CN102224759B - 控制站装置、发送站装置、通信方法和通信*** - Google Patents
控制站装置、发送站装置、通信方法和通信*** Download PDFInfo
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Abstract
在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***中,以使上述多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率增加的方式,设定作为在上述利用频带中利用产生干扰的重叠频带的比例的重叠率,采用按照所设定的上述重叠率分配的频谱,发送上述多载波信号。
Description
技术领域
本发明涉及使用多载波信号的通信,特别涉及应用纠错码的多载波通信方式中的控制站装置、发送站装置、通信方法和通信***。
本申请基于2008年12月4日向日本申请的特愿2008-309815号和2008年12月18日向日本申请的特愿2008-322865号主张优先权并在此援用其内容。
背景技术
近年来在无线通信领域中,受到频率资源的枯竭问题的严重化,而谋求着频率共用型的无线通信。图27作为共用频带的无线通信***的组合的一个例子,是表示频道不同的2个无线LAN(Local Area Network:局域网)***的整体的概念图。
在该图中,无线通信***具有无线LAN基站2a、2b和接收机1a。无线LAN基站2a使用中心频率fa即CH1的频带进行通信。另一方面,无线LAN基站2b使用中心频率fb(其中,fa<fb)即CH5的频带进行通信。
此时接收机1a在无线LAN基站2a和无线LAN基站2b双方的无线信号到达的位置配置,对中心频率fa的无线信号和中心频率fb的无线信号的二个无线信号部分地相互干扰的信号进行接收。
这样,在接收机1a以无线LAN基站2a为通信对象的情况下,在中心频率fa即期望波的发送频带、与中心频率fb即来自无线LAN基站2b的干扰波的发送频带部分地交叠(重复)的频率共用型的无线通信中,接收机1a也必须正确地接收期望波。
另外,作为共用频带的其他例子,也有无线LAN***、bluetooth(注册商标)、WiMAX(注册商标)的组合等、不同通信方式的***彼此共用频率的情况。
例如设想图27所示的接收机1a以无线LAN基站2a为通信对象的情况。在该情况下,中心频率fa即来自无线LAN基站2a的期望波的发送频带、与中心频率fb即来自无线LAN基站2b的干扰波的发送频带,部分地交叠(重复)。在这种频率共用型的无线通信***中,接收机1a必须正确地接收期望波。
以有效利用这种频率为目的,报告有如下这样的技术:通过在相同时刻的相同地点,使用频谱复用手法来共有频率资源,从而改善在多个通信***中传送的信号整体的频率利用效率(例如参照非专利文献1)。
另一方面,在非专利文献3中,记载了使分配调制方式根据按每个子载波(subcarrier)的接收级别而变化的适应调制OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交频分复用)***。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:横田强等,“有关使用了重叠传送法的高速无线LAN***的研究”,电子信息通信学会,信学技报RCS,Vol. 99,No. 355,pp. 121-126,1999年10月
非专利文献2:增野淳、秋元守、中津川征士,“有关OFDMA无线***中的子载波交叠的研究”,2008年综合大会演讲论文集,电子信息通信学会,B-5-130,p. 516,2008年3月
非专利文献3:小林英雄,“OFDM通信方式的基础和应用技术”,Triceps公司,2004年,pp. 113-130。
发明内容
发明要解决的问题
但是,在非专利文献1中,示出了将进行了频谱扩散的信号重叠配置在没有进行频谱扩散的信号上的衬于底层(underlay)型的重叠传送。在根据该条件的通信***中有如下问题,即,一般地重叠率(superposed rate)为100%,但是频谱扩散型的***在传送速度上有限制,或者为了实现高速传送而需要极大的频带。此外,在没有进行频谱扩散的通信***彼此间,无法重叠传送信号。
此外,在非专利文献2中,示出了使用相同通信***时的下行链路,仅对能够确保相互充分的D/U(Desired to Undesired signal ratio:DU比(期望信号与不期望信号之比))的终端站,进行使用相同子载波的重叠传送。其中,在该下行链路的发送中,需要使各发送站装置彼此相互频率同步。
如上所述到此为止对数种方式进行了报告,但是可应用的范围因设定的条件而被限制。例如,通过多载波重叠传送可期待频率资源的有效利用,相对于此,在到此为止的报告中,重叠的信号只有至2个信号的组合的报告。在实际利用的状况下,尽管重叠的信号数限制在至2个信号并不现实,但是仍然没有针对重叠3个以上信号的报告。因此,在重叠的信号为3个以上时,从有效利用频率的观点出发应进行何种频谱配置还不明确。
此外,因频谱配置,而可能在通过无线基站提供通信的小区间或***间产生传送特性的优劣。存在如下问题,即,虽然若从确保电波利用公平性的观点出发,则必须进行适当的频谱配置,但却未对此进行研究。
此外,在使3个以上的相同通信***的频谱连续地重叠的情况下,与在使用频带的频率端部配置频谱的通信***相比,在将频谱配置于中央的通信***中,重叠率变高,由此会使通信质量降低。例如,在对多个小区配置频谱时,存在使用频带的频率端部以外的小区的通信质量降低的问题。
此外,在产生图27所示那样的干扰的情况下,当发送机对频率轴上的各信道依次分配多个FEC(Forward Error Correction:向前纠错)码时,对使用产生干扰的频带的FEC块而言导致了质量降低。在非专利文献3中,虽然使分配调制方式根据按每个子载波的接收级别而变化,但是却未考虑到当如上所述在期望波的发送频带产生干扰时,考虑干扰区域和非干扰状况来实现按每个用户请求的QoS(Quality of Service:服务质量)。
本发明是考虑到这种情形,并为解决上述问题而做出的,其目的在于提供在使用多载波信号的通信中能够使频率利用效率提高的技术。
更具体而言,本发明目的在于提供:能够在多个***中确保通信质量并有效利用频率的控制站装置、发送站装置、通信方法和通信***。
此外,本发明目的在于提供:即使在使用频带的一部分中产生干扰的情况下也能够实现与按每个用户的优先级对应的无线通信的多载波信号的发送站装置、通信方法和通信***。
用于解决问题的方案
(1)为了解决上述问题,本发明是由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***中的通信方法,其中,该通信方法具有:控制步骤,以使在上述多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率增加的方式,设定重叠率,其中,该重叠率是在上述利用频带中利用产生干扰的重叠频带(superposed band)的比例;以及发送步骤,使用按照所设定的上述重叠率分配的频谱,发送上述多载波信号。
(2)在本发明的通信方法中可以是,上述通信方法是上述通信***为3个以上且同时进行通信时的通信方法,上述通信方法还具有:重叠频带识别步骤,上述接收站装置对在自通信***中配置的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行预先识别;干扰抑制步骤,上述接收站装置对上述重叠频带应用干扰抑制技术;以及纠错解码步骤,上述接收站装置对应用了上述干扰抑制技术的信号进行纠错解码,由此,接收以自接收站装置为目的地的多载波信号,上述控制步骤具有:频谱配置步骤,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出上述重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;以及频谱分配步骤,对在自通信***中配置的频谱进行分配,在上述发送步骤中,上述发送站装置使用对上述自通信***分配的上述频谱发送上述多载波信号。
(3)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述频谱的带宽按每个上述通信***是可变的,在上述频谱配置步骤中,将上述频谱中带宽比其他频谱窄的2个频谱配置于上述利用频带的端部,并且以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱。
(4)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述干扰抑制步骤采用频率滤波器使上述识别的重叠频带的接收信号衰减,由此进行干扰抑制。
(5)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述干扰抑制步骤对上述识别的重叠频带的接收信号的似然进行掩蔽(mask),上述纠错解码步骤对上述掩蔽了似然的接收信号进行纠错解码,由此接收以自接收站装置为目的地的上述多载波信号。
(6)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述频谱配置步骤基于通过在上述接收站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
(7)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述频谱配置步骤基于通过在上述发送站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
(8)此外,在本发明的通信方法中可以是,上述频谱配置步骤基于通过在与上述发送站装置和上述接收站装置均不相同的控制站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
(9)此外,在本发明的通信方法中可以是,具有:编码/调制步骤,进行用户的数据的编码和调制;重叠率判定步骤,在上述用户的服务质量请求高于规定的服务质量的情况下,将作为在该用户的数据发送中使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率,设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率低;子载波分配步骤,按照在上述重叠率判定步骤中设定的重叠率,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配;多载波调制步骤,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的用户的数据,调制到在上述子载波分配步骤中分配的子载波上;以及并行串行变换步骤,对上述多载波调制步骤中调制的子载波进行串行变换,生成上述多载波信号。
(10)此外,在本发明的通信方法中可以是,在上述编码/调制步骤中,进行多个不同用户的数据的编码和调制,在上述重叠率判定步骤中,以用户整体的平均重叠率与作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率一致的方式,针对多个上述用户的每一个,在该用户的服务质量请求高于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的上述重叠率低,在该用户的服务质量请求低于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率高,在上述子载波分配步骤中,针对各用户的每一个,按照在上述重叠率判定步骤中设定的该用户的重叠率,将在上述编码/调制步骤中进行编码和调制的该用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配,在上述多载波调制步骤中,针对各用户的每一个,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的该用户的数据,调制到在上述子载波分配步骤中向该用户的数据分配的子载波上。
(11)此外,本发明是在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,决定频谱配置的控制站装置,其中,该控制站装置具备:干扰信号检测部,对上述频谱中的与其他通信***的重叠频带的干扰信号进行检测;频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;频谱分配部,对在上述发送站装置和上述接收站装置进行通信的通信***中配置的频谱进行分配,其中,该发送站装置是使用所分配的上述频谱发送上述多载波信号的发送站装置,该接收站装置是对所配置的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行识别并对上述重叠频带应用干扰抑制技术且对信号进行纠错解码、由此接收以自接收站装置为目的地的多载波信号的接收站装置;以及控制信息分发部,对自通信***的上述发送站装置和其他通信***,通知所分配的频谱。
(12)此外,本发明是由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***中的发送站装置,其中,该发送站装置具备:控制部,以使在上述多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率增加的方式,对作为在上述利用频带中利用产生干扰的重叠频带的比例的重叠率进行设定;以及发送部,采用按照所设定的上述重叠率分配的频谱,发送上述多载波信号。
(13)在本发明的发送站装置中可以是,上述通信***为3个以上且同时进行通信,上述控制部具备:频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出上述重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;以及频谱分配部,对在自通信***中配置的频谱进行分配。
(14)此外,在本发明的发送站装置中可以是,具备:干扰信号检测部,对上述频谱中的与其他通信***的重叠频带的干扰信号进行检测,以便进行上述频谱的配置。
(15)此外,在本发明的发送站装置中可以是,具备:编码/调制部,进行用户的数据的编码和调制;重叠率判定部,在上述用户的服务质量请求高于规定的服务质量的情况下,将作为在该用户的数据发送中使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率,设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率低;子载波分配部,按照通过上述重叠率判定部设定的重叠率,将通过上述编码/调制部编码和调制的用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配;多载波调制部,将通过上述编码/调制部编码和调制的用户的数据,调制到通过上述子载波分配部分配的子载波上;以及并行串行变换部,对通过上述多载波调制部调制的子载波进行串行变换,生成上述多载波信号。
(16)此外,在本发明的发送站装置中可以是,具备多个上述编码/调制部,多个上述编码/调制部分别进行不同用户的数据的编码和调制,上述重叠率判定部以用户整体的平均重叠率与作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率一致的方式,针对多个上述用户的每一个,在该用户的服务质量请求高于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的上述重叠率低,在该用户的服务质量请求低于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率高,上述子载波分配部针对各用户的每一个,按照通过上述重叠率判定部设定的该用户的重叠率,将通过上述编码/调制部编码和调制的该用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配,上述多载波调制部针对各用户的每一个,将通过上述编码/调制部编码和调制的该用户的数据,调制到通过上述子载波分配部向该用户的数据分配的子载波上。
(17)此外,在本发明的发送站装置中可以是,上述重叠率判定部在上述用户的数据的接收质量高于规定阈值的情况下,将该用户的重叠率设定为较高,在上述用户的数据的接收质量低于上述规定阈值的情况下,将该用户的重叠率设定为较低。
(18)此外,在本发明的发送站装置中可以是,还具备:调制编码级别决定部,基于通过上述重叠率判定部设定的重叠率,决定调制编码级别,上述编码/调制部通过由上述调制编码级别决定部决定的调制编码级别,进行上述用户的数据的编码和调制。
(19)此外,本发明是在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,决定频谱配置的通信***,其中,该通信***具备:频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;频谱分配部,对所配置的上述频谱进行分配;发送部,采用所分配的上述频谱,发送上述多载波信号;以及接收部,对所分配的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行识别,对上述重叠频带应用干扰抑制技术,对信号进行纠错解码,由此接收以自接收部为目的地的多载波信号。
发明效果
根据本发明,能够在使用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的通信***中,通过重叠率的设定来提高在多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率。
此外,根据本发明,在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,决定频谱配置。发送站装置使用向自***分配的频谱发送多载波信号。接收站装置对自***中配置的频谱中的与其他通信***的重叠频带进行预先识别。接收站装置对重叠频带应用干扰抑制技术,对应用了干扰抑制技术的信号进行纠错解码,由此接收以自接收站装置为目的地的多载波信号。根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出重叠率,以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱。
这样:可以提供以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱,从而能够降低按每个频谱重叠所带来的影响、确保实质的通信质量并有效利用频率的频率配置方法。
此外,在本发明中,频谱的带宽按每个通信***是可变的,在频谱配置步骤中,将带宽比其他频谱窄的2个频谱配置在利用频带的端部,并且以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱。
通过这种配置,即使是带宽窄的频谱也能够确保规定的频带。进而,通过以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置频谱,从而能够提高整体的传送效率。
此外,在本发明中,接收站采用频率滤波器使识别的重叠频带的接收信号衰减由此来进行干扰抑制。
由此,能够将包含干扰波的频带除去,能抑制所接收的接收信号的干扰波。
此外,在本发明中,接收站对识别的重叠频带的接收信号的似然进行掩蔽,对掩蔽了似然的接收信号进行纠错解码,由此接收以自接收站装置为目的地的多载波信号。
由此,能够将含有干扰波的频谱除去,能抑制所接收的接收信号的干扰波。
此外,根据本发明,当在期望波的频带的一部分产生干扰时,多载波信号的发送站装置,使重叠率根据按每个用户的优先级而变化,由此能够进行与请求的优先级对应的质量的无线通信。此外,通过根据数据的接收质量而改变重叠率,从而能够实现频率利用效率的提高。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的通信***的框图。
图2A是表示第一实施方式中的频率配置的重叠的图。
图2B是表示第一实施方式中的频率配置的重叠的图。
图2C表示第一实施方式中的频率配置的重叠的图。
图3是表示第一实施方式的接收站装置的框图。
图4表示第一实施方式中的频率配置的图。
图5是表示第一实施方式中的通信***的动作的流程图。
图6是表示第二实施方式的通信***的框图。
图7是表示第二实施方式中的通信***的动作的流程图。
图8是表示第三实施方式的通信***的框图。
图9是表示第三实施方式中的通信***的动作的流程图。
图10是表示第四实施方式的接收站装置的框图。
图11A是表示第四实施方式的接收站装置的动作的图。
图11B是表示第四实施方式的接收站装置的动作的图。
图11C是表示第四实施方式的接收站装置的动作的图。
图12是表示本发明第五实施方式的信号发送装置的动作概要的图。
图13是表示第五实施方式的信号发送装置的构成的框图。
图14是表示使用图13所示的信号发送装置的通信***中的流程的图。
图15是表示第五实施方式的QoS和接收质量的组合与重叠率的关系的图。
图16A是表示仅使用1个编码/调制器时的调度的图。
图16B是表示仅使用1个编码/调制器时的调度的图。
图17是表示进行干扰频带的掩蔽的信号接收装置的内部构成的框图。
图18是表示图17所示的信号接收装置的动作流程的图。
图19A是图17所示的信号接收装置的动作的概念图。
图19B是图17所示的信号接收装置的动作的概念图。
图19C是图17所示的信号接收装置的动作的概念图。
图19D是图17所示的信号接收装置的动作的概念图。
图20A是表示另一加权例的图。
图20B是表示另一加权例的图。
图21是表示进行滤波的接收装置的功能构成的框图。
图22是表示接收信号、希望信号、干扰信号的频谱的概念图。
图23是表示通过图21所示滤波器控制部进行的滤波器控制处理的概略的概略图。
图24是表示通过图21所示滤波器控制部进行的滤波器控制处理的概略的概略图。
图25是表示通过图21所示滤波器控制部进行的滤波器控制处理的概略的概略图。
图26是表示图21所示信号接收装置的滤波器控制顺序的流程图。
图27是表示频道不同的2个无线通信***中的干扰的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明各实施方式的通信***进行说明。
在本发明的各实施方式中,与现有通信***相比,其特征之一在于,以提高整体的频率利用效率的方式,对重叠率(即,是在用于信号发送的频带中利用产生干扰的重叠频带的比例,从频谱的带宽和与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出)进行设定。
(第一实施方式)
图1是表示本发明第一实施方式的通信***的框图。
在该图中,作为利用相同频率的电波进行通信的3个通信***,示出通信***100、700和800。通信***100、700和800为使用相同***构成的各自独立的通信***。
通信***100具有基站装置110和终端站装置120。通信***700具有基站装置710和终端站装置720。通信***800具有基站装置810和终端站装置820。
对各通信***分配的频率,以使用的电波频带重叠的方式配置。
图2A~图2C是表示第一实施方式中的频率配置的重叠状态的概念图。
图2A示出了对在频率轴上分配的希望信号进行传输的信号W1和频带的一部分(频带fb12)与信号W1重复地分配的信号W2。在该图中,纵轴表示功率,横轴表示频率。
信号W1具有收容对信号W1进行传输的多个子载波SC1-1至SC1-n的由奈奎斯特频率表示的频带fa1。
信号W2具有收容对信号W2进行传输的多个子载波SC2-1至SC2-n的由奈奎斯特频率表示的频带fa2。
这里,使希望信号为信号1时,期望波通过频带fa1进行发送,对通过频带fa2发送的信号2进行传输的载波成为干扰波。
信号W1的载波中的重叠率为Rov1=fb12/fa1,信号W2的载波中的重叠率为Rov2=fb12/fa2。
在图2B所示频率排列中,示出了没有重叠的频带的分配。在该图中,纵轴表示功率,横轴表示频率。在该排列中,示出了对在频率轴上分配的希望信号进行传输的信号W1和与信号W1经由保护频带(fg12)邻接的信号W2。
图2B所示信号W1与信号W2,具有与图2A相同的频带fa1和频带fa2,因此在不重叠地进行分配的现有分配方法中,占有的频带变宽而导致利用效率降低。
在图2C所示频率排列中,示出将3个信号(W1、W2和W3)在连续的排列中进行分配的状态。另外,信号W3是频带的一部分(频带fb23)与信号W2重复的信号。在该图中,纵轴表示功率,横轴表示频率。该图所示信号W2不仅与信号W1而且还与信号W3也频带重叠,因此其重叠率为,
Rov2’=(fb12+fb23)/fa2
这样在各通信***中,分别分配图2C所示的任一频带。而且可以明示,在各通信***对其他通信***的电波进行接收时会有相互受到干扰影响的范围。
回到图1,对构成各通信***的装置进行说明。以下,以通信***100的下行线路(即从基站装置110到终端站装置120的方向)为例,以各通信***中的构成为代表进行说明。
通信***100中的基站装置110具有发送部111、接收部112、控制部113和天线114。
基站装置110中的发送部111生成对终端站装置120的发送信号。
发送部111具有发送基带信号生成器111a和增频变频器装置111b。发送部111中的发送基带信号生成器111a基于发送的信息生成发送基带信号。生成的发送基带信号与发送频率同步地输出。发送频率根据分配的频带确定,通过带宽控制信息进行控制。
增频变频器装置111b将输入的发送基带信号基于设定的送出频率进行频率变换并输出。从增频变频器装置111b输出的发送信号,经过进行未图示的编码处理、纠错编码处理、调制处理等未图示的发送信号处理部,从天线114送出。输出的无线信号向具有通过多个子载波传输的频带的信道分配。
接收部112进行输入的接收信号的接收处理。接收部112具有干扰波检测装置112a。干扰波检测装置112a从输入的接收信号中检测出基站装置110的期望波中的利用频带中、因从其他***发送的无线信号而产生干扰的频带。
干扰波检测装置112a例如在没有发送期望波的环境中,按该期望波的利用频带的每个子载波,检测其他无线信号的有无、信号强度等,由此检测产生干扰的特定子载波。
干扰波检测装置112a例如作为对作为特定子载波的子载波对应附加“1”、对特定子载波以外的子载波对应附加“0”的干扰频带判定值的列,生成特定子载波判定值的列。干扰波检测装置112a将检测结果作为干扰波信息输出。
控制部113中的频率分配装置113a基于表示按作为干扰波信息输入的每个子载波的干扰状况的干扰频带判定值,按照确定的规则选定在自通信***中使用的信道。频率变更装置113b按照该信道中的频率排列,对各子载波中利用的频率进行分配,根据分配的频率进行发送频率的变更。带宽变更装置113c基于表示按作为干扰波信息输入的每个子载波的干扰状况的干扰频带判定值,按照确定的规则选定能够在自通信***中进行发送的带宽。带宽变更装置113c基于选定的带宽进行通过发送部111发送的带宽的控制。
在通信***100中,终端站装置120始终进行频率扫描,追随通过相向的基站装置110发送的频率分配。终端站装置120具有发送部121、接收部122和控制部123。
终端站装置120中的发送部121将从终端站装置120发送的信号变换为无线信号并经由天线124输出。发送部121生成针对相向的基站装置110的发送信号。接收部122接收来自相向的基站装置110的无线信号。在接收部122接收的无线信号的干扰频带中,含有干扰信号。为了降低该干扰信号的影响,接收部122具有除去干扰信号的构成。
对接收部122中的一方式进行说明。
图3是表示第一实施方式的接收站装置的框图。
接收部122具有BWL滤波器122a、解调器122b、干扰波检测装置122c、掩蔽处理部122d和解码器122e。
接收部122中的BWL滤波器(Band width Limitation filter:带宽限制滤波器)122a,使希望信道的频带选择性地透过。
解调器122b将接收的包含纠错编码后的期望波的无线信号按每个子载波变换为电信号,输出按解调的每个子载波的解调值DM1~DM8。
干扰波检测装置122c基于输入的接收信号,从该信道具有的频带中检测干扰频带中的干扰信号,从而识别干扰波。
掩蔽(mask)处理部122d具有掩码生成器122d1、掩蔽处理部122d2和合成器122d3。
掩蔽处理部122d中的掩码生成器122d1,输出对根据按输入的每个子载波的干扰信号应掩蔽的子载波的解调值进行掩蔽的掩码。图中,应掩蔽的子载波的解调值为解调值DM7和DM8。在掩码生成器122d1生成的掩码中,进行掩蔽的子载波以“0”表示,不进行掩蔽的子载波以|“1”表示。掩蔽处理部122d2根据输入的解调值和生成的掩码进行乘法运算处理。乘法运算处理的结果是,进行掩蔽处理,解调值DM7和DM8置换为“0”,使其他解调值DM1到DM6的信号透过。合成器122d3对解调值DM1到DM6的信号、与置换了解调值DM7和DM8的“0”进行合波,将合波后的信号作为选择的数据串向解码器122e输出。
解码器122e基于通过掩蔽处理部122d选择的数据串,进行纠错处理和解码处理,输出按每个子载波的解码结果。在解码器122e中的解码处理中,可以选择与期望波的编码方法对应的解码处理。
通过以上处理,利用掩蔽处理部122d将干扰频带所含的干扰信号除去,能够进行接收信号的解码处理。
参照附图对频率配置的决定法则进行说明。
图4是表示第一实施方式中的频率配置的图。
在该图中,纵轴表示功率,横轴表示频率。在该图的频率轴所示范围内,排列有具有不同频带的5个信道。由于使各信道重叠,因此5个信道被分配到与各个信道频带的合计相比较窄的频带。虽然由于使各信道重叠会在各信道中产生干扰,但是通过解码处理中的误差补偿等可以防止误码率下降。重叠的各信道,从频率低的一方起依次为信道CH1、CH2、CH3、CH4和CH5,选择使整体的传送容量为最大的排列。
示出将各***具有的频谱对各个信道进行分配的规则。在本实施方式所示频谱配置方法中示出,适于各个信道具有不同的频谱宽度(频率宽度)和具有该频谱的信道的频带具有不同的频率带宽的情况的频谱的配置方法。
图4(a)表示没有采用本实施方式的配置方法的配置例。如果将该图所示各信道的频率带宽pf以排列表示则如下式所示。
(pf1,pf2,pf3,pf4,pf5)=(fa,fa,fn,fn,fa)
各信道的频率带宽fa和fn具有不同的频率带宽。例如如fa为10MHz、fn为5MHz那样,分别具有相互明显不同的频率带宽。因此,频带窄的频率带宽的信道,在分别重叠并同时连续分配时,从在该频带的频率轴上邻接的信道的双方,作为重叠频带而共有。其结果是,能够占有的频带减少,导致实质上的通信质量降低。
图4(b)表示采用本实施方式的配置方法的配置例。如果将该图所示各信道的频率带宽f以排列表示则如下式所示。
(f1,f2,f3,f4,f5)=(fn,fa,fa,fa,fn)
各信道的频率带宽f1、f2、f3、f4和f5,被分配表示不同频率带宽(fa和fn)的信道。如图所示,频率带宽fa与频率带宽fn相比占有较宽的频率范围,实质的频带也较宽。这样,将窄频带的频谱配置在利用频带的端部。即,在利用频带的端部配置带宽比其他频谱窄的2个频谱。更具体而言,将最窄频带的频谱和次于该频谱的窄频带的频谱配置在利用频带的端部。另外,当存在多个最窄频带的频谱时,将这些频谱中的2个配置于利用频带的端部。此外,当最窄频带的频谱为1个、次于该频谱的窄频带的频谱存在多个时,将最窄频带的频谱和次于该频谱的窄频带的多个频谱中的任一频谱配置在利用频带的端部。由此,能够避免如上述图4(a)所示将窄频带的频谱配置于中央侧而产生的问题。
接着使用具体例示出上述所示频谱配置方法的效果。
图4(c)示出对3个信道配置具有不同频率带宽的频谱的情况。如果从频率低的一方起以排列表示则可以如下表示。
(f1,f2,f3)=(fn,fa,fn)
这里,频率带宽fa与fn具有如下关系。
fn=fa/2
即,对中央的信道分配的频谱的频率带宽fa,具有对端部的信道分配的频谱的频率带宽fn的2倍的带宽。
此外,如图4(d)所示,进行与对3个信道分配的频谱全部具有相同频率带宽fa的情况的比较。
图4(e)是计算上述(c)与(d)所示情况的频率利用效率。将上述(c)的条件作为“本提案”表示,将(d)的条件作为“现有方法”表示。
该选定的条件如下所示。应用的通信***,基于IEEE802.16e标准中的下行链路应用的DL-FUSC(Down Link-Full Usage of SubChannelization:下行链路-全部使用子信道化)模式。此外,调制方式为编码率为1/2的64QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交振幅调制),编码方式为CTC(Convolutional Turbo Code:卷积Turbo 码)。
如图4(e)所示,现有方法的频率利用效率为3bit/sec/Hz(比特/秒/赫兹),但本提案的频率利用效率示出4.17bit/sec/Hz(比特/秒/赫兹)。即,示出频率利用效率变高1.39倍。
接着,参照附图对频率的分配顺序进行说明。
图5是表示第一实施方式中的通信***动作的流程图。
在成为发送站的基站装置110中,接收部112对通过天线114捕捉的接收信号进行接收(步骤Sa11)。接收部112的干扰波检测装置112a进行干扰波的检测(步骤Sa12)。基于检测的干扰波信息,频率分配装置113a按照频率分配规则选择频率排列进行配置(步骤Sa13)。基于配置的频率排列,频率分配装置113a进行频率的分配(步骤Sa14)。按照进行分配的频率,频率变更装置113b对发送部111的发送频率进行变更(步骤Sa15)。在发送部111中,为了与基于分配的频率进行分配的频带相适应,带宽变更装置113c选定能够在自通信***中发送的带宽,进行基于选定的带宽从发送部111发送的带宽的控制。在发送部111中,根据带宽的控制对发送基带信号生成器111a输出的时钟频率进行变更。此外在发送部111中,对增频变频器装置111b的输出频率进行变更而生成发送信号,经由天线114送出(步骤Sa16)。
通过上述顺序,基于通过基站装置110接收的接收信号中的干扰状况,能够决定基站装置110发送的发送频率。
(第二实施方式)
以下,参照附图对本发明第二实施方式的通信***进行说明。
图6是表示本发明第二实施方式的通信***的框图。
该图中,作为利用相同频率的电波进行通信的3个通信***,示出了通信***200、700和800。通信***200、700和800为采用相同***构成而各自独立的通信***。
在图6中,对和图1相同的构成附加相同附图标记。以下对和图1不同的构成进行说明。
通信***200具有相向地进行通信的基站装置210和终端站装置220。通信***200将在通信***700和800中发送的无线信号作为干扰波接收。
以下,以通信***200的下行线路(即从基站装置210到终端站装置220方向)为例,以各通信***中的构成为代表进行说明。
在通信***200中,基站装置210具有发送部111、接收部212、控制部113和天线114。
基站装置210中的接收部212,进行输入的接收信号的接收处理。接收部212具有控制信息提取装置212a。控制信息提取装置212a将通过从终端站装置220发送的无线信号传送的包中所含信息提取。从终端站装置220送来的信息包括:终端站装置220侧的接收状况以及为了适应该接收状况而设定的终端站装置220中的各种设定信息。控制信息提取装置212a将基站装置210送出的无线信号(期望波)的利用频带中作为产生干扰检测出的频带的信息提取,作为干扰波信息输出。
控制部113基于提取的干扰波信息,按照确定的规则决定频率排列,按照该排列进行频率的分配。确定的规则是与第一实施方式所示频率决定法则相同的规则。
发送部111通过分配的频率输出发送信号。
控制部113和发送部111的细节如参照上述图1进行说明的那样。
在通信***200中,终端站装置220具有发送部221、接收部222、控制部223和天线124。
终端站装置220中的发送部221具有对基站装置210发送信息的发送基带信号生成器221a。发送基带信号生成器221a基于输入的控制信息,生成在控制信息部中包含与干扰波有关的信息的包。发送基带信号生成器221a生成根据数据包化的干扰波信息的发送基带信号。
接收部222经由天线124接收从基站装置210发送的无线信号。接收部222进行接收的接收信号的接收处理并进行接收数据的提取。此外,接收部222基于接收的无线信号,提取表示终端站装置220侧的接收状况的信息。
接收部222具有干扰波检测装置222a。接收部222中的干扰波检测装置222a从输入的接收信号检测基站装置110发送的期望波的利用频带中、因从其他***发送的无线信号而产生干扰的频带。干扰波检测装置222a例如在没有发送期望波的环境中,按照该期望波的利用频带的每个子载波,检测其他无线信号的有无、信号强度等,从而检测产生干扰的特定子载波。干扰波检测装置222a例如作为对作为特定子载波的子载波对应附加“1”、对特定子载波以外的子载波对应附加“0”的干扰频带判定值的列,生成特定子载波判定值的列。干扰波检测装置222a将检测结果作为干扰波信息输出。
控制部223具有控制信息附加装置223a。控制部223中的控制信息附加装置223a基于检测的干扰波信息,生成在向基站装置210通知的信息中包含干扰波信息的控制信息,向发送部221输入。
接着,参照附图对频率的分配顺序进行说明。
图7是表示第二实施方式中的通信***动作的流程图。
在成为接收站的终端站装置220中,接收部222对通过天线124捕捉的接收信号进行接收(步骤Sb11)。接收部222的干扰波检测装置222a进行干扰波的检测(步骤Sb12)。
控制信息附加装置223a基于检测的干扰波信息生成包含与干扰波有关的信息的控制信息并输出(步骤Sb13)。发送基带信号生成器221a基于输入的控制信息,生成在控制信息部中包含与干扰波有关的信息的包并输出。输出的包变换为无线信号并从终端站装置220送出(步骤Sb14)。
在相向的基站装置210中,对从终端站装置220送出的无线信号进行接收。接收部212中的控制信息提取装置212a将通过从终端站装置220发送的无线信号传送的包中所含信息提取。控制信息提取装置212a将在终端站装置210中检测的干扰波信息输出(步骤Sb15)。频率分配装置113a基于输出的干扰波信息,按照频率分配规则选择频率排列并进行配置(步骤Sb16)。基于配置的频率排列,频率分配装置113a进行频率的分配(步骤Sb17)。按照分配的频率,频率变更装置113b对发送部111的发送频率进行变更(步骤Sb18)。发送部111基于分配的频率,为了与分配的频带相适应,带宽变更装置113c选定能够在自通信***中发送的带宽,基于选定的带宽进行从发送部111发送的带宽的控制。在发送部111中,根据带宽的控制对发送基带信号生成器111a输出的时钟频率进行变更。此外在发送部111中,对增频变频器装置111b的输出频率进行变更而生成发送信号,经由天线114送出(步骤Sb19)。
通过上述顺序,基于通过终端站装置220接收的接收信号中的干扰状况,能够决定基站装置210发送的发送频率。
(第三实施方式)
下面,参照附图对本发明第三实施方式的通信***进行说明。
图8是表示第三实施方式的通信***的框图。
该图中,作为利用相同频率的电波进行通信的3个通信***,示出通信***300、700c和800c。通信***300、700c和800c是采用相同***构成而各自独立的通信***。
通信***300具有基站装置310和终端站装置120。通信***700c具有基站装置710c和终端站装置720。通信***800c具有基站装置810c和终端站装置820。在各个通信***中,所具有的基站装置与终端站装置利用确定的频率进行通信。此外,通信***700c和800c从通信***300通知频率控制所需的频率控制信息。
此外在图8中,对和图1相同的构成附加相同附图标记。以下对和图1不同的构成进行说明。
通信***300具有基站装置310和终端站装置120以及进行基站装置310和终端站装置120的控制的控制站装置330。通信***300将在通信***700c和800c中发送的无线信号作为干扰波接收。无线信号中的干扰波的干扰状况,在控制站装置330中进行检测。基于该干扰状况,将进行频率配置的结果利用通信单元向通信***300的基站装置310和各通信***700c和800c通知。
以下,以通信***300的下行线路(即从基站装置310到终端站装置120方向)为例,以各通信***中的构成为代表进行说明。
在通信***300中,基站装置310具有发送部311、接收部312、控制部313和天线114。
基站装置310中的发送部311生成对端末装置120的发送信号。发送部311具有发送基带信号生成器311a和增频变频器装置111b。发送部311中的发送基带信号生成器311a基于发送的信息生成发送基带信号。生成的发送基带信号与发送频率同步地输出。
基站装置310中的接收部312进行输入的接收信号的接收处理。
控制部313具有控制信息接收装置313a、频率变更装置313b。控制信息接收装置313a对从控制站装置330发送的频率控制信息进行接收,将通过无线信号传送的包中所含信息提取。从控制站装置330送来的信息是,用于对通信***300中使用的频率进行控制的控制信息。控制信息接收装置313a从由控制站装置330通知的频率控制信息中提取各信道的配置信息。频率变更装置313b基于提取的各信道的配置信息进行频率的配置。
在通信***300中,控制站装置330具有干扰波检测装置331、频率分配装置332和控制信息分发装置333。
控制站装置330中的干扰波检测装置331,在通信***300中,从输入的接收信号中检测出基站装置310发送的期望波的利用频带中、因从其他***发送的无线信号而产生干扰的频带。干扰波检测装置331例如在没有发送期望波的环境中,按该期望波的利用频带的每个子载波,对他无线信号的有无、信号强度等进行检测,从而检测产生干扰的特定子载波。干扰波检测装置331例如作为对作为特定子载波的子载波对应附加“1”、对特定子载波以外的子载波对应附加“0”的干扰频带判定值的列,生成特定子载波判定值的列。干扰波检测装置331将检测结果作为干扰波信息输出。
频率分配装置332基于表示按作为干扰波信息输入的每个子载波的干扰状况的干扰频带判定值,按照确定的规则选定在自通信***中使用的信道。此外,频率分配装置332基于选定的结果决定频率排列,按照该排列进行频率的分配。确定的规则是与第一实施方式所示频率决定法则相同的规则。
控制信息分发装置333向相向的基站装置310、通信***700c和800c,分发包含选定的信道的信息的频率控制信息。
接着,参照附图对频率的分配顺序进行说明。
图9是表示第三实施方式中的通信***动作的流程图。
管理通信***300的频率配置的控制站装置330,对通过天线334捕捉的接收信号进行接收(步骤Sc11)。干扰波检测装置331进行干扰波的检测并输出干扰波信息(步骤Sc12)。
频率分配装置332基于输出的干扰波信息,按照频率分配规则选择频率排列并进行配置(步骤Sc13)。
基于配置的频率排列,频率分配装置332对频率进行分配(步骤Sc14)。控制信息分发装置333将包含分配的频率的信息的频率控制信息利用通信单元向基站装置310和通信***700c、800c分发(步骤Sc15)。
在相向的基站装置310中,对从控制站装置330发送的频率控制信息进行接收。控制部313中的控制信息接收装置313a将从控制站装置330发送的频率的分配信息提取(步骤Sc16)。
按照提取的频率的分配信息,频率变更装置313b对发送部311的发送频率进行变更(步骤Sc17)。发送部311基于进行分配的频率,对增频变频器装置111b的输出频率进行变更并生成发送信号,经由天线114送出(步骤Sc18)。
通过上述顺序,基于通过控制站装置330接收的接收信号中的干扰状况,能够决定基站装置310发送的发送频率。将在通信***300中使用的频率向通信***700c和800c分发,从而通信***700c和800c能够考虑该频率地高效进行各自***中利用的频率配置。而且,能够减少相互的干扰,从而提高各个通信***的质量。
(第四实施方式)
下面,参照附图对本发明第四实施方式的通信***中的接收站(终端站装置)具有的接收部进行说明。
图10是表示上述第二实施方式所示终端站装置220具有的接收功能的功能构成的框图。
如图所示,终端站装置220具有发送部221、接收部222、控制部223和天线124。在图10中,对和图6所示构成相同的构成附加相同附图标记。以下对和图6不同的构成进行说明。
在终端站装置220中,接收部222具有接收处理部222b、干扰信息提取部222c、滤波器控制部222d、滤波器222e、解调部222f、去交织器(deinterleaver)222g和FEC解码部222h。
接收处理部222b对接收的接收信号进行降频变频,进而进行模拟/数字变换。
干扰信息提取部222c基于在开始与基站装置210的通信时决定的希望信号信息,进行将包含干扰信号的中心频率、干扰信号的频率带宽、干扰信号的接收功率的干扰信息从接收信号中提取的干扰信息提取处理。干扰信息提取处理可以通过现有技术实现。例如,干扰信息提取部222c对接收信号进行FFT(Fast Fourier Transform:快速傅立叶变换)而算出接收信号的频谱,对算出的接收信号的频谱、与基于希望信号信息得到的希望信号的频谱的推定结果的差分进行计算,从而推定干扰信号的频谱,基于该推定结果将干扰信息提取。此外,例如可以基于从基站装置210以规定定时发送的、没有对子载波分配功率的信号中的频谱,干扰信息提取部222c将干扰信息提取。
滤波器控制部222d在与基站装置210的通信开始时存储希望信号信息,基于希望信号信息、通过干扰信息提取部222c提取的干扰信息,决定满足以下二条件的滤波器参数,对滤波器222e设定所决定的滤波器参数。
(1)使不存在干扰信号而仅存在希望信号的频带的接收信号通过。
(2)使存在干扰信号的频带的接收信号衰减。
另外,滤波器参数例如由滤波器的种类、截止频率构成。
滤波器222e基于通过滤波器控制部222d设定的滤波器参数的滤波器,对接收信号进行滤波。即,滤波器222e基于通过滤波器控制部222d设定的滤波器参数的滤波器,对在该滤波器参数的决定时通过滤波器控制部222d参照的接收信号进行滤波。
解调部222f从通过滤波器222e进行滤波的接收信号中除去保护间隔,进行FFT,进行解调,由此生成解调信号。
去交织器222g对通过解调部222f生成的解调信号进行去交织。
FEC解码部222h将通过去交织器222g进行去交织的解调信号,按照FEC(Forward Error Collection:向前纠错)进行解码,生成对误码比特进行订正的比特串,输出接收数据。进而,FEC解码部222h在按照FEC进行解码并生成对误码比特进行订正的比特串时,算出误码率。
控制信息附加装置223a生成表示通过滤波器控制部222d决定的滤波器参数、通过FEC解码部222h算出的接收数据的误码率的发送用信息。而且,发送部221中的发送基带信号产生器221a对生成的发送用信息执行编码处理、调制处理、数字/模拟变换处理、增频变频处理等处理并生成发送用信息信号,将生成的发送用信息信号经由天线124向基站装置210发送。
下面对滤波器控制部222d的动作进行具体说明。滤波器控制部222d基于希望信号信息和干扰信息,算出希望信号与干扰信号的相对位置,根据该算出结果决定对滤波器222e应用的滤波器参数。具体而言,滤波器控制部222d基于希望信号信息和干扰信息,从高通滤波器、低通滤波器和陷波滤波器中选择对滤波器222e应用的滤波器的种类。进而,滤波器控制部222d决定滤波器的截止频率。而且,滤波器控制部222d按照决定的滤波器的种类和截止频率,对滤波器222e进行控制。
下面,使用附图对滤波器控制处理进行具体说明。
图11A~图11C是概略表示滤波器控制部222d对滤波器222e设定低通滤波器时的滤波器控制处理的概略图。图11A是将通过天线124接收的接收信号的频谱分为希望信号的频谱和干扰信号的频谱进行表示的概略图。在图11A中,纵轴表示功率,横轴表示频率,附图标记DS表示希望信号的频谱,附图标记IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部222d基于干扰信号的中心频率和频率带宽,算出干扰信号的频带的最高值(bmax_i),基于希望信号的中心频率和频率带宽,算出希望信号的频带的最高值(bmax_d),在bmax_i比bmax_d高的情况下(图11A),对滤波器222e应用低通滤波器。
图11B是表示滤波器控制部222d对滤波器222e应用的低通滤波器的概略的概略图。在图11B中,纵轴表示增益(单位是dB),横轴表示频率(单位是Hz)。在这种情况下,滤波器控制部222d基于干扰信号的中心频率和频率带宽,算出干扰信号的频带的最低值(bmin_i),将低通滤波器的截止频率(低通滤波器的增益为-3dB的频率)fc的值决定为bmin_i。而且,滤波器控制部222d将附图标记FP所示那样的、滤波器的种类为低通滤波器而截止频率fc为bmin_i的滤波器参数设定到滤波器222e。
图11C表示利用具有图11B所示特性的低通滤波器对图11A的信号进行滤波处理时的结果。如图所示,表示了通过滤波处理降低了干扰信号的情况。
以上对应用低通滤波器的情况进行了表示,但是可以根据检测的干扰信号的状况选择高通滤波器和陷波滤波器。此时的截止频率采用上述方法进行选择。
另外,该图所示构成不限于上述终端站装置220中的接收部222,也可以适应于第一实施方式所示终端站装置120中的接收部122、以及基站装置110中的接收部112、基站装置210中的接收部212和基站装置310中的接收部312等。
根据上述实施方式的频谱配置方法,在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站和接收站构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,可以进行决定频谱配置的控制站中的频谱配置。作为发送站定义的基站装置110、210和310,使用对自***分配的频谱发送多载波信号。作为接收站定义的终端站装置120和220,对自***中配置的频谱中的与其他***即通信***700和800等的重叠频带进行预先识别。终端站装置120和220对重叠频带应用干扰抑制技术,对应用了干扰抑制技术的信号进行纠错解码来接收以本站为目的地的多载波信号。以从频谱的带宽、与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出的重叠率在各频谱中成为固定的方式配置频谱。
这样,通过以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置频谱,能够降低按每个频谱重叠所带来的影响,能提供能够确保实质的通信质量并有效利用频率的频率配置方法。
此外,频谱的带宽按每个通信***是可变的,通过在频谱配置步骤中,将频谱的带宽窄的频谱配置于利用频带的端部,将频谱的带宽宽的频谱配置于利用频带的中央部,能够以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置频谱。
通过这种配置,即使是带宽窄的频谱也能够确保规定的频带,进而以重叠率在各频谱中成为固定的方式配置频谱,由此能够提高整体的传送效率。
此外,终端站装置120和220使用频率滤波器将识别的重叠频带除去,由此进行干扰抑制处理。
由此,能够将含有干扰波的频带除去,能抑制所接收的接收信号的干扰波。
此外,终端站装置120和220对识别的重叠频带的接收信号的似然(与上述的子载波的解调值相当)进行掩蔽,纠错解码步骤对掩蔽了似然的接收信号进行纠错解码,由此进行干扰抑制处理,接收以本站为目的地的多载波信号。
由此,能够将含有干扰波的频谱除去,能抑制所接收的接收信号的干扰波。
此外,频谱配置可以基于通过在终端站装置220等的接收站中设置的干扰波检测装置222a(干扰信号检测单元)进行检测的结果进行配置。
由此,能够选择适于接收站中的接收环境的频谱,能提高接收站中的接收质量。
此外,频谱配置可以基于在基站装置110等的发送站中设置的干扰信号检测装置122a(干扰信号检测单元)进行检测的结果进行配置。
由此,能够在发送站中直接检测周围的接收环境,不传送在其他地点检测的结果,能够直接检测干扰信号,因此提高追随环境变化的响应性。而且,能够选择适于其有时的通信环境的频谱,能提高通信质量。
此外,频谱配置可以基于通过在与基站装置310(发送站)和终端站装置320(接收站)均不相同的控制站装置330中设置的干扰波检测装置331(干扰信号检测单元)进行检测的结果进行配置。
由此,能够选择适于控制站装置330中的接收环境的频谱,基于通过控制站装置330检测的信息对自通信***(通信***300)和其他通信***(通信***700c和800c)的频谱配置进行集中控制。
另外,本发明不限于上述各实施方式,可以在不脱离本发明主旨的范围内进行变更。对于本发明的接收方法中的编码方式,可以使用所有种类的编码方式,对于接收装置的构成数、连接方式也没有特别限定。
此外,上述实施方式所示的干扰波检测装置112a、222a,也可以作为以频率配置为目的干扰信号检测功能进行专用设置,此外也可以兼用作以从接收信号再生接收信息为目的的干扰信号检测功能。
此外在上述说明中,示出了为了进一步提高频率利用效率而进行发送部111中的频带控制的实施方式。虽然能够获得通过进行频带控制来提高频率利用效率的效果,但是也可以不进行频带控制而以确定的频带进行发送。
另外,本发明的通信***与通信***100、200和300相当。此外,本发明的发送站装置与基站装置110、210和310相当。此外,本发明的接收站装置与终端站装置120、220和320相当。此外,本发明的控制站装置与控制站装置330相当。此外,本发明的干扰信号检测部与干扰波检测装置112a、222a和331相当。此外,本发明的频谱配置部与频率分配装置113a和332相当。此外,本发明的频谱分配部与频率分配装置113a和332相当。此外,本发明的控制信息分发部与控制信息分发装置333相当。此外,本发明的控制信息发送部与控制信息附加装置223a相当。此外,本发明的发送部与发送部111和311相当。此外,本发明的接收部与接收部122和222相当。
此外,本发明的控制步骤与控制部113的处理过程相当。此外,本发明的发送步骤与发送部111和311的处理过程相当。此外,本发明的重叠频带识别步骤与干扰波检测装置112a、222a和331的处理过程相当。此外,本发明的干扰抑制步骤与接收部120和220的处理过程相当。此外,本发明的纠错解码步骤与接收部122和212的处理过程相当。此外,本发明的频谱配置步骤与频率分配装置113a和332的处理过程相当。此外,本发明的频谱分配步骤与频率分配装置113a和332的处理过程相当。
下面,参照附图对本发明第五实施方式进行说明。
图12表示本发明第五实施方式的信号发送装置(发送站装置)的动作概要。本实施方式的信号发送装置发送OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交频分复用)等多载波信号,作为纠错码使用FEC(Forward Error Correction:向前纠错)码。该信号发送装置对频率轴上的各信道依次分配多个FEC块并进行发送。此时,信号发送装置对各个FEC块,使用重叠率(在信号发送中使用的频带中利用产生干扰的重叠频带的比例)可变的子载波分配法或子载波交织,进行给予与各用户的服务质量请求即QoS对应的重叠率的调度。也就是说,对于QoS高的用户的数据较多地分配非干扰频带,以较低的重叠率进行发送,对QoS低的用户的数据较多地分配重叠频带,以较高的重叠率进行发送。另外,对于控制信息仅利用非干扰频带进行发送。由此防止控制信息、高优先级的数据丢失。
此外,能够根据用户数据的接收状态按每个用户给予重叠率。即,对于接收状态良好的用户的数据较多地分配重叠频带,以较高的重叠率进行发送,对于接收状态差的用户的数据较多地分配非干扰频带,以较低的重叠率进行发送。由此提高信道整体的频率利用效率的提高效果。
如图12所示,用D/U(Desired to Undesired signal ratio;DU比)表示接收状态。此外,用户1的QoS请求低、D/U=20dB,用户2的QoS请求低、D/U=0dB,用户3的QoS请求高、D/U=20dB,用户4的QoS请求高、D/U=0dB。
在使对于某用户的数据发送中使用的频带为α、该使用频带中干扰频带为β的情况下,该用户的重叠率=β/α。此时,将用户1、2、3、4的重叠率分别决定为66%、50%、30%、10%。而且,作为用户整体的重叠率,与期望波的重叠率=(期望波的重叠频带b)/(期望波的使用频带a)相同。
图13是表示本实施方式的信号发送装置1100的构成的框图。
在该图中,信号发送装置1100具有可变重叠率调度装置1110、OFDM调制器1120、P/S变换器(并行/串行变换器)1130和存储部1140。
存储部1140对各用户的QoS、通过信号接收装置(接收站装置)接收的接收质量、在通过信号接收装置接收信号时推定的SINR值进行存储。进而,存储部1140将按能可变的每个重叠率对各调制编码级别算出设想天线传送路能够满足所要通信质量(Bit Error Rate(比特误码率)、Frame Error Rate(帧差错率)等)的最小SINR(Signal-to-Noise ratio;SN比)值,作为调制编码级别表进行存储。
可变重叠率调度装置1110具有S/P变换器(串行/并行变换器)1111、块重叠率判定器1112、调制编码级别决定器1113、编码/调制器1114-1~1114-n和子载波分配器1115。
S/P变换器1111将发送数据从串行信号变换为并行信号,将各用户的信号按用户而输出到编码/调制器1114-1~n。块重叠率判定器1112基于在存储部1140中存储的各用户的QoS、接收该用户的数据的信号接收装置中的接收质量来决定重叠率。调制编码级别决定器1113参照在存储部1140中存储的调制编码级别表,根据通过块重叠率判定器1112决定的重叠率、与在存储部1140中存储的各用户的数据的发送目的地即信号接收装置对应的推定SINR值,来决定调制编码级别。编码/调制器1114-1~n按照调制编码级别决定器1113决定的按每个用户的调制编码级别,使用FEC码对该用户的数据进行编码,对编码后的数据进行调制并向子载波分配器1115输出。子载波分配器1115按照通过块重叠率判定器1112决定的重叠率,对调制到干扰频带和非干扰频带的子载波上的数据进行分配,作为并行信号向OFDM调制器1120输出。
OFDM调制器1120对通过子载波分配器1115向各子载波分配的并行信号进行逆傅立叶变换并输出。P/S变换器1130对通过OFDM调制器1120输出的并行信号进行串行变换,生成OFDM信号,作为发送信号输出。
图14是表示使用上述信号发送装置1100的通信***中的流程的图。
在该图中,信号接收装置进行干扰频带的检测处理(步骤S111)。这是例如信号接收装置对信号发送装置1100,发送期望波的无线信号发送的停止请求,在没有发送期望波的环境中,按该期望波的利用频带的每个子载波,检测其他无线信号的有无、信号强度等,从而能够检测产生干扰的频带。在信号接收装置没有检测到干扰频带时(步骤S112:“否”),结束处理。
在检测到干扰频带时(步骤S112:“是”),信号接收装置将检测的干扰频带的信息通知信号发送装置1100(步骤S113),使干扰补偿/抑制机构接通(步骤S114)。信号发送装置1100将通过信号接收装置接收的干扰频带的信息写入存储部1140。此外,信号发送装置1100从通过信号接收装置接收的信号推定SINR并写入存储部1140。
当向信号发送装置1100的可变重叠率调度装置1110输入发送数据时,块重叠率判定器1112参照存储部1140,判断是否有重叠频带(干扰频带)(步骤S121)。在判断为有重叠频带时(步骤S121:“是”),块重叠率判定器1112判断发送数据为控制信息还是用户的数据(步骤S122)。
当发送数据为控制信息时(步骤S122:控制信息),块重叠率判定器1112将重叠率决定为0,向调制编码级别决定器1113和子载波分配器1115输出重叠率。调制编码级别决定器1113通过块重叠率判定器1112决定的重叠率、在存储部1140中存储的推定SINR值,参照存储部1140中存储的调制编码级别表,决定调制编码级别。被输入控制信息的发送数据的编码/调制器1114-i(i=1~n),按照通过调制编码级别决定器1113决定的调制编码级别,进行数据的编码和调制。此外,子载波分配器1115将控制信息的编码数据全部向非干扰频带的子载波分配,并向OFDM调制器1120输出(步骤S123)。
当发送数据为用户的数据时(步骤S122:数据),块重叠率判定器1112从存储部1140读出用户的QoS,判断QoS级别比规定的服务质量级别高还是低。当QoS级别比规定的服务质量级别高时(步骤S124:高),块重叠率判定器1112以比期望波的重叠率低的方式决定用户的重叠率(步骤S125)。调制编码级别决定器1113通过块重叠率判定器1112决定的重叠率、在存储部1140中存储的推定SINR值,参照存储部1140中存储的调制编码级别表,决定用户的调制编码级别。
接着,块重叠率判定器1112判断全部数据的平均重叠率是否与从在步骤S121中接收的干扰频带的信息算出的期望波的重叠率相等(步骤S126)。当全部数据的平均重叠率与期望波的重叠率相等时(步骤S126:“是”),被输入用户的数据的编码/调制器1114-i(i=1~n),按照通过调制编码级别决定器1113决定的调制编码级别进行编码和调制,子载波分配器1115按照通过块重叠率判定器1112决定的各用户的重叠率,将该用户的编码数据向干扰区域和非干扰频带的子载波分配。
在步骤S126中,当全部数据的平均重叠率与期望波的重叠率不同时(步骤S126:“否”),被输入用户的数据的编码/调制器1114-i(i=1~n),对输入的发送数据进行分割(步骤S127),再次重复从步骤S124起的处理。即,由于无法以所给予的重叠率传送大小超过能够传送的容量的数据,因此将用户的数据分割为多个块。而且,通过调度将没有输送的数据整个地向后续码元重新分配,或缩短FEC块长,来调整以1码元输送的数据量。
此外,在步骤S124中,当QoS级别比规定的服务质量级别低时(步骤S124:低),块重叠率判定器1112以比期望波的重叠率高的方式决定用户的重叠率(步骤S128)。调制编码级别决定器1113通过块重叠率判定器1112决定的重叠率、在存储部1140中存储的推定SINR值,参照存储部1140中存储的调制编码级别表,决定用户的调制编码级别。
信号发送装置1100在步骤S128中,通过是否能够选择调制编码级别,判断能否确立与信号接收装置的通信链路(步骤S129)。即,信号发送装置1100参照调制编码级别表,判断以满足所要通信质量的调制编码级别一个也不存在的重叠率无法确立通信链路。如果能够确立通信链路(步骤S129:“是”),则执行从判断全部数据的平均重叠率是否与期望波的重叠率不同的步骤S126起的处理。另一方面,如果不能确立通信链路(步骤S129:“否”),则执行从降低重叠率的步骤S125起的处理。
下面,对信号发送装置1100中具体的重叠率设定处理进行说明。
信号发送装置1100的S/P变换器1111通过向发送数据赋予的控制数据或者从未图示的控制部接收的控制数据,判断各发送数据为哪个用户的发送数据,将发送数据按用户而向编码/调制器1114-1~n输出。例如S/P变换器1111将用户1的数据向编码/调制器1114-1输出,将用户2的数据向编码/调制器1114-2输出,将用户3的数据向编码/调制器1114-3输出,将用户4的数据向编码/调制器1114-4输出。
块重叠率判定器1112决定各用户的编码数据的重叠率。
图15是表示QoS和接收质量的组合、与重叠率的关系的图。QoS中具有控制信号用的高质量、用户数据用的高质量和低质量的3阶段。在控制信号的情况下,使重叠率=0,将全部编码数据以非干扰频带发送。因此在该图中仅示出用户的数据用的高质量和低质量。对于接收质量,例如可以使用D/U(Desiredto Undesired signal ratio;DU比)、S/N(Signal-to-Noise ratio;SN比(信噪比))、C/I(Carrier-to-interference;期望波功率对干扰波功率的比)等,将各用户的D/U、S/N或C/I的值与规定的阈值进行比较,将接收质量分割为高/低的2阶段。另外、D/U、S/N或C/I的信息,通常作为来自用户的请求信息通过上行链路从信号接收装置进行通知。
在该图中,当请求的服务质量为低质量、即QoS低时,设定比用户整体的平均重叠率高的重叠率。此外,当请求的服务质量为高质量、即QoS高时,设定比用户整体的平均重叠率低的重叠率。进而,当接收质量高时,设定比接收质量低时高的重叠率。即,(QoS低且接收质量高的重叠率)>(QoS低且接收质量低的重叠率)>(用户整体的平均重叠率)>(QoS高且接收质量高的重叠率)>(QoS高且接收质量低的重叠率)。
另外,用户整体的平均重叠率=期望波的重叠率=(期望波的重叠频带)/(期望波的使用频带)。
调制编码级别决定器1113通过块重叠率判定器1112决定的重叠率、以及在存储部1140中存储的、对于用户的数据发送目的即信号接收装置推定的SINR值,参照存储部1140中存储的调制编码级别表,在满足所要通信质量的调制编码级别中,选择传送比特量最大的调制编码级别。
另外,调制编码级别通过调制方式和编码率表示。调制方式例如有16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交振幅调制)、64QAM、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位偏移调制)等。此外,编码率是指(编码前的比特数)/(编码后的比特数)。因此,调制编码级别为QPSK 1/2、16QAM 3/4等。
编码/调制器1114-1~n对输入自身的用户的数据,按照通过调制编码级别决定器1113设定的该用户的调制编码级别,进行应用了FEC的编码,对编码的数据进行调制。对于上述例,编码/调制器1114-1基于用户1的调制编码级别进行编码和调制,编码/调制器1114-2基于用户2的调制编码级别进行编码和调制,编码/调制器1114-3基于用户3的调制编码级别进行编码和调制,编码/调制器1114-4基于用户4的调制编码级别进行编码和调制。
子载波分配器1115按照通过块重叠率判定器1112决定的各用户的重叠率,对各用户的调制数据分配子载波,向OFDM调制器1120输出并行信号。OFDM调制器1120对通过子载波分配器1115向各子载波分配的并行信号进行逆傅立叶变换并输出。P/S变换器1130对通过OFDM调制器1120输出的并行信号进行串行变换,生成OFDM信号,作为发送信号输出。
另外,虽然在图13的信号发送装置1100中,具有多个编码/调制器1114-1~n,但是也可以仅具有1个。此时,如图16A所示,信号发送装置1100对于控制信息、请求高等级的QoS的发送数据,有效利用连续型子载波分配法,仅向非干扰频带分配资源。另一方面,如图16B所示,对于其他发送数据,信号发送装置1100有效利用分散型子载波分配法,进行向重叠频带和非干扰频带分配分散的资源这样的调度。由此,防止控制信息、高优先级的数据丢失。
以下,作为信号接收装置的例子,对进行干扰区域的掩蔽的信号接收装置、进行滤波的信号接收装置进行说明。
图17是表示进行干扰区域的掩蔽的信号接收装置1300的构成的概略框图。
信号接收装置1300具有干扰频带检测器1301、加权系数生成器1302、解调器1303、加权运算器1304、解码器1305,从基于纠错码的期望波和干扰波所构成的接收信号,将期望波中包含的信号提取。另外,干扰频带检测器1301与解调器1303之间的连接不是必须的。干扰频带检测器1301例如在FWA(Fixed Wireless Access:固定无线接入)等信号接收装置1300的站确立时,通过从其他***发送的无线信号,检测自装置的期望波的利用频带中产生干扰的频带。干扰频带检测器1301例如对期望波的发送源无线站,发送期望波的无线信号发送的停止请求,在没有发送期望波的环境中,按该期望波的利用频带的每个子载波,检测其他无线信号的有无、信号强度等,从而检测产生干扰的子载波。干扰频带检测器1301例如作为对作为特定子载波的子载波对应附加“1”、对特定子载波以外的子载波对应附加“0”的干扰频带判定值的列,生成特定子载波判定值的列。干扰频带检测器1301将检测结果向加权系数生成器1302输出。
加权系数生成器1302算出按与特定子载波判定值对应的每个子载波的加权系数。加权系数生成器1302算出的加权系数,是针对通过干扰频带检测器1301检测的产生干扰的子载波,与其他子载波相比使可靠性降低的加权系数。加权系数生成器1302向加权运算器1304输出将算出的加权系数按每个子载波排列的列。
解调器1303将接收的包含进行了纠错编码的期望波的无线信号按每个子载波变换为电信号,将解调的按每个子载波的解调值向加权运算器1304输出。
加权运算器1304基于从加权系数生成器1302输入的加权系数,按每个子载波对从解调器1303输入的解调值进行加权运算处理,将运算结果按每个子载波排列的列作为似然数据串向解码器1305输出。
解码器1305基于从加权运算器1304输入的似然数据串,进行纠错处理和解码处理,取得期望波的信号。
图18是表示信号接收装置1300的处理流程的图。
信号接收装置1300的干扰频带检测器1301在信号接收装置1300的站确立时,在没有期望波的定时、没有期望波的子载波的频带上,测定、检测按期望波的每个子载波的频带上的无线信号的接收级别、频带、中心频率、期望波上的交叠频带等,从而取得干扰波的信息。
此外,干扰频带检测器1301基于取得的干扰波的信息,将存在干扰波的子载波作为特定子载波进行选择(检测)。干扰频带检测器1301例如基于接收级别的值,将接收规定值以上的接收级别的信号的频带的子载波作为特定子载波进行检测。
图19A~图19D是信号接收装置1300的处理内容的概念图。干扰频带检测器1301在图19A中,将期望波与干扰波重复的交叠频带W(干扰频带)中包含的子载波SC1~SC4作为特定子载波进行检测。干扰频带检测器1301生成对子载波SC1~SC4对应附加“1”、对其他子载波对应附加“0”的特定子载波判定值的列。
返回图18,干扰频带检测器1301将生成的特定子载波判定值的列向加权系数生成器1302输出(步骤S310)。
加权系数生成器1302基于干扰频带检测器1301生成的特定子载波判定值,生成使特定子载波的可靠性与其他子载波相比降低的加权系数。该加权系数例如是对在特定子载波判定值的列中对应附加“1”的子载波,使解调值变换为规定值、例如“0”的加权系数。
加权系数生成器1302将生成的按每个子载波的加权系数的列向加权运算器1304输出(步骤S320)。
另外,上述步骤S310~S320的处理是在信号接收装置1300中接收信号之前进行的处理。下面,对期望波的无线信号的接收处理进行说明。解调器1303将期望波的频带的无线信号按每个子载波进行解调,将解调的按每个子载波的解调值的数字数据向加权运算器1304输出。
加权运算器1304基于按每个子载波的加权系数和按每个子载波的解调值,通过与期望波的编码方法对应的运算方法,进行加权运算处理,将运算结果的列作为似然数据串向解码器1305输出(步骤S330)。
作为该与编码方法对应的加权运算方法的一例,使用图19B~图19D以期望波的编码方法为软判定正负多值的编码方法的情况为例进行说明。该软判定正负多值的编码方法中的解码处理中,接收信号的解调值为正负的多值输出,以绝对值的大小作为可靠性(表示相似的值,似然),进行将负值判定为值“+1”、将正值判定为值“-1”的解码处理。
图19B是表示按每个子载波的加权系数的图。此外,图19C是表示按每个子载波的正负多值输出的解调值的图。在该图中对最接近“-1”的可靠性高的是最大的正值为“+27.02”的子载波。另一方面,最接近“+1”的可靠性高的是最小的负值为“-26.34”的子载波。
另一方面,是“+1”和“-1”的哪一个最不明确(可靠性低的)的是绝对值最小的值、即解调值为0的子载波。
因此,在图18的步骤S320中,基于通过加权系数生成器1302算出的加权系数,加权运算器1304进行使作为特定子载波的子载波SC1~4的解调值变换为“0”的加权运算处理,从而能够使子载波SC1~4的解调值的可靠性降低。这里,加权系数生成器1302如图19B所示,将图19A的特定子载波判定值的逻辑否定的值作为按每个子载波对应附加的加权系数的列生成。
作为加权运算器1304的加权运算的一例,加权运算器1304将图19B所示那样的特定子载波判定值的逻辑否定的值即加权系数、与图19C所示那样的解调值按对应的每个子载波进行乘法运算。具体而言,加权运算器1304对于作为特定子载波的子载波SC1,对解调值“-25.32”和加权系数“0”进行乘法运算,将乘法运算结果“0”作为加权运算后的解调值向解码器1305输出。同样地,加权运算器1304对于特定子载波以外的子载波,对解调值和加权系数“1”进行乘法运算。而且,加权运算器1304将全部子载波的乘法运算结果的列作为似然数据串向解码器1305输出。
图19D是表示通过加权运算器1304对加权系数和正负多值解调值按每个子载波进行加权运算后的似然数据串的图。如该图所示,与作为特定子载波的子载波SC1~SC4对应的加权运算后的似然数据的值,为可靠性最低的值“0”,其他解调值没有变化。
返回图18,解码器1305基于从加权运算器1304输入的似然数据串,进行与期望波的编码方法对应的解码处理。作为对期望波应用的纠错用的编码方法,例如可以应用与卷积编码(Convolutional coding)、组合迭代解码和turbo编码的方法等对应的方法(步骤S340)。
在上述的信号接收装置1300中,干扰频带检测器1301计测站确立时期望波的频带中的干扰波,基于该计测结果,对于存在接收信号的干扰波的特定子载波,加权系数生成器1302算出使可靠性降低的加权系数,加权运算器1304对接收信号的解调值基于加权系数进行使特定子载波的可靠性降低的处理。
这样,信号接收装置1300根据按每个子载波的接收信号的可靠性对解调值进行加权运算,掩蔽可靠性低的特定子载波,使用可靠性高的子载波的解调值对接收信号进行解码,从而能够提高接收纠错能力。
另外,在本实施方式中,通过加权系数生成器1302算出的加权系数,是干扰频带检测器1301的2值的特定子载波判定值的逻辑否定的值,作为结果以比特掩蔽的情况为例进行了说明。但是不限于此,也可以使用如下系数。
图20A~图20B是表示上述加权系数的其他例中的加权前的值和加权后的值的图。
例如可以在图20A的软判定输出型中,加权系数生成器1302对正负多值输出的解调值,算出使特定子载波的加权系数为规定值α(其中,0≤α<1)、使其他子载波的加权系数为1的加权系数。
加权运算器1304对于特定子载波,通过对解调值和规定值α进行乘法运算,将特定子载波的解调值的绝对值变换为0方向,由此使可靠性降低。
此外,在软判定输出型中,在正数多值输出的解调值的情况下,解调值越接近0则使比特值解码为“-1”,解调值越接近最大值则使比特值解码为“1”。这种情况下,加权系数生成器1302可以算出将特定子载波的解调值置换为输出候补值的中央值(例如输出候补值为0~7时则为其中央值的3或4)的加权系数。
此外,在如图20B所示那样的硬判定输出型中的“-1”和“+1”的二值输出型的情况下,加权系数生成器1302可以把将二值的解调值置换为“0”的系数作为特定子载波的加权系数向加权运算器1304输出。
这样,应用块编码等、纠错码,在即使一部分子载波的解调值等丢失也能够基于其他子载波的解调值取得期望波的信号的通信方式的情况下,能够对可靠性低、成为误码产生要因的子载波,使用降低可靠性的加权系数对解调值进行加权运算处理,从而使接收纠错能力提高。
下面对进行干扰区域的滤波的接收装置进行以下说明。
图21为表示信号接收装置1400的功能构成的框图。如图所示,信号接收装置1400具有:天线1401、接收部1402、干扰信息提取部1403、滤波器控制部1404、延迟部1405、滤波器1406、解调部1407、去交织器1408、FEC解码部1409。
天线1401对希望信号与干扰信号的合成信号进行接收。
接收部1402对接收的接收信号进行降频变频,进而进行模拟/数字变换。
干扰信息提取部1403基于在开始与信号发送装置的通信时决定的希望信号信息,进行从接收信号提取包含干扰信号的中心频率、干扰信号的带宽的干扰信息的干扰信息提取处理。
干扰信息提取处理可以通过现有技术实现。例如,干扰信息提取部1403对接收信号进行FFT(Fast Fourier Transform:快速傅立叶变换)而算出接收信号的频谱,计算算出的接收信号的频谱、与基于希望信号信息得到的希望信号的频谱的推定结果的差分来推定干扰信号的频谱,基于该推定结果提取干扰信息。
滤波器控制部1404在与信号发送装置的通信开始时存储希望信号信息,基于希望信号信息和通过干扰信息提取部1403提取的干扰信息,决定满足以下二个条件的滤波器的参数,将决定的参数设定到滤波器1406。
(1)使不存在干扰信号而仅存在希望信号的频带的接收信号通过
(2)使存在干扰信号的频带的接收信号衰减
另外,滤波器的参数例如由滤波器的种类、截止频率构成。
延迟部1405对接收信号附加与从接收部1402结束处理之后到干扰信息提取部1403、滤波器控制部1404结束处理为止所需时间相当的时间延迟,并向滤波器1406输出。延迟部1405对接收信号附加的延迟量,由设计者预先设定。
滤波器1406基于通过滤波器控制部1404设定的参数的滤波器,对通过延迟部1405附加延迟的接收信号进行滤波。即,滤波器1406基于通过滤波器控制部1404设定的参数的滤波器,对在该参数的决定时通过滤波器控制部1404参照的接收信号进行滤波。
解调部1407从通过滤波器1406进行滤波的接收信号除去保护间隔,进行FFT,进行解调而生成解调信号。
去交织器1408对通过解调部1407生成的解调信号进行去交织。
FEC解码部1409将通过去交织器1408进行去交织的解调信号按照FEC进行解码,生成订正误码比特的比特串,输出接收数据。
图22是表示接收信号、希望信号、干扰信号的频谱的概念图。在图22中,纵轴表示功率,横轴表示频率。图22(a)是表示通过天线1401接收的信号的频谱的概念图。图22(b)是表示图22(a)的接收信号包含的希望信号的频谱的概念图。在图22(b)中,附图标记DS表示希望信号的频谱,fc_d表示希望信号的中心频率,bw_d表示希望信号的带宽。图22(c)是表示图22(a)的接收信号包含的干扰信号的频谱的概念图。在图22(c)中,附图标记IS表示干扰信号的频谱,fc_i表示干扰信号的中心频率,bw_i表示干扰信号的频率带宽。
下面,对滤波器控制部1404的动作进行具体说明。滤波器控制部1404基于希望信号信息和干扰信息,算出希望信号与干扰信号的相对位置,根据该算出结果决定对滤波器1406应用的滤波器参数。具体而言,滤波器控制部1404基于希望信号信息和干扰信息,从高通滤波器、低通滤波器、陷波滤波器中选择对滤波器1406应用的滤波器的种类。进而,滤波器控制部1404决定滤波器的截止频率。而且,滤波器控制部1404按照决定的滤波器的种类和截止频率,对滤波器1406进行控制。
图23~图25是表示通过滤波器控制部1404进行的滤波器控制处理的概略的概略图。下面,参照图23~图25对滤波器控制处理进行具体说明。
图23是表示滤波器控制部1404对滤波器1406设定低通滤波器时的滤波器控制处理的概略的概略图。图23(a)是将通过天线1401接收的信号的频谱,分为希望信号的频谱和干扰信号的频谱进行表示的概略图。在图23(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,附图标记DS表示希望信号的频谱,附图标记IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最高值(bmax_i),基于希望信号的中心频率(fc_d)和频率带宽(bw_d)算出希望信号的频带的最高值(bmax_d),在bmax_i比bmax_d高的情况下(图23(a)),对滤波器1406应用低通滤波器。
图23(b)是表示滤波器控制部1404对滤波器1406应用的低通滤波器的概略的概略图。在图23(b)中,纵轴表示增益(单位是dB),横轴表示频率(单位是Hz)。此时,滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最低值(bmin_i),将低通滤波器的截止频率(低通滤波器的增益为-3dB的频率)f_lpf的值决定为bmin_i。而且,滤波器控制部1404将附图标记FP所示那样的、滤波器的种类为低通滤波器且截止频率f_lpf为bmin_i的参数设定到滤波器1406。
图23(c)是表示通过图23(b)所示设定低通滤波器的滤波器1406对图23(a)所示接收信号进行滤波后的频谱的概略图。如图所示,滤波器1406使比干扰信号的频带的最低值(bmin_i)高的频率的信号功率,与该信号为希望信号还是干扰信号无关地衰减。
图24是表示滤波器控制部1404对滤波器1406设定陷波滤波器时的滤波器控制处理的概略的概略图。图24(a)是将通过天线1401接收的信号频谱分为希望信号的频谱和干扰信号的频谱进行表示的概略图。在图24(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,附图标记DS表示希望信号的频谱,附图标记IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最高值(bmax_i)和最低值(bmin_i),基于希望信号的中心频率(fc_d)和频率带宽(bw_d)算出希望信号的频带的最高值(bmax_d)和最低值(bmin_d),在bmax_i比bmax_d低且bmin_i比bmin_d高时(图24(a)),对滤波器1406应用陷波滤波器。
图24(b)是表示滤波器控制部1404对滤波器1406应用的陷波滤波器的概略的概略图。在图24(b)中,纵轴表示增益(单位是dB),横轴表示频率(单位是Hz)。此时,滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最低值(bmin_i)和最高值(bmax_i),将陷波滤波器的2个截止频率(陷波滤波器的增益为-3dB的2个频率)f_bef1和f_bef2的值决定为bmin_i和bmax_i。而且,滤波器控制部1404将附图标记FP所示那样的、滤波器的种类为陷波滤波器且2个截止频率f_bef1和f_bef2为bmin_i和bmax_i的参数,设定到滤波器1406。
图24(c)是表示通过图24(b)所示设定陷波滤波器的滤波器1406对图24(a)所示接收信号进行滤波后的频谱的概略图。如图所示,滤波器1406使干扰信号的频带的最低值(bmin_i)和最高值(bmax_i)间的频率的信号功率,与该信号为希望信号还是干扰信号无关地衰减。
图25是表示滤波器控制部1404对滤波器1406设定高通滤波器时的滤波器控制处理的概略的概略图。图25(a)为将通过天线1401接收的信号频谱分为希望信号的频谱和干扰信号的频谱进行表示的概略图。在图25(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,附图标记DS表示希望信号的频谱,附图标记IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最低值(bmin_i),基于希望信号的中心频率(fc_d)和频率带宽(bw_d)算出希望信号的频带的最低值(bmin_d),在bmin_i比bmin_d低时(图25(a)),对滤波器1406应用高通滤波器。
图25(b)是表示滤波器控制部1404对滤波器1406应用的高通滤波器的概略的概略图。在图25(b)中,纵轴表示增益(单位是dB),横轴表示频率(单位是Hz)。此时,滤波器控制部1404基于干扰信号的中心频率(fc_i)和频率带宽(bw_i)算出干扰信号的频带的最高值(bmax_i),将高通滤波器的截止频率(高通滤波器的增益为-3dB的频率)f_hpf的值决定为bmax_i。而且,滤波器控制部1404将附图标记FP所示那样的、滤波器的种类为高通滤波器且截止频率f_hpf为bmax_i的参数,设定到滤波器1406。
图25(c)是表示通过图25(b)所示设定高通滤波器的滤波器1406对图25(a)所示接收信号进行滤波后的频谱的概略图。如图所示,滤波器1406使比干扰信号的频带的最高值(bmax_i)低的频率的信号功率,与该信号为希望信号还是干扰信号无关地衰减。
下面对信号接收装置1400的动作和处理顺序进行说明。
图26是表示信号接收装置1400进行滤波器的控制时的处理顺序的流程图。
如图26所示,首先天线1401接收信号,接收部1402对接收信号进行降频变频和模拟/数字变换(步骤S410)。接着,从通过接收部1402进行处理的接收信号中,干扰信息提取部1403提取干扰信息(步骤S420)。接着,滤波器控制部1404基于通过干扰信息提取部1403提取的干扰信息、滤波器控制部1404存储的希望信号信息,如上所述决定对滤波器1406应用的滤波器的种类、滤波器的截止频率(步骤S430)。而且,滤波器控制部1404将决定的滤波器的种类和滤波器的截止频率设定到滤波器1406(步骤S440)。
与步骤S420~步骤S440的处理并行地,延迟部1405对接收信号附加延迟(步骤S450)。接着,滤波器1406按照在步骤S440的处理中设定的参数形成滤波器,对附加延迟的接收信号进行滤波,从而使在接收信号中存在干扰信号的频带功率衰减(步骤S460)。接着,解调部1407对通过滤波器1406的接收信号进行解调,生成解调信号(步骤S470)。接着,去交织器1408对解调信号进行去交织(步骤S480)。而且,FEC解码部1409对进行去交织的解调信号进行FEC解码(步骤S490),输出解码后的接收数据(步骤S500),结束该流程图整体的处理。
这样,在信号接收装置1400中,干扰信息提取部1403提取干扰信息,滤波器控制部1404对滤波器1406设定使存在干扰信号的频带的信号衰减的滤波器参数。而且,滤波器1406对接收信号进行滤波,从而使接收信号所含信号中、存在干扰信号的频带的信号衰减。因此,能够使接收信号中的干扰信号的影响减轻。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内可以进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。本发明不受上述说明限定,仅由所附权利要求书限定。
产业上的可利用性
本发明能够用于例如使用包含多个子载波的频谱的多载波信号的通信。根据本发明,能够提高在多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率。
附图标记说明
100:通信***;110:基站装置;111:发送部;112:接收部;113:控制部;114:天线;111a:发送基带信号生成器;111b:增频变频器装置;112a:干扰波检测装置;113a:频率分配装置;113b:频率变更装置;113c:带宽变更装置;120:终端站装置;121:发送部;122:接收部;123:控制部;124:天线;1100:信号发送装置;1110:可变重叠率调度装置;1111:串行/并行变换器;1112:块重叠率判定器;1113:调制编码级别决定器;1114-1~1114-n:编码/调制器;1115:子载波分配器;1120:OFDM调制器;1130:并行/串行变换器;1140:存储部;1300:信号接收装置;1301:干扰频带检测器;1302:加权系数生成器;1303:解调器;1304:加权运算器;1305:解码器;1400:信号接收装置;1401:天线;1402:接收部;1403:干扰信息提取部;1404:滤波器控制部;1405:延迟部;1406:滤波器;1407:解调部;1408:去交织器;1409:FEC解码部。
Claims (18)
1.一种通信方法,其是由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***中的通信方法,其中,该通信方法具有:
控制步骤,以使在上述多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率增加并且上述频谱的频带与其他频谱的频带重叠的方式,设定重叠率,其中,该重叠率是在上述利用频带中利用产生干扰的重叠频带的比例;以及
发送步骤,使用按照所设定的上述重叠率分配的频谱,发送上述多载波信号,
上述通信***为3个以上且同时进行通信,
上述控制步骤具有:
频谱配置步骤,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出上述重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;以及
频谱分配步骤,对在自通信***中配置的频谱进行分配。
2.根据权利要求1所述的通信方法,其中,
上述通信方法还具有:
重叠频带识别步骤,上述接收站装置对在自通信***中配置的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行预先识别;
干扰抑制步骤,上述接收站装置对上述重叠频带应用干扰抑制技术;以及
纠错解码步骤,上述接收站装置对应用了上述干扰抑制技术的信号进行纠错解码,由此,接收以上述接收站装置为目的地的多载波信号,
在上述发送步骤中,上述发送站装置使用对上述自通信***分配的上述频谱发送上述多载波信号。
3.根据权利要求2所述的通信方法,其中,
上述频谱的带宽按每个上述通信***是可变的,
在上述频谱配置步骤中,
将上述频谱中带宽比其他频谱窄的2个频谱配置于上述利用频带的端部,并且以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱。
4.根据权利要求2或权利要求3的任一项所述的通信方法,其中,
上述干扰抑制步骤采用频率滤波器使上述识别的重叠频带的接收信号衰减,由此进行干扰抑制。
5.根据权利要求2或权利要求3的任一项所述的通信方法,其中,
上述干扰抑制步骤对上述识别的重叠频带的接收信号的似然进行掩蔽,
上述纠错解码步骤对上述掩蔽了似然的接收信号进行纠错解码,由此接收以上述接收站装置为目的地的上述多载波信号。
6.根据权利要求2或权利要求3的任一项所述的通信方法,其中,
上述频谱配置步骤基于通过在上述接收站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
7.根据权利要求2或权利要求3的任一项所述的通信方法,其中,
上述频谱配置步骤基于通过在上述发送站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
8.根据权利要求2或权利要求3的任一项所述的通信方法,其中,
上述频谱配置步骤基于通过在与上述发送站装置和上述接收站装置均不相同的控制站装置中设置的干扰信号检测部检测出的结果,对上述频谱进行配置。
9.根据权利要求1所述的通信方法,其中,具有:
编码/调制步骤,进行用户的数据的编码和调制;
重叠率判定步骤,在上述用户的服务质量请求高于规定的服务质量的情况下,将作为在该用户的数据发送中使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率,设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率低;
子载波分配步骤,按照在上述重叠率判定步骤中设定的重叠率,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配;
多载波调制步骤,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的用户的数据,调制到在上述子载波分配步骤中分配的子载波上;以及
并行串行变换步骤,对上述多载波调制步骤中调制的子载波进行串行变换,生成上述多载波信号。
10.根据权利要求9所述的通信方法,其中,
在上述编码/调制步骤中,进行多个不同用户的数据的编码和调制,
在上述重叠率判定步骤中,以用户整体的平均重叠率与作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率一致的方式,针对多个上述用户的每一个,在该用户的服务质量请求高于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的上述重叠率低,在该用户的服务质量请求低于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率高,
在上述子载波分配步骤中,针对各用户的每一个,按照在上述重叠率判定步骤中设定的该用户的重叠率,将在上述编码/调制步骤中进行编码和调制的该用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配,
在上述多载波调制步骤中,针对各用户的每一个,将在上述编码/调制步骤中编码和调制的该用户的数据,调制到在上述子载波分配步骤中向该用户的数据分配的子载波上。
11.一种控制站装置,在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,决定频谱配置,其中,该控制站装置具备:
干扰信号检测部,对上述频谱中的与其他通信***的重叠频带的干扰信号进行检测;
频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;
频谱分配部,对在上述发送站装置和上述接收站装置进行通信的通信***中配置的频谱进行分配,其中,该发送站装置是使用所分配的上述频谱发送上述多载波信号的发送站装置,该接收站装置是对所配置的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行识别并对上述重叠频带应用干扰抑制技术且对信号进行纠错解码、由此接收以上述接收站装置为目的地的多载波信号的接收站装置;以及
控制信息分发部,对自通信***的上述发送站装置和其他通信***,通知所分配的频谱。
12.一种发送站装置,其是由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***中的发送站装置,其中,该发送站装置具备:
控制部,以使在上述多载波信号的发送中利用的利用频带的频率利用效率增加并且上述频谱的频带与其他频谱的频带重叠的方式,对作为在上述利用频带中利用产生干扰的重叠频带的比例的重叠率进行设定;以及
发送部,采用按照所设定的上述重叠率分配的频谱,发送上述多载波信号,
上述通信***为3个以上且同时进行通信,
上述控制部具备:
频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出上述重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;以及
频谱分配部,对在自通信***中配置的频谱进行分配。
13.根据权利要求12所述的发送站装置,其中,具备:
干扰信号检测部,对上述频谱中的与其他通信***的重叠频带的干扰信号进行检测,以便进行上述频谱的配置。
14.根据权利要求12所述的发送站装置,其中,具备:
编码/调制部,进行用户的数据的编码和调制;
重叠率判定部,在上述用户的服务质量请求高于规定的服务质量的情况下,将作为在该用户的数据发送中使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率,设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率低;
子载波分配部,按照通过上述重叠率判定部设定的重叠率,将通过上述编码/调制部编码和调制的用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配;
多载波调制部,将通过上述编码/调制部编码和调制的用户的数据,调制到通过上述子载波分配部分配的子载波上;以及
并行串行变换部,对通过上述多载波调制部调制的子载波进行串行变换,生成上述多载波信号。
15.根据权利要求14所述的发送站装置,其中,
具备多个上述编码/调制部,
多个上述编码/调制部分别进行不同用户的数据的编码和调制,
上述重叠率判定部以用户整体的平均重叠率与作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率一致的方式,针对多个上述用户的每一个,在该用户的服务质量请求高于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的上述重叠率低,在该用户的服务质量请求低于上述规定的服务质量的情况下,将该用户的重叠率设定为比作为上述多载波信号所使用的频带中的干扰频带之比例的重叠率高,
上述子载波分配部针对各用户的每一个,按照通过上述重叠率判定部设定的该用户的重叠率,将通过上述编码/调制部编码和调制的该用户的数据向非干扰频带和干扰频带的子载波分配,
上述多载波调制部针对各用户的每一个,将通过上述编码/调制部编码和调制的该用户的数据,调制到通过上述子载波分配部向该用户的数据分配的子载波上。
16.根据权利要求15所述的发送站装置,其中,
上述重叠率判定部在上述用户的数据的接收质量高于规定阈值的情况下,将该用户的重叠率设定为较高,在上述用户的数据的接收质量低于上述规定阈值的情况下,将该用户的重叠率设定为较低。
17.根据权利要求14至权利要求16的任一项所述的发送站装置,其中,
还具备:调制编码级别决定部,基于通过上述重叠率判定部设定的重叠率,决定调制编码级别,
上述编码/调制部通过由上述调制编码级别决定部决定的调制编码级别,进行上述用户的数据的编码和调制。
18.一种通信***,在由采用包含多个子载波的频谱来收发多载波信号的发送站装置和接收站装置构成的通信***为3个以上且同时进行通信时,决定频谱配置,其中,该通信***具备:
频谱配置部,根据各频谱的带宽、和各频谱与其他频谱重叠的预定的重叠带宽导出重叠率,以上述重叠率在各频谱中成为固定的方式配置各频谱;
频谱分配部,对所配置的上述频谱进行分配;
发送部,采用所分配的上述频谱,发送上述多载波信号;以及
接收部,对所分配的上述频谱中的与其他通信***的重叠频带进行识别,对上述重叠频带应用干扰抑制技术,对信号进行纠错解码,由此接收以上述接收站装置为目的地的多载波信号。
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