專利名稱：無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)和在無線通信系統(tǒng)中使用的通信裝置，特別涉及在無線通信系統(tǒng)中以多輸入多輸出(MIMOMulti-InputMulti-Output)傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送裝置和接收裝置。
背景技術(shù)：
近年來在無線通信系統(tǒng)中，通過從多個發(fā)送天線并行發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流而與發(fā)送天線數(shù)量成比例地增大傳輸容量的空間復(fù)用傳輸技術(shù)受到關(guān)注。此時多個發(fā)送天線配置于分離開的位置上以使得彼此無相關(guān)性，從各個天線發(fā)送的數(shù)據(jù)流經(jīng)由各自獨(dú)立的衰落傳輸路徑被傳送而被接收天線接收。另外，如果利用配置成彼此無相關(guān)性的多個接收天線來構(gòu)成MIMO系統(tǒng)，則能夠生成高自由度的信道相關(guān)矩陣，并且能夠提高分離被空間復(fù)用的多個數(shù)據(jù)流時的SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比)。
圖1是表示通常的MIMO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1所示MIMO系統(tǒng)中，發(fā)送裝置具有M根發(fā)送天線，而接收裝置具有N根接收天線。
發(fā)送裝置對M個數(shù)據(jù)流S1～SM分別進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制、采樣、D/A轉(zhuǎn)換、正交調(diào)制、上變頻(up-convert)、頻帶限制濾波等，并經(jīng)由對應(yīng)的發(fā)送天線發(fā)送這些數(shù)據(jù)流。從各個天線發(fā)送的信號通過彼此獨(dú)立的衰落信道hmn，在空間被復(fù)用后被接收天線接收。另外，“hij”表示從第i個發(fā)送天線到第j個接收天線的信道的特性。
接收裝置對接收到的信號分別進(jìn)行濾波、下變頻、正交檢波、A/D轉(zhuǎn)換，從而生成N個接收數(shù)據(jù)流x1～xN。對于各個接收數(shù)據(jù)流，由于M個發(fā)送數(shù)據(jù)被復(fù)用，因此通過對全部接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行信號處理，而能夠分離/再現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)流S1～SM。另外，作為在接收裝置中用于分離發(fā)送數(shù)據(jù)流的信號處理算法，已知有利用信道相關(guān)矩陣的逆矩陣的ZF(Zero-Forcing，迫零)或者M(jìn)MSE(Minimum Mean Square Error，最小均方誤差)。此外還有作為不進(jìn)行信道相關(guān)矩陣的逆矩陣運(yùn)算的信號處理算法的MLD(Maximum Likelihood Decoding，最大似然譯碼)。
作為在無線通信系統(tǒng)中使用多個發(fā)送/接收天線的其它技術(shù)已知有使用發(fā)送天線陣的波束形成以及使用接收天線陣的自適應(yīng)天線陣。在使用這些技術(shù)的系統(tǒng)中，與MIMO傳輸方式不同，構(gòu)成天線陣的多個天線元件彼此接近配置，而使得天線間的相關(guān)性高。
圖2是表示使用天線陣進(jìn)行發(fā)送波束形成的系統(tǒng)的圖。圖2中，數(shù)據(jù)流S1被復(fù)制與天線數(shù)相同的份數(shù)，并針對每個天線乘以不同的權(quán)值。由此形成具有指向性的發(fā)送波束，而在接收裝置中對應(yīng)于指向性天線的增益，接收質(zhì)量提高。
另外，在下一代移動通信系統(tǒng)中可能采用5GHz等較高的載波頻率，這種情況下傳輸損失增大而傳輸距離縮短。并且隨著傳輸速率的高速化或者寬帶化，而需要提高發(fā)送信號功率。因此在下一代移動通信系統(tǒng)中，要求通過使用能夠獲得大的天線增益的天線陣來增大傳輸距離并抑制發(fā)送功率增大的技術(shù)。另外，MIMO傳輸方式中，傳輸速度與發(fā)送天線的根數(shù)成比例地提高，頻率利用效率顯著提高，因而被認(rèn)為是下一代移動通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)。
這樣，MIMO傳輸和天線陣都是下一代移動通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)。因此，如果在同一基站系統(tǒng)中并用這些技術(shù)，則有望提高通信性能。但是在MIMO傳輸技術(shù)中，期望天線間的相關(guān)性低。因此，天線間隔多為載波波長的10倍以上。而另一方面，對于天線陣則希望天線間的相關(guān)性高。因此，例如在通常的蜂窩移動通信的基站中，天線陣的天線間隔為載波的半波長到一個波長左右是合適的。因此難以在同一基站系統(tǒng)中并用MIMO傳輸技術(shù)和天線陣技術(shù)而不使裝置的規(guī)模大型化。
在專利文獻(xiàn)1中記載了并用MIMO傳輸和天線陣的技術(shù)。圖3是表示專利文獻(xiàn)1所述的系統(tǒng)的圖。圖3所示系統(tǒng)的發(fā)送裝置具有兩組副天線陣。其中各個副天線陣分別由多個天線元件構(gòu)成，并且對每個天線元件分別設(shè)定適當(dāng)?shù)臋?quán)值。由此，各個副天線陣形成各自獨(dú)立的發(fā)送波束。并且，經(jīng)由各個副天線陣發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流，從而能夠進(jìn)行MIMO復(fù)用傳輸。
另外，為了減小從各個副天線陣發(fā)送的指向性波束間的相關(guān)性，這些副天線陣隔著載波波長的10倍以上的間隔來配置。因此導(dǎo)致用于設(shè)置天線的空間增大。另外，在專利文獻(xiàn)1所述的發(fā)送裝置中構(gòu)成為“發(fā)送天線的根數(shù)”＝“構(gòu)成各個副天線陣的天線元件的數(shù)量”ד副天線陣的數(shù)量(MIMO復(fù)用數(shù))”，因此導(dǎo)致裝置規(guī)模增大。
在專利文獻(xiàn)2中記載了對每個數(shù)據(jù)流乘以不同的權(quán)值來進(jìn)行MIMO傳輸?shù)募夹g(shù)。但是在專利文獻(xiàn)2所述的系統(tǒng)中必須的條件是要使用發(fā)送裝置中的發(fā)送天線權(quán)值和接收裝置中的接收天線權(quán)值這兩者。另外，發(fā)送天線權(quán)值可以利用信道矩陣H和相關(guān)矩陣R來計(jì)算多個固有矢量而得到。因此，認(rèn)為MIMO的信號分離方法受到限制而降低了設(shè)計(jì)自由度，并且用于獲得天線權(quán)值的算法變得復(fù)雜(即運(yùn)算量大)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-338781號公報(bào)(圖1，說明書0038～0044段)專利文獻(xiàn)2日本特開2004-72566號公報(bào)(圖1、2、5，說明書0010、0046～0047段)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)通信質(zhì)量良好的高速數(shù)據(jù)傳輸而不會使通信裝置的規(guī)模增大。
本發(fā)明的通信裝置在無線通信系統(tǒng)中使用，該通信裝置具有多個天線；發(fā)送波束形成單元，其通過對上述多個天線乘以多個模式的發(fā)送權(quán)值組而形成多個發(fā)送波束；以及發(fā)送單元，其利用上述多個發(fā)送波束中相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。根據(jù)本發(fā)明，即使在上述多個天線的間隔窄的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)并行傳送多個數(shù)據(jù)流的空間復(fù)用傳輸。即，實(shí)現(xiàn)了能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ叛b置的小型化。
上述發(fā)送單元也可以利用上述多個發(fā)送波束中的相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低且接收質(zhì)量比預(yù)先確定的質(zhì)量閾值高的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。通過引入該結(jié)構(gòu)，可以提高通信質(zhì)量。
另外，上述發(fā)送單元也可以在沒有選擇兩個以上的發(fā)送波束時，利用接收質(zhì)量最好的一個發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)。通過引入該結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)傳輸路徑的狀態(tài)自適應(yīng)地控制傳輸速度。
本發(fā)明另一方式的通信裝置在對互不相同的多個數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間復(fù)用來傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)中使用，該通信裝置具有多個天線；接收波束形成單元，其通過對上述多個天線乘以多個模式的接收權(quán)值組而形成多個接收波束；選擇單元，其從上述多個接收波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的接收波束；以及分離單元，其利用經(jīng)由上述選擇單元所選擇的兩個以上的接收波束所得到的接收信號來分離上述多個數(shù)據(jù)流。根據(jù)本發(fā)明，能夠從多個接收波束中選擇適合于MIMO信號分離的波束，因而提高了通信質(zhì)量。


圖1是表示通常的MIMO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示使用天線陣進(jìn)行發(fā)送波束形成的系統(tǒng)的圖。
圖3是表示專利文獻(xiàn)1所述的系統(tǒng)的圖。
圖4是說明本發(fā)明的概念的圖。
圖5是乘法電路的實(shí)施例。
圖6是說明形成指向性波束的方法的圖。
圖7是表示第一實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示信道復(fù)用的一例的圖。
圖9是表示第一實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示第二實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示第二實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是表示第三實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是表示第四實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
圖4是說明本發(fā)明的概念的圖。另外，在對無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，使小區(qū)(cell)半徑增大的同時抑制終端的發(fā)送功率是非常重要的要素。因此，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)為了滿足該要素，至少發(fā)送裝置安裝天線陣。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)引入了能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗IMO復(fù)用傳輸，而不會導(dǎo)致裝置規(guī)模大型化(即不會增加天線和發(fā)送器的數(shù)量)。另外在以下敘述中，“MIMO復(fù)用傳輸”不限于包含多個發(fā)送天線和多個接收天線的系統(tǒng)，而廣泛地包含對互不相同的多個數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間復(fù)用來傳輸?shù)南到y(tǒng)。
圖4中，發(fā)送裝置1例如為基站裝置(BS)，接收裝置2例如為移動機(jī)(MS)。但是本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)，也適用于從移動機(jī)向基站裝置發(fā)送數(shù)據(jù)的情況。另外在圖4所示例子中，發(fā)送裝置1能夠利用具有4個天線元件的自適應(yīng)天線陣來形成M個發(fā)送波束。
發(fā)送裝置1具有輸入端口11(11-1～11-M)、乘法電路12(12-1～12-M)、加法電路13(13-1～13-4)、發(fā)送器14(14-1～14-4)和天線15(15-1～15-4)。各個輸入端口11分別向?qū)?yīng)的乘法電路12的各個乘法器分配輸入數(shù)據(jù)流。例如，輸入端口11-1將輸入數(shù)據(jù)流分配給乘法電路12-1的各個乘法器。
如圖5所示，乘法電路12-1～12-M分別具有四個乘法器21-1～21-4。并且對乘法電路12-1～12-M分別賦予對應(yīng)的權(quán)值組(或者權(quán)值模式)。其中，權(quán)值組1～M分別由四個權(quán)值構(gòu)成。例如，賦予給乘法電路12-1的權(quán)值組1由W11～W14構(gòu)成，賦予給乘法電路12-M的權(quán)值組M由Wm1～Wm4構(gòu)成。另外，乘法器21-1～21-4分別對輸入信號乘以權(quán)值。
各個加法電路13分別將對應(yīng)的乘法器的輸出相加。例如，加法電路13-1計(jì)算各個乘法電路12的乘法器21-1的輸出之和，加法電路13-4計(jì)算各個乘法電路12的乘法器21-4的輸出之和。發(fā)送器14-1～14-4分別根據(jù)對應(yīng)的加法電路13-1～13-4的輸出而生成發(fā)送信號。另外，天線15-1～15-4分別發(fā)送由對應(yīng)的發(fā)送器14-1～14-4生成的信號。
發(fā)送裝置1對乘法電路12-1～12-M分別恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定不同的權(quán)值組1～M，從而能夠形成M個希望的發(fā)送波束。
各個發(fā)送波束按如下所述形成。例如圖6所示，在以間隔d配置天線15-1～15-4的線性天線陣中，通過對各個天線乘以對應(yīng)的權(quán)值Wn(n＝1～4)，從而能夠獲得式(1)所示的指向性模式。其中，“y(θ)”表示指向性模式。權(quán)值Wn由式(2)表示。導(dǎo)向矢量(steering vector)Vn(θ)由式(3)表示?！唉恕睘檩d波的波長。這樣，對各個天線乘以權(quán)值Wn，從而能夠形成在φ方向上具有最大指向性的發(fā)送波束。即，通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定權(quán)值Wn，而能夠形成在希望的方向上具有最大指向性的發(fā)送波束。
y(θ)=Σn=14wn·Vn(θ)=Σn=14ej2πdλn(sinφ-sinθ)---(1)]]>wd=ej2πdλnsinφ---(2)]]>vn=(θ)=e-j2πdλnsinθ---(3)]]>如圖4所示，發(fā)送裝置1形成在不同方向(φ1、φ2、...、φM)上具有最大指向性的M個發(fā)送波束。另外，發(fā)送裝置1從這M個發(fā)送波束中選擇相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的多個波束，使用這多個發(fā)送波束進(jìn)行MIMO復(fù)用傳輸。在圖4所示例子中選擇發(fā)送波束2和發(fā)送波束3。并且，利用這兩個發(fā)送波束同時發(fā)送兩個數(shù)據(jù)流1、2。即，數(shù)據(jù)流1利用發(fā)送波束2來進(jìn)行發(fā)送，而數(shù)據(jù)流2利用發(fā)送波束3來進(jìn)行發(fā)送。此時，在乘法電路12-2中對數(shù)據(jù)流1乘以用于形成發(fā)送波束2的天線權(quán)值，同樣地在乘法電路12-3中對數(shù)據(jù)流2乘以用于形成發(fā)送波束3的天線權(quán)值。
另外，在選擇了三個相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的發(fā)送波束時，使用該選擇的三個發(fā)送波束進(jìn)行三復(fù)用的MIMO傳輸，在選擇了四個發(fā)送波束時使用該選擇的四個發(fā)送波束進(jìn)行四復(fù)用的MIMO傳輸。另外，當(dāng)沒有相關(guān)性低的發(fā)送波束的組合時，使用接收質(zhì)量最高的發(fā)送波束進(jìn)行通常的波束形成發(fā)送。
發(fā)送裝置1的天線的基本結(jié)構(gòu)與天線陣相同。另外，當(dāng)存在多個相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的天線時，進(jìn)行MIMO復(fù)用傳輸。由此能夠?qū)崿F(xiàn)頻率利用效率良好的高速數(shù)據(jù)通信。另外，不會像圖3所示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣增加天線根數(shù)，能通過使天線陣和MIMO復(fù)用傳輸共存，并且根據(jù)傳輸路徑狀態(tài)切換有效的傳輸方式，從而實(shí)現(xiàn)高效的通信系統(tǒng)。
在圖4中，當(dāng)選擇相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的發(fā)送波束時，不必同時發(fā)送M個波束，也能夠一邊以某一定間隔順序切換一邊來發(fā)送。例如，如果以由發(fā)送側(cè)決定的定時一邊對從波束1到波束M順序地切換一邊發(fā)送信號，則在接收側(cè)能夠計(jì)算在各個定時從波束1到波束M的傳輸路徑特性(信道響應(yīng))。此時，如果傳輸路徑的狀態(tài)變化比切換波束的速度慢，則能夠在求出全部波束的傳輸路徑特性的時刻計(jì)算天線間的相關(guān)性。如果使用這樣的方法，則能夠通過以微小的角度間隔來掃描發(fā)送波束，從而搜索相關(guān)性低而接收質(zhì)量良好的多個波束。
如上所述，發(fā)送裝置1利用一個或者多個發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)流。此時，在使用多個發(fā)送波束的情況下，能夠進(jìn)行MIMO復(fù)用傳輸。另外，發(fā)送裝置1利用與數(shù)據(jù)信道不同的控制信道等將最終決定的傳輸方法(即MIMO復(fù)用數(shù)和所選擇的發(fā)送波束)通知給接收裝置2。
接收裝置2根據(jù)所通知的傳輸方法進(jìn)行MIMO信號分離等解調(diào)處理。其中，MIMO信號分離例如使用ZF算法、MMSE算法、MLD算法等進(jìn)行。雖然是公知技術(shù)，以下對ZF、MMSE、MLD進(jìn)行簡單說明。
如果發(fā)送數(shù)據(jù)流由M維復(fù)數(shù)矩陣S表示，接收數(shù)據(jù)流由N維復(fù)數(shù)矩陣X表示，則得到下式(4)和式(5)。
X＝HS+V(4)
另外，“H”是表示發(fā)送裝置和接收裝置之間的傳輸路徑狀態(tài)的N×M的復(fù)信道矩陣。另外，“V”是具有離散“σv”的平均值為零的復(fù)數(shù)“白”噪聲矩陣?！?”表示矩陣的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置?！癐”是N維單位矩陣。
另外，在ZF算法中，接收裝置通過下述式(6)由接收數(shù)據(jù)流X推定發(fā)送數(shù)據(jù)流S。其中，“H*H”是信道相關(guān)矩陣。其中，由于存在信道相關(guān)矩陣的逆矩陣，所以需要滿足“N≥M”。
S^=(H*H)-1H*X---(6)]]>在MMSE算法中，接收裝置通過下述式(7)～(9)由接收數(shù)據(jù)流X推定發(fā)送數(shù)據(jù)流S。其中，“ρ”相當(dāng)于每一根接收天線的SNR。
S^=(H*H+αI)-1H*X---(7)]]>α＝σv/σs＝M/ρ(8) 另外，MMES算法需要高精度地推定SNR，但是由于能夠降低ZF算法中的噪聲強(qiáng)調(diào)的影響，因而通常特性比ZF算法更優(yōu)良。
在MLD算法中，接收裝置通過下述式(10)根據(jù)接收數(shù)據(jù)流X來推定發(fā)送數(shù)據(jù)流S。其中，“Q”為調(diào)制數(shù)據(jù)的信號點(diǎn)的數(shù)量，在QPSK中Q＝4，16QAM中Q＝16，64QAM中Q＝64?！癝i”為表示在發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)制時使用的各個信號點(diǎn)的矢量。
S^=argkmin||X-HSk||2,Sk∈{S1...Sk},K=QM---(10)]]>在MLD算法中，多值調(diào)制的運(yùn)算量變得膨大，并且運(yùn)算量相對于發(fā)送天線數(shù)量以指數(shù)函數(shù)的方式增大。但是，在MLD算法中，由于不必進(jìn)行信道相關(guān)矩陣的逆矩陣運(yùn)算，因而無需滿足“N≥M”的關(guān)系。另外，MLD算法與ZF或MMSE相比，通常能夠提高接收質(zhì)量。
下面說明對相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的多個發(fā)送波束進(jìn)行選擇的方法。這里說明以下方法，即在接收裝置中測定波束間的相關(guān)系數(shù)和接收質(zhì)量，使用逆鏈路的控制信道等對發(fā)送裝置進(jìn)行反饋的方法。
該情況下，發(fā)送裝置發(fā)送與每個發(fā)送波束正交的導(dǎo)頻信號。導(dǎo)頻信號的正交例如通過使用正交碼的方法或者使每個發(fā)送波束的導(dǎo)頻的發(fā)送時間彼此錯開的方法來實(shí)現(xiàn)。另外，在使用正交碼時，使用多個碼元的導(dǎo)頻信號，對各個導(dǎo)頻碼元分別乘以正交碼。由此，接收裝置能夠分別提取出各個發(fā)送波束的導(dǎo)頻信號。
接收裝置基于按上述提取出的各個波束的導(dǎo)頻信號來計(jì)算傳輸路徑信息(信道信息)h。即，在利用第k個發(fā)送波束來發(fā)送導(dǎo)頻信號Sp時，由接收裝置所檢測出的導(dǎo)頻信號Xp由下述式(11)表示。
xp＝hk·Sp(11)此時，由于預(yù)先知道導(dǎo)頻信號Sp，因此在接收裝置中通過檢測導(dǎo)頻信號xp從而能夠計(jì)算出關(guān)于第k個發(fā)送波束的傳輸路徑信息hk。
另外，在考慮在發(fā)送裝置中產(chǎn)生的噪聲n來計(jì)算傳輸路徑信息h時，按照以下順序。其中，設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)為“s”，設(shè)接收信號為“x”。此時，接收信號x由下述式(12)表示。
x＝h·s+n(12)另外，若設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)s為已知的導(dǎo)頻信號，噪聲n是可以推定的，則能夠通過下述式(13)求出傳輸路徑信息的推定值h’。
h′=x·s*|s|2=h+n·s*|s|2=h+n′---(13)]]>另外，考慮使用權(quán)值形成發(fā)送波束的情況。以下，設(shè)第i個發(fā)送天線的權(quán)值為“wi”，第i個發(fā)送天線和接收天線(這里設(shè)接收天線為一根)之間的傳輸路徑信息為“hi”。這樣，接收信號x由下述式(14)表示。另外，“N”為發(fā)送天線的根數(shù)。另外，“hBF”為波束形成后的傳輸路徑信息，由下述式(15)表示。
x=Σi=1Nhi·wi·s+n=hBF·s+n---(14)]]> hBF=Σi=1Nhi·wi---(15)]]>這樣，表示使用發(fā)送波束時的接收信號的式(14)與表示一般的接收信號的式(12)相同。因此，使用發(fā)送波束時的傳輸路徑信息也能夠通過與式(13)相同的方法來推定。
接著對計(jì)算發(fā)送波束間的相關(guān)性的方法進(jìn)行說明。以下，設(shè)時刻t時的第k個波束的傳輸路徑推定值為“hk(t)”。另外，設(shè)第L個波束的傳輸路徑信息為“h1(t)”。這樣，第k個波束與第L個波束之間的相關(guān)系數(shù)ρ(k，1)能夠使用下述式(16)進(jìn)行計(jì)算。
ρ(k,l)=<hk*(t)·hl(t)><|hk(t)|2|hl(t)|2>---(16)]]>另外．第k個波束的接收質(zhì)量例如能夠通過下述式(17)或者(18)來計(jì)算。在式(17)中利用接收功率來表示接收質(zhì)量。另外，在式(18)中利用接收SIR(Signal to Interference Ratio)來表示接收質(zhì)量。另外，在式(16)～(18)中，“<·>”表示總體均值。另外，式(18)的分母的第二項(xiàng)為“hk(t)”短區(qū)間內(nèi)的平均值。
Sk＝〈|hk(t)|2〉 (17)SIRk=Sk<|hk(t)-h‾k|2>---(18)]]>在本發(fā)明中基于按上述求出的波束間的相關(guān)系數(shù)和每個波束的接收質(zhì)量信息，來決定MIMO復(fù)用數(shù)和應(yīng)使用的發(fā)送波束。例如在相關(guān)系數(shù)的閾值為“0.5”、接收SIR的閾值為“10dB”的情況下，首先選擇彼此的相關(guān)系數(shù)為0.5以下的發(fā)送波束，從中選擇SIR為10dB以上的波束。另外，發(fā)送波束的選擇可以由測定了波束間的相關(guān)系數(shù)和接收質(zhì)量的接收裝置來進(jìn)行，也可以在將波束間的相關(guān)系數(shù)和接收質(zhì)量反饋到發(fā)送裝置后由發(fā)送裝置來進(jìn)行。
作為選擇相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的多個發(fā)送波束的其它方法，有在發(fā)送裝置中測定波束間的相關(guān)系數(shù)和通信質(zhì)量的方法。此時利用從接收裝置向發(fā)送裝置傳輸?shù)哪骀溌返膫鬏斅窂健＠缭诜涓C移動通信系統(tǒng)中，在將應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)送裝置作為基站而將接收裝置作為移動站的情況下，利用從移動站到基站的傳輸路徑。其中，假定基站為能夠形成具有與發(fā)送波束基本相同的指向性的接收波束。實(shí)際上，由于基站所具有的發(fā)送器和接收器的RF傳輸特性、發(fā)送和接收的載波頻率互不相同，因此需要預(yù)先進(jìn)行裝置內(nèi)部的傳輸系統(tǒng)的校準(zhǔn)。假定如果正確進(jìn)行了校準(zhǔn)，則通過測定基站的接收波束間的相關(guān)系數(shù)和每個接收波束的通信質(zhì)量，從而能夠推定發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)和通信質(zhì)量。
其中，設(shè)時刻t時的第k個波束的接收信號為“rk(t)”。另外，設(shè)第L個接收波束的接收信號為“r1(t)”。這樣，第k個發(fā)送波束和第L個發(fā)送波束之間的相關(guān)系數(shù)的推定值可以使用下述式(19)來計(jì)算。
ρ(k,l)=<rk*(t)·rl(t)><|rk(t)|2|rl(t)|2>---(19)]]>另外，第k個發(fā)送波束的推定接收質(zhì)量可以利用下述式(20)或者式(21)來計(jì)算。式(20)利用接收功率來表示通信質(zhì)量，而式(21)利用接收SIR來表示通信質(zhì)量。另外，“<·>”表示總體均值。另外，式(21)的分母的第二項(xiàng)為“rk(t)”短區(qū)間內(nèi)的平均值。
Sk＝〈|rk(t)|2〉(20)SIRk=Sk<|rk(t)-r‾k|2>---(21)]]>另外，在式(19)～式(21)中使用的接收信號“rk(t)”例如由下式(22)表示。另外在式(22)中，“M”為基站(該發(fā)送裝置)的接收天線的根數(shù)?！皊”為移動機(jī)的發(fā)送導(dǎo)頻信號?！皐i”為基站的第i個接收天線的權(quán)值。“hi”為移動機(jī)的發(fā)送天線(設(shè)為1根)和基站的第i個接收天線之間的信道信息?！皀i”為各個天線的接收器中產(chǎn)生的熱噪聲。
rk=Σi=1M(wi·hi·s+ni)---(22)]]>另外，發(fā)送裝置的發(fā)送波束和接收波束的指向性彼此相同，利用來自移動機(jī)的導(dǎo)頻信號來推定發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)和各個發(fā)送波束的質(zhì)量。基于發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)和每個波束的質(zhì)量來選擇應(yīng)使用的一個或者多個發(fā)送波束的方法基本上為如上所述。
是否存在多個相關(guān)系數(shù)低的波束取決于發(fā)送裝置和接收裝置之間的傳輸路徑。在將本發(fā)明應(yīng)用于蜂窩移動通信時，根據(jù)傳輸路徑的條件而將基站應(yīng)用為發(fā)送站。這是由于如圖4所示，移動站中的電波到來方向通常為全方位的情況居多，而與此相對，在基站中由于天線高度高，電波從大致一定的方向角到來。通常，蜂窩基站中的電波的角度范圍有5～10度。根據(jù)這種傳輸路徑的性質(zhì)，本發(fā)明中作為有效的傳輸路徑狀態(tài)考慮以下兩種情況。其一，較強(qiáng)的電波反射(漫反射)體從基站看存在于彼此離開的角度的情況。此時選擇朝向各個電波反射(漫反射)體的方向的波束。其二，基站的角度范圍相對于波束的范圍而言足夠大的情況。此時由于針對每個波束合成并接收不同的元波，因此選擇波束間的相關(guān)性低且相鄰的多個波束。
本發(fā)明不僅適用于發(fā)送裝置，也同樣適用于接收裝置中的MIMO信號分離。即，能夠利用式(19)～(21)中說明的方法選擇相關(guān)性低而通信質(zhì)量高的多個接收波束，并且使用所選擇的多個接收波束的信號來進(jìn)行MIMO信號分離。此時，用于MIMO信號分離的算法可以使用上述的ZF、MMSE、MLD等任意算法。其中，在MIMO信號分離中本發(fā)明特別有效的情況是，能夠處理的接收分支數(shù)K比天線陣的根數(shù)N小的情況(即N≥K)。例如，假定為進(jìn)行MIMO信號分離的運(yùn)算電路能夠處理最大達(dá)到K分支的接收信號的情況下，當(dāng)天線陣的根數(shù)N比分支數(shù)K大時，通過選擇相關(guān)性低而接收質(zhì)量高的K個波束，從而能夠以最高效率進(jìn)行MIMO信號分離。
下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。
<實(shí)施例1>
圖7是表示第一實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的圖。另外，發(fā)送裝置的基本結(jié)構(gòu)是參照圖4進(jìn)行說明的那樣，具有輸入端口11-1～11-M、乘法電路12-1～12-M、加法電路13-1～13-4、發(fā)送器14-1～14-4以及天線15-1～15-4。即，該發(fā)送裝置能夠利用四根天線元件來形成M個發(fā)送波束。另外，天線15-1～15-4沒有特別限定，例如以載波波長的一半到載波波長左右的間隔來配置。
控制信道譯碼部31對來自接收裝置(例如移動機(jī))的逆鏈路的控制信道進(jìn)行譯碼。其中，該控制信道將在后面詳細(xì)說明，該控制信道包含指示應(yīng)使用的發(fā)送波束數(shù)量的選擇波束數(shù)量信息、和識別應(yīng)使用的發(fā)送波束的波束編號信息。另外，“應(yīng)使用的發(fā)送波束數(shù)量”相當(dāng)于MIMO復(fù)用數(shù)。
指示部32將“選擇波束數(shù)量K”通知給串/并行轉(zhuǎn)換部33，并將“波束編號”通知給端口分配部34。
串/并行轉(zhuǎn)換部33根據(jù)“選擇波束數(shù)量K”對發(fā)送數(shù)據(jù)S進(jìn)行串/并行轉(zhuǎn)換。即由串行形式的發(fā)送數(shù)據(jù)生成K個發(fā)送數(shù)據(jù)流S1～SK。另外，當(dāng)“選擇波束數(shù)量K＝1”時則不進(jìn)行串/并行轉(zhuǎn)換。
端口分配部34將發(fā)送數(shù)據(jù)流S1～SK導(dǎo)入由“端口編號”指示的輸入端口11-1～11-M。另外，端口分配部34具有以下功能，即將MIMO復(fù)用數(shù)和識別自身實(shí)際使用的輸入端口的信息(即端口編號)，利用控制信道通知給接收裝置的功能。
導(dǎo)頻信號生成部35生成彼此正交的導(dǎo)頻信號P1～PM，并賦予給對應(yīng)的輸入端口11-1～11-M。即，導(dǎo)頻信號被復(fù)用到全部的發(fā)送波束1～M中。另外，各個導(dǎo)頻信號P1～PM的碼元值和發(fā)送功率由接收裝置識別。
用于傳輸導(dǎo)頻信號的導(dǎo)頻信道P、用于傳輸控制數(shù)據(jù)的控制信道C和用于傳輸數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)信道例如按圖8所示被時分復(fù)用?；蛘撸@些信道也可以被以其它方式(例如頻率復(fù)用、碼復(fù)用等)來復(fù)用。
在上述結(jié)構(gòu)的發(fā)送裝置中，通知例如“選擇波束數(shù)量K＝2”以及“端口編號＝2、3”。此時，串/并行轉(zhuǎn)換部33由發(fā)送數(shù)據(jù)流S生成發(fā)送數(shù)據(jù)流S1、S2。另外，端口分配部34將發(fā)送數(shù)據(jù)流S1導(dǎo)入輸入端口11-2，并將發(fā)送數(shù)據(jù)流S2導(dǎo)入輸入端口11-3。這樣，發(fā)送數(shù)據(jù)流S1在乘法電路12-2中乘以權(quán)值組2，所以通過發(fā)送波束2被發(fā)送。另外，發(fā)送數(shù)據(jù)流S2在乘法電路12-3中乘以權(quán)值組3，所以通過發(fā)送波束3被發(fā)送。另外，導(dǎo)頻信號P1～PM分別利用對應(yīng)的發(fā)送波束1～M進(jìn)行發(fā)送。
圖9是表示第一實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)的圖。另外，該接收裝置利用一根接收天線接收從圖7所示的發(fā)送裝置發(fā)送的信號。
信道推定部41-1～41-M分別對在對應(yīng)的發(fā)送波束1～M中復(fù)用的導(dǎo)頻信號P1～PM進(jìn)行解調(diào)，計(jì)算信道信息h。例如，信道推定部41-1對在發(fā)送波束1中復(fù)用的導(dǎo)頻信號P1進(jìn)行解調(diào)，計(jì)算信道信息h1。而信道推定部41-M對在發(fā)送波束M中復(fù)用的導(dǎo)頻信號PM進(jìn)行解調(diào)，計(jì)算信道信息hM。另外，信道信息h的計(jì)算按照參照式(11)～(15)所說明的那樣來進(jìn)行。
相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部42基于由信道推定部41-1～41-M所得到的信道信息h1～hM，對各個發(fā)送波束的組合計(jì)算相關(guān)系數(shù)。其中，任意的兩個發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)通過上述式(16)計(jì)算。另外，相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部42對各個相信波束計(jì)算接收質(zhì)量。其中，每個發(fā)送波束的接收質(zhì)量通過上述式(17)或者式(18)來計(jì)算。
波束選擇部43基于相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部42的計(jì)算結(jié)果，從發(fā)送波束1～M中選擇相關(guān)系數(shù)比預(yù)先確定的閾值低的多個發(fā)送波束。另外，波束選擇部43從相關(guān)系數(shù)比閾值低的多個發(fā)送波束中選擇接收質(zhì)量比預(yù)先確定的閾值高的發(fā)送波束。另外，當(dāng)沒有相關(guān)系數(shù)比閾值低的發(fā)送波束時，波束選擇部43選擇能夠獲得最好接收質(zhì)量的發(fā)送波束。
控制信道生成部44將通過波束選擇部43選擇的發(fā)送波束的數(shù)量(選擇波束數(shù)量信息)和所選擇的發(fā)送波束的波束編號(波束編號信息)經(jīng)由逆鏈路的控制信道通知給圖7所示的發(fā)送裝置。由此，選擇相關(guān)系數(shù)比閾值低而接收質(zhì)量比閾值高的發(fā)送波束并通知給圖7所示的發(fā)送裝置。其中，也可以不監(jiān)視接收質(zhì)量，而僅基于相關(guān)系數(shù)來通知所選擇的發(fā)送波束。
控制信道譯碼部45通過對控制信道進(jìn)行譯碼來檢測圖7所示的發(fā)送裝置中的發(fā)送方法(MIMO復(fù)用數(shù)、波束編號等)。MIMO信號分離部46根據(jù)由控制信道譯碼部45檢測出的發(fā)送方法對接收信號進(jìn)行MIMO分離處理。另外，MIMO信號分離部46也可以根據(jù)通過波束選擇部43所得到的信息來進(jìn)行MIMO信號分離處理。另外，數(shù)據(jù)譯碼部47根據(jù)由MIMO信號分離部46分離所得的信號來再現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)流S。
對MIMO信號處理進(jìn)行說明。其中，設(shè)MIMO復(fù)用數(shù)為“2”，從圖7所示的發(fā)送裝置利用發(fā)送波束2、3發(fā)送數(shù)據(jù)流S1、S2。另外，設(shè)調(diào)制方式為QPSK。另外，假設(shè)各個數(shù)據(jù)碼元配置于(+1、+1)(-1、+1)(-1、-1)(+1、-1)中的任一信號點(diǎn)上進(jìn)行發(fā)送。另外，根據(jù)MLD算法進(jìn)行MIMO信號分離。
此時，根據(jù)上述式(10)，由接收信號X來推定數(shù)據(jù)流S1、S2。此時，在與發(fā)送波束1～M對應(yīng)的M個信道信息h1～hM中，僅使用與發(fā)送波束2對應(yīng)的信道信息h2和與發(fā)送波束3對應(yīng)的信道信息h3。具體而言，計(jì)算下述的歐幾里得(Euclid)距離D1～D16。
D1＝|x-h2·S+1’+1-h3·S+1’+1|D2＝|x-h2·S+1’+1-h3·S-1’+1|D3＝|x-h2·S+’+1-h3·S-1’-1|D4＝|x-h2·S+1’+1-h3·S+1’-1|D5＝|x-h2·S-1 ’+1-h3·S+1’+1|D6＝|x-h2·S-1’+1-h3·S-1’+1|D7＝|x-h2·S-1’+1-h3·S-1’-1|D8＝|x-h2·S-1’+1-h3·S+1’-1|D9＝|x-h2·S-1’-1-h3·S+1’+1|D10＝|x-h2·S-1’-1-h3·S-1’+1|D11＝|x-h2·S-1’-1-h3·S-1’-1|D12＝|x-h2·S-1’-1-h3·S+1’-1|D13＝|x-h2·S+1’-1-h3·S+1’+1|
D14＝|x-h2·S+1’-1-h3·S-1’+1|D15＝|x-h2·S+1’-1-h3·S-1’-1|D16＝|x-h2·S+1’-1-h3·S+1’-1|求出D1～D16中的最小值。這樣，獲得該最小值的S2、S3的組合被推定為最正確的發(fā)送數(shù)據(jù)碼元。例如，當(dāng)D1～D16中D1最小時，得到“S2＝(+1、+1)”“S3＝(+1、+1)”作為發(fā)送碼元的推定值。
另外，在圖9所示例子中，接收裝置構(gòu)成為僅利用一根接收天線來接收信號，但是也可以構(gòu)成為具有多個接收天線。此時，經(jīng)由各個接收天線接收到的信號被分配到控制信道譯碼部45、MIMO信號分離部46、信道推定部41-1～41-M。如果利用多個接收天線并對由各個天線求出的歐幾里得距離進(jìn)行合成處理，則能夠通過分集增益提高接收質(zhì)量。
這樣，在第一實(shí)施例中，在接收裝置中選擇相關(guān)性低而接收質(zhì)量良好的多個發(fā)送波束并通知給發(fā)送裝置。另外，發(fā)送裝置利用該通知的發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)流。此時，當(dāng)選擇了多個發(fā)送波束時，進(jìn)行MIMO復(fù)用傳輸。另外，在沒有選擇多個發(fā)送波束時，利用能夠獲得最好接收質(zhì)量的一個發(fā)送波束來進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。
<實(shí)施例2>
在第二實(shí)施例的通信系統(tǒng)中，在接收裝置中測定的波束間的相關(guān)系數(shù)和每個波束的接收質(zhì)量信息被利用逆鏈路直接反饋給發(fā)送裝置。另外，在發(fā)送裝置中，通過和預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，來決定選擇波束數(shù)量(MIMO復(fù)用數(shù))和波束編號。
因此，如圖10所示，第二實(shí)施例的發(fā)送裝置具有基于各個發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)和每個發(fā)送波束的接收質(zhì)量來決定MIMO復(fù)用數(shù)和波束編號的波束選擇部36。另外，波束選擇部36的功能基本上與圖9所示的波束選擇部43相同。另外，第二實(shí)施例的接收裝置如圖11所示具有波束選擇部43。
在蜂窩移動通信中，假定發(fā)送裝置為基站，因此由基站根據(jù)相關(guān)系數(shù)和通信質(zhì)量的信息來決定MIMO復(fù)用數(shù)，從而能夠使通信系統(tǒng)整體的傳輸效率最佳化。
<實(shí)施例3>
圖12是表示第三實(shí)施例的發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的圖。第三實(shí)施例的發(fā)送裝置形成與發(fā)送波束相同的指向性的接收波束，從而來推定發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)和每個發(fā)送波束的質(zhì)量。另外，由天線15-1～15-4構(gòu)成的天線陣被共用于發(fā)送和接收。
乘法電路52-1～52-M分別對經(jīng)由對應(yīng)的接收器51-1～51-M接收到的信號乘以對應(yīng)的權(quán)值組1～M。其中，該權(quán)值組1～M預(yù)先經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)以使得形成具有與發(fā)送波束1～M相同的指向性的接收波束1～M。另外，乘法電路52-1～52-M的結(jié)構(gòu)基本上與乘法電路12-1～12-M相同。
相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部54基于經(jīng)由輸出端口53-1～53-M接收的信號r1～rM來推定發(fā)送波束間的相關(guān)性和各個相信波束的質(zhì)量。其中，信號r1～rM可以根據(jù)上式(22)來計(jì)算。另外，發(fā)送波束間的相關(guān)系數(shù)的推定值利用式(19)來計(jì)算。另外，各個相信波束的質(zhì)量的推定值利用式(20)或者(21)來計(jì)算。
波束選擇部36如參照圖10進(jìn)行說明的那樣，選擇選擇波束數(shù)量(MIMO復(fù)用數(shù))和應(yīng)使用的發(fā)送波束。另外，發(fā)送裝置利用所選擇的發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)流。
在第三實(shí)施例中，發(fā)送裝置能夠利用具有與發(fā)送波束相同的指向性的接收波束來選擇應(yīng)使用的一個或者多個發(fā)送波束。此時，接收裝置不必測定發(fā)送波束間的相關(guān)性等。
<實(shí)施例4>
圖13是表示第四實(shí)施例的接收裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在第四實(shí)施例中，本發(fā)明適用于接收裝置中的MIMO信號分離。
第四實(shí)施例的接收裝置使用接收天線陣形成多個波束(接收波束1～M)。接收波束1～M通過在乘法電路61-1～61-M中對接收信號乘以權(quán)值組1～M來實(shí)現(xiàn)。其結(jié)果，接收端口62-1～62-M分別輸出利用對應(yīng)的接收波束1～M所接收到的信號。
相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部63計(jì)算接收波束間的相關(guān)系數(shù)和每個接收波束的質(zhì)量。另外，信道信息h利用從發(fā)送裝置發(fā)送的導(dǎo)頻信號而預(yù)先求出。另外，接收波束間的相關(guān)系數(shù)通過上述式(16)來計(jì)算。另外，每個接收波束的質(zhì)量通過式(17)或者(18)來計(jì)算。
波束選擇部64將由相關(guān)性/質(zhì)量計(jì)算部63所得到的計(jì)算結(jié)果分別和對應(yīng)的閾值進(jìn)行比較，從而求出分支數(shù)和端口編號。另外，波束選擇部64的動作與圖9所示的波束選擇部43相同。另外，“分支數(shù)”相當(dāng)于選擇波束數(shù)量。另外，對于“分支數(shù)”選擇比進(jìn)行MIMO信號分離的運(yùn)算電路所能夠處理的分支數(shù)小的值。
端口選擇部65從輸出端口62-1～62-M中選擇波束選擇部64所指示的端口。由此，僅經(jīng)由相關(guān)性低且接收質(zhì)量良好的接收波束而接收到的信號被發(fā)送到MIMO信號分離部66。MIMO信號分離部66根據(jù)由波束選擇部64通知的分支數(shù)來進(jìn)行MIMO信號分離處理。另外，MIMO信號分離處理本身基于現(xiàn)有的算法(例如上述ZF、MMSE、MLD等)。
這樣，在第四實(shí)施例中，從多個接收波束中適當(dāng)選擇MIMO信號分離電路支持的分支數(shù)的波束，從而能夠最大限度提高通信質(zhì)量。
根據(jù)包含第一～第四實(shí)施例的本發(fā)明而能夠獲得下述效果。
(1)在安裝了天線陣的發(fā)送裝置中，不必變更天線根數(shù)和發(fā)送器等的結(jié)構(gòu)而能夠?qū)崿F(xiàn)MIMO復(fù)用傳輸。因此，能夠在同一發(fā)送裝置中并用基于天線陣的傳輸和MIMO復(fù)用傳輸。
(2)由于不必增加發(fā)送裝置的天線數(shù)量，所以能夠低成本地實(shí)現(xiàn)并用MIMO復(fù)用傳輸和天線陣的系統(tǒng)。
(3)能夠利用天線陣實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍的增大以及終端的消耗功率的降低，同時能夠?qū)M足規(guī)定條件的用戶提供基于MIMO復(fù)用傳輸?shù)母咚賯鬏敗?br> (4)由于一邊根據(jù)傳輸路徑狀態(tài)來自適應(yīng)地切換天線陣發(fā)送和MIMO復(fù)用傳輸一邊進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，因而能夠提高系統(tǒng)的傳輸效率。
(5)在將本發(fā)明應(yīng)用于接收處理時，在所安裝的MIMO信號分離電路能夠處理的分支數(shù)范圍內(nèi)，選擇適當(dāng)?shù)慕邮詹ㄊ瑥亩軌蚋鶕?jù)天線陣的根數(shù)使接收特性最佳化而不必變更MIMO信號分離電路。
權(quán)利要求
1.一種通信裝置，在無線通信系統(tǒng)中使用，該通信裝置具有多個天線；發(fā)送波束形成單元，其通過對上述多個天線乘以多個模式的發(fā)送權(quán)值組，來形成多個發(fā)送波束；以及發(fā)送單元，其利用上述多個發(fā)送波束中相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，上述發(fā)送單元利用上述多個發(fā)送波束中的相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低且接收質(zhì)量比預(yù)先確定的質(zhì)量閾值高的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信裝置，上述發(fā)送單元在沒有選擇兩個以上的發(fā)送波束時，利用接收質(zhì)量最好的一個發(fā)送波束來發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的通信裝置，該通信裝置還具有接收波束形成單元，其形成具有與由上述發(fā)送波束形成單元所形成的多個發(fā)送波束相同的天線指向性的多個接收波束；以及選擇單元，其基于利用上述多個接收波束所接收的信號來推定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性和關(guān)于各個發(fā)送波束的接收質(zhì)量，并基于該推定結(jié)果來選擇兩個以上的發(fā)送波束。
5.一種接收裝置，該接收裝置接收從權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的通信裝置發(fā)送的信號，該接收裝置具有測定單元，其通過接收利用上述多個發(fā)送波束分別發(fā)送的導(dǎo)頻信號，來測定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性和關(guān)于各個發(fā)送波束的接收質(zhì)量；以及發(fā)送單元，其將上述測定單元的測定結(jié)果發(fā)送給上述通信裝置。
6.一種接收裝置，該接收裝置接收從權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的通信裝置發(fā)送的信號，該接收裝置具有測定單元，其通過接收利用上述多個發(fā)送波束分別發(fā)送的導(dǎo)頻信號，來測定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性和關(guān)于各個發(fā)送波束的接收質(zhì)量；選擇單元，其基于上述測定單元的測定結(jié)果來選擇上述通信裝置應(yīng)使用的發(fā)送波束；以及通知單元，其將由上述選擇單元所選擇的發(fā)送波束通知給上述通信裝置。
7.一種無線通信系統(tǒng)，該無線通信系統(tǒng)從具有多個天線的發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，該無線通信系統(tǒng)具有發(fā)送波束形成單元，其設(shè)置于上述發(fā)送裝置上，通過對上述多個天線乘以多個模式的發(fā)送權(quán)值組來形成多個發(fā)送波束；測定單元，其設(shè)置于上述接收裝置上，通過接收利用上述多個發(fā)送波束分別發(fā)送的信號來測定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性；選擇單元，其基于上述測定單元的測定結(jié)果，從上述多個發(fā)送波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的發(fā)送波束；以及發(fā)送單元，其設(shè)置于上述發(fā)送裝置上，利用由上述選擇單元所選擇的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信系統(tǒng)，上述測定單元通過接收利用上述多個發(fā)送波束分別發(fā)送的信號來測定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性和關(guān)于各個發(fā)送波束的接收質(zhì)量，上述選擇單元從上述多個發(fā)送波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低且接收質(zhì)量比預(yù)先確定的質(zhì)量閾值高的兩個以上的發(fā)送波束。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的無線通信系統(tǒng)，上述選擇單元設(shè)置于上述接收裝置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的無線通信系統(tǒng)，上述選擇單元設(shè)置于上述發(fā)送裝置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的無線通信系統(tǒng)，上述接收裝置還具有分離單元，該分離單元基于表示在上述發(fā)送裝置中上述發(fā)送單元實(shí)際使用的發(fā)送波束的信息，來分離從上述發(fā)送裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，表示上述發(fā)送波束的信息從上述發(fā)送裝置被通知給上述接收裝置。
13.一種無線通信方法，該無線通信方法從具有多個天線的發(fā)送裝置向接收裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，其特征在于，該無線通信系統(tǒng)中，通過對上述多個天線乘以多個模式的發(fā)送權(quán)值組來形成多個發(fā)送波束；基于利用上述多個發(fā)送波束分別發(fā)送的信號來測定上述多個發(fā)送波束間的相關(guān)性；基于上述測定結(jié)果從上述多個發(fā)送波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的發(fā)送波束；利用上述選擇的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線通信方法，該無線通信方法還測定關(guān)于各個發(fā)送波束的接收質(zhì)量；利用上述多個發(fā)送波束中相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低且接收質(zhì)量比預(yù)先確定的質(zhì)量閾值高的兩個以上的發(fā)送波束來發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)流。
15.一種通信裝置，該通信裝置在對互不相同的多個數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間復(fù)用來傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)中使用，該通信裝置具有多個天線；接收波束形成單元，其通過對上述多個天線乘以多個模式的接收權(quán)值組而形成多個接收波束；選擇單元，其從上述多個接收波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低的兩個以上的接收波束；以及分離單元，其利用經(jīng)由上述選擇單元所選擇的兩個以上的接收波束所得到的接收信號來分離上述多個數(shù)據(jù)流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的通信裝置，上述選擇單元從上述多個接收波束中選擇相關(guān)性比預(yù)先確定的相關(guān)性閾值低且接收質(zhì)量比預(yù)先確定的質(zhì)量閾值高的兩個以上的接收波束。
全文摘要
本發(fā)明提供無線通信系統(tǒng)、通信裝置、接收裝置和無線通信方法。發(fā)送裝置(1)利用多個天線(15－1～15－4)形成多個發(fā)送波束(1～M)。選擇相關(guān)性低且接收質(zhì)量良好的發(fā)送波束(2、3)。利用發(fā)送波束(2)發(fā)送數(shù)據(jù)流(1)，利用發(fā)送波束(3)發(fā)送數(shù)據(jù)流(2)。由此實(shí)現(xiàn)利用自適應(yīng)天線陣的MIMO復(fù)用傳輸。
文檔編號H04J15/00GK101091344SQ20048004474
公開日2007年12月19日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者關(guān)宏之 申請人:富士通株式會社