基于注水定理来如图1(a)那样决定发送功率。接下来，在频率方向上对与所获得的发送功率的分配相关的信息(例如针对在未整形情况下的振幅的増益)进行分块(block)化。例如，在图1(b)中，按每4个子载波ー组进行分块化，将发送功率分配中的増益的平均值(此外也可以使用最小值、最大值等)作为分块内的代表值。接下来，对所获得的分块内的代表值进行量化。图1(b)是表示在频率方向上进行分块化、且将分块内的代表值量化为量化级别O到量化级别3的4个级别的图。通过这样来设定要进行分配的发送功率，能大幅削減发送处理所需要的控制信息量。例如，在假定将频谱整形信息直接进行通知的情况下，若设子载波数为1024，设要进行分配的发送功率为8比特，则需要1024X8 = 8192比特，但若在频率方向上以16个子载波来进行分块化，量化为4个级别，则4个级别的量化能通过22 =4来以2比特进行表现，因此，需要的比特数成为1024/16X2 = 128比特。关于量化，可以将所分配的发送功率的増益的真值量化，也可以将分贝值量化。另外，尽管在图1(b)中设为了等间隔地进行量化，但并不一定非要进行等间隔量化，也可以不同间隔地进行量化。图2是表示本实施方式的移动站装置(发送装置、被通知了功率分配信息来实施频谱整形的通信装置)的构成的一例的功能框图。图2所示的发送装置构成为具有接收天线I、接收部2、频谱整形信息检测部3、编码部4、调制部5、DFT部6、频谱整形部7、IDFT(Inverse DFT)部8、參考信号生成部9、參考信号复用部10、CP(Cyclic Prefix)插入部 11> D/A (Digital to Analog)部 12、无线部 13、发送天线 14。说明处理的流程。从基站装置通知来的控制信号首先由接收天线I进行接收，由接收部2检测控制信息，并由频谱整形信息检测部3检测用于频谱整形的发送功率的分配信息。另ー方面，对基站装置传输的信息比特序列由编码部4进行纠错编码，并由调制部5生成调制信号。接下来，在DFT部6中变换为频率信号，在频谱整形部7中，根据对由频谱整形信息检测部3获得的各离散频率所分配的发送功率来进行频谱整形。实施了频谱整形而得到的频率信号由IDFT部8变换成时间信号。之后，由參考信号生成部9生成用于估计传播路径特性的已知的參考信号，并在參考信号复用部10中与IDFT部8的输出进行 复用。针对复用后的信号，由CP插入部11将波形的后方的一部分作为CP附加到波形的排头。之后，发送信号在D/Α部12中被变换为模拟信号，并由无线部13上变频至射频，从发送天线14发送。
图3是表示基站装置(接收装置)的一个构成例的功能框图。图3所示的基站装置构成为具有接收天线21、无线部22、A/D (Analog to Digital)部23、CP去除部24、參考信号分离部25、传播路径估计部26、频谱整形信息生成部27、频率平均部28、量化部29、发送部30、发送天线31、缓冲器32、等效传播路径计算部33、软消除部34、均衡部35、解调部36、解码部37、软副本部38。说明处理的流程。接收信号由接收天线21接收，并由无线部22下变频至基帯。之后，由Α/D部23变换为数字信号，并由CP去除部24去除CP。接下来，去除CP后的接收信号由參考信号分离部25来分离參考信号。分离出的參考信号被输入到传播路径估计部26，来估计传播路径的频率特性。对于估计出的传播路径的频率特性，由频谱整形信息生成部27决定基于注水定理的发送功率的分配，如上所述，由频率平均部28以多个子载波来进行分块化，并计算各分块的发送功率増益的平均值。之后，在量化部29中对各分块中的发送功率增益进行量化，并在发送部30中变换为发送信号，从发送天线31向移动站装置进行发送。另ー方面，由于由量化部29得到的用于频谱整形的与发送功率増益相关的信息会用于在下一次的传输机会中所发送的信号的频谱整形，因此被保存到缓冲器32中。之后，在等效传播路径计算部33中计算将传播路径估计部26所输出的传播路径的频率特性、与保存在缓冲器32中的上一次传输机会的用于频谱整形的发送功率的增益进行相乘而得到的等效传播路径特性。将如此得到的等效传播路径与在參考信号分离部25所分离出的參考信号以外的接收信号(称作接收数据信号)和软副本生成部38的输出信号一起输入到软消除部34，来消除符号间干扰。之后，软消除后的信号由均衡部35来对接收数据信号进行均衡，并由解调部36而分解为每比特的对数似然比(LLR Log likelihood Ratio)。对所获得的LLR由解码部37进行纠错解码，并将改善了可靠性的LLR输入到软副本生成部38。在软副本生成部38中，生成具有与根据所输入的LLR而得到的可靠性成正比的振幅的软副本，并将其再度输入到软消除部34。例如，若设调制方式为QPSK (正交相移键控)，设构成QPSK符号的比特的LLR分别为λいλ 2，则软副本Sstjft以式(I)来表示。[数I]
权利要求
1.一种无线通信系统，具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，其特征在干， 所述第2通信装置具有 频率平均部，其以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化； 量化部，其对各分块的代表值进行量化；和 发送部，其发送量化后的信号。
2.根据权利要求I所述的无线通信系统，其特征在干， 所述第I通信装置以及所述第2通信装置进而使用内插或外插中的至少ー者来计算分配给各离散频率的发送功率的増益。
3.根据权利要求I或2所述的无线通信系统，其特征在干， 所述第2通信装置在对量化后的发送功率的增益进行信息源编码处理时，对概率高的级别分配少的信息比持，而对概率越低的级别分配越多的信息比持。
4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其特征在干， 所述信息源编码处理对经限幅的频率分配少的信息比持。
5.一种无线通信系统，具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，其特征在干， 所述第2通信装置仅对所述第I通信装置为了进行频谱整形所需要的与发送功率的增益相关的信息中的经限幅的频率进行通知。
6.一种无线通信系统中的第2通信装置，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述第2通信装置的特征在于具有 频率平均部，其以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化； 量化部，其对各分块的代表值进行量化；和 发送部，其发送量化后的信号。
7.根据权利要求6所述的第2通信装置，其特征在干， 所述第I通信装置以及所述第2通信装置进而使用内插或外插中的至少ー者来计算分配给各离散频率的发送功率的増益。
8.根据权利要求6或7所述的第2通信装置，其特征在干， 在对量化后的发送功率的增益进行信息源编码处理时，对概率高的级别分配少的信息比持，而对概率越低的级别分配越多的信息比持。
9.根据权利要求8所述的第2通信装置，其特征在干， 所述信息源编码处理对经限幅的频率分配少的信息比持。
10.一种无线通信系统中的第2通信装置，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述第2通信装置的特征在干， 仅对所述第I通信装置为了进行频谱整形所需要的与发送功率的増益相关的信息中的经限幅的频率进行通知。
11.一种无线通信系统中的第2通信装置的通信方法，该无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第I通信装置、以及接收所述第I通信装置所发送的信号的第2通信装置，所述通信方法的特征在于具有 频率平均步骤，以多个离散频率来将所述第I通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的増益相关的信息进行分块化； 量化步骤，对各分块的代表值进行量化；和 发送步骤，将量化后的信号发送给所述第I通信装置。
12.—种程序，用于执行权利要求11所述的通信方法。
全文摘要
无线通信系统具备对频率信号进行频谱整形并发送的第1通信装置、以及接收第1通信装置所发送的信号的第2通信装置，第2通信装置具有频率平均部，其以多个离散频率来将第1通信装置为了进行频谱整形而需要的与发送功率的增益相关的信息分块化；量化部，其对各分块的代表值进行量化；和发送部，其发送量化后的信号。
文档编号H04J11/00GK102687435SQ201080050690
公开日2012年9月19日 申请日期2010年11月1日 优先权日2009年11月10日
发明者中村理, 后藤淳悟, 横枕一成, 浜口泰弘, 高桥宏树 申请人:夏普株式会社