移动通信系统中的基站装置及方法

专利名称：移动通信系统中的基站装置及方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中的基站装置及方法。
背景技术：
在这种技术领域中，有关下一代的通信方式的研究开发急速向前开展着。
W-CDMA的标准化组织3GPP，正在研究长期演进(LTE: Long Term Evolution),作为W-CDMA和HSDPA、 HSUPA的后继的通信方式。在LTE 中作为无线接入方式，在下行链路中预定OFDM方式，在上行链路中预定 SC-FDMA ( Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; 单载波频分多 址接入)(例如，参照非专利文献1 )。
正交频分复用(OFDM)方式，是将频带分割为多个较窄的频带(副载 波)，在各个频带上装载数据来进行传输的多载波方式，通过将副载波在频率 上重合一部分也相互不干扰地紧密排列，从而能够实现高速传输，并提高频 率的利用效率。
单载波FDMA (SC-FDMA)是通过将频带分割，在多个终端间使用不 同的频带来传输，从而能够降低终端间的干扰的单载波方式的传输方式。在 SC-FDMA中，具有发送功率的变动较小的特征，所以能够实现终端的低消耗 功率及较宽的覆盖。
LTE是由多个用户装置共享在上行链路、下行链路中 一至两个以上的物 理信道进行通信的系统。由上述多个用户装置共享的信道一般被称为共享信 道，.在LTE中通过上行共享物理信道(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)进行上行链路的通信，通过下行共享物理信道(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)进行下行通信。
在使用了这些共享信道的通信系统中，需要对每个子帧(Sub-frame)(在 LTE中为1ms)发出将上述共享信道分配给哪个用户装置的信令。该信令所 使用的控制信道，在LTE中，被称为物理下行链路控制信道(PDCCH: Physical Downlink Control Channel )、或下4亍Ll/L2控制信道(DL-L1/L2 ControlChannel )。上述物理下行链路控制信道的信息中，例如包含下行调度信息或 下行链路调度信息(Downlink Scheduling Information )、送达确认信息 (ACK/NACK: Acknowledgement information;确iU言息)、上行链路调度许 可(Uplink Scheduling Grant )、过载指示符(Overload Indicator )、发送功率控 制命令比特(Transmission Power Control Command Bit)等(例如，参照非专 利文献2)。
上述下行调度信息和上行调度许可相当于用于发出将上述共享信道分配 给哪个用户装置的信令的信息。在上述下行调度信息中，例如包含下行链 路的共享信道的、有关下行链路的资源块(RB: Resource Block)的分配信息； UE的ID、进行MIMO时的流的数目、有关预编码向量(Precoding Vector ) 的4言息；lt才居大小(data size )、调制方式、有关HARQ( Hybrid Automatic Repeat reQuest;混合自动重复请求)的信息等。此外，在上述上行链路调度许可中， 例如包含上行链路的共享信道的、有关上行链路的资源的分配信息；UE的 ID、数据大小、调制方式、上行链路的发送功率信息；上行链路MIMO( Uplink MIMO)中的解调参考信号(Demodulation Reference Signal)的信息等。
非专利文献l: 3GPP, TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006
非专利文献2: 3GPP, Rl-070103， Downlink L1/L2 Control Signaling Channel Structure

发明内容
发明要解决的课题
多输入多输出(MIMO)方式，是通过在通信中使用多个天线来实现传 输信号的高速化和/或高质量的多天线方式的通信。在MIMO方式中，信号处 理方式一般依赖于通信所使用的天线数而有所不同。在目前提出的下一代移 动通信系统中，对于基站装置的发送，提出一天线发送、二天线发送和四天 线发送，对于接收，提出二天线接收和四天线接收。对于用户装置的发送， 提出一天线发送和二天线发送，对于接收，提出二天线接收和四天线接收。 在将来的移动通信系统中，用户装置和基站装置中通信上可使用的天线数的 组合或许存在多组。这种情况下，由基站装置从四天线的各个天线发送不同 的信号，另一方面，在用户装置只能使用二天线的情况下，有该用户装置不能适当地解调下行信号的顾虑。为了处理这样的担心，可考虑仅从基站装置 的二天线发送下行控制信道。而且，由于同步信道是必须在接收控制信道等 以前适当地接收的基础性的信号，所以无论基站装置的发送天线数如何，都 必须是用户装置能够接收。因此，也可以考虑从基站装置的一个天线发送同 步信道。
无论控制信道还是同步信道，如果在基站装置的多个发送天线中只从一 个或两个发送天线发送，则无论哪个用户装置或许都可以合适地接收它们。
但是，这样的话，会担心以下问题如图1所示，未用于控制信道和同步信 道的发送的天线一直不使用地保留，没有有效地灵活使用被分配给不使用的 天线的功率资源。而且，在多个发送天线中只从特定的天线发送了信号时， 还担心不能充分灵活^[吏用基于MIMO方式的空间分集效应。
本发明的课题是，在用户装置和基站装置中通信上可使用的天线数的组 合存在多组时，实现基站装置中的功率资源的有效灵活使用。
用于解决课题的方案
本发明中所使用的基站装置，用于在其内可以混合存在接收天线数不同 的用户装置的移动通信系统。基站装置包括配合发送天线数来准备多个参 考信号的单元；将规定数的各个输入信号序列以发送天线数份数进行复制， 对所复制的各个序列适用规定的预编码向量，生成发送天线数份数的输出信 号序列的预编码单元；以及将包含输出信号序列的发送信号从多个发送天线 发送的单元。所述输入信号序列的至少 一个序列包含所述多个参考信号内一 个参考信号和控制信号。
发明效果
根据本发明，在用户装置和基站装置中通信上可使用的天线数的组合存 在多组的情况下，可以实现基站装置中的功率资源的有效灵活使用。


图1是表示多个天线的一部分一直不使用而被保留的例子的图。
图2是用于说明从基站装置发送参考信号的情况的图。
图3表示预编码单元的方框图。
图4是用于说明从基站发送同步信道的情况的图。
图5是表示同步信道的预编码向量wl、 w2每10ms被切换的情况的图。图6是表示从基站装置发送参考信号、同步信道、控制信道和数据信道 的情况的图。
图7是表示本发明的一实施例的动作例子的流程图。
标号说明
PA功率放大器 31 34力口权复制单元
312..... 342复制单元
314..... 344预编码向量设定单元
316..... 346乘法单元
318、…、348合成单元 61发送分集用调制单元 62自适应预编码单元 63-1 4复用单元 64同步信道用开关 65-1-4复用单元 66固定预编码单元
具体实施例方式
图2表示本发明的一实施例的从基站装置发送参考信号的情况。基站装 置4具有四个发送天线，对各个天线准备功率放大器PA。提供给各个功率放 大器PA的信号序列，是来自预编码单元的输出信号序列，在预编码单元的输 入上被输入参考信号P1、 P2。参考信号P3、 P4在用户装置可用四天线接收， 进行使用了四天线的通信的情况下被使用。期望参考信号Pl、 P2、 P3、 P4 是相互正交的码序列。
图3表示预编码单元的细节。如图所示，预编码单元包括第1至第4加
权复制单元31 34,以及第1至第4合成单元318..... 348。加权复制单元
31包括复制单元312、预编码向量i殳定单元314以及乘法单元316。其他的 加权复制单元也同样地构成。输入信号序列被复制发送天线数份数，所复制 的各个序列中分别适用预编码向量。用预编码向量加权的各个序列，被输入 到各自对应的用于天线的合成单元。合成单元将由各种各样的各个输入信号 序列复制加权所得的序列进行合成，并提供给功率放大器PA。在图2、图3所示的例子中，始终发送参考信号P1、 P2，但仅根据需要 而发送参考信号P3、 P4。在仅发送参考信号P1、 P2时，在第l至第4输入 信号序列内的、第1、第2输入信号序列中被加入参考信号P1、 P2，在第3、 第4输入信号序列中没有被施加与参考信号有关的有意义的信号。第l输入 信号序列所输入的第1参考信号P1，由复制单元复制为四序列，在通过第1 预编码向量进行加权后被分配给第1至第4天线。同样地，第2输入信号序 列所输入的第2参考信号P2，也由复制单元复制为四序列，在通过第2预编 码向量加权后被分配给第l至第4天线。其结果，第1参考信号通过第1预 编码向量进行加权，从四个天线以第1方向性(以第1波束)发送到用户装 置。在本实施例中，通过一种预编码向量从四个物理天线发送一个方向性波 束，该一个方向性波束相当于一个虚拟天线。因此，也可以表现为'第l参 考信号从一个虚拟天线发送，。第2参考信号通过第2预编码向量进行加权， 从四个天线以第2方向性(以第2波束)发送到用户装置。也可以表现为'第 2参考信号从另一个虚拟天线发送，。第1参考信号和第2参考信号都从四个 物理天线发送，所以可以充分地灵活使用四天线的功率资源。此外，由于使 用全部四个天线，所以可以充分地灵活-使用基于MIMO方式的空间分集效应。 对用户装置来说，从一个虚拟天线接收第1参考信号，从另一个虚拟天线接 收第2参考信号。若从用户装置来看，则可以进行接收处理，无论基站装置 的物理天线数如何，参考信号都如同用2天线发送那样。图4表示从基站发送同步信道(SCH)的情况。同步信道被提供给预编 码单元的其中一个输入信号序列。通过各种各样地切换开关，各种各样地改 变提供同步信道的输入信号序列。预编码单元具有与图3中说明过的同样的 结构及功能。但是，同步信道被提供给其中一个输入信号序列，剩余的三个 输入信号序列中没有提供与同步信道有关的有意义的信号。因此，同步信道 通过某个特定的预编码向量进行加权，从四个天线以某个特定的方向性(某 个特定的波束)发送到用户装置。通过切换被提供同步信道的输入信号序列， 也可切:换方向性。图5示意地表示准备wl、 w2两组作为同步信道的预编码向量，在10ms 间切换这两组的情况。由于对于同步信道来说也从四个天线发送，所以可以 充分地灵活使用四天线的功率资源。此外，由于使用全部四天线，所以可以 充分地灵活使用基于MIMO方式的空间分集效应。在本实施例中，通过一种预编码向量从四个物理天线发送一个方向性波束，该一个方向性波束相当于 一个虚拟天线。每当切换预编码向量时改变同步信道的波束，但瞬间仅存在 一个。用户装置仅从一个虚拟天线接收同步信道。若从用户装置来看，则可 以进行接收处理，无论基站装置的物理天线数如何，同步信道都如同用1天 线发送那样。图6表示从基站装置发送参考信号、同步信道、控制信道及数据信道的情况。该图是用于说明的图。在图6中，表示了发送分集用调制单元61、自 适应预编码单元62、复用单元63-1-4、同步信道用开关64、复用单元65-1 4、 固定预编码单元66。发送分集用调制单元61将控制信道的信号序列变换为发送分集用的多 个信号序列。发送分集用的调制也可以是循环延迟分集(CDD: Cyclic Dday Diversity)方式、FSTD ( Frequency Switched Transmit Diversity;步贞率切换发 送分集)方式、SFBC ( Space Frequency Block Coding;空间频率块编码)方 式、STBC ( Space Time Block Coding;空间时间块编码)方式、其他的合适 的任意调制方式。在图示的例子中，l序列的控制信道被变换为2序列。在 技术上还可以变换为比它多的序列，但从用两个虚拟天线发送控制信道的观 点来看，被变换为2序列。如上所述，通过一种预编码向量从四个物理天线 发送一个方向性波束，该一个方向性波束相当于一个虚拟天线。从基站装置 用四个物理天线发送控制信道，但若从用户装置来看，由于仅视为来自两个 虚拟天线的信号，所以对用户装置来说，进行对于2天线发送的接收处理即 可。因此，由发送分集用调制单元将控制信道变换为多少序列，依赖于虚拟 天线数来设定。再有，也可以不进行发送分集，控制信道不被变换为多个序 列。这种情况下，控制信道>^人一个虚拟天线发送。自适应预编码单元62大致具有与在图3中说明过的结构相同的结构，数 据信道即输入信号序列被复制物理性的发送天线数份数，所复制的各个序列 中分别适用预编码向量。在图示的例子中，16QAM等那样的数据调制完毕的 用户数据成为被输入到输入信号序列的数据信道。由预编码向量加权所得的 各个序列，输入到与各自对应的用于天线的合成单元。合成单元将由各种各 样的各个输入信号序列复制加权所得的序列进行合成，提供给下级的处理要 素(element)(在图6中为复用单元)。自适应预编码单元62所使用的预编码 向量与图3中说明过的向量不同，基于来自用户装置的反4t信号，自适应地被更新，以与该用户装置的通信相对应。但是，如后述那样，对于数据信道，也适用在预编码单元66中规定的预编码向量，对于数据信道，适用在62中 的自适应预编码向量和66中的预编码向量双方。因此，进行自适应控制，以 在数据信道中适用了双方的预编码向量的情况下，与该用户装置的通信相对应。复用单元63-l将参考信号1、控制信道的序列的一方、以及数据信道进 行复用。复用单元63-2将参考信号2、控制信道的序列的另一方、以及数据 信道进行复用。复用单元63-3将参考信号3以及数据信道进行复用，在该复 用单元中控制信道不被复用。复用单元63-4将参考信号4、以及数据信道进 行复用，在该复用单元中控制信道也不被复用。期望参考信号1 4相互正交。 参考信号1、 2对所有的用户装置是必须的，而参考信号3、 4不是必须的。 参考信号3、 4被用于用户装置进行使用了 4天线的通信的情况，在与这样的 用户进行通信时，根据需要而在复用单元63-3、 4中被复用。由于根据需要 而被复用就可以，所以不必总是确保用于四种类的参考信号的资源。由于总 是必须确保资源的参考信号仅是参考信号1、 2,所以对于参考信号3、 4，作 为选择而根据需要来确保就可以。同步信道用开关64与图4中说明过的切换开关同样，将同步信道与多个 信号序列的其中 一个信号序列选择性地结合。复用单元65-1~4将来自复用单元63-1~4的输出信号和来自开关64的信 号进行复用。来自开关64的信号中，包含一个同步信道，但其他三个不包含 有意义的信号。通过开关64适当切换将同步信道导入哪个复用单元。为了便 于说明，以复用单元63-1~4和复用单元65-1 4在物理上分别地准备来图示， 但这种情况对于本发明不是必须的，也可以集中为一个。如上所述，这是因 为进行了复用的信号被输入到固定预编码单元66。固定预编码单元66具有大致与图3中说明过的结构相同的结构，来自复 用单元65-1 4的输出即各个输入信号序列被复制物理性的发送天线数份数， 在所复制的各个序列中分别适用规定的预编码向量。规定的预编码向量，是 预先在系统中或对每个小区准备用于参考信号、同步信道及控制信道的、与 各个用户装置无关的权重(weight)。固定预编码单元66准备的规定的预编 码向量数决定虚拟天线数。在图示的例子中，所有用户所共用的参考信号从 两个虚拟天线发送，同步信道从一个虛拟天线发送，控制信道从两个虛拟天线(不进行用于发送分集的调制时，从一个虚拟天线)发送，数据信道以与 用户对应的发送天线数被发送。因此，例如，无论基站装置的物理性的发送 天线数如何，用户装置都可以考虑这些虚拟天线数，例如进行CQI测量(下 行参考信号的接收质量的测量)等。
图7是本发明的一实施例的动作例子的流程图。在步骤S1，用户装置使 用同步信道(SCH)进行小区搜索。同步信道从基站装置通过一个虚拟天线 发送，所以用户装置不管基站装置的物理性的发送天线数如何，都可以适当 地捕获该同步信道。通过捕获同步信道，用户装置确定载波频率、接收定时、 扩频码(小区ID)等信息，并决定要连接的小区。
在步骤S2，基于检测出的同步信道，确认控制信道被怎样发送。具体地 说，确认在控制信道的传输上是否使用发送分集，在适用的情况下该发送分 集是什么方法(CDD、 FSTD、 SFBC等)，有关控制信道的虚拟天线数等。 这些信息，作为一例也可以包含同步信道所使用的扩频码。在不适用发送分 集时，流程进至步骤S3。
在步骤S3，基于预先确定的1天线发送时的参考信号的映射模式进行信 道估计，控制信道被解调，并进行数据信道的解调等。另一方面，在步骤S2 中适用发送分集时，流程进至步骤S4。
在步骤S4，基于预先确定的第l及第2虚拟天线的参考信号的映射模式， 进行有关2流的信道估计。基于该估计结果，进行与所使用的发送分集方法 对应的解调，控制信道被导出，导出的控制信道被解调。以后，根据需要进 行数据信道的解调等。
在发送分集为CDD方式时，第1及第2虚拟天线间的固定量的延迟和 控制信道被发送。通过将相当于该固定延迟量的频率方向的相位旋转量与在 控制信道上产生延迟的第2虚拟天线的信道估计值相乘后，与第l虚拟天线 的信道估计值相加，获得对于合成了 CDD发送的、来自控制信道的2虚拟天 线的发送信号的接收信号的信道估计值。使用这些信道估计值进行相干检波。
在发送分集为FSTD方式时，以终端已知的模式，第1及第2虚拟天线 每个副载波交替地发送。例如，可以是奇数副载波从第1虚拟天线发送，偶 数副载波从第2虚拟天线发送。使用在每副载波发送上所使用的虚拟天线的 信道估计值，进行相干检波。
在发送分集为SFBC方式时，通过使用第1和第2虛拟天线的信道估计值，进行SFBC解码而进行相干检波。
发送分集法不限定于上述方式，也可以使用合适的任意的方式。总之， 同步信道、参考信号及控制信道被解调，根据需要进行数据信道的通信。
以上，参照特定的实施例说明了本发明，但各个实施例不过是简单的例 示，本领域技术人员当然能够理解各种各样的变形例、修正例、替代例、置 换例等。使用并说明了具体的数值例子来促进对发明的理解，但除非特别事 先说明，否则这些数值不过是简单的一例，合适的任何值都可以使用。为了 便于说明，本发明的实施例的装置使用功能性的方框图进行了说明，但这样 的装置也可以用硬件、软件或它们的组合来实现。本发明不限于上述实施例， 各种各样的变形例、修正例、替代例、置换例等包含在本发明中而不脱离本
发明的精神。
本国际申请要求基于2007年3月20日申请的日本专利申请第 2007-073727号的优先权，将其全部内容引用于本国际申请。
权利要求
1.一种基站装置，用于在其内可以混合存在接收天线数不同的用户装置的移动通信系统，包括配合发送天线数来准备多个参考信号的单元；将规定数的各个输入信号序列复制发送天线数份数，对所复制的各个序列适用规定的预编码向量，生成发送天线数份数的输出信号序列的预编码单元；以及将包含所述输出信号序列的发送信号从多个发送天线发送的单元，所述输入信号序列的至少一个序列包含所述多个参考信号内的一个参考信号和控制信号。
2. 如权利要求1所述的基站装置，在一个所述输入信号序列中包含同步 信道。
3. 如权利要求2所述的基站装置，包含所述同步信道的输入信号序列被 选"^性地切换。
4. 如权利要求1所述的基站装置，还包括将一序列的控制信号变换为用于发送分集的至少两序列的控制信号序列 的变换单元，的控制信号序列的一序列，以及所述多个参考信号内的一个参考信号。
5. 如权利要求1所述的基站装置，还包括将发送流数份数的各个输入信号序列复制为发送天线数份数，对所复制 的各个序列适用自适应预编码向量，生成发送天线数份数的输出信号序列的 自适应预编码单元，所述预编码单元的输入信号序列包含所述自适应预编码单元的输出信号 序列。
6. 如权利要求5所述的基站装置，所述自适应预编码向量根据来自用户 装置的反馈信号而自适应地被更新。
7. —种在可以混合存在接收天线数不同的用户装置的移动通信系统中的 基站装置所使用的方法，包括配合发送天线数来准备多个参考信号的步骤；将规定数的各个输入信号序列复制发送天线数份数，对所复制的各个序 列适用规定的预编码向量，生成发送天线数份数的输出信号序列的预编码步骤；以及将包含所述输出信号序列的发送信号从多个发送天线发送的步骤， 所述输入信号序列的至少一个序列包含所述多个参考信号内 一个参考信 号和控制信号。
全文摘要
基站装置用于在其内可以混合存在接收天线数不同的用户装置的移动通信系统。基站装置包括配合发送天线数来准备多个参考信号的单元；将规定数的各个输入信号序列以发送天线数份数进行复制，对所复制的各个序列适用规定的预编码向量，生成发送天线数份数的输出信号序列的预编码单元；以及将包含输出信号序列的发送信号从多个发送天线发送的单元。输入信号序列的至少一个序列包含多个参考信号内一个参考信号和控制信号。
文档编号H04B7/06GK101682473SQ20088001687
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月20日
发明者岸山祥久, 樋口健一 申请人:株式会社Ntt都科摩