專利名稱：通信系統(tǒng)、發(fā)送裝置、接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)。
背景技術(shù)：
I.關(guān)于 THPTomlinson Harashima Precoding(THP)是在存在干擾的狀況下發(fā)送裝置預(yù)先掌握干擾并從發(fā)送信號(hào)中預(yù)先消除干擾來(lái)對(duì)接收裝置發(fā)送信號(hào)的技術(shù)。是通過(guò)此時(shí)在收發(fā)兩裝置中進(jìn)行模(modulo ;求余)運(yùn)算，從而抑制了因消除干擾而帶來(lái)的發(fā)送功率的增加而進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)的方法(參照下述非專利文獻(xiàn)I)。
針對(duì)在利用了 THP的通信中收發(fā)的兩側(cè)所執(zhí)行的模運(yùn)算來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。該模運(yùn)算是通過(guò)將發(fā)送信號(hào)保持為一定振幅以下來(lái)減少發(fā)送功率的處理。具體而言，模運(yùn)算是按照通過(guò)對(duì)發(fā)送信號(hào)的I-ch(In-phase channel), Q-ch(Qudrature channel)加上對(duì)收發(fā)兩側(cè)而言已知的值τ的整數(shù)倍的信號(hào)來(lái)使該信號(hào)成為收斂于[_τ/2，τ/2]的范圍的信號(hào)的方式進(jìn)行變換的運(yùn)算。該模運(yùn)算的一例在圖24中示出。在圖24中，模運(yùn)算通過(guò)以 表示的信號(hào)移動(dòng)至〇的位置的處理來(lái)表現(xiàn)，通過(guò)對(duì)·加上擾動(dòng)矢量d( = (-2) T+j*(-l) τ )而移動(dòng)至〇。j是虛數(shù)單位。〇與I_ch、Q-ch—并收斂于以原點(diǎn)為中心的[_τ/2，τ/2]的范圍。如此，模運(yùn)算具有使信號(hào)的振幅收斂于一定范圍內(nèi)的效果。通常，模寬τ，在將調(diào)制符號(hào)的平均功率向I歸一化的情況下，根據(jù)調(diào)制方式成為預(yù)先對(duì)收發(fā)側(cè)而言已知的給定的值。例如，在 QPSK 中τ =27"2，在 16QAM 中τ =S 7 V~10，/E 64QAM 中τ =16/λ/~42。通過(guò)該模運(yùn)算，即使在接收側(cè)受到較大干擾的環(huán)境下，也能在抑制因干擾去除而帶來(lái)的發(fā)送功率的增加的同時(shí)，來(lái)發(fā)送信號(hào)。另外，若將模運(yùn)算以數(shù)式表示，則成為數(shù)式I
( \ f \
Re(X)H■—Iin(X)+ —Modr(x) =JC-Aoor -τ-/.floor -1 τ
ττ
κ J V J (I)。在此，j是虛數(shù)單位，Re(X)表示x的實(shí)部，Im(X)表示x的虛部。floor(x)表示不超過(guò)X的最大的整數(shù)。接下來(lái)，說(shuō)明THP的原理。將期望信號(hào)設(shè)為S，干擾設(shè)為f。發(fā)送裝置首先從期望信號(hào)s中減去干擾f。這是以THP預(yù)先掌握了干擾f為前提。然而，由于減法結(jié)果的信號(hào)s-f的通常振幅較大，因此若直接進(jìn)行發(fā)送則發(fā)送功率會(huì)增加。于是，發(fā)送裝置對(duì)該信號(hào)s-f進(jìn)行模運(yùn)算，來(lái)發(fā)送以Modt (s-f)表示的信號(hào)。如此，發(fā)送裝置能使發(fā)送信號(hào)與I-Ch Q-Ch—并收斂于以原點(diǎn)為中心[-τ/2，τ/2]的范圍內(nèi)，較之于發(fā)送信號(hào)s-f的情況，能發(fā)送抑制了功率的信號(hào)。在此，若將傳播路徑的特性設(shè)為I來(lái)忽略噪聲的影響，則接收信號(hào)成為Modt (s-f)+f。因?yàn)榻邮昭b置受干擾f。若接收裝置對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行模運(yùn)算，則成為
數(shù)式2Mod, (Mod, (s-f) +f) = Mod, (s-f+f) = Mod, (s) = s (2)，接收裝置能檢測(cè)期望信號(hào)。如此，通過(guò)在接收側(cè)也進(jìn)行模運(yùn)算，能在接收側(cè)還原期望信號(hào)S。以上是THP的機(jī)制。2. MU-MIMO THP(整體的系統(tǒng)構(gòu)成)如圖25所示，若基站(Base Station :BS)在同一時(shí)刻、同一頻率對(duì)多個(gè)終端(Mobile Terminal MT)發(fā)送信號(hào)，則通常會(huì)產(chǎn)生用戶間干擾(Multi User Interference MUI)。使用THP效率良好地去除該MUI來(lái)對(duì)多個(gè)MT進(jìn)行復(fù)用的方法是下行鏈路(Downlink DL)的MU-MMO(多用戶多入多出)。
DL MU-MIMO THP是以BS對(duì)MT的傳播路徑狀態(tài)信息(Channel StateInformation CSI)全部進(jìn)行了掌握為前提的技術(shù)。這是由于，如上述那樣，THP中，需要作為發(fā)送裝置的BS掌握作為接收裝置的MT受到的干擾，在DL MU-MIMO THP中，為了計(jì)算該干擾，需要使用CSI。以下，參照附圖
來(lái)說(shuō)明該DL MU-MIMIO THP的BS和MT的構(gòu)成。本次為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，描述了 MT為2人的情況，但在MU-MMO THP中復(fù)用了任意的數(shù)目的MT的情況下也能同樣地實(shí)現(xiàn)。(參照下述非專利文獻(xiàn)2)(BS 構(gòu)成圖(2MTs))BS掌握了發(fā)往各MT的CSI，同時(shí)以同一時(shí)刻、同一頻率對(duì)2個(gè)MT發(fā)送信號(hào)。此時(shí)，如圖25所示，為了使2個(gè)MT (MTl、MT2)彼此不受干擾，需要去除發(fā)往MTl的信號(hào)對(duì)MT2造成的干擾、發(fā)往MT2的信號(hào)對(duì)MTl造成的干擾這樣的彼此互造成的2個(gè)干擾。BS利用THP來(lái)去除這2個(gè)干擾中的一者，并乘以線性濾波器來(lái)去除另一者。圖26示出了用于實(shí)現(xiàn)與2個(gè)MT之間的通信的具體的BS的一構(gòu)成例。以下，依照?qǐng)D26所示的構(gòu)成例來(lái)說(shuō)明BS的構(gòu)成。(BS 的構(gòu)成)首先，編碼部101-1，2對(duì)發(fā)往各MT的信息比特進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，并將發(fā)往各MT的編碼比特輸入至調(diào)制部103-1，2。調(diào)制部103-1，2對(duì)所輸入的發(fā)往各MT的編碼比特進(jìn)行調(diào)制，來(lái)生成發(fā)往各MT的調(diào)制信號(hào)。生成了發(fā)往MTl的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制部103-1將發(fā)往MTl的調(diào)制符號(hào)輸入至干擾計(jì)算部113和線性濾波器乘法部115。生成了發(fā)往MT2的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制部103-2將發(fā)往MT2的調(diào)制符號(hào)輸入至干擾減法部107。線性濾波器計(jì)算部117使用BS所掌握的CSI來(lái)計(jì)算線性濾波器和干擾系數(shù)信息，并分別輸入至線性濾波器乘法部115和干擾計(jì)算部113。接下來(lái)，干擾計(jì)算部113使用從生成了發(fā)往MTl的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制部103-1輸入的調(diào)制信號(hào)和干擾系數(shù)信息，來(lái)計(jì)算MT2受到的干擾，并輸入至干擾減法部107。干擾減法部107在從發(fā)往MT2的調(diào)制信號(hào)中減去MT2受到的干擾后，將該減法結(jié)果的信號(hào)輸入至模運(yùn)算部111。模運(yùn)算部111對(duì)減法結(jié)果的信號(hào)實(shí)施式(I)所示的模運(yùn)算，并將模運(yùn)算后的信號(hào)輸入至線性濾波器乘法部115。在圖26中，將由虛線包圍的干擾減法部107、干擾計(jì)算部113、以及模運(yùn)算部111稱為非線性空間復(fù)用部105。線性濾波器乘法部115對(duì)所輸入的發(fā)往MTl的信號(hào)、以及發(fā)往MT2的信號(hào)乘以線性濾波器。由此，發(fā)往MT2的信號(hào)的Null朝著MTl的方向，發(fā)往MT2的信號(hào)不會(huì)對(duì)MTl造成干擾。其后，線性濾波器乘法部115將線性濾波器乘法后的信號(hào)輸入至發(fā)送部121-1，2。發(fā)送部121-1，2在對(duì)線性濾波器乘法后的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字/模擬變換后，上變頻至載波頻率來(lái)對(duì)MTl以及MT2發(fā)送信號(hào)。(MT 構(gòu)成圖(2MTs))MT1、MT2接收從BS發(fā)送的信號(hào)。各MT對(duì)接收信號(hào)使用與BS相同的模運(yùn)算來(lái)進(jìn)行接收處理。參照?qǐng)D27來(lái)進(jìn)行MT的詳細(xì)的說(shuō)明。(MT 的構(gòu)成)接收部131將在天線AT接收到的信號(hào)從載波頻率下變頻至基帶，進(jìn)行模擬/數(shù)字 變換，來(lái)生成基帶數(shù)字信號(hào)。其后，接收部131將基帶數(shù)字信號(hào)輸入至傳播路徑補(bǔ)償部133。傳播路徑補(bǔ)償部133對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳播路徑補(bǔ)償，并將傳播路徑補(bǔ)償后的信號(hào)輸入至模運(yùn)算部135。模運(yùn)算部135對(duì)傳播路徑補(bǔ)償后的信號(hào)實(shí)施式(I)所示的模運(yùn)算來(lái)對(duì)解調(diào)部輸入信號(hào)。解調(diào)部137對(duì)取模后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)結(jié)果輸入至解碼部141。(理論說(shuō)明)如參照?qǐng)D26以及圖27所說(shuō)明的那樣，DL MU-MIMO THP的機(jī)制是，將發(fā)往MTl的信號(hào)和發(fā)往MT2的信號(hào)彼此互造成的干擾中的一者通過(guò)THP來(lái)去除，另一者通過(guò)線性濾波器的乘法來(lái)去除。接著，從理論方面來(lái)詳細(xì)說(shuō)明該DL MU-MIMO THP的機(jī)制。(變量定義)現(xiàn)在，將從BS具有的2根天線到MTl的傳播路徑的復(fù)增益設(shè)為hn，h21。另外，同樣地，將到MT2的傳播路徑的復(fù)增益設(shè)為h21，h22。利用這些值使傳播路徑矩陣H為數(shù)式3
私2、
剛hj
￠3)。另外，將發(fā)往MTl和MT2的調(diào)制信號(hào)分別設(shè)為S1,s2。(線性濾波器的計(jì)算)線性濾波器乘法部115通過(guò)利用線性濾波器使發(fā)往MT2的信號(hào)對(duì)MTl而言朝著Null，來(lái)去除發(fā)往MT2的信號(hào)對(duì)MTl造成的干擾。該線性濾波器通過(guò)由線性濾波器乘法部115對(duì)傳播路徑矩陣H的埃爾米特(Hermite)共軛Hh進(jìn)行QR分解來(lái)求取。QR分解是將任意的矩陣分解為酉矩陣(unitary matrix) Q與上三角矩陣R之積的方法，若對(duì)Hh進(jìn)行QR分解，則表示為數(shù)式4Hh = QR(4)。在此，Q、R均為2行2列的矩陣，R是2行I列分量為O的上三角矩陣。在線性濾波器乘法部115中相乘的線性濾波器是該式(4)中的酉矩陣Q。若將線性濾波器Q與實(shí)際的傳播路徑矩陣H合起來(lái)而得到的HQ等效地考慮為一個(gè)傳播路徑，則數(shù)式5HQ = (QR)hQ = (RhQh)Q = Rh(5)
。由于R是上三角矩陣，因此Rh成為下三角矩陣。即等效傳播路徑Rh的I行2列分量成為O。若將MTl和MT2的接收信號(hào)yi’ y2假定為噪聲為O來(lái)進(jìn)行計(jì)算，則成為數(shù)式6
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送裝置，具備對(duì)多個(gè)接收裝置在同一信道、同一時(shí)刻發(fā)送信號(hào)的多根發(fā)送天線，所述發(fā)送裝置的特征在于具有 固有參考信號(hào)生成部，其生成發(fā)往各所述接收裝置的固有參考信號(hào)； 非線性空間復(fù)用部，其使用由至少一部分所述固有參考信號(hào)構(gòu)成的第I組固有參考信號(hào)來(lái)生成非正交固有參考信號(hào)；和 發(fā)送部，其發(fā)送至少包含所述非正交固有參考信號(hào)在內(nèi)的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 所述發(fā)送裝置還具有正交復(fù)用部，其使用由至少一部分所述固有參考信號(hào)構(gòu)成的第2組固有參考信號(hào)來(lái)生成正交固有參考信號(hào)， 所述發(fā)送部發(fā)送至少包含所述非正交固有參考信號(hào)和所述正交固有參考信號(hào)各一個(gè)在內(nèi)的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 所述發(fā)送裝置還具有數(shù)據(jù)信號(hào)生成部，其生成發(fā)往各所述接收裝置的數(shù)據(jù)信號(hào)， 所述非線性空間復(fù)用部對(duì)所述數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)施非線性空間復(fù)用， 所述發(fā)送部還將所述非線性空間復(fù)用后的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至所述多個(gè)接收裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 所述發(fā)送裝置還具有線性濾波器計(jì)算部，其基于傳播路徑狀態(tài)信息來(lái)計(jì)算線性濾波器和干擾系數(shù)信息， 所述非線性空間復(fù)用部具有 干擾計(jì)算部，其基于所述數(shù)據(jù)信號(hào)或所述第I組的一部分固有參考信號(hào)，來(lái)計(jì)算各所述接收裝置所受的干擾； 干擾減法部，其從針對(duì)各所述接收裝置的、各所述數(shù)據(jù)信號(hào)或所述第I組固有參考信號(hào)中，減去所述干擾；和 模運(yùn)算部，其對(duì)由所述干擾減法部減去所述干擾后的至少一個(gè)所述數(shù)據(jù)信號(hào)或減去所述干擾后的屬于所述第I組的至少一個(gè)固有參考信號(hào)實(shí)施模運(yùn)算。
5.一種接收裝置，其特征在于具有 接收部，其接收對(duì)發(fā)往多個(gè)接收裝置的固有參考信號(hào)進(jìn)行了空間復(fù)用后的非正交固有參考信號(hào)；和 傳播路徑估計(jì)部，其至少基于所述非正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收裝置，其特征在于， 進(jìn)而，所述接收部接收正交固有參考信號(hào)， 所述傳播路徑估計(jì)部具有至少基于所述正交固有參考信號(hào)和所述非正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳播路徑估計(jì)的傳播路徑估計(jì)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收裝置，其特征在于， 所述傳播路徑估計(jì)部具有 正交固有參考信號(hào)估計(jì)部，其基于所述正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行第一傳播路徑估計(jì)；和 擾動(dòng)矢量估計(jì)部，其基于所述第一傳播路徑估計(jì)的結(jié)果和所述非正交固有參考信號(hào)，來(lái)估計(jì)對(duì)該非正交固有參考信號(hào)加上的擾動(dòng)矢量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收裝置，其特征在于， 所述傳播路徑估計(jì)部具有合成固有參考信號(hào)估計(jì)部，其基于所述非正交固有參考信號(hào)、所述擾動(dòng)矢量、以及所述正交固有參考信號(hào)，來(lái)計(jì)算傳播路徑估計(jì)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收裝置，其特征在于， 所述接收部接收正交固有參考信號(hào)以及多個(gè)非正交固有參考信號(hào)， 所述傳播路徑估計(jì)部具有 正交固有參考信號(hào)估計(jì)部，其基于正交固有參考信號(hào)來(lái)計(jì)算傳播路徑估計(jì)值； 擾動(dòng)矢量估計(jì)部，其基于所述傳播路徑估計(jì)值、以及多個(gè)所述非正交固有參考信號(hào)中的一部分，來(lái)分別估計(jì)對(duì)該非正交固有參考信號(hào)加上的擾動(dòng)矢量；和 合成固有參考信號(hào)估計(jì)部，其基于所述一部分的非正交固有參考信號(hào)、所述擾動(dòng)矢量、以及所述正交固有參考信號(hào)，來(lái)計(jì)算傳播路徑估計(jì)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收裝置，其特征在于， 所述擾動(dòng)矢量估計(jì)部基于所述一部分的非正交固有參考信號(hào)以外的非正交固有參考信號(hào)、以及所述傳播路徑估計(jì)值，來(lái)分別估計(jì)對(duì)該所述一部分的非正交固有參考信號(hào)以外的非正交固有參考信號(hào)加上的擾動(dòng)矢量。
11.一種通信系統(tǒng)，由多個(gè)接收裝置、以及使用多根發(fā)送天線對(duì)所述多個(gè)接收裝置在同一信道同一時(shí)刻發(fā)送信號(hào)的發(fā)送裝置構(gòu)成，所述通信系統(tǒng)的特征在于， 所述發(fā)送裝置具有 固有參考信號(hào)生成部，其生成發(fā)往各所述接收裝置的固有參考信號(hào)； 非線性空間復(fù)用部，其使用由至少一部分所述固有參考信號(hào)構(gòu)成的第I組固有參考信號(hào)來(lái)生成非正交固有參考信號(hào)；和 發(fā)送部，其發(fā)送至少包含所述非正交固有參考信號(hào)在內(nèi)的信號(hào)， 所述接收裝置具有 接收部，其接收對(duì)發(fā)往多個(gè)接收裝置的固有參考信號(hào)進(jìn)行了空間復(fù)用后的非正交固有參考信號(hào)；和 傳播路徑估計(jì)部，其至少基于所述非正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。
12.一種發(fā)送方法，是使用多根發(fā)送天線對(duì)多個(gè)接收裝置在同一信道、同一時(shí)刻發(fā)送信號(hào)的方法，具有 生成發(fā)往各所述接收裝置的固有參考信號(hào)的步驟； 使用由至少一部分所述固有參考信號(hào)構(gòu)成的第I組固有參考信號(hào)來(lái)生成非正交固有參考信號(hào)的步驟；和 發(fā)送至少包含所述非正交固有參考信號(hào)在內(nèi)的信號(hào)的步驟。
13.一種接收方法，其特征在于具有 接收正交固有參考信號(hào)以及非正交固有參考信號(hào)的步驟； 基于正交固有參考信號(hào)來(lái)計(jì)算傳播路徑估計(jì)值的步驟；和 基于所述傳播路徑估計(jì)值和非正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳播路徑估計(jì)的步驟。
14.一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求12或13所述的方法的程序。
15.一種在發(fā)送裝置中所使用的處理器，該發(fā)送裝置具備對(duì)多個(gè)接收裝置在同一信道、同一時(shí)刻發(fā)送信號(hào)的多根發(fā)送天線，所述處理器的特征在于具有固有參考信號(hào)生成部，其生成發(fā)往各所述接收裝置的固有參考信號(hào)； 非線性空間復(fù)用部，其使用由至少一部分所述固有參考信號(hào)構(gòu)成的第I組固有參考信號(hào)來(lái)生成非正交固有參考信號(hào)；和 發(fā)送部，其發(fā)送至少包含所述非正交固有參考信號(hào)在內(nèi)的信號(hào)。
16.一種在接收裝置中所使用的處理器，其特征在于具有 接收部，其接收對(duì)發(fā)往多個(gè)接收裝置的固有參考信號(hào)進(jìn)行了空間復(fù)用后的非正交固有參考信號(hào)；和 傳播路徑估計(jì)部，其至少基于所述非正交固有參考信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳播路徑估計(jì)。
全文摘要
一種發(fā)送裝置，具備對(duì)多個(gè)接收裝置在同一信道、同一時(shí)刻發(fā)送信號(hào)的多根發(fā)送天線，發(fā)送裝置具有生成發(fā)往各接收裝置的DRS(固有參考信號(hào))的DRS生成部、使用由至少一部分DRS構(gòu)成的第1組DRS來(lái)生成非正交DRS的非線性空間復(fù)用部、以及發(fā)送至少包含非正交DRS在內(nèi)的信號(hào)的發(fā)送部。
文檔編號(hào)H04B7/04GK102783069SQ20118001161
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者中野博史, 小野寺毅, 平田梢, 留場(chǎng)宏道, 藤晉平 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社