專利名稱：無線通信裝置以及無線通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置以及無線通信方法，特別涉及利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex，正交頻分復用)方案等的多載波傳輸?shù)耐ㄐ啪W中的無線通信裝置以及無線通信方法。
背景技術：
近年來，在以便攜式電話等為代表的蜂窩移動通信系統(tǒng)中，隨著信息的多媒體化，不只是音頻數(shù)據(jù)，而且傳輸靜止圖像、活動圖像等的大容量數(shù)據(jù)也變得非常普及。為了實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的傳輸，正在展開著利用高頻域的無線頻帶實現(xiàn)高傳輸速率的研究。
但是，利用高頻域的無線頻帶時，在近距離可以期待較高的傳輸速率，而隨著傳輸距離的增加衰減也越來越大。因此，比如使用于實際的系統(tǒng)時，基站覆蓋的區(qū)域變小，需要設置更多的基站。因為基站的設置需要相應的費用，所以迫切需要一種在抑制基站的數(shù)目的同時實現(xiàn)通信服務的技術。
作為與此相關的現(xiàn)有技術，比如有如專利文獻1那樣的技術。在該專利文獻1的現(xiàn)有技術中，通過利用基站與移動臺之間形成的蜂窩專用無線信道的通信網和在移動臺之間形成的Ad hoc(點到點)網的二者合成接收信號，由此謀求提高分集效果。
日本專利申請?zhí)亻_2001-189971號公報發(fā)明內容發(fā)明需要解決的問題但是，在專利文獻1所示的現(xiàn)有技術中，由于形成Ad hoc網的移動臺不僅需要進行本臺的所需處理，還要進行為其它的移動臺中繼的處理，所以存在消耗功率增大的問題。
本發(fā)明旨在提供一種能夠抑制進行中繼的無線通信裝置的消耗功率的增加的無線通信裝置以及無線通信方法。
解決該問題的方案本發(fā)明的無線通信裝置，采用的結構包括接收單元，從第一無線通信裝置接收第一多載波信號，該第一多載波信號是由多個副載波構成的；副載波選擇單元，從所述多個副載波中選擇一部分副載波；提取單元，根據(jù)所述副載波選擇單元的選擇結果，從所述第一多載波信號中，提取分配給所述一部分副載波的副載波信號；以及發(fā)送單元，將包含所述副載波信號的第二多載波信號發(fā)送給第二無線通信裝置。
根據(jù)該結構，因為能夠對每個副載波選擇由第一無線通信裝置發(fā)送的多載波信號來進行中繼，所以與中繼所有的副載波的情形相比能夠減少發(fā)送數(shù)據(jù)量，從而減少進行中繼發(fā)送的無線通信裝置的發(fā)送功率。
發(fā)明有益效果根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制中繼發(fā)送的無線通信裝置的消耗功率的增加。


圖1是實施例1的移動通信系統(tǒng)的結構圖；圖2是實施例1的時序圖；圖3A是表示實施例1的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖3B是表示實施例1的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖3C是表示實施例1的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖3D是表示實施例1的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖4是表示實施例1的移動臺裝置的結構的方框圖；圖5是表示實施例1的移動臺裝置的信道信息生成處理的流程圖；圖6是表示實施例1的中繼站裝置的結構的方框圖；圖7是表示實施例1的中繼站裝置的中繼處理的流程圖；圖8是表示實施例1的基站裝置的結構的方框圖；圖9是表示實施例1的基站裝置的中繼處理的流程圖；圖10是實施例2的移動通信系統(tǒng)的結構圖；圖11是實施例2的時序圖；圖12是表示實施例2的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖13是表示實施例2的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖14是表示實施例2的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；
圖15是表示實施例2的中繼站裝置的結構的方框圖；圖16是表示實施例2的中繼站裝置的中繼處理的流程圖；圖17是實施例3的移動通信系統(tǒng)的結構圖；圖18是實施例3的時序圖；圖19A是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖19B是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖19C是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖19D是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖19E是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖19F是表示實施例3的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖20是表示實施例3的中繼站裝置的結構的方框圖；圖21是表示實施例3的中繼站裝置的中繼處理的流程圖；圖22是實施例4的移動通信系統(tǒng)的結構圖；圖23是實施例4的時序圖；圖24A是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖24B是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖24C是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖24D是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖24E是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖24F是表示實施例4的每個副載波的接收強度電平的例子的圖；圖25是表示實施例4的導頻信號的圖；圖26是表示實施例4的中繼站裝置的結構的方框圖；圖27是表示實施例4的中繼站裝置的中繼處理的流程圖；以及圖28是表示實施例4的導頻信號的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。以下說明的無線通信裝置為將從第一無線通信裝置接收的多載波信號發(fā)送給第二無線通信裝置的無線通信裝置，比如設置在用于移動通信系統(tǒng)的無線中繼站裝置的裝置。
以下，假設本發(fā)明的無線通信裝置為中繼站裝置，第一無線通信裝置為基站裝置，第二無線通信裝置為移動臺裝置來進行說明。
(實施例1)如圖1所示，本實施例的移動臺通信系統(tǒng)由移動臺裝置100、中繼站裝置150和基站裝置200構成。
假設基站裝置200預先對中繼站裝置150作出向移動臺裝置100進行信號中繼的命令。另外，假設基站裝置200保有移動臺裝置100以及中繼站裝置150的各個識別信息的對應信息，中繼站裝置150保有作為中繼的目標的移動臺裝置100的識別信息。另外，在移動臺裝置100中保有中繼站裝置150的識別信息也是可以的。
接下來，用圖2所示的時序圖說明整體處理。
基站裝置200向移動臺裝置100以及中繼站裝置150發(fā)送多載波信號(處理(1)、(2))。移動臺裝置100對構成從基站裝置200接收的多載波信號的每個副載波，生成表示接收質量的電平的信道信息。本實施例表示其中將接收強度電平用作接收質量的例子。接下來，移動臺裝置100將生成出的信道信息通知給基站裝置200(處理(3))。在中繼站裝置150將中繼數(shù)據(jù)發(fā)送到移動臺裝置100之前，基站裝置200將被通知的信道信息通知給中繼站裝置150(處理(4))。中繼站裝置150基于被通知的信道信息，在從基站裝置200接收的多載波信號中，選擇接收質量比規(guī)定的電平低的副載波，從處理(2)接收的、發(fā)往移動臺裝置100的多載波信號中提取對應于該選擇出的副載波的副載波信號，并作為多載波信號中繼發(fā)送到移動臺裝置100(處理(5))。
接下來，將表示移動臺裝置100以及中繼站裝置150的接收信號的接收強度電平的例子顯示于圖3A～D。另外，在圖3A～D表示的例子中，橫軸的數(shù)字1～8表示副載波號碼，多載波信號由副載波1～8構成。在以下的實施例中也一樣。
圖3A表示圖2的處理(1)中，從基站裝置200發(fā)送到移動臺裝置100的信號的每個副載波的接收強度電平；圖3B表示圖2的處理(2)中，從基站裝置200發(fā)送到中繼站裝置150的信號的每個副載波的接收強度電平；圖3C表示圖2的處理(5)中，從中繼站裝置150發(fā)送到移動臺裝置100的信號的每個副載波的接收強度電平；圖3D表示移動臺裝置100的合成后的信號的每個副載波的接收強度電平。由于受到頻率選擇性衰落傳播路徑的影響，每個副載波的接收強度電平分別不同。
在圖3A所示的信號中，作為接收質量低的(未達到目標接收強度電平)副載波選擇第5個和第7個副載波。中繼站裝置150根據(jù)該選擇結果，在如圖3B所示的接收信號中，如圖3C所示，只對第5個和第7個副載波進行中繼發(fā)送。移動臺裝置100對如圖2的處理(1)接收的圖3A所示的信號、與如圖2的處理(5)接收的圖3C所示的信號，進行合成而得到圖3D所示的信號。
接下來，說明移動臺裝置100、中繼站裝置150和基站裝置200的結構。
圖4是表示本實施例的移動臺裝置100的結構的方框圖。本實施例的移動臺裝置100包括天線18、接收無線信號的無線接收單元19、去除保護區(qū)間(GI)的GI去除單元20、進行FFT處理的FFT單元21、進行P/S變換的P/S單元22、進行信道估計的信道估計單元23、進行接收信號的解調處理的解調單元24、對經解調處理的信號進行合成的合成單元27、進行解碼處理的解碼單元25、生成信道信息的信道信息生成單元26、進行編碼處理的編碼單元11、進行調制處理的調制單元12、進行S/P變換的S/P單元13、進行IFFT處理的IFFT單元14、插入GI的GI插入單元15以及發(fā)送無線信號的無線發(fā)送單元16。
接下來，說明圖4所示的移動臺裝置100的處理。處理大致區(qū)分為接收處理和發(fā)送處理。
首先，說明接收處理。天線18接收從基站裝置200或者中繼站裝置150等的其它移動臺的無線信號。無線接收單元19對接收的信號進行下變頻等的無線處理來獲取基帶信號。GI去除單元20去除保護區(qū)間。FFT單元21進行FFT處理，將接收信號從時域變?yōu)轭l域，并將各個副載波的接收信號輸出到P/S單元22。P/S單元22進行并行/串行變換。經并行/串行變換處理的接收信號輸出到信道估計單元23、解調單元24和信道信息生成單元26。有關信道信息生成單元26的處理將后述。信道估計單元23估計每個副載波的傳播路徑來生成傳播路徑估計值。傳播路徑估計值輸出到解調單元24。解調單元24通過將輸入的接收信號除以傳播路徑估計值，減少源于傳播路徑的振幅變化以及相位變化的影響的誤差來對信號進行解調。合成單元27將從基站裝置200發(fā)送的信號、與從中繼站裝置150發(fā)送的信號合成。合成出的信號輸出到解碼單元25。解碼單元25對接收信號進行解碼并輸出接收數(shù)據(jù)。
接下來，用圖5的流程圖說明信道信息生成單元26的處理的詳情。在ST(步驟)101，從接收信號中提取導頻信號。在ST102，判斷接收信號為來自基站的信號還是來自中繼站的信號，當接收信號為來自基站的信號時，在ST103，從提取出的導頻信號中測量每個副載波的接收強度電平。在ST104，生成移動臺的來自基站的信號的信道信息。
接下來，說明發(fā)送處理。編碼單元11對輸入的時間序列的發(fā)送數(shù)據(jù)或者信道信息進行Turbo編碼等的編碼處理，并將經編碼處理的發(fā)送信號輸出到調制單元12。另外，對發(fā)送數(shù)據(jù)還是對信道信息進行編碼處理，由各個信號的發(fā)送定時來決定，并通過未示出的控制單元來控制。調制單元12對發(fā)送數(shù)據(jù)進行QPSK或者16QAM等的調制處理。經調制處理的發(fā)送數(shù)據(jù)輸出到S/P單元13。S/P單元13對發(fā)送信號進行串行/并行變換。將經串行/并行變換處理的發(fā)送信號輸出到IFFT單元14。IFFT單元14進行IFFT處理，將頻域的信號變換為時域的信號。經變換為時域的發(fā)送信號輸出到GI插入單元15。GI插入單元15在發(fā)送信號中插入保護區(qū)間。保護區(qū)間通過將一個幀的末尾部分復制于幀的頭部的形式來插入。附加了保護區(qū)間的發(fā)送信號輸入到無線發(fā)送單元16。無線發(fā)送單元16對發(fā)送信號進行上變頻等的無線處理，經無線處理后的發(fā)送信號由天線18發(fā)送。
圖6是表示本實施例的中繼站裝置150的結構的方框圖。對于與圖4相同的結構賦予相同的標記，并省略說明。本實施例的中繼站裝置150包括天線18、接收無線信號的無線接收單元19、去除GI的GI去除單元20、進行FFT處理的FFT單元21、進行P/S變換的P/S單元22、進行信道估計的信道估計單元23、進行接收信號的解調處理的解調單元24、進行解碼處理的解碼單元25、提取中繼的副載波信號的中繼處理單元37、進行IFFT處理的IFFT單元14-2、插入GI的GI插入單元15-2、發(fā)送無線信號的無線發(fā)送單元16-2、進行編碼處理的編碼單元36、進行調制處理的調制單元12、進行S/P變換的S/P單元13、進行IFFT處理的IFFT單元14-1、插入保護間隔的GI插入單元15-1以及發(fā)送無線信號的無線發(fā)送單元16-1。
接下來，說明中繼處理單元37的結構和處理的詳情。中繼處理單元37包括信道信息提取單元31，從接收信號中提取信道信息；副載波選擇單元32，選擇中繼的副載波；副載波選擇信息存儲單元34，存儲由副載波選擇單元32選擇的副載波信息；中繼數(shù)據(jù)提取單元33，根據(jù)存儲于副載波選擇信息存儲單元34的信息，從中繼數(shù)據(jù)中提取由副載波選擇單元32選擇的副載波信號；以及副載波分配單元35，分配副載波。
接下來，用圖7的流程圖說明中繼處理單元37的處理。
在ST(步驟)151，信道信息提取單元31從由P/S單元22輸入的信號(從基站裝置200接收的信號)中提取信道信息。該信道信息為從基站裝置200發(fā)送的信號的移動臺裝置100的信道信息，中繼站裝置150還從基站裝置200與信道信息一起接收生成該信道信息的移動臺裝置100的識別信息。提取出的信道信息輸入到副載波選擇單元32。
ST152中，副載波選擇單元32基于提取出的信道信息，選擇接收強度電平比規(guī)定的目標接收強度電平低的副載波。比如，被提供了如圖3A那樣的信道信息時，由于第5個和第7個的副載波的接收質量低，用于確定第5個和第7個副載波的信息被作為選擇副載波信息來生成。
在ST153，對于移動臺裝置100的每個識別信息，將該副載波選擇結果作為副載波選擇信息(被選擇的副載波的識別信息等)存儲于副載波選擇信息存儲單元34。
在ST154，中繼數(shù)據(jù)提取單元33從副載波選擇信息存儲單元34中得到與中繼目的地的移動臺裝置100的識別信息相一致的副載波選擇信息，基于得到的副載波選擇信息，提取要中繼發(fā)送的副載波信號，并輸出到副載波分配單元35。
在ST155，副載波分配單元35將要中繼發(fā)送的副載波信號分配給各個副載波。在本例中，副載波分配單元35通過進行與中繼站裝置150所接收的多載波信號的映射相同的映射，將要中繼發(fā)送的副載波信號分配給各個副載波。也就是，將提取出的副載波信號不改變對副載波的分配而分配給各個副載波。由此，在移動臺裝置100能夠簡單地對從基站裝置200發(fā)送的信號和由中繼站裝置150中繼的信號進行合成。
圖8是表示本實施例的基站裝置200的結構的方框圖。對于與圖4相同的結構賦予相同的標記，并省略說明。本實施例的基站裝置200接收來自移動臺裝置100或者中繼站裝置150的數(shù)據(jù)信號以及來自移動臺裝置100的信道信息，發(fā)送發(fā)往中繼站裝置150的發(fā)送數(shù)據(jù)、發(fā)往移動臺裝置100的發(fā)送數(shù)據(jù)、以及發(fā)往中繼站裝置150的信道信息和生成了該信道信息的移動臺裝置100的識別信息。
接下來、利用圖9的流程圖詳細說明基站裝置200的信道信息提取單元41以及中繼管理單元42的處理。
在ST(步驟)201，信道信息提取單元41與圖6的中繼站裝置150的信道信息提取單元31同樣，從接收信號中提取信道信息。繼而，判斷接收信號是否為信道信息。當接收信號不為信道信息時，不進行中繼。當接收信號為信道信息時，進入ST202。
在ST202，在信道信息提取單元41進行提取處理。
在ST203，根據(jù)由中繼管理單元42管理的、哪個中繼站進行哪個移動臺的中繼的信息，指定成為信道信息的目的地的中繼站裝置150。
接下來，其中繼目的地已指定的信道信息輸入S/P單元13，在進行發(fā)送處理后，發(fā)送到中繼站裝置150。
這樣在本實施例中，因為將由中繼站裝置150中繼的副載波限定于在移動臺裝置100和基站裝置200之間的接收質量低的副載波(也就是，需要分集效果的副載波)，所以能夠比中繼所有的副載波的情形減少中繼站裝置150的發(fā)送功率。
而且，在移動臺裝置100中，因為能夠對從基站裝置200發(fā)送的信號與從中繼站裝置150發(fā)送的信號進行合成來接收，所以能夠使提高接收質量、減少位差錯率，或者以更高的數(shù)據(jù)速率進行的通信成為可能。
另外，本實施例中，雖然信道信息從移動臺裝置100發(fā)送到基站裝置200，從基站裝置200中繼回中繼站裝置150，但是使移動臺裝置100直接向中繼站裝置150發(fā)送也是可以的。
另外，本實施例雖然通過移動臺裝置100生成信道信息，但是通過基站裝置200利用接收質量來生成信道信息也是可以的。
另外，在本實施例中，用于發(fā)送中繼數(shù)據(jù)的信道信息雖然為對應幀的信道信息，但是利用前幾個幀的信道信息也是可以的。
另外，在本實施例中，信道信息與發(fā)送信息雖然分別發(fā)送，但是由相同的幀發(fā)送也是可以的。
另外，在TDD-OFDM方式時，基站裝置200通過從移動臺裝置100發(fā)送到基站裝置200的上行鏈路的信號的接收質量來生成信道信息，并發(fā)送到中繼站裝置150也是可以的。
另外，在本實施例中，雖然使用接收質量作為接收強度，但是利用SIR、SNR、SINR或者干擾量也是可以的。
另外，目標接收強度電平設定為在移動臺裝置100中能夠滿足所希望的差錯率特性的接收強度電平也是可以的。
另外，對于中繼站裝置150發(fā)送中繼信號的定時，還可以預先通過基站裝置200或者高層站的未示出的控制站進行控制，以使與基站裝置200向移動臺裝置100發(fā)送的信號的發(fā)送定時不相重疊。
另外，對于中繼站裝置150的選擇，基站裝置200、高層的控制站裝置或者移動臺裝置100選擇接收質量良好的中繼站裝置也是可以的。
另外，進一步具有功率控制單元來控制每個副載波的功率強度也是可以的。通過中繼站裝置計算在移動臺的分集效果，并進行功率控制以使達到規(guī)定的目標電平也是可以的。有關分集效果的計算方法，進行控制使選擇出來的每個副載波的功率電平保持于大于等于從在移動臺的接收目標電平減去在移動臺實際接收的電平也是可以的。另外，將經減法處理而得到的每個副載波的功率強度設定為最低電平，設定從該最低電平附加固定的裕量(margin)而提高功率強度也是可以的。另外，根據(jù)移動臺和中繼站之間的傳播路徑特性來進行功率控制也是可以的。另外，根據(jù)中繼站的電池的剩余來控制功率電平也是可以的。
另外，副載波選擇信息從基站或者移動臺發(fā)送，通過中繼站接收該副載波選擇信息，并在副載波選擇信息存儲單元中，作為副載波選擇信息存儲也是可以的。
另外，副載波選擇信息的更新可以在每個規(guī)定時間進行，也可以在每接收規(guī)定數(shù)目的中繼幀進行。
另外，對應每個中繼幀(單一或者多個)來保有副載波選擇信息也是可以的。
另外，中繼數(shù)據(jù)提取單元采取包括副載波選擇信息存儲單元的結構也是可以的。
(實施例2)在本實施例中，公開以下的例子中繼站裝置利用移動臺裝置的、來自中繼站裝置的信號中接收質量高的副載波，對移動臺裝置的、來自基站的信號中接收質量低的副載波的信號進行中繼。
如圖10所示，本實施例的移動臺通信系統(tǒng)由移動臺裝置100、中繼站裝置160和基站裝置200構成。
接下來，用圖11所示的時序圖說明整體處理。
處理(1)～(4)與實施例1(圖2)相同，本實施例中，重復進行處理(1)～(4)與幀數(shù)一樣多的次數(shù)。如圖11所示的例子，對3個幀重復進行處理。
接下來，移動臺裝置100生成表示從中繼站裝置160傳送的信號的接收質量的電平的信道信息，并發(fā)送到基站裝置200(處理(5))?；狙b置200也將該信道信息向中繼站裝置160中繼(處理(6))。中繼站裝置160在從基站裝置200接收的信號中，將通過信道信息指定的需要中繼的、相當于多個幀的副載波的發(fā)往移動臺裝置100的信號改變副載波的映射并合成，作為幀4向移動臺裝置100進行中繼發(fā)送(處理(7))。
圖12～圖14是用于說明本實施例的處理概念的圖。與實施例1相同，使用接收強度電平作為接收質量。在圖12中，幀1～3為基站裝置200向移動臺裝置100和中繼站裝置160順序發(fā)送的幀信號；在圖14中，幀4表示對這些幀1～3的幀信號通過改變副載波的映射來合成所述幀1～3的幀信號的中繼站裝置160向移動臺裝置100發(fā)送的幀信號。
圖12(a)～(c)表示利用圖11的處理(1)的幀1～3從基站裝置200發(fā)送的信號在移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平。另外，圖12(d)～(f)表示利用圖11的處理(2)的幀1～3從基站裝置200發(fā)送的信號在中繼站裝置160的每個副載波的接收強度電平。另外，圖13表示從中繼站裝置160發(fā)送的信號的、移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平。圖13所示的接收強度電平為在幀4的通信之前預先測定的、經過圖11的處理(5)和處理(6)而發(fā)送的接收強度電平。圖14表示利用圖11的處理(7)的幀4從中繼站裝置160發(fā)送的中繼信號在移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平。
如圖12(a)～(c)所示，在圖11的處理(1)中，幀1的第5以及第7副載波、幀2的第2以及第5副載波、和幀3的第3以及第5副載波的接收強度電平沒有達到目標接收強度電平，接收質量低。因此，中繼站裝置160在從基站裝置200接收的信號中，提取圖12(d)的第5以及第7副載波、圖12(e)的第2以及第5副載波、和圖12(f)的第3以及第5副載波的信號來進行中繼發(fā)送。
另外，中繼站裝置160基于中繼站裝置和移動臺裝置之間的信道信息(圖13)，選擇接收強度電平達到閾值的副載波(接收質量高的副載波)作為用于中繼發(fā)送的副載波。在圖13中，因為除了第2以及第6之外，其余的副載波的接收質量都高，所以中繼站裝置160選擇第1、第3、第4、第5、第7和第8的副載波作為用于中繼發(fā)送的副載波。中繼站裝置160如圖14所示，將圖12(d)、(e)、(f)中提取出的中繼信號分配給各自不同的用于中繼發(fā)送的副載波，來生成中繼幀的幀4。這樣，經過幾次提取的副載波信號分配給各自不同的副載波，由此能夠將中繼發(fā)送數(shù)據(jù)匯總在一起而發(fā)送，所以能夠減少中繼站裝置的發(fā)送次數(shù)，能夠降低發(fā)送功率。
在圖14中，將圖12(d)的第5、第7副載波信號映射于幀4的第7、第8的副載波；將圖12(e)的第2、第5副載波信號映射于幀4的第4、第5的副載波；將圖12(f)的第3、第5副載波信號映射于幀4的第1、第3的副載波。
在圖14所示的例子中，作為映射方法，以幀4的副載波號碼的降序，按照幀1、幀2、幀3的順序(在幀1到幀3的每一個中，以副載波號碼的降序)來分配。另外，從副載波號碼的小的開始順次分配也是可以的。
在移動臺裝置100中采用以下的方法來預先共有映射方法通過另外從中繼站裝置160接收、或者向中繼站裝置160發(fā)送有關哪個中繼信號(幀1～3)的哪個副載波被分配給中繼幀(幀4)的哪個副載波的映射信息。
在共有映射方法時，因為移動臺裝置100與中繼站裝置160共有基站裝置和移動臺裝置之間的信道信息以及中繼站裝置和移動臺裝置之間的信道信息的兩個信息，所以至于中繼站裝置160如何映射，移動臺裝置100能夠進行估計。因此移動臺裝置100能夠將從基站裝置200發(fā)送的信號、與從中繼站裝置160中繼發(fā)送的信號合成。
圖15是表示本實施例的中繼站裝置160的結構的方框圖。對于與圖6相同的結構賦予相同的標記，并省略說明。
信道信息提取單元51提取接收信號中的信道信息。提取出的信道信息，為基站裝置200和移動臺裝置100之間的信道信息以及中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的信道信息的兩個信息?；狙b置200和移動臺裝置100之間的信道信息輸出到中繼副載波選擇單元53。中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的信道信息輸出到中繼發(fā)送副載波選擇單元52。
中繼副載波選擇單元53基于基站裝置200和移動臺裝置100之間的信道信息，在從基站裝置200向移動臺裝置100發(fā)送的信號中，選擇接收質量低、需要中繼的副載波。繼而，中繼副載波選擇單元53將作為需要中繼而選擇的副載波的信息輸出到中繼數(shù)據(jù)提取單元33。
中繼數(shù)據(jù)提取單元33將從發(fā)往移動臺裝置100的信號中提取選擇出的副載波的信號來生成中繼數(shù)據(jù)。中繼數(shù)據(jù)輸入中繼數(shù)據(jù)緩沖器54存儲起來。
在中繼數(shù)據(jù)緩沖器54，當中繼數(shù)據(jù)超過規(guī)定的數(shù)量、或者超過規(guī)定的時間后，將中繼數(shù)據(jù)匯總并輸入到副載波分配單元35。
中繼發(fā)送副載波選擇單元52基于中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的信道信息，選擇中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的接收質量高的副載波，確定為用于中繼發(fā)送的副載波。選擇出來的用于中繼發(fā)送的副載波的信息輸出到副載波分配單元35。副載波分配單元35將中繼數(shù)據(jù)分配給用于中繼發(fā)送的副載波。
接下來參照圖16說明本實施例的中繼處理的動作流程。
首先，在ST(步驟)161，在信道信息提取單元51進行信道信息的提取處理。
在ST162，中繼副載波選擇單元53從信道信息，對每個副載波進行接收質量是否低(接收強度電平是否小于目標接收強度電平)的判斷，選擇接收質量低的副載波。繼而，在ST163判斷是否存在接收質量低的副載波。當在ST163不存在接收質量低的副載波時，進入ST167。另一方面，當在ST163存在接收質量低的副載波時，進入ST164。
在ST164，中繼數(shù)據(jù)提取單元33進行提取處理，即從發(fā)往移動臺裝置100的信號中，提取分配給在ST162選擇出來的副載波的信號。
在ST165、166、167中，進行中繼數(shù)據(jù)緩沖器54的處理。
在ST165，中繼數(shù)據(jù)提取單元33將在ST164提取出的中繼數(shù)據(jù)存儲于中繼數(shù)據(jù)緩沖器54。
在ST166，中繼數(shù)據(jù)緩沖器54對存儲下來的中繼數(shù)據(jù)的數(shù)目與閾值進行比較，當中繼數(shù)據(jù)的數(shù)目超過閾值時進入ST168，當小于等于閾值時進入ST167。
在ST167，調查在中繼數(shù)據(jù)緩沖器54的中繼數(shù)據(jù)的存儲時間，當存儲下來的中繼數(shù)據(jù)中最舊的數(shù)據(jù)的存儲時間超過最大存儲時間時，進入ST168，當小于等于最大存儲時間時返回ST161以便等待接收下一幀。
在ST168，中繼發(fā)送副載波選擇單元52根據(jù)中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的信道信息，對每個副載波判斷接收質量，確定用于發(fā)送的副載波。
繼而，在ST169，副載波分配單元35進行對副載波的分配處理。
像這樣，在本實施例中，因為中繼站裝置160利用中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的接收特性良好的副載波進行中繼，所以能夠提高移動臺裝置100的接收質量，進一步因為能夠匯總多個幀的中繼信號來發(fā)送，所以能夠減少中繼站裝置160的發(fā)送次數(shù)。因此，能夠減少為了中繼運轉發(fā)送放大器的次數(shù)，能夠進一步減少中繼站裝置的消耗功率。
另外，在本實施例中，需要根據(jù)中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的接收質量而生成的信道信息。在上述說明中，雖然說明了這些信道信息從移動臺裝置100經由基站裝置200而發(fā)送，但是從移動臺裝置100直接向中繼站裝置160發(fā)送也是可以的。
另外，在TDD-OFDM的情形，與實施例1相同，根據(jù)通過基站裝置200測量的移動臺裝置100和基站裝置200之間的接收質量而生成信道信息來代替基站裝置200和移動臺裝置100之間的信道信息，并從基站裝置200直接發(fā)送到中繼站裝置160也是可以的。另外，根據(jù)移動臺裝置100和中繼站裝置160之間的接收質量來生成中繼站裝置160和移動臺裝置100之間的信道信息也是可以的。像這樣，當移動臺裝置100不生成信道信息時，為了共有副載波的映射信息，中繼站裝置160將信道信息或者映射結果發(fā)送到移動臺裝置100，而使在移動臺裝置100容易得知哪個中繼信號分配給了哪個副載波。
(實施例3)在本實施例中，表示多個中繼站裝置只中繼分別負責的副載波的例子。
如圖17所示，本實施例的移動通信系統(tǒng)由移動臺裝置100、多個中繼站裝置170-1、170-2和基站裝置200構成。
接下來，用圖18所示的時序圖說明整體處理。基站裝置200向移動臺裝置100發(fā)送信號(處理(1))。此時，中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2都接收由基站裝置200發(fā)送的信號(處理(2)、(3))。接下來、移動臺裝置100生成表示接收質量的電平的信道信息，并將該基站裝置200和移動臺裝置100之間的信道信息報告給基站裝置200(處理(4))?；狙b置200將該信道信息通知給中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2(處理(5)、(6))。中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2在從基站裝置200接收的信號中，對基于信道信息判斷為需要中繼的、各自負責的多個副載波(負責副載波)的、發(fā)往移動臺裝置100的信號，互相取得同步地向移動臺裝置100中繼發(fā)送(處理(7)、(8))。像這樣，因為中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2通過互相取得同步地發(fā)送信號，移動臺裝置100能夠在同一時期接收來自中繼站裝置170-1的信號和來自中繼站裝置170-2的信號，所以能夠合并處理接收的多個信號而提高處理效率。
接下來，將表示移動臺裝置100以及中繼站裝置170-1、170-2的接收信號的接收強度電平的例子顯示于圖19A～F。與實施例1相同，使用接收強度電平作為接收質量。
圖19A表示在圖18的處理(1)中由基站裝置200發(fā)送的信號在移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平；圖19B表示在圖18的處理(2)中由基站裝置200發(fā)送的信號在中繼站裝置170-1的每個副載波的接收強度電平；圖19C表示在圖18的處理(3)中由基站裝置200發(fā)送的信號在中繼站裝置170-2的每個副載波的接收強度電平；圖19D表示在圖18的處理(7)中由中繼站裝置170-1發(fā)送的信號在移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平；圖19E表示在圖18的處理(8)中由中繼站裝置170-2發(fā)送的信號在移動臺裝置100的每個副載波的接收強度電平；圖19F表示由移動臺裝置100合成的每個副載波的接收強度電平。由于受到頻率選擇性衰落傳播路徑的影響，每個副載波的接收強度電平彼此不同。
預先設定中繼站裝置170-1負責第2、4、6、8個副載波；中繼站裝置170-2負責第1、3、5、7個副載波。從基站裝置200向移動臺裝置100發(fā)送的信號中，如圖19A所示，第2、5、7個副載波的接收質量未達到目標接收強度電平，接收質量低。這些副載波中，由中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2各自中繼所負責的副載波的信號。因此，中繼站裝置170-1如圖19D所示中繼第2個副載波，中繼站裝置170-2如圖19E所示中繼第5個、第7個副載波。移動臺裝置100對從基站裝置200、中繼站裝置170-1、中繼站裝置170-2向移動臺裝置100發(fā)送的信號進行合成。
接下來，說明中繼站裝置170-1、170-2的結構。圖20是表示本實施例的中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2的結構的方框圖。中繼站裝置170-1和中繼站裝置170-2采用相同的結構。對于與圖6相同的結構賦予相同的標記，并省略說明。
負責副載波信息提取單元72提取各個中繼站所負責的副載波號碼，并輸出到副載波選擇單元71。副載波選擇單元71從負責副載波中，基于信道信息選擇接收質量低的副載波，并將選擇出的副載波號碼，輸出到中繼數(shù)據(jù)提取單元33以及副載波分配單元35。
接下來參照圖21說明本實施例的中繼處理的動作流程。
首先，在ST(步驟)171，在信道信息提取單元31進行信道信息的提取處理。
在ST172，負責副載波信息提取單元72進行本站負責的副載波信號的提取處理。
在ST173，副載波選擇單元71根據(jù)信道信息，對每個副載波進行接收質量是否低(接收強度電平是否不足于目標接收強度電平)的判斷，選擇接收質量低的副載波。繼而，在ST174判斷在所負責的副載波中是否存在接收質量低的副載波。當在ST174不存在接收質量低的副載波時，結束中繼數(shù)據(jù)生成處理。另一方面，當在ST174存在接收質量低的副載波時，進入ST175。
在ST175，中繼數(shù)據(jù)提取單元33進行提取處理，即從發(fā)往移動臺裝置的信號中，提取分配給在ST173選擇出來的副載波的信號。
在ST176，副載波分配單元35對在ST175提取出的中繼數(shù)據(jù)進行分配處理，即分配給與該中繼數(shù)據(jù)從基站裝置200發(fā)送時被分配的副載波相同的副載波。
像這樣，本實施例中，因為通過多個中繼站裝置進行中繼，能夠進一步減少每個中繼站裝置的平均發(fā)送功率。
另外，要中繼的負責副載波既可以由基站裝置200或者高層的控制裝置確定并且通知給各個中繼站裝置170-1、170-2，所述要中繼的負責副載波也可以由移動臺裝置100確定并且通知給各個中繼站裝置170-1、170-2。另外，也可以固定地確定負責副載波，還可以對每個副載波比較中繼站裝置170-1的接收質量和中繼站裝置170-2的接收質量，將各個副載波中的接收質量更高的副載波確定為負責副載波。
另外，各個中繼站裝置中的中繼不取得各個中繼站裝置的同步而以各自的定時來發(fā)送也是可以的。
另外，像實施例2那樣，將中繼時的副載波交換為接收質量高的副載波也是可以的。
(實施例4)本實施例中，表示以下的例子多個中繼站裝置進行中繼，在這些多個中繼站裝置中，最少有一個中繼站裝置對從基站裝置接收的所有的副載波進行中繼，而其它的中繼站裝置對移動臺裝置的接收質量低的一部分副載波輔助性地進行中繼。
如圖22所示，本實施例的移動通信系統(tǒng)由移動臺裝置100、多個中繼站裝置180-1、180-2和基站裝置200構成。
接下來，用圖23所示的時序圖說明整體處理。
基站裝置200向中繼站裝置180-1以及中繼站裝置180-2發(fā)送幀1的信號(處理(1)、(2))。中繼站裝置180-1和180-2向移動臺裝置100同時中繼從基站裝置200接收的幀1的信號(處理(3)、(4))。移動臺裝置100將移動臺裝置100的從中繼站裝置180-1接收的信號的信道信息發(fā)送給中繼站裝置180-2(處理(5))。接下來，基站裝置200向中繼站裝置180-1以及中繼站裝置180-2發(fā)送幀2的信號(處理(6)、(7))。中繼站裝置180-1向移動臺裝置100發(fā)送幀2的信號(處理(8))。中繼站裝置180-2基于幀1的中繼站裝置180-1和移動臺裝置100之間的信道信息，只將接收質量低的副載波向移動臺裝置100發(fā)送(處理(9))。
接下來，將表示移動臺裝置100以及中繼站裝置180-1、180-2的接收信號的接收強度電平的例子顯示于圖24A～F。與實施例1相同，使用接收強度電平作為接收質量。
圖24A表示在圖23的處理(1)中，由基站裝置200發(fā)送的信號中在中繼站裝置180-1的每個副載波的接收強度電平；圖24B表示在圖23的處理(2)中，由基站裝置200發(fā)送的信號中在中繼站裝置180-2的每個副載波的接收強度電平；圖24C表示在圖23的處理(3)中，由中繼站裝置180-1發(fā)送的信號在移動臺裝置100的接收強度電平；圖24D表示在圖23的處理(4)中，由中繼站裝置180-2發(fā)送的信號在移動臺裝置100的接收強度電平；圖24E表示移動臺裝置100接收來自中繼站裝置180-1的信號和來自中繼站裝置180-2的信號時的接收強度電平；圖24F表示移動臺裝置100只接收來自中繼站裝置180-1的中繼信號時的接收強度電平。
如圖24E所示，移動臺裝置100接收來自中繼站裝置180-1的信號和來自中繼站裝置180-2的信號時，由于接收強度中包含來自中繼站裝置180-2的信號的接收強度，不能正確判斷在進行所有的副載波的中繼的中繼站裝置180-1的信號中，哪個副載波的接收質量惡劣。于是，在本實施例中，作為圖23的處理(5)中接收的信道信息，只測量如圖24F所示的中繼站裝置180-1的接收質量。為了進行該測量生成兩種導頻信號。一種導頻為不復用中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻；另一種為復用中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻。
圖25表示本實施例的兩種導頻信號。在該圖中，第1個幀的導頻中沒有復用中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻，而第2個幀的導頻中只在發(fā)送中繼站裝置180-2的中繼信號的副載波中，復用了中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻。移動臺裝置100由第1個幀的導頻，生成圖23的處理(5)中接收的中繼站裝置180-1和移動臺裝置100之間的信道信息。另外，移動臺裝置100利用第2個導頻進行移動臺裝置100的信道估計。
接下來，說明進行輔助性中繼的中繼站裝置180-2的結構。圖26是表示本實施例的中繼站裝置180-2的結構的方框圖。對于與圖6相同的結構賦予相同的標記，并省略說明。
副載波選擇單元61基于信道信息選擇接收質量低的副載波，并將選擇出的副載波號碼，輸出到中繼數(shù)據(jù)提取單元33、導頻選擇單元62以及副載波分配單元63。導頻選擇單元62從預定周期或者預定定時，選擇是否插入導頻信號。當插入導頻信號時，導頻信號輸出到副載波分配單元63。
接下來參照圖27說明本實施例的中繼處理的動作流程。
首先，在ST(步驟)181，在信道信息提取單元31進行信道信息的提取處理。
在ST182，副載波選擇單元61根據(jù)信道信息，對每個副載波進行接收質量是否低(接收強度電平是否小于目標接收強度電平)的判斷，選擇接收質量低的副載波。繼而，在ST183判斷是否存在接收質量低的副載波。當在ST183不存在接收質量低的副載波時，結束中繼數(shù)據(jù)生成處理。另一方面，當在ST183存在接收質量低的副載波時，進入ST184。
在ST184，中繼數(shù)據(jù)提取單元33進行提取處理，即從發(fā)往移動臺裝置的信號中，提取分配給在ST182選擇出來的副載波的信號。
在ST185，導頻選擇單元62判斷是否為插入導頻信號的周期，當為插入導頻信號的周期時，進入ST186，在進行中繼發(fā)送的副載波中插入導頻信號。另一方面，在ST185不為插入導頻信號的周期時，進入ST187。
在ST187，副載波分配單元63進行將在ST184提取出的中繼數(shù)據(jù)和導頻信號分配給副載波的分配處理。
像這樣，本實施例中，因為移動臺裝置100接收兩種導頻信號，即復用來自中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻信號和不復用來自中繼站裝置180-2的中繼信號的導頻信號，所以移動臺裝置100能夠只估計中繼站裝置180-1的接收質量。由此，因為能夠將中繼的副載波限定于來自中繼站裝置180-1的信號在移動臺裝置100的接收質量低的副載波，所以與中繼所有的副載波的情形相比，能夠減少中繼站裝置180-2的發(fā)送功率。
另外，在TDD-OFDM方式，因為中繼站裝置180-1以及中繼站裝置180-2能夠根據(jù)來自移動臺裝置100的上行鏈路的接收質量估計中繼站裝置180-1、180-2與移動臺裝置100之間的接收質量，所以不像本實施例一樣使用導頻也是可以的。
另外，如圖28所示，圖25中在復用中繼站裝置180-1的導頻和中繼站裝置180-2的導頻進行發(fā)送的部分，只發(fā)送中繼站裝置180-2的導頻也是可以的。此時，中繼站裝置180-1和中繼站裝置180-2能夠得到每個中繼站裝置的信道信息。
另外，中繼站裝置180-2不只限定為1個移動臺裝置，多個移動臺裝置也是可以的。
另外，對于導頻信號的復用周期，可以在一個幀中以幾個碼元為單位交替進行，也可以以幾個幀為單位切換進行。
另外，在上述各個實施例中，雖然以中繼站裝置直接與基站裝置進行通信的情形為例進行了說明，但是并不只限于此，在中繼站裝置與基站裝置之間進一步經由其它的中繼站裝置也是可以的。
另外，雖然以第一通信裝置為基站裝置、第二通信裝置為移動臺裝置為例進行了說明，但是第一通信裝置為移動臺裝置、第二通信裝置為基站裝置也是可以的，第一通信裝置和第二通信裝置都為移動臺裝置也是可以的。
另外，基站裝置、中繼站裝置、移動臺裝置各自進行功率控制也是可以的。
另外，上述各個實施例中，雖然以通過硬件來構成本發(fā)明為例進行了說明，本發(fā)明還可以通過軟件來實現(xiàn)。
另外，上述的各功能模塊，典型的由集成電路LSI(大規(guī)模集成電路)來實現(xiàn)。這些既可以分別實行單芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而實行單芯片化。另外，在此雖然稱做LSI，但根據(jù)集成度的不同也可以稱為IC(集成電路)、系統(tǒng)LSI(系統(tǒng)大規(guī)模集成電路)、超LSI(超大規(guī)模集成電路)、極大LSI(極大規(guī)模集成電路)。
另外，集成電路化的技術不只限于LSI，也可以使用專用電路或通用處理器來實現(xiàn)。也可以利用LSI制造后能夠編程的FPGA(Field ProgrammableGate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)，或可以利用將LSI內部的電路單元的連接或設定重新配置的可重配置處理器(Reconfigurable Processor)。
再有，如果隨著半導體技術的進步或者其他技術的派生，出現(xiàn)了替換LSI集成電路的技術，當然也可以利用該技術來實現(xiàn)功能塊的集成化。也有應用生物學技術等的可能性。
本說明書，是根據(jù)2004年9月29日申請的日本專利特愿第2004-285468號。該內容全部包括在此。
工業(yè)實用性本發(fā)明的無線通信裝置具有在中繼從第一無線通信裝置發(fā)往第二無線通信裝置的信號時，抑制消耗功率的增加的效果，能夠適用于伴隨中繼操作的系統(tǒng)，比如多跳(multihop)系統(tǒng)等的用途。
權利要求
1.一種無線通信裝置，包括接收單元，從第一無線通信裝置接收第一多載波信號，該第一多載波信號是由多個副載波構成的；副載波選擇單元，從所述多個副載波中選擇一部分副載波；提取單元，根據(jù)所述副載波選擇單元的選擇結果，從所述第一多載波信號中，提取分配給所述一部分副載波的副載波信號；以及發(fā)送單元，將包含所述副載波信號的第二多載波信號發(fā)送給第二無線通信裝置。
2.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述副載波選擇單元，選擇所述第二無線通信裝置的接收質量低于預定質量的副載波。
3.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述發(fā)送單元，通過與所述第一多載波信號的映射相同的映射，將所述副載波信號分配給構成所述第二多載波信號的副載波。
4.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述發(fā)送單元，將所述副載波信號分配給所述第二無線通信裝置的接收質量高于預定質量的副載波。
5.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述選擇單元，在多個幀中選擇所述一部分的副載波，所述提取單元，提取在所述多個幀中分配給所述一部分副載波的副載波信號，以及所述發(fā)送單元，將各個幀中提取出的多個副載波信號分別分配給不同的副載波。
6.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述副載波選擇單元，在相應的副載波中選擇所述一部分的副載波。
7.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，所述發(fā)送單元，與其它的無線通信裝置取得同步地發(fā)送所述第二多載波信號。
8.如權利要求1所述的無線通信裝置，其中，還包括導頻選擇單元，在預定周期或者預定定時選擇是否將導頻信號插入所述第二多載波信號。
9.一種無線通信方法，包括接收步驟，從第一無線通信裝置接收第一多載波信號，該第一多載波信號是由多個副載波構成的；副載波選擇步驟，從所述多個副載波中選擇一部分副載波；提取步驟，根據(jù)所述副載波選擇步驟的選擇結果，從所述第一多載波信號中，提取分配給所述一部分副載波的副載波信號；以及發(fā)送步驟，將包含所述副載波信號的第二多載波信號發(fā)送給第二無線通信裝置。
10.一種無線通信系統(tǒng)，包括第一無線通信裝置，接收由多個副載波構成的第一多載波信號；以及第二無線通信裝置以及第三無線通信裝置，接收所述第一多載波信號，在該無線通信系統(tǒng)中，第三無線通信裝置選擇所述多個副載波中的一部分副載波，從所述第一多載波信號中提取分配給所述一部分副載波的副載波信號，并將包含所述副載波信號的第二副載波信號發(fā)送給所述第二無線通信裝置，以及所述第二無線通信裝置合成所述第一多載波信號和所述第二多載波信號。
全文摘要
提供一種能夠抑制中繼站裝置的消耗功率的增加的無線通信裝置。在該裝置中，信道信息提取單元(31)從來自基站裝置的接收信號提取信道信息(由基站裝置發(fā)送的信號在移動臺裝置的信道信息)，副載波選擇單元(32)基于信道信息，選擇接收質量低的副載波，中繼數(shù)據(jù)提取單元(33)基于副載波選擇單元(32)的選擇結果，提取要中繼發(fā)送的數(shù)據(jù)，副載波分配單元(35)將要中繼發(fā)送的數(shù)據(jù)分配給用于中繼發(fā)送的副載波。
文檔編號H04B7/26GK101032104SQ20058003297
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者堀內綾子, 西尾昭彥 申請人:松下電器產業(yè)株式會社