专利名称：基站装置、用户装置和预编码方法
技术领域：
本发明涉及在上行链路的多天线传输中，尤其在MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)复用传输、发送分集传输中，用于对每个天线闭环控制发送信号的相位和/或振幅的基站装置、用户装置和预编码方法。
背景技术：
W-CDMA的标准化团体3GPP中正在讨论成为宽带码分多址(W-CDMA)方式、高速下行链路分组接入(HSDPA)方式、高速上行链路分组接入(HSUPA)方式等后继的通信方式，即长期演进(LTE =Long Term Evolution)，并进行标准化工作。作为LTE中的无线接入方式， 对下行链路规定了正交频分多址(OFDMA :0rthogonal Frequency Division Multiplexing Access)方式，对于上行链路规定了单载波频分多址(SC-FDMA =Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)方式(关于此，例如参照非专利文献1)。OFDMA方式是将频带分割为多个窄的频带(副载波)，并在各个副载波上搭载数据进行传输的多载波传输方式。通过在频率轴上使副载波正交并紧密排列，从而可以期待实现高速传输，并提高频率的利用效率。SC-FDMA方式是对每个终端分割频带，并在多个终端之间使用不同的频带进行传输的单载波传输方式。由于除了能够简易且有效地降低终端之间的干扰之外还能够减小发送功率的变动，所以该方式从终端的低耗电化和覆盖范围的扩大等观点来看是理想的。在LTE系统中，在下行链路和上行链路两者中，对移动台分配一个以上的资源块来进行通信。基站装置在每个子帧(在LTE中为Ims)中决定对多个移动台中的哪个移动台分配资源块(该处理称作频域调度)。在下行链路中，基站装置对通过调度选择的移动台，在一个以上的资源块中发送共享信道。在上行链路中，被选择的移动台对基站装置，在一个以上的资源块中发送共享信道。另外，所述共享信道在上行链路中，是PUSCH (Physical Uplink Shared Channel,物理上行链路共享信道)，在下行链路中是PDSCH(Physical Downlink Shared Channel，物理下行链路共享信道)。另外，作为通过多个天线进行数据的发送接收，提高吞吐量、频率利用效率的无线通信技术，提出了一种MIMO天线系统(参照非专利文献2)。在LTE系统中，作为下行链路 MIMO模式，规定了空间复用传输模式(SU-MIM0 (单用户ΜΙΜ0))、发送分集传输模式这两个。 空间复用传输模式将多个流的信号在同一频率、时间，在空间上进行复用后发送，对峰值数据率增大有效。发送分集传输模式从多个天线发送被空间-频率(时间)编码后的同一流的信号，对发送天线分集效果带来的小区边缘用户的接收质量改善有效。在下行链路的MIMO传输中，为了增加移动台接收机中的信号功率，并改善吞吐量，在基站发送机中从多个天线发送发送信号时，对每个天线控制发送信号的相位和/或振幅(以下，称作预编码)。在LTE系统中，在移动台接收机中基于使用来自各个发送天线的接收信号测定的信道变动量，选择对于吞吐量或接收SINR(Signal to Interference plus Noise PowerRatio，信号与干扰加噪声功率比)最大的基站发送机的天线应设定的相位、振幅控制量 (PMI =Precoding Matrix Indicator,预编码矩阵指示符)，并将该选择了的PMI反馈给基站发送机。在基站发送机侧根据从移动台接收机反馈的PMI而进行预编码之后，从该多个天线发送信号。在上述下行链路MIMO传输中，在移动台接收机中，在系统频带的全部频带中测定信道变动量，在全部频带中将接收质量平均之后选择一种PMI，或将系统频带分割为多个子带(sub band)，并对每个子带选择最佳的PMI。将选择了的PMI信息通过上行链路反馈给基站发送机。为了改善吞吐量特性而需要增加系统频带的分割数，从而增加反馈的PMI数 (反馈信息量)。现有技术文献非专利文献非专禾Ij文献 1 :3GPP TS 36. 211 (V8. 3. 0) , "Physical Channels andModulation, "May 2008非专利文献2 :3GPP TR 25. 913非专利文献3:3GPP TS 36. 101 (V8. 2. 0)，‘ -UTRA UE radio transmissionand reception，，
发明内容
发明要解决的课题以上的说明关于从移动台接收机向基站发送机反馈PMI的下行链路MIMO传输。 另一方面，在上行链路MIMO传输中，从基站接收机向移动台发送机反馈对于移动台发射机中包括的多个天线的PMI信息。此时，与在下行链路MIMO传输中采用的预编码方法同样， 存在使用系统频带的全部频带选择了一个或多个PMI时，若选择PMI时的带宽宽，则特性恶化，若减小带宽，则PMI数增大，从而反馈信息量增多的问题。本发明的目的在于，鉴于上述问题点，提供一种即使比下行链路MIMO减少在上行链路MIMO传输中用于预编码的反馈信息量，也能够将吞吐量特性的恶化抑制得很小的基站装置、用户装置和预编码方法。用于解决课题的手段本发明的基站装置的特征在于包括资源决定部，自适应地决定在与各个用户装置之间的无线通信中使用的资源块；控制量决定部，根据对用户装置决定的资源块中的上行链路的接收质量，决定在该用户装置中用于对每个天线控制发送信号的相位和/或振幅的控制量；以及发送部，将由所述控制量决定部决定了的控制量发送给所述用户装置。根据这样的结构，由于基站装置仅根据对用户装置决定了的资源块来决定用于上行链路的多天线传输的发送信号的相位、振幅控制量，所以资源块的带宽比系统频带大幅地减小，能够将吞吐量特性的恶化抑制得很小，同时能够削减用于预编码的反馈信息。发明的效果根据本发明，可以提供一种即使在上行链路MIMO传输中削减关于预编码的反馈信息量，吞吐量特性也不会恶化的预编码方法、基站装置和用户装置。
图1是应用本发明的MIMO系统的概念图。图2是反馈公共的预编码信息的预编码方法的概念图。图3是反馈各个子带中最佳的预编码信息的预编码方法的概念图。图4是反馈在由一个或多个子带构成的每个块中最佳的预编码信息的预编码方法的概念图。图5是反馈每个簇块(cluster block)中最佳的预编码信息的预编码方法的概念图。图6是组合了调度和预编码权重的选择的预编码方法的概念图。图7是在系统频带整体中选择预编码权重后进行调度的预编码方法的概念图。图8是对每个资源块或子带选择预编码权重后进行调度的预编码方法的概念图。图9是表示对每个用户装置分别计算对于各个预编码权重的接收SINR的结果的图。图10是表示对最初的用户装置分配频带的步骤的图。图11是表示接着图9所示的步骤对其他用户装置分配预编码权重和频带的步骤的图。图12是表示对最初的用户装置分配频带的步骤的图。图13是表示最初的用户装置的分配完的资源块和其他用户装置的对应的资源块的图。图14是表示接着图13所示的步骤，一边选择预编码权重，一边扩展频带的步骤的图。图15是表示本发明的一个实施例的移动通信系统的结构的方框图。图16是表示本发明的一个实施例的移动通信系统中的基站装置的部分方框图。图17是表示本发明的一个实施例的基站装置的基带信号处理部的方框图。图18是表示本发明的一个实施例的移动通信系统中的移动台的部分方框图。图19是表示本发明的一个实施例的移动台的基带信号处理部的方框图。
具体实施例方式以下，以图1所示的MIMO系统为前提，说明上行链路的MIMO传输中的预编码。在图1的例子中，用户装置UE和基站装置Node B分别具有两个天线。其中，本技术也可以在两个天线以上的MIMO系统中应用。在基站装置Node B中，使用来自各个发送天线的接收信号来测定信道变动量，并根据测定了的信道变动量，选择发送天线合成后的吞吐量(或接收SINR)最大的相位、振幅控制量(预编码权重)。基站装置Node B通过下行链路将有关选择了的预编码的信息通知给用户装置UE。另外，可以预先决定用户装置UE和基站装置Node B双方已知的由N个预编码权重构成的码本，在接收端从码本内的N个预编码权重中选择最佳者，并仅将其索引(号码) 反馈到发送端。在本发明中，发送相位、振幅控制量是包含预编码权重本身的发送和仅仅索引(号码)的发送的概念。用户装置UE对应于两个发送天线#1、#2，由两个系统的乘法器lla、llb、无线发送电路12、13构成。发送数据被输入到预编码乘法器11，由乘法器IlaUlb对发送数据乘以预编码权重，相位、振幅分别被控制(移位)，被相位、振幅移位后的发送数据从两个发送天线#1、#2被发送。这里，基站装置Node B可以进行对用户装置UE分配资源块的调度、和向用户装置 UE反馈的预编码有关的信息的选择。在上行链路的MIMO传输中，仅使用调度后的资源块选择最佳的预编码权重。以下，参照图2至图14，说明用于基站装置中的上行链路的MIMO传输的预编码方法。图2中示出反馈有关公共的预编码的信息的预编码方法的概念图。图2所示的系统频带由子带#1到子带#M构成。图2中示出基站装置Node B对于用户装置UE，将斜线所示的子带#2到#4分配给资源块的状态。本发明的一个方式将调度了的资源块#2到#4的整体平均化后选择最佳的一个PMI。基站装置Node B仅将与选择了的一个预编码有关的信息通过下行链路发送到用户装置UE。此时，可以不发送位置信息(表示资源块#2到M的信息)作为预编码信息。用于确定将哪个子带平均化了的位置信息与对用户装置UE调度的资源块号码相同。调度了的资源块号码作为资源分配信息，在预编码信息之外通知给用户装置UE。从而，用户装置UE能够从资源分配信息识别位置信息。此外，基站装置Node B在调度中测定从用户装置UE接收到的参考信号的接收质量。用于上行链路的MIMO传输的预编码权重的选择包含用于将分配给用户装置UE的资源块的接收质量平均化的处理。基站装置Node B在对用户装置UE分配了资源块的时刻，知道该资源块的接收质量。从而，基站装置Node B中，可以同时进行调度和预编码权重的选择。这样，将与仅在分配给用户装置UE的资源块中平均化的公共的预编码有关的信息作为预编码信息反馈到用户装置UE，所以与将系统频带的整体平均化后，将有关公共的预编码的信息反馈给用户装置UE的预编码方法相比，为选择有关预编码的信息而必须平均化的带宽大幅地减小，所以能够实现吞吐量的改善。此外，由于分配给用户装置UE的资源块号码通过资源分配信息被通知给用户装置UE，因此不必发送与资源块号码相同的子带的位置信息，能够削减用于预编码的反馈比特数。图3表示以子带为单位反馈有关最佳的预编码的信息的预编码方法的概念图。图 3中示出基站装置Node B对于用户装置UE在斜线所示的子带#2到M中分配资源块的状态。在本发明的其他方式中，对构成调度了的资源块的各个子带#2、#3、#4的每个，选择有关最佳的预编码的信息。为选择与一个最佳的预编码有关的信息而平均化的带宽为一个子带的频带。基站装置Node B经由下行链路对用户装置UE发送与调度了的资源块内的各个子带#2、#3、#4对应的三个预编码有关的信息。对用户装置UE分配的资源块中包含的子带数比系统频带整体的子带数大幅减少。即使对分配给用户装置UE的资源块中包含的所有子带单独选择最佳的预编码权重，预编码信息量也少于系统频带整体的子带数，所以能够削减反馈比特数。而且，由于以带宽最小的子带为单位进行平均化后选择最佳的预编码权重，所以吞吐量特性被改善。图4示出反馈有关在由一个或多个子带构成的每个块中最佳的预编码的信息的预编码方法的概念图。图4中示出基站装置Node B对于用户装置UE，在斜线所示的子带#2到#4中分配了资源块的状态。在本发明的其他方式中，将构成资源块的L个子带分割为K 个(K是固定值)块，并选择在各个块中最佳的预编码权重。图4中，将由子带#2到#4构成的资源块分割为由子带#2、#3构成的第一块，和由子带#4构成的第二块(K = 2)。基站装置Node B以构成第一块的子带#2和#3的带宽进行平均化后选择最佳的预编码权重，以构成第二块的子带#4的带宽进行平均化后选择最佳的预编码权重。基站装置NodeB将有关对于第一块的预编码的信息和有关对于第二块的预编码的信息这两个有关预编码的信息， 经由下行链路发送到用户装置UE。由于发送到用户装置UE的与预编码有关的信息数与块分割数(K) 一致，所以反馈到用户装置UE的与预编码有关的信息数固定。用户装置UE可以始终以一定的有关预编码的信息数进行预编码。另外，决定块分割数的K值可以是可变值或半可变值。这样，将对用户装置UE调度的资源块内分割为K个块，对每个块选择最佳的预编码权重，所以与将资源块内所有的频带平均化的情况相比，可以改善性能。此外，通过固定决定块分割数的K值，从而有关预编码的信息的反馈比特数一定而不受调度了的资源块内的子带数影响。图5中示出对每个簇块选择最佳的预编码权重，并反馈有关预编码权重的信息的预编码方法的概念图。图5中示出基站装置Node B对于用户装置UE，以簇的方式在斜线所示的子带#2、#3和子带#5中分配了资源块的状态。如图5所示，在调度了的资源块分为互相分离的多个“子带的块”的情况下，将各个由一个或多个子带构成的“子带的块”称作簇块。将由子带#2和#3构成的“子带的块”作为第一簇块，将子带#5作为第二簇块。本发明的其他方式中，对每个簇块选择最佳的PMI。基站装置Node B将对于第一簇块的预编码信息和对于第二簇块的预编码信息的两个预编码信息，经由下行链路发送给用户装置UE。 由于发送给用户装置UE的预编码信息数与簇块数(K) 一致，所以若将K值设为固定值，则反馈到用户装置UE的预编码信息数固定。用户装置UE能够始终以一定的PMI数进行预编码。另外，决定块分割数的K值可以是可变值或半可变值。这样，在对用户装置UE调度的资源块为多个簇块的情况下，由于对每个簇块选择最佳的预编码权重，所以与将资源块内所有的频带平均化的情况相比，可以改善性能。此外，通过固定决定簇块分割数的K值，从而预编码信息的反馈比特数一定而不受调度了的资源块内的子带数影响。图6表示重复进行调度和预编码权重的选择，并决定最佳的预编码权重的预编码方法的概念图。基站装置Node B不考虑预编码而根据来自各个发送天线的接收信号的合计功率来进行调度。图6(a)表示通过调度而分配给各个用户装置UE#1 #5的频带。接着，对每个分配频带选择最佳的预编码权重。图6(b)表示对调度了的各个频带(用户装置 UE#1 #0选择的预编码权重Vl V5。如以上这样，在通过调度分配的各个频带内选择公共的预编码权重。接着，考虑图6(b)所示的各个用户装置#1 #5的预编码权重而再次进行调度。 图6(c)是表示考虑预编码权重而再次进行了调度的结果的图。通过选择了各个用户装置 #1 #5的预编码权重，从而与单纯根据来自各个发送天线的接收信号的合计功率调度时相比，通信条件变化。因此，如上所述，考虑预编码权重而再次进行调度。接着，对通过再次调度而分配的每个频带再次选择预编码权重。图6(d)是表示第二次预编码权重的选择结果的图。对于用户装置#3的预编码权重变换为V3’，对于用户装置#5的预编码权重变换为V5’。这样，通过重复进行M次考虑了预编码权重的调度和预编码权重的选择，从而可以对分配给各个用户装置#1 #5的每个频带决定更加适合的预编码权重。重复次数M可以是2、3等固定值，也可以重复进行，直到选择与上次的预编码权重相同的预编码权重为止。另外，也可以采用仅对不考虑预编码的调度和每个频带的预编码进行了组合的简单的预编码方法。图7示出对于每个用户装置，在系统频带整体概略地选择一个预编码权重之后， 考虑选择了的预编码权重而进行调度的预编码方法的概念图。基站装置Node B预先对每个用户装置选择在系统频带整体能够使接收SINR最大的预编码权重。图7 (a) (e)表示对各个用户装置UE#1 #5选择的预编码权重Vl V5。接着，考虑图7(a) (e)所示的各个用户装置#1 #5的预编码权重而进行调度。 即，通过事先选择的预编码权重Vl V5进行加权，基于用户装置#1 #5的接收信号的接收SINR，对用户装置#1 #5的每个分配频带。图7(f)是表示通过考虑了预编码权重的调度对各个用户装置UE#1 #5分配的频带的图。为了局部判断在通过上述调度而分配的各个频带内已经选择了的预编码权重是否为最佳，再次选择预编码权重。即，在对用户装置#1 #5的每个分配的频带内，通过接收SINR、或期待的吞吐量最大的规则来选择预编码权重。图7(g)是表示对各个频带选择了的最佳的预编码权重的图。对用户装置UE#3和UE#5的频带选择的预编码权重V3，、V5，， 从将系统带宽整体平均后选择的预编码权重V3、V5变化。另外，如图7(g)所示，也可以在对分配到各个用户装置的每个频带选择了预编码权重之后，考虑该预编码权重而再次进行调度后，再次决定预编码权重。图8表示对于每个用户装置，在系统频带整体中，对每个资源块或子带选择预编码权重之后，考虑选择了的预编码权重而进行调度的预编码方法的概念图。基站装置Node B对于每个用户装置UE，在系统频带整体中，对每个资源块或子带选择最佳的预编码权重。 由此，与在系统频带整体中进行平均后选择接收SINR高的一个预编码权重的情况相比，选择多个实现高的接收SINR的预编码权重。图8 (a) (e)表示对于各个用户装置UE#1 #5，对每个子带选择的预编码权重Vl V5。接着，考虑如8 (a) (e)所示的各个用户装置#1 #5的预编码权重而进行调度。 因为对用户装置#1 #5的每个有先前对每个子带选择的预编码权重得到的接收SINR，所以对各个用户装置#1 #5分配频带，使得该接收SINR最高。图8(f)是表示通过考虑了预编码权重的调度分配给各个用户装置#1 #5的频带的图。根据分配给用户装置UE的频带，选择根据子带而不同的预编码权重。分别选择通过上述调度而分配给各个用户装置UE的频带内最佳的预编码权重。 图8(g)是表示对各个频带内选择的最佳的预编码权重的图。例如，若是图8(f)所示的用户装置UE#1，则对分配的频带选择了预编码权重VI、V3。与预编码权重V3相比，预编码权重Vl下的接收SINR较高，因此最终对分配给用户装置腿的频带选择预编码权重Vl。另外，如图8(g)所示，也可以在对分配给用户装置的每个频带选择了预编码权重之后，考虑该预编码权重而再次进行调度后，再次决定预编码权重。由此，通过从在分配给用户装置的频带中复用的多个预编码权重中选择了一个预编码权重，从而即使存在局部地接收SINR降低这样的情况，最终也选择其他的最佳的预编码权重。图9到图11是根据对于预先决定的多种预编码权重的每个资源块(或子带)的接收SINR限缩每个用户装置的预编码权重和频带的预编码方法的概念图。假设用户装置 UE和基站装置Node B包括由预先决定的多种预编码权重的索引构成的码本。这里，为了使码本中存储的索引和预先决定的多种预编码权重的对应关系明确，预编码权重和索引中使用相同的符号来说明。基站装置Node B对每个用户装置UE,对每个资源块(或子带)分别计算对于各个预编码权重(V1、V2、V3、V4)的系统频带整体中的接收SINR。图9表示对用户装置UE#1 #3的每个分别计算对于各个预编码权重(V1、V2、V3、V4)的系统频带整体中的接收SINR的结果。从图9所示的全部资源块(或子带)确定最大的接收SINR。图9中示出用户装置腿的对于预编码权重Vl的接收SINR，即资源块Sn为最大的接收SINR的情况。由于在用户装置#1对于预编码权重Vl的接收SINR中，也包括其他用户装置存在最大的接收SINR，所以预想通过预编码权重Vl对用户装置UEtn的发送天线进行加权能够实现最高的接收SINR。因此，对分配给用户装置UE#1的频带选择预编码权重VI。分配给用户装置UE#1的频带应用图10所示的步骤。进行与其他用户装置#2对于预编码权重Vl的接收SINR的比较。具体来说，对用户装置UE#1的与资源块Sn邻接的资源块S(n-l)的接收SINR，以及其他用户装置UE#2对于预编码权重Vl的接收SINR且同一位置的资源块S(m-1)的接收SINR进行比较。若S(n_l) > S (m-1)，则进而进行与其他用户装置UE#3对于预编码权重Vl的接收SINR的比较。比较与S(n-l)同一位置的资源块的接收SINR，若S(n-l)大，则将用户装置UE#1的频带扩展到S(n-l)。以下，同样比较S(n-2)和S (m_2)，若S (n_2) > S (m_2)，则进而与其他用户装置 UE#3的同一位置的资源块的接收SINR进行比较，若S(n-2)大，则将用户装置UE#1的频带扩展到S(n-2)。然后，将成为比较对象的资源块依次移位，在其他的用户装置UE#2、3的资源块的接收SINR大于用户装置UE#1的资源块处，停止关于用户装置UE#1的向图示左方向的频带扩展。接着，向图示右方向也与上述同样扩展频带。另外，关于该频带扩展，也可以使用交替进行向左方向的扩展和向右方向的扩展等其他的扩展法。如图10所示，重复进行以上处理的结果，预编码权重Vl连续的范围成为用户装置腿的频带。接着，决定剩余的用户装置UE#2、#3的预编码权重和频带。如图11(a)所示，将除去分配给用户装置UE#1的频带(虚线包围的范围)后的频带作为对于剩余的用户装置 UE#2、#3的频带分配范围。在用户装置UE#2、#3的对于各个预编码权重的全部资源块(不包含除去频带)的接收SINR中确定最大的接收SINR。此时，已经决定为用户装置腿的预编码权重的Vl从对象中除去。在图11(a)中，用户装置UE#2的对于预编码权重V2的资源块So为最大接收 SINR。该时刻，选择预编码权重V2作为对于用户装置UE#2的预编码权重。接着，在图11(b)所示的步骤中，决定分配给用户装置UE#2的频带。S卩，与所述对于用户装置腿的频带分配步骤同样，以资源块So为起点，与剩余的其他用户装置UE#3 的同一位置的资源块的接收SINR依次进行比较。此时，对于已经决定为用户装置UE#1的
10频带的范围的资源块，从比较对象中除去。最后，从用户装置UE#3的对于各个预编码权重的资源块，即除去分配给用户装置 UE#1和#2的频带的范围的资源块中确定最大的接收SINR。在图11(a)中，对于预编码权重V3的资源块Sr的接收SINR最大。用户装置UE#3的预编码权重决定为预编码权重V3。 由于不存在剩余的用户装置，因此没有比较对象块。从而，将除去分配给用户装置腿和 #2的频带后的连续的资源块分配给用户装置UE#3的频带。通过以上的步骤，如图11(c)所示，对所有用户装置UE#1、2、3分配频带的同时，选择最佳的预编码权重。另外，如图11(c)所示，也可以在对分配给用户装置的每个频带选择了预编码权重之后，考虑该预编码权重而再次调度，从而再次决定预编码权重。在对各用户装置UE#1、2、3决定了预编码权重之后，经由下行链路向用户装置发送预编码权重的索引信息。图12和图13是根据对于预先决定的多种预编码权重的每个资源块(或子带)的接收SINR限缩每个用户装置的预编码权重和频带的预编码方法的概念图。假设用户装置UE和基站装置Node B包括由预先决定的多种预编码权重的索引构成的码本。基站装置Node B对每个用户装置UE，对每个资源块(或子带)分别计算对于各个预编码权重(V1、V2、V3、V4)的系统频带整体中的接收SINR。图9示出对每个用户装置腿 #3分别计算出对于各个预编码权重(VI、V2、V3、V4)的系统频带整体中的接收 SINR的结果。从图9所示的全部资源块(或子带)中确定最大的接收SINR。图9中示出用户装置UE#1的对于预编码权重Vl的接收SINR，即资源块Sn为最大的接收SINR的情况。如图12(a)所示，最初对用户装置UE#1临时选择预编码权重VI。接着，如图12(b) 所示，计算资源块Sn和邻接的资源块S (n-1)的接收SINR的平均值。另一方面，如图12(c) 所示，将用户装置腿对预编码权重V2的接收SINR、且与资源块Sn、S (n-1)同一位置的资源块的接收SINR平均化。比较预编码权重Vl和V2的平均值，若Vl大于V2，则对于用户装置UE#1的预编码权重原样维持VI。接着，如图12(d)所示，将用户装置UE#1对预编码权重V3的接收SINR且与资源块Sn、S (n-1)同一位置的资源块的接收SINR平均化。比较预编码权重Vl和V3的平均值，若Vl大于V3，则对于用户装置UE#1的预编码权重原样维持 VI。接着，如图13(a) (b)所示，对其他的用户装置UE#2也比较接收SINR。将用户装置 UE#2对预编码权重Vl的接收SINR且与资源块Sn、S (n-1)同一位置的资源块的接收SINR 平均化。然后，比较预编码权重Vl和V2的平均值，若Vl大于V2，则进而与用户装置UE#2 对于预编码权重V3的接收SINR进行比较，进而与用户装置UE#2对于预编码权重V4的接收SINR进行比较。在用户装置UE#1和用户装置UE#2的比较的结果，维持了对用户装置UE#1临时选择的预编码权重Vl的情况下，进而以其他的用户装置UE#3作为比较对象来重复相同处理。即，如图13 (a) (c)所示，将用户装置UE#3对预编码权重Vl的接收SINR且与资源块 Sn、S (n-1)同一位置的资源块的接收SINR平均化。然后，比较预编码权重Vl和V2的平均值，若Vl大于V2，则进而与用户装置UE#3对于预编码权重V3的接收SINR进行比较，进而与用户装置UE#3对于预编码权重V4的接收SINR进行比较。
如以上这样，在用户装置UE#1和其他用户装置UE#2、UE#3的比较的结果，维持了先前临时选择的预编码权重Vi的情况下，将分配给用户装置UEtn的频带扩展到邻接的资源块 S (n-2)。接着，如图14所示，将连续的三个资源块Sn、S (n-1)、S (n-2)的接收SINR进行平均，与对于其他预编码权重V2、V3、V4的同一位置的资源块的平均值进行比较。其结果，若有接收SINR的平均值比临时选择了的预编码权重Vl大的预编码权重V2、V3或V4，则将该资源块整体Sn、S(n-l)、S(n-2)变更为该新的预编码权重。图14(a)中，从对用户装置UE#1 的资源块Sn、S(n-l)、S(n-2)临时选择的预编码权重Vl变更为预编码权重V4。以后，预编码权重V4成为对用户装置UE#1的资源块Sn、S (n-1)、S (n-2)临时选择的预编码权重。这样，每次检测出对于临时选择的预编码权重的接收SINR的平均值大的预编码权重时，变更预编码权重。接着，关于其他用户装置UE#2或UE#3对各个预编码权重Vl V4的接收SINR，也计算与资源块Sn、S(n-l) ,S (n-2)相同位置的接收SINR的平均值，并依次与用户装置UE#1 的接收SINR的平均值进行比较。然后，在从其他用户装置UE#2或UE#3检测出比用户装置腿的接收SINR的平均值大的接收SINR的平均值的时刻，停止频带扩展。其结果，如图 14 (c)所示，对用户装置腿分配资源块Sn、S (n-1)，对该频带选择预编码权重Vl。对于其他用户装置UE#2或UE#3，也与用户装置UE#1同样分配频带，选择预编码权重。图14(d)中示出对分配给用户装置UE#2的频带选择预编码权重V2，对分配给用户装置 UE#3的频带选择预编码权重V3的状态。另外，如图14(d)所示，也可以在对分配给各个用户装置UE#1 UE#3的每个频带选择了预编码权重之后，考虑该预编码权重而再次进行调度后，再次决定预编码权重。在对各用户装置UE#1、2、3决定了预编码权重之后，经由下行链路向用户装置发送预编码权重的索引信息。以下，参照
本发明的实施例。参照图15，说明具有本发明的实施例的移动台和基站装置的移动通信系统。移动通信系统1000是例如应用演进的UTRA和UTRAN(Evolved UTRA and UTRAN) (别名=Long Term Evolution，长期演进，或者超(Super) 3G)的系统。移动通信系统1000 具有基站装置200和与基站装置200通信的多个移动台100 (IOO1UOO2UOOv · · 100n，n为 η > 0的整数)。基站装置200与高层站例如接入网关装置300连接，接入网关装置300与核心网络400连接。移动台IOOn在小区50中通过演进的UTRA和UTRAN与基站装置200进行通信。另外，所述接入网关装置300也可以称作MME/SGW(Mobility Management Entity/ Serving Gateway (移动性管理实体/服务网关))。各个移动台(IOO1UOO2UOOy ... IOOn)具有同一结构、功能、状态，所以以下只
要不特别事先说明，就作为移动台IOOn进行说明。为了说明的方便，与基站装置无线通信的是移动台，但更一般来说，也可以是包含移动终端和固定终端的用户装置(UE =User Equipment)。在移动通信系统1000中，作为无线接入方式，对下行链路应用OFDMA(正交频分多址)，对上行链路应用SC-FDMA(单载波-频分多址)。如上述那样，OFDMA是将频带分割为多个较窄的频带(副载波)，并在各个副载波上映射数据进行通信的多载波传输方式。SC-FDMA是通过将系统频带按每个终端分割为由一个或连续的资源块构成的频带，多个终端使用互相不同的频带，从而降低终端间干扰的单载波传输方式。这里，说明演进的UTRA和UTRAN中的通信信道。对于下行链路，采用在各个移动台IOOn中共享的物理下行链路共享信道(PDSCH) 和物理下行链路控制信道(下行L1/L2控制信道)。通过上述物理下行链路共享信道传输用户数据即通常的数据信号。此外，通过物理下行链路控制信道通知用于上行链路MIMO传输的预编码信息、使用物理下行链路共享信道进行通信的用户的ID、该用户数据的传输格式的信息即下行链路调度信息、以及使用物理上行链路共享信道进行通信的用户的ID、该用户数据的传输格式的信息即上行链路调度许可等。此外，在下行链路中，发送物理广播信道(P-BCH)和动态广播信道(D-BCH)等广播信道。通过所述P-BCH传输的信息为主信息块(MIB)，通过所述D-BCH传输的信息为系统信息块(SIB)。所述D-BCH映射到所述PDSCH中，由基站装置200传输到移动台100η。对于上行链路，采用在各个移动台100中共享使用的物理上行链路共享信道 (PUSCH)和作为上行链路的控制信道的物理上行链路控制信道(PUCCH =Physical Uplink Control Channel)。通过上述物理上行链路共享信道传输用户数据即通常的数据信号。 此外，通过上述物理上行链路控制信道传输用于下行链路MIMO传输的预编码信息、对于下行链路的共享信道的送达确认信息、下行链路的无线质量信息(CQI =Channel Quality Indicator)等。此外，在上行链路中，定义了用于初始连接等的物理随机接入信道(PRACH)。移动台100在所述PRACH中发送随机接入前导码。参照图16说明本发明的实施例的基站装置200。本实施例的基站装置200包括用于MIMO传输的两个发送接收天线20h、202b、放大部2(Ma、204b，发送接收部206a、206b、基带信号处理部208、呼叫处理部210、传输路径接 Π 212。通过下行链路从基站装置200发送给移动台100的用户数据从位于基站装置200 的高层的高层站，例如接入网关装置300，通过传输路径接口 212输入到基带信号处理部 208。在基带信号处理部208中，进行PDCP层的处理、用户数据的分割/结合、RLC(radi0 link control，无线链路控制)重发控制的发送处理等RLC层的发送处理、MAC (Medium Access Control,媒体接入控制)重发控制、例如 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)的发送处理、调度、传输格式选择、信道编码、快速傅立叶反变换(IFFT inverse Fast Fourier Transform)处理、预编码处理，并转发到发送接收部206a、206b。此外，关于下行链路控制信道即物理下行链路控制信道的信号，也进行信道编码和快速傅立叶反变换等发送处理，并转发到发送接收部206a、206b。此外，基带信号处理部208通过上述广播信道，对移动台100通知用于该小区中的通信的控制信息。所述用于该小区中的通信的控制信息中例如包括上行链路或下行链路中的系统带宽、分配给移动台100的资源块信息、用于移动台100中的预编码的预编码信息、 用于生成PRACH中的随机接入前导码的信号的根序列的识别信息(Root Sequence Index) 等。预编码信息可以经由PHICH这样的独立的控制信道发送。
在发送接收部206a、206b中，进行将从基带信号处理部208对每个天线预编码后输出的基带信号变换为无线频带的频率变换处理，然后，通过放大部2(Ma、204b放大后由发送接收天线20加、20沘发送。另一方面，关于通过上行链路从移动台100发送给基站装置200的数据，由发送接收天线20h、202b接收的无线频率信号通过放大器2(Ma、204b放大，并由发送接收部206a、 206b进行频率变换而变换为基带信号，并且输入到基带信号处理部208。在基带信号处理部208中，对输入的基带信号中包含的用户数据，进行FFT处理、 IDFT处理、纠错解码、MAC重发控制的接收处理、RLC层、PDCP层的接收处理，并经由传输路径接口 212转发到接入网关装置300。呼叫处理部210进行通信信道的设定和释放等呼叫处理、无线基站200的状态管理和无线资源的管理。图17是基带信号处理部208的功能方框图。接收信号中包含的参考信号被输入到同步检测/信道估计部221。同步检测/信道估计部221根据从移动台100接收到的参考信号的接收状态，估计上行链路的信道状态。另一方面，输入到基带信号处理部208的接收信号在由CP除去部222除去了该接收信号上附加的循环前缀之后，由快速傅立叶变换部 223进行傅立叶变换而变换为频域的信息。变换为频域的信息的接收信号在副载波解映射部224中在频域中被解映射。副载波解映射部2 对应于移动台100中的映射而进行解映射。频域均衡部225根据从同步检测/信道估计部221提供的信道估计值而均衡接收信号。 离散傅立叶反变换部2 对接收信号进行离散傅立叶反变换，将频域的信号复原到时域的信号。在数据解调部227和数据解码部228中，根据传输格式(编码率、调制方式)再现发送数据。调度器231根据从同步检测/信道估计部221提供的信道估计值，决定上下链路的分配内容。成为调度的基础的质量测定所使用的参考信号需要占用跨越全部资源块(系统频带)的频带。移动台100以比实际分配资源的资源块宽的频带发送质量测定用参考信号。调度器231可以从未图示的CQI测定部取得信道状态信息。CQI测定部根据从移动台 100接收的宽频带的质量测定用参考信号来估计信道状态。预编码权重选择部232根据分配给移动台100的资源块中的上行链路的接收质量，决定在该移动台100中用于对每个天线控制发送信号的相位和/或振幅的预编码权重。 决定预编码权重的步骤可以应用上述其中一个预编码方法。此外，可以包括由预先决定的多个种类的预编码权重的索引构成的码本。例如图2所示，选择根据仅在分配给移动台100的资源块中平均化后的接收SINR 而决定的公共预编码权重。此外，如图3所示，对构成调度的资源块的各个子带的每一个选择最佳的预编码权重。此外，如图4所示，将构成分配的资源块的L个子带分割为K个(K 是固定值)块，在各个块中选择最佳的预编码权重。此外，如图5所示，对每个簇块选择最佳的预编码权重。另外，也可以适当组合上述四个预编码权重决定方法。此外，调度器231和预编码权重选择部232中，如前述那样，将调度和预编码权重的选择进行组合，从而协同进行频带的分配和预编码权重的选择。例如图6所示，调度器231最初不考虑预编码权重而进行调度，预编码权重选择部232对通过调度而分配给各个移动台的每个频带选择最佳的预编码权重。以后，调度器231和预编码权重选择部232交换信息，重复进行调度和预编码权重的选择，决定最佳的预编码权重。此外，如图7所示，预编码权重选择部232最初对每个移动台将系统频带整体的接收SINR平均化，从而决定在系统频带整体中公共的预编码权重，然后，调度器231考虑预编码权重而进行调度。此外，如图8所示，预编码权重选择部232对每个移动台，在系统频带整体中对每个资源块或子带选择预编码权重后，调度器231考虑选择的预编码权重而进行调度。进而， 在对每个移动台分配的频带复用了多个预编码权重的情况下，预编码权重选择部232选择最佳的预编码权重。此外，如图9到图11所示，预编码权重选择部232将最大的接收SINR的资源块的预编码权重选择为该移动台的预编码权重，调度器2231以最大的接收SINR的资源块为起点，比较邻接的资源块和其他移动台的对应的资源块的接收SINR，从而依次扩展来确定频
市ο此外，如图12至图14所示，根据对于预先决定的多种预编码权重的每个资源块 (或子带)的接收SINR限缩每个移动台的预编码权重和频带。反馈信息选择部233从由预编码权重选择部232选择的预编码权重中选择最终反馈多少预编码信息。由反馈信息选择部233选择的预编码信息作为反馈信息输入信息信号生成部234。对信息信号生成部234输入反馈信息和对于移动台100的资源分配信息。生成包含反馈信息和资源分配信息的两个序列的信号序列后输入到OFDM调制部235。OFDM 调制部235将包含反馈信息和资源分配信息的两个序列的信号进行OFDM调制，并发送到发送接收部206a、206b。参照图18说明本发明的实施例的移动台100。在该图中，移动台100包括用于MIMO传输的两个发送接收天线10加、102b、放大部 l(Ma、104b、发送接收部106a、106b、基带信号处理部108、应用部110。关于下行链路的数据，由两个发送接收天线102a、102b接收到的无线频率信号通过放大器104a、104b放大，由发送接收部106a、106b进行频率变换而变换为基带信号。该基带信号由基带信号处理部108进行FFT处理、纠错解码、重发控制的接收处理等。在上述下行链路的数据内，下行链路的用户数据转发到应用部110。应用部110进行与比物理层和MAC层高层的层有关的处理等。此外，上述下行链路的数据内，广播信息也转发到应用部 110。另一方面，关于上行链路的用户数据，从应用部110输入到基带信号处理部108。 在基带信号处理部108中，进行重发控制(H-ARQ(混合ARQ))的发送处理、信道编码、预编码、DFT处理、IFFT处理等后，转发到发送接收部106a、106b。在发送接收部106a、106b中， 进行将从基带信号处理部108输出的基带信号变换为无线频带的频率变换处理，然后，通过放大部104a、104b放大后由发送接收天线102a、102b发送。图19是基带信号处理部108的功能方框图。从发送接收部106a、106b输出的接收信号由OFDM信号解调部111解调。在接收质量测定部112中，根据接收到的参考信号的接收状态来测定接收质量。测定基站200在下行链路的OFDM通信中使用的跨越宽频带的信道的接收质量。各个信道的接收质量信息被提供给预编码权重选择部113。在预编码权
15重选择部113中，例如在系统频带的全域将接收质量平均从而选择一种预编码权重，或者将系统频带分割为多个子带后对每个子带选择最佳的预编码。与基站装置同样，可以包括由多种预编码权重的索引构成的码本。此外，从OFDM解调后的下行链路的接收信号中解码上行链路的预编码信息、调度信息。在数据编码部115中，从应用部110提供的发送数据被编码。此外，在数据编码部 115中，包含从预编码权重选择部113提供的预编码信息的各种控制信号被编码。控制信息中可以包含上行数据信号的传输格式(调制方式、数据大小等)、上行发送功率、对于下行数据的送达确认信息(ACK/NACK)、下行链路中的接收质量(CQI等)等。由数据编码部115 编码后的发送数据和控制信号由数据调制部116调制，并由傅立叶反变换部117进行傅立叶反变换，从而时间序列的信息被变换为频域的信息。在副载波映射部118中基于调度信息进行频域中的映射。预编码乘法部119中，基于由广播信道/下行控制信号解码部114解码后的预编码信息，对每个天线将发送信号进行相位移动和/或振幅控制(通过预编码的对每个发送天线的加权)。由此，可以增大基站200中的接收信号的接收功率，并能够改善吞吐量特性。 在预编码后，在快速傅立叶反变换部120中对发送信号进行快速傅立叶反变换，从而将频域的信号变换为时域的信号。循环前缀附加部121对发送信号附加循环前缀。循环前缀作为用于吸收多路传播延迟和基站中的多用户之间的接收定时的差的保护间隔而起作用。附加了循环前缀的发送信号被发送到发送接收部106a、106b。这样，根据本实施例，基站200仅根据对移动台100决定的资源块来决定用于上行链路的多天线传输的发送信号的预编码权重，所以资源块的带宽比系统频带大幅地缩窄， 所以能够将吞吐量特性的恶化抑制得很小，并削减用于预编码的反馈信息。另外，在以上的说明中，以上行SC-FDMA为前提，但OFDM、聚簇DFT-S_0FDM、混合接入的任何一种方式都可以应用。以上，使用上述实施方式详细说明了本发明，但本领域技术人员明白本发明不限定于本说明书中所说明的实施方式。本发明在不脱离通过权利要求书的记载所限定的本发明的主旨和范围而能够作为修改和变形方式来实施。因此，本说明书的记载以例示说明为目的，对本发明不具有任何限制的意思。
权利要求
1.一种基站装置，其特征在于，包括调度器，将系统频带上由一个或连续的资源块构成的频带，分配给各个用户装置； 控制量决定部，对分配给所述各个用户装置的每个频带，决定用于所述用户装置的发送天线的加权的发送相位和/或发送振幅的控制量；以及发送部，对所述各个用户装置发送由所述控制量决定部决定的控制量。
2.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，所述控制量决定部在分配给用户装置的频带整体中将接收质量平均化，从而决定公共的相位和/或振幅控制量。
3.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，在分配给用户装置的频带的资源块有多个子带的情况下，所述控制量决定部对每个子带决定相位和/或振幅控制量。
4.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，所述控制量决定部将分配给用户装置的频带整体分割为多个块，并对每个块决定相位和/或振幅控制量。
5.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，在分配给用户装置的频带的资源块被分割为成为一部分子带分离的状态的多个簇块的情况下，所述控制量决定部对每个簇块决定相位和/或振幅控制量。
6.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，所述调度器在基于所述控制量决定部决定的控制量的发送天线的加权下，重新进行对于所述各个用户装置的频带的分配，所述控制量决定部对所述调度器重新分配的各个用户装置的每个频带重新决定控制量。
7.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，在所述调度器对各个用户装置分配频带之前，所述控制量决定部对每个所述用户装置将系统频带整体的接收质量平均化，从而决定控制量，所述调度器在基于所述控制量决定部对每个系统频带决定的控制量的发送天线的加权下，对所述各个用户装置分配频带，所述控制量决定部对所述调度器分配的各个用户装置的每个频带重新决定控制量。
8.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，在所述调度器对各个用户装置分配频带之前，所述控制量决定部对每个所述用户装置，相对于系统频带整体而对每个资源块或子带决定控制量，所述调度器在基于所述控制量决定部对每个资源块或子带决定的控制量的发送天线的加权下，对所述各个用户装置分配频带，所述控制量决定部对所述调度器分配的各个用户装置的每个频带重新决定控制量。
9.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，包括码本，预先决定了多种用于用户装置的发送天线的加权的发送相位和/或发送振幅的控制量，所述控制量决定部对于每个用户装置，对每个资源单位计算对于所述各个控制量的接收质量，并对具有接收质量最好的资源单位的用户装置选择对于该资源单位的控制量，以所述接收质量最好的资源单位的位置为起点对依次邻接的资源单位的接收质量和其他用户装置的同一位置的资源单位的接收质量进行比较，将接收质量比其他用户装置的资源单位的接收质量高的资源单位的范围分配给该用户装置的频带，对于剩余的用户装置，除去已经分配完频带的频域，并重复进行上述处理而确定对剩余的各个用户装置分配的频带和控制量，分配给所述各个用户装置的频带信息通知给所述调度器。
10.如权利要求1所述的基站装置，其特征在于，包括码本，预先决定了多种用于用户装置的发送天线的加权的发送相位和/或发送振幅的控制量，所述控制量决定部对于每个用户装置，对每个资源单位计算对于所述各个控制量的接收质量，并对具有接收质量最好的资源单位的用户装置临时选择对于该资源单位的控制量，以所述接收质量最好的资源单位的位置为起点，将比较对象范围扩展到依次邻接的资源单位，对临时选择的控制量下的比较对象范围的接收质量、和其他控制量下的与比较对象范围同一资源区域的接收质量进行比较，在出现接收质量比临时选择的控制量下的接收质量高的控制量时变更为该控制量，将接收质量比其他用户装置的资源单位的接收质量高的区域分配给该用户装置的频带，对于剩余的用户装置，除去已经分配完频带的频域，并重复进行上述处理而确定对剩余的各个用户装置分配的频带和控制量，分配给所述各个用户装置的频带信息通知给所述调度器。
11.一种用户装置，其特征在于，包括多个天线；接收部，接收下行链路的信号；解码部，将接收到的下行链路的信号解码，从而将用于控制发送信号的相位和/或振幅的控制量解码，所述控制量根据对该用户装置决定的资源块中的接收质量而决定；事先处理部，根据由所述解码部解码的相位和/或振幅控制量，事先调整从所述多个天线发送的发送信号的相位和/或振幅。
12.—种预编码方法，用于上行链路的多天线传输，其特征在于，包括自适应地决定在与各个用户装置之间的无线通信中使用的资源块的步骤；根据对用户装置决定的资源块中的上行链路的接收质量，决定在该用户装置中用于对每个天线控制发送信号的相位和/或振幅的控制量的步骤；以及将决定了的控制量发送给所述用户装置的步骤。
全文摘要
使得在上行链路MIMO传输中，即使削减有关预编码的反馈信息量，吞吐量特性也不会恶化。该基站(200)包括调度器(231)，自适应地决定在与各个移动台(100)之间的无线通信中使用的资源块；预编码权重选择部(232)，根据对移动台(100)决定的资源块中的上行链路的接收质量，决定在该移动台(100)中用于对每个天线控制发送信号的相位和/或振幅的预编码权重；以及发送接收部(206a、206b)，将决定了的预编码权重发送给移动台(100)。
文档编号H04J11/00GK102160313SQ20098013696
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月22日
发明者佐和桥卫, 川合裕之, 柿岛佑一, 樋口健一, 田冈秀和 申请人:株式会社Ntt都科摩