CN101977095B - 无线通信***及无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线通信***及无线通信方法。发送装置具有：导频追加决定部，其决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的每个接收装置的导频码元；控制码元生成部，其生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元；以及发送部，其根据所述每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该每个接收装置的导频码元的帧，接收装置具有：控制码元接收部，其根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有追加导频码元；以及数据码元接收部，其在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

Description

无线通信***及无线通信方法

本申请是国际申请日为2005年2月3日，国际申请号为：PCT/JP2005/001577(国家申请号为：200580047609.3)，发明名称为“无线通信***及无线通信方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线通信***及无线通信方法，特别涉及对帧进行发送接收的无线通信***及无线通信方法，其中，该帧具备用于估计传输路径的基本导频码元、传达在数据信道的解调中所需的控制信息的控制码元、以及传达信息比特的数据码元。

背景技术

在蜂窝移动通信的分组传送中，为了提高数据分组的传送效率，使用了自适应调制解调控制、自适应扩展率控制、发送功率控制、HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传请求）控制、以及调度控制等自适应无线链路控制。通过使用与数据信道同时发送的控制信道来进行这些控制，发送站通过控制信道向接收站通知在数据信道中使用的无线链路参数。例如，在自适应调制解调控制时，控制信道传送数据信道的调制方式（QPSK、16QAM等）以及编码率。并且，在自适应扩展率控制时，控制信道传送扩展率、扩展码、或码元重复次数等信息。在HARQ控制中，控制信道传送在数据信道中传送的分组序号、重发次数等信息。在进行调度控制时，使用控制信道来传送用户ID等信息。

图22示出在蜂窝移动通信的分组传送中使用的以往的帧结构。1个帧由基本导频码元S_P、控制码元S_C、以及数据码元S_D构成。在基站进行发送的下行链路中，也可以将基本导频码元S_P考虑为公共导频。基本导频码元S_P用于估计对控制信道以及数据信道的信号解调用的传输路径。在数据信道中，通过自适应无线链路控制，控制调制方式/编码率/扩展率/发送功率等。根据控制码元S_C来通知这些控制参数。

在自适应无线链路控制中，对小区边缘等通信质量较低的用户，进行提高数据信道的通信质量、或切换到即使在通信质量恶劣的环境中也不产生差错的传送方法等的控制。图23是对小区边缘等通信质量较低的用户进行发送功率控制时的示例。如图23所示，在下行链路中控制为，将基本导频码元的功率保持为恒定，而将控制码元以及数据码元的发送功率设定得较大。这样，在图23的示例中，对控制信道和数据信道，通过发送功率控制，进行提高通信质量的控制，但对基本导频码元不进行自适应性控制。从而，通常在下行链路中对基本导频码元分配稍大的发送功率。但是，在小区边缘存在来自其他小区的干扰影响，所以基于导频码元的信道估计精度由于其他小区的干扰而有恶化的倾向。

图24是对小区边缘等通信质量较低的用户进行自适应扩展率控制时的示例。在该示例中，通过增加数据码元的重复次数来改善数据信道的S/N。这样，在图24的示例中，对数据信道控制码元重复数，从而进行改善通信质量的控制，但对导频码元不进行改善S/N那样的自适应控制。

这样，在以往的分组传送方法中，在小区边缘等通信质量较低的用户终端和基站之间，通过自适应无线链路控制来保证数据信道的通信质量，但关于对解调特性影响大的导频码元，不存在进行自适应控制的结构。从而，无法改善在解调中使用的信道估计值的估计精度，存在产生无法改善数据信道的解调特性的极限的问题。

作为第1现有技术，有除了正规的导频码元之外还将规定的控制码元、例如基于3GPP标准的TFCI（Transport Format Combination Indicator，传输格式构成指示字）控制码元使用为导频码元的技术（例如参照专利文献1）。根据该第1现有技术，能够增大用作导频码元的码元数从而提高信道估计精度。

作为第2现有技术，有如下的技术：对被分为前导信号（preamble）部和载荷部的无线LAN的格式，不仅在前导信号部中，而且在载荷部中也***导频码元（例如参照专利文献2）。

但是，第1现有技术无法自适应地进行追加导频码元的***。并且，由于利用了基于3GPP标准的特定性质，所以第1现有技术无法适用于一般的无线通信的信道估计。

并且，第2现有技术不是自适应地进行追加导频码元的***的方法，而是一直向前导信号部和载荷部***导频码元，存在导频码元数增多而传送效率降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于，根据传输路径状态来自适应地进行追加导频码元的***，从而提高信道估计精度。

本发明的另一目的在于，即使在移动速度快且衰减频率高的情况下也可以自适应地提高信道估计精度。

本发明的另一目的在于，与根据传输路径状态来控制发送方式（数据码元的调制方式、编码率、扩展率、以及发送功率等）的自适应控制相关联地，进行导频码元的追加控制。

本发明的另一目的在于，根据传输路径状态或请求，从基于1根发送天线的发送切换到基于多根发送天线的发送，以便进行MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）或发送波束形成等。

本发明的另一目的在于，可预先将基本导频码元的功率和码元数设定得较小。

本发明的另一目的在于，可在接收侧识别追加导频码元的有无、码元数、以及所追加的位置来进行使用追加导频码元的信道估计。

专利文献1：日本特开2003-32146号公报

专利文献2：日本特表2003-536288号公报

本发明的第一方面提供一种无线通信***，对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，发送装置具有：传输路径信息输出部，其取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息；导频追加决定部，其根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量；控制码元生成部，其生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置；以及发送部，其根据所述每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧，接收装置具有：控制码元接收部，其根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有追加导频码元；以及数据码元接收部，其在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

本发明的第二方面提供一种发送装置，其是无线通信***中的发送装置，该无线通信***对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，其特征在于，该发送装置具有：传输路径信息输出部，其取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息；导频追加决定部，其根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量；控制码元生成部，其生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置；以及发送部，其根据所述针对每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧。

本发明的第三方面提供一种接收装置，其是无线通信***中的接收装置，该无线通信***对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，其特征在于，该接收装置具有：控制码元接收部，其根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有由发送装置针对每个接收装置追加的与所述基本导频码元不同的追加导频码元，并且识别追加导频码元数和追加导频码元的位置；以及数据码元接收部，其在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

本发明的第四方面提供一种无线通信方法，该无线通信方法用于对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，该无线通信方法的特征在于，在发送装置中，取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息，根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量，生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置，根据所述针对每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧，在接收装置中，根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有追加导频码元，在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

附图说明

图1是本发明的第1概略说明图。

图2是本发明的第2概略说明图。

图3是本发明的发送装置的结构图。

图4是存储在追加导频信息保存部中的导频的追加基准表的说明图。

图5是数据码元的导频追加位置说明图。

图6是基于追加导频分配部的第1导频追加控制的处理流程。

图7是基于追加导频分配部的第2导频追加控制的处理流程。

图8是基于追加导频分配部的第3导频追加控制的处理流程。

图9是基于追加导频分配部的第4导频追加控制的处理流程。

图10是接收装置的第1结构图。

图11是接收装置的解调部的解调处理流程。

图12是改善控制信道的差错的接收装置的第2结构图。

图13是帧结构图。

图14是图12的接收装置中的解调部的解调处理流程。

图15是第2实施例的发送装置的结构图。

图16是第2实施例的帧结构图。

图17是第2实施例的接收装置的结构图。

图18是第3实施例的发送装置的结构图。

图19是天线的波束指向性说明图。

图20是第3实施例的帧结构图。

图21是第3实施例的接收装置的结构图。

图22是在蜂窝移动通信的分组传送中使用的以往的帧结构图。

图23是对小区边缘等通信质量较低的用户进行发送功率控制时的第1帧示例。

图24是对小区边缘等通信质量较低的用户进行自适应扩展率控制时的第2帧示例。

具体实施方式

（A）本发明的概要

导频码元的追加

如图1（B）所示，作为发送侧的基站对小区边缘等通信质量较低的用户终端，在数据码元S_D的区域内进行与基本导频码元S_P不同的导频码元S_NP的追加***，使用控制码元S_C来向作为接收侧的用户终端通知与该追加导频码元S_NP相关的信息。相反，在用户终端成为发送侧而向基站传送数据时，在基站和用户终端之间的通信质量较低的情况下，用户终端在数据码元S_D的区域内追加***导频码元S_NP，使用控制码元S_C来向作为接收侧的基站通知该信息。

根据发送站和接收站之间的传输路径状态来确定导频码元S_NP的追加***。关于发送站和接收站之间的传输路径状态，可以由发送站来测定，也可以向发送站反馈由接收站测定出的结果。在表示传输路径状态的参数中，考虑了接收功率、接收SIR（Signal to Interference power Ratio，信干比）、时延扩展、以及多普勒频率（衰减频率）等。根据这些传输路径参数的测定结果来设置通信质量的阈值，在通信质量为阈值以下时，发送站确定导频的追加***。另外，多普勒频率用于估计移动站的移动速度或衰减频率。

追加导频码元的分散

在传输路径参数中的多普勒频率高时，由于时间方向的传输路径变动快，所以如图2（B）所示，在时间方向上分散配置所追加的导频码元S_NP，进行跟随传输路径变动的信道估计。

与自适应无线链路控制相关联的导频码元的追加控制

发送站对数据信道进行自适应无线链路控制，当无法在此之上再进行改善数据信道的通信质量的控制（例如，降低调制度、或减小编码率、或提高扩展率）时，进行导频码元S_NP的追加***。并且，在通过重发控制来回送数据信道的ACK/NACK的情况下，在无法通过数据信道的自适应无线链路控制来改善误码率时，确定导频码元S_NP的追加***。

基于多个天线的发送控制时的导频码元的追加

发送站在MIMO复用传送、发送分集、发送波束形成等使用多个发送天线来进行数据信道的传送时，在数据码元的区域追加***与基本导频码元不同的导频码元。

在MIMO复用传送和发送分集传送中，需要发送每个发送天线相互正交的导频码元。因此，将每个发送天线正交的导频码元***到数据码元区域中。

在发送波束形成中，需要发送乘以了与数据码元相同的天线权重（antenna weight）的追加导频码元，所以在数据码元区域追加***以与数据码元相同的天线权重而波束形成的追加导频码元。

接收控制

发送站根据传输路径状态、可否变更数据信道的自适应无线链路控制参数、是否为使用了多天线的发送方法，来确定追加导频码元的有无、追加导频码元数及其位置，通过控制信道向接收站通知该信息。

接收站首先使用基本导频码元来进行信道估计，根据该信道估计值来对控制信道进行解调。接下来，根据解调出的控制信息，得到追加导频码元的有无、追加导频码元数、以及追加导频码元位置等信息。然后，在***有追加导频码元时，使用追加导频码元再次进行信道估计。最后，根据使用追加导频码元估计出的信道估计值，来进行数据信道的解调。此处，在数据信道的解调中，可以仅使用追加导频码元的信道估计值，也可以将追加导频码元和基本导频码元的平均值用作信道估计值。仅使用追加导频码元的信道估计值的情况是指衰减频率高的情况。

在追加导频信息中没有传送差错时的控制

在控制信道被分为包含追加导频码元信息的部分和包含无线链路参数的其他控制信息部分、在追加导频信息中没有差错而在控制信道的其他控制信息中产生了差错的情况下，根据使用追加导频码元而估计出的信道估计值，再次进行控制信道的解调，从而改善控制信道的差错。

另外，本发明涉及具有图1所示的帧结构的无线通信方法，并不限定于用于通信的调制方式。即，对图1所示的1个码元，不仅在以单载波进行调制的情况下，而且在以多载波进行调制的情况下，也可以应用本发明。例如，在应用于作为多载波调制之一的OFDM（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分复用）调制方式时，可视为图1的1个码元由OFDM码元构成，而应用本发明，其中，该OFDM码元由多个子载波构成。

（B）第1实施例

（a）发送装置的结构

图3是本发明的发送装置的结构图，帧生成部11具有：基本导频生成部11a，其生成基本导频码元；控制信道生成部11b，其生成控制码元；数据信道生成部11c，其生成数据码元；追加导频生成部11d，其生成追加导频码元；以及复用部11e，其复用输出这些码元。帧生成部11在不追加追加导频码元S_NP时，生成如图1（A）、图2（A）所示的帧，在追加追加导频码元S_NP时，生成并输出如图1（B）或图2（B）所示的帧。发送部12对由帧生成部11生成的帧进行正交调制，将所得到的基带发送信号频率升频转换到无线频率并进行放大后从天线13发出。

自适应无线链路控制部14根据从通信对象（接收站）接收到的表示传输路径状态的传输路径信息、或由本装置内的传输路径状态测定部22测定出的表示传输路径状态的传输路径信息、或从接收站接收到的ACK/NACK信息、或来自接收站的请求，进行数据信道的调制方式、编码率、扩展率等链路参数的确定控制，同时向控制信道生成部11b和数据信道生成部11c输入该信息。并且，自适应无线链路控制部14对数据信道进行自适应无线链路控制，在无法在此之上再进行改善数据信道的通信质量的控制（例如，降低解调度、或减小编码率、或提高扩展率）的情况下以及在即使通过重发控制也无法改善误码率的情况下，向追加导频分配部15输入该意思。

追加导频分配部（导频追加确定部）15根据传输路径信息（传输路径状态），在从自适应无线链路控制部14通知了无法在此之上再进行改善数据信道的通信质量的控制时、或者在从自适应无线链路控制部14通知了无法通过重发控制而改善误码率时，确定为将数据信道的码元位置空出来而追加与基本导频码元不同的导频码元（追加导频码元）。并且，追加导频分配部15参照存储在追加导频信息保存部16中的导频码元的追加基准表，根据传输路径状态（例如接收SIR），来确定追加导频码元数、追加导频码元位置，并输入到控制信道生成部11b、数据信道生成部11c以及追加导频生成部11d。

图4是存储在追加导频信息保存部16中的导频码元的追加基准表的说明图，图4（A）示出导频码元的追加基准和追加数的对应表，图4（B）示出导频码元的追加位置和追加位置的顺序表。从图4（A）的表可知，当接收SIR在规定值以上时，不追加导频码元，当接收SIR在规定值以下时，追加导频码元，接收SIR越不好，追加导频码元数越多。并且，从图4（B）的表可知，在多普勒频率小于100Hz时、即作为接收装置的移动终端的移动速度为低速时，不进行追加导频码元的分散，在多普勒频率在100Hz以上时、即作为接收装置的移动终端的移动速度为高速时，分散配置追加导频码元。在移动速度为高速时进行分散配置的理由在于，在固定配置的导频码元中，在高速时衰减频率变高，所以无法高精度地估计出传输路径（信道）。

图5是数据码元的导频追加位置说明图，图5（A）示出固定配置时的导频追加位置，（B）示出分散配置时的导频追加位置，分别示出了追加导频码元数分别为1～4时的追加位置。

回到图3，控制信道生成部11b生成包含与链路参数和追加导频码元相关的信息（追加导频码元的有无、追加数、以及追加位置）等的控制码元，数据信道生成部11c生成基于链路参数的数据码元，并且以在从追加导频分配部15所通知的追加导频码元位置上不配置数据码元的方式来生成数据码元。

接收部17经由天线18接收从接收站发送来的信号，将接收到的无线信号的频率降频转换为基带频率，然后，进行正交解调而输入到信道估计部19、控制信道解调部20、以及数据信道解调部21。信道估计部19使用导频码元来估计来自接收站（移动终端）的上行链路中的传输路径（信道），控制信道解调部20使用信道估计值来对从接收站发送来的控制信道进行解调，向自适应无线链路控制部14和追加导频分配部15通知通过该控制信道传送来的传输路径信息（由接收站测定的表示下行链路的传输路径状态的信息）和ACK/NACK信息等。在可假设为下行链路和上行链路的无线频率没有隔离开且下行链路和上行链路的无线状态相同时，也可以设置传输路径测定部22，此处测定传输路径状态而通知给自适应无线链路控制部14和追加导频分配部15，而在所涉及的情况下接收站无需测定传输路径信息而进行反馈。

数据信道解调部21使用确定上述信道估计值以及调制方式、编码率等的控制信息来对数据码元进行解调而输出。

（b）导频追加控制

图6是基于追加导频分配部15的第1导频追加控制的处理流程。另外，设为不进行追加导频码元的分散控制。

追加导频分配部15取得传输路径信息例如接收SIR（步骤101），判别该接收SIR是否低于阈值（在图4的例中为10dB）（步骤102），如果在阈值以上，则向帧生成部11指示表示不追加导频码元的意思（步骤103）。另一方面，如图接收SIR低于阈值，则根据该接收SIR，参照图4（A）的表来确定导频码元的追加数（步骤104），向帧生成部11指示生成包含该追加数的导频码元的帧（步骤105）。

帧生成部11在不追加导频码元时，生成如图1（A）所示的帧，在追加导频码元时，生成如图1（B）所示的帧，发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤106）。

通过以上的追加导频控制，可根据传输路径状态自适应地进行追加导频码元的***而提高信道估计精度。

图7是基于追加导频分配部15的第2导频追加控制的处理流程，是进行追加导频码元的分散控制的情况。

追加导频分配部15取得传输路径信息例如接收SIR以及多普勒频率（步骤201），判别该接收SIR是否低于阈值（步骤202），如果在阈值以上，则向帧生成部11指示表示不追加导频码元的意思（步骤203）。另一方面，如果接收SIR低于阈值，则根据该接收SIR来确定导频码元的追加数（步骤204），接下来，判定多普勒频率是否低于100Hz（步骤205）。在多普勒频率低于100Hz且接收站的移动速度为低速时，把追加导频码元作为不分散的导频码元而确定追加位置（步骤206），在多普勒频率在100Hz以上且接收站的移动速度为高速时，把追加导频码元作为分散的导频码元而确定追加位置（步骤207），向帧生成部11指示生成包含该追加导频码元的帧（步骤208）。

帧生成部11在不追加导频码元时，生成图2（A）所示的帧，在追加导频码元但不分散时，生成图1（B）所示的帧，在追加导频码元且分散时，生成图2（B）所示的帧，发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤209）。

根据以上的导频码元追加控制，即使在移动站的移动速度较快且衰减频率较高时，也可以通过分散追加导频码元的位置来自适应地提高信道估计精度。

图8是基于追加导频分配部15的第3导频追加控制的处理流程，是从自适应无线链路控制部14通知了在此之上无法再进行改善数据信道的通信质量的控制的情况。

自适应无线链路控制部14取得传输路径信息（步骤301），根据该传输路径信息来进行自适应控制（步骤302）。

在该自适应控制中，自适应无线链路控制部14检查是否可根据传输路径信息来变更数据信道的调制方式、编码率、扩展率等链路参数（步骤303），如果可能，则变更这些链路参数（步骤304）。即，接收质量越恶劣，自适应无线链路控制部14越降低调制度和编码率，或越增大扩展率。之后，根据该自适应控制来发送数据（步骤308）。

另一方面，在步骤303中，如果无法变更链路参数，则自适应无线链路控制部14向追加导频分配部15通知无法在此之上再通过自适应控制来改善数据信道的通信质量的情况（步骤305）。

在被自适应无线链路控制部14通知了无法在此之上再通过自适应控制来改善数据信道的通信质量的情况时，追加导频分配部15根据接收SIR来确定导频码元的追加数、追加位置（步骤306），向帧生成部11指示生成在追加位置包含该追加数的导频码元的帧（步骤307）。

帧生成部11在不追加导频码元时，生成图1（A）所示的帧，在追加导频码元时，生成图1（B）或图2（B）所示的帧，发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤308）。

根据以上的导频码元追加控制，不仅进行数据信道中的自适应无线链路控制，还进行追加导频码元的追加控制，从而不仅可以改善数据信道的S/N，而且还可以同时改善信道估计的精度，所以能够提高***的吞吐率。

图9是基于追加导频分配部15的第4导频追加控制的处理流程，是被自适应无线链路控制部14通知了无法通过自适应控制来改善误码率的情况。

自适应无线链路控制部14取得ACK/NACK信息（步骤401），根据该ACK/NACK信息来判断是否有传送差错（步骤402），如果没有传送差错，则发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤403）。

另一方面，如果有传送差错，则自适应无线链路控制部14检查是否可变更链路参数、例如扩展率（步骤404），如果为可能，则变更为增大扩展率（步骤405）。扩展率的控制可通过增减数据码元的重复次数来进行。之后，发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤403）。

在步骤404中，如果不可能变更扩展率，则自适应无线链路控制部14向追加导频分配部15通知无法通过自适应控制来改善误码率的情况（步骤406）。

在被自适应无线链路控制部14通知了无法通过自适应控制来改善误码率的情况时，追加导频分配部15根据接收SIR来确定导频码元的追加数、追加位置（步骤407），向帧生成部11指示生成在追加位置包含该追加数的导频码元的帧（步骤408）。

帧生成部11在不追加导频码元时，生成图1（A）所示的帧，在追加导频码元时，生成图1（B）或图2（B）所示的帧，发送部12进行所生成的帧的发送控制（步骤403）。

根据以上的导频码元追加控制，在无法改善传送差错时，追加导频码元，所以可提高基于自适应控制的数据码元的S/N比，并且可通过导频追加来提高信道估计的精度。

（c）接收装置的第1结构

图10是接收装置的第1结构图。接收部31经由天线30接收从发送装置（例如基站）发送来的信号，将接收到的无线信号的频率降频转换为基带频率，之后，对接收帧进行正交解调后输入到解调部32的第1信道估计部32a、控制信道解调部32b、第2信道估计部32c、以及数据信道解调部32d。

第1信道估计部32a使用在接收帧中包含的基本导频码元来进行信道估计，输出所得到的第1信道估计值。控制信道解调部32b根据第1信道估计值来对控制信道进行解调，根据在解调出的控制信道中包含的追加导频信息，确认追加导频码元的有无及其位置，如果包含追加导频码元，则向第2信道估计部32c指示执行基于追加导频码元的信道估计。并且，控制信道解调部32b向数据信道解调部32d通知数据信道的自适应无线链路参数以及追加导频码元的位置信息。另外，从数据码元区域除去追加导频码元位置的部分成为实际上发送的数据码元位置。

第2信道估计部32c根据来自控制信道解调部32b的该指示，使用该追加导频码元来进行信道估计，向数据信道解调部32d输入所得到的第2信道估计值。另外，第2信道估计部32c还可以对第1信道估计值和第2信道估计值进行平均等而计算出第3信道估计值，来提高信道估计精度，向数据信道解调部32d输入该第3信道估计值。另一方面，如果控制信道解调部32b判明为不包含追加导频码元，则对第2信道估计部32c进行指示，以便向数据信道解调部32d输入第1信道估计值。

在不包含追加导频码元的情况下，数据信道解调部32d根据第1信道估计值以及控制码元信息（无线链路参数等）来进行数据信道的解调。

差错检测部33检测在帧的数据信道中有无差错，而向ACK/NACK生成部34输入检测结果，并且如没有差错则输出数据信道的数据码元。ACK/NACK生成部34根据有无差错来产生ACK/NACK，而输入到帧生成部35的控制信道生成部35a。传输路径测定部36使用由解调部32的第1信道估计部32a测定出的第1信道估计值来测定传输路径状态（接收SIR、接收功率、延迟扩展（遅延スプレツド）、以及多普勒频率等），根据测定结果来生成传输路径信息后输入到控制信道生成部35a。另外，接收功率在信道估计为A·exp（jθ）时为|A|²。接收SIR、延迟扩展、以及多普勒频率等的测定方法为公知的方法，此处省略其说明。

帧生成部35的控制信道生成部35a生成包含ACK/NACK和传输路径信息的控制码元，数据信道生成部35b生成数据码元，基本导频生成部35c生成基本导频码元，复用部35d复用输出这些码元。另外，接收装置也与发送装置相同，可进行与基本导频码元不同的导频码元的追加控制，但在此对不进行导频的追加控制的接收装置进行说明。发送部37对由帧生成部35生成的帧进行正交调制，将所得到的基带的发送信号频率升频转换为无线频率且进行放大后从天线38向发送装置发送。

图11是接收装置中的解调部32的解调处理流程。

首先，使用在接收帧中包含的基本导频码元来估计传输路径，输出第1信道估计值（步骤502）。接下来，使用该第1信道估计值来对包含在接收帧中的控制信道进行解调（步骤503），根据控制码元信息来检查在接收帧中是否包含追加导频码元（步骤504），如果不包含追加导频码元，则使用第1信道估计值来对数据信道进行解调（步骤505）。

另一方面，在步骤504中，如果在接收帧中包含追加导频码元，则使用追加导频码元来估计传输路径而输出第2信道估计值（步骤506）。接下来，使用该第2信道估计值来对数据信道进行解调（步骤507）。另外，也可以对第1信道估计值和第2信道估计值进行平均等，计算出第3信道估计值来提高信道估计精度，使用该第3信道估计值对数据信道进行解调。并且，也可以在衰减频率高时，以使用分散配置的追加导频码元而估计出的第2信道估计值来对数据信道进行解调，在衰减频率低时，使用该第3信道估计值来对数据信道进行解调。

以上，发送装置使用控制信道传送追加导频码元的有无、码元数、以及所追加的位置等信息，接收装置从这些信息中识别出追加导频码元的有无、码元数、以及所追加的位置，从而可以进行使用了追加导频码元的信道估计。

（d）接收装置的第2结构

在控制信道被分为包含追加导频码元的信息的部分和包含无线链路参数的其他控制信息部分的情况下，有时产生在追加导频信息中没有差错、而在追加导频信息之外的控制信息中产生差错的情况。此时，使用根据追加导频码元估计出的信道估计值，再次进行控制信道的解调，从而能够改善控制信道的差错。

图12是改善上述控制信道的差错的接收装置的第2结构图，对与图10的接收装置相同的部分赋予相同标号。不同点在于解调部32的结构，在解调部32中作为控制信道解调部设置有第1、第2控制信道解调部32b₁、32b₂，并且，设置有错误检测部32e。

在该实施例中，如图13所示，控制信道被分为追加导频信息部分和包含追加导频信息以外的无线链路参数的其他控制信息部分，在追加导频信息中附加有差错检测信息（CRC信息）。

第1信道估计部32a进行使用了基本导频码元的信道估计。第1控制信道解调部32b₁使用第1信道估计值来对控制信道进行解调并向差错检测部32e输入解调结果。差错检测部32e进行在所解调的控制信道中包含的追加导频信息的差错检测。

当在追加导频信息中没有检测到差错且通过追加导频信息示出包含有追加导频码元时，第1控制信道解调部32b₁对第2信道估计部32c指示执行基于追加导频码元的信道估计。第2信道估计部32c根据该指示，使用该追加导频码元来进行信道估计，向数据信道解调部32d和第2控制信道解调部32b₂输入所得到的第2信道估计值。

另外，也可以通过对第1信道估计值和第2信道估计值进行平均来求出第3信道估计值，从而提高信道估计精度，向第2控制信道解调部32b₂以及数据信道解调部32d通知所得到的第3信道估计值。

第2控制信道解调部32b₂根据由第2信道估计部32c求出的信道估计值再次对控制信道进行解调，向数据信道解调部32d通知自适应无线链路参数以及追加导频码元的位置信息。数据信道解调部32d根据第2信道估计值或第3信道估计值以及控制码元信息（无线链路参数以及追加导频码元位置等）来进行数据信道的解调。

另外，如果判明为不包含追加导频码元，则第1控制信道解调部32b₁对第2信道估计部32c指示向数据信道解调部32d输入第1信道估计值。

根据以上所述，在根据基本导频码元来进行信道估计，使用该第1信道估计值来对控制信道进行解调时，如果在追加导频信息中没有传送差错，则使用该追加导频码元来进行信道估计，使用该第2信道估计值再次对控制码元部分进行解调，从而即使在使用该第1信道估计值而解调的追加导频信息之外的控制信息中产生传送差错，也可以使用第2信道估计值来正确地对控制码元进行解调，可正确地接收解调所发送的数据码元。

图14是图12的接收装置中的解调部32的解调控制处理流程。

首先，使用在接收帧中包含的基本导频码元来估计传输路径，输出第1信道估计值（步骤602）。接下来，使用该第1信道估计值来对包含在接收帧中的控制信道进行解调（步骤603），根据控制码元信息来检测在追加导频信息中是否存在差错（步骤604），如果有差错则使用第1信道估计值来对数据信道进行解调（步骤605）。

如果在追加导频信息中没有差错，则检查是否存在追加导频码元（步骤606），如果不存在，则进行步骤605的处理。

另一方面，在步骤606中，如果存在追加导频码元，则使用追加导频码元来估计传输路径而输出第2信道估计值（步骤607）。接下来，根据第2信道估计值再次对控制信道进行解调（步骤608），取得自适应无线链路参数以及追加导频码元的位置信息，根据这些来进行数据信道的解调（步骤609）。

（C）第2实施例

图15是第2实施例的发送装置的结构图，具有可进行仅基于1根发送天线的传送和MIMO复用传送的结构。

发送装置在进行MIMO复用传送时使用2根发送天线51、52，从各发送天线51、52发送独立的数据信道，在不进行MIMO复用传送时仅从发送天线51发送数据信道。

第1帧生成部53构成从1根发送天线51发送来的不包含追加导频码元的帧，第2帧生成部54构成从另一发送天线52发送来的、包含追加导频码元且不包含基本导频码元以及控制码元的帧。

即，帧生成部53具备：基本导频生成部53a，其生成基本导频码元；控制信道生成部53b，其生成控制码元；数据信道生成部53c，其生成数据码元；以及复用部53d，其复用输出这些码元。帧生成部53在不进行MIMO复用传送而从1根发送天线51进行发送时，生成并输出如图16（A）所示的帧。发送部55对由帧生成部53生成的帧实施正交调制、升频转换等无线处理后从天线51进行发送。

帧生成部54具有：数据信道生成部54a，其生成数据码元；追加导频生成部54b，其生成追加导频码元；以及复用部54c，其复用输出这些码元。在进行MIMO复用传送时，帧生成部54生成并输出图16（C）所示的帧。发送部56对由帧生成部54生成的帧实施无线处理后从天线52进行发送。此外，在进行MIMO复用传送时，帧生成部53如图16（B）所示生成并输出将数据码元区域的追加导频码元部分空出来的帧，发送部55对该帧实施无线处理而从天线51发送。另外，使得是否是MIMO复用传送的信息包含在控制码元中。

自适应无线链路控制部57根据从通信对象（接收站）接收到的表示传输路径状态的传输路径信息、或由本装置内的传输路径状态测定部测定出的表示传输路径状态的传输路径信息、或从接收站接收到的ACK/NACK信息，进行数据信道的调制方式、编码率、扩展率等链路参数的确定控制，同时，将该信息输入到控制信道生成部53b和数据信道生成部53c、54a。并且，当存在来自接收站的高速传送请求时，自适应无线链路控制部57向追加导频分配部58输入将基于1根发送天线51的发送切换为使用多根发送天线51、52的MIMO复用传送的情况。

追加导频分配部58在被输入了进行MIMO复用传送的情况时，向追加导频生成部54b指示追加导频码元的生成、追加导频码元数、以及追加导频码元位置，并且向数据信道生成部53c、54a输入追加导频码元位置。其结果，帧生成部53生成图16（B）所示的帧，帧生成部54生成图16（C）所示的帧，由发送天线51、52进行发送。

接收部59经由天线60接收从接收装置发送来的信号，将接收到的无线信号的频率降频转换为基带频率，然后，进行正交解调而输入到信道估计部61、控制信道解调部62、以及数据信道解调部63。信道估计部61使用导频码元估计来自接收装置（移动终端）的上行链路中的信道，控制信道解调部62使用信道估计值来对从接收装置发送来的控制信道进行解调，向自适应无线链路控制部57通知通过控制信道传送来的传输路径信息、ACK/NACK信息、以及高速传送请求等。数据信道解调部63使用确定信道估计值以及调制方式、编码率等的控制信息来对数据码元进行解调而输出。

图17是第2实施例的接收装置的结构图，具有可进行基于1根发送天线的发送时的接收和MIMO复用传送时的接收的结构。

接收装置在进行MIMO复用传送时，使用2根接收天线71、72来分离输出从各自的发送天线51、52传送来的独立的数据信道，在不进行MIMO复用传送时，使用1根接收天线71或者2根接收天线71、72来对从发送天线51传送来的数据信道进行解调而输出。

接收部73、74将由接收天线71、72接收到的无线信号的频率降频转换为基带频率，然后，对接收帧进行正交解调。

如果不是MIMO复用传送，则第1信道估计部77使用包含在从接收部73、74输出的各接收帧中的基本导频码元来估计从发送天线51到接收天线71、72的传输路径，得到信道估计值h₀₀、h₁₀。控制信道解调部78使用所得到的信道估计值h₀₀、h₁₀来进行从接收部73、74输入的接收帧的控制信道的解调，向MIMO信号分离部75输入控制码元信息（无线链路参数以及表示没有进行MIMO复用传送等）。

在不是MIMO复用传送时，MIMO信号分离部75使用上述信道估计值h₀₀、h₁₀，对从发送天线51发送来的数据信道的数据码元进行解调，输入到纠错解码部76。

如果为MIMO复用传送，则第1信道估计部77使用包含在从接收部73、74输出的各接收帧中的基本导频码元来估计从发送天线51到接收天线71、72的传输路径，得到信道估计值h₀₀、h₁₀。控制信道解调部78使用所得到的信道估计值h₀₀、h₁₀来进行从接收部73、74输入的接收帧的控制信道的解调，根据该控制码元信息得到进行MIMO复用传送的情况以及追加导频码元的信息，向第2信道估计部79指示使用追加导频码元来进行信道估计。并且，控制信道解调部78向MIMO信号分离部75输入控制码元信息（无线链路参数以及追加导频码元位置、进行MIMO复用传送等）。

第2信道估计部79根据来自控制信道解调部78的指示，使用该追加导频码元来估计从发送天线52到接收天线71、72的传输路径，向MIMO信号分离部75输入所得到的信道估计值h₀₁、h₁₁。MIMO信号分离部75使用上述信道估计值h₀₀、h₁₀、h₀₁、h₁₁来进行公知的MIMO信号分离处理，分离/解调从各发送天线51、52发送来的数据信道的数据码元，输入到纠错解码部76。

根据第2实施例，在使用多个发送天线来进行发送时，***了追加导频码元，所以在接收侧可进行在数据码元的解调中所需要的信道估计。因此，根据需要，可从基于1根发送天线的发送切换到如MIMO复用传送那样的基于多根发送天线的发送。

并且，根据第2实施例，可追加用于估计每根发送天线的传输路径的导频，所以可灵活应对使用了多天线发送技术的通信方式。并且，在不进行使用多天线的发送时，不使用多余的导频码元，所以能够提高数据的传送效率。

（D）第3实施例

图18是第3实施例的发送装置的结构图，该发送装置可以实现仅基于1根发送天线的发送、和进行发送波束形成而进行使用多根天线的发送这双方。1根天线ANT 1的波束指向性是如图19的BD 1所示的无指向性，移动终端MS相对于ANT 1存在于任意方向，都为固定的增益。另一方面，根据自适应阵列天线，可使发送波束具有指向性BD 2而向规定的方向发送，所以与仅使用1根天线时无指向性的情况相比，得到较大的增益。因此，在移动终端MS远离天线ANT 1而接收质量降低时，进行发送波束形成而从多个天线使具有指向性地进行发送，从而能够提高接收质量。

图18的发送装置在发送波束形成传送时，使用4根发送天线81a～81d，在不进行发送波束形成时，仅使用发送天线81a进行发送。

第1帧生成部82构成从1根发送天线81a发送的包含基本导频码元以及控制码元的帧，第2帧生成部83构成从发送天线81a～81d发送的、不包含基本导频码元以及控制码元的帧。

即，第1帧生成部82具备：基本导频生成部82a，其生成基本导频码元；控制信道生成部82b，其生成控制码元；以及复用部82c，其复用输出这些基本导频码元、控制码元以及从第2帧生成部83输出的数据码元。

第2帧生成部83具有：数据信道生成部83a，其生成数据码元；追加导频生成部83b，其生成追加导频码元；以及复用部83c，其复用输出这些码元。

在不进行发送波束形成而从1根发送天线81a进行发送时，第1帧生成部82复用基本导频码元、控制码元以及从波束形成器85输出的发送天线81a用的数据码元，生成而输出图20（A）所示的帧。发送部84a对由第1帧生成部82以及第2帧生成部83生成的帧实施无线信号处理后从天线81a发送。

在波束形成传送时，第2帧生成部83生成而输出图20（B）所示的帧。波束形成器85对输入到各天线的帧进行加权，以使波束朝向接收装置所在的方向。第1帧生成部82复用基本导频码元、控制码元以及从波束形成器85输出的发送天线81a用的码元（数据码元、追加导频码元），生成并输出图20（C）所示的帧。发送部84a从天线81a送出由第1帧生成部82生成的帧，发送部84b～84d从各自的天线81b～81d输出从波束形成器85输出的加权后的帧。

自适应无线链路控制部86根据从接收装置发送来的传输路径信息或由本装置内的传输路径状态测定部（未图示）测定出的表示传输路径状态的传输路径信息，进行数据信道的解调方式、编码率、扩展率等链路参数的确定控制，同时向控制信道生成部82b和数据信道生成部83a输入该信息。并且，如果不可能变更链路参数，则自适应无线链路控制部86向追加导频分配部87通知从基于1根发送天线的发送变为了基于多个发送天线的波束形成传送的情况。由此，追加导频分配部87向追加导频生成部83b指示追加导频码元的生成、追加导频码元数、追加导频码元位置，并且向数据信道生成部83a输入追加导频码元位置，并且向控制信道生成部82b通知与追加导频码元相关的信息以及当前是波束形成发送的情况。其结果，第2帧生成部83生成图20（B）所示的帧，第1帧生成部82生成图20（C）所示的帧，经由发送天线81a～81d进行发送。

接收部88经由天线81e接收从接收装置发送来的信号，将接收到的无线信号的频率降频转换为基带频率，然后，进行正交解调而输入到信道估计部89a、控制信道解调部89b、以及数据信道解调部89c。信道估计部89a使用导频码元估计来自接收装置（移动终端）的上行链路中的信道，控制信道解调部89b使用信道估计值来对从接收装置发送来的控制信道进行解调，向自适应无线链路控制部86通知通过控制信道传送来的传输路径信息、ACK/NACK信息等。数据信道解调部89c使用确定信道估计值以及调制方式、编码率等的控制信息来对数据码元进行解调并输出。

图21是第3实施例的接收装置的结构图，对与图10的第1实施例的接收装置相同的部分赋予相同标号。不同点在于：（1）在解调部32中设置信道估计值切换部32f；（2）第1信道估计部32a估计在基于1根发送天线进行发送时的传输路径而输出第1信道估计值，第2信道估计部32c估计在进行波束形成发送时的传输路径而输出第2信道估计值；以及（3）信道估计值切换部32f根据是基于1根发送天线的发送还是波束形成发送来选择第1信道估计值、第2信道估计值并输入到数据信道解调部32d。

第1信道估计部32a使用包含在接收帧中的基本导频码元来进行信道估计，向控制信道解调部32b和信道估计值切换部32f输入所得到的第1信道估计值。控制信道解调部32b根据第1信道估计值来对控制信道进行解调，调查是否为波束形成发送，如果为波束形成发送则确认追加导频码元数和位置，向第2信道估计部32c指示执行基于追加导频码元的信道估计。

并且，控制信道解调部32b向信道估计值切换部32f输入是否为波束形成发送的信息，并且向数据信道解调部32d通知自适应无线链路参数以及追加导频码元的位置信息。

第2信道估计部32c根据来自控制信道解调部32b的所述指示，使用该追加导频码元来进行信道估计，向信道估计值切换部32f输入所得到的第2信道估计值。

信道估计值切换部32f根据是基于1根发送天线的发送还是波束形成发送而选择第1信道估计值、第2信道估计值中的一方来输入到数据信道解调部32d。数据信道解调部32d根据所输入的信道估计值以及无线链路参数、追加导频码元位置等，进行数据信道的解调。

以上，根据第3实施例，能够追加用于估计进行波束形成的信号的传输路径的导频，所以能够灵活地应对使用波束形成发送技术的通信方式。并且，在不进行使用波束形成的发送时，不使用多余的导频码元，所以能够提高数据的传送效率。

以上，通过本发明，根据传输路径状态来自适应地进行追加导频码元的***，能够提高信道估计精度。

根据本发明，即使在移动站的移动速度较快且衰减频率较高的情况下，也可以通过分散追加导频码元的位置来自适应地提高信道估计精度。

通过本发明，在即使使用根据传输路径状态来变更发送方式的自适应控制也无法改善传送差错时，追加导频码元，所以能够通过自适应控制来提高数据码元的S/N比，并且能够通过导频追加来同时提高信道估计的精度。

根据本发明，在基于多个发送天线的发送时，***了追加导频码元，所以能够在接收侧进行在数据码元的解调中所需的信道估计。因此，可根据传输路径状态或根据接收侧的请求，从基于1根发送天线的发送切换到MIMO复用传输和发送波束形成等那样的基于多个发送天线的发送。即，根据本发明，能够追加用于估计每个发送天线的传输路径或波束形成的信号的传输路径的导频，所以能够灵活地应对使用多天线发送技术的通信方式。并且，在不进行使用多天线的发送时，不使用多余的导频码元，所以能够提高数据的传送效率。

根据本发明，使用控制信道，传达追加导频码元的有无、码元数、以及所追加的位置等信息，所以能够在接收侧识别出追加导频码元的有无、码元数、以及所追加的位置来进行使用了追加导频码元的信道估计。

根据本发明，不仅进行数据信道中的自适应无线链路控制，而且还进行追加导频码元的追加控制，从而不仅能够提高数据信道的S/N，还能够同时改善信道估计的精度，所以能够提高***吞吐率。

根据本发明，能够预先将基本导频码元的功率和码元数设定得较小，所以能够将导频码元的***损失抑制得较小。由此，得到了提高小区边缘的吞吐率和降低对其他小区的干扰的效果。

根据本发明，通过检测出包含在控制信道中的追加导频信息的差错，即使在追加导频信息之外的控制信道中产生了传送差错，也可以使用根据追加导频码元来估计的信道估计结果，再次执行控制码元的解码，所以能够改善控制信道的传送差错。

Claims (4)

1.一种无线通信***，该无线通信***对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，该无线通信***的特征在于，

发送装置具有：

传输路径信息输出部，其取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息；

导频追加决定部，其根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量；

控制码元生成部，其生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置；以及

发送部，其根据所述每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧，

接收装置具有：

控制码元接收部，其根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有追加导频码元；以及

数据码元接收部，其在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

2.一种发送装置，其是无线通信***中的发送装置，该无线通信***对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，其特征在于，该发送装置具有：

传输路径信息输出部，其取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息；

导频追加决定部，其根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量；

控制码元生成部，其生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置；以及

发送部，其根据所述针对每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧。

3.一种接收装置，其是无线通信***中的接收装置，该无线通信***对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，其特征在于，该接收装置具有：

控制码元接收部，其根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有由发送装置针对每个接收装置追加的与所述基本导频码元不同的追加导频码元，并且识别追加导频码元数和追加导频码元的位置；以及

数据码元接收部，其在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

4.一种无线通信方法，该无线通信方法用于对帧进行发送接收，该帧具有：用于无线线路质量测定、且在与发送装置进行通信的一个以上的接收装置中共用的基本导频码元；针对每个接收装置设定的控制码元；以及传达信息比特的数据码元，该无线通信方法的特征在于，

在发送装置中，

取得并输出关于与接收装置之间的传输路径状态的传输路径信息，

根据该传输路径信息，决定是否在帧中追加与基本导频码元不同的针对每个接收装置的导频码元并且决定导频码元的数量，

生成包含与追加导频码元相关的信息的控制码元，其中，该与追加导频码元相关的信息包含追加导频码元的有无、追加导频码元数及追加导频码元的位置，

根据所述每个接收装置的导频码元的追加决定，发送追加了该针对每个接收装置的导频码元的帧，

在接收装置中，

根据包含在接收帧中的控制码元的信息，判定在接收帧中是否包含有追加导频码元，

在包含有追加导频码元的情况下，使用该追加导频码元来接收数据码元。

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