專利名稱：基站裝置和無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用TDD(時分雙工)系統(tǒng)執(zhí)行與終端站的雙向無線通信的基站裝置，在該時分雙工系統(tǒng)中具有相同無線頻率的時隙用于在上行鏈和下行鏈上交替地進行通信，本發(fā)明尤其涉及一種使用OFDM(正交頻分復(fù)用)執(zhí)行通信的基站裝置。
背景技術(shù)：
作為使用CDMA(碼分多址)的移動通信系統(tǒng)中的雙工系統(tǒng)，TDD系統(tǒng)是傳統(tǒng)已知的。TDD系統(tǒng)對發(fā)送和接收使用相同的頻帶，稱為乒乓系統(tǒng)，該系統(tǒng)用具有相同無線頻率的時隙在上行鏈和下行鏈上交替地進行通信。
圖1圖示了TDD系統(tǒng)中一個通信幀的構(gòu)造的示例。圖1中圖示的通信幀被劃分為多個時隙。在該通信幀中，下行鏈時隙(下行鏈時隙1至n)構(gòu)造在該幀的前半部分，而上行鏈時隙(上行鏈時隙1至n)構(gòu)造在該幀的后半部分。圖1圖示的示例將上行鏈時隙1至n指定為對應(yīng)于上行鏈短脈沖1至n，而將下行鏈時隙1至n指定為對應(yīng)于下行鏈短脈沖1至n。
當(dāng)基站使用這樣構(gòu)造的通信幀執(zhí)行與終端站的無線通信時，為每個終端站裝置指定一個包含在該通信幀中的上行鏈時隙和下行鏈時隙?；趫D1中所示的時序信號，基站裝置在發(fā)送處理和接收處理之間進行切換。終端站裝置分別在指定給該終端站裝置的上行鏈時隙和下行鏈時隙的時間內(nèi)執(zhí)行發(fā)送處理和接收處理。
下面將參考圖2和圖3描述上行鏈短脈沖和下行鏈短脈沖的結(jié)構(gòu)。圖2是圖示下行鏈短脈沖的結(jié)構(gòu)的示意圖，而圖3是圖示上行鏈短脈沖的結(jié)構(gòu)的示意圖。在下行鏈短脈沖的開始為傳播路徑估計報頭，該報頭為已知信號并用于傳播路徑估計。傳播路徑估計報頭后為發(fā)送到終端站的數(shù)據(jù)(下行鏈數(shù)據(jù)#1和#2)。
下行鏈短脈沖從基站裝置以各自的預(yù)定時序進行發(fā)送，因此，永遠不會相互碰撞。從而，不給下行鏈短脈沖提供保護時間。
同時，如圖3所示，在上行鏈短脈沖的開始提供保護時間以防止與相鄰短脈沖的碰撞，而保護時間后為用于檢測同步和AGC(自動增益控制)的同步/AGC報頭。同步/AGC報頭后為傳播路徑估計報頭，該傳播路徑估計報頭為已知信號并用于傳播路徑估計。傳播路徑估計報頭后為發(fā)送到基站的數(shù)據(jù)(上行鏈數(shù)據(jù)#3和#4)。
在圖1中圖示的通信幀中，構(gòu)造下行鏈短脈沖將上行鏈短脈沖的接收時序從預(yù)定的接收時序集體移開，從而防止了與下行鏈短脈沖的碰撞。這樣，由于不需要為下行鏈短脈沖提供保護時間，降低了保護時間與通信幀的比率從而提高了發(fā)送效率。
在移動通信領(lǐng)域中，由于接收信號的質(zhì)量隨衰減嚴重惡化，分集處理被用于減少接收信號的質(zhì)量隨衰減的惡化。分集處理是防止在接收機端的接收信號功率下降的技術(shù)，然而要使通信終端裝置，比如移動站，實現(xiàn)分集處理，在處理能力、小型化等方面存在限制。因此，為了在發(fā)射機端實現(xiàn)原來在接收機端實現(xiàn)的分集，已經(jīng)研究了發(fā)送分集。
下面將描述當(dāng)基站使用圖1中所示的通信幀，與終端站進行通信時，在基站和終端站之間執(zhí)行的發(fā)送分集。假設(shè)每個基站和終端站都具有IFFT電路，并在上行鏈和下行鏈上都執(zhí)行OFDM通信。
基站使用多個天線單元接收上行鏈短脈沖，并檢測每個天線單元的接收電平。對接收信號的每個副載波執(zhí)行接收電平檢測?；诮邮针娖降臋z測結(jié)果，基站將組成下行鏈短脈沖的一個副載波指定給相應(yīng)于該副載波具有最高接收電平的天線單元。
這種發(fā)送分集有一個假定，即在TDD系統(tǒng)中，下行鏈和上行鏈上的傳播路徑特性大致相同?；谠摷俣?，在發(fā)送分集中，從具有最高上行鏈接收功率的分支發(fā)送下行鏈信號，由此致力于最大化終端站中的下行鏈接收功率。
然而，在下行鏈時隙和上行鏈時隙分別選擇和安排的幀構(gòu)造中，由于上行鏈時隙是與下行鏈時隙間隔開的(換句話說，在上行鏈時隙的接收和下行鏈時隙的發(fā)送之間存在一個較大時間間隔)，接收上行鏈時隙時的信道條件大大地不同于接收下行鏈時隙時的信道條件。從而，下行鏈和上行鏈上的傳播路徑特性大致相同的假定不能成立了，由此引出了分集提高接收質(zhì)量的能力惡化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高通過發(fā)送分集改善接收質(zhì)量的效果，而不降低發(fā)送效率的基站裝置和無線通信方法。


圖1是在OFDM通信中使用的通信幀的構(gòu)造的示例；圖2是圖示下行鏈短脈沖的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是圖示上行鏈短脈沖的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的基站的構(gòu)造的方框圖；圖5是解釋在本發(fā)明的第一個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖；圖6是圖示終端站中Eb/No(dB)和差錯率之間的關(guān)系的仿真結(jié)果的示意圖；圖7是解釋在本發(fā)明的第二個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖；圖8是解釋在本發(fā)明的第三個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖；圖9是解釋在本發(fā)明的第四個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖；圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的基站的構(gòu)造的方框圖；圖11是解釋在本發(fā)明的第六個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖；圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的基站的構(gòu)造的方框圖；圖13是圖示對于每個副載波，下行鏈短脈沖的發(fā)送功率的示意圖；圖14是圖示終端站中下行鏈短脈沖的接收功率的示意圖；圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的基站的構(gòu)造的方框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過將注意力集中在TDD系統(tǒng)中的通信幀(參見圖1)的時隙構(gòu)造上，該TDD系統(tǒng)中的下行鏈時隙和上行鏈時隙集體構(gòu)造的，將上行鏈時隙和下行鏈時隙構(gòu)造為相互鄰接(即，減小開環(huán)周期)，能夠提高通過對指定給已構(gòu)造成相互鄰接的時隙的短脈沖實施發(fā)送分集以改善通訊質(zhì)量的效果。而且，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第二區(qū)域與整個幀的比率，將上行鏈短脈沖和下行鏈短脈沖構(gòu)造成相互鄰接，從而可以將由需要加到下行鏈短脈沖中的保護時間導(dǎo)致的發(fā)送效率的惡化抑制在不影響系統(tǒng)要求的發(fā)送效率的范圍內(nèi)。
換句話說，本發(fā)明的要點是提供具有短開環(huán)周期的第二區(qū)域的通信幀，并且對指定由第二區(qū)域的時隙發(fā)送的發(fā)送信號執(zhí)行分集合成。
下面將參考附圖具體描述本發(fā)明的實施例。
(第一個實施例)圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的基站10的構(gòu)造的方框圖。在該實施例中假設(shè)基站10執(zhí)行與未示出的終端站#1至#n的無線通信。進一步假設(shè)基站10使用TDD系統(tǒng)執(zhí)行與終端站#1至#n的雙向通信。解釋了一個示例其中為每個基站10和終端站#1至#n配置OFDM調(diào)制器和OFDM解調(diào)器(都未示出)，并且在上行鏈和下行鏈上執(zhí)行OFDM通信的一種情況。
在圖4中接收部分19執(zhí)行預(yù)定的接收處理，比如對從相應(yīng)天線單元17接收的接收信號進行下變頻和A/D轉(zhuǎn)換。接收部分20執(zhí)行預(yù)定的接收處理，比如對從相應(yīng)天線單元18接收的接收信號進行下變頻和A/D轉(zhuǎn)換。另外，從天線單元17和18接收的接收信號是從終端站#1至#n的任何一個發(fā)送的OFDM信號。
基于接收部分19和20的輸出信號，電平檢測部分21對于每個天線檢測組成所接收OFDM信號的每個副載波的接收電平。換句話說，電平檢測部分21基于接收部分20的輸出信號，檢測組成從天線18接收的OFDM信號的副載波的接收電平，同時，基于接收部分19的輸出信號，檢測組成從天線17接收的OFDM信號的副載波的接收電平。
接收分集部分22參考在電平檢測部分21中檢測的接收電平，并且對接收部分19和20輸出的接收信號執(zhí)行分集合成。具體而言，接收分集部分22參考在電平檢測部分21中檢測出的結(jié)果，選擇具有較高電平的副載波作為接收信號，執(zhí)行選擇性合成。
另外，接收分集部分22中的分集合成不限于選擇性合成。例如，接收分集部分22可以對接收部分19和20輸出的信號移相，以使每個副載波相位匹配，基于各個接收電平對相位匹配的接收信號加權(quán)，并且對加權(quán)后的信號執(zhí)行最大比率合成。而且，接收分集部分22還可以對接收部分19和20輸出的信號移相，以使每個副載波相位匹配，并且對相位匹配的接收信號執(zhí)行等增益合成。
在接收分集部分22中經(jīng)過分集合成的接收信號輸出到接收緩沖器部分23。接收緩沖器部分23對接收分集部分22的輸出信號執(zhí)行比如FFT(快速富里葉變換)的處理以得到接收數(shù)據(jù)。接收緩沖器部分23還對接收數(shù)據(jù)執(zhí)行差錯檢測，并將其中未檢測出差錯的接收數(shù)據(jù)作為最終接收數(shù)據(jù)輸出到后續(xù)電路。
基站10具有如上述構(gòu)造的用于接收的部分。下面將描述用于發(fā)送的部分的構(gòu)造。
發(fā)送緩沖器部分11對發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行IFFT(反快速富里葉變換)以產(chǎn)生OFDM信號，并保持該信號直到接收到頻帶指定部分13輸出的控制。
時序產(chǎn)生部分12產(chǎn)生具有上升沿和下降沿的方波時序信號，并且將產(chǎn)生的時序信號輸出到頻帶指定部分13。時序信號是基于該系統(tǒng)中預(yù)定的通信幀的時隙構(gòu)造產(chǎn)生。
頻帶指定部分13參考從時序產(chǎn)生部分12輸出的時序信號(尤其是通過檢測上升沿和下降沿)，識別通信時隙中的時隙構(gòu)造。然后，基于在電平檢測部分21中對接收電平的檢測結(jié)果，頻帶指定部分13將構(gòu)造在通信幀中預(yù)定位置的上行鏈時隙和下行鏈時隙指定給每一個終端站#1至#n。頻帶指定部分13根據(jù)該時隙指定，控制發(fā)送緩沖器部分11，并且命令部分11將部分11中保持的OFDM信號作為下行鏈短脈沖輸出到發(fā)送分集部分14。
基于在電平檢測部分21中對接收電平的檢測結(jié)果，發(fā)送分集部分14對發(fā)送緩沖器部分11輸出的下行鏈短脈沖執(zhí)行發(fā)送分集處理。換句話說，發(fā)送分集部分14為每個副載波選擇一個具有較高接收電平的天線單元，并且將指定給該副載波的信號輸出到對應(yīng)于所選天線的發(fā)送部分(發(fā)送部分15或16)。例如，對于從天線單元17和18輸出的OFDM信號的具有預(yù)定頻率f1的副載波S1，當(dāng)從天線單元17接收的信號的接收電平高于從天線單元18接收的信號的接收電平時，發(fā)送分集部分14將發(fā)送緩沖器部分11輸出的OFDM信號中的具有頻率f1的副載波S1輸出到對應(yīng)于天線單元17的發(fā)送部分15，以從天線單元17發(fā)送。
因此，在OFDM信號中，由于對每個副載波傳播路徑特性不同，根據(jù)本實施例的基站10對每個副載波執(zhí)行發(fā)送分集。
發(fā)送部分15和16對來自發(fā)送分集部分14的輸出信號執(zhí)行預(yù)定的無線發(fā)送處理，比如上變頻和D/A轉(zhuǎn)換。經(jīng)過無線發(fā)送處理的信號從天線單元17或18發(fā)送出去。
盡管根據(jù)本實施例的基站10提供了兩個天線單元，即天線單元17和18，以執(zhí)行分集處理，本發(fā)明允許基站10具有多個天線單元以執(zhí)行分集。
圖5是解釋在本發(fā)明的第一個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖。如圖5中所示，在本實施例中，為集體構(gòu)造下行鏈時隙和上行鏈時隙的普通通信幀提供了一個間隔，上行鏈時隙和下行鏈時隙構(gòu)造在該時隙上，以使得上行鏈時隙和下行鏈時隙相互鄰接。在本說明書的下文中，通信幀中，上行鏈時隙和下行鏈時隙被構(gòu)造成相互鄰接的間隔被稱為“第二區(qū)域”。而且，在該通信幀中，除該第二區(qū)域之外的其它區(qū)域稱為“第一區(qū)域”。在圖5所示的示例中，第二區(qū)域由上行鏈時隙#1至#k和下行鏈時隙#1至#k組成，而第一區(qū)域由上行鏈時隙#k+1至#n和下行鏈時隙#k+1至#n組成。
作為構(gòu)造相互鄰接的上行鏈和下行鏈時隙的示例，圖5示出了上行鏈時隙緊跟著下行鏈時隙構(gòu)造的一種情況。換句話說，在圖5中所示的通信時隙的第二區(qū)域中，用于終端站的上行鏈時隙和用于該終端站的下行鏈時隙構(gòu)造為一對單元。
下面將描述具有以上構(gòu)造的基站10的操作。
首先描述基站10中用于接收的部分的操作。
天線單元17和18接收從終端站#1至#n發(fā)送的OFDM信號。天線單元17和18接收的OFDM信號分別在接收部分19和20中進行預(yù)定的無線接收處理，并輸出到電平檢測部分21和接收分集部分22。
電平檢測部分21為組成接收的OFDM信號的每個副載波檢測接收電平。對每個副載波的接收電平的檢測結(jié)果輸出到接收分集部分22、發(fā)送分集部分14和頻帶指定部分13。接收分集部分22參考輸入的接收電平，并對每個副載波執(zhí)行分集合成。接收緩沖器部分23對分集合成的結(jié)果執(zhí)行FFT以獲得接收數(shù)據(jù)。
接著描述基站10中用于發(fā)送的部分的操作。
時序產(chǎn)生部分12根據(jù)圖5中所示的時序構(gòu)造產(chǎn)生由上升沿和下降沿組成的方波時序信號。例如，時序信號如圖5所示產(chǎn)生，以使每個上升沿指示從上行鏈時隙到下行鏈時隙的切換時間，而每個下降沿指示從下行鏈時隙到上行鏈時隙的切換時間。
相應(yīng)于電平檢測部分21中對接收電平的檢測結(jié)果，頻帶指定部分13為終端站#1至#n將下行鏈短脈沖(下行鏈短脈沖1至n)分別指定給通信幀中的時隙。該系統(tǒng)中的時隙構(gòu)造為事先設(shè)置，例如，時隙如圖5所示進行構(gòu)造。
執(zhí)行下行鏈短脈沖的時隙指定考慮到了在第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙與在除第二區(qū)域之外其它區(qū)域中構(gòu)造的時隙間構(gòu)造方法的不同對通信質(zhì)量產(chǎn)生的影響，尤其考慮到了基于上行鏈信道的信道條件(例如，接收電平)控制下行鏈信道(即，執(zhí)行開環(huán)控制)對下行鏈信道的通信質(zhì)量的影響。在開環(huán)控制中，基于對上行鏈信道條件的估計結(jié)果對下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行預(yù)定的處理。例如，如上所述，在作為開環(huán)控制的一個示例的發(fā)送分集處理中，基于上行鏈時隙的接收電平對下行鏈短脈沖進行分集合成。
換句話說，在第二區(qū)域中，由于下行鏈時隙緊跟著構(gòu)造在上行鏈時隙之后，在上行鏈時隙的接收和對應(yīng)于該接收的上行鏈時隙的下行鏈時隙(換句話說，在所接收上行鏈時隙的相同信道上的下行鏈時隙)的發(fā)送之間逝去的時間(在該說明書中，也稱為“開環(huán)周期”)比第一區(qū)域中的開環(huán)周期短。從而，在執(zhí)行開環(huán)控制時，在第二區(qū)域中指定時隙，對下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行預(yù)定處理(例如，分集合成)，比在第一區(qū)域中指定時隙的情形具有更高的精度。
因此，通過使用在第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙執(zhí)行開環(huán)控制，就可以使用比使用指定給第一區(qū)域的時隙執(zhí)行通信更高精度的信道估計結(jié)果。從而可以正確地控制信號在下行鏈的發(fā)送。例如，當(dāng)執(zhí)行了發(fā)送分集時，可以提高分集效果。
從而，頻帶指定部分13參考電平檢測部分21中檢測的接收電平，并且將第二區(qū)域優(yōu)先指定給低接收電平(即，差的信道條件)的終端站，由此可以在差的信道條件下提高終端站的通信質(zhì)量。
同時，為了將時隙指定到第二區(qū)域，由于上行鏈和下行鏈時隙相互鄰接，需要為下行鏈時隙提供保護時間。從而，第二區(qū)域與通信幀比率的增加可能導(dǎo)致發(fā)送效率惡化。因此，在第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙個數(shù)(信道個數(shù))由發(fā)送效率確定。例如，當(dāng)假設(shè)一個幀長為2ms，保護時間為4μs，并且在第二區(qū)域中構(gòu)造對應(yīng)于5個信道的時隙(換句話說，每個上行鏈和下行鏈信道5個時隙，即，總共10個時隙)，則保護時間的增加為5×4μs＝20μs，為幀長2ms的千分之一。因此，可以將因提供第二區(qū)域而導(dǎo)致的整個幀中發(fā)送效率的惡化抑制到極小的程度。
如上所述，頻帶指定部分13根據(jù)對每個終端的時隙指定控制發(fā)送緩沖器部分11。例如，當(dāng)通信幀如圖5所示構(gòu)造，部分13檢測時序信號的第一個上升沿，并且在檢測該上升沿時，執(zhí)行對輸出下行鏈短脈沖#1的控制。這樣，從一幀的開始(圖中左端)數(shù)起，將第二個時隙指定給下行鏈短脈沖。后續(xù)地，下行鏈短脈沖#2至#n以預(yù)定的時序，按與下行鏈短脈沖#1相同的方式，從發(fā)送緩沖器部分11輸出。
發(fā)送緩沖器部分11輸出的下行鏈短脈沖經(jīng)發(fā)送分集部分14作發(fā)送分集處理，然后在發(fā)送部分15或16中進行預(yù)定的無線發(fā)送處理，并且從對應(yīng)的天線單元17或18發(fā)送出去。
圖6圖示了在上述的基站10中測量的Eb/No(dB)和終端站中的差錯率之間的關(guān)系的仿真結(jié)果。仿真條件如下所述。
PDU長度54字節(jié)；FFT采樣率20MHz；保護間隔長度800ns；幀長度2ms；調(diào)制方式16AM；差錯校正卷積編碼/Viterbi解碼(其中約束長度為7，編碼率為9/16)；時延偏差150ns；以及最大多普勒頻率50Hz。
在圖6中，黑色方框指示使用本發(fā)明(換句話說，為通信幀提供了第二區(qū)域)的情況的仿真結(jié)果，黑色圓圈指示使用傳統(tǒng)基站(執(zhí)行發(fā)送分集)的情況的仿真結(jié)果，而黑色三角指示使用傳統(tǒng)基站(不執(zhí)行發(fā)送分集)的情況的仿真結(jié)果。
因此，與執(zhí)行傳統(tǒng)發(fā)送分集的情況的仿真結(jié)果相比，本發(fā)明的仿真結(jié)果在獲得預(yù)定的差錯率所需的Eb/No方面顯示了很大的提高。例如，當(dāng)終端站的差錯率為10-2時，Eb/No改善了大約1.5dB。
如上所述，根據(jù)本實施例，為通信幀提供了具有短開環(huán)周期的第二區(qū)域，而指定給該第二區(qū)域中的時隙的發(fā)送信號經(jīng)歷了分集合成，由此可以提高分集效果，而發(fā)送效率幾乎不降低。
(第二個實施例)該實施例是對第一個實施例的變形，并且提供不同于第一個實施例的通信幀構(gòu)造。圖7是解釋在本發(fā)明的第二個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖。如圖7中所示，在本實施例中使用的通信幀中，除指定到第二區(qū)域的時隙之外的下行鏈時隙集體構(gòu)造在該幀的開始部分，而除指定到第二區(qū)域的時隙之外的上行鏈時隙集體構(gòu)造在該幀的結(jié)尾部分。因此第二區(qū)域被夾在集體構(gòu)造的下行鏈時隙和上行鏈時隙之間。
因此，在本實施例中，除指定到第二區(qū)域的時隙之外的下行鏈時隙集體構(gòu)造在一幀的開始部分，而除指定到第二區(qū)域的時隙之外的上行鏈時隙集體構(gòu)造在該幀的結(jié)尾部分。這樣，這一幀的上行鏈時隙和下一幀中的下行鏈時隙之間的間隔小于在圖5中所示的幀構(gòu)造中的間隔。從而，當(dāng)使用上一幀的上行鏈時隙估計信道條件，并且基于該估計結(jié)果執(zhí)行發(fā)送分集時，與第一個實施例中說明的情況相比，可以進一步提高通過分集改善接收質(zhì)量的效果。
(第三個實施例)該實施例是對第一個實施例的變形，并且提供不同于第一個實施例的第二區(qū)域中的時隙構(gòu)造。圖8是解釋在本發(fā)明的第三個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖。如圖8中所示，在本實施例中使用的通信幀的第二區(qū)域內(nèi)，那些在該第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙之中，上行鏈時隙集體構(gòu)造在該第二區(qū)域的前半部分，而下行鏈時隙集體構(gòu)造在該第二區(qū)域的后半部分。
在該系統(tǒng)中事先預(yù)定構(gòu)造在第二區(qū)域中的時隙的個數(shù)，從而使第二區(qū)域中上行鏈時隙和對應(yīng)于該上行鏈時隙的下行鏈時隙之間的時間間隔小于第二區(qū)域之外的上行鏈時隙和對應(yīng)于該上行鏈時隙的下行鏈時隙之間的時間間隔。最好將構(gòu)造在第二區(qū)域中的時隙的個數(shù)設(shè)置為能夠充分地獲得通過發(fā)送分集改善終端站中通信質(zhì)量的效果。例如，當(dāng)短脈沖長度為24μs時，假設(shè)在第二區(qū)域中構(gòu)造5個上行鏈時隙和5個下行鏈時隙，那么第二區(qū)域中的上行鏈時隙和對應(yīng)于該上行鏈時隙的下行鏈時隙之間的時間間隔為120μs。120μs為幀長(2ms)的1/20，并且足夠短以獲得通過發(fā)送分集改善接收質(zhì)量的效果。
因此，在本實施例中，由于上行鏈時隙和下行鏈時隙集體分離地構(gòu)造在第二區(qū)域中，與第一個實施例相比，可以降低在預(yù)定時間內(nèi)發(fā)送和接收處理間切換處理的次數(shù)。而且，可以以低于第一個實施例的速率執(zhí)行切換處理。因此可以減小發(fā)送和接收處理間的切換處理所需的功率消耗，并使裝置小型化。
在第一個和第二個實施例中，第二區(qū)域中包含的所有下行鏈短脈沖都需要為之提供保護時間。在本實施例中，僅為第二區(qū)域開始處的一個下行鏈短脈沖提供保護時間就足以防止短脈沖碰撞。因此，通過使用本實施例中的通信幀，與在第一個和第二個實施例中說明的情況相比，可以進一步防止發(fā)送效率的降低。
(第四個實施例)本實施例是對第三個實施例的變形，在第二區(qū)域中集體構(gòu)造上行鏈時隙的間隔和在第二區(qū)域中集體構(gòu)造下行鏈時隙的間隔之間，提供一個保護間隔，并在這個方面不同于第三個實施例。圖9是解釋在本發(fā)明的第四個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖。如圖9中所示，在用于本實施例的通信幀的第二區(qū)域中，如在第三個實施例中，那些構(gòu)造在該第二區(qū)域的時隙中，上行鏈時隙集體構(gòu)造在該第二區(qū)域的前半部分，而下行鏈時隙集體構(gòu)造在該第二區(qū)域的后半部分。在第二區(qū)域的前半部分(其中集體構(gòu)造了上行鏈時隙)和第二區(qū)域的后半部分(其中集體構(gòu)造了下行鏈時隙)之間，提供一個保護間隔，該保護間隔未指定任何用于發(fā)送信息的短脈沖。
因此，在本實施例中，通過在第二區(qū)域的前半部分(其中集體構(gòu)造了上行鏈時隙)和第二區(qū)域的后半部分(其中集體構(gòu)造了下行鏈時隙)之間，提供一個保護間隔，可以以低于第三個實施例中的速率執(zhí)行發(fā)送和接收處理之間的切換處理。因此可以減小發(fā)送和接收處理間的切換處理所需的功率消耗，并使裝置小型化。
(第五個實施例)本實施例是對第一個實施例的變形，并且本實施例的一個特點是優(yōu)先地將具有高優(yōu)先權(quán)的信號比如控制信號和重復(fù)信號指定到第二區(qū)域。圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的第五個實施例的基站70的構(gòu)造的方框圖。另外，在圖10中，為與圖4中相同的結(jié)構(gòu)元件指定相同的參考號以省略對其詳細描述。并且，在本實施例中使用的通信幀與在圖5中圖示的相同。
具有高優(yōu)先權(quán)的信號是要求較高差錯率的信號，例如，包括控制信號和重復(fù)信號。具有高優(yōu)先權(quán)的信號事先在系統(tǒng)中進行定義，并且頻帶指定部分13獲得具有高優(yōu)先權(quán)的信號的信息作為信道信息。
在圖10中，選擇部分71參考在頻帶指定部分13中保持的信道信息，從發(fā)送信號中選擇具有高優(yōu)先權(quán)的信號，并且將所選信號輸出到發(fā)送緩沖器部分72。選擇部分71還將除具有高優(yōu)先權(quán)的信號之外的信號輸出到發(fā)送緩沖器部分73。
選擇部分74參考信道信息，從發(fā)送緩沖器部分72讀取具有高優(yōu)先權(quán)的信號，并將該信號指定到在圖5中圖示的通信幀的第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙。
頻帶指定部分13將除具有高優(yōu)先權(quán)的信號之外的信號指定到在除第二區(qū)域之外的區(qū)域構(gòu)造的時隙。頻帶指定部分13根據(jù)該時隙指定控制發(fā)送緩沖器部分73，使發(fā)送緩沖器部分73通過選擇部分74將其中存儲的信號輸出到發(fā)送分集部分14。
這樣，根據(jù)本實施例，將具有高優(yōu)先權(quán)的信號(即，要求較高差錯率的信號)優(yōu)先地指定到第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙。由于指定到第二區(qū)域中構(gòu)造的時隙的信號具有更好的通過分集改善通信質(zhì)量的效果的優(yōu)點，因此可以提高具有高優(yōu)先權(quán)的信號的差錯率。
(第六個實施例)本實施例是對第四個實施例的變形，并提供不同于第四個實施例的通信幀構(gòu)造。圖11是解釋在本發(fā)明的第六個實施例中使用的通信幀的時隙構(gòu)造的示例的示意圖。
如圖11中所示，在本實施例中使用的通信幀中，將與第二區(qū)域相鄰的時隙(即，集體構(gòu)造在除第二區(qū)域之外的區(qū)域的下行鏈時隙的第一個)定義為下行鏈時隙X，而將該通信幀的最后一個時隙(即，集體構(gòu)造在除第二區(qū)域之外的區(qū)域的上行鏈時隙的最后一個)定義為上行鏈時隙X。為構(gòu)造在所述位置的上行鏈時隙X指定短脈沖X，并為構(gòu)造在所述位置的下行鏈時隙X指定短脈沖X。另外，該上行鏈時隙X對應(yīng)于如權(quán)利要求中所述的目標(biāo)上行鏈時隙，而下行鏈時隙X對應(yīng)于如權(quán)利要求所述的目標(biāo)下行鏈時隙。
在頻帶指定部分13中，基于信道質(zhì)量信息(比如RSSI和CRC)的檢測結(jié)果，選擇指定到下行鏈和上行鏈時隙X的短脈沖。例如，基于信道質(zhì)量信息，頻帶指定部分13從不能指定到第二區(qū)域的短脈沖中選擇在最差信道條件下的短脈沖。
根據(jù)如上所述的時隙構(gòu)造，這一幀的上行鏈時隙X和下一幀的下行鏈時隙X之間的間隔短于指定到第二區(qū)域之外的區(qū)域的上行鏈時隙和下一幀中對應(yīng)于該上行鏈時隙的下行鏈時隙之間的間隔(例如，這一幀中的上行鏈時隙k+1和下一幀的下行鏈時隙k+1之間的間隔)。從而，使用上一幀的上行鏈時隙估計信道條件，并且基于該估計結(jié)果執(zhí)行發(fā)送分集，通過使用構(gòu)造在第一區(qū)域中的時隙(在這里，時隙X)，也提高了通過分集改善接收質(zhì)量的效果。
(第七個實施例)本實施例是對第一個實施例的變形，并且本實施例的一個特點是基站90除了執(zhí)行發(fā)送分集之外還執(zhí)行發(fā)送增益控制。圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的第七個實施例的基站90的構(gòu)造的方框圖。另外，在圖12中，為與圖4中相同的結(jié)構(gòu)元件指定相同的參考號以省略對其詳細描述。并且，在本實施例中使用的通信幀與在圖5中圖示的相同。
在圖12中，增益控制部分91基于電平檢測部分21中對上行鏈時隙的接收電平的檢測結(jié)果計算發(fā)送功率，并且將發(fā)送緩沖器部分11輸出的下行鏈短脈沖放大到計算出的發(fā)送功率。具體而言，增益控制部分91比較在電平檢測部分21中檢測的接收電平(下文中稱為“檢測電平”)和指示預(yù)定目標(biāo)電平的接收電平(下文中稱為“目標(biāo)電平”)。當(dāng)檢測電平高于目標(biāo)電平時，部分91降低發(fā)送功率。另一方面，當(dāng)檢測電平低于目標(biāo)電平時，部分91增加發(fā)送功率。
增益控制部分91對每個副載波執(zhí)行發(fā)送功率控制。換句話說，為每個副載波確定目標(biāo)電平，并且通過比較目標(biāo)電平與對每個副載波檢測的檢測電平，對每個副載波執(zhí)行發(fā)送功率控制。
下面將參考圖13和圖14描述對每個副載波的發(fā)送功率控制。圖13是圖示每個副載波的下行鏈短脈沖的發(fā)送功率的示意圖，以及圖14是圖示終端站中如圖13中圖示的下行鏈短脈沖的接收功率的示意圖。
圖13中圖示的下行鏈短脈沖已在圖12中圖示的增益控制部分91中進行放大。如圖13中所示，良好信道條件下的副載波(例如，圖中從左看第三和第八個副載波)以低發(fā)送功率發(fā)送，而較差信道條件下的副載波(例如，圖中從左看第一和第五個副載波)以高發(fā)送功率發(fā)送。
如圖14中所示，以這種方式發(fā)送的下行鏈短脈沖在終端站接收。如圖14中所示，在發(fā)送路徑上每個副載波被衰減，并且以相互大致相同的功率被接收。
因此通過對每個副載波執(zhí)行發(fā)送功率控制，可以保持副載波大致相同電平的接收功率。具有下降接收電平的副載波被認為是降低OFDM信號的差錯率的主要因素。因此，保持副載波在大致相同電平的接收功率防止了接收電平降低。從而可以提高差錯率性能。
(第八個實施例)本實施例是對第一個實施例的變形，并且本實施例的一個特點是基站120根據(jù)OFDM-CDMA(碼分多址)系統(tǒng)執(zhí)行通信。圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明的第八個實施例的基站120的構(gòu)造的方框圖。另外，在圖15中，為與圖4中相同的結(jié)構(gòu)元件指定相同的參考號以省略對其詳細描述。并且，在本實施例中使用的通信幀與圖5中圖示的相同。OFDM-CDMA系統(tǒng)在多載波中執(zhí)行CDMA通信，并且具有復(fù)用指定給副載波的碼片的特點，并由此執(zhí)行頻分復(fù)用。
在圖15中，擴展部分121對發(fā)送緩沖器部分11輸出的發(fā)送信號執(zhí)行擴展，并由此為組成發(fā)送信號的每個副載波指定擴展碼片。每個副載波都指定了碼片的發(fā)送信號在發(fā)送分集部分14中經(jīng)歷分集合成，并且結(jié)果無線信號分別通過發(fā)送部分15和16從對應(yīng)的天線單元17或18發(fā)送出去。
這樣，根據(jù)本實施例，由于構(gòu)造在第二區(qū)域中的時隙提高了分集效果，因此可以降低擴展碼間的正交狀態(tài)的退化。作為結(jié)果，由于在頻分復(fù)用中可用的擴展碼個數(shù)增加了，可以提高發(fā)送效率。
如上所述，根據(jù)本實施例，為通信幀提供具有短開環(huán)周期的第二區(qū)域，并且對指定到第二區(qū)域中的時隙的發(fā)送信號進行分集合成，由此可以提高分集效果同時幾乎不降低發(fā)送效率。
本申請是基于在2001年4月19日申請的申請?zhí)枮?001-121542的日本專利申請，這里引入其全文以供參考。
工業(yè)適用性本發(fā)明適用于使用TDD(時分雙工)系統(tǒng)執(zhí)行與終端站的雙向無線通信的基站裝置，在該TDD系統(tǒng)中，用具有相同無線頻率的時隙在上行鏈和下行鏈上交替地進行通信，本發(fā)明尤其適用于使用OFDM(正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)執(zhí)行通信的基站裝置。
權(quán)利要求
1.一種使用通信幀執(zhí)行與終端站裝置雙向無線通信的基站裝置，所述通信幀每個都具有時隙，并且由具有預(yù)定開環(huán)周期的第一區(qū)域和具有比所述第一區(qū)域開環(huán)周期短的開環(huán)周期的第二區(qū)域組成。
2.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，包括檢測部分，用于檢測構(gòu)造在所述第二區(qū)域中的上行鏈時隙的接收電平；和分集部分，用于根據(jù)所述接收電平的檢測結(jié)果，對指定到對應(yīng)于所述上行鏈時隙的下行鏈時隙的下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行分集發(fā)送。
3.如權(quán)利要求2所述的基站裝置，其中，所述第二區(qū)域放置在包含于所述第一區(qū)域中的下行鏈時隙和上行鏈時隙之間。
4.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，其中，在所述第二區(qū)域中從開始到中間的區(qū)域構(gòu)造上行鏈時隙，而在所述第二區(qū)域中從中間到結(jié)尾的區(qū)域構(gòu)造下行鏈時隙。
5.如權(quán)利要求4所述的基站裝置，其中，在所述第二區(qū)域中，在構(gòu)造了所述上行鏈時隙的區(qū)域和構(gòu)造了所述下行鏈時隙的區(qū)域之間提供一個保護間隔。
6.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，還包括指定部分，用于將具有高優(yōu)先權(quán)的發(fā)送信號指定到包含在所述第二區(qū)域中的下行鏈時隙，其中，所述分集部分根據(jù)對對應(yīng)于為其指定了具有高優(yōu)先權(quán)的所述發(fā)送信號的所述下行鏈時隙的上行鏈時隙的接收電平的檢測結(jié)果，對所述具有高優(yōu)先權(quán)的發(fā)送信號執(zhí)行分集發(fā)送。
7.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，其中，包含在所述第一區(qū)域中的目標(biāo)下行鏈時隙構(gòu)造在所述第一區(qū)域的開始，而對應(yīng)于所述目標(biāo)下行鏈時隙的目標(biāo)上行鏈時隙構(gòu)造在一幀的結(jié)尾。
8.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，還包括控制部分，用于根據(jù)對上行鏈時隙的接收電平的檢測結(jié)果，控制指定到對應(yīng)于一個上行鏈時隙的下行鏈時隙的下行鏈發(fā)送信號的發(fā)送功率。
9.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，還包括擴展部分，用于對下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行擴展，并從而為組成所述下行鏈發(fā)送信號的每個副載波指定擴展碼片。
10.如權(quán)利要求1所述的基站裝置，其中下行鏈發(fā)送信號為通過對發(fā)送信號執(zhí)行IFFT獲得的OFDM信號。
11.一種用于執(zhí)行與終端站裝置雙向無線通信的無線通信方法，在執(zhí)行過程中使用的每個通信幀都具有時隙，并且由具有預(yù)定開環(huán)周期的第一區(qū)域和具有比所述第一區(qū)域開環(huán)周期短的開環(huán)周期的第二區(qū)域組成，該方法包括檢測構(gòu)造在所述第二區(qū)域中的上行鏈時隙的接收電平的步驟；和根據(jù)所述接收電平的檢測結(jié)果，對指定到對應(yīng)于所述上行鏈時隙的下行鏈時隙的下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行分集發(fā)送的分集步驟。
全文摘要
一種使用時分通信幀執(zhí)行與終端站裝置雙向無線通信的基站(10)，該通信幀由具有預(yù)定開環(huán)周期的第一區(qū)域和具有比所述第一區(qū)域開環(huán)周期短的開環(huán)周期的第二區(qū)域組成。電平檢測部分(21)檢測構(gòu)造在所述第二區(qū)域中的上行鏈時隙的接收電平。發(fā)送分集部分(14)根據(jù)所述接收電平的檢測結(jié)果，對指定到對應(yīng)于所述上行鏈時隙的下行鏈時隙的下行鏈發(fā)送信號執(zhí)行分集發(fā)送。從而可以提高通過發(fā)送分集改善接收質(zhì)量的效果，而不降低發(fā)送效率。
文檔編號H04B7/08GK1461539SQ02801237
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者須藤浩章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社