專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信方法及無(wú)線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用空分多址及空分復(fù)用傳輸?shù)臒o(wú)線通信系統(tǒng)，特別涉及在對(duì)應(yīng)空分復(fù)用傳輸?shù)囊苿?dòng)站和未對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站混在通信區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)傳輸環(huán)境或通信量狀態(tài)等，對(duì)空分多址及空分復(fù)用傳輸?shù)耐瑫r(shí)或者哪一方的適用可能性進(jìn)行判定和適用的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)無(wú)線通信的大容量化、高速化的要求提高，對(duì)提高有限頻率資源有效利用率的方法的研究較廣泛，作為其中的一個(gè)方法，利用空間區(qū)域的方法受到關(guān)注?？臻g區(qū)域利用技術(shù)之一是自適應(yīng)陣列天線(自適應(yīng)天線)，通過(guò)根據(jù)乘算接收信號(hào)的加權(quán)系數(shù)(以下稱“權(quán)重”)調(diào)整振幅和相位，可以加強(qiáng)接收從所希望方向到來(lái)的信號(hào)，抑制干擾波方向，由此可以改善系統(tǒng)的通信容量。
另外，作為利用空間區(qū)域的其他技術(shù)，有通過(guò)利用在傳輸路中的空間的正交性，使用同一時(shí)刻、同一頻率、同一編碼的物理信道，將不同的數(shù)據(jù)系列，(1)傳輸給不同的移動(dòng)站的空分多址(以下稱“SDMA”。但是，SDAM是Space Division Multiple Access的略稱)技術(shù)，(2)有傳輸給相同的移動(dòng)站的空分復(fù)用(以下稱“SDM”。但是，SDM是Space DivisionMultiplex的略稱)技術(shù)。SDMA技術(shù)，在特開2002-261670號(hào)公報(bào)或文獻(xiàn)T.Ohgane et al，“A study on a channel allocation scheme with an adaptive arrayin SDMA，”(IEEE 47 th VTC，Page(s)725-729 vol.2 1997)已信息公開，如果移動(dòng)站間的空間相關(guān)系數(shù)比規(guī)定值低，那么SDMA是可能的，可以改善無(wú)線通信系統(tǒng)的效率、同時(shí)用戶收容數(shù)。
另一方面，SDM技術(shù)，在特表2001-505723號(hào)公報(bào)或文獻(xiàn)G.J.Foschini，“Layered space-time architecture for wireless communication in afading environment when using multi-element antennas，”(Bell Labs Tech.J，pp.41-59，Autumn 1996)中已信息公開，發(fā)射機(jī)及接收機(jī)都具有多個(gè)天線元件，在天線間的接收信號(hào)的相關(guān)性低的傳輸環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)SDM傳輸。這時(shí)候，從發(fā)射機(jī)具有的多個(gè)天線，對(duì)每個(gè)天線元件，使用同一時(shí)刻、同一頻率、同一編碼的物理信息發(fā)送不同數(shù)據(jù)系列，在接收機(jī)一側(cè)，從接收機(jī)具有的多個(gè)天線的接收信號(hào)中，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)系列分離接收。由此，通過(guò)使用多個(gè)空分復(fù)用信道，可以不用多值調(diào)制達(dá)到高速化。當(dāng)進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，在充分的S/N(信噪比)條件下的收發(fā)機(jī)間存在多數(shù)散亂體的環(huán)境下，在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)具有同數(shù)的天線的基礎(chǔ)上，可以與天線數(shù)成比例地?cái)U(kuò)大通信容量。
但是，在現(xiàn)有的SDM技術(shù)中，因?yàn)樽畲蟮目辗謴?fù)用數(shù)在發(fā)送一側(cè)及接收一側(cè)的天線數(shù)少的一方受限制，所以當(dāng)收發(fā)的天線數(shù)存在偏差時(shí)，有時(shí)不能根據(jù)傳輸環(huán)境有效利用空分復(fù)用。特別是在基站一側(cè)，因?yàn)榭梢员纫苿?dòng)站多設(shè)置天線元件數(shù)，所以在從基站向移動(dòng)站發(fā)送時(shí)，發(fā)生基站一側(cè)的空間自由度產(chǎn)生余力的情況。另外，為了使SDM與移動(dòng)站對(duì)應(yīng)，需要多個(gè)天線、多個(gè)發(fā)送系或接收系、用于分離空分復(fù)用的信號(hào)的信號(hào)處理部，從而導(dǎo)致高成本。為此，考慮到與SDM未對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站也混在通信區(qū)域內(nèi)的情況，需要在空分復(fù)用對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站與未對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站混在情況下的空分多址方法。另外，當(dāng)進(jìn)行SDMA時(shí)，通常使用基于指向性波束的空分。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上當(dāng)進(jìn)行SDM時(shí)，因?yàn)椴ㄊg的空間相關(guān)性變高，所以一般情況下成為不適合SDM的傳輸條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，在具有多個(gè)天線能夠自適應(yīng)地改變指向性的基站、與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站、和未對(duì)應(yīng)空分復(fù)用傳輸?shù)目辗謴?fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站混在通信區(qū)域內(nèi)的環(huán)境下，使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，同時(shí)進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信系統(tǒng)，具有與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站；與空分復(fù)用傳輸未對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站；和基站，該基站包括對(duì)于向分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分復(fù)用傳輸?shù)目辗謴?fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅返恼恍缘臋?quán)重處理的部分空間正交化單元；對(duì)于對(duì)分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分多址的空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列和所述部分空間正交化單元的輸出，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束的波束形成部；和發(fā)送所述發(fā)送波束的多個(gè)天線。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站裝置的所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的空分多址移動(dòng)站的所述發(fā)送數(shù)據(jù)系列或所述部分空間正交化單元的輸出，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
由此，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址，可以選擇能夠使用空間區(qū)域的復(fù)用的移動(dòng)站，所以具有可以有效活用空分復(fù)用的作用。
本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，具有如下步驟基站裝置根據(jù)對(duì)空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣和接收品質(zhì)，算出空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟；所述基站裝置根據(jù)所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分復(fù)用傳輸，對(duì)于向該分配的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的步驟；所述基站裝置根據(jù)所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分多址，對(duì)于對(duì)該分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束，并從所述基站天線發(fā)送的步驟。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，還具有如下步驟基站裝置從N個(gè)天線對(duì)每個(gè)天線發(fā)送已知信號(hào)的步驟；空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，對(duì)具有的總數(shù)M個(gè)天線的每一個(gè)，使用N個(gè)所述已知信號(hào)的接收結(jié)果，來(lái)測(cè)定由N×M個(gè)信道估算值構(gòu)成的信道估算矩陣，進(jìn)而測(cè)定接收品質(zhì)的步驟；所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，經(jīng)由通信線路將所述信道估算矩陣及所述接收品質(zhì)傳輸給所述基站裝置的步驟，所述基站裝置進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
由此，根據(jù)信道估算值及接收品質(zhì)信息，可以進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址的適用的判定。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，已知信號(hào)從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送，具有可以在移動(dòng)站測(cè)定每個(gè)基站天線的信道估算值的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，已知信號(hào)從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)碼分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送，具有可以在移動(dòng)站測(cè)定每個(gè)基站天線的信道估算值的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，已知信號(hào)從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用與碼分復(fù)用的組合進(jìn)行發(fā)送，具有可以在移動(dòng)站測(cè)定每個(gè)基站天線的信道估算值的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，具有如下步驟空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站對(duì)M個(gè)天線的每一個(gè)將已知信號(hào)發(fā)送給基站的步驟；所述基站在多個(gè)N個(gè)基站天線的每一個(gè)接收所述已知信號(hào)，根據(jù)接收到的所述已知信號(hào)來(lái)測(cè)定由N×M個(gè)信道估算值構(gòu)成的信道估算矩陣，進(jìn)而測(cè)定接收品質(zhì)的步驟；基站根據(jù)所述信道估算矩陣及所述接收品質(zhì)，算出空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟；所述基站根據(jù)所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分復(fù)用傳輸，對(duì)于向該分配的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的步驟；所述基站根據(jù)所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分多址，對(duì)于對(duì)該分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束，并從所述基站天線發(fā)送的步驟。由此，根據(jù)信道估算值及接收品質(zhì)信息，可以進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址的適用的判定。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法中的基站進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，其特征在于，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，作為接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、接收信號(hào)功率對(duì)干擾功率比、以及接收功率中的任意一個(gè)。由此，具有可以把握移動(dòng)站中的接收品質(zhì)的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，作為接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、以及移動(dòng)站的移動(dòng)速度和衰減頻率估算值中任意一個(gè)；根據(jù)移動(dòng)站的移動(dòng)狀況，可以進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址的適用的判定。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，算出空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；和在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之內(nèi)，根據(jù)在所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的不同的天線間所得到的N個(gè)信道估算值間的空間相關(guān)系數(shù)，來(lái)決定空分復(fù)用傳輸數(shù)的步驟，根據(jù)移動(dòng)站中的傳輸環(huán)境，可以進(jìn)行空分復(fù)用傳輸和空分多址的適用的判定。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，基站在用向空分多址的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束發(fā)送的數(shù)據(jù)系列中，預(yù)先插入已知的已知信號(hào)，空分多址的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站根據(jù)已知信號(hào)算出信道估算值，根據(jù)所述信道估算值分離接收空分復(fù)用傳輸?shù)男盘?hào)，具有在移動(dòng)站分離接收空分復(fù)用傳輸?shù)亩鄠€(gè)空分復(fù)用傳輸?shù)男盘?hào)的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于算出空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成通過(guò)規(guī)定的調(diào)度單元優(yōu)先分配移動(dòng)站的步驟；從所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站之外選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之中，選擇具有與用所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站中的天線所得到的信道估算矩陣的空間相關(guān)系數(shù)為最小的天線的移動(dòng)站的步驟，具有可以選擇用規(guī)定的通信品質(zhì)能夠進(jìn)行空分多址的移動(dòng)站的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，功率控制空分多址或空分復(fù)用傳輸?shù)乃霭l(fā)送波束，以達(dá)到規(guī)定的通信品質(zhì)。由此，具有可以用規(guī)定的品質(zhì)進(jìn)行基站與移動(dòng)站間的通信的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，把對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)，設(shè)定成比對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)高的功率控制。由此，具有通過(guò)優(yōu)先提高干擾除去性能低的空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的接收品質(zhì)可以來(lái)補(bǔ)償其的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，當(dāng)呼損比規(guī)定值大時(shí)，使所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站彼此之間的多址連接優(yōu)先。由此，通過(guò)使空分多址優(yōu)先能夠增加可以同時(shí)連接的移動(dòng)站數(shù)，具有抑制呼損的作用。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，具有對(duì)于向分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分復(fù)用傳輸?shù)目辗謴?fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的部分空間正交化單元；對(duì)于對(duì)分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分多址的空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和所述部分空間正交化單元的輸出，向移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束的波束形成部；和發(fā)送所述發(fā)送波束的多個(gè)天線。
另外，本發(fā)明涉及的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的所述發(fā)送數(shù)據(jù)系列、或所述部分空間正交化單元的輸出，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。由此，具有可以形成能夠同時(shí)適用空分復(fù)用傳輸和空分多址的發(fā)送波束的作用。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置的波束形成部中的加權(quán)處理，其特征在于，當(dāng)空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站被同時(shí)空分多址分配時(shí)，對(duì)于空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，將最大比合成波束作為向空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，向空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的干擾的波束。由此，比空分多址的空分復(fù)用移動(dòng)站，可以進(jìn)行優(yōu)先提高不具有空間干擾除去能力的空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的接收品質(zhì)的發(fā)送成為可能。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置的所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，其特征在于，形成與同時(shí)連接的其他所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣正交的所述發(fā)送波束。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置，其特征在于，還具有對(duì)向空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列進(jìn)行時(shí)間空間編碼處理的時(shí)間空間編碼單元；將該被時(shí)間空間編碼過(guò)的發(fā)送數(shù)據(jù)系列輸出給部分空間正交化單元。由此，降低了傳輸速度，但是由于附加了增加發(fā)送分集效應(yīng)的錯(cuò)誤訂正能力，所以可以改善接收品質(zhì)。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置，還具有使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)來(lái)分配空分多址移動(dòng)站和空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的判定部。由此，可以進(jìn)行空分多址和空分復(fù)用傳輸?shù)倪m用的判定。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置，其特征在于，所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)根據(jù)從通信區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)站接收的信道估算值及接收品質(zhì)來(lái)算出。由此，根據(jù)信道估算值及接收品質(zhì)，可以判定空分多址和空分復(fù)用傳輸?shù)倪m用。
另外，本發(fā)明涉及的基站裝置，其特征在于，當(dāng)所述空分多址移動(dòng)站包含空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站雙方時(shí)，使用對(duì)所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置的矩陣，形成向所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，形成發(fā)送波束，以使與同時(shí)連接的其他所述空分多址移動(dòng)站的信道估算矩陣正交波束。由此，空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，可以得到對(duì)來(lái)自基站的多個(gè)天線的多個(gè)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行最大比合成的接收信號(hào)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在擁有具備多個(gè)天線的基站的無(wú)線通信系統(tǒng)中，通過(guò)提供在與特定的移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)耐瑫r(shí)可以與其他的移動(dòng)站進(jìn)行空分多址的無(wú)線通信系統(tǒng)，可以有效利用基站中的空間的自由度，改善無(wú)線通信系統(tǒng)的通信容量。
另外，通過(guò)提供根據(jù)通信區(qū)域內(nèi)的通信量狀況等來(lái)自適應(yīng)地變化空分復(fù)用方法(SDM、SDMA)的控制方法，可以有效地活用基于SDM或SDMA的空分復(fù)用技術(shù)以及用戶分集效應(yīng)，改善無(wú)線通信系統(tǒng)的通信容量。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的基站以及移動(dòng)站的結(jié)構(gòu)圖。
圖3A是表示本發(fā)的實(shí)施例1中的基站的移動(dòng)站分配處理順序的流程圖。
圖3B是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的移動(dòng)站側(cè)的分配處理順序的流程圖。
圖4A是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)以時(shí)分發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖4B是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)以碼分發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖4C是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)以時(shí)·碼分發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖5A是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)以時(shí)分發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖5B是表示本發(fā)明實(shí)施例1中的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)以碼分發(fā)送的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例2中的基站的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例3中的基站和移動(dòng)站的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例3中的基站的其他結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，使用圖1至圖8對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明涉及實(shí)施例子1的無(wú)線通信系統(tǒng)的概略的圖。下面，對(duì)使用從基站向移動(dòng)站的發(fā)送(以下稱為“下行鏈路”)中的空分復(fù)用的通信方法進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1中，基站是具有多個(gè)天線元件，可以自適應(yīng)地改變天線指向性的基站，SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2-1～2是與空分復(fù)用對(duì)應(yīng)的多個(gè)移動(dòng)站，SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3-1～3是與SDM未對(duì)應(yīng)的多個(gè)移動(dòng)站，發(fā)送波束4-1～4是對(duì)進(jìn)行來(lái)自基站1的通信的移動(dòng)站的多個(gè)波束，通信區(qū)域5是基站1可以與SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2或SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3通信的區(qū)域。另外，SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2的數(shù)目以及SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3的數(shù)目不局限于此。
本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)，在可以通信的多個(gè)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2及SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3混在通信區(qū)域5內(nèi)時(shí)，可以向不同的移動(dòng)站間進(jìn)行空分多址、可以與對(duì)同一移動(dòng)站的空分復(fù)用的任意一方或同時(shí)進(jìn)行連接。而且，可以進(jìn)行空分復(fù)用度的有效利用。另外，在下面，將包含SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2或SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3并進(jìn)行編號(hào)的移動(dòng)站表示為移動(dòng)站MSm。另外，m取得通信區(qū)域5內(nèi)的移動(dòng)站數(shù)Nms或Nms以下的自然數(shù)?；?從多個(gè)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2及SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3中判定SDM、SDMA同時(shí)或哪一方可能，由基站天線形成多個(gè)發(fā)送波束。由此，基站1實(shí)現(xiàn)判定為可能的空分復(fù)用化、空分多址。
圖2表示本實(shí)施例中的無(wú)線通信系統(tǒng)的基站BS及移動(dòng)站MS的詳細(xì)構(gòu)成。另外，在圖2中，雖然表示個(gè)別用戶發(fā)送數(shù)據(jù)系列211使用2個(gè)空分復(fù)用信道(SCH1、SCH2)向SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1傳輸，個(gè)別用戶發(fā)送數(shù)據(jù)系列212使用1個(gè)空分復(fù)用信道(SCH3)向SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS2傳輸?shù)那樾?，但并不局限于此?br> 在圖2的基站BS中，空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元201是算出用于判定是否適合空分復(fù)用傳輸?shù)脑u(píng)價(jià)基準(zhǔn)的裝置，空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元202是算出用于判定是否適合空分多址的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的裝置，判定單元203使用這些評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值，來(lái)判斷進(jìn)行SDM、SDMA的移動(dòng)站的分配。另外，加權(quán)生成單元204是根據(jù)判定單元203的輸出，生成用于適應(yīng)傳輸路的指向性形成的加權(quán)的裝置，多址連接控制單元205是根據(jù)判定單元203的輸出進(jìn)行用于規(guī)定的移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列的輸出控制的裝置。在此，作為一個(gè)例子，進(jìn)行向移動(dòng)站MS1的發(fā)送數(shù)據(jù)系列211、向移動(dòng)站MS2的發(fā)送數(shù)據(jù)系列212的輸出控制?？辗謴?fù)用傳輸控制單元16根據(jù)判定單元203的輸出進(jìn)行用于對(duì)所希望的移動(dòng)站的空分復(fù)用傳輸?shù)目刂?。在此，作為一個(gè)例子，對(duì)于向SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1的發(fā)送數(shù)據(jù)系列211，進(jìn)行用于空分復(fù)用的控制。另外，空分復(fù)用傳輸控制單元206，由對(duì)于1個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)系列，生成對(duì)應(yīng)空分復(fù)用數(shù)的串并行轉(zhuǎn)換單元209、和用于空間正交并發(fā)送所串并行轉(zhuǎn)換的發(fā)送數(shù)據(jù)系列(在圖中表示2個(gè)空分復(fù)用信道(SCH1、SCH2)的時(shí)候)的部分空間正交化單元210構(gòu)成。
另外，波束形成部207對(duì)各空分復(fù)用信道SCH1～SCH3分別乘算發(fā)送加權(quán)W1～W3的形成部，基站天線208由多個(gè)Nt(式中，Nt＞1)個(gè)天線元件構(gòu)成。另外，發(fā)送加權(quán)Wj由具有天線元件數(shù)Nt個(gè)要素(復(fù)數(shù)值)的列矢量構(gòu)成。
下面，對(duì)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
天線221是接收由基站BS所發(fā)送的高頻信號(hào)的移動(dòng)站MS1所具有的多個(gè)Ns(1)個(gè)天線，接收部222是將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)的接收部，空分復(fù)用分離單元223是從基帶信號(hào)分離接收空分復(fù)用的信號(hào)的單元，數(shù)據(jù)混合單元224混合分離發(fā)送的信號(hào)并復(fù)原為所發(fā)送的原數(shù)據(jù)系列的單元，接收數(shù)據(jù)系列225由數(shù)據(jù)混合單元224輸出。
下面，對(duì)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS2的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
移動(dòng)站天線231是接收由基站BS所發(fā)送的高頻信號(hào)的移動(dòng)站MS2所具有的天線，接收部232從高頻信號(hào)輸出MS2的接收數(shù)據(jù)系列233。
下面，說(shuō)明本實(shí)施例中的基站1和移動(dòng)站MSm的通信的操作。圖3是表示用于基站1及移動(dòng)站MSm的通信分配的處理順序的流程圖。幀同步以及碼同步確立后，具有Nt個(gè)天線元件以及發(fā)送系的基站1，首先，從每個(gè)發(fā)送系發(fā)送由規(guī)定碼數(shù)Np構(gòu)成的已知信號(hào)系列(以下稱為“天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)Apk(t)”) (步驟S301)。式中，k是基站1中的發(fā)送系的號(hào)碼，k＝1、2、…、Nt。另外，t＝1、…、Np。另外，當(dāng)基站1的天線元件數(shù)Nt充分多時(shí)，或當(dāng)SDM中的空分復(fù)用數(shù)限制為比基站1的天線元件數(shù)Nt小時(shí)，可以不必使用Nt個(gè)所有的發(fā)送系，而只使用一部分來(lái)發(fā)送天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)。
在此，圖4(a)～(c)是表示天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的發(fā)送定時(shí)(幀結(jié)構(gòu))的圖。圖4(a)表示對(duì)每個(gè)天線錯(cuò)開作為天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的已知信號(hào)系列A(401)的發(fā)送定時(shí)，并以時(shí)分發(fā)送的情形。另外，表示天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)使用相同的模式、或基于PN信號(hào)等的相互正交的編碼系列的情形。圖4(b)表示使用從不同的天線相互正交的已知編碼系列Bk(402)，以碼分復(fù)用發(fā)送的情形。圖4(c)表示組合時(shí)分發(fā)送和碼分發(fā)送的方式。即，在某天線的組合中，共有同一時(shí)刻的時(shí)分縫隙，每個(gè)天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)A1(403)、A2(404)使用相互正交的編碼系列，以碼分復(fù)用發(fā)送。由此，可以降低基站1中的天線數(shù)多時(shí)的時(shí)分發(fā)送的開銷，另外可以緩和符合分割復(fù)用時(shí)的傳輸路中的正交性的降低。
另一方面，存在于通信區(qū)域5內(nèi)的移動(dòng)站MSm，分離接收對(duì)每個(gè)基站天線所傳輸?shù)奶炀€個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)Apk(t)，算出信道估算值(步驟S321)。進(jìn)而測(cè)定接收品質(zhì)(步驟S322)。
下面，說(shuō)明這些步驟S321和步驟S322的操作。存在于通信區(qū)域5內(nèi)的第m號(hào)移動(dòng)站MSm，具有Ns(m)個(gè)天線和Ns(m)個(gè)接收系，將最大Ns(m)個(gè)空分復(fù)用信道作為SDM接收可能。另外，m是通信區(qū)域5內(nèi)的移動(dòng)站數(shù)Nms或Nms以下的自然數(shù)。在此，SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3為Ns(m)＝1，SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2為Ns(m)＞1。移動(dòng)站MSm，對(duì)在第j個(gè)天線以及接收系接收到第k個(gè)天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APk(t)的結(jié)果即rj、k(m)(t)(式中，j＝1、…、Ns(m))，進(jìn)行與在移動(dòng)站MSm的內(nèi)部生成的APk(t)的相關(guān)運(yùn)算，算出如(式1)所示的傳輸路的信道估算值hm(j、k)。另外，*是進(jìn)行復(fù)數(shù)共軛的算子。另外，該相關(guān)運(yùn)算可以保存多數(shù)次的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APk(t)的接收結(jié)果，并進(jìn)行平均化處理。其結(jié)果，如果移動(dòng)站的移動(dòng)速度充分小，則可以降低噪音的影響，可以提高信道估算品質(zhì)。最終，算出基于第m個(gè)移動(dòng)站MSm的信道估算值為合計(jì)(天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)Nt)×(移動(dòng)站的天線數(shù)Ns(m))個(gè)。
接著，對(duì)每個(gè)天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)算出每個(gè)移動(dòng)站的天線的接收品質(zhì)Pm(j、k)。接收品質(zhì)可以適用接收信號(hào)功率、SIR(信號(hào)功率對(duì)干擾功率比)、SNR(信號(hào)功率對(duì)噪音功率比)等。下面表示使用SNR時(shí)的例子。當(dāng)使用天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APk(t)來(lái)評(píng)價(jià)SNR時(shí)，將信號(hào)功率作為Sm(j、k)＝｜hm(j、k)｜2/Np，可以使用(式2)所示的噪音功率Nm(j、k)來(lái)評(píng)價(jià)接收品質(zhì)Pm(j、k)，即SNR評(píng)價(jià)(＝Sm(j、k)/Nm(j、k))。
Nm(j,k)=1NpΣt=1Np|rj,k(m)(t)-Sm(j,k)|2---(2)]]>以上是步驟S321和步驟S322的操作。
接著，移動(dòng)站MSm通過(guò)通信信道將所算出的信道估算值hm(j、k)以及接收品質(zhì)Pm(j、k)向基站反饋(步驟S323)。另外，關(guān)于接收品質(zhì)，為了減少反饋信息，可以取代反饋所有(天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)Nt)×(移動(dòng)站的天線數(shù)Ns(m))個(gè)，將把(式3)所示的Ps(m)平均到基站天線數(shù)Nt以及移動(dòng)站的天線數(shù)Ns(m)的結(jié)果，通過(guò)通信信道向基站1反饋。
下面，作為接收品質(zhì)，對(duì)傳輸Ps(m)的方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在此，雖然如(式3)所示算出了接收品質(zhì)Pm(j、k)的平均值，但是，也可以使用中心值或最大值等。另外，為了進(jìn)一步減少反饋信息量，可以在基站、移動(dòng)站一側(cè)共用以規(guī)定間隔量化信道估算值hm(j、k)以及接收品質(zhì)pm(j、k)的表，并轉(zhuǎn)交該表號(hào)碼。
Ps(m)=1NtNs(m)Σk=1NtΣj=1Ns(m)Pm(j,k)---(3)]]>一方面，在基站1，檢查空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元201以及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元202是否接收到關(guān)于信道估算值hm(j、k)以及接收品質(zhì)信息Ps(m)的反饋信息(步驟S302)，當(dāng)為接收到時(shí)，判定單元203根據(jù)由這些算出的輸出結(jié)果來(lái)決定優(yōu)先分配移動(dòng)站(步驟S303)。作為優(yōu)先分配該移動(dòng)站的調(diào)度方法，有作為基于SIR的數(shù)據(jù)包調(diào)度的MaximumCIR法或Proportional Fairness法等，在文獻(xiàn)A.Jalali et al，“DataThroughputput of CDMA-HDR a High Efficeincy-High Data Rate PersonalCommnunication Wireless System，”IEEE VTC2000-Spring，pp.1854-1858中已信息公開。在此，假設(shè)第A個(gè)移動(dòng)站SA被優(yōu)先分配，開始移動(dòng)站個(gè)別(用戶個(gè)別)的通信。
接著，基站1的判定單元203，根據(jù)通過(guò)空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元201算出的評(píng)價(jià)值，判定所優(yōu)先分配的移動(dòng)站MSA是否可以SDM傳輸(步驟S304)。判定單元203如果判定是SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3，則搜索可以SDMA的移動(dòng)站(步驟S306)。
另一方面，如果是SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2，則使用所反饋的傳輸路的信道估算值hA(j、k)，進(jìn)行SDM對(duì)應(yīng)處理(步驟S305)，繼續(xù)搜索可以SDMA的移動(dòng)站(步驟S306)。式中，k＝1、…、Nt，j＝1、…、Ns(A)。判定的結(jié)果，Nc個(gè)空分復(fù)用信道數(shù)被使用。但是，是滿足1≤Nc＜Ns(A)的自然數(shù)。在此，SDM對(duì)應(yīng)處理，可以如(式4)那樣矩陣表記關(guān)于移動(dòng)站MSA的信道估算值hA(j、k)，算出通過(guò)奇值分解H(A)所得到的Ns(A)個(gè)奇值λj，根據(jù)超出規(guī)定值的奇值的數(shù)來(lái)判定復(fù)用信道數(shù)。在此，j＝1、…、Ns(A)。另外，作為其他方法，也可算出H(A)的(Ns(A)-1)個(gè)的行矢量間的相關(guān)系數(shù)(以下稱為空間相關(guān)系數(shù))，將規(guī)定值或規(guī)定值以下的個(gè)數(shù)作為空分復(fù)用信道數(shù)。
H(A)=hA(1,1)hA(1,2)...hA(1,Nt)hA(2,1)hA(2,2)...hA(2,Nt)............hA(Ns(A),1)hA(Ns(A),2)...hA(Ns(A),Nt)---(4)]]>另外，可以SDMA的移動(dòng)站的搜索(步驟S306)，根據(jù)反饋給基站1的信道估算值或接收品質(zhì)信息進(jìn)行。首先，使用除去第A個(gè)移動(dòng)站MSA的接收品質(zhì)信息Ps(A)的接收品質(zhì)信息Ps(m)，將超過(guò)規(guī)定水平的品質(zhì)的移動(dòng)站選擇為第1階段。作為規(guī)定水平的設(shè)定，可以像使用規(guī)定的界限值C的Ps(m)＞Ps(A)+C那樣設(shè)定(式中，m表示A以外的通信區(qū)域5內(nèi)的移動(dòng)站號(hào)碼)。
這時(shí)候，可以選擇接收品質(zhì)比第A個(gè)移動(dòng)站MSA高的移動(dòng)站。當(dāng)進(jìn)行基站1的發(fā)送功率控制時(shí)，來(lái)自基站1的發(fā)送功率可以設(shè)定得比第A個(gè)移動(dòng)站MSA低，能夠降低對(duì)移動(dòng)站MSA的與干擾。
接著，使用(式5)或(式6)，算出在已經(jīng)分配的移動(dòng)站MSA的信道估算值hA(j、k)和在第1階段所選擇的移動(dòng)站的信道估算值hm(j、k)的空間相關(guān)系數(shù)SC(m、A)。在此，*表示復(fù)數(shù)共軛。在此，m表示在第1階段所選擇的移動(dòng)站的號(hào)碼。
SC(m,A)=1Ns(m)Ns(A)NtΣjA=1Ns(A)Σjm=1Ns(m)Σk=1Nt[hm(jm,k)]*hA(jA,k)hm(jm,k)hA(jA,k)---(5)]]>SC(m,A)=maxjA∈Ns(A),fm∈Ns(m)1NtΣk=1Nt[hm(jm,k)]*hA(jA,k)hm(jm,k)hA(jA,k)---(6)]]>對(duì)于在第1階段所選擇的所有對(duì)象移動(dòng)站MSm，在空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)算出單元202進(jìn)行基于(式5)或(式6)的空間相關(guān)系數(shù)的運(yùn)算，對(duì)于第A個(gè)移動(dòng)站MSA，判定空間相關(guān)SC(m、A)最低的移動(dòng)站MSm是否低于規(guī)定的空間相關(guān)系數(shù)值(步驟S307)。當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的空間相關(guān)系數(shù)值時(shí)，作為空分多址移動(dòng)站(第B個(gè)移動(dòng)站)進(jìn)行選擇，進(jìn)而判定空分多址移動(dòng)站是否是SDM移動(dòng)站2(步驟S308)。如果是SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3，則再次搜索可以SDMA的移動(dòng)站MSm(步驟S306)。如果是SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2，則使用所反饋的傳輸路的信道估算值hB(j、k)，采用與步驟S305相同的方法進(jìn)行SDM處理(步驟S309)。式中，k＝1、…、Nt，j＝1、…、Ns(B)。判定的結(jié)果，NC(B)個(gè)空分復(fù)用信道數(shù)被使用。式中，是滿足1＜NC(B)＜Ns(B)的自然數(shù)。判定后，再次搜索可以SDMA的移動(dòng)站MSm(步驟S306)。
另外，在步驟S306，當(dāng)多個(gè)移動(dòng)站MSm已被分配時(shí)，在搜索可以SDMA的移動(dòng)站MSm時(shí)，取代SC(m、A)，使用(式7)所示的MSC(m)。MSC(m)給與已經(jīng)分配的移動(dòng)站A，B，C，…最大的SC(m、k)。式中，k給與已經(jīng)分配的移動(dòng)站MSA，MSB，MSC，…的號(hào)碼。
MSC(m)=maxk=A,B,C,...SC(m,k)---(7)]]>接著，在步驟S307，當(dāng)判定為可以SDMA的移動(dòng)站MSm不存在時(shí)，不進(jìn)行其以上的空分多址，對(duì)所分配的規(guī)定的移動(dòng)站MSm進(jìn)行包含是否進(jìn)行SDM的通信(通知空分復(fù)用數(shù))的通信開始通知(步驟S310)。
接著，基站開始對(duì)移動(dòng)站MSm的個(gè)別用戶信道發(fā)送(步驟S311)。一方面，規(guī)定的移動(dòng)站MSm，一接收到來(lái)自基站1的通信開始通知，就進(jìn)行用于個(gè)別用戶信道接收的處理(步驟S324)，對(duì)其后所發(fā)送來(lái)的信號(hào)開始個(gè)別用戶信道的接收(步驟S325)。另外，向SDMA所分配的各移動(dòng)站MSm的發(fā)送功率，為了得到規(guī)定的接收品質(zhì)而進(jìn)行發(fā)送功率控制。
另外，在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2與SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3間，當(dāng)進(jìn)行SDMA時(shí)，SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3不能進(jìn)行在空間區(qū)域的干擾抑制。因此，SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3由于將作為目標(biāo)的接收品質(zhì)設(shè)定得比SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2高，所以可以確保在SDMA時(shí)的接收品質(zhì)。
如上所述，在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站2和SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站3混在通信區(qū)域5內(nèi)的情況下，由于移動(dòng)站使用天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)，將信道估算值以及接收品質(zhì)信息反饋給基站1，所以基站1可以選擇使用組合SDM與SDMA的同時(shí)或任意一方的空間區(qū)域的可以復(fù)用的移動(dòng)站MSm，可以有效活用空分復(fù)用。
下面，對(duì)進(jìn)行上述通信分配處理后的移動(dòng)站MS以及基站BS中的指向性控制操作進(jìn)行說(shuō)明。
將向第n個(gè)移動(dòng)站MSn的第K個(gè)空分復(fù)用信道中的發(fā)送數(shù)據(jù)系列作為Skn(t)(式中，t表示時(shí)刻)。在此，n是進(jìn)行空分多址的移動(dòng)站數(shù)Nd或Nd以下的自然數(shù)，k是對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)NC(n)或NC(n)以下的自然數(shù)。另外，1≦NC(n)＜Ns(1)。將用第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的第p個(gè)天線接收到的信道估算值作為hn(p、m)。該信道估算值hn(p、m)，是對(duì)來(lái)自從移動(dòng)站MSn反饋給基站BS的第m個(gè)基站天線的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APm(t)的值。另外，m是基站天線數(shù)Nt或Nt以下的自然數(shù)，p是第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的天線數(shù)Ns(n)或Ns(n)以下的自然數(shù)。在此，如(式8)那樣定義對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的信道估算矩陣Hn。
Hn=hn(1,1)hn(1,2)...hn(1,Nt)hn(2,1)hn(2,2)...hn(2,Nt)............hn(Ns(n),1)hn(Ns(n),2)...hn(Ns(n),Nt)---(8)]]>在圖2中，加權(quán)生成單元204，使用(式8)所示的信道估算矩陣Hn生成發(fā)送加權(quán)。在此，對(duì)第j個(gè)空分復(fù)用信道的發(fā)送加權(quán)矢量Wj，如(式9)所示，對(duì)于第j以外的被SDM的其他用戶n，進(jìn)行不產(chǎn)生干擾的波束形成。N是進(jìn)行除去第j個(gè)的SDMA的移動(dòng)站的總數(shù)Nd或Nd以下的自然數(shù)。另外，當(dāng)只分配第n個(gè)移動(dòng)站MSn不進(jìn)行SDMA時(shí)，當(dāng)其移動(dòng)站的空分復(fù)用數(shù)是NC(n)時(shí)，從基站天線208之中選擇NC(n)個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送。
HnWj＝0，(j≠n) (9)另外，(式9)雖然使用了移動(dòng)站間的發(fā)送信號(hào)不相干擾的正交條件，但是，除此之外，也可以使用(式10)所示那樣的基于最小平方誤差規(guī)范(MMSEMinimum Mean Squere Error)的加權(quán)生成方法。在此，ynj是向第j個(gè)移動(dòng)站MSj的發(fā)送信號(hào)在第n個(gè)移動(dòng)站MSn所接收的信號(hào)成分。
Wj=argminW||ynj-HnW||2,(j≠n)---(10)]]>波束形成部207，使用通過(guò)加權(quán)生成單元所生成的、與用于SDM以及SDMA的空分復(fù)用信道的總數(shù)Tc等數(shù)的發(fā)送加權(quán)矢量Wj＝[Wj1、Wj2、…WjNt]T，(式中，j是空分復(fù)用信道的總數(shù)Tc或Tc以下的自然數(shù)，T表示矢量轉(zhuǎn)置)，將第j個(gè)空分復(fù)用信道的發(fā)送數(shù)據(jù)系列SCH(j)只復(fù)制基站天線數(shù)分，乘算發(fā)送加權(quán)矢量的各要素，從基站天線發(fā)送。
如上所述，通過(guò)生成滿足(式9)的發(fā)送加權(quán)Wj，當(dāng)向空分復(fù)用信道數(shù)為NC(A)＝1的第A個(gè)移動(dòng)站MSA的發(fā)送加權(quán)為Wj時(shí)，用(式11)那樣表示的信道估算值CA來(lái)接收。另外，當(dāng)向空分復(fù)用信道數(shù)為NC(B)＞1的第B個(gè)移動(dòng)站MSB的發(fā)送加權(quán)為Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1時(shí)，用(式12)那樣表示的(Ns(B)×Nc(B))下面的信道估算值CB來(lái)接收。
部分空間正交化單元210，當(dāng)向第B個(gè)移動(dòng)站MSB進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，如果向空分復(fù)用信道數(shù)為NC(B)＞1的第B個(gè)移動(dòng)站MSB的發(fā)送加權(quán)為Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1時(shí)，則用(式12)那樣表示的(Ns(B)×Nc(B)下面的信道估算值CB來(lái)接收。另外，如(式13)所示那樣奇值分解CB，對(duì)每個(gè)所得到的奇值大的順序選擇NC(B)個(gè)。之后，使用由與這些奇值λk對(duì)應(yīng)的右奇值矢量構(gòu)成的右奇值矩陣Vs＝[V1V2、…VNc(B)]，如(式14)所示，從左邊向空分復(fù)用信道的數(shù)據(jù)系列S(t)＝[S1B(t)S2B(t)…SNc(B)B(t)]T乘算右奇值矩陣Vs，算出信號(hào)系列S2(t)。在此，k＝1～NC(B)。波束形成部207向S2(t)的NC(B)個(gè)要素分別乘算發(fā)送加權(quán)Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1。在此，在(式13)中，U是由信道估算矩陣CB的左奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，V是由信道估算矩陣CB的右奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，Q是將對(duì)角成分作為奇值的對(duì)角矩陣。
另外，接收部222也可以是省略部分空間正交化單元210的構(gòu)成，那時(shí)，(式14)中的Vs為Nc次單位矩陣。
HAWj＝CA(11)HA[WjWj+1…Wj+Nc(n)-1)＝CB(12)CB=UE..VH=UQ000VH---(13)]]>S2(t)＝VsS(t) (14)以上是基站1的操作說(shuō)明。
接著，在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn中，為了分離接收NC(n)個(gè)空分復(fù)用信道，還有在SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn中，為了同步檢波接收，對(duì)每個(gè)空分復(fù)用信道插入已知信號(hào)系列(以下稱為空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào))CPk(t)進(jìn)行發(fā)送。在此，k是空分復(fù)用信道的總數(shù)Tc或Tc以下的自然數(shù)。但是，當(dāng)發(fā)送信號(hào)被差動(dòng)編碼，并適用延遲檢波時(shí)，不需要發(fā)送這樣的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)。
圖5(a)、(b)表示空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)的發(fā)送方法(幀結(jié)構(gòu))。圖5(a)表示以錯(cuò)開時(shí)分進(jìn)行發(fā)送空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)系列Ak(501)的發(fā)送定時(shí)的方法。天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)使用同一圖案或基于PN(模擬隨機(jī)信號(hào))信號(hào)等的相互正交的編碼系列。圖5(b)表示使用不同的、作為從空分復(fù)用信道相互正交的編碼系列的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)系列Bk(502)，以碼分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送的方法。另外，也可以是如在圖4(c)中所說(shuō)明的組合時(shí)分發(fā)送和碼分發(fā)送的方法。
下面，對(duì)第n個(gè)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn在移動(dòng)站MS中的接收操作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，Ns(n)個(gè)移動(dòng)站天線221接收空分復(fù)用的高頻信號(hào)。
Ns(n)個(gè)接收部222，對(duì)接收到的Ns(n)個(gè)的每個(gè)高頻信號(hào)，頻率轉(zhuǎn)換后，通過(guò)正交檢波，輸出Ns(n)個(gè)由I信號(hào)、Q信號(hào)構(gòu)成的復(fù)數(shù)基帶信號(hào)rj(n)(t)(式中，j是Ns(n)或Ns(n)以下的自然數(shù))。接著，空分復(fù)用分離單元223分離對(duì)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn的Nc(n)個(gè)空分復(fù)用信道。
該空分復(fù)用信道的分離方法，可以適用(1)利用信道估算矩陣的逆矩陣的方法(零衰減方法)、(2)最佳估算(綜合估算)、(3)V-BLAST等方法。下面，對(duì)使用方法(1)時(shí)的操作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，通過(guò)使用個(gè)別插入空分復(fù)用信道的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)，如(式15)所示，對(duì)每個(gè)空分復(fù)用信道算出信道估算值hn(j、k)。在此，k是向SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn所發(fā)送的空分復(fù)用信道數(shù)NC(n)個(gè)或NC(n)個(gè)以下的自然數(shù)。另外，*是復(fù)數(shù)共軛算子，將空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)的碼數(shù)作為Nq。對(duì)每個(gè)得到的空分復(fù)用信道，生成將信道估算值hn(j、k)作為構(gòu)成要素的(式16)所示的信道估算矩陣Hn，通過(guò)從左側(cè)將其一般逆矩陣(Hn)-1與接收信號(hào)矢量R＝[r1(n)(t)、r2(n)(t)…r1Ns(n)(n)(t)]T進(jìn)行乘算，分離接收每個(gè)空分復(fù)用信道。另外，關(guān)于向移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)以及空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的類別，通過(guò)控制信道等預(yù)先從基站BS向移動(dòng)站MSn進(jìn)行通知。
hn(j,k)=Σi=1NqCPk*(t)rj(n)(t)---(15)]]>Hn=hn(1,1)hn(1,2)...hn(1,NC(n))hn(2,1)hn″(2,2)...hn(2,NC(n))............hn(Ns(n),1)hn(Ns(n),2)...hn(Ns(n),NC(n))---(16)]]>另外，作為空分復(fù)用分離的其他方法，有當(dāng)向第B個(gè)移動(dòng)站MSB進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，在使用部分空間正交化單元210時(shí)，如(式13)所示，從通過(guò)CB的奇值分解所得到的奇值中按從大到小的順序選擇個(gè)Nc個(gè)，使用由與這些奇值對(duì)應(yīng)的左奇值矢量構(gòu)成的右奇值矩陣Us＝[U1U2、…UNc(B)]，從左側(cè)將其復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置的矩陣(Us)H與接收信號(hào)矢量R＝[r1(B)(t)、r2(B)(t)…r1Ns(n)(B)(t)]T進(jìn)行乘算的方法。由此，可以分離接收每個(gè)空分復(fù)用信道。這時(shí)候，通過(guò)通信線路預(yù)先將右奇值矩陣Us通知給移動(dòng)站MSB。另外，當(dāng)使用該方法時(shí)，因?yàn)閭鬏斝诺雷儎?dòng)補(bǔ)償也同時(shí)進(jìn)行，所以具有不需要發(fā)送空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。再者，關(guān)于向移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)以及空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的類別，通過(guò)控制信道等預(yù)先從基站BS向移動(dòng)站MSn進(jìn)行通知。
下面，對(duì)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1的接收操作進(jìn)行說(shuō)明。
接收部222，適宜頻率轉(zhuǎn)換由天線所接收的高頻信號(hào)，使用延遲檢波、準(zhǔn)同步檢波、或同步檢波進(jìn)行接收操作。接收信號(hào)通過(guò)未示的解碼部進(jìn)行編碼判定、解碼，復(fù)原用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。另外，SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1，為了空分復(fù)用訪問(wèn)，雖然預(yù)想到相同干擾波成分變高的情況，但是，為了除去干擾，通過(guò)安裝桶口他、電子信息學(xué)會(huì)技術(shù)報(bào)告RCS2000-134(2000)所公開的文獻(xiàn)等所記載的多徑干擾消除器，可以除去相同干擾成分。之后，對(duì)除去干擾后的接收信號(hào)，通過(guò)由解碼部進(jìn)行編碼判定、解碼，復(fù)原用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，可以得到高品質(zhì)的接收性能。
如上所述，在本實(shí)施例中，在基站BS，進(jìn)行組合SDM和SDMA并進(jìn)行發(fā)送的移動(dòng)站的分配，其移動(dòng)站進(jìn)行發(fā)送指向性控制方法以及移動(dòng)站中的空間分離接收方法。由此，基站在與特定的移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)耐瑫r(shí)，可以根據(jù)傳輸環(huán)境向其他的移動(dòng)站進(jìn)行空分多址，可以有效利用基站中的空間上的自由度，可以有效活用基于SDM或SDMA的空分復(fù)用技術(shù)以及用戶分集效應(yīng)，從而可以改善無(wú)線通信系統(tǒng)的通信容量。
另外，同樣可以將本實(shí)施方式適用于多載波傳輸方式的無(wú)線通信系統(tǒng)。這時(shí)候，可以是(1)使用多個(gè)副載波之內(nèi)的1個(gè)(例如，中心頻率附近的副載波等)，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的操作，形成副載波共通的1個(gè)發(fā)送波束的方法，(2)使用多個(gè)副載波的一部分或全部，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的操作，即對(duì)每個(gè)副載波進(jìn)行信道估算值算出、接收品質(zhì)估算，將這些信息反饋給基站1，根據(jù)空間相關(guān)系數(shù)的算出，進(jìn)行進(jìn)行SDM、SDMA的移動(dòng)站MSm的分配的方法。另外，在空間相關(guān)系數(shù)算出時(shí)，與實(shí)施例1一樣，對(duì)每個(gè)副載波算出空間相關(guān)系數(shù)，將這些的平均或中心值、或最大值、最小值等的代表值作為最終的空間相關(guān)系數(shù)，分配移動(dòng)站MSm。另外，根據(jù)對(duì)每個(gè)副載波形成發(fā)送波束的發(fā)送波束形成方法，可以同樣適用本實(shí)施例。
另外，在本實(shí)施例中，對(duì)SDM或SDMA，可以根據(jù)通信量狀況，自適應(yīng)地變化移動(dòng)站MSm的分配處理。當(dāng)多數(shù)移動(dòng)站MSm存在于通信區(qū)域5內(nèi)，發(fā)生呼損比規(guī)定水平多時(shí)，通過(guò)省略圖3中的SDM對(duì)應(yīng)處理(步驟S305、S309)的處理，比起SDM，可以優(yōu)先可以SDMA的移動(dòng)站分配。這時(shí)，可以得到能夠增大可以同時(shí)通信的移動(dòng)站數(shù)的效果。
另外，根據(jù)通信區(qū)域5的大小(或者單元半徑)，可以自適應(yīng)地變化移動(dòng)站MSm的分配處理。這時(shí)，像宏單元那樣，當(dāng)一般情況下基站天線高比周邊建筑物高時(shí)，可以確保收發(fā)問(wèn)推測(cè)的通信區(qū)域5內(nèi)的場(chǎng)所率變得比較高，比起SDM，為適應(yīng)SDMA的傳輸環(huán)境。為此，通過(guò)省略圖3中的SDM對(duì)應(yīng)處理(步驟S305、S309)的處理，比起SDM，可以優(yōu)先可以SDMA的移動(dòng)站分配。
另外，在本實(shí)施例中，雖然對(duì)使用從基站1向移動(dòng)站MSm的發(fā)送(下行鏈路)中的空分復(fù)用的通信方法進(jìn)行了說(shuō)明，但是，在從移動(dòng)站MSm向基站1的發(fā)送(上行鏈路)時(shí)，也可以同樣適用。這時(shí)，對(duì)每個(gè)移動(dòng)站MSm所具有的天線，時(shí)分或碼分天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)，并發(fā)送給基站1，在基站1，算出每個(gè)天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的信道估算值和接收品質(zhì)。由此，可以不必使用來(lái)自移動(dòng)站MSm的那些反饋信息，通過(guò)與使用圖3說(shuō)明的相同的操作，進(jìn)行移動(dòng)站MSm的SDM或SDMA的分配。
另外，在本實(shí)施例中，從基站1向移動(dòng)站MSm的發(fā)送(下行鏈路)中的信道估算值以及接收品質(zhì)信息，通過(guò)通信線路反饋給基站1，在使用TDD(Time Division Duplex)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，因?yàn)閷⑾嗤l率作為傳輸媒體使用，由于傳輸路的相反性，對(duì)每個(gè)移動(dòng)站MSm所具有的天線，時(shí)分或碼分天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)，并發(fā)送給基站1，在基站1，算出每個(gè)天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的信道估算值和接收品質(zhì)。由此，可以不必使用來(lái)自移動(dòng)站MSm的那些反饋信息，通過(guò)與使用圖3說(shuō)明的通信分配處理相同的操作，進(jìn)行移動(dòng)站MSm的SDM或SDMA的分配。另外，也可以向TDD中的上行鏈路適用本另外，作為接收品質(zhì)信息，除在本實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的SNR等接收品質(zhì)之外，也可以組合與移動(dòng)站MSm的估算移動(dòng)速度、多普勒頻率估算值等移動(dòng)站MSm的流動(dòng)性的評(píng)價(jià)值。這時(shí)，雖然由于接收品質(zhì)的反饋、或SDMA或SDM分配處理而產(chǎn)生延遲，但是，規(guī)定流動(dòng)性以上的移動(dòng)站，通過(guò)在圖3中的步驟S306增加不進(jìn)行SDMA或SDM分配處理的判定操作，可以進(jìn)行操作。
實(shí)施例2圖6是表示本發(fā)明涉及的實(shí)施例2的基站裝置的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，對(duì)在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站混在區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，優(yōu)先SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站并進(jìn)行通信時(shí)的空間上的信道的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖6所示的基站BS的構(gòu)成，在取代在實(shí)施例1所使用的圖2中的加權(quán)生成部204，設(shè)置有SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站加權(quán)生成單元601以及SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站加權(quán)生成單元這一點(diǎn)上不同，據(jù)此的發(fā)送波束生成方法不同。下面，主要說(shuō)明與實(shí)施例2不同的部分，對(duì)與實(shí)施例1相同的部分省略其說(shuō)明。另外，對(duì)實(shí)施例1同樣，在下行鏈路中的進(jìn)行使用空分復(fù)用的移動(dòng)站MS的通信分配處理后的移動(dòng)站MS以及基站BS中的指向性控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
將向第n個(gè)移動(dòng)站MSn的第K個(gè)空分復(fù)用信道中的發(fā)送數(shù)據(jù)系列作為Skn(t)(式中，t表示時(shí)刻)。在此，n是進(jìn)行空分多址的移動(dòng)站數(shù)Nd或Nd以下的自然數(shù)，k是對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)NC(n)或NC(n)以下的自然數(shù)。另外，1≦NC(n)＜Ns(1)。將用第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的第p個(gè)天線接收到時(shí)的信道估算值作為hn(p、m)。該信道估算值hn(p、m)，是對(duì)來(lái)自從移動(dòng)站MSn反饋給基站BS的第m個(gè)基站天線的天線208個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APm(t)的值。另外，m是基站天線數(shù)Nt或Nt以下的自然數(shù)，p是第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的天線數(shù)Ns(n)或Ns(n)以下的自然數(shù)。在此，如(式8)那樣定義對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的信道估算矩陣Hn。
SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站用加權(quán)生成單元601生成對(duì)第s個(gè)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSs的發(fā)送加權(quán)矢量Ws＝(H(s))H，輸出給SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站用加權(quán)生成單元602。式中，H表示復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置。根據(jù)該發(fā)送加權(quán)矢量Ws，在第s個(gè)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSs中，可以得到最大比合成來(lái)自基站BS的多個(gè)天線的多個(gè)發(fā)送信號(hào)的接收信號(hào)。
SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站用加權(quán)生成單元602，對(duì)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSj的第j個(gè)空分復(fù)用信道的發(fā)送加權(quán)矢量Wj，如(式9)所示，向第j個(gè)以外的所SDMA的其他用戶進(jìn)行不產(chǎn)生干擾的波束形成。n是進(jìn)行SDMA的移動(dòng)站的總數(shù)Nd或Nd以下的自然數(shù)。由此，當(dāng)向作為空分復(fù)用信道數(shù)Nc(A)＝1的第A個(gè)移動(dòng)站MSA的發(fā)送加權(quán)為Wj時(shí)，用如(式10)所表示的信道估算值CA進(jìn)行接收。另外，當(dāng)向作為空分復(fù)用信道數(shù)Nc(B)＞1的第B個(gè)移動(dòng)站MSB的發(fā)送加權(quán)為Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1時(shí)，用如(式12)所表示的(Ns(B)×Nc(B))下面的信道估算矩陣CB進(jìn)行接收。在此，部分空間正交化單元210，當(dāng)向第B個(gè)移動(dòng)站MSB進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，當(dāng)向空分復(fù)用信道數(shù)為NC(B)＞1的第B個(gè)移動(dòng)站MSB的發(fā)送加權(quán)為Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1時(shí)，用(式12)那樣表示的(Ns(B)×Nc(B))下面的信道估算值CB來(lái)接收。如(式13)所示那樣預(yù)先奇值分解CB，按所得到的奇值大的順序選擇NC(B)個(gè)，使用由與這些奇值λk對(duì)應(yīng)的右奇值矢量構(gòu)成的右奇值矩陣Vs＝[V1V2、…VNc(B)]，如(式14)所示那樣，從左邊向空分復(fù)用信道的數(shù)據(jù)系列S(t)＝[S1B(t)S2B(t)…SNc(B)B(t)]T乘算右奇值矩陣Vs，算出信號(hào)系列S2(t)。在此，k＝1～NC(B)。
接著，波束形成部207向S2(t)的NC(B)個(gè)要素分別乘算發(fā)送加權(quán)Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1。在此，在(式13)中，U是由信道估算矩陣CB的左奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，V是由信道估算矩陣CB的右奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，Q是將對(duì)角成分作為奇值的對(duì)角矩陣。另外，也可以是省略部分空間正交化單元210的構(gòu)成，那時(shí)，(式14)中的Vs為Nc次單位矩陣。
在移動(dòng)站MSn中的操作與實(shí)施例1相同。
如上所述，對(duì)在基站BS組合SDM和SDMA并進(jìn)行發(fā)送的情況，對(duì)使用向與實(shí)施例1不同的SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的波束形成方法的無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明。根據(jù)本實(shí)施例，基站對(duì)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，使用最大比合成來(lái)自多個(gè)天線的多個(gè)發(fā)送信號(hào)的接收信號(hào)所得到的發(fā)送波束。由此，在確保向SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的接收品質(zhì)在某水平上的狀態(tài)下，可以進(jìn)行SDMA。另一方面，雖然向SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的干擾度增加，但是，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站所具有的多個(gè)天線除去使用空間區(qū)域的干擾，所以對(duì)干擾的耐性比SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站高。由此，可以在小范圍內(nèi)得到作為無(wú)線通信系統(tǒng)的通信量的減少。
另外，同樣可以將本實(shí)施方式適用于多載波傳輸方式的無(wú)線通信系統(tǒng)。這時(shí)候，通過(guò)(1)使用多個(gè)副載波之內(nèi)的1個(gè)(例如，中心頻率附近的副載波等)，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的操作，形成副載波共通的1個(gè)發(fā)送波束的方法，(2)使用多個(gè)副載波的一部分或全部，根據(jù)對(duì)按每個(gè)副載波的天線個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的信道估算值，對(duì)每個(gè)副載波形成發(fā)送波束的發(fā)送波束形成方法，可以同樣適用本實(shí)施例。
實(shí)施例3圖7是表示本發(fā)明涉及的實(shí)施例3的基站裝置的構(gòu)成的圖示。在本實(shí)施例中，在空分復(fù)用傳輸控制單元701設(shè)置有在所空分復(fù)用傳輸?shù)男诺篱g施行時(shí)間空間編碼的時(shí)間空間編碼單元702這一點(diǎn)與實(shí)施例1不同。
下面，主要說(shuō)明與實(shí)施例1不同的空分復(fù)用控制裝置701的部分。另外，使用圖7，對(duì)與實(shí)施例1相同，在下行鏈路中進(jìn)行使用空分復(fù)用的移動(dòng)站MS的通信分配處理后的移動(dòng)站MS以及基站BS中的指向性控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
下面，使用圖7，對(duì)與實(shí)施例1相同，在下行鏈路中進(jìn)行使用空分復(fù)用的移動(dòng)站MS的通信分配處理后的移動(dòng)站MS以及基站BS中的指向性控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
將向第n個(gè)移動(dòng)站MSn的第K個(gè)空分復(fù)用信道中的發(fā)送數(shù)據(jù)系列作為Skn(t)(式中，t表示時(shí)刻)。在此，n是進(jìn)行空分多址的移動(dòng)站數(shù)Nd或Nd以下的自然數(shù)，k是對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)NC(n)或NC(n)以下的自然數(shù)。另外，1≦NC(n)＜Ns(1)。將用第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的第p個(gè)天線接收到時(shí)的信道估算值作為hn(p、m)。該信道估算值hn(p、m)，是對(duì)來(lái)自從移動(dòng)站MSn反饋給基站BS的第m個(gè)基站天線的天線208個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)APm(t)的值。另外，m是基站天線數(shù)Nt或Nt以下的自然數(shù)，p是第n個(gè)移動(dòng)站MSn中的天線數(shù)Ns(n)或Ns(n)以下的自然數(shù)。在此，如(式8)那樣定義對(duì)第n個(gè)移動(dòng)站MSn的信道估算矩陣Hn。
時(shí)間空間編碼單元702，向?qū)嵤﹫D未示的規(guī)定的錯(cuò)誤訂正編碼處理、隔行掃描處理、向調(diào)制相位平面上的編碼映像處理后的、對(duì)進(jìn)行空分復(fù)用的移動(dòng)站Msl的發(fā)送數(shù)據(jù)系列211，輸出實(shí)施了時(shí)間空間編碼處理的空分復(fù)用信道的數(shù)據(jù)系列S(t)＝[S1B(t)S2B(t)…SNc(B)B(t)]。關(guān)于時(shí)間空間編碼及其解碼，在B.Vucetic，j.Yuan，“Space-Time Coding”，J.Wiley & SonsLtd(2003)中已信息公開了STBC(Space-Time Block Coding)、STTC(Space-Time Trellis coding)、ST Turbo TC(Space-Time Turbo Trellis Codes)等方法，在此省略詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)實(shí)施時(shí)間空間編碼，雖然降低了傳輸速度，便是由于分集效應(yīng)可以得到改善接收品質(zhì)的效果。
部分空間正交化單元210，當(dāng)向第B個(gè)移動(dòng)站MSB進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，當(dāng)向空分復(fù)用信道數(shù)為NC(B)＞1的第B個(gè)移動(dòng)站MSB的發(fā)送加權(quán)為Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1時(shí)，用(式12)那樣表示的(Ns(B)×Nc(B))下面的信道估算值CB來(lái)接收。但是，如(式13)所示那樣預(yù)先奇值分解CB，按所得到的奇值大的順序選擇NC(B)個(gè)，使用由與這些奇值λk對(duì)應(yīng)的右奇值矢量構(gòu)成的右奇值矩陣Vs＝[V1V2、…VNc(B)]，如(式14)所示那樣，從左邊向空分復(fù)用信道的數(shù)據(jù)系列S(t)＝[S1B(t)S2B(t)…SNc(B)B(t)]T乘算右奇值矩陣Vs，算出信號(hào)系列S2(t)。在此，k＝1～NC(B)。
另外，也可以是省略部分空間正交化單元210的構(gòu)成，那時(shí)，因?yàn)?式14)中的Vs為Nc次單位矩陣，所以這時(shí)為圖8所示那樣的空分復(fù)用傳輸控制單元801的構(gòu)成。
接著，波束形成部207向S2(t)的NC(B)個(gè)要素乘算通過(guò)在加權(quán)生成單元204中與實(shí)施例1相同的操作所得到的發(fā)送加權(quán)Wj、Wj+1、Wj+Nc(B)-1。在此，在(式13)中，U是由信道估算矩陣CB的左奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，V是由信道估算矩陣CB的右奇值矢量所構(gòu)成的單式矩陣，Q是將對(duì)角成分作為奇值的對(duì)角矩陣。
另一方面，在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn，為了分離接收NC(n)個(gè)空分復(fù)用信道，或在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn，為了同步檢波接收，按空分復(fù)用信道插入和發(fā)送已知信號(hào)系列(下面稱空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào))CPk(t)。在此，k是空分復(fù)用的總數(shù)Tc或Tc以下的自然數(shù)。但是，當(dāng)差動(dòng)編碼發(fā)送信號(hào)，適用延遲檢波時(shí)，不需要發(fā)送這樣的導(dǎo)頻信號(hào)。另外，空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)的發(fā)送方法(幀結(jié)構(gòu))與實(shí)施例1中用圖5說(shuō)明的一樣。
下面，對(duì)移動(dòng)站MS中的接收操作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，空分復(fù)用分離單元721分離對(duì)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn的NC(n)個(gè)空分復(fù)用信道?？辗謴?fù)用分離單元721，通過(guò)使用個(gè)別插入空分復(fù)用信道的空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)，如(式15)所示，按每個(gè)空分復(fù)用信道算出信道估算值hn(j、k)，進(jìn)而，使用與在時(shí)間空間編碼單元702中使用的時(shí)間空間編碼方法對(duì)應(yīng)的解碼方法來(lái)解碼發(fā)送信號(hào)，輸出接收數(shù)據(jù)系列722。在此，k是向SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MSn所發(fā)送的空分復(fù)用信道數(shù)NC(n)個(gè)或NC(n)個(gè)以下的自然數(shù)。另外，*是復(fù)數(shù)共軛算子，將空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)CPk(t)的碼數(shù)作為Nq。
另外，作為空分復(fù)用分離的其他方法，有如下方法。即，當(dāng)向第B個(gè)移動(dòng)站MSB進(jìn)行SDM傳輸時(shí)，在使用部分空間正交化單元210時(shí)，如(式13)所示，從通過(guò)CB的奇值分解所得到的奇值中按大的順序選擇個(gè)Nc個(gè)，使用由與這些奇值對(duì)應(yīng)的左奇值矢量構(gòu)成的右奇值矩陣Us＝[U1U2、…UNc(B)]，從左側(cè)將其復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置的矩陣(Us)H與接收信號(hào)矢量R＝[r1(B)(t)、r2(B)(t)…r1Ns(n)(B)(t)]T進(jìn)行乘算的方法。根據(jù)此方法，可以分離接收每個(gè)空分復(fù)用信道。這時(shí)候，通過(guò)通信線路預(yù)先將右奇值矩陣Us通知給移動(dòng)站MSB。再者，關(guān)于向移動(dòng)站MSn的空分復(fù)用數(shù)以及空分復(fù)用信道個(gè)別導(dǎo)頻信號(hào)的類別，通過(guò)控制信道等預(yù)先從基站BS向移動(dòng)站MSn進(jìn)行通知。
對(duì)SDM未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站MS1的操作與實(shí)施例1相同。
如上所述，在本實(shí)施例中，在實(shí)施例1的效果的基礎(chǔ)上，通過(guò)在對(duì)SDm移動(dòng)站的空分復(fù)用發(fā)送時(shí)施行時(shí)間空間編碼，因?yàn)樵诳臻g上多路地發(fā)送同一數(shù)據(jù)，所以對(duì)SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的傳輸速度降低。但是，通過(guò)附加增加了發(fā)送分集效應(yīng)的錯(cuò)誤訂正能力，接收品質(zhì)得到改善。由此，當(dāng)為了得到所需要的接收品質(zhì)而進(jìn)行發(fā)送控制時(shí)，得到發(fā)送功率降低的效果。或者，另外當(dāng)發(fā)送功率為恒定時(shí)，可以得到擴(kuò)大得到所需要的接收品質(zhì)的通信區(qū)域。
另外，在本實(shí)施例中，可以根據(jù)傳輸環(huán)境變化時(shí)間空間編碼單元中的編碼方法、編碼率，由此可以根據(jù)多樣的傳輸環(huán)境提高通信量。
另外，在本實(shí)施例中，雖然示出了在對(duì)下行鏈路中的SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的空分復(fù)用發(fā)送時(shí)施行時(shí)間空間編碼的例子，但是，在上行鏈路中也可以同樣適用。這時(shí)，在SDM對(duì)應(yīng)移動(dòng)站中，對(duì)空分復(fù)用發(fā)送信號(hào)施行時(shí)間空間編碼，在基站一側(cè)適用與時(shí)間空間編碼對(duì)應(yīng)的解碼處理。
如上所述，本發(fā)明對(duì)與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站、和未對(duì)應(yīng)的移動(dòng)站混在通信區(qū)域內(nèi)的無(wú)線通信系統(tǒng)有用，適用于有效利用基站中的空間上的自由度，改善無(wú)線通信系統(tǒng)的通信容量。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，具有與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站；與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站；和基站裝置，該基站裝置具有對(duì)于向分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分復(fù)用傳輸?shù)目辗謴?fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的部分空間正交化單元；對(duì)于對(duì)分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分多址的空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列或所述部分空間正交裝置的輸出，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束的波束形成部；和發(fā)送所述發(fā)送波束的多個(gè)天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述基站裝置的所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的空分多址移動(dòng)站的所述發(fā)送數(shù)據(jù)系列或所述部分空間正交化單元的輸出，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
3.一種無(wú)線通信方法，其特征在于，具有如下步驟基站裝置根據(jù)對(duì)空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣和接收品質(zhì)，算出空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟；所述基站裝置根據(jù)所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分復(fù)用傳輸，對(duì)于向該分配的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的步驟；和所述基站裝置根據(jù)所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分多址，對(duì)于對(duì)該分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束，并從所述基站天線發(fā)送的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，還具有基站裝置從N個(gè)天線對(duì)每個(gè)天線發(fā)送已知信號(hào)的步驟；空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，對(duì)具有的總數(shù)M個(gè)天線的每一個(gè)，使用N個(gè)所述已知信號(hào)的接收結(jié)果，來(lái)測(cè)定由N×M個(gè)信道估算值構(gòu)成的信道估算矩陣，進(jìn)而測(cè)定接收品質(zhì)的步驟；和所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，經(jīng)由通信線路將所述信道估算矩陣及所述接收品質(zhì)傳輸給所述基站裝置的步驟；所述基站裝置進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的所述發(fā)送數(shù)據(jù)系列和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)碼分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)碼分復(fù)用進(jìn)行發(fā)送。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用與碼分復(fù)用的組合進(jìn)行發(fā)送。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述已知信號(hào)，從N個(gè)基站天線，使用不同的編碼系列，對(duì)每個(gè)天線通過(guò)時(shí)分復(fù)用與碼分復(fù)用的組合進(jìn)行發(fā)送。
11.一種無(wú)線通信方法，具有如下步驟空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，對(duì)具有的總數(shù)M個(gè)天線的每一個(gè)將已知信號(hào)發(fā)送給基站的步驟；所述基站裝置，對(duì)多個(gè)N個(gè)基站天線的每一個(gè)接收所述已知信號(hào)，根據(jù)接收到的所述已知信號(hào)，測(cè)定由N×M個(gè)信道估算值構(gòu)成的信道估算矩陣，進(jìn)而測(cè)定接收品質(zhì)的步驟；所述基站裝置，根據(jù)所述信道估算矩陣及所述接收品質(zhì)，算出空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟；所述基站裝置，根據(jù)所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分復(fù)用傳輸，對(duì)于向該分配的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的步驟；所述基站裝置，根據(jù)所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，將所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站分配給空分多址，對(duì)于對(duì)該分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束，并從所述基站天線發(fā)送的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述基站進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列和進(jìn)行所述加權(quán)處理的空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，作為所述接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、接收信號(hào)功率對(duì)干擾功率比、以及接收功率中任意一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，作為所述接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、接收信號(hào)功率對(duì)干擾功率比、以及接收功率中任意一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，作為所述接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、以及移動(dòng)站的移動(dòng)速度和衰減頻率估算值中任意一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，作為所述接收品質(zhì)，使用接收信號(hào)功率對(duì)噪音功率比、以及移動(dòng)站的移動(dòng)速度和衰減頻率估算值中任意一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，算出所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；和在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之內(nèi)，根據(jù)在所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的不同的天線間所得到的N個(gè)信道估算值間的空間相關(guān)系數(shù)，決定空分復(fù)用傳輸數(shù)的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，算出所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；和在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之內(nèi)，根據(jù)在所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的不同的天線間所得到的N個(gè)信道估算值間的空間相關(guān)系數(shù)，決定空分復(fù)用傳輸數(shù)的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述基站裝置，在用向空分多址的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束發(fā)送的數(shù)據(jù)系列中，預(yù)先插入已知的已知信號(hào)，空分多址的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，根據(jù)所述已知信號(hào)算出信道估算值，根據(jù)所述信道估算值分離接收空分復(fù)用傳輸?shù)男盘?hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述基站裝置，在用向空分多址的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束發(fā)送的數(shù)據(jù)系列中，預(yù)先插入已知的已知信號(hào)，空分多址的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，根據(jù)所述已知信號(hào)算出信道估算值，根據(jù)所述信道估算值分離接收空分復(fù)用傳輸?shù)男盘?hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，算出所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成通過(guò)規(guī)定的調(diào)度單元優(yōu)先分配移動(dòng)站的步驟；從所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站之外選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之中，選擇具有與通過(guò)所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站中的天線所得到的信道估算矩陣的空間相關(guān)系數(shù)為最小的天線的移動(dòng)站的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，算出所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的步驟由以下步驟構(gòu)成通過(guò)規(guī)定的調(diào)度單元優(yōu)先分配移動(dòng)站的步驟；從所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站之外選擇滿足規(guī)定的接收品質(zhì)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的步驟；在所選擇的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站或所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站之中，選擇具有與通過(guò)所述優(yōu)先分配的移動(dòng)站中的天線所得到的信道估算矩陣的空間相關(guān)系數(shù)為最小的天線的移動(dòng)站的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，功率控制空分多址或空分復(fù)用傳輸?shù)乃霭l(fā)送波束，以達(dá)到規(guī)定的通信品質(zhì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，功率控制空分多址或空分復(fù)用傳輸?shù)乃霭l(fā)送波束，以達(dá)到規(guī)定的通信品質(zhì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，把對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)，設(shè)定成比對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)高的功率控制。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，把對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)，設(shè)定成比對(duì)于來(lái)自所述基站裝置的所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的通信品質(zhì)高的功率控制。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，當(dāng)呼損比規(guī)定值大時(shí)，使所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站彼此之間的多址連接優(yōu)先。
28.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線通信方法，其特征在于，所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，當(dāng)呼損比規(guī)定值大時(shí)，使所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站彼此之間的多址連接優(yōu)先。
29.一種基站裝置，具有對(duì)于向分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分復(fù)用傳輸?shù)目辗謴?fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站進(jìn)行空分復(fù)用傳輸?shù)陌l(fā)送數(shù)據(jù)系列，進(jìn)行提高在進(jìn)行所述空分復(fù)用傳輸?shù)膫鬏斅分械恼恍缘募訖?quán)處理的部分空間正交化單元；對(duì)于分配給通信區(qū)域內(nèi)的空分多址的空分多址移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列、和所述部分空間正交化單元的輸出，向移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的干擾的所述發(fā)送波束的波束形成部；和發(fā)送所述發(fā)送波束的多個(gè)天線。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，根據(jù)對(duì)所分配的所述空分多址移動(dòng)站的所述發(fā)送數(shù)據(jù)系列、或所述部分空間正交化單元的輸出，形成所述發(fā)送波束，以使正交同時(shí)連接的其他移動(dòng)站的信道估算矩陣波束。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，當(dāng)空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站被同時(shí)空分多址分配時(shí)，波束形成部，對(duì)于空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，將最大比合成波束作為向空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，向空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的干擾的波束。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的基站裝置，其特征在于，當(dāng)空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站被同時(shí)空分多址分配時(shí)，波束形成部，對(duì)于空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，將最大比合成波束作為向空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，向空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束，形成降低向同時(shí)連接的其他空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的干擾的波束。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，所述波束形成部進(jìn)行的、降低干擾的所述發(fā)送波束的形成，形成與同時(shí)連接的其他所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站及空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣正交的所述發(fā)送波束。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，還具有對(duì)向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列進(jìn)行時(shí)間空間編碼處理的時(shí)間空間編碼單元；該時(shí)間空間編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)系列輸出給所述部分空間正交化單元。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的基站裝置，其特征在于，還具有對(duì)向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送數(shù)據(jù)系列進(jìn)行時(shí)間空間編碼處理的時(shí)間空間編碼單元；該時(shí)間空間編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)系列輸出給部分空間正交化單元。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，還具有使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，分配所述空分多址移動(dòng)站和所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的判定部。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的基站裝置，其特征在于，還具有使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，分配所述空分多址移動(dòng)站和所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的判定部。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的基站裝置，其特征在于，還具有使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，分配所述空分多址移動(dòng)站和所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的判定部。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的基站裝置，其特征在于，所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，根據(jù)從通信區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)站接收的信道估算值及接收品質(zhì)來(lái)算出。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的基站裝置，其特征在于，所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，根據(jù)從通信區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)站接收的信道估算值及接收品質(zhì)來(lái)算出。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的基站裝置，其特征在于，所述空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)及所述空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，根據(jù)從通信區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)站接收的信道估算值及接收品質(zhì)來(lái)算出。
42.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基站裝置，其特征在于，當(dāng)所述空分多址移動(dòng)站包含空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站雙方時(shí)，使用對(duì)所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置的矩陣，形成向所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束；向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，形成發(fā)送波束，以使與同時(shí)連接的其他所述空分多址移動(dòng)站的信道估算矩陣正交波束。
43.根據(jù)權(quán)利要求30所述的基站裝置，其特征在于，當(dāng)所述空分多址移動(dòng)站包含空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站和空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站雙方時(shí)，使用對(duì)所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的信道估算矩陣復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置的矩陣，形成向所述空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站的發(fā)送波束；向所述空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站，形成發(fā)送波束，以使與同時(shí)連接的其他所述空分多址移動(dòng)站的信道估算矩陣正交波束。
全文摘要
具有多個(gè)天線，可以自適應(yīng)地改變指向性的基站(1)，在與空分復(fù)用傳輸對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用對(duì)應(yīng)移動(dòng)站(2)、和與空分復(fù)用傳輸未對(duì)應(yīng)的空分復(fù)用未對(duì)應(yīng)移動(dòng)站(3)混在通信區(qū)域(5)內(nèi)的環(huán)境下，使用規(guī)定的空分復(fù)用傳輸評(píng)價(jià)基準(zhǔn)以及空分多址評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行空分復(fù)用傳輸(SDM)和空分多址(SDMA)的移動(dòng)站的分配。提供一種根據(jù)該無(wú)線通信方法，最大限度地利用空間的自由度、改善通信容量的無(wú)線通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04J99/00GK1692593SQ20038010073
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者岸上高明, 中川洋一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社