CN101785228A - 用户装置、基站装置以及信道状态信息通信方法 - Google Patents

用户装置、基站装置以及信道状态信息通信方法 Download PDF

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Abstract

用户装置估计信道状态，并对用于表示所估计的信道状态的信道状态信息进行编码，在多个发送时间间隔中发送所述信道状态信息。基站装置在多个发送时间间隔中接收所述信道状态信息，对所述信道状态信息进行解码，并基于所述信道状态信息而分配资源。本发明提供这样的用户装置、基站装置以及信道状态信息通信方法。

Description

用户装置、基站装置以及信道状态信息通信方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别涉及在移动通信***中的用户装置、基站装置以及控制信息通信方法。
背景技术
在移动通信领域中，急速地发展有关下一代的通信***的研究开发。在当前假设的通信***中，从通过抑制峰值功率对平均功率比(PAPR：Peak-to-Average Power Ratio)来加宽覆盖范围的观点出发，提出了在上行链路中利用单载波方式的方法。在该通信***中，上行链路和下行链路中的无线资源都以在多个用户之间共享的信道(shared channel)的方式，根据各个用户的通信状况等而适当地分配。更具体地说，在上行链路中的用户的数据信号在物理上行链路共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel)中传输。若没有混乱的顾虑，则“信道”和“信号”可以同义地使用。在下行链路中的用户的数据信号在物理下行链路共享信道(PDSCH：PhysicalDownlink Shared Channel)中传输。
决定分配内容的处理被称为调度。为了适当地进行上行链路的调度，各个用户装置将参考信号(也被称为导频信道)发送到基站，基站根据其接收质量来评价上行链路的信道状态。此外，为进行下行链路的调度，基站对用户装置发送参考信号，用户装置基于该参考信号的接收质量，将表示信道状态的信息(CQI：Channel Quality Indicator，信道质量指示符)报告给基站。基于从各个用户装置报告的CQI，基站评价下行链路的信道状态，进行下行链路的调度。调度的内容是通过下行控制信号而通知到各个用户装置。该控制信号被称为下行L1/L2控制信号。
在上行控制信号中，有必须伴随上行数据信号传输的控制信息(为便于说明，称为第1控制信息)和与有无上行数据信号无关地传输的控制信息(为便于说明，称为第2控制信息)。在第1控制信息中，包含数据信号的调制方式、信道编码率等在数据信号的解调中不可或缺的信息。在第2控制信息中，包含下行信道的CQI信息、下行数据信号的送达确认信息(ACK/NACK)、资源分配请求等信息。
探讨着在用于传输上行数据信号而分配了资源块(无线资源)的情况下，第1控制信息(和根据需要而第2控制信息)通过该资源块传输，但在不传输上行数据信号的情况下，通过专用的资源(专用频带)传输第2控制信号。以下，概述这样利用频带的例子。
图1是表示上行链路的信道结构的图。在图1中示出用于传输作为上行数据信号的物理上行链路共享信道(PUSCH)的资源(多个资源块)和用于在没有分配这样的资源的用户发送上行控制信号的资源(相当于上述的专用频带)。后者被称为物理上行链路控制信道(PUCCH：Physical Uplink ControlChannel)。在图示的例子中，4个资源块中的1个以上分配给用户，在某一发送时间间隔(子帧)准备第1和第2跳跃(hopping)控制信号，在后续的子帧准备第3和第4跳跃控制信号。各跳跃控制信号相当于PUCCH。通过在子帧中对时间和频率进行跳跃，从而能够获得大的频率分集效应。第1至第4跳跃控制信号的各个信号可以被一个用户占有，也可以被多个用户复用。关于这种上行控制信号的传输方式，记载在非专利文献1中。
非专利文献1：3GPP，R1-071245
发明内容
发明要解决的课题
探讨着在对于没有上行数据发送的用户的L1/L2控制信道(第1至第4跳跃控制信号)被多个用户复用的情况下，使用CAZAC序列对用户之间进行正交的方法。作为CAZAC序列的性质，某一个CAZAC码与将该CAZAC码循环移位的码间相互正交。即，通过在用户之间使用同一个CAZAC序列，并且对用户间提供不同的循环移位，从而能够实现用户间的正交化。图2表示对用户#1提供0的循环移位量，对用户#2提供Δ的循环移位量时的L1/L2控制信道的结构。
这样，为了将多个用户进行复用，对于没有上行数据发送的用户的L1/L2控制信道进行使用CAZAC码的块调制，所以每一个用户可发送的比特数被预先决定。例如在图2的子帧结构中，假设每一个用户发送10个码元。此时，在使用了QPSK数据调制、1/2编码率的情况下，用户装置能够在每一个子帧发送10比特的信息量。
另一方面，如上所述那样，在对于没有上行数据发送的用户的L1/L2控制信道中，包含CQI信息、送达确认信息(ACK/NACK)、资源分配请求等信息。对其中的CQI信息，存在用户装置根据基站装置的指示，对进行调度的每个频带细致地发送CQI的情况。此外，在使用了多个天线的MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)传输中，需要按每个流发送CQI。此时，存在CQI信息超出在每一个子帧可发送的比特数的可能性。
例如，通过增加编码率(例如，通过将编码率设为3/4)，也能够将在每一个子帧可发送的比特数增加，但此时存在接收质量降低的问题。例如在W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access：宽带码分多址)中，在接收质量降低时通过多次发送CQI信息来应对。
鉴于上述的问题，本发明的目的在于，对信道状态信息(CQI信息)进行通信，而不会降低接收质量。
用于解决课题的手段
本发明的用户装置，估计信道状态，并将表示所估计的信道状态的信道状态信息作为与有无上行数据信号无关地传输的控制信息，通过单载波方式发送到基站装置，所述用户装置的特征之一在于，包括：
编码单元，对所述信道状态信息进行编码；以及
发送单元，在多个发送时间间隔中发送所述信道状态信息。
本发明的基站装置，通过单载波方式接收表示在用户装置中估计的信道状态的信道状态信息，作为与有无上行数据信号无关地传输的控制信息，所述基站装置的特征之一在于，包括：
接收单元，在多个发送时间间隔中接收所述信道状态信息；
解码单元，对所述信道状态信息进行解码；以及
分配资源决定单元，基于所述信道状态信息来分配资源。
本发明的信道状态信息通信方法的特征之一在于，包括：
用户装置估计信道状态的步骤；
用户装置对用于表示所估计的信道状态的信道状态信息进行编码的步骤；
用户装置在多个发送时间间隔中发送所述信道状态信息，作为与上行数据信号的有无无关地传输的控制信息的步骤；
基站装置在多个发送时间间隔中接收所述信道状态信息的步骤；
基站装置对所述信道状态信息进行解码的步骤；以及
基站装置基于所述信道状态信息来分配资源的步骤。
发明效果
根据本申请发明的实施例，能够对信道状态信息进行通信，而不会降低接收质量。
附图说明
图1是表示在移动通信***中使用的信道结构的图。
图2是表示在对于没有上行数据发送的用户的L1/L2控制信道中的用户间的复用的图。
图3是表示本发明的第1实施例的CQI编码方法的编码单位的图。
图4是表示本发明的第1实施例的CQI编码方法的流程图。
图5是本发明的第1实施例的用户装置的结构图。
图6是本发明的第1实施例的基站装置的结构图。
图7是表示本发明的第2实施例的CQI编码方法的编码单位的图。
图8是本发明的第2实施例的用户装置的结构图。
图9是本发明的第2实施例的基站装置的结构图。
图10是表示本发明的第3实施例的CQI编码方法的编码单位的图。
图11是本发明的第3实施例的用户装置的结构图。
图12是本发明的第3实施例的基站装置的结构图。
标号说明
10用户装置
101CQI估计单元
103、103a、103b信道编码单元
105调制模式(pattern)生成单元
107调制单元
109离散傅里叶变换单元(DFT)
111副载波映射单元
113快速傅里叶反变换单元(IFFT)
115循环前缀(CP)附加单元
117复用单元
119RF发送电路
121功率放大器
123双工器
125CAZAC码生成单元
127循环移位单元
129块扩频(block spreading)单元
131频率设定单元
133参考信号生成单元
135广播信道或者专用L3信令解调单元
137CQI排列单元
20基站装置
201双工器
203RF接收电路
205接收定时估计单元
207快速傅里叶变换单元(FFT)
209信道估计单元
211副载波解映射单元
213频域均衡单元
215离散傅里叶反变换单元(IDFT)
217解调单元
219、219a、219b解码单元
221调度器
223控制单元
具体实施方式
参照附图以下说明本发明的实施例。
<第1实施例：同时对CQI信息进行编码的方法>
在本发明的第1实施例中，说明在CQI信息超出在每一个子帧可发送的比特数时，用户装置同时对CQI信息进行编码，并在多个子帧中发送的情况。
例如在基站装置具有2个天线，每1个天线需要20比特的CQI信息量的情况下，在图2的信道结构中，用户装置不能在1子帧中发送该CQI信息量。由于整体需要20比特×2天线＝40比特的信息量，所以为发送CQI信息而需要4个子帧。
图3示出本发明的第1实施例的CQI编码方法的编码单位。在图3中，用户装置同时对该40比特的信息量进行编码，使用4子帧进行发送。即，编码是按每个CQI信息进行。这样，能够增加编码增益，可进行高质量的传输。但是，由于在基站装置中直至接收到最后的子帧为止不能解码，所以存在伴随CQI信息的增加而延迟增大的可能性。
图4是表示本发明的第1实施例的CQI通信方法的流程图。
用户装置接收参考信号(S101)，测定通过基站装置所指定的信息量的CQI(S103)。例如，测定频带整体的平均CQI、进行调度的每个频带(资源块)的CQI、每个天线的CQI等。在第1实施例中，同时对测定的CQI信息进行编码(S105)，并发送到基站装置(S107)。
基站装置在接收到最后的子帧为止，接收被同时编码的CQI信息(S109)。在接收到最后的子帧时，对CQI信息进行解码(S111)。基站装置基于CQI信息进行资源的分配(S113)，并将资源分配信息发送到用户装置(S115)。若用户装置接收到资源分配信息(S117)，开始数据发送接收(S119)。
<第1实施例：用户装置的结构>
图5是本发明的第1实施例的用户装置10的方框图。用户装置10包括：CQI估计单元101、信道编码单元103、调制模式生成单元105、调制单元107、离散傅里叶变换单元(DFT)109、副载波映射单元111、快速傅里叶反变换单元(IFFT)113、循环前缀(CP)附加单元115、复用单元117、RF发送电路119、功率放大器121、双工器(duplexer)123、CAZAC码生成单元125、循环移位单元127、块扩频单元129、频率设定单元131、参考信号生成单元133、以及广播信道或者专用L3信令解调单元135。
CQI估计单元101从基站装置接收参考信号，估计CQI。根据来自基站装置的指示，CQI估计单元101也可以估计频带整体的平均CQI，也可以按每个资源块估计CQI。此外，在MIMO传输的情况下，也可以按每个流(连接天线之间的路径)估计CQI。
信道编码单元103对所估计的CQI信息同时进行编码。例如，在基站装置具有2个天线，每1个天线需要20比特的CQI信息量的情况下，信道编码单元103将4子帧量的CQI信息同时进行编码。
每个块的调制模式生成单元105按每个块的调制模式，分别准备CQI信息和送达确认信息。
每个块的调制单元107通过对分配给用户装置的CAZAC码序列提供不同的循环移位量，从而导出在一个子帧(或者发送时间间隔(TTI))发送的信息序列。如上所述那样，该信息序列在用户装置间正交。
离散傅里叶变换单元(DFT)109进行离散傅里叶变换，将时序的信息变换为频域的信息。
副载波映射单元111进行频域中的映射。特别在多个用户装置的复用中使用频分复用(FDM)方式的情况下，副载波映射单元111按照在频率设定单元131中设定的频带而映射信号。在FDM方式中，有集中式(localized)FDM方式和分布式(distributed)FDM方式的两种。在集中式FDM方式中，在频率轴上对各个用户分别分配连续的频带。在分布式FDM方式中，生成下行信号，以在宽带范围中(在用于上行控制信号的专用频带整体中)断续地具有多个频率分量。
快速傅里叶反变换单元(IFFT)113通过进行傅里叶反变换，从而将频域的信号复原为时域的信号。
循环前缀(CP)附加单元115对要发送的信息附加循环前缀(CP：CyclicPrefix)。循环前缀(CP)作为用于吸收多路径传播延迟和在基站中的多个用户之间的接收定时之差的保护间隔而起作用。
复用单元117对要发送的信息复用参考信号，生成发送码元。参考信号是包含在发送侧和接收侧已知的模式的信号，也可以被称为导频信号、导频信道、训练信号、参照信号等。
RF发送电路119进行用于以无线频率发送发送码元的数字模拟变换、频率变换以及频带限制等的处理。
功率放大器121调整发送功率。
双工器123适当地分离发送信号和接收信号，以实现同时通信。
CAZAC码生成单元125按照在用户装置中使用的CAZAC码序列的序列号，生成CAZAC码序列。
循环移位单元127根据在用户装置中使用的CAZAC码序列的循环移位量，对CAZAC码序列循环式地进行重新排列，从而导出其他码。关于CAZAC码的细节，例如记载在以下的文献中：D.C.Chu，“Polyphase codes with goodperiodic correlation properties”，IEEE Trans.Inform.Theory，vol.IT-18，pp.531-532，July 1972；3GPP，R1-050822，TexasInstruments，“On allocation of uplink sub-channels in EUTRA SC-FDMA”。
块扩频单元129准备一组规定数的多个因子(块扩频码)，各个因子乘以如图2所示的各个块。
频率设定单元131在对来自多个用户装置的上行控制信号应用频分复用(FDM)方式的情况下，指定各个用户装置应利用哪个频率。
参考信号生成单元133准备在上行控制信号中包含的参考信号。
广播信道或者专用L3信令解调单元135通过广播信道或者专用L3信令，从基站装置接收在用户装置中使用的CAZAC码、循环移位量、块扩频码、频率，并对它们进行解调。
<第1实施例：基站装置的结构>
图6是本发明的第1实施例的基站装置20的方框图。基站装置20包括：双工器201、RF接收电路203、接收定时估计单元205、快速傅里叶变换单元(FFT)207、信道估计单元209、副载波解映射单元211、频域均衡单元213、离散傅里叶反变换单元(IDFT)215、解调单元217、解码单元219以及调度器221。
双工器201适当地分离发送信号和接收信号，以实现同时通信。
RF接收电路203为了在基带中处理接收码元而进行数字模拟变换、频率变换以及频带限制等的处理。
接收定时估计单元205基于接收信号中的同步信道或者参考信号而确定接收定时。
快速傅里叶变换单元(FFT)207进行傅里叶变换，将时序的信息变换为频域的信息。
信道估计单元209基于上行参考信号的接收状态而估计上行链路的信道状态，输出用于进行信道补偿的信息。
副载波解映射单元211进行在频域中的解映射。该处理是与在各个用户装置中进行的频域中的映射对应地进行。
频域均衡单元213基于信道估计值而进行接收信号的均衡。
离散傅里叶反变换单元(IDFT)215进行离散傅里叶反变换，从而将频域的信号复原为时域的信号。
解调单元217对接收信号进行解调。
解码单元219对已解调的接收信号进行解码。在第1实施例中，下行信道的CQI信息同时输出。
调度器221基于下行信道的信道状态信息(CQI)的好坏或其他判断基准，决定下行链路的资源分配内容。此外，基于从各个用户装置发送的参考信号的接收结果或其他判断基准，决定上行链路的资源分配的内容。被决定的内容作为调度信息而输出。调度信息确定在信号的传输上使用的频率、时间、传输格式(数据调制方式和信道编码率等)等。
此外，调度器221决定分配给各个用户装置的CAZAC码、循环移位量、块扩频码、频率。这些信息使用广播信道或者专用L3信令而通知到各个用户装置。
<第2实施例：按每个子帧进行编码的方法>
在第2实施例中，说明在CQI信息超出每一个子帧可发送的比特数时，用户装置将CQI信息分割为在1个子帧可发送的信息，并按每个子帧进行编码的方法。
图7示出本发明的第2实施例的CQI编码方法的编码单位。在图7中，在作为CQI信息而需要40比特的情况下，用户装置将该40比特的信息量分割为在1个子帧可发送的信息，并按每个子帧进行编码。整体的CQI信息使用4个子帧进行发送。即，编码是按每个子帧进行。这样，由于在基站中能够在接收到1个子帧的时刻进行解码，所以即使CQI信息增加，也能够降低延迟。
为了进一步降低延迟，用户装置也可以按信道状态好的顺序排列CQI信息，按信道状态好的顺序对CQI信息进行编码，按信道状态好的顺序发送CQI信息。这样，基站装置能够按信道状态好的顺序进行调度，若资源的分配结束，则无需对不需要的CQI信息进行解码。
本发明的第2实施例的CQI通信方法按照图4中记载的步骤。但是，在S105中，用户装置按每个子帧进行编码，在S107中，用户装置将按每个子帧进行了编码的CQI信息发送到基站装置。此外，在S109中，基站装置按每个子帧接收CQI信息，在S111中，基站装置按每个子帧对CQI信息进行解码。
<第2实施例：用户装置的结构>
图8是本发明的第2实施例的用户装置10的方框图。如图8所示那样，用户装置10除了图5所示的用户装置之外，还可以包括CQI排列单元137。
第2实施例的信道编码单元103将所估计的CQI信息分割为可在一个子帧发送的信息，并按每个子帧进行编码。
在CQI排列单元137包含在用户装置10的情况下，CQI排列单元按信道状态好的顺序排列CQI信息。此时，信道编码单元103按信道状态好的顺序对CQI信息进行编码。CQI信息按信道状态好的顺序发送到基站装置。
<第2实施例：基站装置的结构>
图9是本发明的第2实施例的基站装置20的方框图。图9所示的基站装置20除了图6所示的用户装置之外，还可以包括控制单元223。
第2实施例的解码单元219按每个子帧输出下行信道的CQI信息。
在用户装置中，CQI信息按信道状态好的顺序排列的情况下，解码单元219按信道状态好的顺序对CQI信息进行解码，并对调度器221通知CQI信息。由于调度器221能够按信道状态好的顺序进行资源的分配，所以若资源的分配结束，则不需要与该资源相关的其他频带的CQI信息。为了进行这样的控制，也可以在用户装置10中包含控制单元223。若资源的分配结束，则控制单元223指示解码单元219，以中止与该资源相关的其他频带的CQI信息的解调。另外，图9的控制单元223的功能也可以包含在调度器221中。
<第3实施例：按每个流进行编码的方法>
本发明的第3实施例关于用户装置或者基站装置使用多个天线进行发送的MIMO传输。由于在MIMO传输中，每个流(连接天线之间的路径)需要CQI信息，所以CQI信息增加。在CQI信息超出每一个子帧可发送的比特数时，用户装置将CQI信息分割为流单位的信息，并按每个流进行编码。
图10示出本发明的第3实施例的CQI编码方法的编码单位。在图10中，在作为CQI信息而需要40比特的情况下，用户装置将该40比特的信息量分割为流单位的信息，并按每个流进行编码。在基站装置是2个天线的结构的情况下，用户装置将40比特分割为20比特，按每20比特进行编码。整体的CQI信息使用4个子帧而发送。即，编码是按每个流进行。这样，在基站中能够在接收到2个子帧的时刻对一个流的CQI信息进行解码。
本发明的第3实施例的CQI通信方法按照图4中记载的步骤。但是，在S105中，用户装置按每个流进行编码，在S107中，用户装置将按每个流进行了编码的CQI信息发送到基站装置。此外，在S109中，基站装置按每个流接收CQI信息，在S111中，基站装置按每个流对CQI信息进行解码。
<第3实施例：用户装置的结构>
图11是本发明的第3实施例的用户装置10的方框图。如图11所示的用户装置10也可以包括对应于流数的多个信道编码单元103a、103b。
第3实施例的信道编码单元103a、103b按每个流对CQI信息进行编码。CQI信息按每个流发送到基站装置。另外，在图11中，存在对应于流数的信道编码单元，但也可以通过一个信道编码单元进行每个流的编码。此外，由于按每个流并列处理调制，所以也可以存在对应于流数的多个调制模式生成单元105、对应于流数的调制单元107。
<第3实施例：基站装置的结构>
图12是本发明的第3实施例的基站装置20的方框图。图12所示的基站装置20也可以包括对应于流数的多个解码单元219a、219b。
第3实施例的解码单元219a、219b按每个流输出下行信道的CQI信息。若解码单元219a、219b对流单位的CQI信息进行解码，则指示调度器221以进行该流的资源分配。另外，在图12中，存在对应于流数的解码单元，但也可以通过一个解码单元进行每个流的解码。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，可以在权利要求范围内进行各种变更和应用。
本国际申请主张基于在2007年6月19日申请的日本专利申请第2007-161948号的优先权，将2007-161948号的全部内容引用到本国际申请中。

Claims (9)

1.一种用户装置，估计信道状态，并将表示所估计的信道状态的信道状态信息作为与有无上行数据信号无关地传输的控制信息，通过单载波方式发送到基站装置，所述用户装置包括：
编码单元，对所述信道状态信息进行编码；以及
发送单元，在多个发送时间间隔中发送所述信道状态信息。
2.如权利要求1所述的用户装置，
所述编码单元同时对所述信道状态信息进行编码。
3.如权利要求1所述的用户装置，
所述编码单元将所述信道状态信息分割为能够在单一的发送时间间隔发送的信息，并按能够在单一的发送时间间隔发送的每个信息，对所述信道状态信息进行编码。
4.如权利要求3所述的用户装置，还包括：
排列单元，按信道状态好的顺序，排列所述信道状态信息，
所述编码单元按所述信道状态好的顺序，对所述信道状态信息进行编码，
所述发送单元按所述信道状态好的顺序，发送所述信道状态信息。
5.如权利要求1所述的用户装置，
在所述用户装置或所述基站装置使用多个天线进行发送的情况下，所述编码单元将所述信道状态信息分割为流单位的信息，按流单位的每个信息，对所述信道状态信息进行编码。
6.一种基站装置，通过单载波方式接收表示在用户装置中估计的信道状态的信道状态信息，作为与有无上行数据信号无关地传输的控制信息，所述基站装置包括：
接收单元，在多个发送时间间隔中接收所述信道状态信息；
解码单元，对所述信道状态信息进行解码；以及
分配资源决定单元，基于所述信道状态信息来分配资源。
7.如权利要求6所述的基站装置，
在所述信道状态信息按信道状态好的顺序排列，所述信道状态信息被分割为能够在单一的发送时间间隔发送的信息，所述信道状态信息按能够在单一的发送时间间隔发送的每个信息进行编码的情况下，
所述解码单元在单一的每个发送时间间隔对所述信道状态信息进行解码，
所述分配资源决定单元按所述信道状态好的顺序分配资源，
在资源的分配结束时，指示所述解码单元，以中止与该资源有关的信道状态信息的解码。
8.如权利要求6所述的基站装置，
在所述用户装置或所述基站装置使用多个天线进行发送，所述信道状态信息被分割为流单位的信息，所述信道状态信息按流单位的每个信息进行编码的情况下，
所述解码单元按每个流对所述信道状态信息进行解码，
在流的解码结束时，指示以开始与该流有关的资源的分配。
9.一种控制信息通信方法，是用于在上行链路中使用单载波方式的移动通信***中的信道状态信息通信方法，所述控制信息通信方法包括：
用户装置估计信道状态的步骤；
用户装置对用于表示所估计的信道状态的信道状态信息进行编码的步骤；
用户装置在多个发送时间间隔中发送所述信道状态信息，作为与上行数据信号的有无无关地传输的控制信息的步骤；
基站装置在多个发送时间间隔中接收所述信道状态信息的步骤；
基站装置对所述信道状态信息进行解码的步骤；以及
基站装置基于所述信道状态信息来分配资源的步骤。
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