專利名稱：基站裝置、終端裝置和無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用空分多址(space division multiple access)進行無線通信的基 站裝置、終端裝置、無線通信系統(tǒng)和無線通信方法。
背景技術：
近年來，對無線通信的大容量、高速化的要求越發(fā)高漲，提高有限的頻率資源的有 效利用率的方法的研究活躍地進行著。作為提高頻率資源的有效利用率的一個方法，利用 空間區(qū)域的方法引人注目。利用空間領域的技術之一，是自適應陣列天線(自適應天線)。 自適應陣列天線通過對接收信號乘以加權系數(以下將加權系數稱為‘權重(weight)’) 來調整振幅和相位，以強接收從期望方向到來的信號，并抑制從干擾波方向到來的信號。由 此，能夠改善系統(tǒng)的通信容量。作為利用了空間區(qū)域的其他技術，有利用傳播路徑中的空間性的正交性，利用同 一時刻、同一頻率、同一代碼(sign)的物理信道(以下稱為‘同一物理信道’)傳輸不同的 數據序列的技術。在這種技術中，有(1)使用同一物理信道，對不同的終端裝置傳輸不同 的數據序列的空分多址技術(以下稱為‘SDMA’ ) ； (2)使用同一物理信道，對同一終端裝置 傳輸不同的數據序列的空分復用技術(以下稱為‘SDM’)。SDMA 技術,例如被記載于"A study on a channel allocation scheme withan adaptive array in SDMA" (T.Ohgane et al, IEEE 47th VTC, Page(s) 725-729 vol. 2 (1977) ) 0只要終端裝置間的空間相關系數比規(guī)定值低就能夠SDMA。通過SDMA，能夠 實現無線通信系統(tǒng)的吞吐量的改善，增大同時用戶容納數。SDM 技術，例如被記載于"Layered space-time architecture for wirelesscommunication in a fading environment when using multi-element antennas, " (G. J. Foschini, Bell labs Tech. J, pp. 41-59, Autumn 1996)。發(fā)送機禾口接收 機都包括多個天線振子，在天線間的接收信號之間的相關低的傳播環(huán)境下能夠實現SDM傳 輸。發(fā)送機對每個天線振子使用同一物理信道發(fā)送不同的數據序列，接收機基于由多個天 線接收到的不同數據序列，將接收信號分離而接收。于是，通過使用多個空分復用信道，可 以實現數據傳輸的高速化而不使用多級調制。在進行SDM傳輸的情況下，在充分的S/N(信 噪比)條件下的發(fā)送接收機間存在多個散射體的環(huán)境下，能夠與天線數(發(fā)送機和接收機 的天線數為相同數)成比例來擴大通信容量。作為融合了上述SDMA技術和SDM技術的技術，有多用戶MIMO技術。多用戶 MIMO 技術，例如被記載于"Zero-Forcing Methods for Downlink SpatialMultiplexing in Multiuser MIMO channels, " (Q. Spencer et al, IEEE Trans. SP, Vol. 52, No. 2, PP. 461-471,2004)。多用戶ΜΙΜΟ技術，在發(fā)送機側，在同時接收的接收機的信道矩陣是已 知的條件下，可進行基于空分復用傳輸和方向性的空分多址。根據多用戶MIMO技術，即使 在接收機的天線數受到限定的情況下，通過利用多用戶的天線，或者適當選擇對在通信區(qū) 域內存在的多個接收機的組合，也能夠改善無線通信系統(tǒng)的吞吐量、同時用戶容量數。作為進一步改善多用戶MIMO技術的有效的頻率利用效率的方法，例如由“An Introduction to the Multi-User ΜΙΜΟ Downlink，，，(Quentin H. Spencer, Christian B. Peel, A. Lee Swindlehurst, Martin Haardt, IEEE CommunicationsMagazine, Vol. 42, IssuelO, pp. 60-67，October, 2004)提出適用了被記載在 “Writing on dirty paper, " (M. Costa, IEEE Trans. Inform Theory, vol. 29,pp. 439-441,May 1983.)中的臟紙編碼(Dirty Paper Coding)(以下稱為‘DPC，)的方法。在該文獻中，公開了通過在多用戶ΜΙΜΟ技術中適用 DPC，在理想的條件下能夠極大地改善吞吐量的事實。

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題但是，在使用了以往的DPC的多用戶MIMO傳輸中，有以下課題。即，在使用DPC的 情況下，由于在發(fā)送機側事先除去干擾，所以不包含在接收機事先獲得的信道估計值中的 信號成分被重疊。由此，發(fā)送干擾除去后的數據時的信道狀況與接收機事先獲得的信道估 計值不同。因此，即使終端裝置使用MMSE原理等進行了空間性的干擾抑制處理，也不能充 分抑制干擾成分，接收質量的特性劣化變大。因此，鑒于上述背景，本發(fā)明的目的在于，提供在多用戶MIMO中，抑制了因適用 DPC造成被重疊的干擾成分的無線通信系統(tǒng)。用于解決課題的方案本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)包括多個終端裝置；以及通過空分復用以同一信道與所 述多個終端裝置之中的第1終端裝置和第2終端裝置進行通信的基站裝置，所述第1終端 裝置具有干擾除去系數計算單元，求用于除去在所述第1終端裝置和所述基站裝置之間 的傳播信道的干擾的干擾除去系數；以及干擾除去系數發(fā)送單元，將所述干擾除去系數發(fā) 送到所述基站裝置，所述基站裝置具有干擾除去系數接收單元，從所述第1終端裝置接收 所述干擾除去系數；控制信號發(fā)送單元，基于所述干擾除去系數生成包含導頻信號的控制 信號，并發(fā)送到所述終端裝置；干擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第1終端 裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾 除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述第2終端裝置的發(fā)送數據，所述第2終端 裝置具有信號接收單元，接收從所述基站裝置發(fā)送的所述控制信號；信道估計單元，用所 述控制信號所包含的所述干擾除去系數，求所述第2終端裝置和所述基站裝置之間的傳播 信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息，進行從所述基站裝置發(fā)送的數據的解調。如以下說明的那樣，在本發(fā)明中存在其他形態(tài)。因此，本發(fā)明的公開意圖提供本發(fā) 明的一部分，并不意圖限制本申請中記述的權利要求記載的本發(fā)明的范圍。


圖1表示第1實施方式的基站裝置的結構的圖。圖2表示第1實施方式的終端裝置的結構的圖。圖3表示第1實施方式的無線通信系統(tǒng)的結構的圖。圖4表示第1實施方式中的導頻信號的幀結構的圖。圖5表示第1實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的圖。
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圖6表示第2實施方式的基站裝置的結構的圖。圖7表示第2實施方式的終端裝置的結構的圖。圖8表示第2實施方式中的導頻信號的幀結構的圖。圖9表示第2實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的圖。圖10表示第3實施方式的基站裝置的結構的圖。圖11表示第3實施方式的終端裝置的結構的圖。圖12的(a)表示第3實施方式的導頻信號的幀結構的圖，圖12的(b)表示導頻 信號的幀結構的另一個例子的圖。圖13表示第3實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的圖。圖14表示第4實施方式的基站裝置的結構的圖。圖15表示第4實施方式的終端裝置的結構的圖。圖16表示第5實施方式的基站裝置的結構的圖。圖17表示第5實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的圖。圖18用于說明將區(qū)域內的接收質量進行平均的動作的圖。
具體實施例方式以下，論述本發(fā)明的詳細的說明。以下說明的實施方式應理解為本發(fā)明的簡單的 例子，本發(fā)明能夠各種各樣方式地變形。因此，以下公開的特定的結構和功能，不是限定權 利要求的范圍的結構和功能。本實施方式的基站裝置，是通過空分復用以同一信道與第1終端裝置和第2終端 裝置進行通信的基站裝置，包括干擾除去系數提取單元，從所述第1終端裝置接收到的信 號中提取用于除去發(fā)向所述第2終端裝置的傳播信道的干擾的干擾除去系數；控制信號發(fā) 送單元，基于所述干擾除去系數生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到所述終端裝置；干 擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第1終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分； 以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數 據和發(fā)向所述第2終端裝置的發(fā)送數據。于是，通過將包含干擾除去系數的控制信號發(fā)送到終端裝置，終端裝置考慮不包 含在事先獲得的信道估計值中的信號成分，從而能夠適當地求發(fā)向基站裝置的傳播信道信 息。由此，在基站裝置中，即使在因對要發(fā)送的調制信號事先進行干擾除去造成在傳播信道 信息中包含誤差的情況下，在終端裝置中，也能夠抑制來自空分復用的其他終端裝置的干 擾信號，能夠抑制接收特性劣化。例如，在多用戶MIMO中，能夠提高數據的傳輸效率，提高 頻率利用效率。本實施方式的基站裝置還包括發(fā)送權重乘法單元，對在終端裝置中，用于估計傳 播信道的導頻信號進行對應于所述干擾除去系數的值的加權；以及個別導頻信號生成單 元，生成由所述發(fā)送權重乘法單元獲得的個別導頻信號，所述控制信號發(fā)送單元也可以發(fā) 送所述個別導頻信號。于是，由于能夠根據對個別導頻信號的加權的大小來求干擾除去系數，所以能夠 降低用于通知干擾除去系數的數據傳輸時的開銷(overhead)。本實施方式的基站裝置還包括信號復用單元，生成將通知所述干擾除去系數的控制信號和用于估計傳播信道的導頻信號進行了復用的導頻信號，所述控制信號發(fā)送單元 也可以發(fā)送由所述信號復用單元生成的信號。這里，所述信號復用單元可以生成將所述個 別導頻信號(individual pilot signal)進一步進行了復用所得的信號，也可以生成將與 所述個別導頻信號進行了相同加權的所述控制信號進行了復用所得的信號。于是，通過生成將通知干擾除去系數的控制信號進行了復用所得的信號，并發(fā)送 到終端裝置，可以對終端裝置合適地通知干擾除去系數。本實施方式的基站裝置的所述干擾除去系數提取單元包括將所述干擾除去系數 與識別符相關聯來存儲的干擾除去系數存儲單元，所述干擾除去系數提取單元提取表示所 述干擾除去系數的識別符的信息，所述干擾除去單元也可以從所述干擾除去系數存儲單元 讀取與所述識別符對應的干擾除去系數，并用所述干擾除去系數除去干擾成分。于是，通過使用干擾除去系數存儲單元中存儲的識別符來通知干擾除去系數，可 以削減用于通知干擾除去系數的數據量。本實施方式的終端裝置是，與多個終端裝置進行空分復用的基站裝置進行通信的 終端裝置，包括信號接收單元，接收包含基于從所述基站裝置發(fā)送的所述干擾除去系數生 成的導頻信號的控制信號；信道估計單元，用所述控制信號所包含的所述干擾除去系數，求 發(fā)向所述基站裝置的傳播信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息進行從所述基站裝 置發(fā)送的數據的解調。于是，通過用從基站裝置發(fā)送的控制信號所包含的干擾除去系數來求發(fā)向基站裝 置的傳播信道，從而能夠考慮沒有包含在事先獲得的信道估計值中的信號成分，適當地求 發(fā)向基站裝置的傳播信道信息。由此，即使在基站裝置中，因對要發(fā)送的調制信號事先進行 干擾除去造成在傳播信道信息中包含誤差的情況下，也能夠抑制相同信道中來自被空分復 用的其他終端裝置的干擾信號，能夠抑制接收特性劣化。由此，可以提高多用戶MIMO的傳 輸效率，提高頻率利用效率。本實施方式的無線通信系統(tǒng)包括多個終端裝置；以及通過空分復用以同一信道 與所述多個終端裝置之中的第1終端裝置和第2終端裝置進行通信的基站裝置，所述第1 終端裝置具有干擾除去系數計算單元，求用于除去發(fā)向所述基站裝置的傳播信道的干擾 的干擾除去系數；以及干擾除去系數發(fā)送單元，將所述干擾除去系數發(fā)送到所述基站裝置， 所述基站裝置具有干擾除去系數接收單元，從所述第1終端裝置接收用于除去發(fā)向所述 第2終端裝置的傳播信道的干擾的干擾除去系數；控制信號發(fā)送單元，基于所述干擾除去 系數生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到所述終端裝置；干擾除去單元，用所述干擾除 去系數，從發(fā)向所述第1終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所 述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述第2終端裝 置的發(fā)送數據，所述第2終端裝置具有信號接收單元，接收從所述基站裝置發(fā)送的所述控 制信號；信道估計單元，用所述控制信號所包含的所述干擾除去系數，求發(fā)向所述基站裝置 的傳播信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息，進行從所述基站裝置發(fā)送的數據的解 調。根據該結構，與本實施方式的基站裝置同樣，即使在基站裝置中，因對要發(fā)送的調 制信號事先進行干擾除去造成在傳播信道信息中包含誤差的情況下，在終端裝置中，也能 夠抑制來自進行空分復用的其他終端裝置的干擾信號，能夠抑制接收特性劣化。再有，可以
8將本實施方式的基站裝置的各種結構，適用于本實施方式的無線通信系統(tǒng)所使用的基站裝置。本實施方式的無線通信方法，是用于通過空分復用以同一信道與第1終端裝置和 第2終端裝置進行通信的基站裝置的無線通信方法，包括所述基站裝置從所述第1終端裝 置接收用于除去發(fā)向所述第2終端裝置的傳播信道的干擾的干擾除去系數的步驟；所述基 站裝置基于所述干擾除去系數生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到所述終端裝置的步 驟；用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第1終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分的步驟；以 及通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述第2 終端裝置的發(fā)送數據的步驟。根據該結構，與本實施方式的基站裝置同樣，即使在基站裝置中，因對要發(fā)送的調 制信號事先進行干擾除去造成在傳播信道信息中包含誤差的情況下，在第2終端裝置中， 也能夠抑制來自第1終端裝置的干擾信號，能夠抑制接收特性劣化。再有，可以將本實施方 式的基站裝置的各種結構，適用于本實施方式的無線通信方法所使用的基站裝置。以下，參照

本發(fā)明的實施方式的無線通信系統(tǒng)。圖1是表示實施方式的基站裝置10的結構的圖，圖2是表示終端裝置60的結構 的圖，圖3是表示包括基站裝置10和終端裝置60的無線通信系統(tǒng)的圖。首先，參照圖3說 明無線通信系統(tǒng)的整體，然后說明基站裝置10和終端裝置60的結構。無線通信系統(tǒng)包括基站裝置10和多個終端裝置60。再有，在本說明書中，在指多 個終端裝置60之中的第m終端裝置的情況下，如終端裝置60-m那樣附加分支號。在圖3 中，基站裝置10和終端裝置60具有各自兩個天線26，但天線數不限定為兩個。在以下的說 明中，將基站裝置10的天線數設為Nt個，將終端裝置60的天線數設為Ns來說明。以下， 對于基站裝置10和終端裝置60的結構進行說明。[基站裝置]圖1是表示基站裝置10的結構的圖?；狙b置10包括多個編碼單元12，將要 發(fā)送到各個終端裝置60的數據信號進行編碼；多個調制單元14，對編碼后的數據信號進行 調制；干擾除去單元16，從調制信號中除去干擾；第1發(fā)送權重乘法單元18，對干擾除去后 的調制信號乘以發(fā)送權重；加法器20，將干擾除去后的調制信號相加；信號復用單元22，將 公共導頻信號和個別導頻信號在相加后的調制信號上進行復用；RF發(fā)送單元24，將復用后 的信號變換為無線信號；以及多個天線26，發(fā)送無線信號。再有，具有發(fā)送由信號復用單元 22生成的信號的功能的RF發(fā)送單元24和天線26，對應于權利要求中記載的控制信號發(fā)送 單元和數據發(fā)送單元。在編碼單元12和調制單元14上，連接了信道質量信息提取單元28。信道質量信 息提取單元28通過RF接收單元36和解調/解碼單元34，從終端裝置60接收到的接收信 號中提取信道質量信息。信道質量信息提取單元28從各個終端裝置60接收到的信號中提 取信道質量信息。因此，信道質量信息，對每個終端裝置60存在不同的值。這里，將終端裝 置60-m的信道質量信息表示為信道質量信息Qw。再有，對于以下說明的其他參數，在對每 個終端裝置60存在不同的值的情況下，根據需要，在右上方附加(m)等而同樣地表現。信道質量信息提取單元28將信道質量信息Qw通知給編碼單元12和調制單元 14。編碼單元12和調制單元14基于信道質量信息Qw，進行對發(fā)送到終端裝置60-m的發(fā)送數據的編碼和調制。在干擾除去單元16上，連接著發(fā)送側干擾除去系數提取單元30。發(fā)送側干擾除去 系數提取單元30通過RF接收單元36和解調/解碼單元34，從終端裝置60_m接收到的接 收信號中提取發(fā)送側干擾除去系數信息α (k-L)w。其中，k表示離散時間，(k-L)表示在 終端裝置60-m中測量了發(fā)送權重或干擾除去系數的時間。在第1發(fā)送權重乘法單元18上，連接著發(fā)送權重信息提取單元32。發(fā)送權重信息 提取單元32從終端裝置60-m接收到的信號中提取發(fā)送權重信息Vl (k-L) (m)、V2 (k-L)(m)。其 中，發(fā)送權重信息VI、V2，在終端裝置60-m中，根據最大SNR準則(criterion)和最小SNR 準則來選擇。發(fā)送權重信息V1、V2的求得方法的細節(jié)，在終端裝置60的結構的說明部分中 論述。干擾除去系數信息、發(fā)送權重信息，在時刻k，基于離散時間L時刻前的傳播路徑 狀況來求。再有，發(fā)送權重信息可以使用如下方法使用被存儲在基站裝置10和終端裝置60 之間共享的發(fā)送權重表中的號碼(識別符)，通知發(fā)送權重信息。由此，發(fā)送權重信息僅為 發(fā)送權重號碼的信息即可，可以削減發(fā)送權重通知時的信息量。此外，有關信道質量信息、 發(fā)送側干擾除去系數信息，也可以使用如下方法由基站裝置10和終端裝置60共享進行了 適當的量化的接收質量表，使用被存儲在該信道質量表(接收質量表)中的號碼，通知信道 質量信息。例如，在基站裝置10的發(fā)送側干擾除去系數提取單元30、發(fā)送權重信息提取單 元32的內部，存儲接收質量表、發(fā)送權重表。在終端裝置60的發(fā)送側干擾除去系數計算單 元74、發(fā)送權重選擇單元70、信道質量信息計算單元72的內部，存儲接收質量表、發(fā)送權重 表。由此，能夠削減到相當于規(guī)定的量化比特數的信息量，可以降低從終端裝置60發(fā) 向基站裝置10的反饋量。作為信道質量信息的通知方法，也可以為以下方法在基站裝置10和終端裝置60 之間共享基于測量出的信道質量，使多級調制數及編碼率關聯對應的多級調制編碼率表， 并使用被存儲在該多級調制編碼率表中的號碼，通知接收質量信息。由此，可以削減通知信 道質量時的信息量。多級調制編碼率表存儲在基站裝置10的信道質量信息提取單元28、終 端60的信道質量信息提取單元72中。干擾除去單元16基于發(fā)送側干擾除去系數信息α (k_L)，進行干擾除去，以降低 要進行空分復用的終端裝置60間的干擾。即，對發(fā)向第s終端裝置60-s的數據信號序列 ds(k)，在進行了干擾除去后，發(fā)送數據信號。將表示干擾除去后的數據信號&(10的算式 ⑴如下表示。其中，在下面算式中，s = 1、2。 第1發(fā)送權重乘法單元18基于提取出的發(fā)送權重信息(V1、V2)，對發(fā)向終端裝置 60的數據信號(也包含用戶個別控制信號)乘以發(fā)送權重。生成對從干擾除去單元16輸 出的信號序列gs(k)乘以了下述那樣的發(fā)送權重后的信號yg(g)。其中，s表示進行空分復
10
Cil (k) - a(k — L)d, (k) - “ …⑴
d2 (/ν)用(spatial multiplexing)的用戶數以下的自然數。再有，在本實施方式中表示空分復用
數為2的情況，在下述的算式(2)中，s = l、2。此外，VI、V2及、表示包含Nt維的元素的
列向量。
y^Sk-L) ^―^…⑵信號復用單元22將公共導頻信號序列yp(k)、個別導頻信號序列yp(k)、數據信號 序列yg(k)使用FDM、TDM、CDM的任意一個或它們的組合進行復用，從而生成并輸出規(guī)定的 幀結構的導頻信號。這里，對于通過復用而生成的導頻信號進行說明。圖4表示一例從基站發(fā)送的導頻信號的幀結構。在圖4所示的例子中，將公共導頻 信號和個別導頻信號使用TDM進行復用。幀包含公共導頻信號、個別導頻信號和數據信號 /控制信號。公共導頻信號對多個天線26的每個天線使用FDM、TDM、CDM的任何一個或它 們的組合將導頻信號進行復用，個別導頻信號對由多個發(fā)送權重形成的每個權重使用FDM、 TDM,CDM的任何一個或它們的組合將導頻信號進行復用。由此，終端裝置60能夠將各個導 頻信號分離接收，對每個天線26或每個權重進行信道估計?；狙b置10具有用于生成對數據信號進行復用的公共導頻信號和個別導頻信號 的公共導頻信號生成單元44和個別導頻信號生成單元38。公共導頻信號生成單元44生成 公共導頻信號序列Pn(k)。其中，η表示發(fā)送天線數Nt以下的自然數，k表示離散時間。公 共導頻信號生成單元44將生成的公共導頻信號輸入到信號復用單元22。g卩，公共導頻信號 序列Pn(k)沒有被乘以發(fā)送權重。個別導頻信號生成單元38將生成的個別導頻信號輸入到第2發(fā)送權重乘法單元 40。以下，對于要對第ml終端裝置60-ml發(fā)送的個別導頻信號序列進行說明。第2發(fā)送權 重乘法單元40基于發(fā)送權重信息(Vl(ml)、V2(ml))和發(fā)送側干擾除去系數信息α (k-L)(m1)，對 個別導頻信號序列qs(k)乘以權重，并輸出權重乘法運算后的個別導頻信號。即，生成對第 s個別導頻信號序列qs(k)乘以了發(fā)送權重的信號。下面算式(3)是表示s = 1,2的情況 下的乘以了發(fā)送權重所得的信號y^k)的算式。其中，y,表示包含Nt維的元素的列向量。
y.ik) = ^ iK -a{k-DVi]] ch^…⑶基站裝置10具有資源分配單元46。資源分配單元46基于從多個終端裝置60_m 發(fā)送的，從發(fā)送權重信息提取單元32輸出的發(fā)送權重信息(Vl(m)、V2w)及從信道質量信息 提取單元28輸出的接收質量信息Qw，決定要進行空分復用的終端裝置60的組合，并分配 頻率、時間、代碼等資源。在圖1中，信道質量信息提取單元28、發(fā)送側干擾除去系數提取單元30、發(fā)送權重 信息提取單元32的輸出信號被輸入到資源分配單元46，對編碼單元12、調制單元14、干擾 除去單元16、第1發(fā)送權重乘法單元18、第2發(fā)送權重乘法單元40、信號復用單元22輸出
11要進行空分復用的終端裝置60的組合、頻率、時間、代碼等資源的分配信號。在圖6中，資源分配單元46被輸入信道質量信息提取單元28、發(fā)送側干擾除去系 數提取單元30、發(fā)送權重信息提取單元32的輸出信號，對編碼單元12、調制單元14、干擾除 去單元16、發(fā)送權重乘法單元18、信號復用單元22、發(fā)送側干擾除去信息/發(fā)送權重信息生 成單元48輸出要進行空分復用的終端裝置60的組合、頻率、時間、代碼等資源的分配信號。要進行空分復用的終端裝置60的組合決定方法如下那樣。對于終端裝置60-ml， 組合這樣的終端裝置60-m2 使以最小SNR準則選擇了的發(fā)送權重V2(ml)成為對同時進行復 用的其他終端裝置60-m2來說，以最大SNR權重準則選擇了的發(fā)送權重Vl(m2)。S卩，將V2(ml)
= Vl0"2)那樣的終端裝置60-ml、60-m2組合。再有，此時V2(m2) =Vlw)的關系也可以不一 定成立。根據該方法，在提高了方向性增益的基礎上，還能夠實現同時進行復用的終端裝置 60間的輻射干擾(radiant interference)、被干擾量少的組合。資源分配單元46在決定了要進行空分復用的終端裝置60-ml、60_m2時，對這些終 端裝置60-ml、60-m2通知進行個別數據發(fā)送。此時，將包含了進行數據傳輸時的MCS信息、 發(fā)送功率信息的控制信息作為控制信號發(fā)送。再有，在以與發(fā)送個別導頻信號時的發(fā)送功 率相等的功率進行個別數據發(fā)送的情況下，也可以在控制信息中不包含個別數據信號的發(fā) 送功率信息。此外，作為其他方法，在將個別數據信號以與個別導頻信號不同的發(fā)送功率發(fā) 送時，將包含了發(fā)送功率信息的控制信息從基站裝置10發(fā)送到終端裝置60。[終端裝置]圖2是表示終端裝置60的結構的圖。作為用于處理公共導頻信號并將處理結果 反饋到基站裝置10的結構，終端裝置60包括公共導頻信號提取單元66 ；第1信道估計 單元68 ；發(fā)送權重選擇單元70 ；信道質量信息計算單元72 ；發(fā)送側干擾除去系數計算單元 74 ；控制信號生成單元76 ；編碼/調制單元78 ；以及信號復用單元80。此外，作為用于對接收到的數據信號進行解碼的結構，終端裝置60具有控制信 息提取單元84 ；個別導頻信號提取單元86 ；第2信道估計單元88 ；接收權重計算/乘法單 元90 ；解調單元92 ；以及解碼單元94。以下，對于終端裝置60的各個結構進行說明。公共導頻信號提取單元66通過天 線62和RF接收單元64接收信號，并從接收信號中提取公共導頻信號。第1信道估計單元68基于從基站裝置10發(fā)送的公共導頻信號yp (k)的接收結果 進行信道估計。第1信道估計單元68的信道估計結果(以下稱為‘信道估計值’)可以用 以下的算式(4)所示的矩陣表示。
k"'(l,l)/ζ "'(1,2) ...
h'"(2,l) h"'(2,2) ...
H(m)
hm(l,Nt)
(4)
h"1{Ns{m),l) h'"(Ns{m),2)…h(huán)m{Ns{m),Nt) 傳播路徑為平衰落環(huán)境的情況下，第m終端裝置60-m的信道估計值被算出為合計 (公共導頻信號序列數Nt) X (終端裝置60-m的接收天線數Ns(m))個。其中，hm(j2，J1)表 示在終端裝置60-m中，由第j2天線62接收到第J1公共導頻信號序列時的信道估計值。
發(fā)送權重選擇單元70從基站裝置10和終端裝置60之間相互已知的固定發(fā)送權 重群Un中，根據下述的選擇準則，選擇特定的發(fā)送權重(VI，V2)。此外，發(fā)送權重選擇單元 70使用選擇出的發(fā)送權重VI，估計基于發(fā)送了數據信號的情況下的最大SNR的接收質量。 此外，作為其他方法，也可以基于使用了由最大SNR準則獲得的最大SNR和以最小SNR準則 獲得的最小SNR的SINR來估計接收質量。SINR例如以(最大SNR/最小SNR)算出。這里，以下表示發(fā)送權重的選擇方法。作為最大SNR準則，使用信道估計H(m)的 結果，選擇獲得最大SNR的固定發(fā)送權重VI。η取固定發(fā)送權重候選的最大數以下的自然 數。
Vl = {un I max || H{m)un |廣}…(5)
η此外，作為最小SNR準則，使用信道估計H(m)的結果，選擇獲得最小SNR的固定發(fā) 送權重V2。V2 = {un I min || H{m)un· · · (6)
η再有，從終端裝置60發(fā)向基站裝置10的發(fā)送權重的選擇結果的反饋，(1)傳送 兩種發(fā)送權重(VI，V2)的選擇結果的INDEX信息，或(2)傳送以兩種發(fā)送權重為組的二元 的表(χ，y)的INDEX信息，或(3)傳送組合了兩種發(fā)送權重的二元的表中限定為一部分組 合的表的INDEX信息(例如，限定為除了主權重方向相鄰的權重之外的權重的組合來使用 表)。第3方法的情況下，可以從限定了的發(fā)送權重的組合的子集(sub-set)中搜索以最小 SNR準則選擇的發(fā)送權重的搜索候選，可以降低運算量。再有，表存儲在發(fā)送權重選擇單元 70中。發(fā)送側干擾除去系數計算單元74對空分復用的其他終端裝置60，使用發(fā)送權重 V2發(fā)送，對發(fā)向本站的終端裝置60，使用發(fā)送權重Vl發(fā)送，進而，在接收側計算在假定了使 用最大比合成權重接收的情況下的干擾除去系數α (m)
— ||H(m)V廣)Il21…⑵通過使用這樣的干擾除去系數α W，在信道估計值H (m)中不包含誤差，在也沒有 變動的情況下獲得的理想條件下，在要進行空分復用的終端裝置60之中的一個終端裝置 60-m中，可以獲得以往那樣的DPC產生的特性改善效果。此外，不依賴基站裝置10的發(fā)送 天線數Nt、終端裝置60-m的接收天線數Ns (m)，可以作為一個復數的系數來計算干擾除去 系數。即，由于在發(fā)送天線數Nt、接收天線數Ns大的情況下，應該通知給基站裝置10的有 關干擾除去系數的信息量也相同，所以特別是在發(fā)送天線數Nt、或者接收天線數Ns大的情 況下，反饋給基站裝置10的干擾除去系數有關的信息量的降低效果明顯?？刂菩盘柹蓡卧?6生成將干擾除去系數信息、信道接收質量信息和選擇出的 發(fā)送權重信息反饋到基站裝置10的控制信號。
13
信號復用單元80將來自對數據信號進行了編碼及調制的編碼/調制單元78的 輸出信號和來自控制信號生成單元76的輸出信號進行復用。這里，就信號復用來說，使用 FDM、TDM、CDM的任何一個或組合了它們的復用方法?？刂菩畔⑻崛卧?4從基站裝置10發(fā)送的控制信號中，提取包含資源分配信息、 個別導頻信號序列信息、進行數據傳輸時的信道質量信息(MCS信息)、發(fā)送功率信息的控 制信息。這里，個別導頻信號序列信息包含發(fā)送期望數據信號的個別導頻信號序列的信息。 即，作為發(fā)送權重，包含以VI、V2的哪一個發(fā)送的信息。個別導頻信號提取單元86從通過RF接收單元64接收到的信號中提取個別導頻 信號。第2〃 行信道估計
‘、
道估計單元88基于從基站裝置10發(fā)送的個別導頻信號yq(k)的接收結果進 這里，獲得的信道估計結果(以下稱為信道估計值)由矩陣Z(m)表示。此外， 下式(8)表示Nb = 2時的第2信道估計矩陣Z (m)。以下，將Z (m)稱為第2信道估計矩陣。
Z(m)
,(1，1) zm (2,1)
zm (1,2) ζ'" (2,2)
(8)
zm(Ns(m)tl) zm(Ns(m),2)= H(Ms)Ivi [V2 - a(k - L)VS\傳播路徑為平衰落環(huán)境的情況下，終端裝置60-m中的信道估計值被算出為合計 (從基站發(fā)送的個別導頻信號序列數Nb) X (終端裝置60-m的接收天線數Ns(m))個。其 中，zm(j, s)表示在終端裝置60中，由第j天線62接收到第s個別導頻信號序列時的信道 估計值。接收權重計算/乘法單元90使用由第2信道估計單元88估計的第2信道估計矩 陣，計算接收權重，并將其乘以來自RF接收單元64的輸出信號。這里，接收權重基于ZF準 則、匪SE準則等來計算。ZF準則的情況下，計算第2信道估計矩陣Z (m)的逆矩陣廣⑷， 在根據個別導頻信號序列信息，期望數據信號通過Vs的發(fā)送信號被發(fā)送的情況下，將由逆 矩陣Z-1Oii)的第s行構成的行向量作為接收權重。由此，即使在信道估計值H(m)中包含誤 差的情況下，也能夠除去發(fā)向被空分復用的終端裝置60的干擾信號。解調單元92和解碼單元94對接收權重計算/乘法單元90的輸出進行解調動作 及解碼動作。[無線通信系統(tǒng)的動作]圖5是表示本實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的流程圖。以下，參照圖5，對于無 線通信系統(tǒng)的動作進行說明?；狙b置10的第η公共導頻信號生成單元44生成公共導頻 信號序列Pn(k)，將生成的公共導頻信號輸出到終端裝置60(步驟Si)。終端裝置60在接收從基站裝置10發(fā)送的公共導頻信號時，基于公共導頻信號 yp(k)的接收結果進行信道估計，求信道估計值(步驟S2)。接著，終端裝置60的發(fā)送權重 選擇單元70從基站裝置10和終端裝置60之間相互已知的固定發(fā)送權重群un中，根據上述選擇準則，選擇特定的發(fā)送權重(VI，V2)，進而基于使用選擇出的發(fā)送權重Vl發(fā)送了數 據信號的情況下的最大SNR來估計接收質量(步驟S3)。接著，終端裝置60-m的發(fā)送側干擾除去系數計算單元74計算干擾除去系數α (m) (步驟S4)。如上述那樣，干擾除去系數α (m)是，在假設了對于被空分復用的其他終端裝 置60，使用發(fā)送權重V2發(fā)送，對于發(fā)向本站的終端裝置60，使用發(fā)送權重Vl發(fā)送，進而，在 接收側使用最大比合成權重接收的情況下的干擾除去系數。終端裝置60的控制信號生成單元76生成將干擾除去系數信息、信道接收質量信 息及選擇出的發(fā)送權重信息反饋到基站裝置10的控制信號，并將生成的控制信號通知給 基站裝置10(步驟S5)?；狙b置10基于從多個終端裝置60發(fā)送的、發(fā)送權重信息(Vl(m)、V2(m))及接收 質量信息Qw，由資源分配單元46決定要進行空分復用的終端裝置60的組合，并分配頻率、 時間、代碼等資源(步驟S6)。基站裝置10在決定了要進行空分復用的終端裝置60后，對 這些終端裝置60，通知進行個別數據發(fā)送(步驟S7)。此外，此時，基站裝置10將包含進行 數據傳輸時的MCS信息、發(fā)送功率信息的控制信息作為控制信號發(fā)送。終端裝置60通過控制信息提取單元74從控制信號中提取包含了從基站裝置10 發(fā)送的資源分配信息、個別導頻信號序列信息、進行數據傳輸時的信道質量信息(MCS信 息)、發(fā)送功率信息的控制信息(步驟S7)?；狙b置10在通知個別數據發(fā)送之后，對終端裝置60發(fā)送個別導頻信號(步驟 S8)。這里，發(fā)送的個別導頻信號是，基于發(fā)送權重信息(Vl(ml)、V2(ml))和發(fā)送側干擾除去系 數信息α (k-L)(m1)，對個別導頻信號序列qs(k)乘以了權重的信號。終端裝置60在接收個別導頻信號時，基于個別導頻信號yp(k)的接收結果，由第 2信道估計單元88進行信道估計，計算信道估計值(步驟S9)。終端裝置60的接收權重計 算/乘法單元90使用由第2信道估計單元88估計出的第2信道估計矩陣，計算接收權重 (步驟S10)，并將其乘以RF接收單元64的輸出信號?；狙b置10用編碼單元12、調制單元14、干擾除去單元16、第1發(fā)送權重乘法單 元18處理發(fā)向終端裝置60的數據信號，并將處理后的個別數據發(fā)送到終端裝置60(步驟 Sll)。終端裝置60在從基站裝置10接收個別數據時，用解調單元92和解碼單元94，對接 收權重計算/乘法單元90的輸出進行解調動作及解碼動作(步驟S12)。以上，對于本實施 方式的基站裝置10和終端裝置60的結構及動作進行了說明。[本實施方式的效果]根據本實施方式，在傳輸數據信號時刻的傳播信道中沒有誤差變動的情況下，由 第1信道估計單元68獲得的信道估計矩陣的結果和發(fā)向終端裝置60的數據信號Cl1 (k)由 以下算式(9)表示。再有，算式(9)表示s = 1，2的情況。如算式(9)所示，能夠使用最大 比合成接收權重W1 = [H(Hi1)Vl]11來接收而不受來自要進行空分復用的終端裝置60的同一 信道干擾信號的影響。這里，上標H表示復數共軛算子。W1Bim ^ygCk) ^[H y{(]i-L)f Him^k-L) V2(k - L) gli^
■ S-Ak)
HI/zc^^d-DH2 dx{k)…(9) 此外，在由終端裝置60-ms中的第1信道估計單元68獲得的信道估計矩陣H(ms) 的結果和傳輸數據信號時刻的傳播信道中包含誤差變動的情況下的接收信號rs(k)，由以 下算式(10)表示。再有，算式(10)表示s = 1,2的情況。 [oi 14] rs (k) = H (ms )J \ [d, (k) - a(k - L)d2 (/c)] + H (ms WJ2 (太)
= H(ms)\l\ ^-aik-Lr,}] ^…(10)這種情況下，發(fā)向終端裝置60的數據信號ds (k)，通過使用由第2信道估計單元88 獲得的信道估計值Z (ms)計算接收權重，從而能夠不受來自要進行空分復用的其他終端裝 置60的同一信道干擾信號的影響地接收。此外，在本實施方式中，能夠降低作為來自終端裝置60的反饋信息而發(fā)送到基站 裝置10的發(fā)送側干擾除去信息a的數據量，可以降低數據傳輸時的開銷，可以使數據傳輸 高效。此外，即使在傳播信道估計值中包含誤差或變動的情況下，在終端裝置60中也能夠 抑制來自其他用戶的干擾信號，可以抑制接收特性劣化。由此，在發(fā)送側可以降低來自要進 行空分復用的用戶的同一信道干擾波，可以提高對多個終端裝置60的空分復用傳輸時的 傳輸效率。由此，可以提高頻率利用效率。再有，在本實施方式中，在信道變動或信道估計誤差小的情況下，對使用發(fā)送權重 VI發(fā)送數據信號的終端裝置60，可獲得發(fā)送側的干擾除去效果和接收側的最大比合成接 收效果，所以接收質量的改善效果大。因此，也可以適用利用了該性質的調度。例如，作為 使用發(fā)送權重VI發(fā)送數據信號的終端裝置60，無線通信系統(tǒng)進行優(yōu)先地分配小區(qū)邊緣上 存在的終端裝置、距離衰減大的終端裝置、接收質量低的終端裝置的調度。例如，小區(qū)邊緣 上存在的終端裝置60較多地受到小區(qū)間干擾，但通過使用發(fā)送權重VI，作為發(fā)送數據信號 的終端裝置60被優(yōu)先地分配，從而以DPC的效果(除去發(fā)送側的進行空分復用的終端裝置 60的同一信道干擾的效果)，能夠將天線62的自由度使用于抑制其他小區(qū)干擾。由此，除 了空分復用效果以外，還能夠抑制其他小區(qū)干擾，改善小區(qū)邊緣的吞吐量。作為終端裝置60分配的終端裝置，通過分配信道變動少的終端裝置，可以防止因 信道變動誤差造成的接收質量改善效果下降。例如，終端裝置60的信道變動量的狀況，可 以通過從終端裝置60反饋給基站裝置10來實現。作為終端裝置60分配的終端裝置，通過分配信道估計誤差少的終端裝置，可以防 止因信道估計誤差而降低接收質量改善效果。例如，作為信道估計誤差少的終端裝置，進行 將位于基站裝置10附近的終端裝置60、接收SNR高的終端裝置60等作為使用發(fā)送權重VI 發(fā)送數據信號的終端裝置60優(yōu)先地分配的調度。在本實施方式中，說明了對于多個終端裝置60進行空分復用傳輸的例子。S卩，列 舉了對終端裝置60-ml和其他終端裝置60-m2，通過空分復用傳輸來傳輸各個個別的數據 信號的例子，但本發(fā)明不限于該例子。本發(fā)明也可以適用于使用空分復用傳輸來傳輸對終
16端裝置60-ml的個別的數據信號和對多個終端裝置60-m2等的廣播信號的情況。此外，作 為其他適用例子，也可以使用空分復用傳輸來傳輸對取代終端裝置60的中繼裝置的個別 的數據信號和對其他終端裝置60的個別的數據信號。而且，作為其他方法，也可以將對終 端裝置60的個別的數據信號和對同一終端裝置60的個別的數據信號進行空分復用，作為 所謂的單用戶MIM0。在本實施方式中，表示了終端裝置60從預先固定的多個權重候選中選擇作為發(fā) 送權重的權重，并將它通知給基站裝置10的結構，作為其他方法，也可以使用記載在以往 例中那樣的使用了 QR分解的自適應發(fā)送權重。這種情況下，傳播路徑的信道估計值對基站 裝置10來說是已知的，或在終端裝置60中，基于第1信道估計值的結果，可以通過對基站 裝置反饋自適應生成的發(fā)送權重的信息來應對。再有，在本實施方式中，進行了干擾除去單元16根據從終端裝置發(fā)送的干擾除去 系數a，在“臟紙書寫(writing on dirty paper) ”所公開的DPC的處理的動作說明，但作 為基于干擾除去系數a的干擾除去單元中的干擾除去動作，不限于此，除此以外，可以使 用在"New automatic equalizer employingmodulo arithmetic". (M. Tomlinson(March 1971) Electron. Lett. 7 :138-139、“Matched_transmission technique for channels with intersymbol interference" . (H. Harashima and H. Miyakawa(August 1972). IEEE Trans. Commun. C0M-20 :774_780)中所公開的 Tomlinson-Harashima 預編碼方法， sK il!ffl ^"A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-Part II :Perturbation，， (B. M. Hochwald, C. B. Peel, and A. L. Swindlehurst (March 2005). IEEE Trans. Commun. 53 :537_544)中所公開的向量擾動 技術(vector perturbation technique),可以獲得同樣的效果。(第2實施方式)圖6是表示第2實施方式的基站裝置10a的結構的圖，圖7是表示第2實施方式 的終端裝置60a的結構的圖。以下，參照圖6和圖7，對于第2實施方式的無線通信系統(tǒng)進 行說明。第2實施方式的基站裝置10a的基本結構與第1實施方式的基站裝置10相同，但 包括發(fā)送側干擾除去系數信息/發(fā)送權重信息生成單元48，取代個別導頻信號生成單元38 和第2發(fā)送權重乘法單元40。發(fā)送側干擾除去系數信息/發(fā)送權重信息生成單元48生成用于對第ml終端裝置 60a-ml通知發(fā)送權重信息(Vl(ml)、V2(ml))和發(fā)送側干擾除去系數信息a (k_L) (ml)的控制信 號序列。發(fā)送側干擾除去系數信息/發(fā)送權重信息生成單元48將生成的控制信號序列輸 入到信號復用單元22。信號復用單元22將公共導頻信號序列yp(k)、控制信號序列、數據 信號序列yg(k)使用FDM、TDM、CDM的任意一個或它們的組合進行復用，從而生成并輸出規(guī) 定的幀結構的信號。圖8表示一例使用TDM復用了公共及個別導頻信號情況下的、從基站發(fā)送的導頻 信號的幀結構。幀包含公共導頻信號部分、控制信號部分及數據信號/控制信號部分。公 共導頻信號，對多個天線的每個天線，將導頻信號使用FDM、TDM、CDM的任何一個或它們的 組合進行復用。由此，由終端裝置60a分離接收各個導頻信號，對每個天線、或對每個權重 進行信道估計。控制信號部分的一部分沒有發(fā)送權重的加權而發(fā)送。由此，使用由公共導頻信號獲得的信道估計值，可進行控制信號的解調處理。接著，對于第2實施方式的終端裝置60a進行說明。如圖7所示，第2實施方式的 終端裝置60a的基本結構與第1實施方式的終端裝置60相同，但包括發(fā)送側干擾除去系數 信息/發(fā)送權重信息提取單元96和信道估計值變更單元98，取代個別導頻信號提取單元 86和第2信道估計單元88。發(fā)送側干擾除去系數信息/發(fā)送權重信息提取單元96提取從基站裝置10a發(fā)送 的發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L)(ml)和發(fā)送權重信息(Vl(ml)、V2(ml))。信道估計值變更單元98對于由第1信道估計單元68獲得的信道估計值H(ms)，計 算基于發(fā)送側干擾除去系數信息/發(fā)送權重信息提取單元96中的信息變更了信道估計值 的第2信道估計值Z(ms)。第2信道估計值Z(ms)由下述的式(11)表示。
Z(ms)=[付(mJV/'"1) H(ms)(V^ -a(Ar-^V/"0)] …(11)圖9是表示第2實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的流程圖。第2實施方式的無線 通信系統(tǒng)的基本動作，與第1實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作相同，但不同方面在于，在由 資源分配單元46決定了要進行空分復用的終端裝置60a后，對這些終端裝置60a，通知進行 個別數據發(fā)送的處理(步驟S70)。第2實施方式的無線通信系統(tǒng)，能夠將發(fā)送側干擾除去系數信息及發(fā)送權重信息 作為控制信號發(fā)送到要進行空分復用的終端裝置60a，將因基站裝置中的、進行事先的干擾 除去及發(fā)送權重的乘法運算而變動的有關傳播信道的信息通知給要進行空分復用的其他 終端裝置60a，所以可以獲得與第1實施方式同樣的效果。此外，在第2實施方式中，在終端裝置60a中不需要第2信道估計單元，所以具有 能夠以簡單的結構構成終端裝置60a的效果。(第3實施方式)圖10是表示第3實施方式的基站裝置10b的結構的圖，圖11是表示第3實施方 式的終端裝置60b的結構的圖。以下，參照圖10和圖11，對于第3實施方式的無線通信系 統(tǒng)進行說明。第3實施方式的基站裝置10b的基本結構與第1實施方式的基站裝置10相同，但 除了第1實施方式的基站裝置10的結構之外，還包括發(fā)送側干擾除去系數信息生成單元 50。發(fā)送側干擾除去系數信息生成單元50生成用于通知發(fā)送側干擾除去系數信息 a (k-L)(ffll)的控制信號序列。發(fā)送側干擾除去系數信息生成單元50將生成的控制信號序列 輸入到信號復用單元22。信號復用單元22將公共導頻信號序列yp (k)、個別導頻信號序列、 控制信號序列、數據信號序列yg(k)用FDM、TDM、CDM的任何一個或它們的組合進行復用，從 而生成并輸出規(guī)定的幀結構的信號。在圖10中，資源分配單元46被輸入信道接收質量信息提取單元28、發(fā)送側干擾除 去系數提取單元30、發(fā)送權重信息提取單元32的輸出信號，對編碼單元12、調制單元14、干 擾除去單元16、第1發(fā)送權重乘法單元18、第2發(fā)送權重乘法單元40、信號復用單元22、發(fā) 送側干擾除去信息生成單元50輸出要進行空分復用的終端裝置60的組合、頻率、時間、代碼等資源的分配信號。圖12的(a)表示一例從基站裝置10b發(fā)送的導頻信號的幀結構。在圖12的(a) 所示的例子中，使用TDM進行公共及個別導頻信號的復用。導頻信號的幀包含公共導頻信 號部分、個別導頻信號部分、控制信號部分及數據信號/控制信號部分。公共導頻信號，對 多個天線的每個天線，將導頻信號使用FDM、TDM、CDM的任何一個或它們的組合進行復用。 在圖12的(a)所示的例子中，不對控制信號部分乘以發(fā)送權重。因此，終端裝置60b使用 由公共導頻信號獲得的信道估計值，能夠進行控制信號的解調處理。再有，將公共導頻信號和個別導頻信號進行了復用的幀的結構不限于圖12的(a) 所示的例子。如圖12的(b)所示的例子，也可以對控制信號部分乘以與個別導頻信號相同 的發(fā)送權重。由此，終端裝置60b使用由個別導頻信號獲得的信道估計值，能夠進行控制信 號的解調處理。圖12的(b)所示的例子的幀的結構，使用接收質量高的發(fā)送權重，發(fā)送個 別導頻信號，所以可以提高信道估計精度。參照圖11，對于終端裝置60b的結構進行說明。第3實施方式的終端裝置60b的 基本結構與第2實施方式的終端裝置60a相同，但第3實施方式的終端裝置60b包括發(fā)送 側干擾除去系數信息提取單元100，取代發(fā)送側干擾除去/發(fā)送權重信息提取單元96。發(fā) 送側干擾除去系數信息提取單元100具有提取從基站裝置10b發(fā)送的發(fā)送側干擾除去系數 信息a (k-L)(ml)的功能。圖13是表示第3實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的流程圖。第3實施方式的無 線通信系統(tǒng)的基本動作與第1實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作相同，但不同方面在于，在 由資源分配單元46決定了要進行空分復用的終端裝置60b后，對這些終端裝置60b，通知進 行個別數據發(fā)送的處理(步驟S71)。接著，基站裝置10b的發(fā)送側干擾除去系數信息生成單元50對由資源分配單元46 決定了的要進行空分復用的終端裝置60b的組合，生成發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L) (ml)的控制信號序列，并輸入到信號復用單元22。基站裝置10b的第2發(fā)送權重乘法單元40，如下面算式那樣，根據決定了的發(fā)送權 重信息(Vl(m1)，V2(m1))，將對個別導頻信號序列1(10乘以了權重后的個別導頻信號輸入到 信號復用單元22。即，生成對于第s個別導頻信號序列qs(k)，乘以了下述那樣的發(fā)送權重 的信號。再有，下述的算式(12)表示s = 1，2的情況。此外，、表示包含Nt維的元素的列向量。
/ 1 \ jr (ml) jr (ml) q{ (k),…
Vl V2 ”、 …(12)信號復用單元22將公共導頻信號序列yp(k)、個別導頻信號序列yq(k)、控制信號 序列、數據信號序列yg(k)使用FDM、TDM、CDM的任何一個或它們的組合進行復用，從而生成 并輸出規(guī)定的幀結構的信號(步驟S8)。從基站裝置10b接收了個別導頻信號的終端裝置60b，由發(fā)送側干擾除去系數信 息提取單元100提取從基站裝置10b發(fā)送的發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L)(m1)。接著，
19終端裝置60b的信道估計值變更單元98對由第2信道估計單元88獲得的第2信道估計值 Z(ms)，基于發(fā)送側干擾除去系數信息提取單元100中的信息，如以下的算式(13)那樣，計 算變更了的第2信道估計值Z(ms)(步驟S72)。再有，下述算式(13)表示s = 1、2情況下 的信道估計值Z (ms)。此外，Zs (x)表示矩陣Z (x)的第s列向量。[Z: (ms) Z2 (ms) - a (k-L) (ms))]= H (ms) [Vi {V2- a (k-L) Vj]... (13)在本實施方式中，基站裝置10b僅將發(fā)送側干擾除去系數信息a作為控制信號發(fā) 送到對要進行空分復用的終端裝置60b。由此，能夠將因基站裝置中進行事先的干擾除去 而變動的有關傳播信道的信息通知給要進行空分復用的其他終端裝置60b。由此，根據第3 實施方式的無線通信系統(tǒng)，可以降低控制信息量。此外，基站裝置10b對終端裝置60b使用 接收質量高的發(fā)送權重，發(fā)送個別導頻信號，所以可以提高信道估計精度。(第4實施方式)接著，對于第4實施方式的無線通信系統(tǒng)進行說明。第4實施方式的無線通信系 統(tǒng)的基本結構與第1實施方式的無線通信系統(tǒng)相同，但在第4實施方式中，對于將本發(fā)明適 用于OFDM或0FDMA這樣的多載波傳輸的例子進行說明。圖14是表示第4實施方式的基站裝置10c的結構的圖。第4實施方式的基站裝置 10c,除了第1實施方式的基站裝置10的結構之外，還具有FFT單元52和CP附加單元54。 FFT單元52對輸入的副載波信號fd進行FFT處理。CP附加單元54附加循環(huán)前綴(Cyclic prefix)o在圖14中，資源分配單元46被輸入信道質量信息提取單元28、發(fā)送側干擾除去系 數提取單元30、發(fā)送權重信息提取單元32的輸出信號，對編碼單元12、調制單元14、干擾除 去單元16、第1發(fā)送權重乘法單元18、第2發(fā)送權重乘法單元40、信號復用單元22輸出要 進行空分復用的終端裝置60的組合、頻率、時間、代碼等資源的分配信號。圖15是表示第4實施方式的終端裝置60c的結構的圖。第4實施方式的終端裝 置60c，除了第1實施方式的終端裝置60的結構以外，還具有CP除去單元102和IFFT單 元104。CP除去單元102、IFFT單元104進行OFDM解調。通過這些結構，將輸入的時域信 號變換為頻域中的副載波信號。以下，對于第4實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作進行說明。第4實施方式的無線 通信系統(tǒng)的基本動作與第1實施方式的無線通信系統(tǒng)相同，所以參照圖5進行說明?；狙b置10c的第n公共導頻信號生成單元44，如下面算式那樣，生成公共導頻信 號序列Pn(k，fd)，并發(fā)送生成了的公共導頻信號。在下述算式(14)中，n表示發(fā)送天線數 Nt以下的自然數，k表示離散時刻。公共導頻信號序列pn(k，fd)不被乘以發(fā)送權重而被輸 入到信號復用單元22(步驟S1)。其中，fd表示副載波信號的索引，取fd= 1 NS。的值。 再有，Ns。為副載波數。
接收到公共導頻信號的終端裝置60c，由第1信道估計單元68基于從基站裝置 10c發(fā)送的公共導頻信號yp(k，fd)的接收結果，對每個副載波進行信道估計(步驟S2)。由 此獲得的信道估計結果(以下，稱為信道估計值)可以用下面算式的矩陣表示。
h"\lXf<t) h-'ill,/,) ... h'"(\,Nnf(l) ‘ h"'(2Xftl) h"'(2,2,ftl)V(2’乂’./")
H(m,flt)
(15)
h-'iNA^Xf,) h'" (N M),!,/,)…h(huán)-'iN^lN,,/,)在傳播路徑的多路徑的延遲量為CP長度以內的情況下，可以看作為平衰落環(huán)境， 第m終端裝置60c-m中的信道估計值被算出合計(公共導頻信號序列數Nt) X (終端裝置 60c-m的接收天線數Ns(m))個。其中，hm(j2，丄，fd)表示在終端裝置60c-m中，在第fd副載 波信號中由第j2天線接收到第丄公共導頻信號序列時的信道估計值。發(fā)送權重選擇單元70從基站裝置10c和終端裝置60c之間相互已知的固定發(fā) 送權重群un中，根據下述的選擇準則，對每個副載波fd，選擇特定的發(fā)送權重(VI (fd)， V2(fd))，進而基于在使用選擇出的發(fā)送權重Vl(fd)發(fā)送了數據信號的情況下的最大SNR， 估計接收質量(步驟S3)。此外，作為其他方法，也可以基于使用了以最大SNR準則獲得的 最大SNR、以及以最小SNR準則獲得的最小SNR的SINR來估計接收質量。SINR例如根據 (最大SNR/最小SNR)算出。以下表示發(fā)送權重的選擇方法。這里，n取固定發(fā)送權重候選的最大數以下的自 然數。作為最大SNR準則，使用信道估計H(m，fd)的結果，選擇獲得最大SNR的固定發(fā)送權 重 VI (fd)。
Vl(./,) = maxII/7(m../,) ||:
(16)此外，作為最小SNR準則，使用信道估計值H(m，fd)的結果，選擇獲得最小SNR的 固定發(fā)送權重V2。
V2(/,) = K|min||//(m,./,K II2)...(17) 再有，發(fā)送權重的選擇結果的通知，⑴傳送兩種發(fā)送權重(Vl(fd)，V2(fd))的選 擇結果的INDEX信息，或⑵傳送以兩種發(fā)送權重為組的二元的表(x，y)的INDEX信息，或 (3)傳送組合了兩種發(fā)送權重的二元的表中限定為一部分組合的表的INDEX信息(例如，限 定為除了主權重方向相鄰的權重之外的權重的組合來使用表)。第3方法的情況下，可以從 限定了的發(fā)送權重的組合的子集中搜索以最小SNR準則選擇的發(fā)送權重的搜索候選，可以降低運算量。終端裝置60c的發(fā)送側干擾除去系數計算單元74，對每個副載波fd計算以下那樣 的干擾除去系數a (m) (fd)(步驟S4)。干擾除去系數a (m) (fd)，對于被空分復用的其他終端 裝置60c，使用發(fā)送權重V2 (fd)發(fā)送，對于發(fā)向本站的終端裝置60c，使用發(fā)送權重VI (fd)
發(fā)送，而且，在接收側計算在假設使用最大比合成權重接收的情況下的干擾除去系數a w (fd)。
a d ii mmj^wrajf…(is)通過使用這樣的干擾除去系數a (°1)(&)，在信道估計值11(111，4)中不包含誤差、也 沒有變動的情況下獲得的理想條件下，在要進行空分復用的終端裝置60c之中的一個終端 裝置60c-m中，可以獲得以往那樣的DPC產生的特性改善效果。此外，可以不依賴基站裝置 10c的發(fā)送天線數Nt、終端裝置60c的接收天線數Ns(m)而作為一個復數的系數來計算干 擾除去系數。即，由于在發(fā)送天線數Nt、接收天線數Ns大的情況下，應該通知給基站裝置 10c的信息量也相同，所以特別是在發(fā)送天線數Nt、或者接收天線數Ns大的情況下，反饋給 基站裝置10c的信息量的降低效果明顯?？刂菩盘柹蓡卧?6生成將對每個副載波fd的干擾除去系數信息、信道接收質 量信息和選擇出的發(fā)送權重信息反饋到基站裝置10c的控制信號。信號復用單元80將來自對數據信號進行了編碼及調制的編碼/調制單元78的 輸出信號和來自控制信號生成單元76的輸出信號進行復用。這里，信號復用單元80使用 FDM、TDM、CDM的任何一個或組合了它們的復用方法。終端裝置60c將通過復用生成的控制信號發(fā)送到基站裝置10c (步驟S5)?；?裝置10c在接收從終端裝置60c發(fā)送的控制信號時，由發(fā)送權重信息提取單元32從接收信 號中提取從第m終端裝置60c-m發(fā)送的發(fā)送權重信息VI (k_L，fd) (m)、V2 (k_L，fd)(m)。這里， 發(fā)送權重信息VI、V2是，在終端裝置60c-m中，根據最大SNR準則及最小SNR準則選擇出的 發(fā)送權重。m取在基站裝置的區(qū)域內的終端裝置數Nms以下的自然數。信道質量信息提取 單元28從接收信號中提取從終端裝置60c-m發(fā)送的信道質量信息Q (m, fd)。發(fā)送側干擾除 去系數提取單元30從接收信號中提取從終端裝置60c-m發(fā)送的發(fā)送側干擾除去系數信息 a (k-L，fd)w。其中，k表示離散時間，(k-L)表示在終端裝置60c中測量了發(fā)送權重或干 擾除去系數的時間。即，在時刻k，基于離散時間L時刻前的傳播路徑狀況而獲得發(fā)送權重 信息、干擾除去系數信息。資源分配單元46基于從多個終端裝置60c發(fā)送的、對每個副載波的發(fā)送權重信息 (Vl(m) (fd)，V2(m) (fd))及接收質量信息Q(m，fd)，決定要進行空分復用的終端裝置的組合，并 分配頻率、時間、代碼等資源(步驟S6)。這里，要進行空分復用的終端裝置的組合決定方 法，對于某個終端裝置60-ml，將其與這樣的終端裝置組合使以最小SNR準則選擇了的發(fā) 送權重V2(ml)成為對同時進行復用的其他終端裝置60c-m2來說，以最大SNR權重準則選擇 了的發(fā)送權重Vl(m2)。S卩，將V2(ml) =Vl(m2)那樣的終端裝置組合。再有，此時V2(m2) = Vl(ml) 的關系也可以不一定成立。根據該方法，在提高了方向性增益的基礎上，還能夠實現同時進 行復用的終端裝置60間的輻射干擾、被干擾量少的組合。
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在由資源分配單元46決定了各個副載波中進行空分復用的終端裝置的組合 (60c-mU60c-m2)后，對各個終端裝置60c-ml、60c-m2，將SNR為最大的發(fā)送權重設為 (Vl(ml) (fd), Vl(m2) (fd))用于數據信號的發(fā)送。此外，此時，對于終端裝置60-ml，與SINR為 最大的發(fā)送權重的組合(Vl(ml) (fd)，V2(ml) (fd))相等。接著，在由資源分配單元46決定了對副載波的進行空分復用的終端裝置60c后， 對這些終端裝置60c，通知要使用的副載波的信息，同時進行個別數據發(fā)送(步驟S7)。此 外，此時，將包含進行數據傳輸時的MCS信息、發(fā)送功率信息的控制信息作為控制信號發(fā)送 (步驟S7)。再有，在空分復用傳輸時的數據發(fā)送時的發(fā)送功率與發(fā)送個別導頻信號時的發(fā) 送功率相等的情況下，也可以在控制信息中不包含個別數據信號的發(fā)送功率信息。此外，作 為其他方法，在將個別數據信號以與個別導頻信號不同的發(fā)送功率發(fā)送時，將包含發(fā)送功 率信息的控制信息從基站裝置10c發(fā)送到終端裝置60c。終端裝置60c在接收從基站裝置10c發(fā)送的個別數據發(fā)送通知的控制信號時，由 控制信息提取單元84從控制信號中提取包含資源分配信息、個別導頻信號序列信息、進行 數據傳輸時的每個副載波的信道質量信息(MCS信息)、發(fā)送功率信息的控制信息。這里，個 別導頻信號序列信息包含發(fā)送期望數據信號的個別導頻信號序列的信息。即，作為發(fā)送權 重，包含以V1、V2的哪一個發(fā)送的信息?；狙b置10c的第2發(fā)送權重乘法單元40，如下面算式(19)所示，基于決定了的 每個副載波fd的發(fā)送權重信息(Vl(ml)(fd)，V2(ml)(fd))及發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L， fd)(m1)，輸出對個別導頻信號序列qs(k，fd)乘以了權重的個別導頻信號(步驟S8)。再有， 在算式(19)中，表示s= 1，2的情況。此外，7(1表示包含Nt維的元素的列向量。
y,7(KL) M(L) i)r2 (L) - cc(k -L,fd r,(fd)}]
9i(k,fti)
(19)第2信道估計單元88基于從基站裝置10c發(fā)送的個別導頻信號yq(k，fd)的接收 結果，對每個副載波進行信道估計(步驟S9)。將這里獲得的信道估計結果使用如下面算式 (20)那樣的矩陣Z(m，fd)表示(以下，將該矩陣稱為‘第2信道估計矩陣’)。
ZO，./:/)
,(2，2，人)
(20)
z"\Nx{m)Xf(l) z'\NXmlXft,) 機例.、.,/")[。(/:/) {VM’H - L，/:U,)}] 在傳播路徑的多路徑的延遲量為CP長度以內的情況下，可以看作為平衰落環(huán)境， 第m終端裝置60c-m中的第fd副載波信號的信道估計值被算出合計(從基站發(fā)送的個別 導頻信號序列數Nb)X(終端裝置60c-m的接收天線數Ns(m))個。其中，zm(j, s, fd)表示 在終端裝置60c-m中，由第j天線接收到第s個別導頻信號序列時的第fd副載波信號的信 道估計值。此外，下面算式表示Nb = 2的情況下的第2信道估計矩陣Z (m, fd)。
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接收權重計算/乘法單元90對每個副載波使用由第2信道估計單元88估計的第 2信道估計矩陣，計算接收權重，并將其乘以RF接收單元64的輸出信號(步驟S10)。這 里，接收權重基于ZF準則、MMS準則等來計算。在ZF準則的情況下，計算第2信道估計矩陣 Z(m, fd)的逆矩陣廣&，fd)，在根據個別導頻信號序列信息，期望數據信號通過Vs的發(fā)送 信號被發(fā)送的情況下，將由逆矩陣廣&，fd)的第s行構成的行向量作為接收權重。由此， 即使在信道估計值H(m，fd)中包含誤差的情況下，也能夠除去發(fā)向被空分復用的終端裝置 的干擾信號。發(fā)向終端裝置60-ml、60_m2的各個數據信號，由編碼單元12、調制單元14、干擾除 去單元16、第1發(fā)送權重乘法單元18進行處理，并輸出到信號復用單元22。這里，在干擾 除去單元16、第1發(fā)送權重乘法單元18中，進行以下那樣的處理(步驟S11)。干擾除去單 元基于發(fā)送側干擾除去系數信息a (k_L，fd)，進行干擾除去，以降低要進行空分復用的終 端裝置間的干擾。即，對發(fā)向第s終端裝置的數據信號序列ds(k，fd)，如下面算式(21)那 樣，在進行了干擾除去后，發(fā)送數據信號gs(k，fd)。再有，算式(21)是s = 1，2情況下的算式。
gi("，/J接著，第1發(fā)送權重乘法單元18基于提取出的發(fā)送權重信息(Vl(fd)，V2(fd))，對 發(fā)向終端裝置60c-ml、60c-m2的數據信號(也包含用戶個別控制信號)乘以發(fā)送權重。生 成對于從干擾除去單元16輸出的信號序列gs(k，fd)乘以了發(fā)送權重的信號yg(k，fd)。其 中，s表示要空分復用的用戶數以下的自然數。信號序列s = 2情況下&yg(k，fd)以下述 的算式(22)表示。再有，V1、V2及、表示包含Nt維元素的列向量。
A L) = f 淋—L fd) V2 (k — U fd )fgj-..(22)信號復用單元22將公共導頻信號序列yp(k，fd)、個別導頻信號序列yq(k，fd)、數 據信號序列yg(k，fd)用FDM、TDM、CDM的任何一個或它們的組合進行復用，從而生成并輸出 規(guī)定的幀結構的信號。以下，FFT單元52、CP附加單元54進行OFDM調制。S卩，FFT單元52對輸入的副 載波信號fd進行FFT處理。CP附加單元54附加循環(huán)前綴(Cyclicprefix)。解調單元92及解碼單元94，對接收權重計算/乘法單元90的輸出進行解調動作 及解碼動作(步驟S12)。根據以上說明的本實施方式，在由第1信道估計單元68獲得的信道估計矩陣的 結果，以及傳輸數據信號時刻的傳播信道中不包含誤差變動的情況下，如下面算式(23)所 示，發(fā)向終端裝置60c-ml的數據信號djk)使用最大比合成接收權重Wl(fd) = [H(mi, fd) V^k-L, fd)]H來接收而不受來自要進行空分復用的終端裝置60c-m2的同一信道干擾信號 的影響。這里，上標H表示復數共軛算子。( fd )H(/ 1, fd )>、(k, fd )
dx(k^fd)-a{k-L^fd)d2{k,fd)
d2(kjd) 」 …(21)
=[H(m、山 W, (k - L, fd )}H Him,, fd (k - L. fd ) V, (k-U fd )j 汰)^
^Him^f.W.ik-LJ.W (23)此外，在由終端裝置60_ms中的副載波fd的第1信道估計單元68獲得的信道估計 矩陣H(ms，fd)的結果和傳輸數據信號時刻的傳播信道中包含誤差變動的情況下的接收信 號&&，4)，由以下算式(24)表示。再有，算式(24)表示s = 1，2的情況下的算式。這種 情況下，發(fā)向終端裝置60c-ms的數據信號ds(k，fd)，通過使用由第2信道估計單元88獲得 的信道估計值Z(ms、fd)計算接收權重，能夠接收而不受來自要進行空分復用的其他終端裝 置的同一信道干擾信號的影響。rs{k, fj = H、ms, fdWfd)[d、{kJd、- a{k - LJAKk, fd)\ + H [ms、fjqfjd 補彳》
=H[ms, fd )[r； (./； ) {fd )-a(k-L, fd (/, )}f，亡 h)
W )」...(24)以上，如第4實施方式所示那樣，也可以將第1實施方式的結構適用于OFDM或 0FDMA這樣的多載波傳輸。這種情況下，通過對多個副載波的每個副載波或對將多個副載波 集中為一個的子帶(subband)，適用本實施方式的動作，可以獲得與第1實施方式同樣的效^ o此外，對于第2實施方式和第3實施方式的結構，也同樣適用于OFDM或0FDMA這 樣的多載波傳輸。這種情況下，也通過對多個副載波的每個副載波或對將多個副載波集中 為一個的子帶，適用本實施方式的動作，可以獲得與第2實施方式、第3實施方式同樣的效^ o(第5實施方式)在上述第1實施方式中，主要進行了對于多個不同的終端裝置，將各個單播的 個別數據信號使用空分復用發(fā)送時的動作的說明。在本實施方式中，對于適用于將同一 數據發(fā)送到發(fā)向被限定了的多個終端的組播或廣播的MBS(MultiCast and Broadcast Service)的數據信號(以下稱為組播信號)，以及被單播發(fā)送到發(fā)向特定的終端裝置的個 別數據信號進行空分復用的情況下的無線通信系統(tǒng)，進行更具體的說明。再有，以下以與第 1實施方式不同的部分為主進行說明。圖16是表示第5實施方式的基站裝置10d的結構的圖。再有，終端裝置60的結 構與第1實施方式相同，所以省略其說明。[基站裝置]如圖16所示，基站裝置10d包括編碼單元12a，將發(fā)送到終端裝置60的個別數據 信號la進行編碼；編碼單元12b，將要進行組播(或廣播)的數據信號2b進行編碼；調制 單元14a、14b，對編碼后的各個數據信號進行調制；干擾除去單元16，在進行終端裝置60中 的個別數據信號的接收時，預先從調制信號中除去作為干擾成分的組播數據；第1發(fā)送權 重乘法單元18，對干擾除去后的調制信號乘以發(fā)送權重；加法器20，將干擾除去后的調制 信號相加；信號復用單元22，將公共導頻信號和個別導頻信號在相加后的調制信號上進行 復用；RF發(fā)送單元24，將復用后的信號變換為無線信號；以及多個天線26，發(fā)送無線信號。再有，具有發(fā)送由信號復用單元22生成的信號的功能的RF發(fā)送單元24和天線26，對應于 權利要求中記載的控制信號發(fā)送單元和數據發(fā)送單元。編碼單元12a和調制單元14a上連接著信道質量信息提取單元28。信道質量信息 提取單元28通過RF接收單元36和解調/解碼單元34從終端裝置60接收到的接收信號 中提取信道質量信息。信道質量信息提取單元28從各個終端裝置60接收到的信號中提取 信道質量信息。因此，信道質量信息對每個終端裝置60存在不同的值。這里，將終端裝置 60-s的信道質量信息表示為信道質量信息Q(s)。再有，對于以下說明的其他參數，在對每個 終端裝置60存在不同的值的情況下，根據需要，也在右上方附加(s)而同樣地表現。信道質量信息提取單元28將信道質量信息Q(s)通知給編碼單元12a和調制單元 14a。編碼單元12a和調制單元14a基于信道質量信息Q(s)，進行對發(fā)送到終端裝置60_s的 發(fā)送數據la的編碼和調制。另一方面，在編碼單元12b和調制單元14b中，基于來自資源分配單元的輸出，進 行要組播(或廣播)發(fā)送的發(fā)送數據lb的編碼及調制。在干擾除去單元16上，連接著發(fā)送側干擾除去系數提取單元30。發(fā)送側干擾除去 系數提取單元30通過RF接收單元36和解調/解碼單元34，從終端裝置60_s接收到的接 收信號中提取發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L)(s)。其中，k表示離散時間，(k-L)表示在 終端裝置60-s中測量了發(fā)送權重或干擾除去系數的時間。在第1發(fā)送權重乘法單元18上，連接著發(fā)送權重信息提取單元32。發(fā)送權重信 息提取單元32從終端裝置60-s接收到的信號中提取發(fā)送權重信息VI (k-L) (s)、V2 (k-L)(s)。 其中，發(fā)送權重信息VI、V2，在終端裝置60-s中，根據最大SNR準則和最小SNR準則來選擇。再有，干擾除去系數信息、發(fā)送權重信息，在時刻k，基于離散時間L時刻前的傳播 路徑狀況來求。干擾除去單元16基于來自發(fā)送個別數據的特定的終端裝置60的發(fā)送側干擾除去 系數信息a (k_L)，進行發(fā)向終端裝置60-s的個別數據的發(fā)送，并且進行干擾除去，以降低 要進行空分復用的組播(或廣播)數據信號之間的干擾。即，在多個終端裝置60中，作為 特定的終端裝置(以下，作為代表例，作為s = 1進行說明)，對作為發(fā)向終端裝置60-1的 個別數據信號la的數據信號序列屯仏)，在進行了由作為組播(或廣播)數據信號2b的數 據信號序列d2(k)造成的干擾的干擾除去后，發(fā)送數據信號。對發(fā)向第1終端裝置60-1的 數據信號序列djk)的干擾除去后的數據信號gl(k)以算式(1)表示。再有，對于組播(或 廣播)數據信號序列d2(k)不進行任何處理，但為了便于后續(xù)的算式展開，表記為= d2(k)。第1發(fā)送權重乘法單元18基于從終端裝置60-1發(fā)送的、由發(fā)送權重信息提取單 元32提取出的發(fā)送權重信息(V1、V2)，如算式(2)那樣，生成對從干擾除去單元16輸出的 信號序列gs(k)乘以了發(fā)送權重的信號yg(k)。在本實施方式中表示空分復用數為2的情 況，在算式(2)中的VI、V2及、表示包含Nt維的元素的列向量。其中，Nt表示發(fā)送天線 數。信號復用單元22將公共導頻信號序列yp(k)、個別導頻信號序列yq(k)、數據信號 序列yg(k)使用FDM、TDM、CDM的任意一個或它們的組合進行復用，從而生成并輸出規(guī)定的 幀結構的導頻信號。
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基站裝置10d具有用于生成對數據信號進行復用的公共導頻信號和個別導頻信 號的公共導頻信號生成單元44和個別導頻信號生成單元38。公共導頻信號生成單元44生 成公共導頻信號序列pn(k)。其中，n表示發(fā)送天線數Nt以下的自然數，k表示離散時間。 公共導頻信號生成單元44將生成的公共導頻信號輸入到信號復用單元22。g卩，公共導頻信 號序列Pn(k)沒有被乘以發(fā)送權重。個別導頻信號生成單元38將生成的個別導頻信號輸入到第2發(fā)送權重乘法單元 40。以下，對于要對第1終端裝置60-1發(fā)送的個別導頻信號序列進行說明。第2發(fā)送權重 乘法單元40基于從第1終端裝置60-1發(fā)送的發(fā)送權重信息(V1、V2)和發(fā)送側干擾除去系 數信息a (k_L)，對個別導頻信號序列qs(k)乘以權重，并輸出權重乘法運算后的個別導頻 信號。即，生成對第s個別導頻信號序列qs(k)乘以了發(fā)送權重的信號。算式(3)是表示s =1，2的情況下的乘以了發(fā)送權重的信號yq(k)的算式。其中，7(1表示包含Nt維的元素的 列向量。基站裝置10d具有資源分配單元46。資源分配單元46基于從多個終端裝置60_m 發(fā)送的，從發(fā)送權重信息提取單元32輸出的發(fā)送權重信息(V1W、V2W)及從信道質量信息 提取單元28輸出的接收質量信息Q(m)，決定發(fā)送個別數據的終端裝置60，并分配頻率、時 間、代碼等資源。在將對終端裝置60-m的個別的數據信號和組播信號(或廣播信號)用空 分復用傳輸來傳輸的情況下，首先，資源分配單元46基于從信道質量信息提取單元28輸出 的接收質量信息Q(m)，分配通過單播來發(fā)送個別的數據信號的一個終端裝置60-1的頻率、 時間等資源。接著，提取從分配了資源的終端裝置60-1發(fā)送的、由發(fā)送權重信息提取單元32輸 出的發(fā)送權重信息(V1，V2)，并輸出到發(fā)送權重乘法單元18。這里，向分配了資源的終端裝 置60-1單播的個別的數據信號la，被輸入到圖16的編碼單元12a。另一方面，此時，同時 被復用的廣播或組播的數據信號lb被輸入到編 碼單元12b。資源分配單元46在決定要進行空分復用的終端裝置60-1后，對這些終端裝置 60-1通知進行個別數據發(fā)送。此外，同時廣播進行組播(或廣播)發(fā)送。此時，將包含了進 行數據傳輸時的MCS信息、發(fā)送功率信息的控制信息作為控制信號發(fā)送。再有，在以與發(fā)送 個別導頻信號時的發(fā)送功率相等的功率進行個別數據發(fā)送的情況下，也可以不在控制信息 中包含個別數據信號的發(fā)送功率信息。此外，作為其他方法，在將個別數據信號以與個別導 頻信號不同的發(fā)送功率發(fā)送時，將包含了發(fā)送功率信息的控制信息從基站裝置10d發(fā)送到 終端裝置60。[終端裝置]終端裝置60的結構與第1實施方式中用圖2說明過的結構相同，所以省略說明。[無線通信系統(tǒng)的動作]圖17是表示本實施方式的無線通信系統(tǒng)的動作的流程圖。以下，參照圖17，對于 無線通信系統(tǒng)的動作進行說明?；狙b置10d的第n公共導頻信號生成單元44生成公共 導頻信號序列Pn(k)，將生成的公共導頻信號輸出到終端裝置60(步驟S1)。終端裝置60在接收從基站裝置10d發(fā)送的公共導頻信號后，基于公共導頻信號 yp(k)的接收結果進行信道估計，求信道估計值(步驟S2)。接著，終端裝置60的發(fā)送權重 選擇單元70從基站裝置10d和終端裝置60之間相互已知的固定發(fā)送權重群un中，根據上述選擇準則，選擇特定的發(fā)送權重(VI，V2)，進而基于使用選擇出的發(fā)送權重VI發(fā)送了數 據信號的情況下的最大SNR來估計接收質量(步驟S3)。接著，終端裝置60-m的發(fā)送側干擾除去系數計算單元74計算干擾除去系數a (m) (步驟S4)。如上述那樣，干擾除去系數a (m)是，在假設了對于被空分復用的其他終端裝 置60，使用發(fā)送權重V2發(fā)送，對于發(fā)向本站的終端裝置60，使用發(fā)送權重VI發(fā)送，進而，在 接收側使用最大比合成權重接收的情況下的干擾除去系數。終端裝置60的控制信號生成單元76生成將干擾除去系數信息、信道接收質量信 息及選擇出的發(fā)送權重信息反饋到基站裝置10d的控制信號，并將生成的控制信號通知給 基站裝置10d (步驟S5)?；狙b置10d基于從多個終端裝置60發(fā)送的、發(fā)送權重信息(V1W、V2W)及接收 質量信息Q(m)，由資源分配單元46決定要進行空分復用的終端裝置60，并分配頻率、時間、 代碼等資源(步驟S6-1)。接著，決定要進行個別數據發(fā)送的終端裝置60和要進行空分復 用的組播(或廣播)的數據信號的代碼、調制等的發(fā)送格式(步驟S6-2)?；狙b置10d在 決定了對要進行空分復用的終端裝置60的單播及組播(或廣播)信號后，對發(fā)送個別數據 的終端裝置60及作為組播(或廣播)對象的終端裝置60，通知進行數據發(fā)送(步驟S7)。 此外，此時，將包含進行數據傳輸時的MCS(Modulation andcoding scheme)信息、發(fā)送功率 信息的控制信息作為控制信號發(fā)送。終端裝置60通過控制信息提取單元74，從控制信號中提取包含了從基站裝置10d 發(fā)送的資源分配信息、個別導頻信號序列信息、進行數據傳輸時的信道質量信息(MCS信 息)、發(fā)送功率信息的控制信息(步驟S7)。 基站裝置10d在通知個別數據發(fā)送和組播(或廣播)之后，對終端裝置60發(fā)送個 別導頻信號(步驟S8)。這里，發(fā)送的個別導頻信號是，基于發(fā)送權重信息(Vl(ml)、V2(m1))和 發(fā)送側干擾除去系數信息a (k-L)(m1)，對個別導頻信號序列qs(k)乘以了權重的信號。終端裝置60在接收個別導頻信號時，基于個別導頻信號yq(k)的接收結果，由第 2信道估計單元88進行信道估計，計算信道估計值(步驟S9)。終端裝置60的接收權重計 算/乘法單元90使用由第2信道估計單元88估計出的第2信道估計矩陣，計算接收權重 (步驟S10)，并將其乘以RF接收單元64的輸出信號。基站裝置10d用編碼單元12a、12b、調制單元14a、14b、干擾除去單元16、第1發(fā)送 權重乘法單元18處理發(fā)向終端裝置60的數據信號la及組播(或廣播)數據信號lb，并將 處理后的個別數據發(fā)送到終端裝置60 (步驟S11)。終端裝置60在從基站裝置10d接收個 別數據la或組播(或廣播)數據信號2b時，用解調單元92和解碼單元94，對接收權重計 算/乘法單元90的輸出進行解調動作及解碼動作(步驟S12)。以上，對于本實施方式的基 站裝置10d和終端裝置60的結構及動作進行了說明。[本實施方式的效果]根據本實施方式，與第1實施方式同樣，在傳輸數據信號的時刻的傳播信道中沒 有誤差變動的情況下，被發(fā)送個別數據的終端裝置60-1能夠接收而不受因被空分復用發(fā) 送的組播(或廣播)信號造成的同一信道干擾信號的影響。此外，在終端裝置60-ms的第1 信道估計單元68獲得的信道估計矩陣H(ms)的結果和傳輸數據信號的時刻的傳播信道中 包含誤差變動的情況下，使用由第2信道估計單元88獲得的信道估計值Z (ms)計算接收權重，從而能夠接收而不受因被空分復用發(fā)送的組播(或廣播)信號造成的同一信道干擾信 號的影響。除了這樣的與第1實施方式同樣的效果以外，在本實施方式中，還在抑制了對單 播發(fā)送給終端裝置60的個別數據信號的、終端裝置60中的接收質量的劣化的基礎上，還能 夠在接收終端裝置60-1以外的終端裝置60中接收被空分復用傳輸的組播(或廣播)信號， 所以能夠進一步提高頻率利用效率。再有，在本實施方式中，組播(或廣播)信號在發(fā)送權重乘法單元18中用發(fā)送權 重V2被方向性發(fā)送，所以組播(或廣播)的接收質量有可能因區(qū)域內的終端裝置60的位 置而降低。因此，作為將區(qū)域內的終端裝置60的位置性的接收質量進行平均的方法，使用 以下那樣的方法是有效的。即，組播(或廣播)信號反復發(fā)送(重復發(fā)送)同一內容的數 據，進而在各個組播(或廣播)信號的重復發(fā)送時，資源分配單元46分配終端裝置60-s而 發(fā)送個別數據信號la-k，以使發(fā)送組播(或廣播)數據信號時的發(fā)送權重V2隨時不同。以 下，用圖18進行該動作的詳細說明。圖18分別表示在時間軸或頻率軸分配了不同的資源 Rk的情況下的、對要進行第k反復發(fā)送(重復發(fā)送)信號的組播(或廣播)數據信號2b-k， 以及與其一起要進行空分復用的個別數據信號la-k使用的發(fā)送權重。再有，在圖18中，表 示組播(或廣播)信號的反復發(fā)送的系數為3次(即k = 1、2、3)，能夠選擇的發(fā)送權重Vl 或V2為四個(pl、p2、p3、p4)的情況，但不限于此。如圖18所示，在資源分配單元46中進 行終端裝置60的分配，以對每個組播(或廣播)信號的第k反復發(fā)送，發(fā)送權重V2(k)每 次不同。由此，能夠獲得將區(qū)域內的終端裝置60的位置性的接收質量進行平均的效果。再有，在本實施方式中，也可以在個別數據信號的發(fā)送時進行發(fā)送功率控制。此 外，也可以僅在個別數據信號的發(fā)送功率控制的結果、即發(fā)送功率比規(guī)定值小時，進行組播 (或廣播)信號的空分復用發(fā)送。這種情況下，對于位于小區(qū)邊緣附近的終端裝置，也可以 獲得能夠確保組播(或廣播)接收質量的效果。以上，說明了當前考慮的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但應該理解，對于本實施方式來 說可進行多樣的變形，因此，意圖是使權利要求的范圍包含本發(fā)明的真實的精神和范圍內 的所有變形。本申請要求2008年2月5日在日本申請的專利申請?zhí)枮?008-025746和2009年 2月4日在日本申請的專利申請?zhí)枮?009-024017的優(yōu)先權，相應申請的內容通過引用而引 入本申請中。工業(yè)實用性如以上說明，本發(fā)明具有能夠抑制因在基站裝置中，對要發(fā)送的調制信號事先進 行干擾除去造成的接收特性劣化的出色效果，例如作為進行空分多址的基站等是有用的。
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權利要求
基站裝置，通過空分復用以同一信道與第一終端裝置和第二終端裝置進行通信，所述基站裝置包括干擾除去系數提取單元，從所述第一終端裝置接收到的信號中提取用于除去發(fā)向所述第二終端裝置的傳播信道的干擾的干擾除去系數；控制信號發(fā)送單元，基于所述干擾除去系數，生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到所述終端裝置；干擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述第二終端裝置的發(fā)送數據。
2.如權利要求1所述的基站裝置，還包括發(fā)送權重乘法單元，對終端裝置中用于估計傳播信道的導頻信號進行與所述干擾除去 系數的值對應的加權；以及個別導頻信號生成單元，生成由所述發(fā)送權重乘法單元獲得的個別導頻信號，從所述控制信號發(fā)送單元發(fā)送的信號包含所述個別導頻信號。
3.如權利要求1所述的基站裝置，還包括信號復用單元，生成將通知所述干擾除去系數的控制信號和用于估計傳播信道的導頻 信號進行了復用的信號，所述控制信號發(fā)送單元發(fā)送由所述信號復用單元生成了的信號。
4.如權利要求3所述的基站裝置，所述信號復用單元生成將所述個別導頻信號進行了 進一步復用的信號。
5.如權利要求4所述的基站裝置，所述信號復用單元生成復用了與所述個別導頻信號 進行了相同加權的所述控制信號的信號。
6.如權利要求1 5的任何一項所述的基站裝置，所述干擾除去系數提取單元包括將所述干擾除去系數與識別符關聯存儲的干擾除去 系數存儲單元，所述干擾除去系數提取單元提取表示所述干擾除去系數的識別符的信息，所述干擾除去單元從所述干擾除去系數存儲單元中讀取與所述識別符對應的干擾除 去系數，用所述干擾除去系數除去干擾成分。
7.終端裝置，與基站裝置進行通信，所述基站裝置與多個終端裝置進行空分復用，所述 終端裝置包括信號接收單元，接收從所述基站裝置發(fā)送的、包含基于所述干擾除去系數生成了的導 頻信號的控制信號；信道估計單元，用所述控制信號所包含的所述干擾除去系數，求發(fā)向所述基站裝置的 傳播信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息，進行從所述基站裝置發(fā)送的數據的解調。
8.無線通信系統(tǒng)，包括多個終端裝置；以及通過空分復用以同一信道與所述多個終 端裝置之中的第一終端裝置和第二終端裝置進行通信的基站裝置，所述第一終端裝置具有干擾除去系數計算單元，求用于除去所述第一終端裝置和所述基站裝置之間的傳播信 道的干擾的干擾除去系數；以及干擾除去系數發(fā)送單元，將所述干擾除去系數發(fā)送到所述基站裝置， 所述基站裝置具有干擾除去系數接收單元，從所述第一終端裝置接收所述干擾除去系數； 控制信號發(fā)送單元，基于所述干擾除去系數，生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到 所述終端裝置；干擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干 擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數 據和發(fā)向發(fā)向所述第二終端裝置的發(fā)送數據， 所述第二終端裝置具有信號接收單元，接收從所述基站裝置發(fā)送的所述控制信號；信道估計單元，用所述控制信號所包含的所述干擾除去系數，求所述第二終端裝置和 所述基站裝置之間的傳播信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息，進行從所述基站裝置發(fā)送的數據的解調。
9.無線通信方法，用于通過空分復用以同一信道與第一終端裝置和第二終端裝置進行 通信的基站裝置，所述無線通信方法包括所述基站裝置從所述第一終端裝置接收用于除去發(fā)向所述第二終端裝置的傳播信道 的干擾的干擾除去系數的步驟；所述基站裝置基于所述干擾除去系數，生成包含導頻信號的控制信號，并發(fā)送到所述 終端裝置的步驟；用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分的步驟；以及通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述 第二終端裝置的發(fā)送數據的步驟。
10.基站裝置，通過空分復用以同一信道傳輸對第一終端裝置的單播信號和對多個終 端裝置群的組播或廣播信號，所述基站裝置包括干擾除去系數提取單元，從所述第一終端裝置接收到的信號中提取用于除去與所述多 個終端裝置群之間的傳播信道的干擾的干擾除去系數；控制信號發(fā)送單元，基于與所述干擾除去系數有關的信息，生成包含導頻信號的控制 信號，并發(fā)送到所述第一終端裝置和所述多個終端裝置群；干擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干 擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數 據和發(fā)向所述多個終端裝置群的發(fā)送數據。
11.無線通信系統(tǒng)，包括多個終端裝置；以及通過空分復用以同一信道傳輸對所述多 個終端裝置之中的第一終端裝置的單播信號和對多個終端裝置群的組播或廣播信號的基 站裝置，所述第一終端裝置具有干擾除去系數計算單元，求用于除去與所述基站裝置之間的傳播信道的干擾的干擾除 去系數；以及干擾除去系數發(fā)送單元，將所述干擾除去系數發(fā)送到所述基站裝置， 所述基站裝置具有干擾除去系數接收單元，從所述第一終端裝置接收所述干擾除去系數； 控制信號發(fā)送單元，基于與所述干擾除去系數有關的信息，生成包含導頻信號的控制 信號，并發(fā)送到所述終端裝置；干擾除去單元，用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干 擾成分；以及數據發(fā)送單元，通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數 據和發(fā)向所述多個終端裝置群的發(fā)送數據， 所述多個終端裝置群具有信號接收單元，接收從所述基站裝置發(fā)送的所述控制信號；信道估計單元，用所述控制信號所包含的有關所述干擾除去系數的信息，求與所述基 站裝置之間的傳播信道；以及解調單元，用所述傳播信道的信息，進行從所述基站裝置發(fā)送的數據的解調。
12.無線通信方法，用于通過空分復用以同一信道傳輸對第一終端裝置的單播信號和 對多個終端裝置群的組播或廣播信號的基站裝置，所述無線通信方法包括所述基站裝置從所述第一終端裝置接收用于除去與所述多個終端裝置群之間的傳播 信道的干擾的干擾除去系數的步驟；所述基站裝置基于與所述干擾除去系數有關的信息，生成包含導頻信號的控制信號， 并發(fā)送到所述終端裝置的步驟；用所述干擾除去系數，從發(fā)向所述第一終端裝置的發(fā)送數據中除去干擾成分的步驟;以及通過所述同一信道發(fā)送由所述干擾除去單元除去了干擾成分的發(fā)送數據和發(fā)向所述 多個終端裝置群的發(fā)送數據的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的基站裝置(10)通過空分復用以同一信道與第1終端裝置和第2終端裝置進行通信。基站裝置(10)包括從第1終端裝置接收到的信號中提取用于事先除去與第1終端裝置之間的傳播信道的干擾的干擾除去系數的干擾除去系數提取單元(30)，將包含有關干擾除去系數的信息的導頻信號發(fā)送到第2終端裝置。此外，基站裝置(10)包括從應該通過同一信道發(fā)送的發(fā)送數據中，用干擾除去系數除去干擾成分的干擾除去單元(16)，將由干擾除去單元(16)除去了干擾成分的發(fā)送數據通過同一信道發(fā)送到第1終端裝置和第2終端裝置。本發(fā)明提供無線通信系統(tǒng)，該無線通信系統(tǒng)在多用戶MIMO中，在基站裝置中對要發(fā)送的調制信號事先進行干擾除去時，抑制了因信道變動和信道估計誤差造成的被重疊的干擾成分。
文檔編號H04B7/04GK101933270SQ20098010397
公開日2010年12月29日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權日2008年2月5日
發(fā)明者岡坂昌藏, 岸上高明 申請人:松下電器產業(yè)株式會社