專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用MIMO通信的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線通信方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了增大總體系統(tǒng)的傳輸容量，在通信系統(tǒng)中廣泛使用了一種用于估計(jì) 接收質(zhì)量并基于接收質(zhì)量自適應(yīng)地分配資源的方法。具體地，已知使用多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送 和接收的MIMO (多輸入多輸出)通信能夠在使用通過(guò)SVD (奇異值分解)方案的、被稱為本 征路徑的獨(dú)立信道時(shí)，通過(guò)基于本征路徑的本征值對(duì)傳輸功率以及每條路徑的調(diào)制方案進(jìn) 行控制，來(lái)顯著地增大系統(tǒng)的傳輸容量?；谧⑺淼姆桨副徽J(rèn)為是對(duì)MIMO通信的自適應(yīng)控制的最合適方案，并且，積 極地研究了利用實(shí)際離散調(diào)制方法來(lái)增大系統(tǒng)的傳輸容量的方法。此外，由于本征值最小 的路徑具有低成本的傳輸性能，因此考慮了根本不使用該路徑來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單控制的方法。然而，已知使用這種本征路徑的MIMO通信控制方案是非常敏感的，因此，如果由 于某種原因而使正交性破壞，則傳輸特性嚴(yán)重惡化。為了解決這種問(wèn)題，提出了利用作為已 知信息的多普勒頻率等等，通過(guò)基于該信息計(jì)算SINR(信號(hào)與干擾加噪聲比)并執(zhí)行控制， 來(lái)防止在正交性破壞時(shí)特性惡化(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。圖8是示意了基于SINR執(zhí)行自適應(yīng)控制的傳統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)的基本配置的圖。圖 9是示意了操作的流程圖。發(fā)送設(shè)備1具有S/P單元31、自適應(yīng)調(diào)制和編碼單元32、自適應(yīng) 傳輸功率控制單元33和發(fā)送波束成形單元34，而接收設(shè)備2具有接收天線處理單元35、解 調(diào)處理單元36和P/S單元37?？梢韵虬l(fā)送設(shè)備1或接收設(shè)備2提供信道估計(jì)單元38、SVD 單元39、SINR計(jì)算單元40和傳輸自適應(yīng)控制單元41。信道估計(jì)單元38對(duì)當(dāng)前傳播路徑執(zhí)行信道估計(jì)(步驟201)，SVD單元39根據(jù)信 道估計(jì)值、通過(guò)SVD過(guò)程來(lái)計(jì)算發(fā)送權(quán)重(步驟202)。SINR計(jì)算單元40基于多普勒頻率 的已知信息來(lái)計(jì)算SINR (步驟203)，然后，傳輸自適應(yīng)控制單元41基于SINR來(lái)執(zhí)行自適應(yīng) 控制(步驟204)。專利文獻(xiàn)1 日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)No. 2005-252834

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題如上所述，當(dāng)在使用本征路徑的MIMO通信(以下稱為SVD-MIM0)中執(zhí)行自適應(yīng) 控制時(shí)，由于信道變化而引起的正交性破壞是特性惡化的主要原因。事實(shí)上，如上所述，在 正交性破壞時(shí)在SVD-MIMO通信中執(zhí)行最優(yōu)自適應(yīng)控制的方法可能損失總體系統(tǒng)的傳輸容量。此外，盡管專利文獻(xiàn)1假定了多普勒頻率已知，但通常難以估計(jì)多普勒頻率。因 此，優(yōu)選地，能夠以簡(jiǎn)單的方式確定正交性是否破壞，同時(shí)以簡(jiǎn)單的方式知道接收處理方 法。為了解決這種問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線通 信方法，能夠在不直接測(cè)量多普勒頻率的情況下確定自適應(yīng)控制是否可以作用于SVD-MIMO
通{曰。技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與 接收設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括確定單元，用于基 于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本征路徑的正 交性是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述確定單元的確定結(jié)果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè) 備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。此外，本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間 的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括估計(jì)單元，用于基于用于指示每 個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)所述接收設(shè)備的接收方案；確定單元，用于基于指 示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本征路徑的正交性 是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述估計(jì)單元所估計(jì)的所述接收設(shè)備的接收方 案以及所述確定單元的確定結(jié)果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。優(yōu)選地，如果所述確定單元的確定結(jié)果是正交性維持，則所述控制單元根據(jù)基于 注水原理的第一控制方案，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備的預(yù)定控制；或者，如果正交性破壞，則所述 控制單元根據(jù)與第一控制方案不同的第二控制方案來(lái)執(zhí)行預(yù)定控制。所述第二控制方案 是基于正交性的破壞程度以及所述接收設(shè)備的接收方案，改變基于注水原理的控制與無(wú) 控制的比率。此外，優(yōu)選地，所述接收設(shè)備具有信道估計(jì)單元，所述信道估計(jì)單元用于基于接收 信號(hào)來(lái)估計(jì)信道特性，作為用于指示信道質(zhì)量的信息，并且，所述確定單元基于由所述信道 估計(jì)單元估計(jì)的用于指示信道特性的信息以及從所述接收設(shè)備向所述發(fā)送設(shè)備傳輸?shù)挠?于指示信道特性的信息，來(lái)確定正交性是維持還是破壞。此外，優(yōu)選地，所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制是至少傳輸時(shí)的功率控制或者 調(diào)制和編碼控制。本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信設(shè)備，用于經(jīng)由多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信， 所述無(wú)線通信設(shè)備包括識(shí)別單元，用于基于指示信道質(zhì)量的信息來(lái)識(shí)別所述多個(gè)本征路 徑的正交性是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述識(shí)別單元的識(shí)別結(jié)果，執(zhí)行傳輸 時(shí)的預(yù)定控制。此外，本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信設(shè)備，用于經(jīng)由多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線 通信，所述無(wú)線通信設(shè)備包括估計(jì)單元，用于基于指示每個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的 信息，估計(jì)對(duì)等無(wú)線通信設(shè)備的接收方案；識(shí)別單元，用于基于指示信道質(zhì)量的信息，識(shí)別 所述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述估計(jì)單元所估 計(jì)的對(duì)等無(wú)線通信設(shè)備的接收方案以及所述識(shí)別單元的識(shí)別結(jié)果，來(lái)執(zhí)行傳輸時(shí)的預(yù)定控制。此外，本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信方法，所述無(wú)線通信系統(tǒng) 用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信方法包 括以下步驟基于用于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所 述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還是破壞；以及基于確定結(jié)果來(lái)執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸 時(shí)的預(yù)定控制。此外，本發(fā)明的特征在于一種無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信方法，所述無(wú)線通信系統(tǒng) 用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信方法包 括以下步驟基于指示每個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)所述接收設(shè)備的接收方 案；基于用于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本 征路徑的正交性是維持還是破壞；以及基于所估計(jì)的所述接收設(shè)備的接收方案以及確定結(jié) 果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，在不直接測(cè)量多普勒頻率的情況下，可以在SVD-MIMO通信中高效地 執(zhí)行自適應(yīng)控制。此外，與傳統(tǒng)方法相比，即使僅SVD-MIMO通信的自適應(yīng)控制無(wú)法有效工 作，也可以進(jìn)行控制，以便通過(guò)考慮在接收側(cè)分離接收信號(hào)的接收方案，以與接收側(cè)協(xié)調(diào)的 方式，有效地使用系統(tǒng)的傳輸容量。


圖1是示意了當(dāng)正交性破壞時(shí)BER特性惡化的示例的圖；圖2是示意了當(dāng)MLD的接收方案用于分離本征路徑時(shí)BER特性惡化的示例的圖；圖3是示意了當(dāng)匪SE的接收方案用于分離本征路徑時(shí)BER特性惡化的示例的圖；圖4是示意了根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)的基本配置的圖；圖5是示意了本發(fā)明的操作的流程圖；圖6是示意了基站執(zhí)行確定處理和自適應(yīng)控制的操作的序列圖；圖7是示意了終端執(zhí)行確定處理的操作的序列圖；圖8是示意了基于SINR執(zhí)行自適應(yīng)控制的傳統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)的基本配置的圖；以 及圖9是示意了傳統(tǒng)無(wú)線通信系統(tǒng)的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。首先，描述作為本發(fā)明基礎(chǔ)的SVD-MIMO 通信。在SVD-MIMO通信中，基于以下公式來(lái)獲得發(fā)送和接收權(quán)重[公式1]H = ΙΙΣν"然而，[公式2]H 信道估計(jì)值
，λ i 第i個(gè)路徑的本征值，m 路徑數(shù)目此時(shí)，如果發(fā)送和接收權(quán)重分別表達(dá)為[公式3]V, Uh,由于[公式4]V, Uh滿足酉性，因此接收信號(hào)y與發(fā)送信號(hào)χ之間的關(guān)系如下所示[公式δ]y = UhHVx = UhU Σ VhVx = Σ χ
相應(yīng)地，如果所預(yù)測(cè)的信道[公式6]H和實(shí)際用于傳輸?shù)男诺繹公式7]H彼此相等，則發(fā)現(xiàn)可以基于每個(gè)路徑的本征值來(lái)獨(dú)立地接收發(fā)送信號(hào)。然而，在這 種情況下沒(méi)有考慮噪聲。SVD-MIMO通信的傳統(tǒng)自適應(yīng)控制向具有較大本征值的路徑分配大量的數(shù)據(jù)或傳 輸功率，同時(shí)向具有較小本征值的路徑分配少量數(shù)據(jù)或不分配功率，以基于注水原理來(lái)實(shí) 現(xiàn)高度有效的數(shù)據(jù)傳輸。然而，在SVD-MIMO通信中，如果所預(yù)測(cè)的信道[公式8]H和實(shí)際用于傳輸?shù)男诺繹公式9]H彼此不同，則本征路徑之間的正交性破壞，導(dǎo)致路徑之間的干擾增大，從而，如果 在接收側(cè)僅執(zhí)行SVD過(guò)程，則BER(誤比特率)特性嚴(yán)重惡化。圖1是示意了當(dāng)正交性破壞時(shí)BER特性惡化的示例的圖，并示出了當(dāng)利用4個(gè)發(fā) 射天線、4個(gè)接收天線和最多4個(gè)本征路徑來(lái)發(fā)送8比特?cái)?shù)據(jù)的過(guò)程中，所預(yù)測(cè)的時(shí)間與傳 輸時(shí)間之間的差異是0ms、0. 1ms,0. 2ms,0. 5ms禾Π Ims時(shí)相對(duì)于SNR(信噪比)的BER。示出 了當(dāng)延遲時(shí)間不是Oms時(shí)，特性惡化。此外，如上所述，已知如果所預(yù)測(cè)的信道[公式10]H不同于實(shí)際信道[公式11]
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H,則在發(fā)送側(cè)執(zhí)行加權(quán)并在接收側(cè)執(zhí)行MIMO過(guò)程的情況下，路徑的特性變?yōu)楸舜?相似。如果甚至在假定SVD-MIMO通信系統(tǒng)是理想系統(tǒng)的條件下也執(zhí)行自適應(yīng)控制，則 導(dǎo)致系統(tǒng)容量的損失，這是由于可能向已經(jīng)不可用的本征路徑分配數(shù)據(jù)并且可能沒(méi)有向可 以使用的本征路徑分配數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，如果通過(guò)某種方法識(shí)別出正交性破壞，則優(yōu)選地，基于與在SVD-MIMO通 信系統(tǒng)理想地工作時(shí)使用的算法不同的算法來(lái)進(jìn)行控制?？梢栽诎l(fā)送側(cè)和接收側(cè)之一執(zhí)行對(duì)正交性破壞的檢測(cè)。當(dāng)接收側(cè)的處理能力較低 時(shí)，發(fā)送側(cè)使用反饋信息等來(lái)檢測(cè)正交性破壞。如果接收側(cè)具有足夠的處理能力并且不期 望增加不必要的反饋信息，則接收側(cè)可以檢測(cè)正交性破壞并僅將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至發(fā)送側(cè)。例如，假定當(dāng)發(fā)送側(cè)檢測(cè)到正交性破壞時(shí)，獲得了發(fā)送時(shí)通過(guò)SVD過(guò)程得到的每 個(gè)路徑的SNR以及從反饋信息獲得的接收時(shí)接收側(cè)的每個(gè)路徑的SNR等等。此時(shí)，如果它 們彼此完全匹配，則認(rèn)為在所預(yù)測(cè)的信道[公式12]H和傳輸時(shí)的信道[公式13]H中幾乎沒(méi)有差異，并且正交性維持。然而，當(dāng)它們之間存在差異時(shí)，特別是如果具 有較大本征值的較高本征路徑的SNR在接收時(shí)減小，而具有較小本征值的較低本征路徑的 SNR增大，則可以確定正交性破壞。優(yōu)選地，基于這種信息，不是根據(jù)注水原理來(lái)嚴(yán)格執(zhí)行自適應(yīng)控制，而是執(zhí)行校正 和控制，以便即使在正交性破壞時(shí)也能夠有效地使用系統(tǒng)容量。此外，當(dāng)使用如MLD(最大似然檢測(cè))之類的高級(jí)接收方案來(lái)在接收側(cè)分離本征 路徑時(shí)，即使本征模的正交性破壞，也可以容易地維持自適應(yīng)控制的效果，這是由于與如 MMSE (最小均方誤差)之類的簡(jiǎn)單接收方案相比，它很有能力維持BER特性。圖2是示意了當(dāng)使用MLD作為接收方案來(lái)分離本征路徑時(shí)BER特性惡化的示例的 圖，而圖3是示意了當(dāng)使用匪SE作為接收方案來(lái)分離本征路徑時(shí)BER特性惡化的示例的 圖。圖2和圖3示出了當(dāng)利用4個(gè)發(fā)射天線、4個(gè)接收天線和最多4個(gè)本征路徑來(lái)發(fā)送符 號(hào)的總共8比特?cái)?shù)據(jù)的過(guò)程中，所預(yù)測(cè)的時(shí)間與傳輸時(shí)間之間的差異是0ms、0. lms,0. 2ms、 0. 5ms和1ms時(shí)相對(duì)于SNR的BER。圖2和圖3中示出了當(dāng)使用MLD作為接收方案來(lái)分離 本征路徑時(shí)，很有能力維持BER性能。相應(yīng)地，認(rèn)為如果找出接收方案，則可以通過(guò)根據(jù)該接收方案來(lái)改變用于確定是 否執(zhí)行自適應(yīng)控制的準(zhǔn)則來(lái)更高效地使用系統(tǒng)容量。基于上述描述來(lái)描述本發(fā)明。圖4是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)的基本配置的 圖。如圖4所示，發(fā)送設(shè)備1具有多個(gè)發(fā)射天線，并具有S/P單元11、自適應(yīng)調(diào)制和編碼單 元12、自適應(yīng)傳輸功率控制單元13和發(fā)送波束成形單元14。接收單元2也具有多個(gè)天線， 并具有接收天線處理單元15、解調(diào)處理單元16、P/S單元17和信道估計(jì)單元(信道估計(jì)單元)18。可以向發(fā)送設(shè)備1或接收設(shè)備2提供SVD單元19、正交性確定單元(確定單元或 識(shí)別單元)20、接收方案估計(jì)單元(估計(jì)單元)22和傳輸自適應(yīng)控制單元(控制單元)23。S/P單元11對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行串并轉(zhuǎn)換，并輸出每個(gè)本征路徑的發(fā)送數(shù)據(jù)。自適應(yīng) 調(diào)制和編碼單元12根據(jù)傳輸自適應(yīng)控制單元23的輸出來(lái)對(duì)每個(gè)本征路徑的發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行 調(diào)制和編碼。自適應(yīng)傳輸功率控制單元13根據(jù)來(lái)自傳輸自適應(yīng)控制單元23的輸出，控制 從自適應(yīng)調(diào)制和編碼單元12輸出的每個(gè)本征路徑的發(fā)送信號(hào)的傳輸功率。發(fā)送波束成形 單元14通過(guò)將從自適應(yīng)傳輸功率控制單元13輸出的發(fā)送信號(hào)與從SVD單元19輸出的發(fā) 送權(quán)重相乘來(lái)形成發(fā)送本征波束，并且還對(duì)每個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)進(jìn)行復(fù)用。在多個(gè)發(fā)射天線與多個(gè)接收天線之間形成MIMO信道。接收天線處理單元15通過(guò) 基于從信道估計(jì)單元18輸出的信道估計(jì)結(jié)果來(lái)計(jì)算接收權(quán)重，從而執(zhí)行空間濾波，或通過(guò) 執(zhí)行最大似然接收過(guò)程，來(lái)提取每個(gè)本征路徑的信號(hào)。解調(diào)處理單元16基于來(lái)自傳輸自適 應(yīng)控制單元23的輸出信息來(lái)對(duì)每個(gè)本征模的信號(hào)執(zhí)行糾錯(cuò)解調(diào)等，以輸出接收數(shù)據(jù)。P/S 單元17對(duì)每個(gè)本征模的接收數(shù)據(jù)執(zhí)行并串轉(zhuǎn)換?；谟啥鄠€(gè)接收天線接收的信號(hào)，信道估計(jì)單元18對(duì)信道的特性進(jìn)行估計(jì)(信道 估計(jì))。SVD (奇異值分解)單元19對(duì)每個(gè)信道估計(jì)值執(zhí)行奇異值分解。正交性確定單元 20基于用于指示發(fā)送設(shè)備1與接收設(shè)備2之間的信道質(zhì)量的信息，確定(識(shí)別)多個(gè)本征 路徑的正交性是維持還是破壞。即，正交性確定單元20基于用于指示由信道估計(jì)單元18 估計(jì)的信道特性的信息以及從接收設(shè)備2向發(fā)送設(shè)備1傳輸?shù)挠糜谥甘拘诺捞匦缘男畔ⅲ?確定正交性是維持還是破壞。接收方案估計(jì)單元22基于指示每個(gè)本征路徑的信道質(zhì)量的 信息(指示信道特性的信息)，估計(jì)接收設(shè)備2分離本征路徑的接收方案。傳輸自適應(yīng)控制 單元23基于由接收方案估計(jì)單元22所估計(jì)的、接收設(shè)備的接收方案以及正交性確定單元 20的確定結(jié)果(識(shí)別結(jié)果)，執(zhí)行發(fā)送設(shè)備1在傳輸時(shí)的預(yù)定控制(功率控制或調(diào)制和編 碼控制)。接下來(lái)，基于圖5所示的流程圖來(lái)描述本發(fā)明的操作。信道估計(jì)單元18對(duì)當(dāng)前傳 播路徑執(zhí)行信道估計(jì)(步驟101)，然后，SVD單元19根據(jù)信道估計(jì)值、通過(guò)SVD過(guò)程來(lái)計(jì)算 發(fā)送權(quán)重(步驟102)。正交性確定單元20基于來(lái)自信道估計(jì)單元18的信道信息以及從接 收設(shè)備反饋的指示本征值的信息，來(lái)確定(識(shí)別)正交性是否破壞(步驟103)。如果正交 性未破壞(否)，則傳輸自適應(yīng)控制單元23基于注水原理來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制(第一控制方 案)(步驟106)。如果在步驟103正交性破壞(是)，則接收方案估計(jì)單元22估計(jì)分離本 征路徑的接收方案(步驟104)，傳輸自適應(yīng)控制單元23基于正交性和接收方案來(lái)執(zhí)行自適 應(yīng)控制(第二控制方案)(步驟105)。這里，盡管可以在發(fā)送側(cè)或在接收側(cè)確定本征路徑的正交性是否破壞，但如果在 發(fā)送側(cè)根據(jù)如對(duì)于FDD (頻分雙工)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)必要的SNR(信噪比)之類的反饋信息以及本 征值來(lái)確定正交性，則可以減小不必要的反饋開(kāi)銷。此外，由于如果在發(fā)送側(cè)確定了正交性 則接收側(cè)不需要確定正交性，因此還可以設(shè)計(jì)根據(jù)終端的處理能力來(lái)進(jìn)行切換。類似地，如果發(fā)送側(cè)在協(xié)議中不具有知道接收方案的系統(tǒng)，則可以通過(guò)根據(jù)任何 反饋信息進(jìn)行估計(jì)來(lái)減小開(kāi)銷。接下來(lái)，基于實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明的操作。圖6是示意了當(dāng)作為發(fā)送設(shè)備的基站 根據(jù)來(lái)自作為接收設(shè)備的終端的反饋信息來(lái)執(zhí)行所有確定以及執(zhí)行自適應(yīng)控制時(shí)的操作的序列圖。當(dāng)基站從終端接收到例如經(jīng)由第N-I幀的、上行鏈路數(shù)據(jù)以及如CSI (信道狀態(tài)信 息)之類的反饋信息時(shí)，基站通過(guò)使用反饋信息執(zhí)行自適應(yīng)控制，經(jīng)由第N幀向終端發(fā)送下 行鏈路數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)SNR。當(dāng)接收到下行鏈路數(shù)據(jù)時(shí)，終端測(cè)量接收SNR和CSI，并經(jīng)由第N 幀將上行鏈路數(shù)據(jù)和反饋信息反饋給基站?；净谙惹癈SI來(lái)執(zhí)行計(jì)算，并將所預(yù)測(cè)的 傳輸SNR與針對(duì)每個(gè)本征路徑而反饋的SNR進(jìn)行比較，并在比較結(jié)果相匹配時(shí)識(shí)別出正交 性未破壞，并基于理想的SVD-MIMO通信和注水原理來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制。然而，如果基站所預(yù)測(cè)的SNR與從終端反饋的SNR不匹配，則基站確定正交性破 壞，并執(zhí)行以下過(guò)程。如果基站不知道終端的接收方案，則根據(jù)具有較大本征值的較高本征路徑和具有 較小本征值的較低本征路徑的SNR特性的變化傾向來(lái)估計(jì)接收方案?？梢酝ㄟ^(guò)這種方案來(lái) 估計(jì)接收方案，這是由于存在以下情況如果接收方案是如MLD之類的高性能方案，則較高 本征路徑的SNR減小，而較低本征路徑的SNR增大。根據(jù)正交性的破壞程度以及終端的估計(jì)的接收方案，通過(guò)如下所示的公式，改變 基于注水原理的控制與無(wú)控制的比率，以執(zhí)行協(xié)同的自適應(yīng)控制，從而最佳地利用基站和 終端的系統(tǒng)容量。[公式14]α (β , y )WaterFiIlingControl+(1-α (β , γ ))NonControl其中O彡α (β，Y)彡1 如果為O，則無(wú)控制；如果為1，則基于完全的注水原理 進(jìn)行控制。β 正交性的破壞程度(破壞程度越高，α趨向于越小)γ 基于接收方案的變量(接收方案的性能越高，α趨向于越小)正交性的破壞 程度β確定如下[公式I5]如果 的所有非對(duì)角分量為O，S卩，如果不 薛足 σ 12 = O21 = ... = a[公式16]
0，則定義為 Spow =YuCit并且，基于公式17來(lái)確定正交性的破壞程度β。[公式17]
如果[公式18]
1IiOW較大，則正交性維持，而如果其接近1，則幾乎沒(méi)有正交性。應(yīng)當(dāng)注意，如果不滿足 則考慮到滿足α(β, γ)=0，也可能不執(zhí)行自適應(yīng)控制。隨后，基站經(jīng)由第Ν+1幀向終端發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)，并預(yù)測(cè)SNR。在公式14中，如果正交性最終顯著破壞并且發(fā)送時(shí)的信道和接收時(shí)的信道被視 為不相關(guān)，則在每個(gè)接收過(guò)程中不對(duì)任何路徑執(zhí)行控制，從而可以獲得至少根據(jù)接收時(shí)的 MIMO處理的特性。盡管在上述實(shí)施例中基于發(fā)送SNR與接收SNR之間的差異確定了正交性并估計(jì)了 接收方案，但還可以通過(guò)其他信息(如每個(gè)本征路徑的本征值的分散)來(lái)確定正交性并估 計(jì)接收方案。此外，盡管在上述實(shí)施例中基站使用反饋信息來(lái)執(zhí)行總體確定，但該過(guò)程可以由 終端來(lái)執(zhí)行。在這種情況下，盡管終端有計(jì)算負(fù)擔(dān)，但其可以減少反饋信息，從而增大系統(tǒng) 容量。此外，由于明顯知道接收方案，因此可以更精確地執(zhí)行自適應(yīng)控制。圖7是示意了作為接收設(shè)備的終端執(zhí)行確定過(guò)程的操作的序列圖。終端經(jīng)由第N-I幀向基站發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)和反饋信息(例如CSI)。當(dāng)基站使用 接收到的反饋信息來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制并經(jīng)由第N幀向終端發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)時(shí)，終端接收 下行鏈路數(shù)據(jù)并測(cè)量CSI，以確定正交性是否破壞。如果正交性未破壞，則終端基于理想的 SVD-MIMO通信和注水原理來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制。如果正交性破壞，則終端基于正交性的破壞 程度以及終端的接收方案來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制。此外，終端經(jīng)由第N幀向基站發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)以及自適應(yīng)控制所必需的信息。 當(dāng)基站使用接收到的信息來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)控制，并經(jīng)由第Ν+1幀向終端發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù) 時(shí)，終端接收下行鏈路數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括確定單元，用于基于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述確定單元的確定結(jié)果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
2.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線 通信，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括估計(jì)單元，用于基于用于指示每個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)所述接收設(shè) 備的接收方案；確定單元，用于基于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定 所述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還是破壞；以及控制單元，用于基于所述估計(jì)單元所估計(jì)的所述接收設(shè)備的接收方案以及所述確定單 元的確定結(jié)果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，如果所述確定單元的確定結(jié)果是正交 性維持，則所述控制單元根據(jù)基于注水原理的第一控制方案，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備的預(yù)定控 制；或者，如果正交性破壞，則所述控制單元根據(jù)與第一控制方案不同的第二控制方案來(lái)執(zhí) 行預(yù)定控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述第二控制方案是基于正交性的破 壞程度以及所述接收設(shè)備的接收方案，改變基于注水原理的控制與無(wú)控制的比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述接收設(shè)備包括信道估計(jì)單元，所述 信道估計(jì)單元用于基于接收信號(hào)來(lái)估計(jì)信道特性，作為用于指示信道質(zhì)量的信息，以及所述確定單元基于由所述信道估計(jì)單元估計(jì)的用于指示信道特性的信息以及從所述 接收設(shè)備向所述發(fā)送設(shè)備傳輸?shù)挠糜谥甘拘诺捞匦缘男畔?，?lái)確定正交性是維持還是破 壞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制是 至少傳輸時(shí)的功率控制或者調(diào)制和編碼控制。
7.一種無(wú)線通信設(shè)備，用于經(jīng)由多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信設(shè)備包括識(shí)別單元，用于基于指示信道質(zhì)量的信息來(lái)識(shí)別所述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還 是破壞；以及控制單元，用于基于所述識(shí)別單元的識(shí)別結(jié)果，執(zhí)行傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
8.一種無(wú)線通信設(shè)備，用于經(jīng)由多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信設(shè)備包括估計(jì)單元，用于基于指示每個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)對(duì)等無(wú)線通信設(shè) 備的接收方案；識(shí)別單元，用于基于指示信道質(zhì)量的信息，識(shí)別所述多個(gè)本征路徑的正交性是維持還 是破壞；以及控制單元，用于基于所述估計(jì)單元所估計(jì)的對(duì)等無(wú)線通信設(shè)備的接收方案以及所述識(shí)別單元的識(shí)別結(jié)果，來(lái)執(zhí)行傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
9.一種無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信方法，所述無(wú)線通信系統(tǒng)用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收設(shè) 備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信方法包括以下步驟基于用于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本 征路徑的正交性是維持還是破壞；以及基于確定結(jié)果來(lái)執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
10.一種無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信方法，所述無(wú)線通信系統(tǒng)用于經(jīng)由發(fā)送設(shè)備與接收 設(shè)備之間的多個(gè)本征路徑來(lái)執(zhí)行無(wú)線通信，所述無(wú)線通信方法包括以下步驟基于指示每個(gè)所述本征路徑的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)所述接收設(shè)備的接收方案； 基于用于指示所述發(fā)送設(shè)備與所述接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定所述多個(gè)本 征路徑的正交性是維持還是破壞；以及基于所估計(jì)的所述接收設(shè)備的接收方案以及確定結(jié)果，執(zhí)行所述發(fā)送設(shè)備在傳輸時(shí)的 預(yù)定控制。
全文摘要
信道估計(jì)單元(18)基于由多個(gè)天線接收到的信號(hào)來(lái)估計(jì)信道的特性(信道估計(jì))。SVD單元(19)對(duì)每個(gè)信道估計(jì)值執(zhí)行奇異值分解。正交性確定單元(20)基于指示發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的信道質(zhì)量的信息，確定(識(shí)別)多個(gè)本征路徑的正交性是維持還是破壞。接收方案估計(jì)單元(22)基于指示每個(gè)本征路徑中的信道質(zhì)量的信息，估計(jì)接收單元(2)的用于分離本征路徑的接收方案。傳輸自適應(yīng)控制單元(23)基于由接收方案估計(jì)單元(22)估計(jì)的接收設(shè)備的接收方案以及正交性確定單元(20)的確定(識(shí)別)結(jié)果，執(zhí)行發(fā)送設(shè)備(1)在傳輸時(shí)的預(yù)定控制。
文檔編號(hào)H04W28/18GK101933267SQ20098010348
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者中山琢 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社