無線通信方法及基站裝置制造方法
【專利摘要】減少用于信道推定的訓(xùn)練信號的數(shù)量。無線通信方法具有：基站裝置讀出所存儲的與進(jìn)行信道推定的終端對應(yīng)的訓(xùn)練權(quán)重的步驟；基站裝置將訓(xùn)練權(quán)重與訓(xùn)練符號相乘以生成權(quán)重訓(xùn)練符號并發(fā)送的步驟；終端裝置從接收的權(quán)重訓(xùn)練符號進(jìn)行權(quán)重信道信息的推定的步驟；終端裝置對基站裝置發(fā)送權(quán)重信道信息的步驟；基站裝置使用接收的權(quán)重信道信息和存儲的訓(xùn)練權(quán)重來算出發(fā)送權(quán)重的步驟；基站裝置根據(jù)發(fā)送權(quán)重來發(fā)送數(shù)據(jù)信號的步驟；以及基站裝置使用權(quán)重信道信息和所存儲的訓(xùn)練權(quán)重來算出新的訓(xùn)練權(quán)重并存儲的步驟。
【專利說明】無線通信方法及基站裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以利用定向性控制的波束為前提的通信系統(tǒng)中的信道信息的取得方法和波束成形技術(shù)。
[0002]本申請針對2011年9月16日向日本申請的日本特愿2011 — 203024號主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，作為使用2.4GHz頻帶或5GHz頻帶的高速無線接入系統(tǒng)，IEEE (theInstitute of Electrical and Electronics Engineers:電氣和電子工程師協(xié)會)802.1lg規(guī)格、IEEE802.1la規(guī)格等的系統(tǒng)的普及很顯著。這些系統(tǒng)中，使用作為用于使多徑衰減(multipath fading)環(huán)境下的特性穩(wěn)定化的技術(shù)的正交頻分復(fù)用(OFDM:OrthogonalFrequency Division Multiplexing)調(diào)制方式,實現(xiàn)了最大54Mbps的物理層傳輸速度。
[0004]但是，這里的傳輸速度是物理層上的傳輸速度。實際上MAC (Medium AccessControl:媒體訪問控制)層上的傳輸效率為50~70%左右，因此實際的處理量的上限值為30Mbps左右，如果需要信息的通信對象增加則該特性進(jìn)一步下降。另一方面，在有線LAN(Local Area Network:局域網(wǎng))的領(lǐng)域中以Ethernet (以太網(wǎng)，注冊商標(biāo))的100Base-T接口為首，在各家庭也普及了使用光纖的FTTffiFiber to the home:光纖到戶)，因此100Mbps的高速線路的提供得到普及，在無線LAN的領(lǐng)域，也在要求進(jìn)一步的傳輸速度的高速化。
[0005]作為用于此的技術(shù)，在IEEE802. 1ln中，作為空間復(fù)用傳送技術(shù)引入MMO(Multiple input multiple output:多入多出)技術(shù),可選地支持至4個元件的天線數(shù)。進(jìn)而，在IEEE802.1lac中，研究了多用戶MMO (MU-MIMO)通信方法，支持的天線元件數(shù)增大至8個元件(非專利文獻(xiàn)I)。存在天線元件數(shù)越增加則用于信道推定的導(dǎo)頻信號的數(shù)量越增大的問題。
[0006]圖6示出現(xiàn)有的收發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)成。圖6中，I是基站，2 — I~2 — i是多個終端，11是數(shù)據(jù)選擇/輸出電路，12,24 一 I~24 — i是發(fā)送信號生成電路，13,22 一 I~22 —i是無線信號收發(fā)電路，141~14N、211 — I~21M — 1,211 一 i~21M — i是收發(fā)天線，15,23 一 I~23 — i是接收信號解調(diào)電路，16是信道信息存儲電路，17是發(fā)送方法決定電路，18是信道推定符號生成電路。這里，Ι^?^Κ,Κ是終端數(shù)，Mi是第i個終端的收發(fā)天線數(shù)，N是基站的收發(fā)天線數(shù)。另外，考慮OFDM系統(tǒng)，使承載信號的頻率信道(副載波)的數(shù)量為F。
[0007]在從基站I向終端2 -1的發(fā)送之時，基站I在進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送前，收集表示與各終端的天線之間的傳播環(huán)境的信息的信道信息。信道推定符號生成電路18生成用于推定與終端的天線之間的信道信息的訓(xùn)練符號并輸出至發(fā)送信號生成電路12，發(fā)送信號生成電路12進(jìn)行保護(hù)間隔、控制信號的附加。無線信號收發(fā)電路13將發(fā)送信號生成電路12的輸出信號上變頻到載波頻率，經(jīng)由收發(fā)天線141~14N進(jìn)行發(fā)送。
[0008]在終端2 -1，無線信號收發(fā)電路22 -1經(jīng)由收發(fā)天線21M — i接收無線信號，在接收信號解調(diào)電路23 -1同步地進(jìn)行信道推定、解調(diào)，將所推定的信道信息、或?qū)π诺佬畔⑦M(jìn)行壓縮等而生成的信道關(guān)聯(lián)信息輸出至發(fā)送信號生成電路24 — i。發(fā)送信號生成電路24 — i生成包含信道信息、或信道關(guān)聯(lián)信息的發(fā)送信號，以預(yù)定的定時輸出至無線信號收發(fā)電路22 — i。無線信號收發(fā)電路22 -1經(jīng)由收發(fā)天線211 — i~21M — i的至少一個來發(fā)送輸入的包含信道信息、或信道關(guān)聯(lián)信息的信號。
[0009]基站I中，經(jīng)由收發(fā)天線141~14N之中的至少一個將來自終端2 — i的信號輸入至無線信號收發(fā)電路13。無線信號收發(fā)電路13對輸入的來自終端2 -1的信號進(jìn)行下變頻以轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并輸出至接收信號解調(diào)電路15。接收信號解調(diào)電路15對接收信號進(jìn)行解調(diào)，并且抽出接收信號所含有的信道信息，輸出至信道信息存儲電路16。
[0010]一旦作為通信對象的終端2 -1的信道信息被存儲，則數(shù)據(jù)選擇/輸出電路11將所決定的通信對象的信息輸出至發(fā)送方法決定電路17，將數(shù)據(jù)輸出至發(fā)送信號生成電路
12。發(fā)送方法決定電路17從信道信息存儲電路16所存儲的信道信息來決定發(fā)送權(quán)重，將包括空間流數(shù)和調(diào)制方式、編碼率的發(fā)送模式和發(fā)送權(quán)重輸出至發(fā)送信號生成電路12。信道推定符號生成電路18生成用于推定與終端的天線之間的信道信息的訓(xùn)練符號并輸出至發(fā)送信號生成電路12，發(fā)送信號生成電路12按照對于進(jìn)行通信的終端而決定的發(fā)送模式，對發(fā)送信號進(jìn)行調(diào)制/編碼，乘以發(fā)送權(quán)重，插入用于信號檢測和通信信息傳遞的導(dǎo)頻信號，輸出至無線信號收發(fā)電路13。無線信號收發(fā)電路13將輸入的信號上變頻到載波頻率，經(jīng)由收發(fā)天線141~14N進(jìn)行發(fā)送。
[0011]作為選擇通信對象的方法，能夠指定將進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù)保存于存儲器、已準(zhǔn)備好進(jìn)行發(fā)送的通信對象，或者選擇與所保存的多個數(shù)據(jù)之中最早的數(shù)據(jù)對應(yīng)的通信對象，或者基于用戶的QoS (Quality of service:服務(wù)質(zhì)量)進(jìn)行選擇,或者選擇預(yù)先由組ID(Identifier:標(biāo)識符)決定的用戶的組合，或者選擇信道信息的相關(guān)低的通信對象的組合。
[0012]以下，作為將空間復(fù)用方式用于多個通信對象來進(jìn)行通信的示例，對塊正交化(BD:Block Diagonalization)定向性控制法進(jìn)行說明?；綢為了取得關(guān)于終端2 — I~2 - K的天線的信道信息，在信道推定符號生成電路18生成信道推定用的訓(xùn)練符號。圖7示出訓(xùn)練符號的構(gòu)成例。圖7所示的方塊LT (1，1)~LT (N，N)表示用于信道推定的OFDM符號，賦予了保護(hù)間隔(GI)。1^(」，10與訓(xùn)練符號塊之中、在第1^個定時從第」個天線發(fā)送的OFDM符號對應(yīng)。通過對使用頻率信道中的已知信號S1~sF的信號進(jìn)行逆傅立葉變換并賦予GI，能夠獲得LT (j，k)。由LT (1，1)~LT (N，N)的第η個頻率信道的發(fā)送信號Xj，k，n構(gòu)成的發(fā)送信號矩陣Xn可表示為
[數(shù)學(xué)式1]
【權(quán)利要求】
1.一種無線通信方法，是具有多個天線的基站裝置與I個以上的終端裝置進(jìn)行通信的無線通信方法，具有: 訓(xùn)練權(quán)重讀出步驟，所述基站裝置讀出存儲部所存儲的與進(jìn)行信道推定的終端對應(yīng)的訓(xùn)練權(quán)重； 權(quán)重訓(xùn)練符號發(fā)送步驟，所述基站裝置將所述訓(xùn)練權(quán)重與訓(xùn)練符號相乘以生成權(quán)重訓(xùn)練符號，并發(fā)送所生成的所述權(quán)重訓(xùn)練符號； 權(quán)重信道信息推定步驟，所述終端裝置從接收的所述權(quán)重訓(xùn)練符號進(jìn)行權(quán)重信道信息的推定； 反饋步驟，所述終端裝置對所述基站裝置發(fā)送所述權(quán)重信道信息； 發(fā)送權(quán)重算出步驟，所述基站裝置使用接收的所述權(quán)重信道信息和所述存儲部所存儲的所述訓(xùn)練權(quán)重，算出發(fā)送權(quán)重； 數(shù)據(jù)信號發(fā)送步驟，所述基站裝置根據(jù)所述發(fā)送權(quán)重來發(fā)送數(shù)據(jù)信號；以及 訓(xùn)練權(quán)重存儲步驟，所述基站裝置使用所述權(quán)重信道信息和所述存儲部所存儲的所述訓(xùn)練權(quán)重，算出新的訓(xùn)練權(quán)重，并將算出的所述新的訓(xùn)練權(quán)重存儲于所述存儲部。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重存儲步驟，將通過各終端裝置所存儲的所述權(quán)重信道信息或從所述權(quán)重信道信息得到的信號空間矩陣與使用了所述權(quán)重訓(xùn)練符號的訓(xùn)練權(quán)重相乘所得到的訓(xùn)練權(quán)重，作為所述新的訓(xùn)練權(quán)重而存儲。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其中， 所述權(quán)重訓(xùn)練符號發(fā)送步驟，對在所述訓(xùn)練權(quán)重讀出步驟讀出的與進(jìn)行所述信道推定的終端對應(yīng)的所述訓(xùn)練權(quán)重應(yīng)用正交化法，將所得到的正交向量作為所述訓(xùn)練權(quán)重與所述訓(xùn)練符號相乘，生成所述權(quán)重訓(xùn)練符號。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重存儲 步驟，存儲在所述發(fā)送權(quán)重算出步驟計算的所述發(fā)送權(quán)重，作為所述新的訓(xùn)練權(quán)重。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項所述的無線通信方法，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重存儲步驟，在對各終端裝置定義的訓(xùn)練權(quán)重之外設(shè)定附加訓(xùn)練權(quán)重，每次讀出所述訓(xùn)練權(quán)重時，將不同的附加訓(xùn)練權(quán)重附加于所讀出的所述訓(xùn)練權(quán)重，將所讀出的所述訓(xùn)練權(quán)重和所述附加訓(xùn)練權(quán)重用于所述新的訓(xùn)練權(quán)重的計算。
6.如權(quán)利要求5所述的無線通信方法，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重存儲步驟，從預(yù)先存儲的正交符號矩陣每次選擇不同的向量，將所選擇的所述向量決定為所述附加訓(xùn)練權(quán)重。
7.如權(quán)利要求4或5所述的無線通信方法，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重存儲步驟，使用從存儲所述訓(xùn)練權(quán)重到發(fā)送數(shù)據(jù)為止的延遲時間、或者傳播環(huán)境的信道變動的大小、或者從在上行線路的通信中對來自終端裝置的信號所推定的信道信息而推定的基準(zhǔn)值與從在下行線路的通信中所反饋的所述權(quán)重信道信息而推定的基準(zhǔn)值之間的差的任一個，來決定用作所述附加訓(xùn)練權(quán)重的向量的數(shù)量。
8.一種基站裝置，具有多個天線，與I個以上的終端裝置進(jìn)行無線通信，所述基站裝置具備:存儲部，存儲訓(xùn)練權(quán)重； 訓(xùn)練權(quán)重生成部，讀出所述存儲部所存儲的與進(jìn)行信道推定的終端對應(yīng)的訓(xùn)練權(quán)重，通過將讀出的所述訓(xùn)練權(quán)重與訓(xùn)練符號相乘來生成權(quán)重訓(xùn)練符號； 發(fā)送信號生成部，生成附加了所述權(quán)重訓(xùn)練符號的發(fā)送分組； 無線信號收發(fā)部，將所述發(fā)送分組轉(zhuǎn)換到無線區(qū)間的頻率，經(jīng)由天線進(jìn)行發(fā)送，并經(jīng)由所述天線接收來自所述終端裝置的信號； 權(quán)重信道信息抽出部，從接收的所述信號抽出權(quán)重信道信息； 數(shù)據(jù)發(fā)送部，從所述權(quán)重信道信息和所述訓(xùn)練權(quán)重算出數(shù)據(jù)信號發(fā)送權(quán)重，并輸出算出的所述數(shù)據(jù)信號發(fā)送權(quán)重；以及 訓(xùn)練權(quán)重算出部，從所述權(quán)重信道信息和所述訓(xùn)練權(quán)重算出新的訓(xùn)練權(quán)重，并將算出的所述新的訓(xùn)練權(quán)重寫入所述存儲部。
9.如權(quán)利要求8所述的基站裝置，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重生成部，具有存儲附加訓(xùn)練權(quán)重的候補向量的附加訓(xùn)練向量候補存儲部，在每次讀出所述訓(xùn)練權(quán)重時讀出不同的附加訓(xùn)練權(quán)重，將讀出的所述附加訓(xùn)練權(quán)重附加于讀出的所述訓(xùn)練權(quán)重。
10.如權(quán)利要求8所述的基站裝置，其中， 所述訓(xùn)練權(quán)重生成部具有信道評價部，所述信道評價部推定從存儲所述訓(xùn)練權(quán)重至發(fā)送數(shù)據(jù)為止的延遲 時間、或傳播環(huán)境的信道變動的大小、或從在上行線路的通信中對來自終端裝置的信號所推定的信道信息而推定的基準(zhǔn)值與從在下行線路的通信中所反饋的所述權(quán)重信道信息而推定的基準(zhǔn)值之間的差的任一個，作為信道的評價值，與該信道評價值的大小相應(yīng)地，決定用作所述附加訓(xùn)練權(quán)重的向量的數(shù)量。
【文檔編號】H04B7/04GK103843273SQ201280037175
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】工藤理一, 村上友規(guī), 石原浩一, 市川武男, 淺井裕介, 熊谷智明, 溝口匡人 申請人:日本電信電話株式會社