專利名稱：導頻信號的發(fā)送接收方法、基站裝置和終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在傳送率是可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，使分組數(shù)據(jù)傳送高速化，并且減少傳送延遲的裝置。
背景技術(shù)：
在國際公開WO99/23844中，揭示了在傳送率是可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，使分組數(shù)據(jù)傳送高速化，并且減少傳送延遲的方法和裝置。
著眼于該文獻中記載的導頻信號，導頻信號被用于各種各樣的用途。第一個用途是用來檢測終端裝置屬于哪個基站裝置，第二個用途是終端裝置接收來自至少一個基站裝置的導頻信號，推測作為來自希望基站和來自其他基站的導頻信號的接收電平比的SINR，并根據(jù)該SINR值計算出在連接中能夠容許的傳送速度，第三個用途是對接收數(shù)據(jù)信號進行同步檢波。
由于與本發(fā)明相關(guān)，所以說明上述第二個用途。終端裝置從多個基站裝置接收導頻信號。終端裝置將來自所屬的基站裝置的接收導頻信號作為希望導頻信號，推測與其他的接收導頻信號的電平比(SINR)。終端裝置根據(jù)上述SINR值，向所屬的基站裝置要求在終端裝置中能夠接收的數(shù)據(jù)率。SINR值越大則終端裝置向基站裝置要求的數(shù)據(jù)率越高。上述基站裝置依照要求的數(shù)據(jù)率，向終端裝置發(fā)送包含導頻信號的下行連接的信號。這時，如果終端裝置推測出SINR值比現(xiàn)實的狀態(tài)還低，則向基站裝置要求更低的數(shù)據(jù)率，因而數(shù)據(jù)傳送速度下降。相反，如果終端裝置推測出SINR值比現(xiàn)實的狀態(tài)高，則傳送路徑的狀態(tài)比推測值差，因而反復發(fā)送終端裝置的接收失敗的信號。在任意的情況下，為了高效率地使用上述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，都要求終端裝置高精度地推測出SINR。終端裝置為了高精度地推測SINR，理想的是盡量減少成為干擾的因素。其理由是因為干擾的各因素帶來終端裝置中的干擾電力的推測誤差，如果干擾因素多則會積蓄推測誤差。
導頻有向網(wǎng)絡整個區(qū)域或?qū)⒕W(wǎng)絡空間分割了的地區(qū)的整個區(qū)域發(fā)送的共通導頻、限定于特定終端而發(fā)送的個別導頻。上述第一個用途一般使用共通導頻。而第二個、第三個用途一般使用個別導頻。
只存在終端個數(shù)的個別導頻。因此，可以認為基站裝置同時發(fā)送許多的個別導頻。以下，說明由個別導頻和個別數(shù)據(jù)構(gòu)成的個別信道的多路復用方式。
說明涉及空間領(lǐng)域中的信道多路復用的現(xiàn)有技術(shù)?；狙b置通過以各自不同的方向性增益發(fā)送向某終端1發(fā)送的個別信道、向另一個終端2發(fā)送的個別信道，來實現(xiàn)空間領(lǐng)域中的多路復用。但是，如果接近了從基站裝置看終端裝置的方向，則由于方向性增益的影響使得在終端2作為干擾接收到發(fā)送到終端1的個別信道。由于干擾的增加，在終端2中產(chǎn)生SINR的推測精度的惡化以及SINR本身的惡化，因此在根據(jù)SINR決定發(fā)送到各終端裝置的傳送速度的情況下，從基站裝置發(fā)送到終端2的信號的傳送速度下降，并且作為整體看，向各終端進行傳送的基站裝置的吞吐量下降。
或者，可以考慮不是空間領(lǐng)域，而是作為發(fā)送的個別信道的符號例如使用沃爾什符號等正交符號，降低相互干擾的符號領(lǐng)域中的多路復用。在該方式中，由于在不是多路徑的狀態(tài)下在本網(wǎng)絡內(nèi)是沒有干擾的，所以沒有如空間領(lǐng)域多路復用那樣的基于終端方位的干擾增減。但是，在傳送路徑是多路徑等情況下，對于來自其他網(wǎng)絡的干擾，被多路復用的所有導頻信號作為干擾波起作用，因此在終端裝置中產(chǎn)生了SINR的推測精度的惡化以及SINR自身的惡化。
進而，可以考慮不同時針對個別信道，而是根據(jù)計劃在每次發(fā)送的時間領(lǐng)域中進行多路復用。在該方式下，即使存在多路徑，如果考慮某一時間帶，則只發(fā)送單一的個別信道，因此可以認為對其他網(wǎng)絡的干擾影響較小。但是，在該方式下，由于發(fā)送導頻的時間也是有間隔的，所以推測SINR所必需的時間與其他方式相比較長。因此，在必須對應高速衰減的終端裝置中，基于延遲的影響變得顯著，即使能夠在測量的時刻進行高精度的SINR推測，但由于更新周期變長，所以有以下問題在傳送路徑狀態(tài)高速變化的情況下，在從基站裝置向終端裝置進行傳送的時刻的傳送路徑狀態(tài)與推測結(jié)果不一致。其結(jié)果是，終端裝置的SINR推測精度惡化。
如對現(xiàn)有技術(shù)的說明所述，各個多路復用方法各有千秋。為了活用各個方法，適當?shù)厍袚Q多路復用方法是有效的，其結(jié)果是能夠避免SINR和傳送速度的下降。
另外，由于傳送環(huán)境時時刻刻在變化，所以如果多路復用方法是固定的，則無法避免各終端裝置中的SINR和傳送速度的降低，但通過適當?shù)厍袚Q多路復用方法，則能夠避免。
進而，如果如上述那樣適當?shù)馗淖兌嗦窂陀梅椒ǎ瑒t即使在終端側(cè)，也能夠進行與之對應的處理。因此，用來識別多路復用方法的裝置是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明提出一種信號發(fā)送方法和接收方法以及實現(xiàn)它們的基站裝置和終端裝置，其特征是適當?shù)胤峙鋽?shù)據(jù)信號和導頻信號的多路復用方法。
本發(fā)明通過使用其特征是適當?shù)胤峙鋽?shù)據(jù)信號和導頻信號的多路復用方法的信號發(fā)送方法，能夠防止在作為信號的發(fā)送目標的終端裝置中的SINR下降，提高傳送速度。


圖1是展示本發(fā)明的基站和終端之間的通信形式的一個例子的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是展示在基站和終端之間接收發(fā)送的信道的結(jié)構(gòu)例子的信號格式圖。
圖3是展示基站的結(jié)構(gòu)例子的圖。
圖4是展示多路復用方法決定部件的結(jié)構(gòu)例子的框圖。
圖5是展示同一時間·符號資源分配禁止表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖6是展示傳送路徑信息記錄表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖7是展示資源分配表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖8是展示終端的結(jié)構(gòu)例子的框圖。
圖9是展示下行控制信號的結(jié)構(gòu)例子的信號格式圖。
圖10是展示上行控制信號的結(jié)構(gòu)例子的信號格式圖。
圖11是展示基站和終端之間的連接確立動作的一個例子的時序圖。
圖12是展示基站和終端之間的連接切斷動作的一個例子的時序圖。
圖13是展示基站和終端之間的通信形式的一個例子的網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
圖14A和圖14B是展示同一時間·符號資源分配禁止表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖15A和圖15B是展示傳送路徑信息記錄表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖16A和圖16B是展示資源分配表的結(jié)構(gòu)例子的表結(jié)構(gòu)圖。
圖17是展示基站中的頻率資源分配動作的一個例子的動作流程圖。
具體實施例方式
圖1是展示基站和終端之間的通信顯示的一個例子的網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
基站100使用每個終端不同的頻率資源，向終端A、B、C、D發(fā)送下行信號?；驹诖_立與終端的連接時，首先向基站所管理的個別信道分配終端。只準備基站同時發(fā)送的個數(shù)的個別信道，針對各個別信道，通過向每個個別信道分配的沃爾什符號進行累計，并進行符號分割多路復用?；踞槍γ總€時間段對每個個別信道選擇1個終端，并發(fā)送下行分組。為了簡化說明，以具有2個個別信道的系統(tǒng)進行說明。在本實施例中，假設向各個別信道逐一分配個數(shù)均等的終端，基站向終端A、B分配個別信道1，向終端C、D分配個別信道2?；驹诿總€時間段從個別信道1選擇終端A、B的任意一方或雙方，從個別信道2選擇終端C、D的任意一個或雙方，發(fā)送分組。個別信道內(nèi)的終端選擇基準之一就是下行傳送路徑的狀態(tài)。各終端測定下行傳送路徑的狀態(tài)(例如SINR)，并向基站反饋傳送路徑狀態(tài)?；救鐖D6所示那樣地針對每個終端收集反饋結(jié)果。由于對傳送路徑狀態(tài)進行量化并作為指標反饋，所以作為整數(shù)記錄圖6的傳送路徑狀態(tài)。數(shù)字越大則傳送路徑狀態(tài)越好，意味著能夠?qū)崿F(xiàn)高速的傳送速度。通過基站依照圖6的表選擇傳送路徑狀態(tài)良好的終端并發(fā)送分組，從而隨機或者循環(huán)地選擇終端來提高基站的吞吐量。另外，本發(fā)明并不只限于本實施例那樣的向個別信道逐一分配均等個數(shù)的終端的方法，例如，也可以在終端A要求了高優(yōu)先度的服務的情況下，將個別信道1分配給終端A，將個別信道2分配給其他的終端B～D那樣地，將終端和個別信道非均等地對應起來。
方向性增益101、102、103、104具有使波束分別射向終端A、B、C、D的方向性。在本實施例中，從基站看終端A、B、C的方位是接近的，因此各自的方向性增益101、102、103是重疊的。這意味著向終端A、B、C發(fā)送的信號在空間領(lǐng)域中是不能分離。由基站判斷是否能夠分離。判斷的方法之一就是根據(jù)來自終端的上行信號的來到方向推測結(jié)果對終端間的角度差進行閾值判斷?；驹诮嵌炔畋乳撝?例如5度)小的情況下，判斷為不能進行空間領(lǐng)域中的分離，因此向圖5所示的同一時間·符號資源分配禁止表記錄不能進行空間領(lǐng)域中的分離的終端的組合，不向該終端分配同一時間·符號資源。由于如果基站向在空間領(lǐng)域中不能分離的終端分配同一時間·符號資源則會相互干擾，所以通過上述記錄來防止基于干擾的通信質(zhì)量的惡化。
基站向在空間領(lǐng)域中不能分離的終端A、B、C分配不同的時間·符號資源。由于符號資源的分配就是確定每個個別信道所使用的符號資源，所以在個別信道分配的階段就已經(jīng)完成了。在該時刻，由于終端A、B在符號領(lǐng)域中是不能分離的，所以基站通過在相互不同的時間向終端A、B進行發(fā)送，從而在時間領(lǐng)域中進行分離。以上分配的結(jié)果被記錄在圖7所示的頻率資源的分配表中。圖7的符號領(lǐng)域的列中的PN表示PN符號的偏移量，同一時間領(lǐng)域的列中的ALL表示所有時間都能夠發(fā)送，Div1/2和Div2/2表示對時間進行2分割時的前半和后半中能夠發(fā)送。
基站將圖7所示的資源分配表和圖6所示的傳送路徑信息記錄表作為判斷基準，針對每個個別信道選擇發(fā)送目標終端，并使用上述資源分配表所示的時間·空間·符號資源發(fā)送分組。
以上，說明了以沒有將網(wǎng)絡10分割為地區(qū)的情況為前提的實施例。即使將網(wǎng)絡10分割為多個地區(qū)11、12、13，也能夠?qū)⒏鞯貐^(qū)看作是網(wǎng)絡。由于在沒有將網(wǎng)絡分割為地區(qū)的情況下，終端辨別每個基站的下行信號，所以基站通過針對每個地區(qū)累計不同的PN符號而發(fā)送下行信號，從而能夠?qū)⒎指盍说牡貐^(qū)看作是獨立的網(wǎng)絡。所以，即使將網(wǎng)絡10分割為多個地區(qū)11、12、13，也能夠?qū)⒏鞯貐^(qū)看作是網(wǎng)絡，因而也適用本發(fā)明。
圖2是展示在基站和終端之間發(fā)送接收的信道的結(jié)構(gòu)例子的格式圖。
共通信道和個別信道的共同點是以時間段為單位有規(guī)則地發(fā)送導頻和數(shù)據(jù)。
共通信道由基站共通地向網(wǎng)絡10內(nèi)的所有終端發(fā)送的導頻105和數(shù)據(jù)106構(gòu)成，導頻和數(shù)據(jù)被分時多路復用。共通信道的導頻被用于終端的網(wǎng)絡查找。如果基站對發(fā)送信號累計了基站間不同的PN符號，則共通導頻就成為基站間相關(guān)性低的導頻信號。即使使用以每個基站都不同的偏移生成的同一PN符號來代替不同的PN符號，其相關(guān)性也很低，因而沒有問題。終端通過相關(guān)性計算查找導頻信號的接收功率最強的基站作為通信對象基站。共通信道的數(shù)據(jù)之一就是圖9所示的下行控制信號。控制信號是基站在每個時間段向網(wǎng)絡內(nèi)的所有終端通知在個別信道中正在進行通信的終端和針對該終端使用的頻率資源的信號。
個別信道由基站向特定終端發(fā)送的導頻105’和數(shù)據(jù)106’構(gòu)成，導頻和數(shù)據(jù)被分時多路復用。個別信道的導頻被用于終端推測個別信道的傳送路徑狀態(tài)。個別信道的數(shù)據(jù)就是基站向該終端發(fā)送的數(shù)據(jù)本身。
共通信道和個別信道在時間、空間、符號領(lǐng)域中被多路復用并發(fā)送。所分配的時間、空間、符號被稱為頻率資源。為了根據(jù)導頻信號的接收狀態(tài)控制數(shù)據(jù)率，重要的是使導頻信號和數(shù)據(jù)信號的SINR成為相同。為此，例如，如果基站對導頻信號和數(shù)據(jù)信號進行分時多路復用并用同一功率分別發(fā)送它們，則在能夠?qū)r間段內(nèi)的衰減變動看作是平面衰減的范圍內(nèi)，導頻的SINR和數(shù)據(jù)的SINR是相同的，通過測量個別導頻信號的SINR能夠有效地推測個別數(shù)據(jù)信號的SINR。另外，也可以根據(jù)導頻信號的接收狀態(tài)推測數(shù)據(jù)信號的接收狀態(tài)，還可以對導頻信號和數(shù)據(jù)信號進行符號多路復用并發(fā)送。
但是，最好對共通信道和個別信道進行符號多路復用。對于共通信道由于有必要在所有方位發(fā)送相同的信號，所以不進行與個別信道的空間多路復用。另外，由于基站有必要在每個時間段向網(wǎng)絡內(nèi)的所有終端通知在個別信道中進行通信的終端、個別信道正在使用的頻率資源，所以必須連續(xù)發(fā)送，也就不用進行與個別信道的時間多路復用了。由于以上理由，有必要對共通信道和個別信道進行符號多路復用?；踞槍餐ㄐ诺篮蛡€別信道累計PN符號相同的部分，但通過累計每個信道都不同的沃爾什符號來實現(xiàn)符號多路復用。
個別信道是用來通信每個終端個別的信息的信道。即，并不是只在一臺終端中占有一個個別信道，而是可以設想在多個終端中進行共享。為了避免終端間的干擾，原則上使用每個終端都不同的頻率資源(時間、空間、符號)。如果依照該原則，則在多個終端中共享個別信道的情況下，在每次分組通信的終端改變時，都有必要切換在個別信道中使用的頻率資源。另外，設想以下情況到在終端確立了某個個別信道中的連接的情況下終端的電源被切斷，或者由于與其他網(wǎng)絡的通信發(fā)生了過載等而該個別信道中的通信結(jié)束為止，個別信道沒有變更。另外，在此，將以下情況作為前提根據(jù)控制的容易程度，對每個個別信道固定使用唯一的符號資源(沃爾什符號的序號)。
圖3是展示基站的結(jié)構(gòu)例子的框圖。多路復用部件MUX107、108、109如圖2所示那樣，對共通信道、個別信道各自的導頻信號和數(shù)據(jù)信號進行分時多路復用，生成時間段單位的分組。導頻信號和數(shù)據(jù)信號都是調(diào)制后的信號，是用復數(shù)表示的符號的序列。
個別導頻信號是在終端側(cè)已知的序列，是被用于終端進行每個信道的傳送路徑狀態(tài)的推測和同步的符號序列。由符號序列生成部件生成該序列，但基站為了實現(xiàn)向各終端發(fā)送信號的分時多路復用，也有沒有根據(jù)個別信道從頻率資源分配部件111指定進行分組通信的終端的情況。這時，符號序列生成部件110不生成該信道的導頻信號，而生成全部為0的復數(shù)符號序列。但是，始終輸出共通信道的導頻信號。
作為表示從基站間的網(wǎng)絡121向符號序列生成部件110發(fā)送的數(shù)據(jù)的位序列來存儲數(shù)據(jù)信號，符號序列生成部件110通過對位序列進行編碼和調(diào)制，生成符號序列。符號序列生成部件110在每個時間段從頻率資源分配部件111指定在各個別信道中進行分組通信的終端。作為原則，符號序列生成部件110針對從頻率資源分配部件111指定的各終端，生成作為對應該發(fā)送的位序列進行了編碼和調(diào)制的復數(shù)的符號序列的數(shù)據(jù)信號。但是，基站為了實現(xiàn)向各終端發(fā)送信號的時間多路復用，也有沒有根據(jù)個別信道從頻率資源分配部件111指定進行分組通信的終端的情況。這時，符號序列生成部件110不針對該信道生成數(shù)據(jù)信號，而生成全部為0的復數(shù)符號序列。
多路復用部件MUX107、108、109是在時間領(lǐng)域中對從符號序列生成部件110輸入的導頻信號和數(shù)據(jù)信號進行多路復用，生成時間段長度的分組的運算器。在圖2中，其前提是由多路復用部件MUX107、108、109在時間領(lǐng)域進行多路復用，但也可以使用導頻信號推測數(shù)據(jù)信號的接收狀態(tài)，還可以通過分配并累計與導頻信號和數(shù)據(jù)信號不同的符號，來進行符號多路復用。
符號序列生成部件110由以下部分構(gòu)成從基站間的網(wǎng)絡121接收并存儲應該在個別信道和共通信道中發(fā)送的數(shù)據(jù)的存儲器；通過從頻率資源分配部件111指定在各個別信道中進行分組通信的終端而生成數(shù)據(jù)符號序列的固件。
在符號序列生成部件110中，為了確保保密性，在調(diào)制前針對每個終端向個別信道的數(shù)據(jù)信號附加保密碼。由符號序列生成部件110使用移位寄存器生成保密碼，但也可以通過其初始狀態(tài)和附加標記的方式依存于終端編碼的方法來作成。進而，符號序列生成部件110還生成在終端側(cè)已知的導頻信號。例如，可以將導頻信號整個區(qū)間映射到復數(shù)的(1，0)中。由于導頻有固定的模式，所以將其存儲到存儲器中。另外，符號序列生成部件110針對沒有從頻率資源分配部件111指定進行分組通信的終端的個別信道，生成復數(shù)0的導頻信號和數(shù)據(jù)信號。另外，在從頻率資源分配部件111在所有個別信道中指定了進行通信的終端的狀態(tài)相當于在時間領(lǐng)域中不進行多路復用的狀態(tài)。換一種說法，如果頻率資源分配部件111向所有個別信道分配了同一時間資源，則能夠?qū)崿F(xiàn)不進行分時多路復用的狀態(tài)。
符號序列生成部件110作為在共通信道中發(fā)送的信號，生成與個別信道一樣的導頻信號、作為控制信號的數(shù)據(jù)信號?？刂菩盘柊褂脠D9所示的各個別信道的終端和該終端使用的頻率資源的信息。通過符號序列生成部件110作為控制信號生成該信息，無線通信路徑的共通信道中的控制信號的通信量就會增加，由于終端不進行信道的解調(diào)和解碼就能夠?qū)崿F(xiàn)確認個別信道和資源的工作，所以省去了解調(diào)和解碼的工作。
在多路復用方法決定部件124中，進行各下行信道的傳送路徑信息的收集、頻率資源的分配和管理。頻率資源分配部件111還指定共通信道所使用的頻率資源。向符號序列生成部件110、發(fā)送信號多路復用部件122的符號生成部件114、115、116和空間領(lǐng)域多路復用部件123的加權(quán)生成部件117、118、119通知在此指定的結(jié)果，并記錄在圖7所示的資源分配表112中。從傳送路徑信息收集部件113、資源分配表112得到用來指定頻率資源的判斷材料。將在后面使用圖4到圖7詳細對其說明。
資源分配表112是記錄在頻率資源分配部件111中指定的在各個別信道中使用的頻率資源(時間、空間、符號或它們的組合)與在該個別信道中進行通信的終端的組合的存儲器。將在后面使用圖4詳細對其說明。
傳送路徑信息收集部件113是將陣列天線120的接收信號保持原樣地輸入到每個部件中，并由分別實現(xiàn)以下2個功能的硬件和固件構(gòu)成的運算器。一個功能是收集終端所發(fā)送的下行個別信道的傳送路徑信息。另一個功能是不依賴來自終端的傳送路徑信息，而在基站自身中收集下行信道的空間資源的信息。
前者被作為確認與該終端之間的下行傳送路徑狀態(tài)的手段使用。具體地說，可以通過以下方法實現(xiàn)在終端設置傳送路徑狀態(tài)推測部件，在上行控制信道中具備表示傳送路徑狀態(tài)的指示符。圖6是指示符的具體例子。圖10是上行控制信道的具體例子。將在此得到的每個終端的傳送路徑狀態(tài)發(fā)送到頻率資源分配部件111。
后者被作為在基站側(cè)推測在終端側(cè)是否發(fā)生了空間資源的沖突的手段而使用。具體地說，傳送路徑信息收集部件113為了使用從陣列天線120的天線元件輸入的接收信號，取出來自各終端的個別導頻信號，而作成陣列應答向量，并計算陣列應答向量間的空間相關(guān)性。在空間相關(guān)值大于等于閾值(例如0.90)的情況下，由于干擾大，所以基站針對該終端的組合，判斷為不能通過同一時間·符號資源同時發(fā)送下行分組。由于由頻率資源分配部件111進行該判斷，所以傳送路徑信息收集部件113輸出終端的組合和空間相關(guān)值。圖4詳細說明了該情況。另外，代替空間相關(guān)值，還有使用每個終端的到來方向的方法。使用MUSIC法或ESPRIT法推測來自終端的上行信號的到來方向，在終端間的到來方向差在閾值(例如5度)以內(nèi)的情況下，基站判斷為不能通過同一時間·符號資源向該終端的組合同時發(fā)送下行分組。由于由頻率資源分配部件111進行該判斷，所以傳送路徑信息收集部件113輸出終端的組合的信息和到來方向。
符號生成部件114、115、116是根據(jù)在頻率資源分配部件111中分配給共通信道和各個別信道的符號資源生成符號的固件。作為符號，使用PN符號、沃爾什符號等自相關(guān)特性優(yōu)越的符號。指定的符號資源的實體是PN符號的偏移量和沃爾什符號的序號。在此生成的符號被累計為在多路復用部件MUX107、108、109中生成的符號序列。通過硬件進行符號的累計。另外，在所有個別信道中使用同一符號資源的狀態(tài)相當于不進行符號領(lǐng)域的多路復用的狀態(tài)。換一種說法，如果頻率資源分配部件111向所有個別信道分配同一符號資源，則能夠?qū)崿F(xiàn)沒有符號多路復用的狀態(tài)。
在空間領(lǐng)域多路復用部件123中，進行空間領(lǐng)域的多路復用處理。加權(quán)生成部件117、118、119是根據(jù)在頻率資源分配部件111中向各個別信道分配的空間資源，生成發(fā)送陣列加權(quán)的固件。頻率資源分配部件111向共通信道的加權(quán)生成部件117指定用于進行全向發(fā)射的陣列加權(quán)。由于由頻率資源分配部件111指定的空間資源的實體是分組的發(fā)送方向，所以加權(quán)生成部件117、118、119生成用來使方向性波束基本指向該發(fā)送方向(波束形成)的陣列加權(quán)，但也可以生成使空數(shù)據(jù)指向其他個別信道的分組發(fā)送方向的陣列加權(quán)。通過硬件針對每個發(fā)送天線元件累計在此得到的陣列加權(quán)，并針對每個元件將各信道的信號進行相加，從陣列天線120發(fā)送下行分組。陣列加權(quán)的形式是復數(shù)，被分為振幅和相位。加權(quán)的累計意味著改變輸入信號的增益和相位。另外，在所有個別信道中使用同一空間資源的狀態(tài)相當于不進行空間領(lǐng)域的多路復用的狀態(tài)。換一種說法，如果頻率資源分配部件111向所有個別信道分配同一空間資源，則能夠?qū)崿F(xiàn)沒有空間多路復用的狀態(tài)。由于從基站看每個終端的方位是不同的，所以基站通過針對所有終端累計全向發(fā)射的方向性增益，謀求終端間的空間資源的統(tǒng)一。
陣列天線120是兼用于下行信號的發(fā)送和上行信號的接收的發(fā)送接收機。也可以分別準備發(fā)送專用天線和接收專用天線。在接收下行分組時，進行從基帶向載波頻帶的頻率轉(zhuǎn)換。在接收上行分組時，進行從載波頻帶向基帶的頻率轉(zhuǎn)換。
圖4是展示多路復用方法決定部件124的結(jié)構(gòu)例子的框圖。接收部件144與多路復用方法決定部件的一部分相對應。頻率資源分配部件111由以下部分構(gòu)成為了避免由于多個終端的空間資源沖突而造成的干擾，而指定禁止使用同一時間·符號資源的終端的組合的空間資源沖突判斷部件131；針對各終端，記錄一覽地表示發(fā)生了空間資源的沖突(換一種說法，就是由于發(fā)生了干擾而不能使用同一時間·符號資源)的終端的表的同一時間·符號分配禁止表132；解析來自終端的上行控制信號，記錄涉及各終端的下行傳送路徑信息的傳送路徑信息記錄部件133；控制對終端的個別信道和頻率資源的分配和分配的解除的資源分配部件134；針對每個個別信道決定進行分組通信的終端的分組調(diào)度器135。傳送路徑信息收集部件113由以下部分構(gòu)成包含從上行信號中取得由各終端發(fā)送的信息的上行信號解析部件142的接收部件144；包含根據(jù)上行信號推測2個終端間的空間相關(guān)性的空間相關(guān)性推測部件141、推測每個終端的上行信號的到來方向的到來方向推測部件143的終端裝置方向判斷部件145。在上面將為了決定多路復用方法而必需的構(gòu)成要素作為各個功能進行了說明，但作為裝置，也可以由作為硬件和固件的空間資源沖突判斷部件131、資源分配部件134、分組調(diào)度器135、空間相關(guān)性推測部件141、上行信號解析部件142、到來方向推測部件143、作為存儲裝置的同一時間·符號分配禁止表132、傳送路徑信息記錄部件133來實現(xiàn)。
空間資源沖突判斷部件131是對難以進行空間領(lǐng)域中的分解(如果使用了同一時間·符號資源則相互干擾很大)的終端的組合進行列表的固件?？臻g資源沖突判斷部件131將該列表記錄在同一時間·符號分配禁止表132中。通過對輸入的終端間的空間相關(guān)值或每個終端的到來方向進行閾值判斷來實施列表。在從空間資源沖突判斷部件131輸入了空間相關(guān)值的情況下，空間資源沖突判斷部件131例如將該相關(guān)值超過了0.90的終端的組合記錄到同一時間·符號分配禁止表132中。同樣地在輸入了到來方向的情況下，空間資源沖突判斷部件131例如在2個終端的到來方向差在5度以內(nèi)時，將該終端的組合記錄到該表中。空間相關(guān)值的輸入和終端的到來方向的輸入同樣都是能夠判斷空間資源的沖突程度的指標。通過該手段，基站能夠判斷在終端側(cè)難以判斷的空間資源的沖突。在終端側(cè)難以判斷的理由是由于終端只實施有關(guān)希望的個別信道的SINR推測，終端不能根據(jù)推測出的SINR確定哪個個別信道發(fā)生了干擾。
同一時間·符號分配禁止表132是記錄由空間資源沖突判斷部件131作成的列表的存儲器。如圖5所示，空間資源沖突判斷部件131使各終端的終端ID132-1、難以進行與該終端的空間領(lǐng)域分離而禁止分配同一時間·符號的終端的終端ID132-2相對應地進行記錄。圖5的例子展示了以下情況對于終端D沒有問題，但終端A、B、C由于難以進行相互的空間領(lǐng)域中的分離，所以禁止使用同一時間·符號資源。圖5的表反映了圖1所示的狀態(tài)。在圖1中，從基站看到的方位是終端A、B、C相互接近，而終端D與它們分離。在該狀態(tài)下，基站通過到來方向推測部件143推測由終端發(fā)送的信號的到來方向，并將到來方向和終端ID(A、B、C、D)輸入到空間資源沖突判斷部件131?？臻g資源沖突判斷部件131對所有2個終端的組合進行到來方向差的閾值判斷，將小于閾值的終端ID的組合記錄到圖5的同一時間·符號分配禁止表中。由資源分配部件134參照該表，不向圖5的表所示的終端之間分配同一符號·時間資源。其結(jié)果是通過符號領(lǐng)域或時間領(lǐng)域中的多路復用，消除了被禁止分配同一時間·符號的終端之間的干擾，能夠提高與該終端對應的傳送速度。另外，經(jīng)由資源分配部件134，將由到來方向推測部件143推測出的來自各終端的信號到來方向輸入到圖7所示的資源分配表112中。
傳送路徑信息記錄部件133是記錄由上行信號解析部件142抽出的各終端的傳送路徑信息的存儲器。根據(jù)上行信號解析部件142的解析結(jié)果，將終端ID136-1與該終端的下行傳送路徑狀態(tài)136-2(例如SINR、表示質(zhì)量的指標)相對應地記錄到傳送路徑信息記錄部件133的圖6所示的傳送路徑記錄表136中。指標值的數(shù)字越大則傳送路徑狀態(tài)越好，表示能夠?qū)崿F(xiàn)更高速的傳送速度。通過由基站保存能夠?qū)⒅笜酥缔D(zhuǎn)換為傳送速度的表，使得該指標值具有物理意義，而在分組調(diào)度器135中成為個別信道內(nèi)的終端選擇的材料。在圖6的例子中，記錄了指標值3、4、7。它們分別對應于307.2kbit/s、614.4kbit/s、1228.8kbit/s的傳送速度。
資源分配部件134是向各終端分配個別信道和頻率資源的固件。該部件參照資源分配表112確認現(xiàn)在的個別信道分配狀況，例如使終端均等地分屬于各個別信道那樣地進行分配。在資源分配部件134參照由上行信號解析部件142得到的控制信號，取得了與該基站對應的連接請求的時刻，實施個別信道的分配。另外，資源分配部件134在由上行信號解析部件142取得了切斷請求的時刻，從資源分配表112中刪除該終端的信息。圖10說明了上行控制信號。
在此，說明頻率資源信息。符號資源信息是每個終端使用符號的參數(shù)(PN符號的偏移量或沃爾什符號的序號等)。在本實施例中，符號資源對于每個基站·個別信道是固定的。空間資源信息是指向用來向每個終端發(fā)送信號的方向性波束的方向。根據(jù)基站的發(fā)送方向分解能量將方向量化。時間資源信息表示在所有時間段都能夠發(fā)送還是對能夠發(fā)送的時間段有限制。
由資源分配部件134用下述的方法分配頻率資源。(1)將基站·個別信道固有的信息分配為符號資源。(2)根據(jù)每個終端的到來方向推測結(jié)果，將指向用來發(fā)送下行信號的方向性波束的方向指定為空間資源。并且對應于基站的發(fā)送方向的分解能量實施量化。(3)將時間資源基本設置為所有時間段都能夠發(fā)送。在難以進行空間領(lǐng)域中的分離并且在終端間使用同一符號資源的情況下，限制能夠向各終端進行發(fā)送的時間(時間段)。由此，避免了難以進行空間領(lǐng)域中的分割的終端同時使用同一時間·符號資源。通過參照同一時間·符號分配禁止表，資源分配部件134能夠通知難以進行空間領(lǐng)域中的分離的終端的組合。
使用圖7的表示資源分配表112的構(gòu)成例子的表結(jié)構(gòu)圖，說明頻率資源和個別信道的分配。資源分配部件134分配每個終端的個別信道，使得終端均等地分屬于每個個別信道。針對各終端ID112-1，將對應的個別信道ID112-2以及符號112-4、空間112-5、時間112-6等頻率資源112-3存儲在資源分配表112中。在本實施例中，由于符號資源使用用于基站的識別的PN偏移量、用于個別信道的識別的沃爾什符號，所以向所有終端分配相同的PN偏移量，向每個個別信道分配相同的沃爾什符號。以1度為單位對由到來方向推測部件143推測出的各終端的到來方向推測結(jié)果進行量化，來記錄空間資源。對于時間資源，資源分配部件134參照同一時間·符號分配禁止表(圖5)和符號資源的分配結(jié)果，首先判斷各終端是否滿足以下2個評價。
(1)參照同一時間·符號分配禁止表，判斷是否存在分配禁止的終端。
(2)在存在的情況下，判斷其中是否存在使用同一符號資源的終端。
如果在圖7的例子中對每個終端進行了評價，則滿足(1)的終端是A、B、C，滿足(2)的終端是A、B。所以，資源分配部件134向不滿足評價(2)的終端C和D，記錄可以在所有時間段中進行發(fā)送(標記為ALL)的指示符。對于滿足評價(2)的終端A和B，有必要使其發(fā)送時間相互錯開。錯開的方法是假設滿足條件(2)的終端個數(shù)為M，針對各個該終端記錄能夠在周期M的第N個時間段內(nèi)進行發(fā)送(標記為Div N-M)的指示符。舉例以下的方法資源分配部件134以終端編號小的順序決定周期M中的終端的序號。
分組調(diào)度器135是針對每個時間段指定在各個別信道中進行分組通信的終端的固件。分組調(diào)度器135依照以下的步驟在各個別信道中決定終端(1)以下行傳送路徑狀態(tài)(傳送速度)好的順序向終端付與順序位置。(2)參照資源分配表的時間資源，選擇在該時間段中能夠進行發(fā)送的終端中的、(1)中的順序位置是最高位的終端。分組調(diào)度器135將在(2)中選擇出的終端的信息發(fā)送到符號序列生成部件110、符號生成部件114、115、116、加權(quán)生成部件117、118、119。分組調(diào)度器135將每個個別信道的終端編號發(fā)送到符號序列生成部件110。同樣，將與在個別信道中進行通信的終端對應的符號資源和共通信道的符號資源發(fā)送到符號生成部件114、115、116。同樣，將與在個別信道中進行通信的終端對應的空間資源和共通信道的空間資源(全向發(fā)射的陣列加權(quán))發(fā)送到加權(quán)生成部件117、118、119。上述(1)的順序位置決定方法是重視頻率利用效率的方法，但由于在終端間的公平性上會出現(xiàn)問題，所以也可以導入通過將傳送速度除以該終端的平均傳送速度的評價函數(shù)來進行順序位置決定的比例均衡。通過比例均衡來保持終端間的公平性。分組調(diào)度器135在上述(2)的終端選擇中，具有不存在能夠進行發(fā)送的終端的個別信道的情況下，不向符號序列生成部件110指定在該個別信道中進行分組通信的終端。由此，該個別信道整個成為復數(shù)0，不對其他信道產(chǎn)生干擾。另外，上述(1)和(2)的順序也可以相反。
空間相關(guān)性測量部件141是計算由陣列天線的各元件的信道響應構(gòu)成的響應向量的相關(guān)性，即空間相關(guān)性的硬件或固件。響應向量是通過對從各終端裝置發(fā)送的導頻信號與在無線通信裝置側(cè)已知的同一導頻信號的相關(guān)性計算，推測陣列天線的每個元件的信道響應并向量化了的向量。在每個終端裝置中計算該響應向量。針對每個終端裝置的組合，作為該響應向量的相關(guān)值定義空間相關(guān)值。
用公式表示空間相關(guān)性ρ。如果假設陣列天線的元件個數(shù)為M，則從第1個和第2個終端裝置發(fā)送的信號的陣列響應向量X1、X2如下。
X1=ejθ11ejθ12···ejθ1MT]]>X2=ejθ21ejθ22···ejθ2MT]]>其中，T表示倒置?？臻g相關(guān)性ρ如下。
ρ=X1*X2T||X1||·||X2||]]>將在此得到的空間相關(guān)值和終端的組合通知空間資源沖突判斷部件131。
到來方向推測部件143是使用MUSIC法等，進行每個終端的到來方向推測的運算器。在MUSIC法中，求出陣列天線的各元件中的接收信號的相關(guān)矩陣，通過其固有值解析來推測每個終端的上行信號的到來方向?？臻g相關(guān)性測量部件141將在此得到的到來方向和終端的組合發(fā)送到空間資源沖突判斷部件131和資源分配部件134。
上行信號解析部件142是從被降頻轉(zhuǎn)換為基帶的上行分組中抽出每個終端的控制信號和傳送路徑信息的硬件和固件，由以下部分構(gòu)成進行解調(diào)和解碼的硬件；從解碼后的信號中取出來自終端的傳送路徑信息和連接要求等信息的固件。上行信號解析部件142將來自終端的傳送路徑信息存儲在傳送路徑信息記錄部件133中。上行信號解析部件142在控制信號中具有與該基站對應的連接請求或切斷請求的情況下，向資源分配部件134通知該終端的編號和連接或切斷的信息。在圖10中說明了上行控制信號。
圖8是展示終端的結(jié)構(gòu)例子的框圖。終端由以下部分構(gòu)成接收下行分組，并從載波頻帶降頻轉(zhuǎn)換為基帶的接收部件201；使用共通信道的導頻信號，查找能夠以最大功率接收信號的基站的網(wǎng)絡查找部件202；根據(jù)包含于在網(wǎng)絡查找中得到的基站的共通信道中的信息，收集用來接收該基站的個別信道的信息(頻率資源)和正在使用各個別信道的終端的編號的個別信道信息取得部件203；使用取得的頻率資源信息，推測個別信道導頻信號的傳送路徑狀態(tài)的傳送路徑狀態(tài)推測部件204；使用同樣的頻率資源信息，取出個別信道的數(shù)據(jù)信號的個別數(shù)據(jù)抽出部件205；將抽出的數(shù)據(jù)輸出到圖像輸出裝置或聲音輸出裝置、數(shù)據(jù)輸出裝置的輸出部件206；將來自圖像輸入裝置或聲音輸入裝置、數(shù)據(jù)輸入裝置的輸入轉(zhuǎn)換為位流的輸入部件207；將由傳送路徑狀態(tài)推測部件204取得的個別信道的傳送路徑信息轉(zhuǎn)換為基站能夠識別的形式的位流，生成復數(shù)的符號序列的請求生成部件209；根據(jù)由輸入部件207生成的位流和導頻信號，生成復數(shù)的符號序列的信號生成部件210；對傳送路徑信息、連接·切斷請求、數(shù)據(jù)、導頻信號進行多路復用，生成上行分組的多路復用部件MUX211；將多路復用了的信號從基帶升頻轉(zhuǎn)換為載波頻帶，并發(fā)送上行分組的發(fā)送部件212。
為了能夠從在終端側(cè)接收到的所有導頻信號中辨別特定的個別信道的導頻信號，重要的是對共通信道和個別信道分別進行符號多路復用。這是因為對于終端來說，在沒有進行符號多路復用的信號重疊的狀態(tài)下取出一個個別信道的導頻信號是困難的。如果進行時間分割，則通過共通和個別信道個數(shù)的分時，終端能夠取出特定的個別信道的導頻信號，但即使這樣，又會難以辨別從其他網(wǎng)絡發(fā)送的導頻信號。所以，在本實施例中，作為在終端側(cè)被處理的頻率資源，以只需要最低限度的符號資源(PN符號的偏移量或沃爾什符號的序號等)為前提進行說明。
接收部件201由天線和降頻轉(zhuǎn)換器(基準振蕩器、放大器和合成器)構(gòu)成，輸出基帶的信號。這時的輸出信號處于由于功率差而基站的共通信道和個別信道重疊的狀態(tài)下。
網(wǎng)絡查找部件202是使用終端所具有的符號資源，查找共通信道的接收功率最大的基站的硬件。網(wǎng)絡查找部件202具體地說，對導頻信號累計符號，進行與共通信道的接收導頻信號的相關(guān)性計算，針對各基站的符號資源作成功率延遲曲線。其輸出是接收功率最大的符號資源的編號。在本實施例中，由于其前提是向每個基站賦予不同的PN偏移量(符號資源)，所以網(wǎng)絡查找部件202求出延遲曲線，輸出接收功率最大的PN偏移量。在此，終端所具有的符號資源的形式是基站所能夠輸出的所有PN偏移量。
在分離方式判斷部件213中，取得在共通信道中發(fā)送的與個別信道有關(guān)的信息，判斷發(fā)往該終端的信號的多路復用方法，決定發(fā)往本站(終端)的信號的分離方法。個別信道信息取得部件203是從由網(wǎng)絡查找部件得到的與符號資源對應的基站的共通信道所包含的信息中，抽出該基站的個別信道正在使用的符號資源、正在使用各個別信道的終端的編號的硬件和固件，由以下部分構(gòu)成進行解調(diào)和解碼的硬件；從解碼后的信號中取出該基站的個別信道正在使用的符號資源的信息的固件。將在后面通過圖9說明包含在共通信道中的信息。個別信道信息取得部件203首先使用在網(wǎng)絡查找中得到的與符號資源對應的符號，通過導頻的相關(guān)性計算作成共通信道的延遲曲線，根據(jù)分組先頭和導頻位置的關(guān)系，檢測出共通信道的先頭定時。接著，個別信道信息取得部件203通過硬件根據(jù)先頭定時順序地抽出接收信號，除去導頻并到分組終點為止將數(shù)據(jù)排列起來。對排列起來的數(shù)據(jù)進行解調(diào)，如果在發(fā)送時執(zhí)行了編碼則進行解碼處理，得到發(fā)送位流。個別信道信息取得部件203通過固件，從發(fā)送位流中取得該基站正在使用的個別信道的符號資源。個別信道信息取得部件203將在此得到的個別信道的符號資源和正在使用個別信道的終端的編號通知給傳送路徑狀態(tài)推測部件204和個別數(shù)據(jù)抽出部件205。在本實施例中，由于假設了識別個別信道的符號資源是沃爾什符號的序號，所以在此得到的符號資源信息就是沃爾什符號的序號。
在接收信號分離部件214中，從個別信道中分離發(fā)往本站(終端)的導頻信號和數(shù)據(jù)信號，并對它們進行處理。傳送路徑狀態(tài)推測部件204是根據(jù)由個別信道信息取得部件203得到的符號資源(沃爾什符號的序號)，使用導頻信號推測各個別信道的傳送路徑狀態(tài)的硬件。具體地說，傳送路徑狀態(tài)推測部件204針對導頻信號累計符號(根據(jù)基站特有的PN符號偏移量和個別信道特有的沃爾什符號的序號而生成)，與個別信道的接收導頻信號進行累計，推測個別信道的導頻信號的接收功率，并根據(jù)所有接收功率求出減去了該導頻接收功率的干擾+噪音功率，通過將前者除以后者來推測SINR。另外，傳送路徑狀態(tài)推測部件204在該終端沒有發(fā)送正在使用的頻率資源的導頻的情況下，即，在由個別信道信息取得部件203取得的終端編號中沒有與本站的終端一致的編號的情況下，不推測SINR，而向傳送路徑信息生成部件208通知不能進行傳送路徑狀態(tài)的推測。
個別數(shù)據(jù)抽出部件205是根據(jù)由個別信道信息取得部件203得到的符號資源(沃爾什符號的序號)和正在使用個別信道的終端的編號，依據(jù)與個別信道信息取得部件203一樣的方法，抽出個別信道的位流的硬件和固件。個別數(shù)據(jù)抽出部件205在接收終端的編號與由個別信道信息取得部件203取得的終端的編號不一致的情況下，不抽出位流。
輸出部件206對由個別數(shù)據(jù)抽出部件205抽出的位流進行解碼處理，并作為圖像、聲音、數(shù)據(jù)等輸出。
輸入部件207輸入通過上行線路發(fā)送的圖像、聲音、數(shù)據(jù)等，通過編碼將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為位流。將它們作為數(shù)據(jù)信號通過上行的個別信道發(fā)送出去。
傳送路徑信息生成部件208將由傳送路徑狀態(tài)推測部件204取得的每個個別信道的SINR轉(zhuǎn)換為基站能夠解釋的形式，并作為符號序列輸出。在本實施例中，用整數(shù)值的指示符表示SINR。具體地說，在SINR大于等于-10dB時設置為1，在大于等于-7dB時設置為2，如此對SINR進行量化。由于對應于量化的步長數(shù)生成位數(shù)的信息，所以傳送路徑信息生成部件208對其進行調(diào)制(例如QPSK)而生成符號序列。在此生成的信息成為了圖10所示的上行控制信號的一部分。
請求生成部件209是在終端確立連接(終端的電源ON或移交)時或切斷(電源OFF或移交)時，生成連接請求或切斷請求的硬件或固件。由于終端除了連接請求、切斷請求以外，還要向基站發(fā)送沒有請求的信息，所以必須至少是2位的信息量。例如，將連接請求分配為10，將切斷請求分配為01，將沒有請求分配為00。請求生成部件209對位序列進行調(diào)制，生成并輸出符號序號。列舉與請求生成部件有關(guān)的2個例子。(例1)在電源ON時，首先通過網(wǎng)絡查找決定連接的基站，發(fā)送連接請求。然后，在基站中分配個別信道。(例2)在移交時，在向連接了的基站發(fā)送切斷請求的同時，向通過網(wǎng)絡查找而得到的新基站發(fā)送連接請求。通過上述方法生成的信息成為了圖10所示的上行控制信號的一部分。
信號生成部件210是對由輸入部件207生成的數(shù)據(jù)信號的位流和導頻信號進行調(diào)制，生成符號序列的硬件或固件。
多路復用部件MUX211是對由傳送路徑信息生成部件208、請求生成部件209、信號生成部件210得到的符號序列進行多路復用的硬件或固件。
發(fā)送部件212由天線和升頻轉(zhuǎn)換器(基準振蕩器、放大器、合成器)構(gòu)成，將多路復用部件MUX211的輸出信號(基帶)轉(zhuǎn)換為載波頻帶并發(fā)送到基站。
圖9和圖10是展示下行控制信號的結(jié)構(gòu)例子的信號格式圖。圖9是從基站發(fā)送到終端的下行控制信號的結(jié)構(gòu)。通過作為共通信道的數(shù)據(jù)信號發(fā)送的下行控制信號，將使用該基站正在使用的各個別信道的終端、其頻率資源的信息廣播到網(wǎng)絡內(nèi)或地區(qū)內(nèi)的所有終端。由于在每個時間段中使用個別信道的終端是變化的，所以在每個時間段都發(fā)送控制信號。通過共通信道發(fā)送控制信號。在先頭的字段中存儲作為控制信號的發(fā)送目標的基站的編號(901)。它是系統(tǒng)內(nèi)唯一的編號。在個別信道數(shù)字段902中存儲通過控制信號發(fā)送的個別信道信息的個數(shù)。通常為基站保有的個別信道的個數(shù)。接著，存儲第1個個別信道的信息、第2個以后的個別信道的信息。在個別信道編號的字段903中存儲個別信道的編號。如果沒有特別條件，則從1開始順序地對個別信道的編號進行升序計數(shù)。在頻率資源字段904中存儲在該個別信道中使用的頻率資源信息。根據(jù)本實施例，頻率資源信息可以只是沃爾什符號的序號，但也可以存儲作為空間資源的發(fā)送方向、作為時間資源的表示發(fā)送定時的限制的指示符(圖7的ALL或DivN_M等)、作為符號資源的基站的PN符號偏移量或沃爾什符號的序號。在終端編號字段905中存儲在該個別信道中正在進行分組通信的終端的編號?；驹谙蚨鄠€終端分配同一個別信道的情況下，向該字段記載多個終端編號。終端無視該編號與接收終端自身的編號不一致的個別信道。
圖10是從終端向基站發(fā)送的上行控制信號1000的結(jié)構(gòu)。上行控制信號由以下部分構(gòu)成發(fā)送目標的基站編號字段1001；發(fā)送者的終端編號字段1002；存儲針對發(fā)送目標基站的連接請求等請求的請求字段1003；傳送路徑信息字段1004。作為發(fā)送目標的基站編號，終端存儲從下行控制信號中取得的基站編號。作為終端編號，終端存儲自身的終端編號。作為請求，終端存儲對基站的連接·切斷請求。請求也包含沒有請求的情況，例如表現(xiàn)為連接請求(10)、切斷請求(01)、沒有請求(00)。第4個字段是與由終端測量出的接收SINR對應的值，如圖6的傳送路徑狀態(tài)所示，是整數(shù)的指標值。其中，通過傳送路徑信息生成部件208對指標值進行調(diào)制，并作為符號序列存儲在傳送路徑信息字段1004中。對這些信息進行符號多路復用。在以上，終端為了確定信息源的終端，而累計每個終端都不同的PN符號，并經(jīng)由控制信道將符號多路復用了的上述信息發(fā)送到基站?；就ㄟ^累計與各終端對應的PN符號，能夠取出特定終端的上行控制信號。
圖11是展示基站和終端之間的連接確立動作的一個例子的時序圖。如果終端接通電源，則首先試著接收從基站發(fā)來的共通信道的導頻1101。接著，終端試著對接收到的共通信道進行網(wǎng)絡查找，查找接收功率最大的基站(1102)，通過上行控制信道向接收功率最大的基站發(fā)送連接請求1103。在此，可以觀測到來自附近基站的接收功率比來自遠方基站的接收功率高，因而向附近基站發(fā)送連接請求。如果基站接收到連接請求，則向終端分配個別信道，并與上行信號的到來方向推測結(jié)果相結(jié)合分配頻率資源(1104)?；驹诠餐ㄐ诺乐型ㄟ^圖9所示的控制信號，發(fā)送分配了的個別信道和頻率資源的信息(1105)，還發(fā)送個別信道的導頻(1106)。終端從共通信道讀出個別信道編號和頻率資源的信息，實施個別導頻信號的傳送路徑的SINR推測(1107)。將用指標值表示SINR的傳送路徑信息通知基站(1108)，基站生成下行數(shù)據(jù)分組(1109)，對導頻信號和數(shù)據(jù)信號進行多路復用并在個別信道中發(fā)送(1110)。
另外，基站的電源ON時，首先只經(jīng)由共通信道進行發(fā)送，如果通過圖10所示的控制信號從終端接收到連接請求，則進行個別信道和頻率資源的分配，在通過圖9所示的控制信號發(fā)送個別信道和頻率資源的信息的同時，通過個別信道開始發(fā)送。
圖12是展示基站和終端之間的連接切斷動作的一個例子的時序圖。終端將移交等作為觸發(fā)，向基站發(fā)送切斷請求1201?；驹趥€別信道和頻率資源分配步驟1202中解除向接收到切斷請求的終端分配的個別信道和頻率資源。以上是由終端發(fā)出切斷請求的情況的流程。在基站側(cè)發(fā)出切斷請求的情況下，解除個別信道和頻率資源的分配，并通知該終端已經(jīng)切斷了的情況。其中，為了實現(xiàn)該通知，有必要向圖10的下行控制信號中追加通知用的字段(表示終端編號和連接狀態(tài)變化)。
到此為止，說明了以以下情況為前提的實施例在圖1和圖2定義的系統(tǒng)基礎上，各終端通過在連接時或通信開始時分配的個別信道(符號資源)持續(xù)進行通信。在以下，說明對每個終端適當?shù)亟M合時間資源、空間資源、符號資源的頻率資源，在該時刻能夠使用最優(yōu)的多路復用方式的系統(tǒng)?；竞徒K端可以使用圖3、圖4和圖8所示的結(jié)構(gòu)。
變更頻率資源的目的是為了避免終端的下行信號的沖突。如果向每個終端分別不同的資源，則時間和符號資源不會相互沖突，但由于終端的移動所以空間資源會發(fā)生沖突。其中，如果在多個空間資源中使用同一時間·符號資源，則基站能夠同時發(fā)送的信道數(shù)增加，因此提高了網(wǎng)絡的吞吐量。所以，理想的是基站盡可能地活用空間資源。即，基站通過依照下述的資源分配方針，能夠提高網(wǎng)絡吞吐量。
·向從基站看到的角度分離的(空間相關(guān)性低)終端分配同一時間·符號資源。
·向從基站看到的角度接近的(空間相關(guān)性高)終端分配不同的時間·符號資源。
通過適當?shù)乜刂圃摲椒?，得到較高的網(wǎng)絡吞吐量。
適當?shù)胤峙漕l率資源的方法自身已經(jīng)在圖3到圖10所示的實施例中被揭示了?；驹诿總€時間段向每個終端分配頻率資源，在共通信道中通過下行控制信號，廣播正在使用個別信道的終端和頻率資源的信息，因而即使在基站側(cè)切換頻率資源，終端也能夠根據(jù)通過共通信道發(fā)送的信息使用新的發(fā)送方式。
是否能夠從空間資源中分離發(fā)向各終端的發(fā)送信號，依存于從基站看各終端的方向。因此，如果基于上述資源分配的方針，則適當被切換的頻率資源是時間·符號資源?；局鸫蔚貦z測來自各終端的信號到來方向或從各終端通知的終端位置(方向)信息，對應于檢測出的終端的方向，以時間段為單位切換空間資源?；驹谥煌ㄟ^基于向各終端分配的空間資源的空間多路復用，不能分離發(fā)向各終端的發(fā)送信號的情況下，還通過向各終端分配不同的時間資源或符號資源，進行時間多路復用或符號多路復用，通過個別信道進行發(fā)送。
另外，對應于終端的方向是指逐次生成依存于終端的方向的波束，以及選擇與終端的方向最接近的固定波束。前者已經(jīng)在圖3到圖10的實施例中進行了說明。后者是將基站輸出的方向性模式固定，伴隨著終端的移動而選擇方向性模式。無論哪一方，基站都有必要適當?shù)厍袚Q時間·符號資源。另外，在基站側(cè)實施上述固定波束的選擇。具體地說，推測來自終端的上行信號的到來方向，選擇該到來方向和方向性增益的主波束的方向接近的波束，通過圖4的資源分配部件134重新分配該固定波束(空間資源)。基站在使用固定波束的情況下，向每個固定波束分配不同的沃爾什符號，作為固定波束＝個別信道來進行處理，對發(fā)向?qū)儆趥€別信道的終端的信號進行時間多路復用。如果作為固定波束＝個別信道來處理，則終端就要根據(jù)從基站看的方位來變更個別信道的分配。其方法是以下的簡單方法如果從基站確定了終端的方位，則分配給終端的空間·符號資源被唯一地決定，對于時間資源，對發(fā)向?qū)儆趥€別信道的終端的信號進行時間多路復用，與上述的分配方針一致。即，如果基站使用固定波束，則具有信道分配變得簡單的效果。
圖13是展示基站和終端之間的通信形式的一個例子的網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。與圖1的不同在于由于終端B和終端C的移動，使波束指向該終端的方向性增益102、103的方向變化了。分配給各終端的個別信道處于在連接時或通信開始時被分配的原始狀態(tài)。其中，在將網(wǎng)絡10分配給地區(qū)11、12、13的情況，并且終端跨過地區(qū)移動了的情況下，終端依照圖12向舊地區(qū)發(fā)出切斷請求，并依照圖11向新地區(qū)發(fā)出連接請求。在圖13中，由于終端C從地區(qū)12移動到了地區(qū)13，所以終端C向地區(qū)12發(fā)出切斷請求，向地區(qū)13發(fā)出連接請求。通過在新地區(qū)的終端中的導頻接收功率變大的時刻發(fā)出切斷請求和連接請求，來實現(xiàn)該切換。
以下，說明在終端移動而進行頻率資源的再分配時，對各表進行改寫的動作。首先，基站通過圖4的到來方向推測部件143，推測從終端A、B、C、D發(fā)送的上行信號的到來方向。根據(jù)圖13推測結(jié)果為，終端A、B、C、D分別為69度、105度、176度、180度?；窘瓜驈淖陨砜吹降姆轿唤咏?度以內(nèi)的終端分配同一時間·符號資源。通過圖4的空間資源沖突判斷部件134來進行該判斷，將判斷結(jié)果記錄到圖14的同一時間·符號分配禁止表中。圖14A是圖1的配置了終端時的圖，圖14B是圖13的配置了終端時的同一時間·符號分配禁止表。圖13與圖1相比，由于終端B、C的移動而終端A、B、C的角度分離，終端C、D的角度接近了。從圖14A到圖14B的變化反映了該情況。
由于該變化，終端C、D的下行信號變得相互干擾了。其結(jié)果是終端C、D中的接收SINR降低，終端C、D向基站報告的傳送路徑狀態(tài)的指標值成為低值。另一方面，由于終端A、B的角度相互分離，所以干擾減小，同樣地由于來自終端C的干擾也減小了，所以終端A、B中的接收SINR提高了，終端A、B向基站報告的傳送路徑狀態(tài)的指標值提高了。圖15A是圖1的終端配置，圖15B是反映了圖13的終端配置的傳送路徑信息記錄表。從圖15A到圖15B的變化是基于終端的位置關(guān)系變化的變化。
圖16A是圖1的終端配置，圖16B是反映了圖13的終端配置的資源分配表。即使終端配置變化，個別信道ID(112-2)和符號資源(112-4)也不變化。其中，在終端跨過網(wǎng)絡或地區(qū)移動了的情況下，由于向移動原來的網(wǎng)絡或地區(qū)發(fā)出切斷請求，所以接收到切斷請求的基站將該終端的信息從資源分配表中刪除。從圖4的到來方向推測部件143得到根據(jù)空間資源(112-5)反映了終端配置的推測結(jié)果。在圖13的終端配置下分配時間資源的情況下，基站將使用同一符號資源但空間上是分離的終端A、B設置為能夠在所有時間段進行發(fā)送，將使用同一符號資源并且空間上接近的終端C、D設置為交叉發(fā)送。
圖17是展示依照上述分配方針的基站中的頻率資源分配動作的一個例子的動作流程圖。利用如上述說明的那樣被改寫了的資源分配表112、同一時間·符號分配禁止表132、傳送路徑信息記錄表136，進行頻率資源的再分配。對于空間資源，可以采用逐次使方向性模式與終端的方向一致的方法、或選擇固定方向性模式的方法中的任意一種。在以上，說明了適當?shù)厍袚Q時間·符號資源的方法?；驹诿總€時間段中對網(wǎng)絡內(nèi)的所有2個終端的組合實施流程，切換頻率資源。
首先，基站針對2個終端i、j，判斷空間資源是否沖突(1301)。通過空間相關(guān)性計算部件141或到來方向推測部件143、空間資源沖突判斷部件131來實現(xiàn)該判斷。在圖4的實施例中記述了沖突判斷的例子。
在發(fā)生了空間資源的沖突的情況下，基站通過資源分配表112確認是否正在使用同一時間·符號資源(1302)，如果沒有使用則不變化(1305)，如果使用了則使終端i或j的符號或時間資源錯開。然后，基站確認是否剩下了剩余的符號資源(1303)，如果有未使用的符號資源，則向終端i或j分配它(1304)，如果沒有則向終端i或j重新分配已經(jīng)分配給其他終端的符號資源，調(diào)整并限制正在使用同一符號資源的終端和能夠發(fā)送的時間段(1306)。另一方面，在2個終端i、j的空間資源沒有沖突的情況下，基站判斷兩者的時間·符號資源是否相同，在不同的情況下，通過使時間·符號資源相同來使終端i和j的時間·符號資源共通(1307～1309)。
最后，說明多路復用方法的切換方法。本發(fā)明支持的多路復用方法有時間多路復用、空間多路復用、符號多路復用的單獨使用、組合其中的2個或全部的共7種，基站對它們進行切換。組合使用時間多路復用、空間多路復用、符號多路復用的各多路復用方式中的任意方式意味著根據(jù)請求與基站進行通信的終端的總數(shù)或從基站看這些終端的方向等，最優(yōu)解是不同的。
在圖7的資源分配表中，用時間、空間、符號的3維表示各終端的頻率資源，如果在某維中所有終端的資源都相同，則基站不實施該維的多路復用。例如，如果基站向所有終端分配了同一符號資源，則在個別信道中使用的符號資源也相同，實質(zhì)上能夠產(chǎn)生不實施多路復用的狀況。在使空間資源相同的情況下，由于從基站看終端的方向不同而不能完全相同，所以通過全方向發(fā)射來進行統(tǒng)一。這時，有必要向空間資源的記錄中追加表示全方向發(fā)射的指示符。由于由圖4所示的資源分配部件134實施資源分配表的作成，所以仍由該部件實施多路復用方法的切換。
如果展示多路復用方法的切換方法，則考慮以下的要點。
(1)開始時間多路復用的觸發(fā)(2)終止時間多路復用的觸發(fā)(3)開始空間多路復用的觸發(fā)(4)終止空間多路復用的觸發(fā)(5)開始符號多路復用的觸發(fā)(6)終止符號多路復用的觸發(fā)通過它們的組合，來實現(xiàn)所有7種多路復用方法的切換。以下，說明各事項。
(1)如圖17的實施例所示，是基站確認了不能進行空間·符號的多路復用的時刻。換一種說法，就是空間資源沖突，在沖突的終端之間不能確保不重復的符號的時刻。在不實施符號多路復用的情況下，成為空間資源發(fā)生了沖突的時刻。另外，在不實施空間和符號的多路復用的情況下，只有空間領(lǐng)域中不能分離，因此始終實施時間多路復用。(2)則相反，是基站確認了能夠進行空間和符號的分離的時刻。時間多路復用的優(yōu)先度最低。分時信道之間保持獨立，但每個分割信道的傳送容量只降低分割了的量，因此降低相對于空間多路復用和符號多路復用的優(yōu)先度，而作為多路復用的最后手段使用。
(3)是終端間的角度差超過閾值(例如5度)、或終端間的空間相關(guān)值小于閾值(例如0.90)的時刻。(4)則相反，是角度差小于閾值或空間相關(guān)值超過了閾值的時刻。相對于時間多路復用和符號多路復用提高空間多路復用的優(yōu)先度。在符號多路復用中由于伴隨著傳送率的提高而不能充分確保符號領(lǐng)域中的擴散增益，所以符號信道間的獨立性惡化。與此相對，在空間多路復用中不依存于傳送率，其理由是如果空間地分離就能夠保持獨立性。如果該狀況變化，則也可以改變多路復用方法間的優(yōu)先順序。
(5)是基站確認了不能確保空間資源的時刻。在不實施空間多路復用的情況下，在符號·時間領(lǐng)域中進行多路復用，但由于將時間資源分配的優(yōu)先度設置為最低，所以基站首先開始符號多路復用。(6)則相反，是基站確認了能夠確?？臻g資源的時刻。
權(quán)利要求
1.一種信號發(fā)送方法，是與在終端裝置中接收從無線基站裝置向各終端裝置發(fā)送的導頻信號的狀態(tài)對應地控制從該無線基站裝置向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號發(fā)送的通信系統(tǒng)中的無線基站裝置的信號發(fā)送方法，其特征在于根據(jù)從上述終端裝置接收的控制信號，從多個信號多路復用方法中選擇適當?shù)男盘柖嗦窂陀梅椒?，通過該選擇出的信號多路復用方法對發(fā)向各終端裝置的發(fā)送信號進行多路復用并發(fā)送，上述發(fā)送信號包含發(fā)向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號和個別導頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的信號發(fā)送方法，其特征在于上述終端裝置接收分配給該終端裝置的個別導頻信號，根據(jù)該個別導頻信號生成上述控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的信號發(fā)送方法，其特征在于上述信號多路復用方法包含符號領(lǐng)域多路復用、時間領(lǐng)域多路復用或空間領(lǐng)域多路復用、或者組合了符號領(lǐng)域多路復用和時間領(lǐng)域多路復用和空間領(lǐng)域多路復用中的多個的多路復用方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的信號發(fā)送方法，其特征在于作為上述信號多路復用方法至少包含在空間領(lǐng)域中進行多路復用的方式，根據(jù)以該無線基站裝置為基準的多個終端裝置的方向或終端間的空間相關(guān)性，選擇上述多路復用方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4記載的信號發(fā)送方法，其特征在于作為上述信號多路復用方法至少包含在時間領(lǐng)域中進行多路復用的方式，判斷上述多個終端的方向的關(guān)系，根據(jù)該方向關(guān)系判斷發(fā)向該多個終端裝置的發(fā)送信號的空間領(lǐng)域中的分離可能性，在判斷出上述空間領(lǐng)域中的分離是困難的情況下，選擇在時間和空間領(lǐng)域中進行多路復用的方式。
6.一種無線基站裝置，是與無線基站裝置和各終端裝置間的傳送路徑狀態(tài)對應地控制從該無線基站裝置向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號的發(fā)送的通信系統(tǒng)中的無線基站裝置，其特征在于包括對發(fā)送到上述終端裝置的多個發(fā)送信號進行多路復用的發(fā)送信號多路復用部件；發(fā)送上述被多路復用了的多個發(fā)送信號的發(fā)送部件；接收從上述終端裝置發(fā)送的控制信號的接收部件；以及根據(jù)上述接收到的來自終端裝置的控制信號，決定上述多個發(fā)送信號的多路復用方法的多路復用方法決定部件，其中上述發(fā)送信號包含使用發(fā)向上述各終端裝置的個別信道而發(fā)送的數(shù)據(jù)信號和個別導頻信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的無線基站裝置，其特征在于上述發(fā)送部件向上述終端裝置發(fā)送有關(guān)上述決定了的多路復用方法的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的無線基站裝置，其特征在于使用共通信道發(fā)送上述有關(guān)多路復用方法的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6記載的無線基站裝置，其特征在于根據(jù)在上述終端裝置中接收到的、分配給該終端裝置的個別信道的個別導頻信號，作成上述控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6記載的無線基站裝置，其特征在于上述多路復用方法包含符號領(lǐng)域多路復用、時間領(lǐng)域多路復用或空間領(lǐng)域多路復用、或者組合了符號領(lǐng)域多路復用和時間領(lǐng)域多路復用和空間領(lǐng)域多路復用中的多個的多路復用方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求6記載的無線基站裝置，其特征在于具備至少在空間領(lǐng)域中對多個發(fā)送信號進行多路復用的空間領(lǐng)域多路復用部件；判斷信號發(fā)送目標的終端裝置的方向的終端裝置方向判斷部件，根據(jù)由該終端裝置方向判斷部件判斷出的多個終端裝置的方向，決定是否通過上述空間領(lǐng)域多路復用部件對發(fā)向上述多個終端裝置的發(fā)送信號進行多路復用。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的無線基站裝置，其特征在于具備用來進行與上述終端裝置的信號的發(fā)送接收的由多個天線組成的陣列天線，上述空間領(lǐng)域多路復用部件針對上述多個終端裝置分別決定上述陣列天線的陣列加權(quán)，使用該陣列加權(quán)進行波束形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求6記載的無線基站裝置，其特征在于根據(jù)從上述終端裝置接收到的下行傳送路徑信號，決定多路復用方法。
14.一種終端裝置，是與無線基站裝置和各終端裝置之間的傳送路徑狀況對應地控制從該無線基站裝置發(fā)送到該各終端裝置的信號的多路復用方法的通信系統(tǒng)中的終端裝置，其特征在于包括從由上述無線基站裝置進行了多路復用并發(fā)送的信號中分離發(fā)向該終端裝置的信號的接收信號分離部件；判斷從上述無線基站裝置接收到的信號的分離方式的分離方式判斷部件，其中上述接收信號分離部件根據(jù)由上述分離方式判斷部件判斷出的該導頻信號的分離方式，分離發(fā)向該終端裝置的信號，發(fā)向上述終端裝置的信號包含發(fā)向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號和個別導頻信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的終端裝置，其特征在于上述多路復用方法包含符號領(lǐng)域多路復用、時間領(lǐng)域多路復用或空間領(lǐng)域多路復用、或者組合了符號領(lǐng)域多路復用和時間領(lǐng)域多路復用和空間領(lǐng)域多路復用中的多個的多路復用方式。
16.根據(jù)權(quán)利要求14記載的終端裝置，其特征在于上述分離方式判斷部件根據(jù)從上述無線基站裝置接收到的多路復用方法信息，判斷該分離方式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16記載的終端裝置，其特征在于通過共通信道從上述無線基站裝置發(fā)送上述多路復用方法信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求14記載的終端裝置，其特征在于根據(jù)從上述無線基站裝置接收到的上述個別導頻信號的接收狀態(tài)，生成上述傳送路徑信息并發(fā)送到上述無線基站。
全文摘要
本發(fā)明涉及與在終端裝置中接收從無線基站裝置向各終端裝置發(fā)送的導頻信號的狀態(tài)對應地控制從該無線基站裝置向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號的發(fā)送的通信系統(tǒng)中的無線基站裝置、終端裝置和信號發(fā)送方法，根據(jù)從終端裝置接收到的控制信號，從多個信號多路復用方法中選擇適當?shù)男盘柖嗦窂陀梅椒?，通過該選擇出的信號多路復用方法對發(fā)向各終端裝置的發(fā)送信號進行多路復用并發(fā)送，發(fā)送信號包含發(fā)向該終端裝置的數(shù)據(jù)信號和個別導頻信號。
文檔編號H04W48/08GK1574721SQ20041004532
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者藤嶋堅三郎, 桑原干夫 申請人:株式會社日立制作所, 日立通訊技術(shù)株式會社