專利名稱：無線通信方式及無線基站裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及蜂窩無線通信的基站裝置中的信號發(fā)送方法，特別涉及使用陣列天線等多個天線元件向特定方向發(fā)送信號的波束形成的方式。
背景技術(shù)：
在蜂窩無線通信中，出于使天線增益提高或者降低對其他通信的干涉的目的，考慮使用陣列天線。在陣列天線中實施被稱為“波束形成”的信號處理技術(shù)，該信號處理技術(shù)為，通過對多個天線元件乘以由復數(shù)形成的陣列權(quán)重后進行信號發(fā)送或信號接收，從而提供強化了向特定方向的天線增益的指向性圖形。一般通過數(shù)字信號處理來控制陣列權(quán)重，可以在特定的定時自由變更。由此，可以對應用戶的行動來適當?shù)刈兏炀€增益，從而進行總是提供最佳天線輻射圖形(antenna pattern)的自適應天線陣處理。此外，在OFDM通信中，在通過使用FFT的信號處理分解成相互正交的頻率成分來發(fā)送信號時，通過設計對各個被分解的頻率的每個頻調(diào)(tone)乘以上述陣列權(quán)重的運算，從而向每個頻率提供不同的天線輻射圖形，例如在IEEE C802.20-05-59rl http://ieee802.org/20/DFDDTechnology Overview Presentation(2005/11/15)(非專利文獻1)中公開了根據(jù)OFMA(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access正交碼分多址)中的每個用戶改變陣列權(quán)重的處理。
在進行從基站到終端的信號發(fā)送的下行鏈路中，在決定陣列權(quán)重時，特別是在FDD系統(tǒng)中很難根據(jù)上行鏈路信息推測下行鏈路信息，所以很難實施適當?shù)刈兓嚵袡?quán)重來總是確保良好的C/I的自適應天線陣處理。因此，公知有下述方式，即按時間或頻率變化固定的陣列天線輻射圖形，各用戶配合朝向自己方向的指向性圖形的波束(時間限定或頻率限定)被發(fā)送的定時或頻率，來進行信號的發(fā)送或接收，由此總是確保良好品質(zhì)的通信環(huán)境。
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的實施例。這里，假設窄帶的通信。橫軸表示時間，記號A～D表示SDMA(Spatial Domain Multiple Access空分多址)的天線輻射圖形。所謂SDMA的天線輻射圖形，表示使用例如圖2所示的可以形成12個單獨的固定波束的陣列天線來在圖4所示的3個方向上形成波束的峰值的4種天線輻射圖形。例如，在天線輻射圖形A中，波束1、5和9被同時發(fā)送。
使用圖12說明向3個方向同時發(fā)送波束的基站裝置的信號處理。圖12是最大同時發(fā)送3個信號的基站裝置的發(fā)送部基帶處理的結(jié)構(gòu)圖。連接在網(wǎng)絡上的網(wǎng)絡接口8從網(wǎng)絡取得接下來發(fā)送的信息，并且存儲在緩沖器7中。所存儲的信息的發(fā)送定時及調(diào)制方式(這里未記載)由調(diào)度器決定。利用從終端報告的傳播信道信息(CSIChannel State Information)，根據(jù)其品質(zhì)即C/I及需求即是實時通信還是非實時通信等信息，來決定調(diào)制方式?；诿總€通話的優(yōu)先順序及CSI，決定發(fā)送定時。例如，基于正比公平調(diào)度等調(diào)度算法追加考慮到是否是實時通信等需要來決定。此時，由于如圖1所示預先決定可以發(fā)送的波束，所以在基于發(fā)送預定的波束選擇要發(fā)送的用戶之后，使正比公平調(diào)度等調(diào)度算法動作。
從緩沖器7取出調(diào)度器所決定的發(fā)送信息，通過編碼部6進行傳播信道的編碼及64QAM等的映射等處理。這里，如6-1～6-3那樣準備多個編碼部6，并行地處理最大面向3個用戶的信號。接著將編碼部6處理后的信號輸入信道形成部5-X，添加導頻信號及單獨控制信道等附加信息。在信道形成部5-X中新增加用于在蜂窩內(nèi)發(fā)送通用信息的信道形成部5-4，同時生成4個信號。將各個信號變換成乘以通過下行的波束形成部4-X形成波束所需的陣列權(quán)重之后的每個天線的信號。這些信號在信號合成部20中按每個天線進行相加，從而4個信號(用戶信號×3+通用控制信號×1)合成為1個。合成后的每個天線的信號在模擬前端部2中經(jīng)由模擬變換及頻率變換進行適當?shù)男盘柗糯笾螅瑥奶炀€1發(fā)送。
通過這樣的處理，可以并列執(zhí)行并生成及合成根據(jù)各SDMA圖形的信息，并從天線發(fā)送。各波束被設計成在主波束的方向之外旁瓣的電平例如抑制在-20dB，理想波和干涉波的功率比即D/U為充分高的值。其結(jié)果是，即使同時發(fā)送3個波束，也可以在D/U為-17dB的程度下動作，可以實施SDMA(Spatial Domain multiplexaccess空分多址)。
此外，在僅發(fā)送圖形A的基站中，只能與特定方向的用戶進行良好的通信。因此，通過隨時間變更SDMA圖形，還可以對12波束中的某一個方向上存在的用戶進行通信。若返回圖1，則在該例中，在時間上SDMA天線輻射圖形以某個規(guī)定時間間隔按A→B→C→D→A變化。若從上空觀看基站，可以觀看到，向3個方向發(fā)送信號的波束隨著時間的變化，一邊推進器逆時針旋轉(zhuǎn)地進行旋轉(zhuǎn)，一邊向蜂窩中的全體提供波束。在該方式中，由于在以圖形A進行發(fā)送之后沒達到某個一定間隔則不再次進行圖形A的發(fā)送，所以對于用戶來說發(fā)送數(shù)據(jù)包的間隔伸長，成為傳送延遲的原因。此外，雖然在信號傳送中使用信道推定結(jié)果的信息使數(shù)據(jù)包調(diào)度器動作，但由于即使在圖形A的發(fā)送中進行信道推定，到下一個以圖形A進行發(fā)送之前還是花費時間，所以有時信道的狀態(tài)變化，因此存在特別是對于高速移動的終端來說調(diào)度器不能有效工作的技術(shù)問題。
作為解決該技術(shù)問題的方法，考慮分配在如圖5所示的頻率區(qū)域中具有寬度的寬帶中的天線輻射圖形。在圖5中，橫軸表示時間，縱軸表示頻率。在該例中，通過對每個頻率分配不同的天線輻射圖形，在特定的頻率中以固定的天線輻射圖形進行發(fā)送。這樣，與在時間區(qū)域中分配天線輻射圖形的情況相同，也可以對12波束中的某一個方向上存在的用戶進行通信，由于在特定的頻率中天線輻射圖形固定，所以也不會發(fā)生上述傳送延遲或信道推定時的延遲問題。
使用圖13說明在寬帶系統(tǒng)中向3個方向同時發(fā)送波束的基站裝置的信號處理。圖13是通過發(fā)送最大為N的信號的基于OFDMA的基站裝置的發(fā)送部基帶處理的結(jié)構(gòu)圖。連接網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接口8從網(wǎng)絡取得將要發(fā)送的信息，并存儲在緩沖器7中。由調(diào)度器決定所存儲的信息的發(fā)送定時及調(diào)制方式(這里沒有記載)。利用從終端報告的傳播信道信息(CSIChannel State Information)，根據(jù)其品質(zhì)即C/I及需求即是實時通信還是非實時通信等，來決定調(diào)制方式?；谂c其他通信的優(yōu)先順序及CSI，例如基于正比公平調(diào)度等調(diào)度算法，并追加考慮到是否是實時通信等需要，來決定發(fā)送定時。此時，由于如圖5所示預先決定各頻帶上可以發(fā)送的波束，所以在基于發(fā)送預定的波束選擇要發(fā)送的用戶之后，使正比公平調(diào)度等調(diào)度算法動作。
從緩沖器7取出調(diào)度器所決定的發(fā)送信息，通過編碼部6進行傳播信道的編碼及64QAM等的映射等處理。這里，如6-1～6--N那樣準備多個編碼部6，在采用圖4A～圖4D的SDMA圖形時，在相同的頻帶上執(zhí)行最大為3個用戶的同時通信的信號處理。接著將編碼部6-X處理后的信號輸入信道形成部5-X，添加導頻信號及單獨控制信道等附加信息。在信道形成部5-X新增加用于在蜂窩內(nèi)發(fā)送通用信息的信道形成部5-4。。將各個信號乘以通過下行的波束形成部4-X形成波束所需的陣列權(quán)重，變換成每個天線、每個副載波的信號。接著，N+1個信號在信號合成部20中按每個天線、每個副載波進行相加，從而合成為1個。合成后的每個天線、每個副載波的信號在IFFT部3中從頻域的信息變換為時域的信息，成為每個天線的信息。所獲得的每個天線的時域信號在模擬前端部2中經(jīng)由模擬變換及頻率變換進行適當?shù)男盘柗糯笾?，從天線1發(fā)送。
以下特別說明下行鏈路。在現(xiàn)有技術(shù)的基站裝置中，介紹了在基站裝置單體中沿時間軸或頻率軸上固定天線輻射圖形的技術(shù)。但是，在蜂窩無線通信中，并沒有明確在多個基站形成組從而形成一個系統(tǒng)并且排列多個基站的情況下，應該怎樣分配天線輻射圖形。特別是在利用CDMA或OFDMA的無線通信中，由于形成頻率復用為1或接近于1的系統(tǒng)，所以可以考慮在相應基站的相鄰基站中使用與相應基站相同的頻率的情況。在這種情況下，決定終端一側(cè)的C/I的要素由信號功率、干涉信號功率以及終端所具有熱噪音功率決定，信號功率由來自基站的信號強度決定，干涉信號功率由來自同一基站的其他扇區(qū)或由陣列天線形成的朝向其他用戶的波束及其他蜂窩的信號決定，所以需要分配包含有周邊基站的干涉的天線輻射圖形。
圖6表示2個基站具有頻率同步的天線輻射圖形時的例子。在圖中橫軸表示時間，縱軸表示頻率。上圖和下圖表示2個基站的SDMA天線輻射圖形的組合。這里，E、F表示合成了圖3A、圖3B所示的6個波束的SDMA天線輻射圖形。在圖中，與頻率完全同步地分配天線輻射圖形。因此，對于利用天線輻射圖形E與基站A連接并且基站B的天線輻射圖形E成為強干涉的用戶來說，不存在避免來自基站B的干涉的方法。

發(fā)明內(nèi)容
上述技術(shù)問題通過下述第1無線通信方式來解決，該第1無線通信方式為，至少使用2個以上無線基站裝置，該無線基站裝置具有利用固定的指向性圖形的電波進行信號的發(fā)送或接收的功能，可以按每個頻率選擇上述指向性圖形，其特征在于，在上述無線通信方法中，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第2無線通信方式來解決，該第2無線通信方式的特征在于，在上述第1無線通信方式中，上述無線基站裝置具有不但可以按頻率還可以按時間選擇指向性圖形的功能，在將由頻率和時間的矩陣構(gòu)成的指向性圖形成為固定的最小單位即元素稱為信道時，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的信道中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間，利用在上述2個以上的不同信道中使用相互不同的指向性圖形的電波，來進行信號的發(fā)送或接收。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第3無線通信方式來解決，該第3無線通信方式的特征在于，在上述第1無線通信方式中，以相鄰的7個以上的無線基站裝置為一組，組內(nèi)的各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在組內(nèi)的不同無線基站裝置之間，發(fā)送或接收在上述2個以上的不同頻率使用不同的指向性圖形的電波，周期性地重復上述由相鄰的7個以上的無線基站裝置構(gòu)成的組。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第4無線通信方式來解決，該第4無線通信方式的特征在于，在上述第1無線通信方式中，在相鄰無線基站裝置之間的指向性圖形的分配中，使用沃爾什函數(shù)進行分配。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第1無線基站裝置來解決，該第1無線基站裝置具有存儲器，存儲對多個頻率的每一個都不同的指向性圖形；波束形成部，根據(jù)上述存儲器，將下行信號乘以陣列權(quán)重，進行每個頻率的波束形成；IFFT部，對波束形成部的輸出進行反向快速傅立葉轉(zhuǎn)換；以及模擬前端部，將IFFT部的輸出變換為模擬信號，并從天線發(fā)送；其特征在于，存儲在上述存儲器中的陣列權(quán)重使各天線基站裝置在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，在相鄰的無線基站裝置之間，在上述2個以上的不同頻率產(chǎn)生不同的指向性圖形。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第2無線基站裝置來解決，該第2無線基站裝置的特征在于，在上述第1無線基站裝置中，上述波束形成部具有不但可以按頻率還可以按時間選擇指向性圖形的功能，在將由頻率和時間的矩陣構(gòu)成的指向性圖形成為固定的最小單位即元素稱為信道時，存儲在上述存儲器中的陣列權(quán)重使各無線基站裝置在2個以上不同的信道中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，在相鄰的無線基站裝置之間，在上述2個以上的不同頻率產(chǎn)生不同的指向性圖形。
此外，上述技術(shù)問題通過下述第3無線基站裝置來解決，該第3無線基站裝置的特征在于，在上述第1無線基站裝置中，以相鄰的7個以上的無線基站裝置為一組，存儲在組內(nèi)的各無線基站裝置的存儲器中的陣列權(quán)重使在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，在組內(nèi)的不同無線基站裝置之間，在上述2個以上的不同頻率產(chǎn)生相互不同的指向性圖形。
根據(jù)本發(fā)明，由于多個基站協(xié)同形成SDMA的天線輻射圖形，所以若作為來自相鄰基站的干涉強的用戶來看，一定可以進行回避了其干涉的頻率或時間的信號發(fā)送，通過與調(diào)度器組合，可以進行回避了來自相鄰基站的強干涉的數(shù)據(jù)包調(diào)度。


圖1是由以往的例子構(gòu)成的單一基站的天線輻射圖形的分配例子(窄帶)。
圖2是天線輻射圖形的例子。
圖3A、圖3B是SDMA實施時的天線輻射圖形的例子(6SDMA的情形)。
圖4A～圖4D是SDMA實施時的天線輻射圖形的例子(3SDMA的情形)。
圖5是由以往的例子構(gòu)成的單一基站的天線輻射圖形的分配例子(寬帶)。
圖6是由以往的例子構(gòu)成的多個基站的天線輻射圖形的分配例子(寬帶)。
圖7是由本發(fā)明構(gòu)成的多個基站的天線輻射圖形的分配例子(寬帶)。
圖8是由本發(fā)明構(gòu)成的多個基站的天線輻射圖形的分配例子(6SDMA的情形)。
圖9是由本發(fā)明構(gòu)成的多個基站的天線輻射圖形的分配例子(3SDMA的情形)。
圖10是由本發(fā)明構(gòu)成的無線基站裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是本發(fā)實施時的C/I的頻率特性的例子。
圖12是由以往的例子構(gòu)成下行SDMA波束發(fā)送裝置(窄帶)。
圖13是由以往的例子構(gòu)成下行SDMA波束發(fā)送裝置(寬帶)。
圖14是信道分配的流程圖。
圖15是系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
以下說明由本發(fā)明構(gòu)成的實施例。圖7表示在相鄰的基站之間通過頻率變更SDMA天線輻射圖形的組合的情況。如技術(shù)問題中所說明的那樣，在圖6的情況下很難回避相鄰基站之間的干涉。但是，通過如圖7所示在相鄰的基站之間按每個頻率使天線輻射圖形適當?shù)夭煌剡M行決定，從而可以分配避免了來自其他基站的干涉波束的影響的數(shù)據(jù)包。例如，若利用天線輻射圖形(指向性圖形)E與基站A連接，并且考慮到基站B的天線E形成強干涉波束的用戶，則對于基站A來說，頻率F0～F7中的F0～F3為合適的天線輻射圖形，其中，在基站B中，F(xiàn)1和F2成為在天線輻射圖形F下發(fā)送的狀態(tài)。因此，該用戶通過優(yōu)先利用F1或者F2，可以避免來自相鄰基站的干涉影響，并進行通信。
在蜂窩通信中，由于在周圍存在多個基站，需要避免來自它們的干涉波束的影響，所以在波束的頻率軸上或者時間軸上作為某個區(qū)域進行使用沃爾什(Walsh)函數(shù)的波束分配。由此，使來自周邊基站的干涉波束所引起的影響虛擬隨機化。
其結(jié)果是，作為某個終端來看，在波束朝向自己的頻率(或者時間)中，產(chǎn)生了發(fā)生來自給予強干涉的基站的干涉的頻率(或者時間)、和回避了干涉的頻率(或者時間)，在信道的狀態(tài)上產(chǎn)生很大分散。由于信道的分配是根據(jù)信道狀態(tài)來進行調(diào)度，所以優(yōu)先選擇干涉小的頻率(或者時間)，并自然回避。并且，由于可以給每個終端分配難以受到干涉的頻率，所以可以使作為基站整體或通信系統(tǒng)整體的通信容量提高。
將圖3A、圖3B所示的同時發(fā)送6個波束的系統(tǒng)作為例子來說明第一實施例。
圖3A的天線輻射圖形E(1、3、5、7、9、11)和圖3B的天線輻射圖形F(2、4、6、8、10、12)表示分別對6個用戶同時發(fā)送信號的天線輻射圖形。例如如圖8所示地進行相鄰蜂窩之間的天線輻射圖形的配置。在圖8中，六角形的蜂窩表示各基站的服務區(qū)域。在六角形的中心配置基站。例如，可以看到位于圖中央的名字為d的蜂窩。在蜂窩內(nèi)描述有“EEEEFFFF”。這表示頻率與天線輻射圖形的對應。從左開始看的第一個E表示頻率最低的頻帶的天線輻射圖形為E。并且表示出，接下來的頻帶也同樣是E圖形，再接下來也為E圖形，這樣連續(xù)4個E圖形之后再連續(xù)4個F圖形。即頻率F0——E圖形頻率F1——E圖形頻率F2——E圖形頻率F3——E圖形頻率F4——F圖形頻率F5——F圖形頻率F6——F圖形頻率F7——F圖形表示出如以上所示分配天線輻射圖形。將該頻率與天線輻射圖形的連接稱為“d圖形”。觀察d圖形的蜂窩周邊，一定有d圖形之外的圖形包圍在周圍，不存在與d圖形相鄰的d圖形。若觀察相鄰的圖形之一，例如在“a圖形”中，如頻率F0——E圖形頻率F1——E圖形頻率F2——F圖形頻率F3——F圖形頻率F4——F圖形頻率F5——F圖形頻率F6——F圖形頻率F7——F圖形所示，天線輻射圖形與d圖形相比改變了組合。如圖7所說明的那樣，在相鄰的蜂窩之間避免了干涉波束。該關系被設計成對于a圖形～g圖形中的任兩個來說都成立。因此，一定存在回避了來自相鄰基站的干涉波束所引起的影響的頻率，在調(diào)度中通過選擇適當?shù)念l率，可以回避來自相鄰基站的干涉波束的影響。若觀察圖8，a圖形～g圖形以7個蜂窩為單位重復配置。因此，被配置成，無論對于哪個蜂窩來說，配置在周圍的6個蜂窩與相應蜂窩的圖形都不同，所以可以回避干涉。因此，可以解決技術(shù)問題。
這里，利用沃爾什函數(shù)來設計頻率與天線輻射圖形的對應配置。若利用長度N的沃爾什函數(shù)，則可以設計N-1組天線輻射圖形。例如，在N＝4的情況下，可以制作“1111”、“1100”、“1001”、“1010”這4個沃爾什符號。由于第一個“1111”全都是1，所以排除這個而使用“1100”、“1001”、“1010”這3個來設計天線輻射圖形。天線輻射圖形在如圖3A、圖3B所示為獨立的兩個圖形的情況下，只要將1置換成天線輻射圖形E，將0置換為天線輻射圖形F，即完成設計。即為“EEFF”、“EFFE”、“EFEF”。由于在N＝4的情況下，蜂窩重復為3，所以在特定基站的周邊不存在與自己本身相同的圖形，但有時存在周邊基站之間具有相同天線輻射圖形的情況。因此，存在難以回避特定的干涉圖形的情況。另一方面，若N＝8，則重復為7，所以在六角形蜂窩的情況下，如圖8所示，在特定蜂窩的周圍天線輻射圖形一定與自己不同，可以設計成在周圍的6個基站之間天線輻射圖形也一定不同。因此，充分進行了天線輻射圖形的隨機化，回避干涉的效果也很大。通過利用沃爾什函數(shù)對頻率和天線輻射圖形的配置進行設計，使相鄰基站的頻率-指向性圖形的建立對應圖形正交化，從而得到蜂窩設計更加容易的效果。但是，即使沒有使該建立對應圖形完全正交化，如果可以確保頻率-天線輻射圖形的建立對應圖形在相鄰基站中不同，則可以得到終端中的通信高速化及提高基站中的容量的效果。
圖11表示在終端一側(cè)觀測到的C/I的模式圖。在圖中橫軸為頻率，縱軸為觀測到的C/I。對于該終端來說，在特定的頻率100及102中，在電波最強的服務基站中使波束朝向該終端的方向發(fā)出信號。另一方面，來自相鄰的基站的干涉也很大，特別是在頻率102中干涉波束朝向該終端的方向。作為結(jié)果，觀測到頻率100是C/I最好的通信信道，并向服務基站報告。在服務基站中，例如根據(jù)正比公平調(diào)度等調(diào)度算法，進行對相應終端的信道分配。由于在正比公平調(diào)度中基于C/I進行信道分配，所以頻率100被優(yōu)先分配給相應終端。
使用圖14說明信道分配的流程圖。在圖14中，紙面縱軸表示時間軸，表示時間向下段經(jīng)過。3個軸分別表示基站、終端A、B，箭頭表示從各個軸發(fā)出的信號的流向。首先，從基站發(fā)送信道測量用的導頻信號200、201。根據(jù)天線輻射圖形發(fā)送導頻信號。終端A及B分別測量導頻的C/I，并如圖11所示制作C/I的頻率分布。根據(jù)所制作的C/I結(jié)果，制作傳播信道信息(CSIChannelState Information)202、203，發(fā)送給基站。CSI也可以發(fā)送整個頻率的信息，但由于消耗無線頻帶，所以也可以僅發(fā)送超過了規(guī)定閾值的頻率的傳播信道信息?；净诎l(fā)送來的CSI進行信道的調(diào)度?；谡{(diào)度結(jié)果，將信道分配結(jié)果204發(fā)送給相應的終端?；具€基于調(diào)度，向終端發(fā)送數(shù)據(jù)205。終端在發(fā)送來的調(diào)度中接收信號205。
使用圖15表示系統(tǒng)整體的控制例。在圖15中，2個基站300、301連接網(wǎng)絡304，各個基站根據(jù)來自控制站302的指示被指定天線輻射圖形。在特定的基站(例如300)中，業(yè)務量的請求增加。控制站302關于這樣的業(yè)務量狀況，定期接收來自基站的報告。在業(yè)務量超過閾值的情況下，為了優(yōu)先進行業(yè)務量的分配，向周邊基站發(fā)出調(diào)度抑制指示。接收到調(diào)度抑制指示的基站(例如301)進行調(diào)度的抑制，將信道分配率例如抑制在80％。與此相伴，從基站301發(fā)送信號的概率降低到80％。結(jié)果為，基站300的通信的C/I提高，并且吞吐量提高。
或者，從控制站發(fā)送動態(tài)地變更天線輻射圖形的指示的方法也包括在本發(fā)明的范疇中。例如，在設置新的基站的情況下及如上所述特定區(qū)域的業(yè)務量暫時上升的情況下等，特別是向配置很多終端的方向發(fā)送希望發(fā)送很多波束的請求的情況。在這種情況下也是根據(jù)來自基站的天線輻射圖形變更請求，從控制站302發(fā)送天線輻射圖形變更的指示(或者許可)?；疽詰鹌涞男问绞瓜Ｍl(fā)送很多波束的方向的波束圖形增加。由此可以應對局部產(chǎn)生的業(yè)務量的增加。此外，在控制站302中，可以統(tǒng)一掌握該區(qū)域的基站信息，所以可以在保持管理簡單的狀態(tài)下進行由天線輻射圖形的變更所引起的業(yè)務量的管理。
使用圖9說明第2實施例。在本實施例中，使用圖4A～圖4D所示的4個天線輻射圖形。
觀察圖4A～圖4D的天線輻射圖形，圖4A的天線輻射圖形A和圖4C的天線輻射圖形C相互之間的波束的朝向相反，空間軸上的正交性很高。此外，圖4B的天線輻射圖形B和圖4D的天線輻射圖形D也可以說是相同的。相反，在天線輻射圖形A和天線輻射圖形B中，由于例如波束1和2朝向相鄰的方向，所以存在旁瓣與相互的主瓣相關的可能性，不能說正交性一定就高。這表示出，在天線輻射圖形A和天線輻射圖形B成一對的情況下，兩個天線輻射圖形對特定終端給予干涉的可能性很大。即表示出，在相鄰的基站的天線輻射圖形A為最強的干涉而回避其的情況下，在所剩下的選項只有天線輻射圖形B時，很多情況下不能取得充分的回避干涉的效果。因此，在本實施例中，考慮使天線輻射圖形A和天線輻射圖形C成一對，并且使天線輻射圖形B和天線輻射圖形D成一對。若這樣考慮，通過與實施例1相同的方法，就可以進行天線輻射圖形A和天線輻射圖形C的分配。并且，同樣地，也可以進行天線輻射圖形B和天線輻射圖形D的分配。圖9中利用這樣的設計方法來分配天線輻射圖形A～D。因此，在六角形蜂窩的情況下，如圖9所示的例子那樣，在特定蜂窩周圍的蜂窩的天線輻射圖形一定與自己的不同，周圍的6個蜂窩也是相互之間的天線輻射圖形不同。因此天線輻射圖形的隨機化充分，可以解決技術(shù)問題。
使用圖10，說明在寬帶系統(tǒng)中向3個方向同時發(fā)送波束的基站裝置的信號處理。
圖13是同時發(fā)送最大N的信號的OFDMA基礎的基站裝置的發(fā)送部基帶處理的結(jié)構(gòu)圖。連接網(wǎng)絡的網(wǎng)絡接口8從網(wǎng)絡取出將要發(fā)送的信息，并且存儲到緩沖器7中。所存儲的信息的發(fā)送定時及調(diào)制方式由調(diào)度器13決定。利用從終端報告的傳播信道信息(CSIChannel State Information)，根據(jù)其品質(zhì)即C/I及需求即是實時通信還是非實時通信等，來決定調(diào)制方式?；谂c其他通信的優(yōu)先順序及CSI，例如，基于正比公平調(diào)度等調(diào)度算法追加考慮到是否是實時通信等需要，來決定發(fā)送定時。在基于發(fā)送預定的波束選擇要發(fā)送的用戶之后，使正比公平調(diào)度等調(diào)度算法動作。從緩沖器7取出調(diào)度器所決定的發(fā)送信息，由編碼部6進行路徑的編碼及64QAM等的映射等處理。由于在圖3的SDMA圖形中進行發(fā)送，所以編碼部6在同一頻帶中執(zhí)行最大達6個用戶同時通信的信號處理。將編碼部6處理后的信號接著輸入信道形成部5，添加導頻信號及單獨控制信道等附加信息。通過下行的波束形成部4將信道形成部5的輸出乘以形成波束所需的陣列權(quán)重，將在相同頻率下同時發(fā)送的信號相加，從而合成每個天線、每個副載波的信號。下行波束形成部4通過下行的波束形成控制部10被指定了陣列權(quán)重。在本實施例中，由于實施了基于如圖8所示預先決定的設計的陣列權(quán)重的組合，所以在陣列權(quán)重用的存儲器11中預先存儲陣列權(quán)重。波束形成控制部10參照該陣列權(quán)重，對下行波束形成部4指定陣列權(quán)重。在IFFT部3中，通過波束形成部被合成為每個天線信號的每個天線、每個副載波的信號被從頻域的信息變換為時域的信息，形成每個天線的信息。在模擬前端部2中將所獲得的每個天線的時域信號經(jīng)模擬變換及頻率變換進行了適當?shù)男盘柗糯笾?，從天線1發(fā)送。圖10的上行鏈路也進行同樣的動作。即，在模擬前端部2中將天線1所接收的信號變換為基帶信號，并按適當?shù)亩〞r在進行FFT運算的FFT部14中變化為頻域。在上行波束形成部15中通過適應控制對頻域信息進行波束形成。但是，在上行中也可以使用固定的波束。通過波束形成控制部12計算用于波束形成的陣列權(quán)重。由于波束形成而降低了干涉的信號通過信道分離部16被分離了導頻信號等，由解碼部17進行檢波和解映射、傳播信道解碼等處理，來形成用戶的信息。經(jīng)由網(wǎng)絡接口將所獲得的信息發(fā)送給網(wǎng)絡。信道分離部16除了分離導航信息之外，還分離CSI及ACK等MAC信息。分離后的這些信息被調(diào)度器使用。
在本實施例中，為了實施圖8的天線輻射圖形，在存儲器11中預先存儲面向各基站的信息。但是，在蜂窩通信中，由于設置新的基站等而狀態(tài)總是在不斷變化，所以可以從網(wǎng)絡變更天線輻射圖形的信息的結(jié)構(gòu)是很方便的。因此，設計了下述結(jié)構(gòu)，即，存在將信息從網(wǎng)絡接口傳送給包含調(diào)度器等控制部的DSP9的路由器，經(jīng)由該路由器變更存儲器11的陣列權(quán)重。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，在蜂窩通信等使用無線的通信中，可以使用天線陣列確保高效的通信。特別是對于在蜂窩邊界的用戶來說，也可以容易地回避來自相鄰無線基站裝置的干涉。
權(quán)利要求
1.一種無線通信方法，至少使用2個以上無線基站裝置，該無線基站裝置具有利用固定的指向性圖形的電波進行信號的發(fā)送或接收的功能，可以按頻率選擇上述指向性圖形，其特征在于，在上述無線通信方法中，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其特征在于，上述無線基站裝置具有按時間切換指向性圖形的功能，關于對由頻率和時間的矩陣構(gòu)成的指向性圖形進行設定的單位即信道，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的信道中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同信道和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其特征在于，以相鄰的7個以上的無線基站裝置為一組，組內(nèi)的各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在組內(nèi)的不同無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收，周期性地重復上述由相鄰的7個以上的無線基站裝置構(gòu)成的組。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信方法，其特征在于，使用沃爾什函數(shù)生成相鄰無線基站裝置之間的頻率與指向性圖形的對應圖形。
5.一種無線基站裝置，具有存儲器，存儲對多個頻率的每一個都不同的指向性圖形；波束形成部，根據(jù)存儲在上述存儲器中的指向性圖形，將下行信號乘以陣列權(quán)重，進行每個頻率的波束形成；IFFT部，對波束形成部的輸出進行反向快速傅立葉轉(zhuǎn)換；以及模擬前端部，將IFFT部的輸出變換為模擬信號，并從天線發(fā)送；其特征在于，存儲在上述存儲器中的陣列權(quán)重使在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，在與相鄰的無線基站裝置不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應。
6.如權(quán)利要求5所述的無線基站裝置，其特征在于，上述波束形成部具有按時間切換指向性圖形的功能，關于對由頻率和時間的矩陣構(gòu)成的指向性圖形進行設定的單位即信道，存儲在上述存儲器中的陣列權(quán)重使在2個以上不同的信道中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，在與相鄰的無線基站裝置不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同信道和指向性圖形建立對應。
7.如權(quán)利要求5所述的無線基站裝置，其特征在于，在該無線基站裝置所屬無線通信系統(tǒng)中，以相鄰的7個以上的無線基站裝置為一組，存儲在組內(nèi)的各無線基站裝置的存儲器中的陣列權(quán)重使在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形產(chǎn)生，并且，該陣列權(quán)重在組內(nèi)的不同無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應。
8.如權(quán)利要求5所述的無線基站裝置，其特征在于，為了生成上述與相鄰的無線基站裝置不同的對應圖形，使用沃爾什函數(shù)規(guī)定頻率與指向性圖形的對應建立。
9.一種無線通信系統(tǒng)，至少使用2個以上無線基站裝置，該無線基站裝置具有利用固定的指向性圖形的電波進行信號的發(fā)送或接收的功能，可以按頻率選擇上述指向性圖形，其特征在于，在上述無線通信系統(tǒng)中，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收。
10.如權(quán)利要求9所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，上述無線基站裝置具有按時間切換指向性圖形的功能，關于對由頻率和時間的矩陣構(gòu)成的指向性圖形進行設定的單位即信道，各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的信道中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在相鄰的無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同信道和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收。
11.如權(quán)利要求9所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，以相鄰的7個以上的無線基站裝置為一組，組內(nèi)的各無線基站裝置通過使用了在2個以上不同的頻率中沿同一方向具有峰值的指向性圖形的電波，進行信號的發(fā)送或接收，并且，在組內(nèi)的不同無線基站裝置之間不同的對應圖形中，使上述2個以上的不同頻率和指向性圖形建立對應，來進行信號的發(fā)送或接收，周期性地重復上述由相鄰的7個以上的無線基站裝置構(gòu)成的組。
12.如權(quán)利要求9所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，使用沃爾什函數(shù)生成相鄰無線基站裝置之間的頻率與指向性圖形的對應圖形。
全文摘要
本發(fā)明是天線輻射圖形的分配方法，在蜂窩型的寬帶通信中，將多個基站作為組，形成一個無線系統(tǒng)，在多個基站排列的情況下，可以回避相互之間的干涉。在無線系統(tǒng)中，在分配每個頻率不同的固定波束圖形時，各無線基站裝置使用在2個以上不同的頻率中在同一方向上具有峰值的指向性圖形進行電波的發(fā)送。并且，在相鄰的無線基站裝置之間，使用在上述2個以上不同的頻率中相互不同的指向性圖形進行電波的發(fā)送。
文檔編號H04B7/005GK101034924SQ200710005459
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者桑原干夫, 藤島堅三郎, 平良正憲 申請人:株式會社日立制作所, 日立通訊技術(shù)株式會社