專利名稱：無(wú)線通信方法以及無(wú)線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線接收裝置和無(wú)線發(fā)送裝置分別使用多個(gè)天線進(jìn) 行SDM傳送的MIMO系統(tǒng)中的無(wú)線傳送控制方法、無(wú)線接收裝置 和無(wú)線發(fā)送裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，無(wú)線通信由于其方便性而正在明顯被普及。因此，急 需針對(duì)利用頻率的緊迫的對(duì)策。作為有效利用該頻率的技術(shù)之一，近 年正在廣泛進(jìn)行在發(fā)送接收機(jī)中使用多個(gè)天線進(jìn)行高速信號(hào)傳送的 MIMO ( Multi - Input Multi - Output:多輸入多輸出)系統(tǒng)的研 究。已知在MIMO系統(tǒng)中，通過在發(fā)送接收機(jī)中使用多個(gè)天線，與 發(fā)送接收機(jī)具有 一 個(gè)天線情況相比能夠達(dá)到更高容量。
在MIMO系統(tǒng)中，正在廣泛研究從多個(gè)發(fā)送天線分別個(gè)別地發(fā) 送信號(hào)，在接收側(cè)使用信號(hào)處理而抽出各信號(hào)的SDM ( Space Division Multiplexing:空間分割多路復(fù)用)傳送。因此，以下根據(jù) SDM傳送的代表性文獻(xiàn)說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)(例如參考非專利文獻(xiàn)1和 2)。
圖32和圖33表示進(jìn)行SDM傳送的發(fā)送接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。在 SDM傳送中，從發(fā)送機(jī)的各天線分別地發(fā)送時(shí)間序列的信號(hào)，如圖 33所示，在接收機(jī)中，使用與各個(gè)發(fā)送信號(hào)對(duì)應(yīng)的波束形成進(jìn)行信 號(hào)接收。以下，說(shuō)明該信號(hào)處理結(jié)構(gòu)。另外，設(shè)發(fā)送天線為N個(gè)，接收天線為M個(gè)，從發(fā)送天線n到接收天線m的傳輸系數(shù)為hmn， 發(fā)送接收機(jī)之間的傳輸特性為矩陣H =hmn]，進(jìn)行說(shuō)明。
如圖32所示，在發(fā)送機(jī)的終端Al中，從N個(gè)發(fā)送天線3發(fā)送 時(shí)間序列的發(fā)送信號(hào)Sn (p) (n = l,……n)。發(fā)送信號(hào)通過傳輸 路徑5由M個(gè)接收天線4接收。在接收機(jī)的終端B2中，在接收加 權(quán)乘法部件131、 132、 133中對(duì)接收信號(hào)乘以加權(quán)vm，進(jìn)行信號(hào)合 成。
以下，使用數(shù)學(xué)公式表示該一連串的過程。如果設(shè)接收天線4 中的接收信號(hào)為xm(p)，則通過下式給出接收向量x (p) -[Xl (p ) ，xM ( p )t ( T是轉(zhuǎn)置)。
X (P) =LiMNhnSn (P) +Z (p)
在此，& (p)，……sN (p)是發(fā)送信號(hào)，hn=[hln，……h(huán)MnT 表示從發(fā)送天線3向M個(gè)接收天線4的傳輸向量，z(p) =[Zl (p)，……zM (p)t表示噪聲向量，zm (p)表示天線4中的噪聲 成分。
另外，在接收側(cè)的終端B2中，決定為了接收來(lái)自發(fā)送天線3的 信號(hào)sn (p)而適用的加權(quán)vn-[vnl, ......vnMT。通過下式給出信號(hào)
合成后的輸出yn (p)。
yn ( p ) = vnTx ( p ) = Lio-iN (《hn0) sn0 ( p ) + vnTz ( p )
對(duì)于接收加權(quán)Vn有各種各樣的決定方法，但決定各信號(hào)加權(quán)Vn
使得輸出yn (p)接近信號(hào)sn (p)。例如，在基于ZF (Zero Forcing)基準(zhǔn)的加權(quán)決定中，決定加權(quán)Vn使得滿足下式。 vnThn0 = l 其中nO-n
vnThno = 0其中nO是n以外的值 公式(1)
式(1)表示接收強(qiáng)的希望信號(hào)sn (p)并抑制其他信號(hào)sn0 (p) (n0是n以外的整數(shù))的條件。因此，能夠良好地只接收希望 信號(hào)。另外，對(duì)于不同的n，通過使用不同的加權(quán)vn進(jìn)行信號(hào)接 收，能夠分離多個(gè)信號(hào)而取出，能夠在空間上進(jìn)行多路傳送。另外， 在此，作為一個(gè)例子說(shuō)明了基于ZF基準(zhǔn)的加權(quán)決定法，但其他還有MMSE合成法等類似的加權(quán)計(jì)算法。任意的加權(quán)計(jì)算法都基本與式 (l)一樣，其目的在于抑制希望信號(hào)以外的信號(hào)。
通過這樣在接收側(cè)的終端B2中，從多個(gè)信號(hào)中抑制希望信號(hào)以 外的信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間多路復(fù)用傳送方式(SDM: Space Division Multiplexing)。在SDM傳送中，由于同時(shí)傳送多個(gè)信號(hào)，所以與 發(fā)送接收機(jī)使用單一天線的現(xiàn)有的傳送方式相比，有能夠進(jìn)行高速信 號(hào)傳送的優(yōu)點(diǎn)。
但是，在現(xiàn)實(shí)中，式(1)在信號(hào)多路復(fù)用數(shù)N小于等于接收天 線數(shù)M的情況下(N^M)能夠?qū)崿F(xiàn)，但在N>M的情況下不能實(shí) 現(xiàn)。為了理解該內(nèi)容，進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。在式(l)中，向量Vn和 hno分別可以表示為M維空間上的一個(gè)向量。另外，v/hnn是向量的
內(nèi)積，Vjhn0為0時(shí)，相當(dāng)于Vn和hno在M維空間上處于正交關(guān)系的 狀態(tài)。但是，在M維空間上，可以設(shè)置與M-l個(gè)獨(dú)立向量hn。正交 的一個(gè)向量Vn，但不能設(shè)置與大于等于M個(gè)獨(dú)立向量hn。正交的向 量Vn。因此，理論上不能使大于等于M個(gè)的獨(dú)立向量hn。滿足
vnThn。=0的關(guān)系，在]NMM的情況下不能實(shí)現(xiàn)式(1)。
其結(jié)果是在信號(hào)多路復(fù)用數(shù)N大于接收天線數(shù)M的情況下，在 接收側(cè)即使使用任意的加權(quán)vn,都無(wú)法充分抑制其他信號(hào)。因此， 接收信號(hào)質(zhì)量急速惡化。為了避免這種，，在發(fā)送天線數(shù)比接收天 線數(shù)多的環(huán)境中，需要一種靈活地進(jìn)行空間多路復(fù)用傳送的方法，但 到現(xiàn)在為止還沒有出現(xiàn)其解決方案。
非專利文獻(xiàn)1: A.V.Zelst， R.V.Nee， and G.A.Awater， "Space Division Multiplexing ( SDM) for OFDM systems" IEEE Proc. of VTC2000 Spring, pp.1070 ~ 1074, 2000
非專利文獻(xiàn)2:黑崎、淺井、杉山、梅比良，"通過MIMO信道 實(shí)現(xiàn)100Mbit/s的寬頻帶移動(dòng)通信用SDM-COFDM方式的提案"信 學(xué)技報(bào)，RCS2001 - 135, Oct.2001
在現(xiàn)有方法的波束形成法中，在發(fā)送天線數(shù)比接收天線數(shù)少的 情況下，能夠靈活地進(jìn)行空間多路復(fù)用傳送。但是，在現(xiàn)實(shí)的無(wú)線通信中，存在很多發(fā)送天線數(shù)比接收天線數(shù)多的環(huán)境。在該情況下，如 果使用現(xiàn)有的傳送方法同時(shí)從各發(fā)送天線發(fā)送不同的信號(hào)，則在接收 側(cè)無(wú)法分離相互的信號(hào)，接收信號(hào)質(zhì)量有很大惡化。因此，在發(fā)送天 線數(shù)多于接收天線數(shù)的許多環(huán)境中，需要一種能夠相互分離信號(hào)進(jìn)行 高質(zhì)量信號(hào)傳送的方法。
另外，在發(fā)送天線數(shù)比接收天線數(shù)少的情況下，使用全部發(fā)送
天線發(fā)送信號(hào)的方法的傳送效率也不一定好。例如，在2個(gè)傳輸向量 hno和hm相互類似的情況下，也有由于抑制一個(gè)信號(hào)hm也抑制了希 望信號(hào)1m的情況。在這樣的情況下，也可以認(rèn)為有與發(fā)送2個(gè)信號(hào) 相比，停止一個(gè)信號(hào)的方法更能夠進(jìn)行良好的信號(hào)傳送的情況。
這樣，通過控制信號(hào)的發(fā)送方法，有可能能夠進(jìn)行更高效率的 信號(hào)傳送。需要一種在MIMO系統(tǒng)中能夠進(jìn)行更高效率的信號(hào)傳送 的發(fā)送接收間的控制方法和通信方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的無(wú)線傳送控制方法是在具備具有多個(gè)天線的無(wú)線發(fā)送 裝置、具有多個(gè)天線的無(wú)線接收裝置，并且相互通過SDM傳送多個(gè) 信號(hào)的MIMO系統(tǒng)中，包含上述無(wú)線發(fā)送裝置發(fā)送導(dǎo)頻(pilot) 信號(hào)的步驟；上述無(wú)線接收裝置接收上述導(dǎo)頻，，推測(cè)與上述導(dǎo)頻 信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息的步驟；根據(jù)推測(cè)出的上述傳送關(guān)聯(lián)信息， 選擇在上述無(wú)線發(fā)送裝置中利用的發(fā)送信號(hào)的步驟；向上述無(wú)線發(fā)送 裝置通知記述了上述利用的發(fā)送信號(hào)的控制信號(hào)的步驟；上述無(wú)線發(fā) 送裝置根據(jù)所通知的上述控制信號(hào)選擇所利用的天線，從選擇出的天 線向上述無(wú)線接收裝置發(fā)送信息信號(hào)的步驟。
另外，本發(fā)明的無(wú)線接收裝置是在與無(wú)線發(fā)送裝置之間通過 SDM傳送信號(hào)的無(wú)線接收裝置，具備接收從上述無(wú)線發(fā)送裝置發(fā) 送的導(dǎo)頻信號(hào)的多個(gè)天線；推測(cè)與通過上述多個(gè)天線接收到的上述導(dǎo) 頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件；根據(jù)由上述導(dǎo)頻信 號(hào)檢測(cè)部件推測(cè)出的上述傳送關(guān)聯(lián)信息，選擇在上述無(wú)線發(fā)送裝置中利用的發(fā)送信號(hào)的發(fā)送信號(hào)判斷部件；向上述無(wú)線發(fā)送裝置通知記述 了由上述發(fā)送信號(hào)判斷部件選擇出的上述利用的發(fā)送信號(hào)的控制信號(hào) 的控制信息傳送部件。
進(jìn)而，本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置是在與無(wú)線接收裝置之間通過 SDM傳送信號(hào)的無(wú)線發(fā)送裝置，具備從多個(gè)天線向上述無(wú)線接收 裝置發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)發(fā)送部件；從上述無(wú)線接收裝置接收控制信 號(hào)的控制信息接收部件，該控制信號(hào)是記述了根據(jù)與上述導(dǎo)頻信號(hào)對(duì) 應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息由上述無(wú)線接收裝置選擇出的所利用的發(fā)送信號(hào)的 控制信號(hào)；根據(jù)由上述控制信息接收部件接收到的上述控制信號(hào)，選 擇所利用的天線的發(fā)送信號(hào)決定部件，其中上述信號(hào)發(fā)送部件從由上 述發(fā)送信號(hào)決定部件選擇出的天線向上述無(wú)線接收裝置發(fā)送信息信 號(hào)。
本發(fā)明的無(wú)線傳送控制方法通過來(lái)自無(wú)線發(fā)送裝置的導(dǎo)頻信 號(hào)，由無(wú)線接收裝置選擇所利用的發(fā)送信號(hào)并通知無(wú)線發(fā)送裝置，無(wú) 線發(fā)送裝置根據(jù)該利用的發(fā)送信號(hào)，向無(wú)線接收裝置發(fā)送信息信號(hào)， 因此在無(wú)線接收裝置中，能夠接收到能夠靈活地進(jìn)行信號(hào)分離的信息 信號(hào)，能夠提高傳送效率。
另外，本發(fā)明的無(wú)線接收裝置檢測(cè)與從無(wú)線發(fā)送裝置發(fā)送的導(dǎo) 頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息，根據(jù)該檢測(cè)信息選擇稀利用的發(fā)送信號(hào) 并通知無(wú)線發(fā)送裝置，因此能夠接收到能夠與傳輸環(huán)境、發(fā)送接收天 線數(shù)等狀況對(duì)應(yīng)地靈活地進(jìn)行信號(hào)分離的信息信號(hào)，能夠提高傳送效 率。
進(jìn)而，本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置從多個(gè)天線發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，并接 收根據(jù)與該導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息在接收機(jī)中選擇出的所利用 的發(fā)送信號(hào)，通過該利用的發(fā)送信號(hào)來(lái)發(fā)送信息信號(hào)，因此，在無(wú)線 接收裝置側(cè)，能夠發(fā)送可以與傳輸環(huán)境、發(fā)送接收天線數(shù)等狀況對(duì)應(yīng) 地靈活地進(jìn)行信號(hào)分離的信息信號(hào)，能夠提高傳送效率。
附圖文字圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的MIMO系統(tǒng)用發(fā)送接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示實(shí)施例1的傳送控制方法的流程圖。 圖3是表示在實(shí)施例1中從終端B向終端A傳送控制信號(hào)的狀 況的圖。
圖4是表示在實(shí)施例1中從終端A向終端B傳送信息信號(hào)的狀 況的圖。
圖5是在實(shí)施例1中使用的導(dǎo)頻信號(hào)和控制信號(hào)的格式圖。 圖6是實(shí)施例1中的終端B的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件的結(jié)構(gòu)圖。 圖7是表示實(shí)施例2中的發(fā)送信號(hào)判斷部件的概要的圖。 圖8是表示實(shí)施例2中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的處理步驟的流程圖。
圖9是表示實(shí)施例3中的發(fā)送信號(hào)判斷部件的概要的圖。
圖IO是表示實(shí)施例3中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的處理步驟的流程圖。
圖ll是表示實(shí)施例4中的發(fā)送信號(hào)判斷部件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是表示實(shí)施例4中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的處理步驟的流程圖。
圖13是表示實(shí)施例4中的SINR預(yù)測(cè)法的圖。
圖14是表示實(shí)施例4中的輸出SINR和評(píng)價(jià)值的關(guān)系的表的圖。
圖15是表示實(shí)施例4中的信號(hào)的組合和評(píng)價(jià)值的對(duì)應(yīng)的表的圖。
圖16是表示實(shí)施例4中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的控制步驟的流程圖。
圖17是表示實(shí)施例5中的輸出SINR與傳送格式和評(píng)價(jià)值的關(guān) 系的表的圖。
圖18是表示實(shí)施例5中的輸出SINR和評(píng)價(jià)值的關(guān)系的表的圖。圖19是表示在實(shí)施例5中使用的控制信號(hào)的格式的一個(gè)例子的 圖20是多載波通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖21是實(shí)施例6中的多載波SDM傳送的發(fā)送接收機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖22是表示實(shí)施例7中的發(fā)送信號(hào)判斷部件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖23是表示實(shí)施例7中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的處理步驟的流程圖。
圖24是表示實(shí)施例7中的平均輸出SINR的計(jì)算方法的圖。
圖25是實(shí)施例8中的MIMO系統(tǒng)用發(fā)送接收才幾的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖26是表示實(shí)施例8中的傳送控制方法的流程圖。 圖27是實(shí)施例9中的MIMO系統(tǒng)用發(fā)送接收機(jī)的概念圖。 圖28是表示實(shí)施例9中的傳送控制方法的流程圖。 圖29是表示實(shí)施例10中的信號(hào)功率的組合和評(píng)價(jià)值的對(duì)應(yīng)的 表的圖。
圖30是表示實(shí)施例10中的發(fā)送信號(hào)判斷部件中的處理步驟的 流程圖。
圖3U是表示實(shí)施例10中使用的控制措號(hào)的格式的一個(gè)例子的圖。
圖32是現(xiàn)有技術(shù)的SDMA傳送時(shí)的發(fā)送接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖。 圖33是表示現(xiàn)有技術(shù)的SDMA傳送時(shí)的發(fā)送接收機(jī)結(jié)構(gòu)和接 收波束形成的概念圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)


本發(fā)明的各實(shí)施例。 實(shí)施例1
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)中的高效的信號(hào)傳送方法和通信方式。以下，在說(shuō)明中，將信息信號(hào)的發(fā)送側(cè)稱為終端A，將接收側(cè)稱為終端B。
圖1是表示本實(shí)施例的最基本的發(fā)送接收結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示 本實(shí)施例的控制步驟的流程圖。圖3表示從終端B向終端A通知控 制信號(hào)(控制信息)的情況。圖4表示從終端A向終端B傳送信息 信號(hào)時(shí)的情況。圖5 (a)表示從終端A發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)，(b)表示 從終端B向終端A傳送的控制信號(hào)。圖6表示終端B中的導(dǎo)頻信號(hào) 檢測(cè)部件的結(jié)構(gòu)。以下，使用圖1~6說(shuō)明本實(shí)施例。
本實(shí)施例是能夠適用于具有任意發(fā)送接收天線數(shù)的MIMO系統(tǒng) 的高效的信號(hào)傳送方法。
依照?qǐng)D2，說(shuō)明本實(shí)施例的基本控制步驟。首先，在本實(shí)施例 中，終端A在發(fā)送信息信號(hào)之前，從各天線3發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào) (S101)。終端B如果接收到導(dǎo)頻信號(hào)，則作為傳送關(guān)聯(lián)信息推測(cè) 各導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸向量(S102)。具體的傳輸向量的推測(cè)方法有各種 各樣的方法，將在后面說(shuō)明其具體例子。終端B根據(jù)推測(cè)傳輸向 量，決定在信息信號(hào)的發(fā)送中利用的發(fā)送信號(hào)(發(fā)送信道) (S103 )，通過控制信號(hào)向終端A通知所利用的發(fā)送信號(hào) (S104)。接收到控制信號(hào)的終端A根據(jù)利用的發(fā)送信號(hào)選擇利用 的天線3，向終端B發(fā)送信息信號(hào)(S105)。
通過基于這樣的步驟進(jìn)行控制，能夠與傳輸環(huán)境對(duì)應(yīng)地選擇發(fā) 送天線，能夠進(jìn)行高效的信號(hào)傳送。本實(shí)施例能夠適用于任意的發(fā)送 接收天線數(shù)，但特別在發(fā)送天線數(shù)N多于接收天線數(shù)M的情況下， 通過減少用于發(fā)送的發(fā)送天線數(shù)，能夠靈活地進(jìn)行終端B中的信息 信號(hào)的分離接收。
圖1表示了本控制中的發(fā)送接收機(jī)結(jié)構(gòu)。在圖中，終端Al (無(wú) 線發(fā)送裝置)具備信號(hào)發(fā)送部件6、控制信息接收部件7、發(fā)送信號(hào) 決定部件8。另一方面，終端B2 (無(wú)線接收裝置)具備導(dǎo)頻信號(hào)檢 測(cè)部件9、發(fā)送信號(hào)判斷部件10、控制信息傳送部件11、信息信號(hào) 接收部件12。
另外，終端A1具備N個(gè)天線3，終端B2具備M個(gè)天線4，將發(fā)送接收間的傳輸路徑5的傳輸特性表示為矩陣H = [hmn]。
根據(jù)圖1、圖2更詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)施例的動(dòng)作。終端Al的信號(hào) 發(fā)送部件6在發(fā)送信息信號(hào)之前，從各天線3發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)
(5101) 。在終端B的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9中，通過天線4檢測(cè)來(lái) 自終端A的導(dǎo)頻信號(hào)，即進(jìn)行接收，推測(cè)各導(dǎo)頻信號(hào)的傳輸向量
(5102) 。具體的傳輸向量的推測(cè)方法有各種各樣的方法，將在后面 說(shuō)明其具體例子。在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中，根據(jù)推測(cè)傳輸向量， 判斷在信息信號(hào)的發(fā)送中利用的發(fā)送信號(hào)，即進(jìn)行決定。在本實(shí)施例 中，決定在信息信號(hào)的發(fā)送中利用的發(fā)送信號(hào)的組合(S103)。在控 制信息傳送部件11中，通過控制信號(hào)從天線4向終端A通知決定了 的發(fā)送信號(hào)的組合(S104)。圖3表示了從終端B2向終端Al發(fā)送 控制信號(hào)。終端Al在控制信息接收部件7中，通過天線3從終端 B2接收控制信號(hào)，在發(fā)送信號(hào)決定部件8中，根據(jù)該控制信號(hào)決定 所利用的發(fā)送信號(hào)，即選擇所利用的天線3。然后，如圖4所示，終 端Al的信號(hào)發(fā)送部件6從選擇出的天線3發(fā)送信息信號(hào)(S105 )， 終端B在信息信號(hào)接收部件12中接收信息信號(hào)。
圖5 (a)是本控制的導(dǎo)頻信號(hào)20， (b)是控制信號(hào)21的各個(gè) 格式的一個(gè)例子。終端A從各天線3分別發(fā)送各自不同的導(dǎo)頻信號(hào) s*(p)。另外，對(duì)于從終端B向終端A發(fā)送的控制信號(hào)，在向天線 編號(hào)(#1~ #N)進(jìn)行發(fā)送的情況下通知"l"，在不進(jìn)行發(fā)送的情況 下通知"0"。另外，對(duì)于信號(hào)格式可以考慮各種各樣的形式，本格式 只不過是其一個(gè)例子。如果是能夠通知可以用于傳輸向量的推測(cè)的導(dǎo) 頻信號(hào)、所利用的發(fā)送信號(hào)的控制信號(hào)，則任意的信號(hào)格式都可以。
圖6表示在終端B的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9中進(jìn)行傳輸向量的推 測(cè)的結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^針對(duì)每個(gè)天線求出接收到的導(dǎo)頻信號(hào)和預(yù)先保存 在導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9中的已知導(dǎo)頻信號(hào)sn (p)的相關(guān)性，來(lái)進(jìn)行 傳輸向量的推測(cè)。
即，可以通過下式，對(duì)接收向量x (p) - [Xl (p),……xM
(P)T推測(cè)傳輸向量hn-[hu， h21,……，hM1T。hn-I^X (p) Sn (p) *
在此，*是復(fù)數(shù)共軛。通常，使用匹配過濾器(MF: Matched Filter)來(lái)實(shí)現(xiàn)該操作。在圖6中表示了進(jìn)行傳輸向量的推測(cè)的一個(gè) 例子，但除此以外，如果能夠從接收信號(hào)中檢測(cè)出與導(dǎo)頻信號(hào)有關(guān)的 作為傳送關(guān)聯(lián)信息的傳輸信息，則任意的結(jié)構(gòu)都可以。另外，除了傳 輸向量以外，也可以是與導(dǎo)頻信號(hào)有關(guān)的有效傳輸信息的任意的參 數(shù)。
如果在導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9中計(jì)算出傳輸信息(傳輸向量的推 測(cè))，則在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中使用該信息進(jìn)行發(fā)送信號(hào)的選 擇。作為發(fā)送信號(hào)的選擇方法可以考慮各種各樣的方法。以后，在實(shí) 施例2~實(shí)施例5中，表示與該發(fā)送信號(hào)的選擇方法有關(guān)的幾個(gè)實(shí)施 例。但是，本發(fā)明并不只限于實(shí)施例2~實(shí)施例5所述的選擇方法的 例子，可以是使用作為傳送關(guān)聯(lián)信息的傳輸信息控制信息信號(hào)的發(fā)送 并進(jìn)行傳送的高效化的任意的選擇方法。
實(shí)施例2
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)中的高效的傳送控制方法和通信方式。特別表示了與實(shí) 施例1中的終端B中的發(fā)送信號(hào)選擇方法有關(guān)的一個(gè)具體方法。
圖J表示了本實(shí)施例免的發(fā)送信號(hào)判斷部件10,圖8是表示發(fā) 送信號(hào)判斷部件10中的控制步驟的流程圖。以下，使用圖7、圖8 說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)的選擇方法。
如圖7所示，發(fā)送信號(hào)判斷部件IO從多個(gè)發(fā)送信號(hào)中選擇R個(gè) 功率盡量大的信號(hào)。具體地說(shuō)，如果終端B的發(fā)送信號(hào)判斷部件10 從導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9接收到傳輸向量hn，則以模方(norm) ||hn|| 大的順序選擇R個(gè)信號(hào)(S201)。接著，向控制信息傳送部件ll通 知選擇出的信號(hào)的編號(hào)n ( S202 )。
可以通過該選擇而選擇出傳輸環(huán)境好的信道并利用。另外，通 過將選擇的信號(hào)數(shù)R減少為小于接收天線數(shù)M，還能夠在終端B中 分離接收各信息信號(hào)。因此，依照本實(shí)施例，能夠選擇傳輸環(huán)境好的發(fā)送信號(hào)(發(fā)送 信道)進(jìn)行信號(hào)傳送。另外，還能夠靈活地進(jìn)行接收機(jī)中的各信息信 號(hào)的分離接收。
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)中的高效的傳送控制方法和通信方式。特別表示了與實(shí) 施例1中的終端B中的發(fā)送信號(hào)選擇方法有關(guān)的方法，表示了與實(shí) 施例2不同的一個(gè)方法。
圖9表示了本實(shí)施例中的發(fā)送信號(hào)判斷部件10,圖IO是表示發(fā) 送信號(hào)判斷部件10中的控制步驟的流程圖。以下，使用圖9、圖10 說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)的選擇方法。
如圖9所示，發(fā)送信號(hào)判斷部件IO從多個(gè)發(fā)送信號(hào)中選擇R個(gè) 信號(hào)使得相互的空間相關(guān)性盡量小。在此，空間相關(guān)性是指用以下式 子定義的參數(shù)，
|hniHhn2|/ (||h nl卄卄hn2
可以說(shuō)該參數(shù)越小，則信號(hào)nl、 n2在空間上越處于接近正交關(guān) 系的狀態(tài)。相互的信號(hào)越接近正交關(guān)系，則在終端B中越容易進(jìn)行2 個(gè)信號(hào)的分離。因此，通過該選擇，能夠在容易相互抑制信號(hào)的環(huán)境 中進(jìn)行信號(hào)傳送。其結(jié)果是在終端B中，容易進(jìn)行各信息信號(hào)的,分 離。
作為具體的控制步驟，如果由終端B的導(dǎo)頻信號(hào)檢測(cè)部件9推 測(cè)出傳輸向量hn，則首先由發(fā)送信號(hào)判斷部件10選擇模方Pnll最大 的信號(hào)n (S301)。接著，將選擇出的信號(hào)n加入到變量nl的組中
(S302)。另外，在初始狀態(tài)下，nl的組不具有要素。在變量nl的 要素少于R個(gè)的情況下(S303)，從變量nl的組以外新選擇屬于組 nl的信號(hào)和信號(hào)n的空間相關(guān)性的和(下式)最小的信號(hào)n
(S305)，
并作為要素加入到組nl (S302)。另外，在步驟S302結(jié)束時(shí)
實(shí)施例3nl的要素大于等于R個(gè)的情況下(S303 )，向控制信息傳送部件11 通知作為組nl選擇出的編號(hào)(S304),結(jié)束處理。
通過這樣的一連串處理，能夠選擇空間相關(guān)性相互小的信號(hào)的 組合，能夠在終端B中靈活地進(jìn)行各信息信號(hào)的分離接收。其結(jié)果 是能夠進(jìn)行高效的信號(hào)傳送。另外，在發(fā)送天線數(shù)N多于接收天線 數(shù)M的情況下，通過使選擇的信號(hào)數(shù)R小于接收天線數(shù)M，能夠在 終端B中分離接收各信息信號(hào)。
實(shí)施例4
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)中的高效的傳送控制方法和通信方式。特別表示了與實(shí) 施例1中的終端B中的發(fā)送信號(hào)選擇方法有關(guān)的方法，表示了與實(shí) 施例2、實(shí)施例3不同的一個(gè)方法。
圖ll表示本實(shí)施例中的發(fā)送信號(hào)判斷部件10的結(jié)構(gòu)，圖12是 表示發(fā)送信號(hào)判斷部件10中的控制步驟的流程圖。圖13是在本實(shí)施 例中使用的SINR預(yù)測(cè)法的一個(gè)例子，圖14是用于在發(fā)送信號(hào)判斷 部件10中決定評(píng)價(jià)值的SINR和評(píng)價(jià)值的對(duì)應(yīng)表。圖15表示對(duì)各種 各樣的信號(hào)組合計(jì)算出評(píng)價(jià)值的結(jié)果。以下，使用圖11~圖15說(shuō)明 本實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)選擇方法。
如圖11所示，發(fā)送信號(hào)判斷部件M)由信號(hào)候補(bǔ)選擇部件31、 輸出信號(hào)對(duì)千擾噪聲功率比(SINR: Signal to interference-plus-noise)計(jì)算部件(以下稱為輸出SINR計(jì)算部件)32、傳送評(píng)價(jià)部件 33、利用信號(hào)決定部件34構(gòu)成。
在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中，首先由信號(hào)候補(bǔ)選擇部件31選擇 出發(fā)送信號(hào)的組合的候補(bǔ)(S401)。在輸出SINR計(jì)算部件32中， 預(yù)測(cè)在發(fā)送了該發(fā)送信號(hào)的組合的情況下能夠得到的終端B中的輸 出SINR(S402)。將在后面說(shuō)明具體的預(yù)測(cè)方法的一個(gè)例子。在傳 送評(píng)價(jià)部件33中，根據(jù)預(yù)測(cè)出的輸出SINR的結(jié)果，決定與發(fā)送信 號(hào)的組合的候補(bǔ)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值(S403)。對(duì)發(fā)送信號(hào)的各種各樣的組 合的全部候補(bǔ)進(jìn)行該評(píng)價(jià)(S404)，由利用信號(hào)決定部件34最終選擇出評(píng)價(jià)值最高的發(fā)送信號(hào)的組合，并通知控制信息傳送部件11
(S405)。
圖13表示了在輸出SINR計(jì)算部件32中在步驟S402中進(jìn)行的 各信號(hào)的輸出SINR的預(yù)測(cè)方法。
在進(jìn)行預(yù)測(cè)SINR的計(jì)算時(shí)，首先使用推測(cè)傳輸向量hn進(jìn)行接
收加權(quán)Vn的計(jì)算。
例如，在ZF基準(zhǔn)和MMSE合成基準(zhǔn)的情況下，通過下式給出
接收加權(quán)Vn。
<formula>formula see original document page 16</formula>( ZF基準(zhǔn)的情況)
<formula>formula see original document page 16</formula>(MMSE合成基準(zhǔn)的情
況)
通過針對(duì)計(jì)算出的接收加權(quán)，計(jì)算出希望信號(hào)和干擾噪聲成分 的功率，能夠通過下式的式2求出輸出SINR。
<formula>formula see original document page 16</formula>
在此，Pn是噪聲功率，是預(yù)先推測(cè)出的值。
另外，接收加權(quán)Vn也可以通過ZF基準(zhǔn)、MMSE合成基準(zhǔn)以外 的加權(quán)計(jì)算得出。可以對(duì)任意的加權(quán)Vn適用(式2)的SINR預(yù)測(cè) 式。
如果這樣求出了輸出SINR，則在傳送評(píng)價(jià)部件33中根據(jù)SINR 決定傳送評(píng)價(jià)值。在此，作為具體的一個(gè)例子，說(shuō)明與SINR對(duì)應(yīng)地 將評(píng)價(jià)值設(shè)置為0和1的方法。但是，本實(shí)施例并不只限于基于 SINR的傳送評(píng)價(jià)方法，可以基于各種各樣的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)選擇信號(hào)的組 合。
另外，本發(fā)明也可以適用于設(shè)想信號(hào)的組合候補(bǔ)而進(jìn)行傳送評(píng) 價(jià)并使用其結(jié)果進(jìn)行傳送控制的任意的MIMO系統(tǒng)中。
傳送評(píng)價(jià)部件33具有針對(duì)圖14所示那樣的SINR決定評(píng)價(jià)值 的表。在此，在SINR大于等于4dB的情況下將評(píng)價(jià)值設(shè)置為1，除 此以外設(shè)置為0。分別對(duì)各信號(hào)的輸出SINR執(zhí)行該評(píng)價(jià)。圖15表示了對(duì)各種各樣的信號(hào)的組合51進(jìn)行了該評(píng)價(jià)的結(jié) 果。在本實(shí)施例中，將通過3個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送的各種組合作為信號(hào)的 組合。在此，總結(jié)了進(jìn)行了輸出SINR52的預(yù)測(cè)、各信號(hào)的評(píng)價(jià)值 53的計(jì)算、評(píng)價(jià)值的合計(jì)54 (綜合評(píng)價(jià)值)的計(jì)算的結(jié)果。這樣， 對(duì)各信號(hào)的組合計(jì)算出評(píng)價(jià)值的合計(jì)54，在利用信號(hào)決定部件34中 選擇評(píng)價(jià)值的合計(jì)54最大的信號(hào)的組合55。
在圖15的例子中，在使用#1、 #2的天線而不使用#3的天線 的情況下，評(píng)價(jià)值的合計(jì)為最大，選擇出該組合55。另外，在存在 多個(gè)達(dá)到最大評(píng)價(jià)值的組合的情況下，選擇其中任意的一個(gè)。選擇出 的信號(hào)的組合通過控制信息傳送部件11通知終端A。
基于這樣的控制方法，能夠根據(jù)各種各樣的發(fā)送環(huán)境評(píng)價(jià)傳送 效率，并選擇出其中具有最優(yōu)越的傳送效率的信號(hào)的組合。其結(jié)果是 與不進(jìn)行傳送控制的現(xiàn)有的MIMO系統(tǒng)相比，能夠構(gòu)筑傳送效率高 的通信系統(tǒng)。
本實(shí)施例也能夠用于針對(duì)任意的發(fā)送接收天線數(shù)提高傳送效 率。特別在發(fā)送天線數(shù)N多于接收天線數(shù)M的情況下，由于在終端 B中達(dá)到能夠信號(hào)分離的狀態(tài)并同時(shí)能夠改善傳送速度，所以適用效 果大。
實(shí)施例5
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM )傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)中的高效的傳送控制方法和通信方式。本實(shí)施例具有與 實(shí)施例1相同的發(fā)送接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，但從終端B向終端A通知的控 制信號(hào)不同，在本實(shí)施例中，通知各發(fā)送信號(hào)的傳送格式編號(hào)。
圖16表示本實(shí)施例中的發(fā)送信號(hào)判斷部件10中的控制步驟的 流程圖。圖17是用于在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中決定評(píng)價(jià)值的輸出 SINR和評(píng)價(jià)值的對(duì)應(yīng)表。圖18表示針對(duì)各種各樣的信號(hào)的組合計(jì) 算評(píng)價(jià)值的結(jié)果。圖19是從終端B向終端A傳送的控制信號(hào)的格式 的一個(gè)例子。以下，使用圖16~圖19說(shuō)明本實(shí)施例。
本實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)判斷部件10與實(shí)施例4 一樣具有圖11的結(jié)構(gòu)，由信號(hào)候補(bǔ)選擇部件31、輸出SINR計(jì)算部件32、傳送評(píng)價(jià) 部件33、利用信號(hào)決定部件34構(gòu)成。作為控制步驟，首先，信號(hào)候 補(bǔ)選擇部件31選擇發(fā)送信號(hào)的組合的候補(bǔ)(S501)，在輸出SINR 計(jì)算部件32中預(yù)測(cè)與該組合對(duì)應(yīng)的信號(hào)的輸出SINR(S502)。在 傳送評(píng)價(jià)部件33中，根據(jù)該輸出SINR的結(jié)果決定評(píng)價(jià)值 (S503 )。針對(duì)信號(hào)的各種組合的全部候補(bǔ)計(jì)算該評(píng)價(jià)值
(5504) ，最終由利用信號(hào)決定部件34選擇出評(píng)價(jià)值最高的發(fā)送信 號(hào)的組合。這時(shí)，利用信號(hào)決定部件34決定適合于發(fā)送該信號(hào)的組 合的傳送格式，并向控制信息傳送部件11通知該傳送格式編號(hào)
(5505) 。
圖17是用于針對(duì)輸出SINR預(yù)測(cè)值決定評(píng)價(jià)值的表。本表表示 針對(duì)輸出SINR預(yù)測(cè)值實(shí)現(xiàn)規(guī)定的通信質(zhì)量的傳送格式和傳送速度。 在此，規(guī)定的通信質(zhì)量是與比特錯(cuò)誤率(BER: Bit Error Rate)或 分組錯(cuò)誤率(PER: Packet Error Rate )等有關(guān)的要求基準(zhǔn)。即，設(shè) 置編碼方法(編碼率、約束長(zhǎng)度等)、調(diào)制方式等格式，使得在滿足 要求基準(zhǔn)的BER或PER的范圍內(nèi)傳送速度盡量高。
在圖17中，記載了在某SINR62下應(yīng)該4吏用的調(diào)制方式63、編 碼率64等。 一般，SINR越高，則比特錯(cuò)誤越強(qiáng)，因此可以增大設(shè) 置編碼率。另外，也可以使用多值調(diào)制。其結(jié)果是在SINR提高的同 時(shí)增大了傳送速度65。
如果使用本表，則能夠基于某SINR來(lái)決定用于達(dá)到規(guī)定的要 求質(zhì)量的傳送格式及其傳送速度。另外，如果作為評(píng)價(jià)值來(lái)處理傳送 速度，則能夠針對(duì)各種各樣的信號(hào)的組合計(jì)算出評(píng)價(jià)值。
圖18是針對(duì)各種各樣的信號(hào)的組合71使用傳送速度作為各信 號(hào)的評(píng)價(jià)值73而計(jì)算出該評(píng)價(jià)值的合計(jì)74的結(jié)果。在利用信號(hào)決定 部件34中，選擇在圖18中評(píng)價(jià)值的合計(jì)74最大的信號(hào)的組合。在 本實(shí)施例中，選擇評(píng)價(jià)值的合計(jì)為10.5的信號(hào)的組合(1， 1， 0)。
通過選擇評(píng)價(jià)值的合計(jì)最大的組合，能夠在MIMO系統(tǒng)中滿足 要求質(zhì)量基準(zhǔn)的同時(shí)提高傳送速度。如果這樣選擇出信號(hào)的組合，則參考圖17決定其傳送格式編 號(hào)，并通過控制信息傳送部件11通知終端A。圖19是表示該控制信 號(hào)81的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，針對(duì)每個(gè)信號(hào)指定傳送格式編號(hào)。在本圖 中，表示出"O"不作為發(fā)送信號(hào)使用。另外，表示出在將"8"、 "15"、 "6"作為發(fā)送信號(hào)使用時(shí)的傳送格式編號(hào)，如圖17所示，在本實(shí)施例 中，與選擇出的組合的各信號(hào)的SINR對(duì)應(yīng)地選擇出傳送規(guī)格編號(hào)
如上所述，終端B選擇出與發(fā)送信號(hào)的組合對(duì)應(yīng)的傳送格式編 號(hào)，并通知終端A。接收到通知的終端A依照與通知的傳送格式編 號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送格式和傳送速度，進(jìn)行信息信號(hào)的傳送。
如果依照本方法，則與現(xiàn)有的不進(jìn)行傳送控制的MIMO系統(tǒng)和 上述的實(shí)施例1~4相比，能夠在滿足要求通信質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)行傳 送速度更高的通信。這樣，通過使傳送格式具有自由度，能夠進(jìn)行更 縝密的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠提高傳送速度。
另外，在以上的說(shuō)明中，將傳送速度作為評(píng)價(jià)值使用，但也可 以將傳送速度以外的參數(shù)作為評(píng)價(jià)值使用。
實(shí)施例6
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系.統(tǒng)中的高效的傳送控制方法和通信方式。特別表示了進(jìn)行 多載波傳送的SDM傳送。
圖20是用于說(shuō)明一般的多載波傳送的基本結(jié)構(gòu)圖。圖21是在 多載波傳送中適用MIMO系統(tǒng)的情況下的發(fā)送接收的結(jié)構(gòu)圖。以 下，使用圖20、圖21說(shuō)明本實(shí)施例。
最近，在無(wú)線通信中，對(duì)能夠更高速傳送、高速移動(dòng)的系統(tǒng)產(chǎn) 生更高的要求，需要進(jìn)行寬頻帶的無(wú)線傳送。對(duì)于寬頻帶信號(hào)的傳 送，同時(shí)使用多個(gè)載波進(jìn)行信號(hào)的并行傳送的多載波方式特別引人注 目。在多載波傳送方式中，在頻率上并列配置低速的數(shù)據(jù)，使用不同 的載波同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。通過進(jìn)行信號(hào)的并列傳送，來(lái)提高傳送速度。
圖20表示多載波通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，在多載波信號(hào)發(fā)送部件91中，將多個(gè)信號(hào)多路復(fù)用為不同的多個(gè)頻率(93~ 96)，進(jìn)行信號(hào)傳送。另外，在接收側(cè)的多載波信號(hào)接收部件92 中，對(duì)多路復(fù)用(93~96)為不同的多個(gè)頻率的信號(hào)進(jìn)行分離，成為 各載波的接收信號(hào)。如本圖所示，將在多路復(fù)用信號(hào)發(fā)送部件91中 多路復(fù)用了的信號(hào)多路復(fù)用為多個(gè)頻率(93~96)進(jìn)行傳送。這時(shí)， 能夠?qū)νㄟ^各載波傳送的信號(hào)獨(dú)立進(jìn)行處理。即，與單載波傳送的情 況一樣，能夠?qū)γ總€(gè)載波個(gè)別地進(jìn)行信號(hào)處理。因此，在實(shí)施例1~ 5中，以單載波傳送的情況為對(duì)象進(jìn)行了說(shuō)明，但同樣的訪問控制方 法也可以適用于多載波傳送方式。
圖21表示在多載波傳送系統(tǒng)中適用了本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)的 信號(hào)處理的結(jié)構(gòu)。如本圖所示，通過對(duì)每個(gè)載波構(gòu)成實(shí)施例1~5所 示的MIMO系統(tǒng)，能夠?qū)Χ噍d波傳送方式也適用本發(fā)明的MIMO系 統(tǒng)。即，終端A具備多載波信號(hào)發(fā)送部件101 ~ 103，終端B2具備 多載波信號(hào)接收部件104 ~ 106。
實(shí)施例7
本實(shí)施例特別針對(duì)進(jìn)行多栽波傳送的SDM傳送表示了與實(shí)施例 6不同的傳送控制方法和通信方式。
通過如實(shí)施例6所示那樣對(duì)各子載波(各栽波)獨(dú)立地進(jìn)行傳 送控制，能夠進(jìn)行與單載波的情況一樣的控制。但是，如果對(duì)全部子, 載波進(jìn)行獨(dú)立控制，則有控制量大的問題。因此，在本實(shí)施例中，說(shuō) 明在降低控制量的同時(shí)，能夠進(jìn)行MIMO系統(tǒng)中的高效的信號(hào)傳送 的方法。
圖22是發(fā)送信號(hào)判斷部件10的結(jié)構(gòu)圖，圖23是表示在發(fā)送信 號(hào)判斷部件10中進(jìn)行的控制的流程圖。圖24表示在發(fā)送信號(hào)判斷部 件10中使用的平均SINR計(jì)算方法。以下，使用圖22~圖24說(shuō)明 本實(shí)施例。
在實(shí)施例6中，對(duì)每個(gè)子載波進(jìn)行評(píng)價(jià)和信號(hào)的選擇，但在本 實(shí)施例中，針對(duì)全部子栽波進(jìn)行一個(gè)傳送評(píng)價(jià)和信號(hào)的選擇。即，設(shè) 置與全部子裁波對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值，依照該評(píng)價(jià)值進(jìn)行全部子載波的發(fā)送信號(hào)的選擇。作為評(píng)價(jià)值，可以使用平均信號(hào)功率、平均空間相關(guān)
性、平均SINR等各種參數(shù)。在此，對(duì)使用作為其中之一的平均 SINR的情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖22是對(duì)全部子載波進(jìn)行一個(gè)傳送評(píng)價(jià)和信號(hào)選擇的情況的發(fā) 送信號(hào)判斷部件10的結(jié)構(gòu)。在本方法中，首先由信號(hào)候補(bǔ)選擇部件 31選擇發(fā)送信號(hào)的組合的候補(bǔ)(S601)，在平均輸出SINR計(jì)算部 件35中預(yù)測(cè)平均輸出SINR (S602)。將在后面說(shuō)明平均輸出SINR 的預(yù)測(cè)計(jì)算方法。在傳送評(píng)價(jià)部件33中，根據(jù)平均輸出SINR的預(yù) 測(cè)結(jié)果，決定與發(fā)送信號(hào)的組合的候補(bǔ)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值(S603)。對(duì)發(fā) 送信號(hào)的全部各種組合進(jìn)行該評(píng)價(jià)(S604)，最終由利用信號(hào)決定部 件34選擇出評(píng)價(jià)值最高的發(fā)送信號(hào)的組合，并向控制信息傳送部件 11通知(S605)。
本方法除了使用平均輸出SINR來(lái)代替輸出SINR以外，其他與 實(shí)施例4 一樣。另外，對(duì)于實(shí)施例2、 3、 5,通過使用平均信號(hào)功 率、平均空間相關(guān)性、平均SINR，能夠擴(kuò)展為多載波傳送時(shí)的本實(shí) 施例的控制方法。
圖24表示了平均SINR的計(jì)算方法。在此，針對(duì)信號(hào)的候補(bǔ)， 與實(shí)施例4 一樣，計(jì)算出作為各子載波的SINR的rn, , (n:發(fā)送天 線編號(hào)，1:子載波編號(hào))。然后，通過在子載波之間對(duì)SINR進(jìn)行 平均化，而通過下式計(jì)算出與全部子載波對(duì)應(yīng)的作為平均SINR的rn。
rn-E,[rn,,
在此，E,[.I表示進(jìn)行與l有關(guān)的平均。
在多載波傳送中，通常對(duì)多個(gè)子載波進(jìn)行編碼、解碼的情況很 多。在該情況下，多載波接收特性很大程度上依存于SINR，根據(jù)平 均SINR能夠大致掌握傳送特性。因此，在多載波傳送中，通過使用 與全部子載波對(duì)應(yīng)的平均化參數(shù)，能夠以少的控制量進(jìn)行有效的信號(hào) 選擇。
在本實(shí)施例中，使用平均SINR選擇所利用的信號(hào)的組合，通'過控制信號(hào)將該組合通知終端A。這時(shí)，控制信號(hào)對(duì)全部子載波是共 通的，與每個(gè)子載波都需要控制方法的實(shí)施例6相比，能夠大幅度減 輕控制量。
實(shí)施例8
本實(shí)施例表示在SDM傳送中與實(shí)施例1~7不同的終端A中的 信號(hào)發(fā)送方法。
在實(shí)施例1 ~ 7的SDM傳送中，終端A從各天線3發(fā)送導(dǎo)頻信 號(hào)和信息信號(hào)。但是，也可以不必須構(gòu)成為從各天線3分別地發(fā)送信 號(hào)。在本實(shí)施例中，說(shuō)明終端A使用發(fā)送波束進(jìn)行導(dǎo)頻信號(hào)和信息 信號(hào)的傳送的情況。
圖25是本實(shí)施例的發(fā)送接收機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，終端Al具備發(fā)送加 權(quán)乘法器111、 112、 113，終端B2具備接收加權(quán)乘法器114、 115、 116，形成發(fā)送波束117、 118、 119。圖26是表示本實(shí)施例的控制步 驟的流程圖。以下，使用圖25、圖26說(shuō)明本實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，終端A將發(fā)送信號(hào)sn (p)乘以加權(quán)wn = [wnl， wn2， ......， WnNT而成為各天線3的信號(hào)。在有多個(gè)發(fā)送信號(hào)
的情況下，分別乘以不同的加權(quán)wn，分別生成各天線3的信號(hào)，并 同時(shí)發(fā)送多個(gè)信號(hào)。在該情況下，終端A的發(fā)送信號(hào)具有方向性， 形成發(fā)送波束117 ~ 119。,這樣，終端A也可以不從各天線d發(fā)送信 號(hào)，而從各發(fā)送波束117~119發(fā)送。
以下，參照?qǐng)D26說(shuō)明使用發(fā)送波束形成的MIMO系統(tǒng)的傳送 控制的步驟。終端A首先從各發(fā)送波束117 ~ 119發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)
(5701) 。終端B如果接收到導(dǎo)頻信號(hào)，則推測(cè)各信號(hào)的傳輸向量
(5702) 。另外，終端B根據(jù)推測(cè)傳輸向量，決定所利用的發(fā)送波 束(S703 )，通過控制信號(hào)向終端A通知所利用的發(fā)送波束
(S704)。接收到控制信號(hào)的終端A選擇所利用的發(fā)送波束，向終 端B發(fā)送信息信號(hào)(S705)。
這樣，在終端A使用發(fā)送波束進(jìn)行信號(hào)發(fā)送的情況下，通過終 端A、終端Br之間的傳送控制，也能夠進(jìn)行高效的SDM傳送"。同樣，實(shí)施例1~7的全部方法可以擴(kuò)展到使用發(fā)送波束的情況，
另外，發(fā)送波束的個(gè)數(shù)不必須與發(fā)送天線數(shù)一樣。發(fā)送波束數(shù)
由加權(quán)乘法器的個(gè)數(shù)決定，可以比發(fā)送天線數(shù)多，也可以比發(fā)送天線
數(shù)少。例如，具有2個(gè)天線3的終端A也可以使用4個(gè)發(fā)送波束發(fā)
送4個(gè)信號(hào)。 實(shí)施例9
本實(shí)施例針對(duì)SDM傳送進(jìn)一步擴(kuò)展實(shí)施例1和8的傳送控制方 法的適用范圍。
在實(shí)施例8和實(shí)施例1中，分別以下述為前提說(shuō)明了傳送控制方法。
(1)終端A從各發(fā)送波束傳送導(dǎo)頻信號(hào)， (2 )終端A從各天線3傳送導(dǎo)頻信號(hào)。
但是，實(shí)際上，終端B即使不識(shí)別是(1)或(2)的狀態(tài)的哪 一個(gè)，也能夠進(jìn)行傳送控制。
圖27表示傳送控制方法的概念，圖28表示實(shí)施例的流程圖的 一個(gè)例子。終端Al在(1)或(2)的任意一個(gè)狀態(tài)下發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào) 121、 122 (S801)。這時(shí)，終端B2即使不識(shí)別(1)或(2)的任意 一個(gè)，也能夠推測(cè)與導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳輸向量(S802)。另外，如果 只知道導(dǎo)頻信號(hào)的系列，則終端，B也能夠推測(cè)信號(hào)功率、空間相關(guān) 性、輸出SINR的任意一個(gè)。根據(jù)其結(jié)果還能夠選擇與導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)應(yīng) 的適當(dāng)?shù)男盘?hào)(S803)。另外，終端B通過向終端A通知所利用的 發(fā)送信號(hào)的編號(hào)(S804)，還能夠通知所利用的信號(hào)。接收到控制信 號(hào)的終端A從天線或發(fā)送波束向終端B發(fā)送信息信號(hào)(S805)。
因此，終端B如果只知道導(dǎo)頻信號(hào)的系列，則即使不識(shí)別是終 端A處于(1)或(2)的哪一個(gè)狀態(tài)，也能夠靈活地進(jìn)行全部的傳 送控制。其結(jié)果是，終端A與終端B無(wú)關(guān)地，能夠使用任意的發(fā)送 波束等完全沒有問題地進(jìn)行傳送控制。
根據(jù)以上的結(jié)果，作為規(guī)格在終端之間只決定導(dǎo)頻信號(hào)的系 列，通過進(jìn)行各終端的自由判斷，就能夠進(jìn)行發(fā)送波束的利用。其結(jié)果是，不必在終端之間進(jìn)行與波束的有無(wú)有關(guān)的識(shí)別和通知，終端A 就能夠以少的控制量利用發(fā)送波束形成。 實(shí)施例10
本實(shí)施例涉及通過空間多路復(fù)用(SDM)傳送多個(gè)信號(hào)的 MIMO系統(tǒng)的高效的信號(hào)傳送方法和通信方式。
本實(shí)施例的特征在于與在實(shí)施例5中從終端B向終端A發(fā)送 的控制信號(hào)不同地，特別由終端B決定各信號(hào)的發(fā)送功率，在傳送 格式編號(hào)的基礎(chǔ)上，還向終端A通知發(fā)送功率。
圖29表示在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中針對(duì)各種信號(hào)的組合計(jì)算 出評(píng)價(jià)值的結(jié)果。圖30表示在發(fā)送信號(hào)判斷部件10中使用的本實(shí)施 例的流程圖的一個(gè)例子。圖31是從終端B向終端A傳送的控制信號(hào) 82的幀格式的一個(gè)例子。以下，使用圖29 ~圖31，進(jìn)行本實(shí)施例的 說(shuō)明。
本實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)判斷部件10具有與圖11 一樣的結(jié)構(gòu)，由 信號(hào)候補(bǔ)選擇部件31、輸出SINR計(jì)算部件32、傳送評(píng)價(jià)部件33、 利用信號(hào)決定部件34構(gòu)成。但是，在傳送格式編號(hào)的基礎(chǔ)上還從終 端B向終端A傳送發(fā)送功率這一點(diǎn)與上述的實(shí)施例5不同。
作為控制步驟，首先由信號(hào)候補(bǔ)選擇部件31選擇各信號(hào)的發(fā)送 功率大小的組合7§ (S901)，在輸出.SINR計(jì)算部件32中，預(yù)測(cè)終 端B中的輸出SINR72 (S902)。在傳送評(píng)價(jià)部件33中，根據(jù)各輸 出SINR72的預(yù)測(cè)結(jié)果，計(jì)算出與各信號(hào)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值(傳送速度) 73，對(duì)與各信號(hào)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)值計(jì)算合計(jì)值，決定傳送評(píng)價(jià)值的合計(jì) 74 (S903 )。針對(duì)信號(hào)的發(fā)送功率大小的各種組合來(lái)進(jìn)行該評(píng)價(jià) (S904)，最終在利用信號(hào)決定部件34中選擇出評(píng)價(jià)值的合計(jì)最高 的發(fā)送功率的組合，并通知控制信息傳送部件11 (S卯5)。
圖29是針對(duì)各種信號(hào)功率大小的組合75預(yù)測(cè)輸出SINR72計(jì) 算出評(píng)價(jià)值的結(jié)果。在此，設(shè)想了針對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的功率變更了信息信 號(hào)的功率的情況，來(lái)預(yù)測(cè)輸出SINR72。可以使用與式(2)—樣的 計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行該SINR預(yù)測(cè)。另外，使用預(yù)測(cè)出的SINR決定評(píng)價(jià)值。這樣，針對(duì)各種功率大小的組合計(jì)算評(píng)價(jià)值，選擇出評(píng)價(jià)值的合 計(jì)最高的組合，由此能夠進(jìn)行發(fā)送功率的最優(yōu)化。其中，在作成功率 大小的組合時(shí)，作成功率的組合使得發(fā)送信號(hào)的總功率收斂在規(guī)定的 范圍內(nèi)。
如果這樣選擇出各信號(hào)的功率大小的組合，則與實(shí)施例5 一 樣，參照?qǐng)D17決定該組合的傳送格式編號(hào)，并與發(fā)送功率一起通過 控制信息傳送部件11通知終端A。圖31是表示該控制信號(hào)82的結(jié) 構(gòu)的一個(gè)例子，作為與現(xiàn)在的導(dǎo)頻信號(hào)的比，在左欄中記載與各信號(hào) 對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率，右欄的數(shù)字表示傳送格式編號(hào)。另外，在本控制信 號(hào)的功率項(xiàng)中，作為用于發(fā)送信號(hào)時(shí)的發(fā)送功率的規(guī)模而規(guī)定"O" ~ "3", "O"表示不作為發(fā)送信號(hào)使用的情況。另外，對(duì)于傳送格式編 號(hào)，"O"表示不作為發(fā)送信號(hào)使用的情況，作為發(fā)送信號(hào)使用的編號(hào) 與實(shí)施例5 —樣，選擇傳送規(guī)格編號(hào)"l" ~ "31"。
如上所述，終端B選擇發(fā)送功率的組合，并通知終端A。接收 到通知的終端A依照所通知的發(fā)送功率和傳送格式編號(hào)，進(jìn)行信息 信號(hào)的傳送。
在實(shí)施例1~9中，沒有考慮信號(hào)的發(fā)送功率的變更，但在本實(shí) 施例中，能夠進(jìn)行各發(fā)送信號(hào)的功率的最優(yōu)化。其結(jié)果是在也考慮到 發(fā)送功率的基礎(chǔ)上，能夠更高效地在MIMO系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)傳送。
另外，在本實(shí)施例中，說(shuō)明了對(duì)實(shí)施例5適用功率的組合的情 況，但同樣也可以對(duì)實(shí)施例1~9適用同樣的方法。即，使用本實(shí)施 例中說(shuō)明了的SINR的功率選擇方法只不過是發(fā)明的一個(gè)具體例子， 也可以是由終端B根據(jù)傳輸信息決定功率而進(jìn)行傳送控制的各種 MIMO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例11
本實(shí)施例表示了組合使用MIMO系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)的情況。 在組合使用DS - CDMA方式和多載波CDMA方式、MIMO系 統(tǒng)的情況下，可以在終端B中對(duì)被符號(hào)擴(kuò)展了的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行逆擴(kuò) 展后，適用與實(shí)施例1~10—樣的方法。因此，實(shí)施例1 10的傳送控制方法也可以與DS-CDMA方式、多載波CDMA方式等CDMA 方式組合使用。
由于接收機(jī)根據(jù)來(lái)自發(fā)送機(jī)的導(dǎo)頻信號(hào)選擇來(lái)自上述發(fā)送機(jī)的 信號(hào)的發(fā)送方法并通知發(fā)送機(jī)，發(fā)送機(jī)根據(jù)該信號(hào)發(fā)送方法向上述接 收機(jī)發(fā)送信息信號(hào)，所以接收機(jī)能夠靈活地進(jìn)行信號(hào)的分離，能夠適 用于謀求提高傳送效率的無(wú)線通信裝置。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信方法，是在根據(jù)多個(gè)信息信號(hào)生成輸出信號(hào)并從多個(gè)天線向通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)發(fā)送該輸出信號(hào)的無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信方法，其特征在于包括接收步驟，接收上述通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)發(fā)送的控制信息；加權(quán)決定步驟，根據(jù)上述接收到的控制信息，關(guān)于以第一調(diào)制方式被調(diào)制且以第一編碼方式被編碼的一個(gè)信息信號(hào)決定與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的第一加權(quán)，而且關(guān)于以第二調(diào)制方式被調(diào)制且以第二編碼方式被編碼的其它信息信號(hào)決定與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的第二加權(quán)；計(jì)算步驟，將上述第一加權(quán)乘到上述一個(gè)信息信號(hào)而生成第一計(jì)算結(jié)果，將上述第二加權(quán)乘到上述其它信息信號(hào)而生成第二計(jì)算結(jié)果；以及發(fā)送步驟，根據(jù)上述第一計(jì)算結(jié)果以及第二計(jì)算結(jié)果，生成與上述多個(gè)天線分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸出信號(hào)，發(fā)送給上述通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)，上述控制信息包括與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的加權(quán)相關(guān)的信息和與上述加權(quán)相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的傳送格式信息，其中，上述傳送格式信息是與調(diào)制方式以及編碼方式相關(guān)的傳送格式信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無(wú)線通信方法，其特征在于， 上述控制信息還包括用于從比上述天線數(shù)目多的加權(quán)的候補(bǔ)之中決定上述第一加權(quán)以及第二加權(quán)的信息。
3. —種無(wú)線通信系統(tǒng)，是根據(jù)多個(gè)信息信號(hào)生成輸出信號(hào)并從 多個(gè)天線向通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)發(fā)送該輸出信號(hào)的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征 在于包括接收單元，接收上述通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)發(fā)送的控制信息； 加權(quán)決定單元，根據(jù)上述接收到的控制信息，關(guān)于以第一調(diào)制方式被調(diào)制且以第一編碼方式:^皮編碼的一個(gè)信息信號(hào)決定與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的第一加權(quán)，而且關(guān)于以第二調(diào)制方式被調(diào)制且以第二編碼方式被編碼的其它信息信號(hào)決定與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的第二加權(quán)；計(jì)算單元，將上述第一加權(quán)乘到上述一個(gè)信息信號(hào)而生成第一計(jì)算結(jié)果，將上述第二加權(quán)乘到上述其它信息信號(hào)而生成第二計(jì)算結(jié)果；以及發(fā)送單元，對(duì)于上述第一計(jì)算結(jié)果以及第二計(jì)算結(jié)果應(yīng)用不同的調(diào)制方式或編碼方式，生成與上述多個(gè)天線分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸出信號(hào)，發(fā)送給上述通信對(duì)方側(cè)系統(tǒng)，上述控制信息包括與上述多個(gè)天線對(duì)應(yīng)的加權(quán)相關(guān)的信息和與上述加權(quán)相關(guān)的信息對(duì)應(yīng)的傳送格式信息，其中，上述傳送格式信息是與調(diào)制方式以及編碼方式相關(guān)的傳送格式信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，上述控制信息還包括用于從比上述天線數(shù)目多的加權(quán)的候補(bǔ)之中決定上述第一加權(quán)以及第二加權(quán)的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線通信方法以及無(wú)線通信裝置?，F(xiàn)在，如果發(fā)送天線數(shù)比接收天線數(shù)多，則無(wú)法在接收側(cè)分離從各發(fā)送天線同時(shí)發(fā)送的不同的信號(hào)，接收信號(hào)質(zhì)量有很大惡化。本發(fā)明的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)分別具備多個(gè)天線，發(fā)送機(jī)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，接收機(jī)接收導(dǎo)頻信號(hào)，計(jì)算出與該導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的傳送關(guān)聯(lián)信息，根據(jù)該計(jì)算信息，選擇在發(fā)送機(jī)中利用的發(fā)送信號(hào)并通知發(fā)送機(jī)，發(fā)送機(jī)根據(jù)所利用的發(fā)送信號(hào)選擇發(fā)送天線，通過該發(fā)送天線發(fā)送信息信號(hào)，由此容易地在接收側(cè)進(jìn)行信號(hào)分離。
文檔編號(hào)H04W52/42GK101657011SQ20091017585
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者原嘉孝, 大槻知明, 平明德, 須藤賢司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社