CN101884170A

CN101884170A - 通信设备、通信系统、控制方法及控制程序

Info

Publication number: CN101884170A
Application number: CN2009801012183A
Authority: CN
Inventors: 丸田靖
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: EP2187531A1; CN101884170B; WO2009093579A1; JPWO2009093579A1; JP5246169B2; US20100279643A1; EP2187531A4

Abstract

提供了可以以良好的精确度执行解调接收信号的操作的通信设备。该通信设备根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在解调单元(104)解调接收信号时使用的参数。

Description

通信设备、通信系统、控制方法及控制程序

技术领域

本发明涉及诸如基站、移动终端等之类的通信设备、由这些通信设备构成的通信系统、用于控制通信设备的方法，以及控制程序。具体地，本发明涉及可以经由无线传输信道执行通信的通信设备、通信系统、控制方法及控制程序。

背景技术

构成了一般的蜂窝移动通信系统的基站100′和移动终端200′经由无线传输信道彼此通信。基站100′通过利用多址(multiple access)系统来与多个移动终端200′通信，多址系统例如是频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、码分多址(CDMA)系统等。

当基站100′和移动终端200′经由无线传输信道彼此通信时，在基站100′的接收信号和移动终端200′的接收信号中都将存在频率偏移(frequency offset)。频率偏移例如是由基站100′的频率和移动终端200′的频率之间的频移(frequency shift)、当移动终端200′接近或远离基站100′时出现的多普勒频率等等引起的。

因此，基站100′和移动终端200′具有AFC(自动频率控制)电路并且通过AFC来执行校正频率偏移的操作。作为通过AFC的频率偏移校正操作方法，例如，可使用如下方法：解调接收信号，基于经解调的信号来估计频率偏移，并且基于被估计出的估计频率偏移以及从估计频率偏移获得的信息来控制本地发送器的频率。另外，可以使用如下方法：根据估计出的频率偏移和从该估计出的频率偏移获得的信息来对接收信号的每个符号执行相位旋转处理。

此外，作为在本发明之前提交的专利申请技术文献，存在公开了如下技术的技术文献，利用该技术，根据由频率差生成的相位旋转的角度来任意地改变自动频率控制的捕捉(pull-in)特性，并且由此，可以改善捕捉特性(例如，参见专利文献1)。

另外，存在公开了如下技术的文献，利用该技术，通过对所接收基带信号执行频率偏差补偿来实现针对每个多径的频率偏差补偿(例如，参见专利文献2)。

此外，存在公开了使得信道估计精确度和传输质量确实得到提高的技术的文献(例如，参见专利文献3)。

此外，存在公开了使得可以高精确度地检测频率偏差的技术的文献(例如，参见专利文献4)。

[专利文献1]日本专利申请早期公开No.2005-260438

[专利文献2]日本专利申请早期公开No.2001-16120

[专利文献3]日本专利申请早期公开No.2003-133998

[专利文献4]日本专利申请早期公开No.2005-286759

发明内容

[技术问题]

然而，上述专利文献1和2未包含对控制在解调接收信号的操作时所使用的参数的描述，并且未启示对其的需要。因此，当采用在上述专利文献1和2中公开的技术时，不能高精确度地执行解调接收信号的操作。

此外，上述专利文献3和4未包含对控制在解调接收信号的操作时所使用的参数的描述，并且未启示对其的需要。

本发明是鉴于上述情形而创造的。本发明的一个目的是提供针对上述问题的、可以以良好的精确度来执行解调接收信号的操作的通信设备、通信系统、控制方法和控制程序。

[技术方案]

为了实现该目的，本发明具有如下所述的特征。

<通信设备>

根据本发明的通信设备的特征在于：根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在解调接收信号时使用的参数。

<通信系统>

根据本发明的通信系统由多个通信设备构成。通信设备的特征在于：根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在解调接收信号时使用的参数。

<控制方法>

根据本发明的控制方法应用在通信设备中。该通信设备的特征在于执行如下处理，其中，根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在解调接收信号时使用的参数。

<控制程序>

根据本发明的控制程序使得通信设备执行处理。控制程序的特征在于：该程序使得通信设备执行这样的处理，该处理用于根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在解调接收信号时使用的参数。

[有益效果]

通过应用本发明，可以以良好的精确度来执行解调接收信号的操作。

附图说明

图1示出了与本发明有关的通信系统的系统配置示例。

图2示出了示例性实施例的通信系统的系统配置示例。

图3示出了安装在构成示例性实施例的通信系统的基站、移动终端等中的接收机的内部配置示例。

图4示出了与本发明有关的接收机的内部配置示例。

[标号说明]

100基站

200移动终端

101接收天线单元

102无线接收单元

103频率偏移校正单元

104解调单元

105频率偏移估计单元

106频率偏移确定单元

107频率偏移估计参数确定单元

108解调参数确定单元

具体实施方式

<通信系统的概况>

首先，将参考图2描述本示例性实施例的通信系统的概况。

本示例性实施例的通信系统是由多个通信设备(这些通信设备是基站100和移动终端200)构成的通信系统。通信设备100和200对在根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从估计频率偏移获得的信息来解调接收信号时所使用的参数进行控制。结果，通信设备100和200可以以良好的精确度来执行解调接收信号的操作。下面将参考附图详细描述本示例性实施例的通信系统。

<通信系统的系统配置示例>

首先，将参考图2描述示例性实施例的通信系统的系统配置示例。

本示例性实施例的通信系统包括基站100和移动终端200。

根据示例性实施例的基站100和移动终端200经由无线传输信道彼此通信。基站100利用多址系统来与多个移动终端200通信，多址系统例如是频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、码分多址(CDMA)系统等。

<安装在基站100和移动终端200中的接收机的内部配置示例>

接下来，将参考图3描述安装在本示例性实施例的基站100和移动终端200中的接收机的内部配置示例。基站100的接收机的内部配置示例几乎与移动终端200的接收机的内部配置相同。因此，下面在进行说明时，将这两个接收机描述为接收机。

示例性实施例的接收机包括接收天线单元101、无线接收单元102、频率偏移校正单元103、解调单元104、频率偏移估计单元105、频率偏移确定单元106、频率偏移估计参数确定单元107以及解调参数确定单元108。

接收天线单元101对接收信号进行接收。本示例性实施例的接收天线单元101的配置不被具体限制，并且可将各种配置用于接收天线单元101。构成接收天线单元101的接收天线元件的数目以及用于布置接收天线元件的方法不被具体限制，并且可任意地配置接收天线单元101。

无线接收单元102接收由接收天线单元101接收到的接收信号。根据示例性实施例的无线接收单元102的配置不被具体限制，并且可将各种配置用于无线接收单元102。例如，无线接收单元102可以包括低噪声放大器、频带控制滤波器、混频器、本地发送器、AGC(自动增益控制器)、正交检测器、低通滤波器、模数转换器等等。

由接收天线单元101接收到的接收信号包含分别经过多个无线传输路径信道的用户信号分量，以及叠加在用户信号分量上的干扰信号分量和噪声。由于用户信号分量是经由多个无线传输路径信道来传输的，因此，接收到的用户信号包括延迟量彼此不同的多个用户信号分量。

无线接收单元102基于由接收天线单元101接收到的接收信号来执行诸如放大接收信号、将频率从无线频带转换为基带、正交检测、模数转换等之类的处理，并且将经处理的信号输出给频率偏移校正单元103。

频率偏移校正单元103基于由频率偏移确定单元106输出的频率偏移来校正包括在由无线接收单元102输出的接收信号中的频率偏移，并且将经校正的接收信号输出给解调单元104。具体地，频率偏移校正单元103将对由无线接收单元102输出的基带中的接收信号的每个符号执行与频率偏移确定单元106所输出的频率偏移相对应的相位旋转处理。

在图3所示的接收机中，频率偏移校正单元103被布置在无线接收单元102的后一级中。然而，还可以通过控制无线接收单元102中的本地发送器的频率来实现频率偏移校正单元103的功能。

解调单元104基于由频率偏移校正单元103输出的接收信号来生成解调信号。可以使用下面的方法来作为解调信号生成方法。

用于从复用了多个用户信号的用户信号分量中分离出特定用户信号分量的方法。

用于执行对特定用户信号分量的多径分量的定时，即路径延时的检测和选择的方法。

用于针对每个多径分量执行无线传输路径信道的估计的方法。

用于执行对多径分量的组合的方法。

此外，可以任意地改变上述特定用户信号分量的设置。用于从复用了多个用户信号的用户信号分量中分离出特定用户信号分量的方法以及用于执行对路径延时的检测和选择的方法不被具体限制，而是可以应用所有方法。此外，通过上述方法检测的路径延时的数目以及选择的路径延时的数目不被具体限制，而是可以检测任意数目的路径延时并且可以选择任意数目的路径延时。

作为路径延时检测方法，可以使用利用特定用户信号的已知符号(导频符号等)来执行对路径延时的检测的方法。作为路径延时选择方法，可以使用根据预定选择标准来选择满足选择标准的路径延时的方法。

可使用下面的选择标准作为上述选择标准。

特定用户信号分量最大的M(M是等于或大于1的整数)个路径延时。

特定用户信号的信号干扰功率比(SIR)最大的M(M是等于或大于1的整数)个路径延时。

特定用户信号分量大于阈值的路径延时。

特定用户信号的信号干扰功率比大于阈值的路径延时。

用于针对每个多径分量执行无线传输路径信道的估计的方法不被具体限制，而是可以应用所有方法。作为估计无线传输路径信道的方法，可以使用利用特定用户信号的已知符号(导频符号等)来执行无线传输路径信道的估计的方法。

解调单元104利用上述方法来生成解调信号。解调单元104将利用上述方法生成的解调信号作为用户解调信号输出给设置在接收机后续级处的设备。解调单元104将针对每个多径分量估计出的无线传输路径信道估计结果输出给频率偏移估计单元105。

频率偏移估计单元105基于由解调单元104输出的每个多径分量的无线传输路径信道估计结果来估计接收信号的频率偏移。频率偏移估计单元105将利用上述方法估计出的估计频率偏移作为用户频率偏移输出给设置在接收机后续级处的设备。频率偏移估计单元105将估计出的频率偏移输出给频率偏移确定单元106、频率偏移估计参数确定单元107以及解调参数确定单元108。

在频率偏移估计单元105中使用的频率偏移估计方法不被具体限制，而是可以应用所有估计方法。作为频率偏移估计方法，可以使用如下方法：根据估计结果的精度来对每个多径分量的无线传输路径信道估计结果进行加权，生成经组合的无线传输路径信道估计结果，并且获取所生成的经组合无线传输路径信道估计结果的每单位时间的相位旋转量。

在执行对每个多径分量的无线传输路径信道估计结果的精度比较时，可以使用下面的信息来作为用于作出判决的信息。

每个多径分量的无线传输路径信道估计结果的信号干扰功率比。

每个多径分量的无线传输路径信道估计结果的方差。

频率偏移确定单元106基于由频率偏移估计单元105估计出来的估计频率偏移来确定必须由频率偏移校正单元103进行实际校正的频率偏移，并且将所确定的频率偏移输出给频率偏移校正单元103。结果，频率偏移校正单元103可以基于由频率偏移确定单元106确定的频率偏移来校正包括在无线接收单元102输出的接收信号中的频率偏移。

在频率偏移确定单元106中使用的频率偏移确定方法不被具体限制，而是可以应用所有确定方法。作为确定方法，可以使用利用了从估计出的频率偏移获得的如下信息的方法。

估计出的频率偏移量(通过时间平均或运动平均获得的量)。

估计出的频率偏移的每单位时间的改变量。

估计出的频率偏移的方差。

频率偏移估计参数确定单元107基于由频率偏移估计单元105估计出的估计频率偏移来确定在频率偏移估计单元105估计频率偏移时使用的参数，并将所确定的参数输出给频率偏移估计单元105。结果，频率偏移估计单元105可以基于由频率偏移估计参数确定单元107确定的参数来估计接收信号的频率偏移。

在频率偏移估计参数确定单元107中使用的参数确定方法不被具体限制，而是可以应用所有确定方法。可以使用下面的信息作为参数。

无线传输路径信道估计结果的采样定时(周期)。

用于获取估计出的频率偏移量(通过时间平均或运动平均获得的量)的遗忘系数(forgetting coefficient)。

作为在估计频率偏移时使用的参数确定方法，可以使用利用了从估计出的频率偏移获得的下面的信息的方法。

估计出的频率偏移的量(通过时间平均或运动平均获得的量)。

估计出的频率偏移的每单位时间的改变量。

估计出的频率偏移的方差。

解调参数确定单元108基于由频率偏移估计单元105估计出的估计频率偏移来确定在解调操作时使用的参数，并且将所确定的参数输出给解调单元104。结果，解调单元104可以基于由解调参数确定单元108确定的参数来生成解调信号。

在解调参数确定单元108中使用的参数确定方法不被具体限制，而是可以应用所有确定方法。可将下面的信息用作参数的示例。

在对每单位时间的无线传输路径信道估计值进行加权并对它们进行组合时所使用的系数。上述系数在解调单元104估计每个多径分量的无线传输路径信道时使用。

作为参数确定方法，可以使用利用了从估计出的频率偏移获得的如下信息的方法。

估计出的频率偏移的每单位时间的改变量。

估计出的频率偏移的方差。

可从诸如估计出的频率偏移量(通过时间平均或运动平均获得的量)、估计出的频率偏移的每单位时间的改变量、估计出的频率偏移的方差等之类的信息来推断除了基站100的频率与移动终端200的频率之间的固定频移之外的移动终端200的移动状态。作为具体示例，可以使用下面的项。

在基站100的视线覆盖范围内移动终端200是接近还是远离基站100。

在基站100的视线覆盖范围内移动终端200接近或远离基站100的速度。

在基站100的视线覆盖范围内移动终端200与基站100之间的距离。

基站100的视线覆盖范围是指基站100与移动终端200之间无障碍的区域。结果，由于可以根据移动终端200的移动状态来优化解调单元104的解调操作，因此，基站100可以以良好的精确度来执行解调接收信号的操作。另外，即使在移动终端200处于基站100的视线覆盖范围之外时，也可以通过在假设移动终端200在视线覆盖范围之内的情况下执行类似的解调操作，从而以良好的精确度来执行解调接收信号的操作。

当共享在频率偏移确定单元106、频率偏移估计参数确定单元107和解调参数确定单元108中使用的从估计出的频率偏移获得的信息时，预先在频率偏移估计单元105中生成这些共享信息。可以使用将所生成信息发送给频率偏移确定单元106、频率偏移估计参数确定单元107和解调参数确定单元108的配置。

<示例性实施例的功能和效果>

如上所述，示例性实施例的接收机根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息来控制在频率偏移估计单元105的频率偏移估计操作时、在频率偏移校正单元103的频率偏移校正操作时，以及在解调单元104的解调操作时使用的参数。结果，可以提高解调接收信号的操作的精确度。

例如，在上述专利文献1和2中公开的接收机具有如图4所示的配置。根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从该估计频率偏移获得的信息仅对在频率偏移估计单元105′的频率偏移估计操作时、在频率偏移校正单元103′的频率偏移校正操作时使用的参数进行控制，而未对在解调单元104的解调操作时使用的参数进行控制。因此，不能以良好的精确度来执行解调接收信号的操作。

相比而言，如图3所示，示例性实施例的接收机还控制在解调单元104的解调操作时使用的参数。因此，可以提高解调接收信号的操作的精确度。

此外，上述示例性实施例是本发明的优选示例性实施例。本发明的范围不局限于上述示例性实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的各种变更是可以的。

例如，本示例性实施例的通信系统不局限于使用多址系统的通信系统，而是可以应用于使用任何类型通信系统的通信系统。

构成上述本示例性实施例的通信系统的各个设备的控制操作可以利用硬件、软件或由硬件和软件形成的合成配置来执行。

此外，当利用软件来执行处理时，可以通过将程序安装到结合在专用硬件中的计算机中并执行该程序来执行处理，该程序中的处理序列被记录在存储器中。或者，可以通过将程序安装在可以执行各种处理的通用计算机中并执行该程序来执行处理。

例如，可以预先将程序记录在作为记录介质的硬盘或ROM(只读存储器)中。或者，可以临时地或永久地将程序存储(记录)在可移除记录介质中。这种可移除记录介质可被提供作为所谓的套装软件。此外，还可以使用诸如软(floppy，注册商标)盘、CD-ROM(致密盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字通用盘)、磁盘、半导体存储器等之类的可移除记录介质。

此外，从上述可移除记录介质来将程序安装在计算机中。或者，通过无线传输来将程序从下载站点传送到计算机。另外地，经由网络有线地将程序传送到计算机。

示例性实施例的通信系统根据上面示例性实施例中所述的处理操作，按时间顺序来执行处理。此外，通信系统可以被配置为使得取决于执行处理的设备的处理能力或必要性来并行地或单独地执行处理。

此外，本申请要求2008年1月21日提交的日本专利申请No.2008-010451的优先权，并且该申请的公开被结合于此。

[工业应用]

本申请可应用于构成蜂窝移动通信系统的诸如基站、移动终端等之类的通信设备的接收单元。

Claims

1.一种通信设备，其特征在于：根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在解调所述接收信号时使用的参数。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于：根据所述估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在估计频率偏移时使用的参数以及在校正频率偏移时使用的参数。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的通信设备，其特征在于包括：

解调装置，用于解调所述接收信号并且生成解调信号；

频率偏移估计装置，用于基于所述解调信号来估计频率偏移；以及

解调参数确定装置，用于根据由所述频率偏移估计装置估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在所述解调装置的解调操作时使用的参数。

4.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于包括：

频率偏移校正装置，用于校正所述接收信号的频率偏移，并且将经校正的接收信号输出给所述解调装置；

频率偏移估计参数确定装置，用于根据由所述频率偏移估计装置估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在所述频率偏移估计装置的偏移估计操作时使用的参数；以及

频率偏移确定装置，用于根据由所述频率偏移估计装置估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在所述频率偏移校正装置的偏移校正操作时使用的参数。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其特征在于：当共享在所述解调参数确定装置、所述频率偏移估计参数确定装置和所述频率偏移确定装置中使用的从所述估计频率偏移获得的信息时，从所述估计频率偏移获得的信息由所述频率偏移估计装置来生成。

6.一种由多个通信设备构成的通信系统，其特征在于

通信设备根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在解调所述接收信号时使用的参数。

7.一种在通信设备中执行的控制方法，其特征在于

所述通信设备执行如下处理，其中，根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在解调所述接收信号时使用的参数。

8.一种使得通信设备执行处理的控制程序，其特征在于：所述程序使得所述通信设备执行这样的处理，该处理用于根据从接收信号估计出的估计频率偏移以及从所述估计频率偏移获得的信息来控制在解调所述接收信号时使用的参数。