專利名稱：無線基站和無線通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線通信方法和無線基站，更具體地，涉及一種使用副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站和無線通信方法。
背景技術：
在使用OFDM(正交頻分復用)的數(shù)字地面電視系統(tǒng)或OFDM通信系統(tǒng)中，使用時分復用公共導頻信號作為傳輸信號來執(zhí)行對信號的接收功率的測量、對接收功率的控制以及信道估計。
圖29是示出在OFDM通信系統(tǒng)中的傳輸設備的結構的圖，在該OFDM通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)調(diào)制單元1使用QPSK調(diào)制對傳輸數(shù)據(jù)(用戶數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù))進行調(diào)制，并將傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有同相分量和正交分量的多個基帶信號(碼元)。時分復用單元2將多個碼元的導頻時間復用在數(shù)據(jù)碼元之前。串并轉(zhuǎn)換器3將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成M個碼元的并行數(shù)據(jù)，并輸出M個副載波樣本S0到SM-1。IFFT(逆快速傅立葉變換)單元4對并行輸入的副載波樣本S0到SM-i執(zhí)行IFFT(逆快速傅立葉變換)處理，并將它們組合起來以輸出離散時間信號(OFDM信號)。保護間隔插入單元5將保護間隔(guard interval)插入從IFFT單元4輸入的M碼元長的OFDM信號中，然后傳輸單元(TX)6對插有保護間隔的OFDM信號執(zhí)行DA轉(zhuǎn)換，并將OFDM信號的頻率從基帶轉(zhuǎn)換到無線頻帶，然后執(zhí)行高頻放大并從天線7發(fā)送該信號。
圖30是用于對串并轉(zhuǎn)換進行說明的圖，在該串并轉(zhuǎn)換中，將公共導頻P時間復用在一個幀的傳輸數(shù)據(jù)之前。在每幀的公共導頻是4×M個碼元并且傳輸數(shù)據(jù)是28×M個碼元的情況下，頭四次從串并轉(zhuǎn)換器3輸出M個導頻碼元作為并行數(shù)據(jù)，然后將M個傳輸數(shù)據(jù)碼元作為并行數(shù)據(jù)輸出28次。結果，可以將一個幀時段中的導頻時間復用在所有副載波上并發(fā)送4次，并在接收端使用這些導頻針對各副載波估計信道，因此可以進行信道補償(衰減補償)。由M個碼元構成OFDM碼元。
圖31是用于對保護間隔的插入進行說明的圖。保護間隔的插入是將與M個副載波樣本(＝1個OFDM碼元)相對應的IFFT輸出信號的末端部分復制到開始部分。通過插入保護間隔GI，可以消除由于多徑而產(chǎn)生的碼元干擾效應。
圖32是示出OFDM接收設備的結構的圖。由接收設備的接收天線8經(jīng)由衰減傳播路徑接收從發(fā)送天線7輸出的信號，接收電路(Rx)9將從天線接收的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，并執(zhí)行AD轉(zhuǎn)換以將該基帶信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后FFT定時同步電路10(其從經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的信號中提取希望頻帶的信號)從包括從接收電路9輸出的希望頻帶的信號在內(nèi)的時域信號中檢測出FFT定時，并且碼元提取單元11按FFT定時提取OFDM碼元并將它們輸入給FFT單元12。FFT單元12對每個提取的OFDM碼元執(zhí)行FFT(快速傅里葉變換)處理，并將該信號轉(zhuǎn)換成頻域副載波樣本S0′到SM-1′。通過對在設置間隔期間接收的導頻碼元與預知的導頻圖案之間的相關性進行計算，信道估計電路13估算各副載波的信道，然后信道補償電路14使用所估算出的信道值來補償數(shù)據(jù)碼元的信道波動。通過以上處理，解調(diào)了通過各副載波分布的傳輸數(shù)據(jù)。然后，將經(jīng)解調(diào)的副載波信號(在圖中未示出)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并對其進行解碼。以上示例是其中將導頻用于信道估計的處理，然而，也可以將其用于測量所接收的信號功率、SN比等。
如圖33所示，當只在幀的開頭和/或末端處存在導頻碼元時，通過這些導頻的接收功率來估算導頻之間的數(shù)據(jù)的接收功率。如圖34中的實線A所示，當移動站的運動速度低時(例如，行走速度(約4km/h))，接收到的電場強度E的時間變化間隔變長，變化寬度變小，并且突降減少了，因此容易估計導頻碼元的接收功率。然而，如圖34中的虛線B所示，當終端的運動速度快時，時間變化間隔變短，變化寬度變大。此外，變得容易出現(xiàn)突降。結果，對導頻碼元之間的接收功率的估算的精度降低了。而且，信道估計精度降低了，因為使用這些不良估計結果執(zhí)行解碼和解調(diào)，所以通信的質(zhì)量降低了。換句話說，當以高速運動時，信道估計精度降低了，因此通信質(zhì)量和吞吐量降低了。以下將對詳細情況進行說明。
假設這樣一種情況與在小區(qū)內(nèi)具有100個終端的基站進行通信，其中50個終端高速運動，其余50個終端低速運動或靜止。對高速運動的終端的信道估計精度降低了，而且通信質(zhì)量降低了并且傳輸速率降低了。這里，假設不可能保持25個高速終端的所要求的通信質(zhì)量，并且傳輸速率變成0，基站的總傳輸速率吞吐量變成0.75。因此，假設在所有終端低速運動或靜止時的吞吐量是1。按此方式，當導頻碼元之間的間隔長時，高速運動的終端的通信質(zhì)量降低，基站的總傳輸速率(吞吐量)降低。
-第一現(xiàn)有技術鑒于上述問題，一種方法是可行的，如圖35所示，在該方法中，使公共導頻碼元之間的間隔變窄，并且增加導頻碼元的數(shù)量。然而，在該方法中存在以下問題，因此該方法是不期望的。
(1)導頻碼元是公共導頻碼元，因此無論終端是否高速運動，碼元的數(shù)量都會增加。
(2)由于增加了導頻碼元數(shù)量，因此數(shù)據(jù)減少了，從而實際傳輸速率降低了。
以下將對詳細示例進行說明。
假設無線幀的總傳輸速率是10Mbps。從而，這里，使通常的導頻碼元數(shù)量與數(shù)據(jù)碼元數(shù)量之比是0.1∶0.7。剩下的0.2是控制信號。因此，實際傳輸速率是7Mbps。
接著，作為對高速運動的對策，使導頻碼元之間的間隔變窄，并插入2倍數(shù)量的導頻碼元。由此，上述比變成0.2∶0.6，實際傳輸速率下降到6Mbps。因此，即使一些終端可能以低速運動，但是當作為對高速運動的對策添加并插入了導頻時，實際傳輸速率變成低于7Mbps的1Mbps(15％)。如上所述，通過僅簡單地添加導頻碼元，出現(xiàn)了實際傳輸速率的下降以及吞吐量的降低。因此，基站的總傳輸速率(吞吐量)降低了。
為了解決該問題，已提出了一種根據(jù)傳播環(huán)境對導頻碼元的數(shù)量執(zhí)行可變控制的方法(見JP 2000-151548A和JP 2005-027294A)。該方法對傳播環(huán)境進行測量，并執(zhí)行控制，使得當傳播環(huán)境很差時增加導頻數(shù)量，而傳播環(huán)境良好時減少導頻數(shù)量。然而，針對各單個移動站增加或減少碼元數(shù)量，使得控制復雜。具體地，存在的問題在于由于針對各單個移動站增加或減少碼元的數(shù)量，因此調(diào)度控制變復雜了。
-第二現(xiàn)有技術此外，針對高速運動的終端，如圖36(a)所示，已提出了一種方法，其中，除了公共導頻P以外，在公共導頻之間還加入專用導頻PD(見JP2001-197037A)。然而，在該插入專用導頻的方法中，當環(huán)境很差時必須執(zhí)行對測量傳播環(huán)境并插入專用導頻的控制，而在環(huán)境良好時不插入導頻。因此，與在第一現(xiàn)有技術中一樣，需要對各單個移動終端進行控制，并存在如下問題除了使控制變復雜了以外，調(diào)度控制也變得困難了。此外，將插入專用導頻的插入位置視為特殊位置，當不插入專用導頻時，那么如圖36(b)所示，插入特殊控制信號，由此數(shù)據(jù)減少了并且傳輸速率下降了。換句話說，對于低速移動的終端，無法將數(shù)據(jù)插入專用導頻插入位置中，結果，產(chǎn)生了與在使導頻碼元之間的間隔變窄并增加導頻碼元的數(shù)量的情況下相同的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是使用固定幀模式并控制導頻碼元的數(shù)量。
本發(fā)明的另一目的是使用固定幀模式，并針對接收質(zhì)量差的終端(例如高速運動的終端)增加導頻碼元的數(shù)量或?qū)ьl碼元的分布的數(shù)量，并針對接收質(zhì)量良好的終端(例如低速運動的終端)減少導頻碼元的數(shù)量或?qū)ьl碼元的分布的數(shù)量，以防止基站吞吐量的降低。
本發(fā)明的另一目的是使用固定幀模式，并通過簡單的控制，針對接收質(zhì)量差的終端(例如高速運動的終端)增加導頻碼元的數(shù)量或?qū)ьl碼元的分布的數(shù)量，使得可以準確地執(zhí)行接收質(zhì)量、接收功率的精確測量，以及信道估計。
本發(fā)明的另一目的是使得可以容易地執(zhí)行調(diào)度控制。
通過本發(fā)明，通過用于無線基站的無線通信方法實現(xiàn)了上述多個目的，該無線基站與多個移動終端執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，該無線通信方法包括以下步驟將公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀進行一個或更多個組合，或?qū)⒐矊ьl的分布數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀進行一個或更多個組合；并且將數(shù)據(jù)映射在各幀中并將各組合重復地發(fā)送給移動終端。
此外，通過本發(fā)明，通過用于無線基站的無線通信方法實現(xiàn)了上述多個目的，該無線基站使用多個副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，該無線通信方法包括以下步驟將所述多個副載波分成兩個組，使得在通過第一組副載波構成的幀中與在通過第二組副載波構成的幀中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量不相同，將數(shù)據(jù)映射在通過所述第一組和第二組副載波構成的相應幀上，并將該數(shù)據(jù)重復地發(fā)送給移動終端。
在上述無線通信方法中，所述無線基站向接收質(zhì)量差的移動終端分配具有大數(shù)量的公共導頻或大數(shù)量的公共導頻分布的幀，而向接收質(zhì)量良好的移動終端分配具有小數(shù)量的公共導頻或小數(shù)量的公共導頻分布的幀，并將所述分配的幀通知給相應的移動終端。
在上述無線通信方法中，所述無線基站根據(jù)所述組合的所述多個幀中的每一個對所述多個移動終端進行分組，并基于從所述多個移動終端報告的接收質(zhì)量測量結果對各組執(zhí)行傳輸調(diào)度。
在上述無線通信方法中，所述無線基站對幀的組合進行設置，并基于在執(zhí)行通信的小區(qū)中的移動終端的接收狀態(tài)將幀分配給相應的移動終端，并將對幀的所述設定的組合和分配給相應的移動終端的幀通知給所述移動終端。
此外，通過本發(fā)明，通過與移動終端執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站實現(xiàn)了上述多個目的，該無線基站包括幀模式生成單元，其重復地生成幀模式，該幀模式具有公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合，或具有公共導頻的分布數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合；映射單元，其將數(shù)據(jù)映射在各幀中；以及傳輸單元，該傳輸單元將其上映射有數(shù)據(jù)的所述幀模式發(fā)送給所述移動終端。
此外，通過本發(fā)明，通過使用多個副載波與移動終端執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站實現(xiàn)了上述多個目的，該無線基站包括幀模式生成單元，其重復地生成兩種類型的幀模式，即第一和第二幀模式，其中在每個幀模式中公共導頻的數(shù)量或公共導頻的分布數(shù)量不相同；映射單元，其將多個副載波分成兩個組，并基于第一幀模式將數(shù)據(jù)映射在通過第一組副載波構成的幀上，而基于第二幀模式將數(shù)據(jù)映射在通過第二組副載波構成的幀上；以及傳輸單元，該傳輸單元對其上映射有數(shù)據(jù)的所述多個幀執(zhí)行頻分復用，并將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給多個移動終端。
通過本發(fā)明，將公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀組合成一個或更多個組合，或者將公共導頻的分布數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀組合成一個或更多個組合，并將數(shù)據(jù)映射在各幀上，并將各組合重復地發(fā)送給移動終端，因此可以使用固定幀模式來控制導頻碼元的數(shù)量。
此外，通過本發(fā)明，將多個副載波分成兩個組，并且在通過第一組副載波構成的幀中與在通過第二組副載波構成的幀中的公共導頻的數(shù)量或公共導頻的分布數(shù)量不相同，并且將數(shù)據(jù)映射在通過來自第一組和第二組的副載波構成的相應幀上并將其重復地發(fā)送給移動終端，因此可以使用固定幀模式來控制導頻碼元的數(shù)量。
通過本發(fā)明，將具有大數(shù)量個公共導頻或大數(shù)量個公共導頻分布的幀分配給接收質(zhì)量差的移動終端，而將具有小數(shù)量個公共導頻或小數(shù)量個公共導頻分布的幀分配給接收質(zhì)量良好的移動終端，并將所述移動終端的數(shù)據(jù)映射在相應的幀上并發(fā)送它，因此通過使用固定幀模式的簡單控制，可以增加接收質(zhì)量差的終端(例如，高速運動的終端)的導頻碼元的數(shù)量，并且由此可以精確地執(zhí)行對接收質(zhì)量的測量、對接收功率的測量以及信道估計。
通過本發(fā)明，根據(jù)上述組合的所述幀中的每一個幀對移動終端進行分組，并基于從所述移動終端報告的針對各組的接收質(zhì)量測量結果來執(zhí)行傳輸調(diào)度，因此可以對固定幀模式的每個幀的傳輸調(diào)度容易地進行控制。
此外，通過本發(fā)明，對上述組合中的幀的組合進行設置，并基于在執(zhí)行通信的小區(qū)中的所述移動終端的接收狀態(tài)針對各幀對多個移動終端進行設置，將所設置的幀組合和分配給相應的移動終端的幀通知給所述移動終端，因此設置了最合適的組合，并基于在執(zhí)行通信的小區(qū)中的所述移動終端的接收狀態(tài)來執(zhí)行通信，由此可以提高基站的吞吐量。
根據(jù)結合附圖的以下詳細說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得顯見。


圖1是示出本發(fā)明的固定幀模式FRPT的結構的圖。
圖2是說明諸如使用副載波的OFDM的無線通信系統(tǒng)的圖。
圖3是說明固定幀模式的圖。
圖4是說明頻分復用的圖。
圖5是示出第一實施例的基站BTS的結構的圖。
圖6是示出第一實施例的移動站的結構的圖。
圖7是說明針對移動站UEi的基站BTS的幀設置序列的圖。
圖8是示出包括頻分復用功能的映射單元的結構的另一圖。
圖9是示出包括碼分復用功能的結構的圖。
圖10示出了當頻率方向上的導頻碼元位置沿時間方向已移位時的情況。
圖11是示出第二實施例的基站BTS的結構的圖。
圖12是示出第二實施例的移動站的結構的圖。
圖13是說明移動站UEi的幀設置序列的圖。
圖14是示出第三實施例的基站BTS的結構的圖。
圖15是說明CQI表的圖。
圖16是說明基站的調(diào)度處理的圖。
圖17是示出第四實施例的基站BTS的結構的圖。
圖18是說明第四實施例的基站BTS的調(diào)度處理的圖。
圖19是說明改變幀模式FRPT的第五實施例的圖。
圖20是示出第五實施例的基站BTS的結構的圖。
圖21是說明基站BTS的幀模式類型和幀設置序列的圖。
圖22是說明分配副載波并對各用戶(移動終端)執(zhí)行頻分復用的復用方法(局部化OFDMA)的圖。
圖23是說明設置使用各副載波的用戶并執(zhí)行頻分復用的復用方法的圖。
圖24示出了當兩個用戶低速運動并且兩個用戶高速運動時頻分和幀結構的示例。
圖25示出了當?shù)退龠\動的終端與高速運動的終端之比是3∶1時的頻分和幀結構的示例。
圖26示出了針對一個低速運動的終端和一個高速運動的終端執(zhí)行頻分復用和數(shù)據(jù)傳輸時的頻分和幀結構的示例。
圖27示出了當對低速運動的副載波和高速運動的副載波進行了分布時的頻分和幀結構的示例。
圖28是示出第六實施例的基站BTS的結構的圖。
圖29是示出在OFDM通信系統(tǒng)中的傳輸設備的結構的圖。
圖30是說明串并轉(zhuǎn)換的圖。
圖31是對保護間隔的插入進行說明的圖。
圖32是示出OFDM接收設備的結構的33是說明其中只在幀的開頭和結尾處存在導頻碼元的幀的圖。
圖34是說明圖33所示的幀中的問題的圖。
圖35是說明其中使公共導頻之間的間隔變窄并使導頻碼元的數(shù)量增加的幀的圖。
圖36是說明其中除公共導頻P以外還在公共導頻之間添加專用導頻PD的幀的圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，在使用副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站中，使用了一種幀模式FRPT，其包括具有不同數(shù)量個公共導頻的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合，或者包括具有不同數(shù)量個公共導頻的分布的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合。對接收質(zhì)量差的終端分配具有大數(shù)量個公共導頻的幀或具有大數(shù)量個公共導頻分布的幀，而對接收質(zhì)量良好的終端分配具有小數(shù)量個公共導頻的幀或具有小數(shù)量個公共導頻分布的幀，并將移動終端的數(shù)據(jù)映射到各幀上并重復地進行發(fā)送。
圖1是示出本發(fā)明的固定幀模式FRPT的結構的圖，在圖1(A)中，在一個幀中的公共導頻的數(shù)量是相同的，并且具有不同導頻碼元排列的多個幀F(xiàn)L、FH交替排列。
幀F(xiàn)L具有小數(shù)量個導頻碼元P的分布，并且是用于傳播環(huán)境良好的移動終端(例如，低速運動的終端)的幀；而幀F(xiàn)H具有大數(shù)量個導頻碼元P的分布，并且是用于傳播環(huán)境差的移動終端(例如，高速運動的終端)的幀。
在高速運動的終端中的接收功率的波動間隔很短，并且振蕩寬度變大。因此，將高速運動的終端的數(shù)據(jù)映射到這樣的幀F(xiàn)H上，即，對于該幀F(xiàn)H可以縮短用于測量接收功率的間隔。另一方面，在低速運動的終端中的接收功率的波動間隔長，并且振蕩寬度變小。因此，將低速運動的終端的數(shù)據(jù)映射到用于低速運動的幀F(xiàn)L上。而且，重復并發(fā)送固定幀模式FRPT，其包括這兩個幀F(xiàn)L、FH作為一個組合。由此，可以提高測量接收功率的測量精度，并提高信道估計精度，以及提高高速運動終端和低速運動終端的通信質(zhì)量。此外，對于幀F(xiàn)L、FH，導頻碼元的數(shù)量相同，因此可以使在高速運動與低速運動過程中的數(shù)據(jù)傳輸速率相同。
在圖1(B)中示出了如下示例使高速運動的終端的幀F(xiàn)H中的導頻碼元的數(shù)量比低速運動的終端的幀F(xiàn)L中的導頻碼元的數(shù)量要大，并增加分布數(shù)量。通過圖1(B)所示的幀模式，高速運動的終端的數(shù)據(jù)傳輸速率下降了，但是，由于存在大數(shù)量個導頻碼元，因此可以高精度地測量接收功率并執(zhí)行信道估計。
固定幀模式FRPT中的幀F(xiàn)L和FH的數(shù)量不必相同。在大量的傳播環(huán)境良好的移動終端的情況下，幀F(xiàn)L的數(shù)量可以比幀F(xiàn)H的數(shù)量大，而在大量的傳播環(huán)境差的移動終端的情況下，幀F(xiàn)H的數(shù)量可以比幀F(xiàn)L的數(shù)量大。
(A)實施例1-幀模式FRPT圖2是說明諸如OFDM的使用副載波的無線通信系統(tǒng)的圖，其中在小區(qū)CL中移動站(移動終端)UE1到UE6與基站BTS1相通信。假設移動站UE1處于靜止狀態(tài)，并且移動站UE2和UE3以行走速度(約4km/h)運動，可以將這些移動站看成低速運動。另一方面，移動站UE4到UE6在汽車中運動(60km/h)，并將這些移動站定義為高速運動。這里，低速運動的終端與高速運動的終端之比是1∶1。
當?shù)退龠\動的移動站的數(shù)量與高速運動的移動站的數(shù)量之比是1∶1時，那么如圖3所示，重復地生成并發(fā)送包括用于低速的一個幀F(xiàn)L與用于高速的一個幀F(xiàn)H的組合在內(nèi)的固定幀模式FRPT。在每個幀中，與圖33所示的相同，水平方向是時間(OFDM碼元)，垂直方向是副載波，并且例如通過32個OFDM碼元構成一個幀，并且通過M個副載波構成一個OFDM碼元。
在幀F(xiàn)L、FH中，公共導頻的OFDM碼元的數(shù)量相同，但是，排列模式互不相同，使得在用于低速的幀F(xiàn)L中，將公共導頻碼元P僅布置在兩個位置(幀之前和之后)處，然而，在用于高速的幀F(xiàn)H中，在一個幀中等間距地布置5個公共導頻碼元P′。這是因為低速運動的終端所接收的電場強度的波動間隔長，并且振蕩寬度也小，因此可以使導頻碼元之間的間隔長，而對于高速運動的終端，所接收的電場強度的波動間隔短，并且振蕩寬度大，因此用于測量接收功率的測量間隔必須很短。如圖1(B)所示，在用于低速的幀F(xiàn)L與用于高速的幀F(xiàn)H中的公共導頻的OFDM碼元的數(shù)量可以不同。
將低速運動的多個移動終端的數(shù)據(jù)復用在用于低速的幀F(xiàn)L中，并將高速運動的多個移動終端的數(shù)據(jù)復用在用于高速的幀F(xiàn)H中。作為復用方法，存在頻分復用、碼分復用以及時分復用。圖4是說明頻分復用的圖，其中，在n個組F0到Fn-1(每個組具有N個副載波)中對每個OFDM碼元的M數(shù)量(＝n×N)個副載波f0到fnN-1進行劃分，并通過將用于特定終端的數(shù)據(jù)映射到每個組F0到Fn-1的副載波組中來執(zhí)行頻分復用。
在圖3中，將導頻布置在所有副載波中，或者換句話說，連續(xù)地布置在頻率方向上，然而，也可以按設定間隔或非設定間隔布置。
-基站BTS的結構圖5是示出基站BTS的結構的圖，其中，如圖3所示，幀模式生成單元21重復地生成其中在合適的位置中插有導頻碼元的幀模式FRPT。傳輸數(shù)據(jù)處理單元22包括復用單元22a、編碼單元22b以及數(shù)據(jù)調(diào)制單元22c；其中復用單元22a對控制數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)(以下稱為運動速度請求數(shù)據(jù)和使用幀設置數(shù)據(jù))進行復用；編碼單元22b對從復用單元22a輸出的數(shù)據(jù)進行編碼，數(shù)據(jù)調(diào)制單元22c使用QPSK調(diào)制、16QAM調(diào)制等對經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)調(diào)制。映射單元23根據(jù)作為用戶數(shù)據(jù)的目的地的移動站是高速移動終端還是低速移動終端，將數(shù)據(jù)映射在幀模式FRPT中的用于高速的幀F(xiàn)H或用于低速的幀F(xiàn)L的OFDM碼元的指定副載波(見圖4)中。OFDM傳輸單元24執(zhí)行IFFT處理并將n×N數(shù)量個副載波組合起來，在組合之后，將保護間隔GI插入時間信號中，并且無線傳輸單元25執(zhí)行將基帶信號的頻率轉(zhuǎn)換成無線頻率的上變頻轉(zhuǎn)換，然后放大該信號并從天線26發(fā)送該信號。
無線接收單元27執(zhí)行將從移動站接收的無線信號的頻率轉(zhuǎn)換成基帶頻率的下變頻轉(zhuǎn)換，解調(diào)單元28對該基帶信號執(zhí)行解調(diào)處理。接收數(shù)據(jù)處理單元29包括解碼單元29a和分離單元29b；其中，解碼單元29a對解調(diào)結果執(zhí)行誤差校正解碼處理，然后分離單元29b根據(jù)解碼后的結果，對從用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)以及運動速度數(shù)據(jù)進行分離和輸出。
幀選擇/設置單元30包括幀控制單元30a、運動速度判斷單元30b以及低速/高速保持單元30c。幀控制單元30a定期地請求各移動站的運動速度，并基于該運動速度對移動站要使用的幀進行設置。運動速度判斷單元30b基于從移動站接收的運動速度VUEi(i＝1、2、…)和閾值Vth的大小確定移動站在以高速還是低速運動，并將判斷結果輸入給幀控制單元30a。幀控制單元30a將移動站分成低速組和高速組，并且低速/高速保持單元30c針對每個終端確定它屬于低速組還是高速組。映射單元23基于低速/高速保持單元30c的內(nèi)容來識別所下載的用戶數(shù)據(jù)的目的地移動站屬于哪個組，并將數(shù)據(jù)映射在幀模式FRPT的指定幀F(xiàn)H或FL中。
當從幀控制單元30a請求運動速度時，傳輸信息創(chuàng)建單元31創(chuàng)建運動速度請求數(shù)據(jù)，并經(jīng)由傳輸數(shù)據(jù)處理單元22將該數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站。而且，傳輸信息創(chuàng)建單元31創(chuàng)建使用幀設置數(shù)據(jù)，該使用幀設置數(shù)據(jù)用于通知移動站已從幀控制單元30a給出了為移動站設置幀的通知，并用于通知這些幀的移動站，并且傳輸信息創(chuàng)建單元31通過傳輸數(shù)據(jù)處理單元22將該數(shù)據(jù)發(fā)送給這些移動站。
-移動站的結構圖6是示出移動站的結構的圖，其中無線接收單元41將由天線40從基站接收的無線信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，并且解調(diào)單元42對來自基帶信號的接收信號進行解調(diào)。接收數(shù)據(jù)處理單元43包括解碼單元43a、分離單元43b、碼元定時生成單元43c、運動速度測量單元43d、CIR測量單元43e以及CQI計算單元43f。解碼單元43a對解調(diào)后的結果執(zhí)行誤差校正解碼處理，并對所接收的數(shù)據(jù)進行解調(diào)，然后分離單元43b對用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進行分離和輸出。碼元定時生成單元43c生成幀模式FRPT的幀F(xiàn)H、FL的碼元定時，并且運動速度測量單元43d通過使用導頻碼元估計運動速度，來測量接收電場強度的下降間隔(衰減間距)。測量運動速度的詳細方法是公知的(參見日本專利申請H10-79701號(US6,335,923B2))，因此這里不給出對它的詳細說明。CIR測量單元43e使用導頻碼元來測量載波干擾比(CIR)，并且CQI計算單元43f根據(jù)CIR計算CQI(信道質(zhì)量指示符)值。也可以測量SIR，并且根據(jù)該SIR計算CQI值。CQI的值在1到30之間，CIR或SIR越好，CQI就變得越大，基于CQI值，基站設置傳送塊大小(位數(shù))TBS、多碼的數(shù)量(在碼分復用的情況下)以及解調(diào)類型。在實施例3的說明中對使用該CQI的基站調(diào)度處理進行說明。
當使用幀控制單元44從基站接收到運動速度請求數(shù)據(jù)時，其指示運動速度測量單元43d測量運動速度，運動速度測量單元43d使用當前使用幀中的導頻碼元來測量運動速度。此外，當使用幀控制單元44從基站BTS接收到指示要使用哪個幀的幀設置數(shù)據(jù)時，其將該幀輸入運動速度測量單元43d、CIR測量單元43e、信道估計單元(圖中未示出)或接收功率測量單元(圖中未示出)。
傳輸數(shù)據(jù)處理單元45包括復用單元45a和編碼單元45b，其中復用單元45a對控制數(shù)據(jù)、上行用戶數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)(運動速度、CQI值)進行復用，編碼單元45b對從復用單元45a輸出的輸出數(shù)據(jù)進行編碼。解調(diào)單元46對傳輸數(shù)據(jù)執(zhí)行QPSK解調(diào)等，無線傳輸單元47將經(jīng)解調(diào)的信號轉(zhuǎn)換成無線信號并對其進行放大，然后從天線40發(fā)送該無線信號。
雖然圖中未示出，但是移動站還包括信道估計單元，其使用包括在其自己的幀中的導頻來估計信道；信道補償單元，其基于所估計的信道值執(zhí)行信道補償；接收功率測量單元，其使用導頻來測量接收功率；以及接收功率控制單元，其基于所測量的接收功率對接收功率進行控制。
-幀設置序列圖7是說明針對移動站UEi的基站BTS的幀設置序列的圖。
無線基站BTS向所述多個移動站UEi(i＝1、2、…)中的每一個發(fā)送測量運動速度的請求。接收到該請求的各移動站UEi測量它們各自的運動速度VUE1到VUE6，并通知基站BTS?；綛TS對從移動站傳輸?shù)倪\動速度與閾值Vth進行比較，并確定該移動站正在高速還是低速運動。換句話說，當Vth□VUEi時，確定移動站UEi正在低速運動，而當Vth＜VUEi時，確定移動站UEi正在高速運動，然后基站BTS利用該結果將所述多個移動站UEi中的每一個分組到高速運動的終端和低速運動的終端中。然后基站BTS根據(jù)該運動速度設置待用于各移動站UEi的幀，并將該結果通知給移動站。例如，在圖2中的移動站UE2的情況下，Vth□VUE2，因此基站BTS確定移動站UE2正在低速運動，并向移動站UE2發(fā)送指令以使其使用用于低速的幀F(xiàn)L。此外，在移動站UE5的情況下，Vth＜VUE5，因此基站BTS確定移動站UE5正在高速運動，并向移動站UE5發(fā)送指令以使其使用用于高速的幀F(xiàn)H。
所述多個移動站UEi中的每一個根據(jù)來自基站BTS的指示設置傳輸單元和接收單元中的幀，當完成了設置時，向基站BTS發(fā)送完成了設置的通知。
然后，基站BTS將用戶數(shù)據(jù)復用在相應的幀F(xiàn)L或FH中，并將其發(fā)送給目的地移動站，并且各移動站UEi利用在上述序列中指示的幀來執(zhí)行通信。此外，在執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的同時，各移動站UEi使用分配給它自己的幀F(xiàn)H或FL中的導頻來測量接收功率或估計信道?；竞透饕苿诱就ㄟ^周期性地執(zhí)行上述序列來持續(xù)進行通信。
在上述幀指示方法中，可以將低速幀F(xiàn)L的幀識別號碼取為0，并可以將高速幀F(xiàn)H的幀識別號碼取為1，并且可以通知該幀識別號碼。此外，可以根據(jù)是否使用各幀來執(zhí)行對該幀的通知。
-復用方法作為用于對移動站的下行鏈路傳輸數(shù)據(jù)進行復用的方法，存在頻分復用、碼分復用以及時分復用，在圖4中，對頻分復用進行說明。換句話說，在圖5所示的映射單元23中，通過將多個移動站的下行鏈路傳輸數(shù)據(jù)映射在各OFDM碼元的n數(shù)量個組F0到Fn-1中的副載波中，可以執(zhí)行頻分復用(見圖4)。
圖8是示出具有頻分復用功能的映射單元的結構的另一圖。映射單元23包括第1到第n映射單元23a0到23an-1其將各終端的數(shù)據(jù)映射在n數(shù)量個副載波組F0到Fn-1的副載波中(見圖4)；分布單元23b，其將各移動站的數(shù)據(jù)分布到第1到第n映射單元23a0到23an-1；以及分布控制單元23c，其控制對數(shù)據(jù)的分布。當該定時是用于高速幀F(xiàn)H的時，分布控制單元23c對分布單元23b進行控制，以將高速移動站的數(shù)據(jù)和導頻分布到第1到第n映射單元23a0到23an-1，并且各映射單元23a0到23an-1將高速移動站的輸入數(shù)據(jù)和導頻映射在指定副載波中并將其輸入給OFDM傳輸處理單元24。此外，當該定時是用于低速幀F(xiàn)L的時，分布控制單元23c對分布單元23b進行控制，以將低速移動站的數(shù)據(jù)和導頻分布到第1到第n映射單元23a0到23an-1，并且各映射單元23a0到23an-1將低速移動站的輸入數(shù)據(jù)和導頻映射在指定副載波中并將其輸入給OFDM傳輸處理單元24。
圖9示出了包括碼分復用功能的結構，其中碼分復用單元33位于映射單元23與OFDM傳輸處理單元24之間。映射單元23包括第1到第n映射單元23d0到23dn-1，其將移動站的傳輸數(shù)據(jù)映射在所有副載波f0到fnN-1中；分布單元23e，其將各移動站的數(shù)據(jù)排序到第1到第n映射單元23d0到23dn-1中；以及分布控制單元23f，其控制對數(shù)據(jù)的排序。當該定時是用于高速幀F(xiàn)H的時，分布控制單元23f對分布單元23e進行控制，以將高速移動站的數(shù)據(jù)和導頻分布到第1到第n映射單元23d0到23dn-1，并且各映射單元23d0到23dn-1將高速移動站的輸入數(shù)據(jù)和導頻映射在副載波f0到fnN-1中，并將其輸入給碼分復用單元33的碼乘法單元33a。此外，當該定時是用于低速幀F(xiàn)L的時，分布控制單元23f對分布單元23e進行控制，以將低速移動站的數(shù)據(jù)和導頻分布到第1到第n映射單元23d0到23dn-1，并且各映射單元23d0到23dn-1將低速移動站的輸入數(shù)據(jù)和導頻映射在副載波f0到fnN-1中，并將它們輸入給碼分復用單元33的碼乘法單元33a。碼乘法單元33a的各乘法器MLP0到MLPn-1將從映射單元23d0到23dn-1輸出的副載波樣本乘以對用戶來說唯一的擴散碼，并且組合單元33b將來自各乘法器(碼分乘法器)的輸出組合起來并將結果輸入給OFDM傳輸處理單元24。
如上所述，通過本第一實施例，在由高速運動的移動站使用的幀F(xiàn)H中增加導頻碼元的數(shù)量，導頻碼元之間的間隔變窄，因此即使移動站正在高速運動，也提高了測量導頻接收功率的精度和信道估計的精度。因此，提高了通信質(zhì)量，并且由于提高了通信質(zhì)量，因此減少了再傳輸?shù)臄?shù)量。另一方面，在由低速運動的移動站使用的幀F(xiàn)L中導頻碼元之間的間隔長，因此可以進行高速數(shù)據(jù)傳輸。由此，無論終端的運動速度如何，都可以保持總通信質(zhì)量，由此可以防止實際傳輸速度的下降并提高基站的吞吐量。
在上述說明中，高速幀F(xiàn)H中的公共導頻碼元在頻率方向上的位置對于特定時間來說是固定的，然而，如圖10(A)所示，導頻碼元在頻率方向上的位置可以在時間方向上移位。此外，如圖10(B)所示，可以將公共導頻碼元分離開并將其布置成離散的導頻。
此外，在上述說明中，基于移動站的運動速度來設置所使用的幀，然而，也可以使用接收質(zhì)量(CIR、SIR等)而非運動速度。這是因為當運動速度快時，接收質(zhì)量變差，而當運動速度慢時，接收質(zhì)量變好。在其他實施例中也是如此。
(B)實施例2在第一實施例中，各移動站UEi測量其運動速度并將該速度通知給基站BTS，然后基站基于該運動速度確定待由移動站使用的幀并針對移動站設置該幀。在第二實施例中，移動站自己對待使用的幀進行設置。
圖11是示出第二實施例的基站BTS的結構的圖，其中針對與圖5所示的第一實施例中的基站的部分相同的部分使用相同的標號。不同點在于1)從基站向移動站發(fā)送幀模式類型和用于識別高速/低速的閾值；和2)幀選擇/設置單元30并不基于運動速度對移動站的幀進行設置，而是從移動站接收待由該移動站使用的幀，并對終端進行分組。
幀選擇/設置單元30的幀控制單元30a預先對傳輸信息處理單元31進行控制，以經(jīng)由傳輸數(shù)據(jù)處理單元22向各移動站發(fā)送幀模式類型和用于識別高速/低速的閾值Vth。如圖3所示，幀模式FRPT具有一個高速幀F(xiàn)H和一個低速幀F(xiàn)L。此外，幀控制單元30a從移動站接收與待由該站使用的幀F(xiàn)H、FL有關的信息，并基于該幀信息來識別該移動站正在高速還是低速運動，并將其保存在低速/高速保持單元30c中。
圖12是示出第二實施例中的移動站UEi的結構的圖，其中對于與圖6所示的第一實施例中的移動站的部分相同的部分使用相同的標號。不同點在于1)使用了幀選擇/設置單元48，而非使用了使用幀控制單元44；和2)幀選擇/設置單元48基于它自己的站的運動速度VUE和閾值Vth來確定使用高速幀F(xiàn)H還是低速幀F(xiàn)L，并通知基站BTS。
圖13是說明移動站UEi中的幀設置序列的圖。
無線基站BTS將幀模式FRPT的類型和用于識別高速/低速的閾值Vth預先發(fā)送給各移動站UEi，并且移動站存儲所接收的數(shù)據(jù)。移動站UEi定期測量它們自己的運動速度VUE，然后對該運動速度VUE與預先發(fā)送的閾值Vth進行比較，并基于該大小確定它們正在高速運動還是低速運動。此外，基于該判斷結果，移動站UEi對使用高速幀F(xiàn)H還是低速幀F(xiàn)L進行設置，并通知基站BTS，然后在傳輸單元中設置該幀，當完成了設置時，通知基站已完成設置。
然后，基站BTS根據(jù)目的地移動站將用戶數(shù)據(jù)復用在幀F(xiàn)H或FL中，并發(fā)送該數(shù)據(jù)，并且各移動站UEi使用在上述序列中設置的幀F(xiàn)H或FL來執(zhí)行通信。此外，在執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的同時，移動站UEi使用它們自己的幀F(xiàn)H或FL中的導頻來執(zhí)行對接收功率的測量或者進行信道估計。通過第二實施例，可以獲得與第一實施例相同的效果。
(C)實施例3在本發(fā)明的第三實施例中，將移動站分組成幀模式FRPT的高速幀F(xiàn)H的移動站和低速幀F(xiàn)L的移動站，并且在高速幀的定時，基于CQI(信道質(zhì)量指示符)執(zhí)行針對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而在低速幀的定時，基于CQI執(zhí)行針對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理。換句話說，在該第三實施例中，根據(jù)幀定時來執(zhí)行調(diào)度處理。
圖14是示出該第三實施例中的基站BTS的結構的圖，其中針對與圖5所示的第一實施例中的基站的部分相同的部分使用相同的標號。不同點在于1)存在緩沖器51，其存儲各移動站的下行鏈路傳輸數(shù)據(jù)；2)存在調(diào)度器52，其在高速幀定時，基于來自各移動站的CQI執(zhí)行針對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而在低速幀定時，基于來自各移動站的CQI執(zhí)行針對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理；以及3)調(diào)度器52包括如圖15所示的CQI表，并從該表，根據(jù)CQI，設置傳送塊大小(位數(shù))TBS、多碼數(shù)量(在碼分復用的情況下)以及調(diào)制類型，來執(zhí)行調(diào)度。
圖16是說明基站的調(diào)度處理的圖。
各移動站UEi定期計算CQI，并將該CQI以及移動站當前使用的幀類型(高速幀F(xiàn)H或低速幀F(xiàn)L)通知給基站BTS。基站BTS從各移動站UEi接收CQI和所使用的幀，并執(zhí)行調(diào)度，并基于該調(diào)度向各移動站發(fā)送控制信號和下行鏈路數(shù)據(jù)。
當執(zhí)行調(diào)度時，調(diào)度器52從各移動站UEi接收CQI和當前使用的幀(步驟101)，當該定時是用于高速幀F(xiàn)H的時，選擇使用高速幀的移動站組，而當該定時是用于低速幀F(xiàn)L的時，選擇使用低速幀的移動站組(步驟102)。接著，基于所選移動站的CQI值，調(diào)度器52根據(jù)移動站的優(yōu)先級設置發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級次序(步驟103)。CQI數(shù)越大，優(yōu)先級就越高。
在已設置了優(yōu)先級次序之后，基于CQI，調(diào)度器52選擇在向各移動站的傳輸過程中使用的調(diào)制方法、編碼率以及數(shù)據(jù)數(shù)量(步驟104)，并根據(jù)優(yōu)先級次序選擇存儲在緩沖器51中的針對各移動站的傳輸數(shù)據(jù)，在該幀中執(zhí)行頻分復用并發(fā)送該數(shù)據(jù)(步驟105)。然后，重復上述處理，以在高速移動站組與低速移動站組之間交替地按最高優(yōu)先級的次序發(fā)送數(shù)據(jù)。
在步驟104中，可以在傳輸數(shù)據(jù)的同時發(fā)送所選調(diào)制方法的控制信息和編碼率，或者可以在首先發(fā)送該控制信息之后發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)。
通過該第三實施例，在高速幀的定時，可以基于從各移動站接收的CIR執(zhí)行對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而在低速幀的定時，可以基于CIR類似地執(zhí)行對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理。
(D)實施例4圖17是示出第四實施例的基站BTS的結構的圖。在第三實施例中，一個調(diào)度器在高速幀的定時，執(zhí)行對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而在低速幀的定時，執(zhí)行對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理，然而，在該第四實施例中，存在高速調(diào)度器52a和低速調(diào)度器52b用作調(diào)度器，并且存在排序單元53。
圖18是說明該第四實施例的基站的調(diào)度處理的圖。
各移動站UEi定期計算CQI，并將該CQI和移動站當前使用的幀的類型(高速幀F(xiàn)H或低速幀F(xiàn)L)通知給基站BTS?；綛TS從各移動站接收CQI和使用的幀，并將這些移動站排序成高速組和低速組，并針對各相應的組執(zhí)行調(diào)度，然后基于該調(diào)度，向各移動站發(fā)送控制信號和下行鏈路數(shù)據(jù)。
換句話說，基于CQI和當前使用的幀的類型(高速幀F(xiàn)H或低速幀F(xiàn)L)，排序單元53將移動站分成多個組，并向高速調(diào)度器52a發(fā)送來自使用高速幀F(xiàn)H的移動站的CQI連同移動站ID號碼，而向低速調(diào)度器52b發(fā)送來自使用低速幀F(xiàn)L的移動站的CQI連同移動站ID號碼。
高速調(diào)度器52a使用與第三實施例的處理類似的處理，在用于高速幀F(xiàn)H的定時處執(zhí)行針對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而低速調(diào)度器52b在用于低速幀F(xiàn)L的定時，執(zhí)行針對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理。
換句話說，基于來自高速移動站的CQI值，高速調(diào)度器52a根據(jù)移動站的優(yōu)先級設置向移動站發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級次序，基于來自低速移動站的CQI值，低速調(diào)度器52b根據(jù)移動站的優(yōu)先級設置向移動站發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)先級次序(步驟201)。在完全設置了優(yōu)先級次序之后，基于各CQI，高速調(diào)度器52a和低速調(diào)度器52b根據(jù)CQI表選擇要在對各移動站的傳輸中使用的調(diào)制方法、編碼率以及數(shù)據(jù)數(shù)量(步驟202)。接著，在用于高速幀的定時，高速調(diào)度器52a根據(jù)優(yōu)先級次序選擇存儲在緩沖器51中的針對各高速移動站的傳輸數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行頻分復用并發(fā)送該數(shù)據(jù)。此外，在用于低速幀的定時，低速調(diào)度器52b根據(jù)優(yōu)先級次序選擇存儲在緩沖器51中的針對各低速移動站的傳輸數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行頻分復用并發(fā)送該數(shù)據(jù)(步驟203)。
根據(jù)本第四實施例，與第一實施例一樣，在用于高速幀的定時，可以基于CIR執(zhí)行針對高速移動站組的傳輸調(diào)度處理，而在用于低速幀的定時，可以基于CIR執(zhí)行針對低速移動站組的傳輸調(diào)度處理。此外，通過本第四實施例，使用兩個調(diào)度器執(zhí)行調(diào)度，因此在執(zhí)行調(diào)度時可以節(jié)省時間。
(E)第五實施例在第一實施例中，低速運動的移動站的數(shù)量與高速運動的移動站的數(shù)量之比是1∶1，因此將在幀模式FRPT中的低速幀F(xiàn)L的數(shù)量與高速幀F(xiàn)H的數(shù)量之比固定為1∶1(見圖19(a))。在第五實施例中，由于低速運動的移動站的數(shù)量與高速運動的移動站的數(shù)量之比(以下稱為低速/高速比)動態(tài)地變化，因此根據(jù)低速/高速比對幀模式FRPT中的低速幀F(xiàn)L的數(shù)量與高速幀F(xiàn)H的數(shù)量之比(以下稱為低速/高速幀比)進行控制。例如，當?shù)退?高速比是2∶1時，那么如圖19(b)所示，3個幀形成一個組合(重復地發(fā)送該組合)。不基于低速/高速比改變低速/高速幀比會導致基站的總吞吐量下降。例如，在盡管低速/高速比是2∶1但是將低速/高速幀比保持為1∶1的情況下，不能將低速移動站放入一個低速幀中，這將導致基站的總吞吐量下降。因此，在第五實施例中，如上所述，根據(jù)低速/高速比改變低速/高速幀比。
圖20是示出在該第五實施例中的基站的結構的圖，其中針對與圖5所示的第一實施例中的基站的部分相同的部分使用相同的標號。與第一實施例的不同點在于1)存在幀模式和幀設置單元61來代替幀選擇/設置單元30；和2)幀模式生成單元21基于由幀模式和幀設置單元61設置的幀模式的類型來生成指定的幀模式FRPT。
幀模式和幀設置單元61包括運動速度判斷單元61a，其將運動速度VUE與高速/低速閾值Vth進行比較，并基于其大小確定移動站正在高速還是低速運動；幀模式和幀控制單元61b，其基于在執(zhí)行通信的小區(qū)中的低速/高速比和移動站的數(shù)量來設置幀模式FRPT，并對待由移動站使用的幀模式FRPT的幀進行設置；以及低速/高速保持單元61c，其針對各移動站存儲它正在高速還是低速運動，并存儲所使用的幀。
圖21是說明基站BTS的幀模式類型和幀設置序列的圖。
基站BTS的幀模式和幀控制單元61b對信息設置單元31進行控制，以向各移動站UEi(i＝1、2、…)發(fā)送測量運動速度的請求。接收到該請求的各移動站UEi測量它們各自的運動速度VUE1到VUE6，并通知基站BTS。幀模式和幀控制單元61b對從移動站發(fā)送的運動速度VUEi與閾值Vth進行比較，并確定該移動站正在高速還是低速運動，并對在執(zhí)行通信的小區(qū)中的移動站的數(shù)量、高速運動的移動站的數(shù)量以及低速運動的移動站的數(shù)量進行計數(shù)。在將在執(zhí)行通信的小區(qū)中的所有移動站識別為高速或低速運動之后，幀模式和幀控制單元61b計算該小區(qū)的低速/高速比，并基于執(zhí)行通信的小區(qū)中的移動站的數(shù)量和該低速/高速比來設置幀模式類型。例如，當?shù)退?高速比是2∶1并且存在大量的移動站時，幀模式和幀控制單元61b將圖19(b)所示的幀模式設置為待使用的幀模式FRPT，并針對各移動站對待使用的幀進行設置。
然后，幀模式和幀控制單元61b將設置的幀模式類型和所使用的幀通知給各移動站，然后各移動站UEi根據(jù)來自基站BTS的指示對其傳輸單元中的幀模式和幀進行重設，在完成了設置之后，通知基站BTS已完成設置。向移動站通知幀模式和使用的幀要求改變對傳輸設備的設置，因此這是在切換定時之前執(zhí)行的。
然后，基站BTS將用戶數(shù)據(jù)復用在與目的地移動站相對應的幀中，并發(fā)送該數(shù)據(jù)，各移動站UEi從在上述序列中表示的幀中提取它自己的數(shù)據(jù)。
通過第五實施例，可以基于高速或低速運動的移動站的數(shù)量使用合適的幀模式，結果，提高了信道估計精度和基站的總吞吐量。
(F)實施例6在上述多個實施例中，將其中各幀中的公共導頻數(shù)量不相同的至少兩種類型的幀組合成一個或更多個組合，或者將其中各幀中的公共導頻的分布的數(shù)量不同的至少兩種類型的幀組合成一個或更多個組合，并將數(shù)據(jù)映射在各幀中，并向移動站重復地發(fā)送各組合。在第六實施例中，將多個副載波分成兩個組，其中在通過第一組副載波構成的幀中與在通過第二組副載波構成的幀中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量不相同，并將數(shù)據(jù)映射在通過第一和第二組副載波構成的各幀中，并將該數(shù)據(jù)重復地發(fā)送給相應的移動終端。
為了在OFDMA(正交頻分復用接入)中執(zhí)行頻分復用，存在如圖22和23所示的兩種分配方法。在圖22中，將連續(xù)的副載波分配給各用戶(移動終端)，在圖23中針對各副載波設置用戶并將用戶復用在各副載波中。在圖23中，附有同一用戶編號的副載波是分配給該用戶的副載波，并且只被該用戶使用。將圖22所示的復用方法稱為局部化OFDMA，而將圖23所示的復用方法稱為分布式OFDMA。以下對使用局部化OFDMA的第六實施例進行說明，然而，也可以將分布式OFDMA應用于本實施例。
如圖24所示，在第六實施例中，將副載波分成用于高速終端的組GH和用于低速終端的組GL，并且在通過高速終端組GH中的副載波構成的幀F(xiàn)H中與在通過低速終端組GL中的副載波構成的幀F(xiàn)L中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量互不相同。換句話說，在該第六實施例中，在通過高速終端副載波構成的幀F(xiàn)H中存在大數(shù)量個公共導頻或大數(shù)量個公共導頻分布，而在通過低速終端副載波構成的幀F(xiàn)L中存在小數(shù)量個公共導頻或小數(shù)量個的公共導頻分布。
圖24示出了針對4個用戶執(zhí)行頻分復用的情況，其中，2個用戶低速運動并且其余2個用戶高速運動，并將在OFDM中使用的副載波分成2個組GH、GL，其中將高速終端組GH中的副載波分配給第一和第二高速用戶，將低速終端組GL中的副載波分配給第一和第二低速用戶。在此情況下，高速組GH的頻率是低頻，而低速組GL的頻率是高頻，然而，也可以相反。此外，在圖24中，將導頻布置在所有副載波中，換句話說，它們在頻率方向上連續(xù)地布置，然而，也可以按設定或非設定間隔來設置導頻。
圖25示出了低速運動的終端數(shù)量與高速運動的終端數(shù)量之比是3∶1的情況的頻分和幀結構的示例。
圖26示出了針對一個低速運動終端和一個高速運動終端的數(shù)據(jù)執(zhí)行頻分復用然后發(fā)送該數(shù)據(jù)的情況的頻分和幀結構的示例。
圖27示出了對低速副載波和高速副載波進行了劃分并將副載波交替分配給高速用戶和低速用戶的情況的頻分和幀結構的示例。
圖28是示出在該第六實施例中的基站BTS的結構的圖，其中對于與圖5所示的第一實施例中的基站的部分相同的部分使用相同的標號。不同點在于1)存在組/副載波設置單元80來代替幀選擇/設置單元30；2)幀模式生成單元21向映射單元23輸入通過高速終端副載波構成的幀的幀模式FHPN和通過低速終端副載波構成的幀的幀模式FLPN；以及3)映射單元23將移動終端的數(shù)據(jù)映射在分配給移動終端的副載波中，然后執(zhí)行頻分復用并發(fā)送該數(shù)據(jù)。
如圖24到圖26所示，幀模式生成單元21重復地生成幀F(xiàn)H的幀模式FHPN和幀F(xiàn)L的幀模式FLPN(其中將導頻碼元插入合適的位置)，并將它們輸入給映射單元23。
傳輸數(shù)據(jù)處理單元22對控制數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)(運動速度請求數(shù)據(jù)、副載波分配數(shù)據(jù))執(zhí)行復用，然后對該數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制并將其輸入到映射單元23。映射單元23從組/副載波設置單元80獲得分配給用戶數(shù)據(jù)的目的地移動站的副載波，并將該用戶數(shù)據(jù)映射在該副載波中。OFDM傳輸單元24對M(＝n×N)數(shù)量個副載波樣本執(zhí)行IFFT處理，然后將它們組合起來并在組合之后將保護間隔插入時間信號中，然后無線傳輸單元25執(zhí)行上變頻轉(zhuǎn)換，以將基帶信號的頻率轉(zhuǎn)換成無線頻率，然后對該信號進行放大并從天線26發(fā)送該信號。
無線接收單元27執(zhí)行下變頻轉(zhuǎn)換，以將從移動站接收的無線信號的頻率轉(zhuǎn)換成基帶頻率，然后解調(diào)單元28對該基頻信號進行解調(diào)。接收數(shù)據(jù)處理單元29對解調(diào)結果執(zhí)行誤差校正解碼處理，然后對來自用戶的上行傳輸數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)以及運動速度數(shù)據(jù)進行分離和輸出。
組/副載波設置單元80包括副載波設置單元80a、運動速度判斷單元80b以及副載波保持單元80c。副載波設置單元80a定期地從各移動站請求運動速度，運動速度判斷單元80b根據(jù)運動速度VUEi(i＝1，2….)和閾值Vth的大小確定移動站正在高速還是低速運動，并將判斷結果輸入副載波設置單元80a。副載波設置單元80a基于移動站各自的運動速度將移動站分成低速終端組和高速終端組，然后確定待由移動站使用的副載波并將它們設置在副載波保持單元80c中。映射單元23基于副載波保持單元80c的內(nèi)容來識別分配給用戶數(shù)據(jù)的目的地移動站的副載波，并將該用戶數(shù)據(jù)映射在該副載波中。
當副載波設置單元80a請求運動速度時，傳輸信息創(chuàng)建單元31創(chuàng)建運動速度請求數(shù)據(jù)并經(jīng)由傳輸數(shù)據(jù)處理單元22將該數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站。此外，當副載波設置單元80a給出了向移動站通知已設置副載波的指令時，傳輸信息創(chuàng)建單元31創(chuàng)建用于將這些副載波通知給移動站的副載波設置數(shù)據(jù)，并經(jīng)由傳輸數(shù)據(jù)處理單元22將該數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站。
通過該第六實施例，將多個副載波分成2個組，其中在通過第一組副載波構成的幀中與在通過第二組副載波構成的幀中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量不相同，并將數(shù)據(jù)映射在通過第一組和第二組副載波構成的相應幀中，并將其重復地發(fā)送給移動站，因此可以使用固定幀模式來控制導頻碼元的數(shù)量。
上述說明是針對其中將多個副載波分成2個組的情況的，然而，也可以執(zhí)行類似的控制，從而將副載波分成3個或更多個組。換句話說，可以是如下結構將多個副載波分成多個組，其中在通過上述多個組中的每一個的副載波構成的幀中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量不相同，并將數(shù)據(jù)映射在各幀中，并將其重復地發(fā)送給移動站。
總的來說，根據(jù)本發(fā)明，獲得了以下效果-可以提高針對高速運動狀態(tài)和低速運動狀態(tài)兩者測量所接收的電場強度的精度。
-可以提高針對高速運動狀態(tài)和低速運動狀態(tài)兩者估計信道的精度。
-可以提高傳輸速率和吞吐量。
-可以提高基站的總傳輸速率和吞吐量。
在上述多個實施例中，對基于運動速度確定待使用的幀的情況進行了說明，然而，這并不限于運動速度，可以是如下結構基于接收狀態(tài)(如傳播環(huán)境、接收質(zhì)量、接收功率等)確定待使用的幀。
此外，圖19的(a)和(b)只示出了兩種類型的幀模式FRPT，然而，本發(fā)明并不限于這兩種類型，一般地，可以采用如下幀模式，即該幀模式包括其中在各幀中的公共導頻數(shù)量或公共導頻分布數(shù)量不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合。
此外，在上述多個實施例中，對其中使用副載波執(zhí)行傳輸?shù)耐ㄐ徘闆r進行了說明，然而，本發(fā)明也可以應用于不使用副載波的通信的情況。
由于在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以得到本發(fā)明的許多明顯很不相同的實施例，因此應當理解，本發(fā)明并不限于如在所附權利要求中限定的本發(fā)明的特定實施例。
權利要求
1.一種與移動站執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站的無線通信方法，其包括以下步驟將公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀進行一個或更多個組合，或?qū)⒐矊ьl的分布數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀進行一個或更多個組合；并且將數(shù)據(jù)映射在各幀中并將各組合重復地發(fā)送給移動站。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟使在每個所述幀類型中的公共導頻的數(shù)量和這些公共導頻的排列模式不相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟將具有大數(shù)量個公共導頻或大數(shù)量個公共導頻分布的幀分配給接收質(zhì)量差的移動終端，而將具有小數(shù)量個公共導頻或小數(shù)量個公共導頻分布的幀分配給接收質(zhì)量良好的移動終端；和將所述分配的幀通知給所述移動終端。
4.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟在所述移動終端中測量接收質(zhì)量，然后基于該接收質(zhì)量確定所述無線基站將哪個幀用于所述移動終端，并將所述確定的幀通知給所述無線基站；和將所述移動終端的數(shù)據(jù)映射在所述通知的幀中。
5.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟通過在每個幀中將多個移動終端的數(shù)據(jù)進行頻分復用、碼分復用或時分復用，來執(zhí)行傳輸。
6.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，其中，所述移動終端使用它們自己的相應幀中的公共導頻來測量接收質(zhì)量、執(zhí)行信道估計或測量接收功率。
7.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟針對幀的所述組合的每個幀對所述移動終端進行分組；和基于從所述移動終端報告的接收質(zhì)量測量結果，針對每個組執(zhí)行傳輸調(diào)度處理。
8.根據(jù)權利要求1所述的無線通信方法，還包括以下步驟基于正在與所述無線基站進行通信的所述移動終端中的每一個的接收質(zhì)量，對幀的所述組合進行設置，并針對各移動終端分配相應的幀；和將所述設定的幀的組合和分配給所述移動終端的幀通知給所述多個移動終端中的每一個。
9.一種與移動終端執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的基站，其包括幀模式生成單元，其重復地生成幀模式，該幀模式具有公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合，或具有公共導頻的分布數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合；映射單元，其將數(shù)據(jù)映射在各幀中；以及傳輸單元，其將其中映射有數(shù)據(jù)的所述幀模式發(fā)送給所述移動終端。
10.根據(jù)權利要求9所述的無線基站，其中所述幀模式生成單元生成其中在每個類型的幀中公共導頻的數(shù)量和這些公共導頻的排列模式不相同的幀模式。
11.根據(jù)權利要求9所述的無線基站，還包括幀設置單元，其將具有大數(shù)量個公共導頻的幀分配給接收質(zhì)量差的移動終端，而將具有小數(shù)量個公共導頻的幀分配給接收質(zhì)量良好的移動終端；和幀設置信息通知單元，其將所述分配的幀通知給所述移動終端；其中所述幀模式生成單元將移動終端的數(shù)據(jù)映射在其相應的幀中。
12.根據(jù)權利要求9所述的無線基站，還包括接收單元，其從移動終端接收待用于該移動終端的幀的識別信息，并且其中所述幀模式生成單元將該移動終端的數(shù)據(jù)映射在該幀中。
13.根據(jù)權利要求9所述的無線基站，還包括復用單元，其在每個幀中將多個移動終端的數(shù)據(jù)進行頻分復用、碼分復用或時分復用，并且其中所述傳輸單元發(fā)送經(jīng)復用的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權利要求13所述的無線基站，還包括接收單元，其接收所述移動終端的接收質(zhì)量測量結果；和調(diào)度器，其基于所述移動終端的接收質(zhì)量測量結果，執(zhí)行對于所述幀模式的每個幀的傳輸調(diào)度。
15.根據(jù)權利要求14所述的無線基站，其中，所述調(diào)度器包括用于針對各幀執(zhí)行所述調(diào)度的獨立調(diào)度器。
16.根據(jù)權利要求9所述的無線基站，還包括幀模式設置單元，其基于在執(zhí)行通信的小區(qū)中的多個移動終端的接收質(zhì)量對所述幀模式進行設置，并將該幀模式的幀分配給相應的移動終端；和通知單元，其將所述設置的幀模式和分配給相應的移動終端的幀通知給所述移動終端。
17.一種用于使用多個副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的無線基站的無線通信方法，其包括以下步驟將所述多個副載波分成多個組；使得在通過各所述組的副載波構成的各幀中的公共導頻的數(shù)量或公共導頻的分布數(shù)量不相同；以及將數(shù)據(jù)映射在各相應的所述幀中，并將所述數(shù)據(jù)重復地發(fā)送給多個移動終端。
18.根據(jù)權利要求17所述的無線通信方法，還包括以下步驟將具有大數(shù)量個公共導頻或大數(shù)量個公共導頻分布的幀的副載波分配給接收質(zhì)量差的移動終端，而將具有小數(shù)量個公共導頻或小數(shù)量個公共導頻分布的幀的副載波分配給接收質(zhì)量良好的移動終端；和將所分配的副載波通知給所述移動終端。
19.根據(jù)權利要求17所述的無線通信方法，其中，所述無線基站將多個移動終端的數(shù)據(jù)頻分復用在每個所述組中的每個幀中并進行發(fā)送。
20.一種無線基站，其使用多個副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，其包括幀模式生成單元，其重復地生成公共導頻的數(shù)量或公共導頻的分布數(shù)量各不相同的多個幀模式；數(shù)據(jù)映射單元，其將多個副載波分成多個組，并基于所述生成的幀模式將數(shù)據(jù)映射在通過各組的所述多個副載波構成的幀中；以及傳輸單元，其對其中映射有數(shù)據(jù)的所述幀執(zhí)行頻分復用，并將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給移動終端。
21.根據(jù)權利要求20所述的無線基站，其中，所述數(shù)據(jù)映射單元將具有大數(shù)量個公共導頻或大數(shù)量個公共導頻分布的副載波分配給接收質(zhì)量差的移動終端，而將具有小數(shù)量個公共導頻或小數(shù)量個公共導頻分布的副載波分配給接收質(zhì)量良好的移動終端，并對數(shù)據(jù)進行映射。
全文摘要
一種無線基站，其使用多個副載波執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，并重復地生成包括公共導頻的數(shù)量各不相同的至少兩種類型的幀的一個或更多個組合的幀模式，并以具有大數(shù)量個公共導頻的幀發(fā)送接收質(zhì)量差的移動終端的數(shù)據(jù)，而以具有小數(shù)量個公共導頻的幀發(fā)送接收質(zhì)量良好的移動終端的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B7/26GK1976489SQ20061007929
公開日2007年6月6日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權日2005年11月30日
發(fā)明者大出高義, 橫山仁 申請人:富士通株式會社