专利名称：无线发送装置和调制方式的选择方法
技术领域：
本发明涉及无线发送装置和调制方式选择方法。
背景技术：
在进行自适应调制的通信系统中，根据时刻发生变化的传输路径特性来选择最佳的调制方式。通过根据传输路径特性选择可满足所期盼的误差率(例如，分组误差率(Packet Error Rate)PER :=1%)的高速的调制方式就可进行高速数据通信。例如，当自适应调制适用于下行链路信道时，接收数据的移动站可将所测定的传输路径特性通知给发送数据的基站，然后基站选择最适合所通知的当前传输路径特性的最佳调制方式，井向移动站发送数据。在进行此种自适应调制的通信系统中，作为表示传输路径特性值的最常用的是在数据接收方測定的平均信噪比(SNR)。另外，为了提高调制方式的选择精度，还提出了一种在平均SNR基础上再加上延迟扩散来选择调制方式的方法(例如，请參考H. Matsuoka,T. Ue, S. Sampei 矛ロ N. Morinaga,“An Analysis on the Performance of Variable Symbo丄Rate and Modulation Level AdaptiveModulation System”，TECHNICAL REPORT OF IEICE,RCS94-64 (1994-09), pp. 31 36 :以往例I)。另外，在诸如正交频分复用(OFDM)系统的多载波通信系统中，还提出了一种基于平均SNR和相邻副载波之间的传播路径特性的变化来选择调制方式的方法(例如，请參考日本特许公开公报2001-103032 :以往例2)。在此，当自适应调制适用于多载波通信系统时，自适应调制是按副载波逐个进行的。因此，在数据接收方，必须将表示每个副载波的传输路径特性的值通知给数据发送方。例如，在像基站根据各个副载波的下行链路信道的传输路径特性来进行频率调度以便将互不相同的副载波逐一分配给多个移动站的移动通信系统中，多个移动站都要向基站通知每个副载波的传输路径特性，因而上行链路信道的业务量増加。为了解决这个问题，建议将多个副载波分成若干个块(也就是，副载波的块化)，以按块进行频率调度。根据这种方法，由于每个移动站仅需要按各个块通知传输路径特性，因此，与按每个副载波报告传播路径特性相比，上行链路信道的业务量就会大大減少。如果自适应调制适用于经过如此的副载波块化处理的通信系统，则属于同一块的全部副载波均可用相同的调制方式进行调制。但是，在上述的以往例中，如果在经过副载波块化处理的通信系统中进行自适应调制，由于下述原因，会产生不能正确地选择最佳的调制方式的问题。 例如，以往例I由于上述中的延迟扩散表示全带宽的传输路径特性的变化，因此在副载波被块化后，它不能表示各块中的窄带的传播路径特性的变化。因此，在进行副载波的块化时，不能正确地选择最佳的调制方式。如果考虑从SNR的变化来估计上述以往例2的相邻副载波间的传输路径特性的变化，则其状况如图8所示。S卩，在I个块的4个副载波之间，如状态a所示那样，当SNR值在
2和3之间变化时，表示相邻副载波间的SNR变化的标准SNR误差变为O. 3。与此相对，在状态b、c时，I个块内的4个副载间的SNR值的变化尽管比状态a大，但标准SNR误差却与状态a相同，变为O. 3。这样，当进行副载波的块化时，在相邻副载波间的传输路径特性的变化(即，标准SNR误差)中，有时SNR变动小的状态a也与SNR变动大的状态b、c是相同的值。在这种环境下，不能正确地估计每个块内的传输路径特性的变化，并且在进行副载波块化时也就不能正确地选择合适于a c各状态的最佳的调制方式。如上所述，在进行副载波的块化时，在进行副载波的块化的条件下通过上述以往 例1、2中的任何ー种方法都不能正确地选择最佳的调制方法。因此，为了在进行副载波的块化的通信系统中进行自适应调制，需要引进新參数，这种新參数最好表示每个块的窄带的传输路径特性的变化。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够在进行副载波块化和自适应调制的多载波通信系统中按各个块正确选择最佳的调制方式的无线发送装置和调制方式选择方法。为了达到上述目的，本发明在进行副载波块化和自适应调制的多载波通信系统中采用“方差”作为表示各块内的传输路径特性的变化的值。根据本发明的无线发送装置对多载波信号进行自适应调制，该多载波信号由每ー个都包括多个副载波信号的多个块构成，所述无线发送装置包括按块来选择所述多个块的调制方式的选择单元；以及使用基于每个块选择的调制方式对所述多个块中的所述多个副载波信号调制的调制单元，并且所述选择単元根据表示每个块的传输路径特性的值的平均和方差按块来选择调制方式。根据本发明的在对多载波信号进行自适应调制的无线通信系统中使用的调制方式选择方法，该多载波信号由每ー个都包括多个副载波信号的多个块构成，所述方法包括按块来选择多个块的调制方式的选择步骤；以及使用按块选择的调制方式对所述多个块中的多个副载波信号调制的调制步骤，其中，选择步骤根据表示每个块的传输路径特性的值的平均和方差按块来选择调制方式。本发明的另一方面还提供用于发送使用表示传输路径特性的值算出的信息的发送方法，包括以下步骤測定配置于频率方向的多个副载波中所包含的信号的传输路径特性的步骤；对表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的变动的信息、以及表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的平均的信息进行计算的步骤；将所述关于频率方向的变动的信息以及所述关于频率方向的平均的信息进行发送的步骤。本发明的再一方面还提供发送装置，用于发送使用表示传输路径特性的值算出的信息，包括測定配置于频率方向的多个副载波中所包含的信号的传输路径特性的装置；对表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的变动的信息、以及表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的平均的信息进行计算的装置；将所述关于频率方向的变动的信息以及所述关于频率方向的平均的信息进行发送的装置。采用这种构成，通过表示传输路径特性值的方差可正确表示各块内的传输路径特性的变化，因而在进行副载波块化和自适应调制的多载波通信系统中，可正确选择每个块的最佳调制方式。
图I是示出根据本发明的实施方式I的无线发送装置和无线接收装置的结构方框图；图2是示出根据本发明的实施方式I的无线接收装置内的传输路径特性估计部的 结构方框图；图3是用于说明根据本发明的实施方式I的无线接收装置内的传输路径特性估计部确定的SNR方差的图；图4是用于说明根据本发明的实施方式I的、由无线发送装置内的分配部执行的调制方式选择(选择方法I)的图；图5是用于说明根据本发明的实施方式I的、由无线发送装置内的分配部执行的调制方式选择(选择方法2)的图；图6是示出根据本发明的实施方式2的无线接收装置内的传输路径特性估计部的结构方框图；图7是示出根据本发明的实施方式3的无线接收装置内的传输路径特性估计部的结构方框图；和图8是用于说明表示以往的传输路径特性波动的參数(标准SNR误差)的图。
具体实施例方式现在，下面将參考附图来详细解释本发明的实施方式。(实施方式I)在本实施方式中，将描述SNR的方差作为表示各块内的传输路径特性变化的值的情況。图I是示出根据本发明的实施方式I的无线发送装置和无线接收装置的结构方框图。以下，举将OFDM系统作为多载波通信系统的一例。图I中所示的无线发送装置100主要包括调制部101-1 101-2、…、101-L ;反向高速傅立叶变换(IFFT)部102 ;保护间隔(GI)插入部103 ;发送RF部104 ;发送接收共用天线105 ;接收RF部106 ;传输路径特性获取部107 ;分配部108 ;以及分配结果存储部109。该无线发送装置100设置在例如OFDM系统中的基站内。另外，图I中所示的无线接收装置200主要包括发送接收共用天线201 ;接收RF部202 ;保护间隔(Gl)去除部203 ;快速傅立叶变换(FFT)部204 ;传输路径特性估计部205 ;均衡器206 ;解调部207-l、207-2、...、207-L ;并行/串行变换(P/S)部208 ;分配信息获取部209 ;以及发送RF部210。该无线接收装置200可设置在例如OFDM系统中的I K个用户中任何ー个的移动站内。
调制部101-1、101-2、…、101-L根据存储在分配结果存储部109的对用户I K的块分配结果和从分配部108输入的调制方式信息，对各个块I L采用不同的调制方式(64QAM、16QAM、QPSKJP BPSK)，对经由分配结果存储部109输入的用户1、2、…、K的信号进行调制。另外，每个块的调制方式是根据通过无线接收装置200所估计的各个块的传输路径特性由分配部108选择的。此处，包含在ー个OFDM信号内的副载波的数量是N，并且这些N个副载波以S个副载波为单位被块化成L个块。因此，块的数量L为L=N/S。并且，属于各个块的所有副载波信号I S是在每个块中使用相同的调制方式进行调制的。例如，调制部101-1被估计为传输路径特性为良好吋，则对属于块I的全部副载波信号用64QAM进行调制，当其被估计为传输路径特性为恶劣时，则对属于块I的全部副载波信号用BPSK进行调制。当关于块I的传输路径特性被估计为不良吋，无线发送装置100也可中止属于块I的全部副载波信号的发出。以这种方式调制的信号就被输出至IFFT部102。
IFFT部102对从调制部101_1 101-L输入的各调制信号实行反向快速傅立叶变换，从而生成OFDM信号(时间波形信号)，并且将该OFDM信号输出至GI插入部103。GI插入部将用于改善迟延特性的保护间隔插入在从IFFT部102输入的OFDM信号中，并且将结果输出至发送RF部104。发送RF部104对从GI插入部103输入的OFDM信号进行上变频至RF带，并且通过发送接收共用天线105将其发送至用户I K的无线接收装置200。接收RF部106通过发送接收共用天线105接收从用户I K的无线接收装置200发出的信号，从RF带下变频这些信号，并且将它们输出至传输路径特性获取部107。传输路径特性获取部107从接收RF部106输入的接收信号中，获得关于通过用户I K的无线接收装置200所估计的每个块的传输路径特性，并且将它们输出至分配部108。分配部108根据关于从传输路径特性获取部107输入的每个块的传输路径特性信息，对各用户I K分配块，并且按块选择调制方式，并将块分配的结果存入分配结果存储部109，再将表示被选择的调制方式的调制方式信息输出至调制部101-1、101-2、…、IOl-L0分配部108还可以考虑在各用户I K中设定的QoS (服务质量例如各用户要求数据传输率和/或误差率)，进行块分配和调制方式选择。分配结果存储部109存储从分配部108输入的对用户I K的块分配結果。另外，将表示哪个块用何种调制方式进行调制以及在哪个块的副载波上分配往哪个用户的信号的信息(调制方式分配信息)包括在OFDM信号内，并且将OFDM信号传输至无线接收装置200。接着，将说明无线接收装置200的构成。现在，在以下说明中，作为在用户I K中的用户I的无线接收装置加以说明。接收RF部202从发送接收共用天线201接收OFDM信号，并且将OFDM信号输出至GI去除部203和分配信息获取部209。GI去除部203从由接收RF部202输入的OFDM信号中去除保护间隔后，将OFDM信号输出至FFT部204。FFT部204对从GI去除部203输入的去除保护间隔后的OFDM信号进行快速傅立叶变换(FFT)，并且将OFDM信号从时域的信号变换成频域的信号。通过此FFT，提取出通过多个副载波传输的信号，并且将其输出至均衡器206和传输路径特性估计部205。传输路径特性估计器205估计从FFT部204输入的各信号的传输路径特性,并将表示传输路径特性的信息(传输路径特性信息)输出至均衡器206和发送RF部210。更具体地，传输路径特性估计部205将表示按每ー个副载波估计的传输路径特性的信息输出至均衡器206，并将表示按每ー块估计的传输路径特性的平均和方差的信息输出至发送RF部210。均衡器206根据从传输路径特性估计部205输入的传输路径特性的信息，对从FFT部204输入的各信号中的振幅和相位失真成分进行校正，并且将校正后的信号输出至解调部 207-1、207-2、...、207-し
解调部207-1、207-2、…、207-L各个具有与调制部101-1、101-2、…、101-L相对应的解调功能，根据从分配信息获取部209输入的调制方式分配信息，决定各个块的解调方式，按每ー块对从均衡器206输入的信号进行解调，再将解调后的数据并行输出至P/S部208。此时，解调部207-1、207-2、…、207-L根据调制方式分配信息，仅对包括用户I的副载波信号的块进行解调。P/S部208将从解调部207-1、207-2、…、207-L输入的并行数据变换成串行数据，并且随后输出所述数据作为用户I所期望的接收数据。分配信息获取部209从由接收RF部202输入的OFDM信号中获取调制方式分配信息，并且将所述信息输出至解调部207-1、207-2、...、207-し发送RF部210将从传输路径特性估计205输入的传输路径特性信息通过发送接收共用天线201发送至无线发送装置100。接着，说明具有上述构成的无线接收装置200内的传输路径特性估计部205。图2是示出传输路径特性估计部205的结构方框图。块提取部2051按I L以块为单位提取从FFT部204输入的多个副载波信号，并且将所述信号输出至导频提取部2052。导频提取部2052按I L以块为単位在分配到各副载波的数据以及导频中仅以副载波为单位提取导频成分，并且输出导频部分至SNR估计部2053。SNR估计部2053按I L以块为单位估计各个导频部分的SNR(瞬时SNR)，并且输出结果至SNR平均计算部2054和SNR方差计算部2055。SNR估计部2053采用如下方法估计瞬时SNR。首先，SNR估计部2053根据算式(I)计算信道估计值h。在算式(I)中，Ii1 (s，i)是与第I块内的第s副载波的时间轴上的第i导频部分相对应的信道估计值，Y1 (s，i)和dl(s，i)是第I块内的第s副载波的时间轴上的第i导频部分的接收信号和相对应的已知的导频码元。另外，“*”表示复数共轭。/z;^,7) = ———=~|-^~(I)
\dM其中，1=1，2，...，“5，并且8=1，2，……，S;N是接收的OFDM信号中的全部副载波的总数；和S是ー块中包含的副载波的数量。
接着，根据算式⑵计算瞬时SNR :g。在算式⑵中，gl(s, i)是与第I块内的第s副载波的时间轴上的第i导频部分相对应的瞬时SNR, P0是各副载波的发送信号功率，N0是每个副载波的噪声功率。
权利要求
1.用于发送使用表示传输路径特性的值算出的信息的发送方法，包括以下步骤 測定配置于频率方向的多个副载波中所包含的信号的传输路径特性的步骤； 对表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的变动的信息、以及表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的平均的信息进行计算的步骤； 将所述关于频率方向的变动的信息以及所述关于频率方向的平均的信息进行发送的步骤。
2.如权利要求I所述的发送方法，所述传输路径特性使用所述多个副载波中包含的导频信号进行測定，測定出的所述关于频率方向的变动的信息用所述导频信号进行计算。
3.发送装置，用于发送使用表示传输路径特性的值算出的信息，包括 測定配置于频率方向的多个副载波中所包含的信号的传输路径特性的装置； 对表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的变动的信息、以及表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的平均的信息进行计算的装置； 将所述关于频率方向的变动的信息以及所述关于频率方向的平均的信息进行发送的装置。
4.如权利要求3所述的发送装置，所述传输路径特性使用所述多个副载波中包含的导频信号进行測定，測定出的所述关于频率方向的变动的信息用所述导频信号进行计算。
全文摘要
本发明提供了用于发送使用表示传输路径特性的值算出的信息的发送方法和发送装置，该发送方法包括以下步骤测定配置于频率方向的多个副载波中所包含的信号的传输路径特性的步骤；对表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的变动的信息、以及表示对于所述多个副载波的传输路径特性的值的关于频率方向的平均的信息进行计算的步骤；将所述关于频率方向的变动的信息以及所述关于频率方向的平均的信息进行发送的步骤。
文档编号H04L27/26GK102739365SQ20121023002
公开日2012年10月17日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年7月31日
发明者三好宪一, 程俊 申请人:松下电器产业株式会社