專利名稱：無線通信系統(tǒng)、發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及無線通信系統(tǒng)、發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、以及通信方法，在諸如 SC-FDMA系統(tǒng)之類的使用擴頻信號來執(zhí)行通信的無線通信系統(tǒng)中根據(jù)傳播路徑控制頻譜 成形中的消減率。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)關(guān)于下一代移動通信系統(tǒng)進行了大量研究，并且已經(jīng)提出了單頻 重用蜂窩系統(tǒng)作為提高系統(tǒng)頻率利用率的系統(tǒng)，其中每個小區(qū)使用相同頻帶，以使得每 個小區(qū)均能夠使用分配至該系統(tǒng)的整個頻帶。在下行鏈路(從基站設(shè)備到移動臺的通信)中，OFDMA(正交頻分多址)系統(tǒng) 是最為可用的候選。OFDMA系統(tǒng)是一種通過使用OFDM信號將配置在時域和頻域中的 無線資源靈活地分配用于多個移動終端設(shè)備來執(zhí)行通信的系統(tǒng)，OFDM信號通過根據(jù)接 收狀態(tài)對信息數(shù)據(jù)應(yīng)用不同調(diào)制方案(例如64QAM(64元正交幅度調(diào)制)和BPSK( 二進 制相移鍵控))來執(zhí)行通信。在這種情況下，由于使用OFDM信號，PAPR(峰均功率比)可能變得非常高， 并且高峰值功率在針對發(fā)送功率放大功能相對具有余量的下行鏈路通信中不會造成嚴重 的問題，但是在針對發(fā)送功率放大功能不具有余量的上行鏈路(從移動臺到基站設(shè)備)中 的移動終端中將造成致命的問題。因此，在上行鏈路中需要一種基于PAPR較低的單載 波系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。然而，在使用單載波系統(tǒng)時，不可能如同OFDMA系統(tǒng)中一樣通過頻率軸來 根據(jù)接收狀態(tài)來執(zhí)行控制，因此，為了提高傳輸效率，采用SC_FDMA(單載波頻分多 址)系統(tǒng)作為被稱為LTE(長期演進)的下一代蜂窩系統(tǒng)的上行鏈路的傳輸系統(tǒng)，在 SC-FDMA系統(tǒng)中，在識別了整個系統(tǒng)頻帶的接收狀態(tài)之后，通過諸如離散傅立葉變換 (DFT)之類的時間頻率變換將時間軸的單載波信號變換為頻率信號，并將頻率信號映射 至頻帶中具有良好接收狀態(tài)的一部分。此外，在SC-FDMA系統(tǒng)中，為了通過離散頻率來控制信號，關(guān)于針對時間頻 率變換而分塊的信號(在本說明書下文中稱為幀)，將具有比無線傳播路徑中的延遲波的 最大延遲時間長的時間的幀的尾部的一部分波形添加到幀的頭部作為CP(循環(huán)前綴)，并 在接收設(shè)備中移除CP，由此使得可以循環(huán)接收幀中的傳播路徑的延遲波的影響。這使 得可以將無線傳播路徑中的沖激響應(yīng)呈現(xiàn)為等效循環(huán)卷積，并且可以獨立地執(zhí)行對通過 DFT所獲得的離散頻率信號的值的信號處理。通常，在SC-FDMA系統(tǒng)中需要均衡處理用于補償無線傳播路徑導(dǎo)致的失真， 但是在如上所述的能夠使用CP通過離散頻率進行控制的情況下，可以引用發(fā)送均衡技 術(shù)，其中，在事先識別無線傳播路徑的沖激響應(yīng)之后，將頻率響應(yīng)的逆特性與頻率信號 相乘以進行發(fā)送。在發(fā)送均衡技術(shù)中，接收信號的失真已經(jīng)在接收設(shè)備中完全得到了補 償，并且向傳播路徑增益較低的離散頻率分配大量功率，而向增益較高的離散頻率分配少量功率。因此，在小尺寸終端執(zhí)行發(fā)送的上行鏈路中，能量的傳輸效率降低。作為從能量傳輸角度來看能夠最大化接收設(shè)備中的接收能量的頻譜成形技術(shù)， 注水原理在信息理論領(lǐng)域中為人們所公知。圖8示出了注水原理的概念。首先，如圖8(a)所示，如果在針對所有頻率使用相同功率進行接收時獲得接收 信號與噪聲功率比，則能夠確認的是接收信號與噪聲功率比的頻率越高，則能量的傳 輸效率越高，以及頻率越低，則能量的傳輸效率越低。接下來，如圖8(b)所示，在變換為接收噪聲與信號功率比(這是接收信號與噪 聲功率比的倒數(shù))之后，將與橫軸平行的直線P設(shè)置為滿足關(guān)于圖的下列條件。位于直 線P下方、并被噪聲信號功率比和直線P所包圍的部分(圖8(b)中的斜線所指示的部分) 的面積是發(fā)送功率Q。此時，由于直線與每個頻率的噪聲信號功率比之間的差是每個頻 率的發(fā)送功率Q，因而可以確定如圖8(c)所示的要分配至每個頻率的發(fā)送功率。由于在 與發(fā)送功率相對應(yīng)的水量從頂部注入圖8(b)的噪聲信號功率比、并將聚集的水的深度設(shè) 置為發(fā)送功率Q時發(fā)送功率的分布為最優(yōu)，因此這被稱為注水原理。通過應(yīng)用注水原理，應(yīng)用消減處理，向傳播路徑增益較高的頻率分配較大量的 能量，給增益較低的頻率分配較少量的能量，而不給增益顯著低的頻率(圖8(b)中沒有 被分配發(fā)送功率的部分R)分配任何功率。在這種情況下，盡管可以從能量的角度來最大 化接收能量，然而傳播路徑的沖激響應(yīng)的路徑數(shù)目(抽頭數(shù)目)增大，并且作為幀中的信 號干擾的碼間干擾突出，因而造成最大化的接收能量無法利用的問題。為對抗該問題，在以Turbo均衡為代表的具有良好干擾防止功能的非線性迭代 均衡中，在假定糾錯編碼的情況下，利用均衡和解碼來改善可靠度，所述均衡用于通過 移除傳播路徑造成的失真來改善發(fā)送比特的可靠度，所述解碼通過糾錯處理增強發(fā)送比 特的可靠度，然后將改善的可靠度信息作為先驗信息在均衡器與解碼器之間相互發(fā)送， 重復(fù)這一操作，以便針對已經(jīng)通過注水原理對其應(yīng)用了頻譜成形的信號也實現(xiàn)完全的均這里，在利用Turbo均衡技術(shù)的頻譜成形技術(shù)中，當(dāng)?shù)幚硎諗繒r，Turbo均
衡能夠通過頻譜成形和無線傳播路徑來完全防止碼間干擾，并合成在時間軸上擴展的延 遲波分量，由此使得可以有效地利用通過注水原理最大化的接收能量(例如，非專利文 獻2)。這里，迭代處理的收斂狀態(tài)是指，沒有中途停止通過均衡和解碼對可靠度的增 強，并且能夠完全識別發(fā)送比特的信息的狀態(tài)。當(dāng)在上行鏈路上通過多個發(fā)送設(shè)備使用頻譜成形技術(shù)時，執(zhí)行根據(jù)注水原理的 頻譜成形作為一次頻譜成形。此時，當(dāng)使用相同時間和相同頻帶執(zhí)行發(fā)送時，一部分頻 譜重疊。相應(yīng)地，假設(shè)將頻率(頻譜)中的沒有通過一次頻譜成形執(zhí)行消減的部分用于 其他發(fā)送設(shè)備中的發(fā)送，并將功率重新分布至用于發(fā)送的頻率。這使得可以在不降低發(fā) 送比特率的情況下對發(fā)送設(shè)備的信號進行復(fù)用(例如，非專利文獻3)。圖9示出了當(dāng)兩個發(fā)送設(shè)備與基站通信時通過消減進行的頻譜成形的概念。圖 9(a)和(b)分別示出了用于最大化接收能量的一次頻譜成形以及用于對來自多個發(fā)送設(shè) 備的信號進行復(fù)用的二次頻譜成形的概念的示例。首先，在圖9(a)中，每個發(fā)送設(shè)備基于能夠最大化接收能量的注水原理執(zhí)行頻 譜成形(重疊頻譜B101)。然后，在圖9(b)中，通過對頻譜的一部分進行消減作為二次頻譜成形(經(jīng)過消減的頻譜C101)，可以在發(fā)送設(shè)備之間復(fù)用信號，以使其不重疊。二 次頻譜成形中的消減是針對從基站設(shè)備通知的頻譜而執(zhí)行的。基站相繼從在發(fā)送設(shè)備之 間重疊的離散頻率之中選擇交替具有最高傳播路徑增益的頻率用于發(fā)送(以避免用戶之 間的頻譜重疊)。在確保預(yù)定頻帶之后，基站通過對剩余頻率進行消減來執(zhí)行調(diào)度，并向 每個發(fā)送設(shè)備通知調(diào)度結(jié)果。這樣，在對發(fā)送設(shè)備的信號進行頻率復(fù)用時，針對特定用 戶具有良好傳播狀態(tài)的頻率無法用于發(fā)送，并且因此可以考慮針對最優(yōu)注水原理進一步 執(zhí)行頻譜成形，以同時實現(xiàn)對信號的準(zhǔn)最優(yōu)頻譜成形和頻譜復(fù)用。接下來，關(guān)于在通過非線性迭代均衡對信號的分離和檢測完成時的收斂狀態(tài)， 已知也存在非收斂情況，但是可以通過外信息轉(zhuǎn)移(EXIT)分析可視地執(zhí)行其行為。圖 10示出了分析模型的框圖，圖11(a)示出了收斂狀態(tài)的示例，以及圖11(b)示出了非收斂 狀態(tài)的示例。首先，在圖10中，分析模型由均衡器1101和解碼器1102配置，并且用作 相互發(fā)送改善的可靠度的模型。此時，在均衡器1101中，均衡處理需要接收信號、傳播 路徑特性、平均接收信號與噪聲功率比、以及解碼器1102所獲得的可靠度。另一方面， 在解碼器1102中，輸入均衡器1101所獲得的發(fā)送比特的可靠度，并應(yīng)用糾錯處理，以輸 出改善的可靠度。利用互信息(MI)的輸入和輸出特性來示意EXIT分析，以定量地表示發(fā)送比特 的相互改善的可靠度。首先，以Turbo均衡處理技術(shù)相互發(fā)送的是發(fā)送比特的對數(shù)似然 比(LLR)，針對發(fā)送比特為1的概率與發(fā)送比特為0的概率之比獲得自然對數(shù)(底數(shù)為 e (Napier常數(shù))的對數(shù))。這里，與根據(jù)LLR獲得的發(fā)送比特相關(guān)的MI被約束于0到1，
0表示完全沒有獲得與發(fā)送比特相關(guān)的信息，1表示完全獲得與發(fā)送比特相關(guān)的信息。這在圖11 (a)和(b)中示意為均衡器1101和解碼器1102的輸入和輸出特性。在 圖11(a)和(b)中，橫軸表示均衡器的輸入MI，縱軸表示均衡器的輸出Ml。這也意味 著，由于在Turbo均衡中均衡器的輸出MI是解碼器的輸入MI，因而解碼器的輸入和輸出 MI特性的軸與均衡器的輸入和輸出MI特性的軸在同一張圖中是相反的。首先，圖11 (a)示意了迭代處理的收斂狀態(tài)，其中LllOl示出了均衡器的輸入和 輸出特性，以及L1102示出了解碼器的輸入和輸出特性。在圖11(a)中，從原點開始， 由于最初沒有先驗信息，因此如AllOl所示地通過均衡處理獲得Ml。接下來，由于通過 均衡處理所獲得的MI是解碼器的輸入MI，因而如AllOl所示地在水平方向上推進，以 便通過糾錯獲得改善。類似地，當(dāng)按照A1103和A1104的順序繪制軌跡時，相應(yīng)的輸入 和輸出特性將不會交叉，因此最終在解碼器的輸出MI中獲得1，并使得能夠完全識別發(fā) 送比特。另一方面，在圖11(b)中，相應(yīng)的輸入和輸出特性交叉，并在繪制軌跡時，在 交叉點處沒有改善。該狀態(tài)被稱為堆疊，其中檢測誤差甚至在基于Turbo原理進行重復(fù) 之后也不會被消除，并且將迭代處理引入了非收斂狀態(tài)。這是由于傳播路徑在時刻變化。為了解決隨之而來的問題，已經(jīng)提出了自適應(yīng) 編碼調(diào)制方案，其中，從導(dǎo)致收斂狀態(tài)的調(diào)制方案和糾錯編碼的編碼率的組合之中，自 適應(yīng)地選擇使得能夠發(fā)送最多信息比特的調(diào)制方案和編碼率的組合(例如，非專利文獻 4)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻非專 利文獻
非專利文獻1 3GPP TR 25.814V.7.1.0, "Physical layer aspects for evolved Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) Release 7, ” Sept.2006。非專禾O 文獻 2 : Okada, Ibi, and Sampei, "A Proposal on SpectrumShaping exploiting Frequency Clipping for Turbo Equalization” , Technical Report of The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers，Wireless Communication System Research Academy, RCS2006-258, March 2007。非專禾Ij 文獻 3 : A.Okada，S.Ibi and S.Sampei, "Spectrum Shaping Technique Combined with SC/MMSE Turbo Equalizer for High Spectral Efficient Broadband Wireless Access Systems, "ICSPCS2007, Gold Coast, Australia, Dec.2007。非專利文獻4 : S.IBI，T.Matsumoto, R.Thoma, S.Sampei, and N.Morinaga, "EXIT Chart-Aided Adaptive Coding for MMSE Turbo Equalization with Multilevel BICM
infrequency Selective MIMO Channels，，，IEEE Trans.VT，Vol.56, No.6, pp.3749-3756. Nov.2007。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題然而，自適應(yīng)編碼調(diào)制方案是一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，傳輸?shù)谋忍財?shù)目每一幀 都發(fā)生變化，尤其是在傳播路徑狀態(tài)較差時，能夠傳輸?shù)男畔⒘繙p少，因而造成傳輸速 率不穩(wěn)定的問題。此外，在對多個發(fā)送設(shè)備的信號進行復(fù)用時，執(zhí)行成形，以通過消減來與頻率 進行復(fù)用，或者允許重疊作為用戶間干擾。然而，這些處理很可能接近非收斂狀態(tài)。具 體而言，當(dāng)允許重疊時，存在用戶間干擾不完全并且來自所有發(fā)送設(shè)備的信號的檢測精 度惡化的問題。本發(fā)明是考慮到上述問題而作出的，并且本發(fā)明的目的是提供無線通信系統(tǒng)、 發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、以及通信方法，根據(jù)傳播路徑控制頻譜成形中的消減率，由此改 善傳輸特性，并以穩(wěn)定的傳輸速率執(zhí)行通信。解決問題的手段作出本發(fā)明以解決上述問題，本發(fā)明是一種無線通信系統(tǒng)，包括多個發(fā)送設(shè) 備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用 至少包括消減的頻譜成形，以進行發(fā)送；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號；其中所述 接收設(shè)備基于發(fā)送信號生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性相關(guān)的 傳輸路徑信息以及與根據(jù)傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜消減率相關(guān)的消減信息， 以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息和消減信息，根據(jù)所有發(fā)送 設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí) 行頻率復(fù)用。此外，在本發(fā)明中，一種無線通信系統(tǒng)，包括多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信 號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用至少包括消減的頻 譜成形，以進行發(fā)送；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號，其特征在于所述接收設(shè)備 生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息、與根據(jù)傳播路徑特性和接收信號的糾錯編碼的編碼率進行適應(yīng)性控制的頻譜消減率相關(guān)的消減信息、以及與編碼率相關(guān)的編碼信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳 輸路徑信息、消減信息和編碼信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑 特性適應(yīng)性地控制消減率，根據(jù)消減率來控制發(fā)送設(shè)備中的糾錯編碼的編碼率，以應(yīng)用 頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號不重疊。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜的一部分與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于，所述發(fā)送設(shè)備包括一次頻譜成形單元，用于基于傳播路徑特性信息來分布功 率，以使得接收能量增大；二次頻譜成形單元，用于基于所述消減信息至少應(yīng)用消減， 并且其特征在于，所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路徑特性，所 述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路徑的頻率響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于 基于所述傳播路徑特性確定每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單元，用于基于頻譜分配 信息，從接收信號中提取發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元所提 取的信號中至少消除發(fā)送信號的副本；均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出，檢 測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號；解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān) 的信息；解碼單元，用于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信 息；軟副本生成單元，用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副 本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效 果作為傳播路徑特性，來生成接收信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑 估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路徑信息以及與調(diào)度單元所確定的消減率相 關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于，發(fā)送設(shè)備包括編碼單元，用于基于所述編碼信息對發(fā)送信號進行編碼；一次 頻譜成形單元，用于基于傳播路徑特性信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次頻 譜成形單元，用于基于所述消減信息至少應(yīng)用的消減，以及接收設(shè)備包括傳播路徑估 計單元，用于估計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路 徑的頻率響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定接收信號的糾錯編碼的 編碼率以及依照該編碼率的每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單元，用于基于頻譜分配 信息，從接收信號中提取每個發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元 所提取的信號中至少消除發(fā)送信號的副本；均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出 檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號；解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相 關(guān)的信息；解碼單元，用于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù) 信息；軟副本生成單元，用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副 本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效 果作為傳播路徑特性，來生成接收信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑 估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路徑信息、與調(diào)度單元所確定的編碼率相關(guān)的編碼信息、以及與消減率相關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于，所述調(diào)度單元根據(jù)依照所述編碼率的解碼單元的解碼特性確定編碼率。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于，所述調(diào)度單元基于根據(jù)均衡單元的輸入和輸出特性的互信息所計算的EXIT圖來確 定消減率。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)是上述無線通信系統(tǒng)中的任意一種，并且其特征 在于，關(guān)于至少兩個發(fā)送設(shè)備與至少一個接收設(shè)備之間的均衡特性，所述均衡特性包括 關(guān)于第一發(fā)送設(shè)備的第一均衡特性以及關(guān)于第二發(fā)送設(shè)備的第二均衡特性，所述調(diào)度單 元利用所述第一均衡特性和第二均衡特性獲得互信息的差異，當(dāng)所述差異為正時增大第 二發(fā)送設(shè)備的消減率或減小第一發(fā)送設(shè)備的消減率，以及當(dāng)所述差異為負時減小第二發(fā) 送設(shè)備的消減率或增大第一發(fā)送設(shè)備的消減率。此外，在本發(fā)明中，多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分 配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用頻譜成形，以發(fā)送至接收設(shè)備，所述多個發(fā)送 設(shè)備包括一次頻譜成形單元，用于基于與從接收設(shè)備反饋的所述發(fā)送設(shè)備和所述接收 設(shè)備之間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次 頻譜成形單元，用于基于與根據(jù)從接收設(shè)備反饋的傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜 消減率相關(guān)的消減信息來至少應(yīng)用消減，其特征在于，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè) 備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地應(yīng)用頻譜成形，并且執(zhí)行頻率復(fù)用。此外，在本發(fā)明中，多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分 配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用頻譜成形以發(fā)送至接收設(shè)備，所述多個發(fā)送設(shè) 備包括一次頻譜成形單元，用于基于與從接收設(shè)備反饋的所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè) 備之間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次 頻譜成形單元，用于基于與根據(jù)從接收設(shè)備反饋的傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜 消減率相關(guān)的消減信息、以及接收信號的糾錯編碼的編碼率來至少應(yīng)用消減，其特征在 于，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性以及編碼率適應(yīng)性地控制頻 譜成形，并且執(zhí)行頻率復(fù)用。此外，在本發(fā)明中，一種接收設(shè)備，用于從發(fā)送設(shè)備接收信號，所述發(fā)送設(shè)備 配備有一次頻譜成形單元，用于分布功率，以使得接收能量增大；以及二次頻譜成 形單元，用于至少應(yīng)用消減，所述發(fā)送設(shè)備用于將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所 分配的信號應(yīng)用頻譜成形以進行發(fā)送，所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估 計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路徑的頻率響應(yīng)特 性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單 元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，從 頻譜提取單元所提取的發(fā)送信號中至少消除發(fā)送信號的副本；均衡單元，針對來自軟消 除單元的輸出檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號；解調(diào)單元，從檢測到的信號中提取與編 碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息；解碼單元，針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以 恢復(fù)信息；軟副本生成單元，根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副 本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效果作為傳播路徑特性，來生成接收信號副本；以及信息生成單元，生成與傳播路徑估計單元 所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路徑信息以及與調(diào)度單元所確定的消減率相關(guān)的消減 信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。此外，在本發(fā)明 中，一種接收設(shè)備，從發(fā)送設(shè)備接收信號，所述發(fā)送設(shè)備配備 有一次頻譜成形單元，用于分布功率，以使得接收能量增大；以及二次頻譜成形單 元，至少應(yīng)用消減，所述發(fā)送設(shè)備用于將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信 號應(yīng)用頻譜成形以進行發(fā)送，所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路 徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路徑的頻譜響應(yīng)特性；調(diào)度 單元，用于基于所述傳播路徑特性確定接收信號的糾錯編碼的編碼率以及依照該編碼率 的每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取 每個發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元所提取的信號中至少消除 發(fā)送信號的副本；均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā) 送信號；解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息；解碼單元，用 于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信息；軟副本生成單元， 用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副本；等效傳播路徑特性乘 法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效果作為傳播路徑特性，來 生成發(fā)送信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑估計單元所估計的傳播路 徑特性相關(guān)的傳播路徑信息、與調(diào)度單元所確定的編碼率相關(guān)的編碼信息、以及與消減 率相關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。此外，本發(fā)明的接收設(shè)備是上述接收設(shè)備中的任意一種，并且其特征在于，所 述調(diào)度單元基于根據(jù)傳播路徑特性所計算的EXIT圖來確定消減率。此外，本發(fā)明的接收設(shè)備是上述接收設(shè)備中的任意一種，并且其特征在于，所 述調(diào)度單元包括用于計算根據(jù)傳播路徑特性所計算的EXIT圖中的初始狀態(tài)下的互信息 與消減率的初始值之間的差異，并判定所述差異是否為正的裝置；用于在所述差異為正 時增大消減率以及在所述差異為負時減小消減率的裝置；用于針對所確定的下一狀態(tài)下 的消減率的組合設(shè)置轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異以及轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差 異，并比較兩個差異的大小的裝置；以及用于在轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異較小時 將轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)設(shè)置為最優(yōu)消減率，并在轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異較大時以轉(zhuǎn)移 后的狀態(tài)作為轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)再次重復(fù)判定互信息的差異的處理的裝置。此外，在本發(fā)明中，一種無線通信系統(tǒng)中的通信方法，所述無線通信系統(tǒng)包 括多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所 分配的信號應(yīng)用至少包括消減的頻譜成形；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號，所述方 法的特征在于接收設(shè)備基于發(fā)送信號生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳 播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息以及與根據(jù)傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜消減率 相關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息和消減信 息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，以應(yīng) 用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。此外，在本發(fā)明中，一種無線通信系統(tǒng)中的通信方法，所述無線通信系統(tǒng)包 括多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用至少包括消減的頻譜成形；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號，所述方法的特征在于所述接收設(shè)備生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特 性相關(guān)的傳輸路徑信息、與根據(jù)傳播路徑特性和接收信號的糾錯編碼的編碼率進行適應(yīng) 性控制的頻譜消減率相關(guān)的消減信息、以及與編碼率相關(guān)的編碼信息，以反饋至發(fā)送設(shè) 備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息、消減信息和編碼信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備 和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，根據(jù)消減率來控制發(fā)送設(shè)備 中的糾錯編碼的編碼率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。此外，本發(fā)明的通信方法是上述通信方法中的任意一種，并且其特征在于，發(fā) 送設(shè)備通過消減使得頻譜不與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。此外，本發(fā)明的通信方法是上述通信方法中的任意一種，并且其特征在于，發(fā) 送設(shè)備通過消減使得頻譜的一部分與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。此外，本發(fā)明的通信方法是上述通信方法中的任意一種，并且其特征在于，所 述消減率是基于根據(jù)傳播路徑特性所計算的EXIT圖確定的。此外，本發(fā)明的通信方法是上述通信方法中的任意一種，并且其特征在于，包 括對于消減率，計算通過傳播路徑特性所計算的EXIT圖的初始狀態(tài)下的互信息與消減 率的初始值之間的差異，并判定所述差異是否為正的步驟；在所述差異為正時增大消減 率以及在所述差異為負時減小消減率的步驟；針對所確定的下一狀態(tài)下的消減率的組合 設(shè)置轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異以及轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異，并比較兩個 差異的大小的步驟；以及在轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異較小時將轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)設(shè)置 為最優(yōu)消減率，以及另一方面在轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異較大時，以轉(zhuǎn)移后的狀 態(tài)作為轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)，再次返回判定互信息的差異的步驟。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)時刻變化的傳播路徑而增大消減率，或者經(jīng)過消減的頻率分 配用于發(fā)送以便由此減小消減率，因而使得可以確保迭代控制的收斂狀態(tài)，并在增大能 量傳輸量的同時以穩(wěn)定的傳輸速率傳輸信息。根據(jù)本發(fā)明，可以重疊頻譜的一部分，由此不僅能夠使用具有更好接收狀態(tài)的 頻率進行傳輸，而且還能夠通過重疊而利用少量頻率資源來傳輸大量信息。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備的第一實施例的框圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的接收設(shè)備的第一實施例的框圖。圖3示出了均衡器和解碼器的輸入和輸出特性，其中圖3(a)示出了在通過二次 頻譜成形以50%的比率對頻譜進行消減的情況下每個發(fā)送設(shè)備的接收信號中的EXIT圖的 示例，以及圖3(b)示出了在發(fā)送設(shè)備1的信號和發(fā)送設(shè)備2的信號的消減率改變?yōu)樽顑?yōu) 消減率的情況下的接收信號中的EXIT圖的示例。圖4示出了通過使用EXIT圖來設(shè)置消減率的方法的概念。圖5是處理流程圖。圖6示出了在允許每個發(fā)送設(shè)備的信號重疊時的頻譜成形的概念，其中圖6(a) 示出了一次頻譜成形的概念，以及圖6(b)示出了二次頻譜成形的概念。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的接收設(shè)備的第二實施例的框圖。圖8是示出了注水原理的概念的說明視圖。圖9是示出了在兩個發(fā)送設(shè)備與基站設(shè)備通信時通過消減進行頻譜成形的概念 的說明視圖。圖10是外部信息交換分析模型的框圖。圖11示出了均衡器和解碼器的輸入和輸出特性，其中圖11(a)示出了在通過非 線性迭代均衡分離和檢測信號完成時的收斂狀態(tài)的示例，以及圖11(b)示出了非收斂狀 態(tài)的示例。圖12示出了在糾錯編碼為卷積編碼時解碼器的互信息的輸入和輸出特性。圖13示出了用于在第三實施例中進行優(yōu)化的EXIT圖的示例。
具體實施例方式下面將參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。在以下實施例中，將以發(fā)送設(shè)備的數(shù)目為2進行描述。在下面示出的實施例 中，除非另有說明，上行鏈路通信針對通常所指的從移動臺到基站的通信，然而本發(fā)明 的通信并不局限于此。注意，移動臺表示為上面所描述的發(fā)送設(shè)備。另外，使用頻域 SC/MMSE (具有最小均方誤差的軟消除器)Turbo均衡作為具有干擾防止功能的非線性迭 代均衡技術(shù)，然而，具有干擾防止功能的非線性迭代均衡的情況在本質(zhì)上是相同的，因 此不限于此。[第一實施例]作為第一實施例，將針對如下情況進行描述適應(yīng)性地控制在不允許重疊的情 況下對頻譜進行消減所采用的比率。發(fā)送設(shè)備(移動臺設(shè)備)的示例如圖1所示。該發(fā) 送設(shè)備包括編碼單元1、交織器2、調(diào)制單元3、DFT單元4、傳播路徑信息檢測單元5、 一次頻譜成形單元6、消減信息檢測單元7、二次頻譜成形單元8、IDFT (離散傅立葉逆 變換)單元9、導(dǎo)頻信號生成單元10、導(dǎo)頻信號復(fù)用單元11、CP插入單元12、無線單元 13、以及發(fā)射天線14。首先，在編碼單元1中對信息比特進行糾錯編碼，并在交織器2中對所獲得的編 碼比特進行重新排列。在調(diào)制單元3中對交織后的編碼比特進行調(diào)制，并由DFT單元4 變換為頻率信號。另一方面，由用于檢測與從基站設(shè)備(接收設(shè)備)反饋的傳播路徑特 性相關(guān)的信息(傳播路徑信息)的傳播路徑信息檢測單元5來檢測傳播路徑特性，并由一 次頻譜成形單元6根據(jù)傳播路徑特性將用于分布能量的注水原理應(yīng)用于DFT單元4所獲 得的發(fā)送頻譜。接下來，消減信息檢測單元7檢測二次頻譜成形的消減信息，并由二次頻譜成 形單元8執(zhí)行二次頻譜成形，二次頻譜成形的消減信息是基于從基站設(shè)備反饋的基站設(shè) 備的調(diào)度而確定的。其后，IDFT單元9執(zhí)行至?xí)r間信號的再變換。然后，由導(dǎo)頻信號 生成單元10生成用于估計傳播路徑特性的導(dǎo)頻信號，以便由導(dǎo)頻信號復(fù)用單元11將其與 從IDFT單元9輸出的時間信號復(fù)用。其后，CP插入單元12將CP添加到復(fù)用后的發(fā)送 信號，以便由無線單元13上變換至射頻，并由發(fā)射天線14進行發(fā)射。每個發(fā)送設(shè)備以 相同方式執(zhí)行操作。注意，這里針對一次頻譜成形單元6中的注水原理的情況進行了說明，然而，接收能量增大的成形也是本質(zhì)相同的技術(shù)，因此不局限于注水原理。圖2示出了接收設(shè)備的示例。接收設(shè)備包括接收天線21、無線單元22、CP移除單元23、導(dǎo)頻分離單元24、第一傳播路徑估計單元25-1、第二傳播路徑估計單元25-2、 調(diào)度單元26、傳播路徑信息生成單元/消減信息生成單元27、緩沖器28、第一 DFT單 元29、頻譜提取單元30、軟消除單元31-1和31-2、均衡單元32_1和32_2、IDFT單元 33-1和33-2、解調(diào)單元34-1和34-2、解交織器35_1和35_2、解碼單元36_1和36_2、 交織器37-1和37-2、軟副本生成單元38-1和38-2、第二 DFT單元39_1和39_2、等效 傳播路徑乘法運算單元40-1和40-2、以及判定單元41-1和41-2。這里，框50_1是用 于只檢測來自第一發(fā)送設(shè)備的信號的框，以及框50-2是用于只檢測來自第二發(fā)送設(shè)備的 信號的框。在接收設(shè)備中，接收天線21同時接收從兩個發(fā)送設(shè)備發(fā)送的接收信號，以便在 無線單元22中從射頻下變換至基帶。接下來，在CP移除單元23中移除CP，以將其 輸入到導(dǎo)頻分離單元24內(nèi)。在導(dǎo)頻分離單元24中，將來自每個發(fā)送設(shè)備的導(dǎo)頻信號和 數(shù)據(jù)信號與接收到的信號分離，并在第一傳播路徑估計單元25-1和第二傳播路徑估計單 元25-2中利用分離出的導(dǎo)頻信號來估計從各個發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路徑的頻率響 應(yīng)。在調(diào)度單元26中，基于傳播路徑估計單元25-1和25-2的估計值確定每個發(fā)送設(shè)備 中的注水原理和消減率，在傳播路徑信息生成部分/消減信息生成部分27中生成與傳播 路徑特性相關(guān)的信息以及與消減率相關(guān)的信息，并將其變換為用于反饋給每個發(fā)送設(shè)備 的信號，以發(fā)送到發(fā)送設(shè)備。與此同時，與傳播路徑特性相關(guān)的信息以及與消減率相關(guān) 的信息保存在緩沖器28中，以便在檢測下一幀的信號時使用。這里，將針對基于注水原理的功率分布和消減方法進行描述。第U個發(fā)送設(shè)備 中要分配至第k個離散頻率的發(fā)送功率由公式(1)表示。[公式1]
fN 丫W(wǎng)lu {k) = ξ-_ “…(1)
、^ X^Xk))其中，mu(k)是分配至第k個離散頻率的實際數(shù)目的發(fā)送功率，Ntl是噪聲功率
密度，Ξ U (k)是第k個離散頻率中的傳播路徑的復(fù)數(shù)增益，以及是的復(fù)共
軛。另外，ξ是所有離散頻率的公共值。該公共值用于根據(jù)總發(fā)送功率而確定的傳輸。 (X) +是消減算子，由此在χ小于0時輸出0，而在χ等于或大于0時輸出χ。注意，這里 基于注水原理進行描述，然而，為了增大接收能量而給具有良好接收狀態(tài)的頻譜分配大 量功率的任意處理在本質(zhì)上是相同的，一次頻譜控制由此并不局限于注水原理。對于按照這種方式獲得的每個頻率的發(fā)送功率，在二次頻譜成形單元中進一步 應(yīng)用了另外的消減，以免在各個發(fā)送設(shè)備之間發(fā)生重疊。這里，備選地根據(jù)重疊的離散 頻率的傳播路徑的最小增益來執(zhí)行消減。執(zhí)行接收處理，其中，該頻譜成形處理所應(yīng)用 的針對頻率信號的增益被視為基站設(shè)備中的傳播路徑的增益。與此同時，對于經(jīng)過消減 的離散頻率的信號，傳播路徑的增益被視為0。另一方面，在第一DFT單元29中，將在導(dǎo)頻分離單元24中分離的數(shù)據(jù)信號變換為頻率信號，并在頻譜提取單元30中通過使用與保存在緩沖器28中的前一幀中與消減率 相關(guān)的信息來分離來自每個發(fā)送設(shè)備的信號。將被分離的來自各個發(fā)送設(shè)備的信號分別 輸入至軟消除單元31-1和31-2，并消除從稍后要描述的等效傳播路徑乘法運算單元40-1 和40-2輸出的接收信號副本。然而，第一次不獲得接收信號副本，因此沒有什么可消除 的。接下來，在均衡單元32-1和32-2中對從軟消除單元31_1和31_2輸出的每個信 號應(yīng)用頻域的均衡，并輸出均衡后的接收信號。然后，在IDFT單元33-1和33-2中， 將均衡后的每個信號變換至?xí)r域，并將其輸入到解調(diào)單元34-1和34-2內(nèi)，并分解為編碼 比特的LLR。解交織器35-1和35-2將所獲得的編碼比特的LLR的排列恢復(fù)為原始排 列，以便由解碼單元36-1和36-2對其應(yīng)用糾錯處理，并輸出可靠度較高的LLR。輸出 的LLR由交織器37-1和37-2進行重排列，并且由軟副本生成單元38_1和38_2生成幅 度與可靠度成比例的發(fā)送信號的副本。這里，調(diào)制方案為正交相移鍵控(QPSK)，并且 當(dāng)構(gòu)成QPSK符號的編碼比特的第1比特和第2比特的LLR分別為入工和λ2時，軟副本 Ssoft由公式⑵表示。[公式2] Ssofi =^tanh
A1
v2
+ j -^= tanh
v2
) 2其中，j是滿足j2 = -1的虛數(shù)單位。接下來，由于必須對均衡后的接收信號進行計算，將按照公式(2)的方式所獲 得的軟副本輸入至均衡單元32-1和32-2，而且還分別輸入到第二 DFT單元39_1和39_2 內(nèi)，以進行軟消除。然后，等效傳播路徑乘法運算單元40-1和40-2將甚至包括頻譜成 形的發(fā)送信號的增益定義為等效傳播路徑，并對該增益進行乘法運算，以生成接收信號 副本。例如，在發(fā)送設(shè)備1的情況下，也將發(fā)送設(shè)備側(cè)的頻譜成形的增益視為傳播路徑 的等效傳播路徑的增益由公式(3)表示。[公式3]T7l(A:) = V^S)5.W... (3)在公式(3)中，Jl1(Ic)是第k個離散頻率中的等效傳播路徑增益，表示為復(fù)數(shù)， In1 (k)是通過公式(1)計算的第k個離散頻率中的頻譜成形增益，以及S1(Ic)是第k個離 散頻率中的復(fù)數(shù)的傳播路徑增益。在等效傳播路徑乘法運算單元40-1和40-2中，將公式(3)所表示的等效傳播路 徑增益與頻率軸的發(fā)送信號副本相乘，以再次輸入至軟消除單元31-1和31-2，并重復(fù)進 行。將該處理重復(fù)預(yù)定次數(shù)，或者直到找不到誤差為止，并且由判定單元41-1和41-2 來最終執(zhí)行對信息比特的判定。按照這種方式，關(guān)于甚至包括頻譜成形所生成的碼間干 擾的傳播路徑的碼間干擾進行抑制，以使得能夠以較高能量檢測信息比特，并且還能夠 再生消減所丟失的頻譜。這里，將針對上述調(diào)度單元26中的二次頻譜成形的方法進行描述。在調(diào)度單
元26中，改變在應(yīng)用一次頻譜成形時重疊的頻譜，以便使用任何其他發(fā)送設(shè)備不用的頻
率，然而，在這種情況下，時刻變換的傳播路徑針對每個發(fā)送設(shè)備都是獨立的，因此使
得消減率可適配每個發(fā)送設(shè)備，以保持所有發(fā)送設(shè)備的收斂狀態(tài)，而不是對每個發(fā)送設(shè)備的信號均等消減是很重要的。使用EXIT圖作為實現(xiàn)這一目的的方法。圖3示出了在發(fā)送終端數(shù)目為2的情況下均等消減的示例。圖3(a)示出了關(guān)于 每個發(fā)送設(shè)備的接收信號的EXIT圖的示例，其中通過二次頻譜成形以50%的比率對頻譜 進行消減，甚至包括通過表明為現(xiàn)有技術(shù)的一次頻譜成形(注水原理)進行的消減。L31 示出了用于檢測發(fā)送設(shè)備1的信號的均衡單元32-1的MI的輸入和輸出特性，L32示出了 用于檢測發(fā)送設(shè)備2的信號的均衡單元32-2的MI的輸入和輸出特性，以及L33示出了解 碼單元36-1和36-2中的MI的輸入和輸出特性。該圖表明，由于在不考慮從發(fā)送設(shè)備2 到基站設(shè)備的傳播路徑的較差狀態(tài)的情況下應(yīng)用消減，因此L32處于非收斂狀態(tài)。由此 可見，L31相對于解碼單元36-1和36-2的特性具有一定的距離，并且具有支持針對糾錯 編碼的傳輸速率的傳播路徑的冗余容量。圖3(b)示出了發(fā)送設(shè)備1的信號和發(fā)送設(shè)備2的信號的消減率改變從而獲得最 優(yōu)消減率的情況。L34示出了用于檢測發(fā)送設(shè)備1的信號的均衡單元32-1的MI的輸入 和輸出特性，L35示出了用于檢測發(fā)送設(shè)備2的信號的均衡單元32-2的MI的輸入和輸出 特性，以及L36示出了解碼單元36-1和36-2中的MI的輸入和輸出特性，L36與L33相 同。在這種情況下，消減不充分地應(yīng)用于發(fā)送設(shè)備2，以減小執(zhí)行消減的比率。另一方 面，來自發(fā)送設(shè)備1的信號是充足的，因此消減率增大至大于50%。按照這種方式，每 個發(fā)送設(shè)備中的均衡單元的MI的輸入和輸出特性的差異減小，并且進行控制以便容易地 保持收斂狀態(tài)。接下來，將針對在調(diào)度單元26中設(shè)置消減率的方法進行描述。圖4示出了通過 使用EXIT圖來設(shè)置消減率的方法的概念。首先，假設(shè)兩個初始狀態(tài)的消減率均為50% (狀態(tài)s)。L41示出了用于檢測發(fā)送設(shè)備1在初始狀態(tài)s下的信號的均衡器32-1的MI的 輸入和輸出特性，L42示出了用于檢測發(fā)送設(shè)備2的信號的均衡器32-2的MI的輸入和輸 出特性，以及L43示出了解碼器36-1和36-2的MI的輸入和輸出特性，分別與L31、L32 和L33相同。此時，計算起始點(橫軸為0時輸出MI)和結(jié)束點(橫軸為1時輸出MI)， 并且最小差Δ Istart和Δ Iaid被視為最優(yōu)。首先，用于檢測發(fā)送設(shè)備1和2在初始狀態(tài)ο 下的每個信號的均衡單元輸出MI為I1start(S)和I2start(S)，結(jié)束點為I1aid(S)和I2aid(S)。發(fā) 送設(shè)備1的起始點和結(jié)束點中的均衡器輸出的接收信號與噪聲功率比由下列公式表示。[公式4]
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，包括多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所 分配的信號應(yīng)用至少包括消減的頻譜成形，以進行發(fā)送；以及 接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號；其中所述接收設(shè)備基于發(fā)送信號生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特 性相關(guān)的傳輸路徑信息以及與根據(jù)傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜消減率相關(guān)的消 減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息和消減信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備 之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。
2.—種無線通信系統(tǒng)，包括多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所 分配的信號應(yīng)用至少包括消減的頻譜成形，以進行發(fā)送；以及 接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號；其中所述接收設(shè)備生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸 路徑信息、與根據(jù)傳播路徑特性和接收信號的糾錯編碼的編碼率進行適應(yīng)性控制的頻譜 消減率相關(guān)的消減信息、以及與編碼率相關(guān)的編碼信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息、消減信息和編碼信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所 述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，根據(jù)消減率來控制發(fā)送設(shè)備中的 糾錯編碼的編碼率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線通信系統(tǒng)，其中，發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜與另 一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號不重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線通信系統(tǒng)，其中，發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜的一 部分與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)送設(shè)備包括一次頻譜成形單元，用于基于傳播路徑特性信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次頻譜成形單元，用于基于所述消減信息至少應(yīng)用消減，以及其中 所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接 收設(shè)備的傳播路徑的頻率響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定每個發(fā)送設(shè)備的消減率； 頻譜提取單元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取每個發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元所提取的信號中至少消除發(fā)送信號的副本； 均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出，檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號； 解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息； 解碼單元，用于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信息； 軟副本生成單元，用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效 果作為傳播路徑特性來生成接收信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路 徑信息以及與調(diào)度單元所確定的消減率相關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)，其中， 發(fā)送設(shè)備包括編碼單元，用于基于所述編碼信息對發(fā)送信號進行編碼；一次頻譜成形單元，用于基于傳播路徑特性信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次頻譜成形單元，用于基于所述消減信息至少應(yīng)用消減，以及 接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接 收設(shè)備的傳播路徑的頻率響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定接收信號的糾錯編碼的編碼率以及依照 該編碼率的每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取每個發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元所提取的信號中至少消除發(fā)送信號的副本； 均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號； 解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息； 解碼單元，用于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信息； 軟副本生成單元，用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效 果作為傳播路徑特性，來生成接收信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路 徑信息、與調(diào)度單元所確定的編碼率相關(guān)的編碼信息、以及與消減率相關(guān)的消減信息， 以反饋至發(fā)送設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度單元根據(jù)依照所述編碼率的 解碼單元的解碼特性確定編碼率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度單元基于根據(jù) 均衡單元的輸入和輸出特性的互信息所計算的EXIT圖來確定消減率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)，其中，關(guān)于至少兩個發(fā)送設(shè)備與至少一個接收設(shè)備之間的均衡特性，所述均衡特性包括關(guān) 于第一發(fā)送設(shè)備的第一均衡特性以及關(guān)于第二發(fā)送設(shè)備的第二均衡特性，所述調(diào)度單元 利用所述第一均衡特性和第二均衡特性獲得互信息的差異，當(dāng)所述差異為正時增大第二 發(fā)送設(shè)備的消減率或減小第一發(fā)送設(shè)備的消減率，以及當(dāng)所述差異為負時減小第二發(fā)送 設(shè)備的消減率或增大第一發(fā)送設(shè)備的消減率。
10.多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對 所分配的信號應(yīng)用頻譜成形，以發(fā)送至接收設(shè)備，所述多個發(fā)送設(shè)備包括一次頻譜成形單元，用于基于與從接收設(shè)備反饋的所述發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之 間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次頻譜成形單元，用于基于與根據(jù)從接收設(shè)備反饋的傳播路徑特性進行適應(yīng)性控 制的頻譜消減率相關(guān)的消減信息來至少應(yīng)用消減，其中根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地應(yīng)用頻譜成形，并 且執(zhí)行頻率復(fù)用。
11.多個發(fā)送設(shè)備，用于對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對 所分配的信號應(yīng)用頻譜成形以發(fā)送至接收設(shè)備，所述多個發(fā)送設(shè)備包括一次頻譜成形單元，用于基于與從接收設(shè)備反饋的所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之 間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息來分布功率，以使得接收能量增大；二次頻譜成形單元，用于基于與根據(jù)從接收設(shè)備反饋的傳播路徑特性進行適應(yīng)性控 制的頻譜消減率相關(guān)的消減信息、以及接收信號的糾錯編碼的編碼率來至少應(yīng)用消減， 其中根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性以及編碼率適應(yīng)性地控制頻 譜成形，并且執(zhí)行頻率復(fù)用。
12.—種接收設(shè)備，用于從發(fā)送設(shè)備接收信號，所述發(fā)送設(shè)備配備有一次頻譜成形 單元，用于分布功率，以使得接收能量增大；以及二次頻譜成形單元，用于至少應(yīng)用消 減，所述發(fā)送設(shè)備用于將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用頻譜成形 以進行發(fā)送，所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接 收設(shè)備的傳播路徑的頻率響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定每個發(fā)送設(shè)備的消減率； 頻譜提取單元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取發(fā)送設(shè)備的擴頻信號； 軟消除單元，從頻譜提取單元所提取的發(fā)送信號中至少消除發(fā)送信號的副本； 均衡單元，針對來自軟消除單元的輸出檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號； 解調(diào)單元，從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息； 解碼單元，針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信息； 軟副本生成單元，根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副本； 等效傳播路徑特性乘法運算單元，甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效果作 為傳播路徑特性，來生成接收信號副本；以及信息生成單元，生成與傳播路徑估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路徑信 息以及與調(diào)度單元所確定的消減率相關(guān)的消減信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備。
13.—種接收設(shè)備，從發(fā)送設(shè)備接收信號，所述發(fā)送設(shè)備配備有一次頻譜成形單 元，用于分布功率，以使得接收能量增大；以及二次頻譜成形單元，至少應(yīng)用消減，所 述發(fā)送設(shè)備用于將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用頻譜成形以進行 發(fā)送，所述接收設(shè)備包括傳播路徑估計單元，用于估計傳播路徑特性，所述傳播路徑特性是從發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備的傳播路徑的頻譜響應(yīng)特性；調(diào)度單元，用于基于所述傳播路徑特性確定接收信號的糾錯編碼的編碼率以及依照 該編碼率的每個發(fā)送設(shè)備的消減率；頻譜提取單元，用于基于頻譜分配信息，從接收信號中提取每個發(fā)送設(shè)備的擴頻信號；軟消除單元，用于從頻譜提取單元所提取的信號中至少消除發(fā)送信號的副本； 均衡單元，用于針對來自軟消除單元的輸出檢測發(fā)送設(shè)備所發(fā)送的發(fā)送信號； 解調(diào)單元，用于從檢測到的信號中提取與編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息； 解碼單元，用于針對與所提取的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息執(zhí)行糾錯處理，以恢復(fù)信息； 軟副本生成單元，用于根據(jù)與所恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)相關(guān)的信息來生成發(fā)送信號的副本；等效傳播路徑特性乘法運算單元，用于甚至利用應(yīng)用在發(fā)送設(shè)備中的頻譜成形的效 果作為傳播路徑特性，來生成發(fā)送信號副本；以及信息生成單元，用于生成與傳播路徑估計單元所估計的傳播路徑特性相關(guān)的傳播路 徑信息、與調(diào)度單元所確定的編碼率相關(guān)的編碼信息、以及與消減率相關(guān)的消減信息， 以反饋至發(fā)送設(shè)備。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的接收設(shè)備，其中，所述調(diào)度單元基于根據(jù)傳播路徑 特性所計算的EXIT圖來確定消減率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其中，所述調(diào)度單元包括用于計算根據(jù)傳播路徑特性所計算的EXIT圖的初始狀態(tài)下的互信息與消減率的初始 值之間的差異，并判定所述差異是否為正的裝置；用于在所述差異為正時增大消減率以及在所述差異為負時減小消減率的裝置； 用于針對所確定的下一狀態(tài)下的消減率的組合設(shè)置轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異 以及轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異，并比較兩個差異的大小的裝置；以及用于在轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異較小時將轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)設(shè)置為最優(yōu)消減率， 并在轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異較大時以轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)作為轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)再次重復(fù) 判定互信息的差異的處理的裝置。
16.—種無線通信系統(tǒng)中的通信方法，所述無線通信系統(tǒng)包括多個發(fā)送設(shè)備，用于 對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用至少包括 消減的頻譜成形；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號，所述方法的特征在于接收設(shè)備基于發(fā)送信號生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性相 關(guān)的傳輸路徑信息以及與根據(jù)傳播路徑特性進行適應(yīng)性控制的頻譜消減率相關(guān)的消減信 息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息和消減信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備 之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。
17.—種無線通信系統(tǒng)中的通信方法，所述無線通信系統(tǒng)包括多個發(fā)送設(shè)備，用于 對發(fā)送信號進行擴頻，將擴頻信號分配至離散頻率，以及對所分配的信號應(yīng)用至少包括 消減的頻譜成形；以及接收設(shè)備，用于接收發(fā)送信號，所述方法的特征在于所述接收設(shè)備生成與所有發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性相關(guān)的傳輸路徑信息、與根據(jù)傳播路徑特性和接收信號的糾錯編碼的編碼率進行適應(yīng)性控制的頻譜 消減率相關(guān)的消減信息、以及與編碼率相關(guān)的編碼信息，以反饋至發(fā)送設(shè)備，以及發(fā)送設(shè)備基于反饋的傳輸路徑信息、消減信息和編碼信息，根據(jù)所有發(fā)送設(shè)備和所 述接收設(shè)備之間的傳播路徑特性適應(yīng)性地控制消減率，根據(jù)消減率來控制發(fā)送設(shè)備中的 糾錯編碼的編碼率，以應(yīng)用頻譜成形，并執(zhí)行頻率復(fù)用。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的通信方法，其中，發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜不與 另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的通信方法，其中，發(fā)送設(shè)備通過消減使得頻譜的一 部分與另一發(fā)送設(shè)備的發(fā)送信號重疊。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的通信方法，其中，所述消減率是基于根據(jù)傳播路徑 特性所計算的EXIT圖確定的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的通信方法，包括 對于消減率，計算使用通過傳播路徑特性所計算的EXIT圖的初始狀態(tài)下的互信息與消減率的初始 值之間的差異，并判定所述差異是否為正的步驟；在所述差異為正時增大消減率以及在所述差異為負時減小消減率的步驟； 針對所確定的下一狀態(tài)下的消減率的組合設(shè)置轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異以及 轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異，并比較兩個差異的大小的步驟；以及在轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)下的互信息的差異較小時將轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)設(shè)置為最優(yōu)消減率，并在 轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)下的互信息的差異較大時，以轉(zhuǎn)移后的狀態(tài)作為轉(zhuǎn)移前的狀態(tài)，再次返回 判定互信息的差異的步驟。
全文摘要
根據(jù)傳播路徑控制頻譜成形中的消減率，由此改進傳輸特性，并以穩(wěn)定的傳輸速率執(zhí)行通信。傳播路徑特性由用于檢測從基站設(shè)備反饋的傳播路徑特性的傳播路徑信息檢測單元5檢測，并由一次頻譜成形單元6根據(jù)傳播路徑特性將用于分布能量的注水原理應(yīng)用于DFT單元4所獲得的發(fā)送頻譜。消減信息檢測單元7檢測從基站設(shè)備反饋的二次頻譜成形中的消減信息，以通過二次頻譜成形單元8執(zhí)行二次頻譜成形。此時，通過二次頻譜成形單元8利用消減率，適應(yīng)性地控制在基站設(shè)備的調(diào)度單元26中復(fù)用的所有發(fā)送設(shè)備的消減率。
文檔編號H04J11/00GK102017484SQ20098011438
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者三瓶政一, 中村理, 宮本伸一, 橫枕一成, 洼田稔, 浜口泰弘, 藤晉平, 衣斐信介 申請人:國立大學(xué)法人大阪大學(xué), 夏普株式會社