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CN102577492A - 基站装置及基站装置的通信控制方法 - Google Patents

基站装置及基站装置的通信控制方法 Download PDF

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CN102577492A
CN102577492A CN2010800402885A CN201080040288A CN102577492A CN 102577492 A CN102577492 A CN 102577492A CN 2010800402885 A CN2010800402885 A CN 2010800402885A CN 201080040288 A CN201080040288 A CN 201080040288A CN 102577492 A CN102577492 A CN 102577492A
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Abstract

提供与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置，所述基站装置能够将用于通知通信中分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流的数量的信息量抑制为较小。基站装置(100)包括：空间流数指定部(126)，指定在与移动站装置(200)之间形成的空间流的数量；分配PRU指定部(128)，将在基站装置(100)进行的通信中所使用的多个无线信道(PRU)的至少一部分指定为分配PRU，其中，所述分配PRU形成空间流数指定部(126)指定的数量的空间流；以及消息生成部(130)，向移动站装置(200)发送单个控制信息，其中，所述单个控制信息包括：由空间流数指定装置(126)指定的空间流的数量、以及表示由分配PRU指定部(128)指定的分配PRU的信息。

Description

基站装置及基站装置的通信控制方法
技术领域
本发明涉及基站装置及基站装置的通信控制方法。
背景技术
移动通信系统中的基站装置根据以频率和时间等规定的每个无线信道的通信质量，将一部分无线信道分配为用于与移动站装置之间进行通信的通信信道。然后，基站装置将所分配的通信信道向移动站装置通知。作为这种移动通信系统的标准，例如，非专利文献1中公开了下一代PHS标准。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：“ARIBSTD-T95‘OFDMA/TDMA TDDBroadbandWireless Access System(Next Generation PHS)ARIB STANDARD’1.2版”，平成21年(2009年)3月18日，社团法人电波产业会。
发明内容
技术问题
目前，正在研究将称为SM(Spatial Multiplexing，称为空间复用)方式和SDM(Spatial Division Multiplexing，称为空分复用)方式的MIMO(Multi Input Multi Output)方式用于移动通信系统中的技术。通过该MIMO方式的通信，在基站装置和移动站装置之间的无线空间中形成空间流，由此能够增加每个通信信道的传送容量。
在这种情况下，基站装置需要将给通信所分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流的数量通知给移动站装置。因此，发送的数据信息的量相比仅通知所分配的通信信道的现有信息更多。然而，在基于下一代PHS标准等的移动通信系统中，并没有采取措施来对于基站装置将所分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流的数量通知给移动站装置时所发送的数据信息的量进行抑制，以使所述信息的量减小。
本发明的目的之一在于提供与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置及基站装置的控制方法，其中，所述基站装置及其控制方法能够将用于通知给通信分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流的数量的信息的量抑制为较小。
技术手段
为了达到所述目的，本发明的基站装置为与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置，包括：空间流数指定装置，指定在与所述移动站装置之间形成的空间流的数量；通信信道指定装置，将在基站装置进行的通信中所使用的多个无线信道中的至少一部分指定为将形成由所述空间流数指定装置指定的数量的空间流的通信信道；以及控制信息发送装置，向所述移动站装置发送单个控制信息，其中，所述单个控制信息包括：由所述空间流数指定装置指定的所述空间流的数量；以及表示由所述通信信道指定装置指定的所述通信信道的信息。
根据本发明，可将用于向移动站装置通知在通信中分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流的数量的信息的量抑制为较小。
另外，在本发明的一实施方式中，基站装置进一步包括：最大空间流数指定装置，对于所述多个无线信道中的每个无线信道指定能够在该无线信道中形成的空间流的最大数量；所述通信信道指定装置将所述多个无线信道中由所述最大空间流数指定装置指定的空间流的最大数量大于或等于由所述空间流数指定装置指定的空间流的数量的无线信道指定为所述通信信道。
根据该实施方式，最大的空间流的数量为由空间流数指定装置指定的空间流的数量以上的无线信道被指定为通信信道。
另外，在本发明的一实施方式中，所述多个无线信道中的每个无线信道由通过对时间帧进一步进行时间分割得到的时隙定义，所述最大空间流数指定装置为每个时隙指定所述空间流的最大数量，所述通信信道指定装置为每个时隙指定所述通信信道，所述控制信息发送装置为每个帧发送单个控制信息，其中，所述单个控制信息包括：表示所述空间流数指定装置对包括在该帧的每个时隙所指定的所述空间流的数量的信息；以及表示所述通信信道指定装置对包括在该帧的每个时隙所指定的所述通信信道的信息。
根据该实施方式，可将用于向移动站装置通知为每个时隙指定的空间流的数量和通信信道的信息的量抑制为较小。
另外，本发明提供了与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置的通信控制方法，包括：空间流数指定步骤，指定在与所述移动站装置之间形成的空间流的数量；通信信道指定步骤，将在所述基站装置进行的通信中所使用的多个无线信道中的至少一部分指定为将形成在所述空间流数指定步骤中所指定的数量的空间流的通信信道；以及控制信息发送步骤，向所述移动站装置发送单个控制信息，所述单个控制信息包括：在所述空间流数指定步骤中指定的所述空间流的数量；以及表示在所述通信信道指定步骤中指定的所述通信信道的信息。
附图说明
图1是包括根据本发明一个实施方式的基站装置的移动通信系统的示意图；
图2是包括根据本发明一个实施方式的基站装置的移动通信系统中无线信道的结构的示意图；
图3是根据本发明一个本实施方式的流阈值水平的概念的示意图；
图4是通过为每个PRU指定空间流数获得的示例性结果的一部分的示意图；
图5是根据本发明一个实施方式的PHY头部(header)的结构的示意图；
图6是根据本发明一个实施方式的基站装置的通信控制操作的流程图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明用于实施本发明的优选实施方式(下面称为“实施方式”)。
图1是显示移动通信系统300的示意图，移动通信系统300包括本实施方式的基站装置100。基站装置100与移动站装置200进行通信。
基站装置100和移动站装置200进行基于OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access，称为正交频分多址)和TDMA(Time Division Multiple Access，称为时分多址)方式的通信。
另外，在移动通信系统300中，基站装置100能够与对应于MIMO通信的移动站装置200进行基于SM或者SDM等MIMO方式的通信(下面，记载为“MIMO通信”)。另外，基站装置100和与MIMO通信不对应的移动站装置不进行MIMO通信。
基站装置100具有多个天线180、182、184、186。移动站装置200具有多个天线，并与MIMO通信对应。基站装置100与移动站装置200进行MIMO通信。在MIMO通信中，发送侧的装置(基站装置100)将待发送的数据分割形成多个分割数据，并使用与分割数据的数量相同的发送信号同时发送这些分割数据。接收侧的装置(移动站装置200)接收发送过来的分割数据，并将这些数据组合以生成接收数据。在MIMO通信中，将传播一个发送信号的传播路径称为空间流，当在每个空间流中的传送速度相等的情况下，传送速度的最大值为：(一个空间流中的传送速度)×(空间流的数量)。另外，在基站装置100和移动站装置200之间可形成的空间流的数量为1、2、4中的任意一个。
在本实施方式中，基站装置100是指与移动站装置200进行基于SM(Spatial Multiplexing，称为空间复用)方式的MIMO通信的装置。SM方式是指下述的方式，即，接收侧的装置接收通过多个信号相互重叠而获得的信号，并通过对所接收的信号进行分离和组合来提取期望的信号，从而在不分割空间的情况下实现信号复用。
图2是包括本实施方式的基站装置100的移动通信系统300中无线信道的结构的示意图。在移动通信系统300中，预定时间长度的TDMA帧(5ms)分为上行子帧(2.5ms)和下行子帧(2.5ms)。另外，如图2所示，在每个子帧中进一步定义了多个时隙(在此为Sch1至Sch18)。将基站装置100分配给移动站装置200的无线信道的最小单位称为PRU(Physical Resource Unit，物理资源单元)。每个PRU属于任意一个时隙(Slot1至Slot4)和任意一个子信道(在此为Sch1至Sch18)。并且规定以从1开始的连续的PRU号码(1、2、3、...、72)标识所有的72个PRU。
这72个PRU中，属于指定的子信道(在此为Sch1)的四个PRU(PRU1至PRU4)用作一个或多个移动站装置200所公用的CCH(Common Channel，称为公共信道)。另一方面，其他68个PRU(PRU5至PRU72)用作单独分配给每个移动站装置200的ICH(IndividualChannel，称为单独信道)。ICH例如包括：原则上给每个移动站装置200分配一个以用于传送控制信息的ANCH(Anchor Channel，锚信道)、给每个移动站装置200分配一个或多个以作为通信信道并且主要用于传送通信数据的EXCH(Extra Channel，附加信道)等。另外，基站装置100还能在每帧将分配给移动站装置200的PRU(尤其是EXCH)变为ICH。
基站装置100包括：控制部120；调制解调部140；收发部160；以及天线180、182、184、186。
控制部120是作为CPU的一个功能而实现的，其控制基站装置100的操作。控制部120包括：消息分析部122；载波检测部124；空间流数指定部126；分配PRU指定部128；以及消息生成部130。并且，控制部120指定基站装置100与移动站装置200之间的通信中使用的PRU(分配PRU)和由分配PRU形成的空间流的数量。并且，控制部120通过调制解调部140、收发部160发送指示分配PRU和空间流数的PHY头部。关于控制部120的详细内容将在后面叙述。
调制解调部140由CPU等构成，并对从控制部120输入的待发送数据进行符号映射、串并转换、逆离散傅里叶变化以及并串转换等处理。调制解调部140将生成的数字信号向收发部160输出。另外，调制解调部140对从收发部160输入的数字信号进行串并转换、离散傅里叶变换以及并串转换、解码处理等处理。调制解调部140将生成的接收数据向控制部120输出。
收发部160由半导体电路构成，并对由调制解调部140输入的信号进行D/A转换处理、上变频(up convert)处理以及放大处理等。收发部160将生成的信号分别向天线180、182、184、186输出。另外，收发部160对分别从天线180、182、184、186输入的信号进行放大处理、下变频(down convert)处理以及A/D转换处理等。收发部160将生成的信号向调制解调部140输出。
天线180、182、184、186将分别从收发部160输入的信号作为电波发送。另外，天线180、182、184、186接收电波，并将基于接收的电波获得的信号分别向收发部160输出。
下面详细说明控制部120的操作。控制部120的消息分析部122从调制解调部140输入的接收数据检测出请求PRU分配的预定信号(PRU分配请求)。若检测出PRU分配请求，消息分析部122则向控制部120的载波检测部124输出载波检测执行请求。另外，消息分析部122向空间流数指定部126输出空间流数指定请求。
控制部120的载波检测部124接收消息分析部122输入的载波检测执行请求。载波检测部124检测可能对每个PRU发生干扰的信号的信号功率。载波检测部124将检测结果(载波检测结果)向空间流数指定部126和分配PRU指定部128输出。
控制部120的空间流数指定部126获取来自消息分析部122的空间流数指定请求和来自载波检测部124的载波检测结果。空间流数指定部126基于载波检测结果、移动站装置200是否与MIMO通信对应、通信条件(SNR、RSSI等)、用户类别和QoS、PF(Proportional Fairness，比例公平)值，指定用于与移动站装置200之间的通信中的空间流的数量(空间流数)。
具体而言，首先，为了确认移动站装置200是否与MIMO通信对应，空间流数指定部126例如根据移动站装置200的协议级别，判断移动站装置200是否是能够基于多个空间流进行MIMO通信的装置。该协议级别指示移动站装置200所遵循的协议版本，并且假设在与移动站装置200开始通信时由移动站装置200通知该协议级别。
这里，假设遵循协议版本1，所述协议版本1指示移动站装置200与基于多个空间流的MIMO通信不对应。此时，空间流数指定部126将空间流数指定为1。
另一方面，假设遵循协议版本2，所述协议版本2指示移动站装置200与基于多个空间流的MIMO通信对应。此时，空间流数指定部126基于载波检测部124检测的信号质量为每个PRU指定由该PRU发送的最大空间流数。
作为指定PRU中最大空间流数的标准，预先设置第1流阈值水平至第4流阈值水平作为参数。PRU中被检测到的有可能干扰信号的信号功率越小，在该PRU中形成的空间流的数量就越大。另外，第1流阈值水平至第3流阈值水平中的每个是指示所形成的空间流的数量变化时的信号功率阈值的值。图3是显示本实施方式的流阈值水平的概念的示意图。例如，对于被检测出大于第3流阈值水平并且小于或等于第2流阈值水平的信号功率的PRU，判断出最多可形成两个空间流。图4是通过为每个PRU指定空间流数(str)获得的示例性结果的一部分的示意图。
接下来，空间流数指定部126基于为每个PRU指定的最大空间流数，指定用于与移动站装置200之间的通信的空间流的数量。在进行基于SM方式的MIMO通信的基站装置100中，用于通信的所有PRU中的空间流的数量是相同的。即，若将空间流数设定为某一指定值，则将最大空间流数大于或等于该指定值的PRU分配用于通信，并且在分配的全部PRU中执行基于该指定数的空间流的通信。例如，当得到了如图4所示的指定结果时，执行空间流数为1且使用PRU 1至3以及5至12的通信、空间流数为2且使用PRU 1、2、5、6、7、9、10、11的通信、空间流数为4且使用PRU 5、9的通信中的任意通信。由此，空间流数指定部126基于通信条件(SNR、RSSI等)、用户类别、QoS(Quality of Service，服务质量)、以及PF(Proportional Fairness，比例公平)值等，决定在通信中实际形成的空间流数和PRU。用户类别是指对于移动站装置200设置的服务内容，用户类别决定最大传送速度。QoS是指基于待发送的数据类型确定优先顺序的PRU分配方法。PF值是指示在与基站装置100进行通信的、包括移动站装置200在内的多个移动站装置中的PRU分配偏差的数值。考虑到这些内容，空间流数指定部126指定将在与移动站装置200进行通信时形成的空间流的数量，并将表示指定结果的信号输出至分配PRU指定部128和消息生成部130。
控制部120的分配PRU指定部128基于载波检测部124的载波检测结果和由空间流数指定部126指定的空间流数，将至少一部分PRU指定为分配PRU(通信信道)，用于用由空间流数指定部126指定的数量(空间流数)的空间流进行的发送，并将表示指定结果的信号输出至消息生成部130。
基于载波检测结果和空间流数指定分配PRU与上文所述的空间流数指定部126为每个空间流数指定PRU相同的方式进行。即，将最大空间流数等于或大于由空间流数指定部126指定的空间流数的PRU指定为分配PRU。
控制部120的消息生成部130生成PHY头部，所述PHY头部包括：表示空间流数指定部126指定的空间流数的信息；以及表示分配PRU指定部128指定的分配PRU的信息。消息生成部130将生成的PHY头部组合到将利用作为控制信道的ANCH发送的数据中并向调制解调部140输出，从而将PHY头部发送至移动站装置200。ANCH是发送给各个空间流共用的单一控制信道，PHY头部也是发送给各个空间流共用的单一控制信息。
图5是显示本实施方式的PHY头部构成的示意图。在图5中，用括号示出的数值表示每个数据的比特数。在PHY头部中，MAP是表示每个PRU的分配的区域，ST是表示空间流数的区域。在MAP中，每个比特表示是否分配了一个PRU(分配了：1，没有分配：0)，MAP区域包含的比特数与PRU的数量相同。ST由2比特构成，“00”表示空间流数为1，“01”表示空间流数为2，“10”表示空间流数为4。
消息生成部130基于由空间流数指定部126指定的空间流数和由分配PRU指定部128指定的分配PRU，生成PHY头部中的MAP和ST。另外，消息生成部130将生成的PHY头部向调制解调部140输出，从而向移动站装置200发送PHY头部。
接下来，参考流程图说明基站装置100的通信控制操作。图6是显示本实施方式的基站装置100的通信控制操作的流程图。
首先，在S600，基站装置100的消息分析部122从来自移动站装置200的数据检测出PRU分配请求。在S601，消息分析部122向载波检测部124输出执行载波检测的请求，并向空间流数指定部126输出指定空间流数的请求。由于载波检测的结果用于将在后面说明的S603和S605中，因此载波检测部124将这两个步骤之前执行载波检测。
接下来，在S602，空间流数指定部126确认移动站装置200的协议版本是否为2。
如果在S602中确认移动站装置200的协议版本为2，那么，在S603，空间流数指定部126基于载波检测部124的载波检测处理结果指定空间流数。如果在S602中确认移动站装置200的协议版本不为2，那么，在S604，空间流数指定部126将空间流数指定为1。
接下来，在S605，分配PRU指定部128基于在空间流数指定部126中指定的空间流数和载波检测部124的载波检测处理结果等，给与移动站装置200之间的通信分配PRU。
接下来，在S606，消息生成部130生成包括ST和MAP的PHY头部，其中，所述ST表示由空间流数指定部126指定的空间流数，所述MAP表示由分配PRU指定部128指定的PRU。
接下来，在S607，消息生成部130将包括在S606中生成的PHY头部的、将在ANCH中发送的数据向调制解调部140输出，从而将PHY头部发送至移动站装置200。由此完成基站装置100的通信控制操作。
通过以上配置，在与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置中，将用于通知在通信中分配的通信信道和在该通信信道中形成的空间流数量的信息的量抑制为与对每个空间流通知通信信道的情况相比更小。
另外，在上述实施方式中示出了基于SM方式实施MIMO通信的基站装置100的实例，但是本发明并不限于此，例如，还可以适用于基于SDMA方式实施MIMO通信的基站装置。
另外，在上述实施方式中，分配PRU指定部128基于载波检测部124中的载波检测结果和由空间流数指定部126指定的空间流数指定分配PRU，但是本发明并不限于此，还可以根据用户类别、QoS等指定分配PRU。
另外，在上述实施方式中，基于载波检测结果等决定通信信道(PRU)，但是本发明并不限于此。本发明还可以应用于其它配置，只要是在用于通信的所有PRU中的空间流数量是相同的。
另外，在上述实施方式中，为每个帧指定空间流数，但是本发明并不限于此。例如，还可以为对帧进一步划分而定义的、对应于一个PRU的每个时隙指定空间流数。在这种情况下，在图5所示的每个PHY头部中设置一个的ST的数量与时隙数量相同。此时，消息生成部130发送PHY，所述PHY包括：表示为包含在该PHY头部所对应的帧中的各个时隙指定所述空间流数的信息；以及表示针对每个时隙指定的分配PRU的信息。
另外，在上述实施方式中，生成相同格式的PHY头部，而与空间流的数量无关，但是本发明并不限于此。可以在空间流为多个的情况下生成具有上述实施方式所示出的格式的PHY头部，而在空间流为单个的情况下生成仅包括MAP(不包括ST)的PHY头部。

Claims (4)

1.一种与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置，其特征在于，包括：
空间流数指定装置，指定在与所述移动站装置之间形成的空间流的数量；
通信信道指定装置，将在所述基站装置进行的通信中所使用的多个无线信道中的至少一部分指定为将形成由所述空间流数指定装置指定的数量的空间流的通信信道；以及
控制信息发送装置，向所述移动站装置发送单个控制信息，其中，所述单个控制信息包括：由所述空间流数指定装置指定的所述空间流的数量、以及表示由所述通信信道指定装置指定的所述通信信道的信息。
2.根据权利请求1所述的基站装置，其特征在于，进一步包括：
最大空间流数指定装置，对于所述多个无线信道中的每个无线信道，指定能够在该无线信道中形成的空间流的最大数量；
所述通信信道指定装置将所述多个无线信道之中由所述最大空间流数指定装置指定的空间流的最大数量大于或等于由所述空间流数指定装置指定的空间流的数量的无线信道指定为所述通信信道。
3.根据权利请求2所述的基站装置，其特征在于，
所述多个无线信道中的每个无线信道由通过对时间帧进一步进行时间分割得到的时隙定义，
所述最大空间流数指定装置为每个时隙指定所述空间流的最大数量，
所述通信信道指定装置为每个时隙指定所述通信信道，
所述控制信息发送装置为每个帧发送所述单个控制信息，其中，所述单个控制信息包括：
表示所述空间流数指定装置对包括在该帧的每个时隙所指定的所述空间流的数量的信息；以及
表示所述通信信道指定装置对包括在该帧的每个时隙所指定的所述通信信道的信息。
4.一种与对应于MIMO方式的移动站装置进行通信的基站装置的通信控制方法，其特征在于，包括：
空间流数指定步骤，指定在与所述移动站装置之间形成的空间流的数量；
通信信道指定步骤，将在所述基站装置进行的通信中所使用的多个无线信道中的至少一部分指定为将形成在所述空间流数指定步骤中所指定的数量的空间流的通信信道；以及
控制信息发送步骤，向所述移动站装置发送单个控制信息，所述单个控制信息包括：在所述空间流数指定步骤中指定的所述空间流的数量；以及表示在所述通信信道指定步骤中指定的所述通信信道的信息。
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JP2009-209611 2009-09-10
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EP (1) EP2477438A1 (zh)
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