无线基站的制作方法

专利名称：无线基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线基站，尤其涉及使用多个天线进行无线通信的无线基站。
背景技术：
在诸如WiMAX(全球微波互联接入)、下一代PHS(个人手持式电话系统)、LTE(长期演进)等的各种无线通信系统中，为了改进吞吐量和频率使用效率，在发送侧和接收侧均利用多个天线的MIMO(多入多出)通信技术被使用(例如参见专利文献1(日本专利公开第 2006-121703 号))。在无线终端和无线基站之间的通信方案中使用的ΜΙΜ0，通常包括基于STC(空时编码)类型和基于SM (空间复用)类型。在基于STC类型中，基于与时间和空间(天线)有关的某一规则来定位(即编码) 一个信号流，并且从多个天线发送编码后的信号比特流。在WiMAX中，基于STC的下行通信方案称为“DL MIMO MATRIX-A但是，在WiMAX中，迄今为止还不支持基于STC的上行通信方案。相比之下，在基于SM类型中，在相同频率处复用来自多个天线的多个信号流。在 WiMAX中，基于SM的下行通信方案称为“DL-MM0MATRIX-B”，但是，基于SM的上行通信方案称为协作空分复用(协作SM)。引文列表专利文献1 日本专利公开第2006-121703号

发明内容
技术问题对于上行通信方案中的协作空分复用(协作SM)，怎样组合为了无线基站更好的接收性能而被设置的用于协作空分复用发送给无线基站的上行信号的无线终端，基于发送路径的状态而不同。根据现状，还没有形成根据发送路径而设置用于协作空分复用的无线终端的组合的适当方法。对于下行通信方案，为了改进无线终端的吞吐量特性、区域特性和频率使用效率， 使用空时编码的MIMO方案(DL MIMO MATRIX-A)还是使用空间复用类型的MIMO方案(DL MIMO MATRIX-B)，根据发送路径的状态而不同。根据现况，还没有形成根据发送路径状态而在这些通信方案之间进行适当切换的方法。鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种无线基站，通过适当地设置用于协作空分复用上行信号的无线终端的组合，而在无线基站处实现高接收性能。本发明的另一目的是，提供一种无线基站，通过将下行信号MIMO方案适当切换到空时编码类型或空间复用类型，而在无线终端处获得高吞吐量特性、区域特性和高频率使用效率。问题的解决方案本发明涉及与发送上行信号的多个无线终端通信的无线基站。无线基站包括多个天线、模式设置单元、区域通知单元和接收单元；所述模式设置单元基于来自多个无线终端的上行信号的吞吐量，将两个或两个以上的无线终端设置为其中同一上行数据突发区域被共享使用的协作空分复用模式；所述区域通知单元将在所述两个或两个以上的无线终端之间共享使用的所述上行数据突发区域，通知给被设置为所述协作空分复用模式的所述两个或两个以上的无线终端；所述接收单元分离从被设置为所述协作空分复用模式的所述两个或两个以上的无线终端通过所述多个天线接收的并且在所述共享的上行数据突发区域中被空间复用的上行信号，以从每个无线终端提取信号。优选地，所述模式设置单元包括候选选择单元，从多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；吞吐量计算单元，从所述选择的候选终端中确立一对，并且当构成所述一对的所述无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。优选地，模式设置单元包括候选选择单元，从多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；功率控制单元，从所述选择的候选终端中确立一对，并且指示构成所述一对的无线终端中的一个或两个调节发送功率，以使构成所述一对的无线终端的上行信号的接收功率的差值小于预定值；功率差值测量单元，在指示调整所述发送功率之后，测量构成所述一对的无线终端的上行信号的接收功率的差值；吞吐量计算单元，当具有小于或等于所述预定值的接收功率的差值的构成一对的无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。优选地，无线基站包括相关系数计算单元，计算来自构成所述一对的无线终端的已知信号的空间相关系数。当构成所述一对的无线终端的所述上行信号被空间复用时，所述吞吐量计算单元基于所述空间相关系数识别MCS (调制和编码方案)，并且所述吞吐量计算单元基于所识别的MCS计算来自构成所述一对的两个无线终端的上行信号的吞吐量。优选地，无线基站包括候选选择单元，在多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；相关系数计算单元，从所述选择的候选终端中确立一对，以计算来自构成所述一对的无线终端的已知信号的空间相关系数；吞吐量计算单元，当具有小于第一阈值的空间相关系数的构成一对的两个无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。优选地，吞吐量计算单元计算来自对应于以下状态的构成所述一对的无线终端的上行信号的吞吐量与未被设置为所述协作空分复用模式时的MCS相比，来自具有大于或等于第二阈值且小于所述第一阈值的所述空间相关系数的构成一对的无线终端的上行信号的MCS被减小预定数量的级别；并且所述吞吐量计算单元计算来自对应于以下状态的构成所述一对的无线终端的上行信号的吞吐量来自具有小于所述第二阈值的空间相关系数的构成一对的无线终端的上行信号的MCS，被使得与不被设置为所述协作空分复用模式时的MCS —致。优选地，无线基站还包括MCS设置单元，将来自被设置为所述协作空分复用模式的无线终端的上行信号的MCS设置成在所述吞吐量计算中所使用的MCS ；以及MCS通知单元，将所述设置后的MCS通知给被设置为所述协作空分复用模式的无线终端。优选地，无线基站还包括通信质量测量单元，测量来自所述无线终端的上行信号的通信质量。所述MCS设置单元基于来自所述无线终端的上行信号的所述通信质量，设置来自所述无线终端的上行信号的MCS。优选地，无线基站还包括通信质量测量单元和MCS设置单元，所述通信质量测量单元测量来自所述无线终端的上行信号的通信质量，所述MCS设置单元基于来自所述无线终端的上行信号的通信质量，设置来自所述无线终端的上行信号的MCS。优选地，所述候选选择单元从通信方所有无线终端的上行信号的MCS中识别具有最高传输数据速率的MCS，并且从具有所述识别后的MCS的多个无线终端中选择所述候选终端。优选地，所述候选选择单元从通信方所有无线终端中选择目前未设置为所述协作空分复用模式的无线终端，作为所述候选终端。优选地，所述吞吐量计算单元还计算当所述候选终端未被设置为所述协作空分复用模式时来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和。对于当被设置为所述协作空分复用模式时构成具有来自所有无线终端的上行信号的吞吐量总和最大值的一对的无线终端，仅在与未被设置为所述协作空分复用模式时相比，在被设置为所述协作空分复用模式时来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和更大的情况下，所述终端设置单元将所述无线终端设置为所述协作空分复用模式。本发明涉及通过多个天线将下行信号发送到无线终端的无线基站。所述无线基站包括多个天线；质量管理单元，获取或计算无线终端处的下行信号的通信质量；相关计算单元，计算来自所述无线终端的多个天线的已知信号的空间相关系数；切换单元，将所述下行信号的MIMO方案的设置从空时编码类型切换到空间复用类型，或者从所述空间复用类型切换到所述空时编码类型；以及发送单元，当所述设置的MIMO方案是所述空时编码类型时，所述发送单元使一个数据流被空时编码，以输出到所述多个天线，当所述设置的MIMO 方案是所述空间复用类型时，所述发送单元使多个数据流被空间复用，以输出到所述多个天线；其中，当所述通信质量和所述空间相关系数满足预定条件时，所述切换单元将下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，以使第一类型的无线终端从多个天线发送已知信号。优选地，所述无线基站还包括突发分配单元，确定用户数据在从所述无线基站发送的下行帧的数据突发区域中的分配，其中，当存在具有由所述切换单元改变为所述空间复用类型的下行信号MIMO方案的无线终端时，对于所述第一类型的无线终端中下行信号 MIMO方案是所述空间复用类型的无线终端，所述突发分配单元基于从所述无线终端的多个天线发送的已知信号的空间相关系数确定用户数据在所述数据突发区域中的分配。优选地，对于每个无线终端，分别确定将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的条件。
优选地，所述无线基站还包括模式设置单元，在预定的时间将无线通信模式从标准模式设置为测试模式；以及测试控制单元，在所述测试模式下，改变用于将所述下行信号 MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的所述通信质量的条件，并且基于经改变的通信质量的条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且在切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功。所述测试控制单元基于所述确定结果，设置在所述标准模式下使用的通信质量的所述条件。优选地，所述模式设置单元在预定的时间将所述无线通信模式从所述标准模式设置到所述验证模式。所述无线基站包括验证控制单元，在所述验证模式下，所述验证控制单元基于将设置为所述标准模式的所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的通信质量的所述条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功。所述验证控制单元基于所述确定结果使所述模式设置单元转换到测试模式。本发明涉及通过多个天线将下行信号发送到无线终端的无线基站。所述无线基站包括多个天线；质量管理单元，获取或计算无线终端处的下行信号的通信质量；切换单元，将所述下行信号的MIMO方案的设置从空时编码类型切换到空间复用类型，或者从所述空间复用类型切换到所述空时编码类型；以及发送单元，当所述设置的MIMO方案是所述空时编码类型时，所述发送单元使一个数据流被空时编码，以输出到所述多个天线，当所述设置的MIMO方案是所述空间复用类型时，所述发送单元使多个数据流被空间复用，以输出到所述多个天线。对于除从多个天线发送已知信号的第一类型的无线终端之外的无线终端， 当满足通信质量的条件高于相同MIMO方案下所述MCS (调制和编码方案)被升高一个级别时的通信质量的条件时，所述切换单元将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型。优选地，所述无线基站还包括模式设置单元，在预定的时间将无线通信模式从标准模式设置为测试模式；以及测试控制单元，在所述测试模式下，改变用于将所述下行信号的MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的所述通信质量的条件，并且基于已改变的通信质量的条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且在切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功。所述测试控制单元基于所述确定结果设置在所述标准模式下使用的通信质量的所述条件。优选地，所述模式设置单元在预定的时间将所述无线通信模式从所述标准模式设置到所述验证模式。所述无线基站包括验证控制单元，在所述验证模式下，所述验证控制单元基于将设置为所述标准模式的下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的通信质量的所述条件，将下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功。所述验证控制单元基于所述修改结果使所述模式设置单元转换到测试模式。发明的有益效果
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通过根据本发明适当地设置用于空间复用上行信号的无线终端与无线基站的组合，可以在无线基站处实现高接收性能。通过根据本发明适当地将下行信号MIMO方案从空时编码类型切换空间编码类型，可以在无线终端处实现高吞吐量特性和区域特性、以及高频率使用效率。附图简要说明

图1示出根据本发明的实施方式的无线通信系统的配置。图2示出根据本发明的实施方式的无线基站的配置。图3示出MCS切换表的实施例。图4示出传输数据速率表的实施例。图5是描述当通信方所有无线终端的上行信号不进行协作空分复用时吞吐量的实施例的示图。图6是描述当来自用户A的无线终端的上行信号和来自用户B的无线终端的上行信号进行协作空分复用时吞吐量的实施例的示图。图7示出协作空分复用对的表格的实施例。图8示出根据本发明的实施方式的无线终端的配置。图9是示出根据本发明的实施方式的无线通信系统的运行方法的流程图。图10示出图9流程图中步骤S114的细节。图11示出根据第二实施方式的无线基站的配置。图12示出通信质量级别表格的实施例。图13示出第一类型的无线终端的通信级别切换规则的实施例。图14示出第二类型的无线终端的通信级别切换规则的实施例。图15示出根据第二实施方式的无线终端的配置。图16是示出根据本发明的第二实施方式的无线通信系统的操作方法的流程图。图17是图16的流程图中步骤S804的操作的详细方法的流程图。图18是图16的流程图中步骤S805的操作的详细方法的流程图。图19示出根据第三实施方式的无线基站的配置。图20示出第一类型无线终端的切换历史表格的实施例。图21示出第二类型无线终端处的切换历史表格的实施例。图22示出第一类型无线终端的切换成功率表格的实施例。图23示出第二类型无线终端的切换成功率表格的实施例。图M示出根据第三实施方式无线通信系统的测试模式的操作方法。图25示出在第三实施方式的无线通信系统的验证模式下的操作方法。图沈示出根据第四实施方式的无线基站的配置。图27示出第一分配表格的实施例。图观示出第二分配表格的实施例。图四示出检测表格的实施例。图30是描述在下行突发区域中确定用户数据分配位置的操作的示图。图31是示出根据第四实施方式分配无线基站的突发区域的操作方法的流程图。图32是示出图31的流程图中步骤S608的操作的详细步骤的流程图。
具体实施例方式以下将参照附图描述本发明的实施方式。第一实施方式(无线通信系统的配置)图1示出根据本发明的实施方式的无线通信系统的配置。参照图1，无线通信系统包括无线基站2和η个无线终端3a-3n。在第一实施方式中，以协作空分复用的通信方案或使用单个天线的通信方案，在图1的无线基站2和η个无线终端3a-3n之间发送用户数据的上行信号。在下文中，无线终端3a-3n中的任何一个都将表示为无线终端3。(无线基站的配置)图2示出根据本发明的实施方式的无线基站的配置。参照图2，无线基站2包括第一天线10、第二天线11、第一耦合/分配器182、第二耦合/分配器183、发送单元13、接收单元12和MAC(媒体存取控制)层处理器14。第一耦合/分配器182例如由循环器形成，将信号从发送单元13输出到第一天线 10，并将信号从第一天线10输出到接收单元12。第二耦合/分配器183例如由循环器形成，将信号从发送单元13输出到第二天线 11，并将信号从第二天线11输出到接收单元12。发送单元13包括多天线发送信号处理器对、副载波分配单元23、IFFT (快速傅里叶逆变换)单元22、CP (循环前缀)加入单元21和RF (射频)单元20。副载波分配单元23例如基于PUSC (Partial Usage of Subchannels，部分利用子信道)分配副载波。当下行信号的MIMO方案被设置为基于STC类型时，多天线发送信号处理器M将一个数据流进行空时编码，当下行信号的MIMO方案被设置为基于SM类型时，多天线发送信号处理器M将多个数据流进行空间复用。IFFT单元22通过IFFT将多天线发送信号处理器M输出的多个副载波信号转换为时域信号(0FDMA(正交频分多址)符号)。CP加入单元21将与OFDMA符号的后端相当(equivalent to)的信号作为CP添加到OFDMA符号的前端。RF单元20包括用于上变频射频频带的上变频器、用于放大上变频信号的功率放大电路和带通滤波器，带通滤波器仅通过放大信号中期望频带的信号分量，以输出到第一天线10和第二天线11。接收单元12包括RF单元15、CP去除单元16、FFT (快速傅里叶变换)单元17、副载波分配单元18和多天线接收信号处理器19。RF单元15包括仅使从第一天线10和第二天线11输出的信号中期望频带的信号分量通过的带通滤波器、放大RF信号的低噪声放大电路、下变频RF信号的下变频器等。CP去除单元16从RF单元15输出的信号中去除CP。FFT单元17通过FFT将从CP去除单元16输出的时域信号转换成频率范围中的信号，以用于解调多个副载波。
副载波分配单元18例如基于PUSC来提取FFT单元17输出的每个副载波。多天线接收信号处理器19将来自被设置为协作空分复用模式的无线终端3的空间复用上行信号分离为每个无线终端3的上行信号。MAC层处理器14包括用户数据发送管理单元42、编码单元43、调制单元44、解调单元25、解码单元沈、用户数据接收管理单元27、通信质量测量单元28、MCS(调制和编码方案)设置单元四、模式设置单元30和终端控制单元37。用户数据发送管理单元42调节将被发送到无线终端3的用户数据。编码单元43对发送给无线终端3的下行信号进行编码。调制单元44调制编码后的下行信号。通信质量测量单元观测量无线终端3的上行信号的包出错率。MCS设置单元四基于无线终端3的上行信号的包出错率，设置每个无线终端3的上行信号的MCS (调制和编码方案)。图3示出MCS切换表格的实施例。参照图3，当MCS被分别升高或降低一个级别时，MCS切换表格判断当前MCS (调制方案和编码速率)与上行信号的包出错率阈值UP_TH和DN_TH之间的对应关系。例如，在当前MCS与级别2 "QPSK 3/4”对应的情况下，当上行信号的包出错率分别小于或等于和大于或等于5(%)时，将MCS分别改变为级别3 "16QAM 1/2”和级另Ij 2 "QPSK 1/2”。解调单元25基于MCS设置单元四设置的每个无线终端3的MCS调制方案解调无线终端3的上行信号。解码单元沈基于MCS设置单元四设置的每个无线终端3的MCS编码速率对经解调的上行信号解码。用户数据接收管理单元27调节从无线终端3接收的用户数据。模式设置单元30基于通信方所有无线终端3的上行信号的吞吐量，将两个无线终端3设置为共享使用同一上行数据突发区域的协作空分复用模式(协作空分复用)。无线基站2将设置在协作空分复用模式的两个无线终端3的上行信号处理为一个无线终端3的两个天线的信号。模式设置单元30包括候选选择单元31、相关系数计算单元33、功率差值测量单元 34、吞吐量计算单元32、表格生成单元35和终端设置单元36。候选选择单元31识别通信方所有无线终端3的上行信号的最高传输数据速率的 MCS,并从具有经识别的上行信号MCS的多个无线终端3中选择用于协作空分复用模式的候选终端。功率差值测量单元34测量构成一对候选终端的两个无线终端3的上行信号的接收功率的差值。相关系数计算单元33计算与侦听区带中的多个副载波(例如4个连续的副载波) 一起从构成一对候选终端的一个用户A的无线终端3发送的侦听信号的接收响应向量，以及计算与侦听区带中的多个副载波(例如4个连续的副载波)一起从构成一对候选终端的另一用户B的无线终端3发送的侦听信号的接收响应向量。在下面列出的公式⑴和⑵中，描述了第一天线10接收的侦听区带中多个副载波中的接收信号Xl (t)、和第二天线11接收的侦听区带中多个副载波中的接收信号X2(t)， 公式(1)和(2)使用从用户A的无线终端3发送的侦听区带中多个副载波中的侦听信号 Sl (t)、从用户B的无线终端3发送的侦听区带中多个副载波中的侦听信号S2 (t)、来自用户 A的无线终端3的侦听区带中多个副载波中的侦听信号的接收响应向量Hl(= [hll，h21]T) 和来自用户B的无线终端3的多个副载波中侦听信号中的接收响应向量H2( = [hl2，h22] τ)。Xl (t) = hllXSl(t)+hl2XS2(t)+Nl(t). . . (1)X2(t) = h21 X Sl (t) +h22 X S2 (t) +N2 (t). . . (2)其中，Nl (t)是第一天线10接收的接收信号Xl (t)中所包含的噪声分量，N2(t)是第二天线11接收的接收信号X2(t)中的噪声分量。根据下面列出的公式(3)和，相关系数计算单元33计算用户A的无线终端3 发送的侦听区带中多个副载波中的侦听信号的接收响应向量Hl和用户B的无线终端3发送的侦听区带中多个副载波中的侦听信号的接收响应向量H2。Hl= [hll,h21]T= [Ε[XI (t)Ul*(t) ], E[X2 (t)Ul*(t) ] ]τ · · · · (3)H2 = [hl2,h22]T= [Ε[XI (t)U2*(t) ], E[X2 (t)U2*(t) ] ]τ . . . . (4)其中，Ul(t)是与保持在无线基站2—方的Sl (t)相同的信号，U2(t)是与保持在无线基站2—方的S2(t)相同的信号，Ul* (t)是Ul(t)的复共轭，U2*(t)是U2(t)的复共轭，E⑴表示X的总体均值(时间均值)。根据下面列出的公式(5)，相关系数计算单元55计算来自用户A的无线终端3的侦听区带中多个副载波中的侦听信号与来自用户B的无线终端3的侦听区带中多个副载波中的侦听信号的空间相关系数C。C = I (Hl · H2) I/(|H11 X IH2 I). . . (5)其中，(X · Y)表示向量X和向量Y的内积，Ixl表示向量X的大小。相关系数计算单元33计算平均空间相关系数M_SR，M_SR是对侦听区带中所包括的所有副载波中的每多个副载波而计算的空间相关系数C的平均值。例如，当副载波的总数是IOM时，相关系数计算单元33获得每4个连续副载波的空间相关系数C (即256个空间相关系数C)，并对256个空间相关系数C求均值，以计算平均空间相关系数M_SR。吞吐量计算单元32参照图4所示的传输数据速率表格，识别与无线终端3的上行信号的MCS对应的每一时隙的数据传输速率。吞吐量计算单元32将分配给无线终端3的上行信号的数据突发区域的时隙数量与每一时隙的传输数据速率相乘，以计算无线终端3 的上行信号的吞吐量。图4示出传输数据速率表格的实施例。参照图4，传输数据速率表格规定了 MCS与每一时隙的数据速率之间的对应关系。 例如，当MCS为"QPSK 1/2”时，每一时隙的数据速率是dl (比特)。图5是描述当通信方所有用户的无线终端3的上行信号不进行协作空分复用时吞吐量的实施例的示图。参照图5，当用户A的无线终端3的上行信号与用户B的无线终端3的上行信号不进行协作空分复用时，用户A的无线终端3使用数据突发区域151发送用户数据，而用户B 的无线终端3使用数据突发区域152发送用户数据。以类似的方式，其它用户的无线终端使用自己专用的数据突发区域发送用户数据。在用户A到用户J的无线终端3的MCS的每一时隙的数据速率是RA-RJ、且数据突发区域的时隙数目是SA-SJ的情况下，通过以下公式，计算通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量的总和B_SP。B_SP = RAX SA+RB X SB+RC X SC+RD X SD+RE X SE+RF X SF+RG X SG+RHXSH+RIXSI+RJXSJ . . . (6)图6是描述当用户A的无线终端3的上行信号和来自用户B的无线终端3的上行信号进行协作空分复用时吞吐量的实施例的示图。参照图6，当用户A的无线终端3的上行信号与用户B的无线终端3的上行信号进行协作空分复用时，用户A的无线终端3使用数据突发区域151和数据突发区域152来发送用户数据，并且用户B的无线终端3也使用数据突发区域151和数据突发区域152来发送用户数据。在当上行信号进行协作空分复用时用户A无线终端3的MCS的每一时隙的数据速率是RAc、且当上行信号进行协作空分复用时用户B的无线终端3的MCS的每一时隙的数据速率是RBc的情况下，通过以下公式计算来自通信方的所有无线终端的上行信号的吞吐量的总和A_SP。A_SP = RAcX (SA+SB) +RBc X (SA+SB) +RC X SC+RD X SD+RE X SE+RF X SF+RG X SG+RHX SH+RI X SI+RJ X SJ · · · (7)当上行信号被协作空分复用时，对于协作空分复用的候选对中的那些无线终端， 表格生成单元35产生规定了通信方所有无线终端3的上行信号的总吞吐量的值A_SP的协作空分复用对表格，该协作空分复用的候选对可以使得构成一对的两个无线终端3的上行信号的接收功率的差值被设置为OdB (也就是说能够控制功率)，具有低于预定阈值的、构成一对的两个无线终端3的侦听信号的平均空间相关系数，并且具有在协作空分复用上行信号时通信方所有无线终端3的上行信号的增加的吞吐量总和，图7示出协作空分复用对表格的实施例。参照图7，当对(A，B)的上行信号被协作空分复用时，作为通信方所有无线终端3 的上行信号的吞吐量总和的是“SP1”。终端设置单元36识别在协作空分复用对表格中的对中具有吞吐量总和最大值A_ SP的一对，并且将识别后的对的两个无线终端3设置为协作空分复用模式。终端控制单元37包括MCS通知单元38、突发区域通知单元41、侦听发送指令单元 40和功率控制单元39。MCS通知单元38输出将MCS设置单元四设置的每个无线终端3的上行信号的MCS 通知给无线终端3的信号。侦听发送指令单元40输出通知已生成对的无线终端3的信号，以发送侦听信号。功率控制单元39输出信号以控制上行信号的发送功率，该信号通知构成对的无线终端3中的一个或两个，使得构成对的无线终端3的上行信号的接收功率的差值达到预定值(例如OdB)。突发区域通知单元41在下行帧中将通知分配的上行数据突发区域的信号输出至每个无线终端3。应当注意，对于被设置为协作空分复用模式的构成对的无线终端3，突发区域通知单元41在下行帧中输出信号，该信号通知在构成对的无线终端3之间共享的上行数据突发区域(多个区域中每一个的组合区域)。(无线终端的配置)图8示出根据本发明的实施方式的无线终端的配置。参照图8，无线终端3包括耦合/分配器观3、第一天线50、第二天线51、发送单元 53、接收单元52和MAC层处理器M。第二耦合/分配器283例如由循环器形成，将信号从发送单元53输出到第二天线 51，并且将信号从第二天线51输出到接收单元52。发送单元53包括副载波分配单元63、IFFT单元62、CP加入单元61和RF单元60。副载波分配单元63例如基于PUSC而分配副载波。IFFT单元62通过IFFT将副载波分配单元63输出的多个副载波信号(频率范围中的信号)转换为时域信号(0FDMA符号)。CP加入单元61将与OFDMA符号的后端相当的信号作为CP添加到OFDMA符号的前端。RF单元60包括用于上变频射频频带的上变频器、放大上变频信号的功率放大电路和带通滤波器，带通滤波器仅使得放大信号中期望频带的信号分量通过，以输出到第二天线51。接收单元52包括RF单元55、CP去除单元56、FFT单元57、副载波分配单元58和多天线接收信号处理单元59。RF单元55包括仅使第一天线50和第二天线51输出信号中期望频带的信号分量通过的带通滤波器、放大RF信号的低噪声放大电路、用于下变频RF信号的下变频器等。CP去除单元56从RF单元55输出的信号中去除CP。FFT单元57通过FFT将CP去除单元56输出的时域信号转换成频率范围中的信号，以用于解调多个副载波。副载波分配单元58例如基于PUSC提取FFT单元57输出的每个副载波。当下行信号的MIMO方案被设置为基于STC类型时，多天线接收信号处理器59将多个天线输出的信号进行空时编码，以提取一个数据流，并且当下行信号的MIMO方案被设置为基于SM类型时，多天线接收信号处理器59分离多个天线输出的信号以提取多个数据流。MAC层处理器M包括用户数据发送管理单元72、编码单元73、调制单元74、解调单元65、解码单元66、用户数据接收管理单元67和控制单元64。用户数据发送管理单元72调节将被发送到无线基站2的用户数据。编码单元73根据MCS设置单元71设置的MCS编码速率，对发送至无线基站2的上行信号编码。调制单元74根据MCS设置单元71设置的MCS解调方案，调制编码后的上行信号。解调单元65解调来自无线基站2的下行信号。解码单元66对解调后的下行信号解码。用户数据接收管理单元67调节从无线基站2接收的用户数据。控制单元64包括突发区域管理单元68、功率控制单元69、侦听信号输出单元70和MCS设置单元71。突发区域管理单元68从无线基站2接收上行数据突发区域(当设置为协作空分复用模式时，其它对无线终端共享使用的上行数据突发区域)的通知，并且突发区域管理单元68控制发送单元53以将用户数据分配到经通知的上行数据突发区域。当功率控制单元69从无线基站2接收指令以调节上行信号的发送功率时，功率控制单元69进行控制以使得上行信号的发送功率达到指定值。侦听信号输出单元70根据无线基站2的指令输出侦听信号。MCS设置单元71根据无线基站2的MCS通知，控制调制单元74的调制方案和编码单元73的编码速率。(操作)图9是示出根据本发明的实施方式的无线通信系统的操作方法的流程图。对于每个OFDMA符号或对于每个预定数量的OFDMA符号，进行操作。参照图9，MCS设置单元四将用户编号i设置为1 (步骤S101)。通信质量测量单元观测量上行帧中用户i (用户编号i的用户)的无线终端3的数据的包出错率UL_PER(i)(步骤S102)。MCS设置单元四参照图3的MCS切换表，以基于包出错率UL_PER(i)设置上行信号的MCS (步骤S103)。当对于所有用户已经结束步骤S102和S103的操作时(在步骤S104中为是)，MCS 设置单元四转到步骤S106。如果对于所有用户还没有结束操作(在步骤S104中为否)， 用户编号i增加1 (步骤S105)，并且返回到步骤S102。候选选择单元31将用户编号i设置为1 (步骤S106)。在用户i的无线终端3的MCS与通信方所有无线终端3的上行信号的MCS中的最高传输数据速率相对应、并且用户i的无线终端3未被设置为协作空分复用模式(在步骤 S107中为是)的情况下，候选选择单元31将用户i设置为用于协作空分复用模式的候选终端(步骤S108)。侦听发送指令单元40发送表示使用户i的无线终端3在下行帧中发送侦听信息的指令的信号(步骤S109)。当对于所有用户已经结束步骤S108和S109的操作时(在步骤SllO中为是)，候选选择单元31转到步骤S111。如果对于所有用户还没有结束操作(在步骤SllO中为否)， 用户编号i增加1 (步骤S111)，并且返回到步骤S107。当在上行帧区域中没有可用区域、并且改变吞吐量请求时(步骤S112中为是)， 终端设置单元36使用比例公平等原则再分配每个无线终端的上行数据突发区域(步骤
5113)。然后，表格生成单元35产生协作空分复用对表格。细节将在下面描述(步骤
5114)。终端设置单元36参照协作空分复用对表格，将具有最高吞吐量总和的对(称作对 “PX”)设置为协作空分复用模式(步骤S115)。突发区域通知单元41在下行帧中输出信号，该信号将步骤S113中分配的上行数据突发区域通知给每个无线终端3。应当注意，对于被设置为协作空分复用模式的构成对
16PX的无线终端3，突发区域通知单元41在下行帧中输出信号，该信号通知在构成对PX的无线终端3之间共享使用的上行数据突发区域(多个区域中的每一个的组合区域)(步骤 S116)。当在上行帧区域中有可用区域、并且请求吞吐量改变时(步骤S117中为是)，终端设置单元36基于比例公平等原则，使用空区域再分配每个无线终端3的上行数据突发区域 (步骤 Sl 18)。突发区域通知单元41在下行帧中输出信号，该信号将步骤S118中分配的上行数据突发区域通知给每个无线终端3 (步骤Sl 19)。对于具有在步骤S103中改变的MCS的无线终端3、以及在步骤S208 (之后描述) 协作空分复用的情况中临时设置为具有降低一个级别的MCS的无线终端3，MCS通知单元38 在改变之后在下行帧中输出通知MCS的信号(步骤S120)。在从无线基站2接收MCS的通知之后的上行帧中，无线终端3的编码单元73基于经通知的MCS对用户数据进行编码，并且无线终端3的调制单元74基于经通知的MCS对用户数据进行调制。在从无线基站2接收在对PX的无线终端3之间共享使用的上行数据突发区域的通知之后的上行帧中，无线终端3的发送单元53发送上行信号，该上行信号具有在经通知的上行数据突发区域中分配的用户数据(步骤S121)。无线基站2的多天线接收信号处理器19分离在共享的上行数据突发区域处空间复用的上行信号，以提取来自每个无线终端3的信号，所述上行信号是由被设置为协作空分复用模式的对PX的两个无线终端3发送的。无线基站2的解调单元25基于设置的MCS 对用户数据进行解调。无线基站2的解码单元沈基于设置的MCS对用户数据进行解码(步骤 S122)。图10示出图9的流程图中的步骤S114的细节。参照图10，表格生成单元35从用于协作空分复用模式的候选终端中设置对(X，Y) (步骤 S201)。功率控制单元39和功率差值测量单元34检测用户X的无线终端3的上行信号的接收功率与用户Y的无线终端3的上行信号的接收功率之间的差值是否能够被设置为OdB。 具体地，功率控制单元39将通知上行信号的发送功率调整的信号输出到用户X的无线终端 3和用户Y的无线终端3中的一个或两个，以便基于最新测量的用户X的无线终端3和用户 Y的无线终端3的上行信号的接收功率，使接收功率中的差值变为OdB。当从无线基站2接收指令以调节上行信号的发送功率时，无线终端3的功率控制单元69控制上行信号的发送功率，以达到指定值。功率差值测量单元34测量用户X的无线终端3的上行信号的接收功率与用户Y的无线终端3的上行信号的接收功率之间的差值。当接收功率的差值能够被设置为OdB时，即当功率能够被控制时(步骤S202中为是)，吞吐量计算单元32基于在步骤S113中分配的每个用户的突发区域的大小和在步骤 S103中设置的每个用户的MCS，计算与用户X和用户Y的上行信号没有被协作空分复用的情况对应的、通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和B_SP (步骤S203)。然后，相关系数计算单元33计算用户X的无线终端3的上行信号和用户Y的无线终端3和上行信号的平均空间相关系数M_SR(步骤S204)。当平均空间相关系数M_SR低于阈值THl (步骤S205中为是)时，MCS设置单元29将当上行信号将被协作空分复用时的用户X的无线终端3的MCS，临时设置为等于步骤 S103中设置的用户X的无线终端3的MCS，MCS设置单元四将当上行信号将被协作空分复用时的用户Y的无线终端3的MCS，临时设置为等于步骤S103中设置的用户Y的无线终端 3 的 MCS (步骤 S206)。当平均空间相关系数M_SR大于或等于阈值THl并且小于阈值TH2时(步骤S205 中为是且步骤S207中为否)，MCS设置单元四将当上行信号将被协作空分复用时的用户X 的无线终端3的MCS，临时设置为仅比步骤S103中设置的用户X的无线终端3的MCS低一个级别的MCS，MCS设置单元四将当上行信号将被协作空分复用时的用户Y的无线终端3 的MCS，临时设置为仅比步骤S103中设置的用户Y的无线终端3的MCS低一个级别的MCS。然后，吞吐量计算单元32，基于在步骤S206或S208为用户X和Y临时设置的MCS、 在步骤S103中为通信方的其它用户设置的MCS、和在步骤S113中分配的每个用户的突发区域的大小(X和Y的每个突发区域的结合区域的大小)，计算与用户X和用户Y的上行信号被协作空分复用的情况相对应的、通信方所有无线终端3的上行信号的吞吐量总和A_SP(步骤 S209)。当与进行协作空分复用的情况相对应的吞吐量总和A_SP大于与不进行协作空分复用的情况相对应的吞吐量总和B_SP时(步骤S210中为是)，对(X，Y)和吞吐量总和A_ SP被写入协作空分复用表格(步骤S211)。当对于所有可能的对已经结束步骤S201-S211的操作时(步骤S212中为是)，表格生成单元35转到步骤S213。在还没有结束所有可能对的操作的情况下(步骤S212中为否)，控制返回步骤S201，以便对还没进行操作的对重复此操作。然后，表格生成单元35以吞吐量总和A_SP的降序方式，排列协作空分复用表格中的要素(步骤S213)。(总结)根据本发明的实施方式的无线通信系统，通过基于吞吐量设置无线终端的结合以空间复用到达无线基站的上行信号，在无线终端处实现了较高的接收性能。第二实施方式在第二至第四实施方式中，根据空时编码类型的MIMO方案(DL MIMO MATRIX-A) 或空间复用类型的MIMO方案(DL MIM0MATRIX-B)，在图1的无线基站2和η个无线终端 3a-3n之间发送用户数据的下行信号。(无线基站的配置)图11示出根据第二实施方式的无线基站的配置。参照图11，无线基站2包括第一耦合/分配器182、第二耦合/分配器183、第一天线10、第二天线11、发送单元13、接收单元12和MAC(媒体存取控制)层处理器84。第一耦合/分配器182由例如循环器形成，将信号从发送单元13输出到第一天线 10，以及将信号从第一天线10输出到接收单元12。第二耦合/分配器183例如由循环器形成，将信号从发送单元13输出到第二天线 11，以及将信号从第二天线11输出到接收单元12。发送单元13包括多天线发送信号处理器对、副载波分配单元23、IFFT (快速傅里叶逆变换)单元22、CP (循环前缀)加入单元21和RF (射频)单元20。
副载波分配单元23例如基于PUSC(部分利用子信道)分配副载波。当设置的MIMO方案是MATRIX-A时，多天线发送信号处理器将一个数据流进行空时编码(例如Alamouti编码)，当设置的MIMO方案是MATRIX-B时，多天线发送信号处理器 24将多个数据流进行空间复用。IFFT单元22通过IFFT将多天线发送信号处理器M输出的多个副载波信号(频率范围中的信号)转换为时域信号(0FDMA(正交频分多址)符号)。CP加入单元21将与OFDMA符号的后端相当的信号作为CP添加到OFDMA符号的前端。RF单元20包括用于上变频射频频带的上变频器、放大上变频信号的功率放大电路和带通滤波器，带通滤波器仅使放大信号之中期望频带的信号分量通过，以输出到第一天线10和第二天线11。接收单元12包括RF单元15、CP去除单元16、FFT单元17和副载波分配单元18。RF单元15包括仅使第一天线10和第二天线11输出信号中期望频带的信号分量通过的带通滤波器、放大RF信号的低噪声放大电路、用于下变频RF信号的下变频器等。CP去除单元16从RF单元15输出的信号中去除CP。FFT单元17通过FFT将从CP去除单元16输出的时域信号转换成频率范围中信号，以用于解调多个副载波。副载波分配单元18例如基于PUSC提取从FFT单元17输出的每个副载波。MAC层处理器84包括用户数据发送管理单元42、编码单元43、调制单元44、解调单元25、解码单元沈、用户数据接收管理单元27和控制单元91。用户数据发送管理单元42调节将被发送到无线终端3的用户数据。编码单元43根据由切换单元95指定的MCS编码速率，对编码后的下行信号进行编码。调制单元44根据由切换单元95指定的MCS调制方案，调制发送给无线终端3的下行信号。解调单元解调来自无线终端3的上行信号。解码单元沈对解调后的上行信号进行解码。用户数据接收管理单元27调节从无线终端3接收的用户数据。控制单元91包括通信质量管理单元92、相关系数计算单元93、侦听指令单元94、 切换单元95、切换规则存储单元96和切换通知单元97。通信质量管理单元92从每个无线终端3接收在每个无线终端3处测量的下行信号的包出错率的通知，并且存储经通知的包出错率。侦听指令单元94输出指示第一类型的无线终端3在下行帧中发送侦听信号的信号。如本文所使用的，第一类型的无线终端是指可以彼此同时地或在不同的时间从两个天线发送侦听信号的无线终端。第二类型的无线终端是指除了第一类型的无线终端之外的无线终端。即，第二类型的无线终端包括仅从一个预定天线发送侦听信号的无线终端和不发送侦听信号的无线终端。第一类型的无线终端响应于侦听信号的发送指令，将侦听信号发送到无线基站2。侦听信号是包含在OFDMA符号的上行帧中的侦听区带中的信号，如图3所
相关系数计算单元93计算随侦听区带中的多个副载波(例如4个连续的副载波) 一起从每个无线终端3的第一天线50发送的侦听信号的接收响应向量，并且计算随侦听区带中的多个副载波一起从每个无线终端3的第二天线51发送的侦听信号的接收响应向量。在下面列出的公式(8)和(9)中，使用从无线终端3的第一天线50发送的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号Sl (t)、从无线终端3的第二天线51发送的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号S2(t)、来自用户B的无线终端3的第一天线50的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号的接收响应向量Hl(= [hll，h21]T)、和来自无线终端3的第二天线51的多个副载波中的侦听信号中的接收响应向量H2(= [hl2，h22]T)，来表示无线基站 2的第一天线10接收的侦听区带中的多个副载波中的接收信号Xl (t)、和无线基站2的第二天线11接收的侦听区带中的多个副载波中的接收信号X2(t)。Xl (t) = hi 1 X Sl (t) +hl2 X S2 (t) +Nl (t) · · · (8)X2 (t) = h21 X Sl (t) +h22 X S2 (t) +N2 (t) · · · (9)其中，Nl (t)是无线基站2的第一天线10接收的接收信号Xl (t)中所包含的噪声分量，N2(t)是无线基站2的第二天线11接收的接收信号X2(t)中的噪声分量。相关系数计算单元93根据下面列出的公式(10)和(11)，计算来自无线终端3的第一天线50的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号的接收响应向量H1，以及计算来自无线终端3的第二天线51的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号的接收响应向量H2。Hl= [hll,h21]T= [Ε[XI (t)Ul*(t) ], E[X2 (t)Ul*(t) ] ]T . . . . (10)H2 = [hl2,h22]T= [Ε[XI (t)U2*(t) ], E[X2 (t)U2*(t) ] ]τ . . . . (11)其中，Ul(t)是与在无线基站2—方保持的Sl (t)相同的信号，U2(t)是与在无线基站2—方保持的S2(t)相同的信号，Ul* (t)是Ul(t)的复共轭，U2*(t)是U2(t)的复共轭，E⑴表示X的总体均值(时间均值)。相关系数计算单元93根据下面列出的公式(12)，计算来自无线终端3的第一天线 50的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号与来自无线终端3的第二天线51的侦听区带中的多个副载波中的侦听信号的空间相关系数C。C = I (Hl · H2) | / (HI | X | H2 |) · · · (12)其中，(Χ·Υ)表示向量X和向量Y的内积，|Χ|表示向量X的级别。相关系数计算单元93计算平均空间相关系数SP，平均空间相关系数SP是对侦听区带中所包括的所有副载波中的每多个副载波而计算的空间相关系数C的平均值。例如， 当副载波的总数是IOM时，相关系数计算单元93获得每4个连续副载波的空间相关系数 C，即256个空间相关系数C，对256个空间相关系数C进行平均以计算平均空间相关系数 SP0切换规则存储单元96存储通信级别切换规则。切换单元95根据切换规则存储单元96中的通信级别切换规则，切换每个无线终端3的下行信号的MIMO方案和MCS (调制和编码方案)。(通信级别表格)图12示出通信级别表格的实施例。参照图12，通信级别表格表示通信级别间的关系、MIMO方案与MCS、以及数据速率。
例如，通信级别“Al”表示MIMO方案为“MATRIX-A”、MCS为“QPSK1/2”、数据速率为“1”(比特/符号)。在级别将要从“A1-A7”中的任一个改变为“B1-B7”中的任一个的情况下，即当 MIMO方案将要从MATRIX-A改变为MATRIX-B时，本说明书表述为“MATRIX级别增加”。在级别将要从“B1-B7”中的任一个改变为“A1-A7”中的任一个的情况下，即当MIMO方案将要从 MATRIX-B改变为MATRIX-A时，本说明书表述为“MATRIX级别降低”。在同一 MIMO方案下将MCS分别改变为高数据速率和低数据速率的情况下，本说明书分别表述为“MCS级别增加”和“MCS级别降低”。(通信级别切换规则)图13示出在第一类型的无线终端处的通信级别切换规则的实施例。参照图13，根据第一类型的无线终端的通信级别切换规则，基于下行信号的包出错率PER和来自两个天线的侦听信号的平均空间相关系数SP，切换通信级别。将平均空间相关系数SP用作切换通信级别的条件的理由是因为可以从第一类型的无线终端的两个天线发送侦听信号，当来自无线基站2的下行信号被空间复用时，可以基于侦听信号的空间相关系数，来判断无线终端侧进行空间复用的信号是否被适当地分离。参照图13，在当前通信级别例如是“A2”的情况下，且当下行信号的包出错率PER 大于或等于“5(% )”时，通信级别降为“Al”。在当前通信级别是“A2”的情况下，以及当下行信号的包出错率PER小于或等于“UPER1 (% ) ”且平均空间相关系数SP大于“USP”时，级别升为保持MATRIX-A的“A3”。当下行信号的包出错率PER小于或等于“UPER 1 ) ”且平均空间相关系数SP小于或等于“USP”时，级别升为其中MATRIX被改变的“Bi”。在当前通信级别是“B2”的情况下且当下行信号的包出错率PER小于或等于“UPER )”时，通信级别升为“B3”。在当前通信级别是“B2”的情况下、以及当下行信号的包出错率PER小于或等于“5 ) ”且平均空间相关系数SP小于或等于“DSP”时，级别降为保持MATRIX-B的 “Bi”。当下行信号的包出错率PER大于或等于“5 (%)”且平均空间相关系数SP大于“DSP” 时，通信级别升为其中MATRIX被改变的“A3”。如本文中所使用的，“UPER例如可以被设置为“1(%)”。图14示出第二类型的无线终端的通信级别切换规则的实施例。在图14中，UPER 2 > UPER 3。根据图14中的第二类型的无线终端的通信级别切换规则，当MATRIX将被升高时， 包出错率阈值UPER 3被设置为低于相同MATRIX下升高MCS时所使用的包出错率阈值UPER 2 (即，设置为更好的通信质量)。阈值UPER 3被设置为低于阈值UPER 2的理由是因为当升高MATRIX级别时，在无线终端3方面不可能预测吞吐量特性、区域特性和频率使用效率如何变化，所以当升高MATRIX时在通信质量上实施严格的条件。在图14中，例如，当下行信号的包出错率PER大于或等于” )”时，通信级别降低一个级别。当前通信级别是“A6”、下行信号的包出错率PER小于或等于“UPER 2(%)" 的情况下，通信级别升高到维持MATRIX-A的“A7”。当前通信级别是“A7”时、下行信号的包出错率PER小于或等于“UPER 3 (%)”的情况下，通信级别升高到其中MATRIX被改变的 “B4”。在UPER 2 > UPER 3的情况下，严格设置用于改变MATRIX的通信质量条件，例如对于“UPER )”、可以设置“1%”。例如对于“UPER 3 ) ”、可以设置“0. 5 ) ”。
切换通知单元97在切换单元95进行切换之后，输出将下行信号的MIMO方案和 MCS通知给无线终端的信号。(无线终端的配置)图15示出根据第二实施方式的无线终端的配置。参照图15，无线终端3包括第一天线50、第二天线51、发送单元53、接收单元52 和MAC层处理器78。第一耦合/分配器282例如由循环器形成，将信号从发送单元53输出到第一天线 50，以及将信号从第一天线50输出到接收单元52。第二耦合/分配器283例如由循环器形成，将信号从发送单元53输出到第二天线 51，以及将信号从第二天线51输出到接收单元52。发送单元53包括副载波分配单元63、IFFT单元62、CP加入单元61和RF单元60。副载波分配单元63例如基于PUSC分配副载波。IFFT单元62通过IFFT将副载波分配单元63输出的多个副载波信号(频率范围中的信号)转换为时域信号(0FDMA符号)。CP加入单元61将与OFDMA符号的后端相当的信号作为CP添加到OFDMA符号的前端。RF单元60包括用于上变频射频频带的上变频器、放大上变频信号的功率放大电路和带通滤波器，带通滤波器仅使得经放大的信号中期望频带的信号分量通过，以输出到第一天线50和第二天线51。接收单元52包括RF单元55、CP去除单元56、FFT单元57、副载波分配单元58和多天线接收信号处理器59。RF单元55包括仅使第一天线50和第二天线51输出的信号中期望频带的信号分量通过的带通滤波器、放大RF信号的低噪声放大电路、用于下变频RF信号的下变频器等。CP去除单元56从RF单元55输出的信号中去除CP。FFT单元57通过FFT将从CP去除单元56输出的时域信号转换成频率范围中信号，以用于解调多个副载波。副载波分配单元58例如基于PUSC提取从FFT单元57输出的每个副载波。多天线接收信号处理器59在无线基站2通知的下行信号的MIMO方案被设置为 MATRIX-A时将两个天线50和51输出的信号进行空时编码以提取一个数据流，并且在无线基站2通知的下行信号的MIMO方案被设置为MATRIX-B时分离两个天线50和51输出的信号以提取多个数据流。MAC层处理器78包括用户数据发送管理单元72、编码单元73、调制单元74、解调单元65、解码单元66、用户数据接收管理单元67和控制单元8。用户数据发送管理单元72调节将被发送到无线基站2的用户数据。编码单元73对向无线基站2发送的上行信号进行编码。调制单元74调制编码后的上行信号。解调单元65根据MCS管理单元79设置的MCS解调方案，解调来自无线基站2的下行信号。解码单元66根据MCS管理单元79设置的MCS编码速率，对解调后的下行信号进行解码。
用户数据接收管理单元67调节从无线基站2接收的用户数据。控制单元8包括通信质量测量单元75、MCS管理单元79、MIM0管理单元77和侦听信号输出单元76。通信质量测量单元75测量接收的下行信号的包出错率，以用于发送到无线基站 2。MCS管理单元79基于无线基站2通知的MCS，控制解调单元65和解码单元66。MIMO管理单元77基于无线基站2通知的MIMO方案，控制多天线接收信号处理器 59。侦听输出单元76从无线基站2接收侦听指令，以产生上行帧的侦听区带中所包含的侦听信号。在图15的无线终端3是第一类型无线终端的情况下，从第一天线50和第二天线51输出产生的侦听信号。在图15的无线终端3是第二类型无线终端中仅从一个预定天线发送侦听信号的无线终端的情况下，仅从第一天线50和第二天线51中的预定一个输出产生的侦听信号。在图15的无线终端3是第二类型的无线终端中不发送侦听信号的无线终端的情况下，不存在此侦听输出单元76。(操作)图16是示出用于根据第二实施方式的无线通信系统的每一帧的操作方法的流程图。参照图16，侦听指令单元94指示第一类型的无线终端在下行帧中发送侦听信号 (步骤 S801)。然后，切换单元95将用户编号i设置为1 (步骤S802)。当用户编号i的无线终端3是第一类型的无线终端，即能够使用两个天线发送侦听信号的无线终端(步骤S803中为是)时，切换单元95进行第一类型的无线终端的切换操作(步骤S804)。当用户编号i的无线终端3是第二类型的无线终端，即不能使用两个天线发送侦听信号的无线终端(步骤S803中为否)时，切换单元95进行第二类型的无线终端的切换操作(步骤S805)。在用户编号i不等于当前在通信的用户总数时(步骤S806中为否)，切换单元95 仅将用户数i增加1，并且返回到步骤S803。(第一类型的无线终端处的切换操作)图17是图16的流程图中步骤S804的操作的详细方法的流程图。参照图17，通信质量管理单元92获取上行帧中所包括的用户i的无线终端3的下行信号的包出错率PER(步骤S901)。相关系数计算单元93对于侦听区带中的每多个副载波计算来自用户数i的无线终端3的两个天线的上行信号的空间相关系数。相关系数计算单元93计算平均空间相关系数SP，平均空间相关系数SP是对所有副载波计算的空间相关系数的平均值(步骤S902)。在包出错率PER小于或等于阈值UPER 1 )(步骤S903中为是)、当前通信级别是A2-A7 (步骤S904中为是)、且平均空间相关系数SP小于或等于阈值USP (步骤S905中为是)的情况下，切换单元95根据图13的通信级别切换规则，将当前通信级别升为MATRIX 被升高的B1-B4中的任何一个(步骤S906)。
23
在包出错率PER小于或等于阈值UPER 1 )(步骤S903中为是)、当前通信级别不是A2-A7 (步骤S904中为否)、或平均空间相关系数SP超过阈值USP (步骤S905中为是) 的情况下，切换单元95根据图13的通信级别切换规则(步骤S908)，将当前通信级别改变为具有升高一个级别的MCS、且同时只要当前通信级别不是A7和B7就维持MATRIX的通信级别(步骤S908中为否)。在包出错率PER大于或等于5.0(% )(步骤S903中为否且步骤S909中为是)、 当前通信级别是Bl-B4(步骤S910中为是)、且平均空间相关系数SP超过阈值DSP (步骤 S905中为是)的情况下，切换单元95根据图13的通信级别切换规则，将当前通信级别降为 MATRIX被降低的A2-A7中的任一个(步骤S912)。在包出错率PER大于或等于5.0(% )(步骤S903中为否且步骤S909中为是)、 当前通信级别不是Bl-B4(步骤S910中为否)、或平均空间相关系数SP小于或等于阈值 DSP(步骤S911中为否)的情况下，切换单元95根据图13的通信级别切换规则，将当前通信级别改变为具有被降低一个级别的MCS、同时只要当前通信级别不是Al和Bl (步骤S913 中为否)就维持MATRIX的通信级别(步骤S914)。(第二类型的无线终端的切换操作)图18是图16的流程图中步骤S805的操作的详细方法的流程图。参照图18，通信质量管理单元92获取上行帧中所包含的用户i的无线终端3的下行信号的包出错率PER(步骤S301)。在当前通信级别是A7 (步骤S302中为是)且包出错率PER小于或等于阈值UPER 3 )(步骤S303中为是)的情况下，切换单元95根据图14的通信级别切换规则，将通信级别升高到MATRIX被升高的B4 (步骤S305)。在当前通信级别是A7(步骤S302中为是)且包出错率PER大于或等于5. 0 ) (步骤S303中为否，步骤S305中为是)的情况下，切换单元95根据图14的通信级别切换规则，将通信级别改变为具有被降低一个级别的MCS且同时维持MATRIX-A的通信级别(步骤 S306)。在当前通信级别是B4 (步骤S302中为否且步骤S307中为是)且包出错率PER小于或等于阈值UPER 2(%)(步骤S308中为是)的情况下，切换单元95根据图14的通信级别切换规则，将通信级别改变为具有被升高一个级别的MCS且同时维持MATRIX-B的通信级别(步骤S309)。在当前通信级别是B4 (步骤S302中为否，步骤S307中为是)且包出错率PER大于或等于5. 0(% )(步骤S303中为否，步骤S305中为是)的情况下，切换单元95根据图 14的通信级别切换规则，将通信级别降为MATRIX被降低的A7(步骤S311)。在当前通信级别不是A7和B4 (步骤S307中为否)且包出错率PER小于或等于阈值UPER 2(%)(步骤S312中为是)的情况下，切换单元95根据图14的通信级别切换规贝U，将通信级别改变为具有被升高一个级别的MCS且同时维持MATRIX的通信级别(步骤 S313)。在当前通信级别不是A7和B4(步骤S307中为否)且包出错率PER大于或等于 5.0(%)(步骤S312中为否，步骤S314中为是)的情况下，切换单元95根据图14的通信级别切换规则，将通信级别改变为具有被降低一个级别的MCS且同时维持MATRIX的通信级别(步骤S315)。(综述)在根据第二实施方式的无线通信系统的第一类型的无线终端处，基于下行信号的包出错率和来自无线终端的两个天线的侦听信号的空间相关系数，切换下行信号的MIMO 方案。在第二类型的无线终端处，在将MATRIX的级别升高时的包出错率的阈值UPER 3设置为低于相同MATRIX下MCS的级别升高时的下行信号的包出错率阈值UPER 2 ( S卩，设置为更好的通信质量)。因为根据与无线终端的侦听信号的发送能力对应的规则升高MATRIX， 所以可以在无线终端处实现高吞吐量特性、区域特性和频率使用效率。第二实施方式的修改在上述实施方式中，对于所有第一类型的无线终端，阈值UPER 1、USP和DSP的值都是相同的，对于所有第二类型的无线终端，阈值UPER 2和UPER 3的值都是相同的，但是本发明不局限于上述实施方式。对于每个无线终端或每一类型的无线终端可以分别使用不同的阈值。可以基于接收时所使用的天线数量、发送时所使用的天线数量、无线终端的接收控制方案(是否配备自适应天线阵接收功能)等来设置无线终端的类型。第三实施方式第三实施方式涉及无线基站，该无线基站可以通过学习，适当地设置在第二实施方式中使用的阈值UPER UUPER 2和UPER 3。(无线基站的配置)图19示出根据第三实施方式的无线基站的配置。参照图19，除图11所示的第二实施方式的无线基站的配置之外，无线基站2还包括表格存储单元88、模式设置单元81、测试控制单元86和验证控制单元87。在表格存储单元88中，存储切换历史表格和切换成功率表格。(切换历史表格)图20示出第一类型的无线终端的切换历史表格的实施例。参照图20，第一类型的无线终端的切换历史表格规定了用户编号、切换生效时的帧编号、切换之前的通信级别和切换之后的通信级别。例如，对于用户编号“1”的无线终端，记录帧编号“11”处的通信级别从“A3”到“A4”的切换、和帧编号“14”处的通信级别从 “A4”到“A3”的切换。图21示出第二类型的无线终端的切换历史表格的实施例。参照图21，第二类型的无线终端的切换历史表格规定了用户编号、切换生效时的帧编号、切换之前的通信级别和切换之后的通信级别。例如，对于用户编号“6”的无线终端，记录帧编号“15”处的通信级别从“A3”到“A4”的切换、和帧编号“22”处的通信级别从 “A4”到“A3”的切换。(切换成功率表格)图22示出第一类型的无线终端的切换成功率表格的实施例。参照图22，第一类型的无线终端的切换成功率表格规定了用户编号、与阈值UPER 1对应的上切换成功率。如本文所使用的，上切换成功率表示，在通信级别已经被升高之后，在预定数量的帧中没有被降低到之前通信级别的比率。
例如，在用户编号“1”的无线终端处，在阈值UPER 1是“0. 8 ) ”的情况下上切换成功率是“97(% ) ”。基于与图20的用户编号“1”相对应的第一类型的无线终端的切换历史表格，计算上成功切换率的值。图23示出第二类型的无线终端的切换成功率表格的实施例。参照图23，第二类型的无线终端的切换成功率表格规定了用户编号、与阈值UPER 2对应的上切换成功率、和与阈值UPER 3对应的上切换成功率。例如，在用户编号“6”的无线终端处，当阈值UPER 2是“0. 8(% ) ”时，没有改变MATRIX的上切换成功率是“97 )，，， 并且在阈值UPER 3是“0. 3(% )"的情况下，伴随MATRIX改变而达到的上切换成功率是 "95 (% ) ”。基于与图21的用户编号“6”相对应的第二类型的无线终端的切换历史表格，计算上成功切换率的值。模式设置单元81以预定的时间按排，例如每隔恒定的周期，将无线通信的模式由标准模式设置为测试模式或验证模式。在标准模式下，执行第二实施方式中描述的图16-18 的流程图中所示的操作。在测试模式下，测试控制单元86改变阈值UPER UUPER 2和UPER 3，并且根据改变后的阈值以与第二实施方式类似的方式来改变通信级别。测试控制单元86基于上切换之后预定数量帧中通信级别是否已经被降低来确定上切换是否已经成功。测试控制单元86 基于确定结果识别标准模式下所使用的阈值UPER UUPER 2和UPER 3。在验证模式下，验证控制单元87根据在标准模式下设置的阈值UPERl、UPER 2和 UPER 3，以与第二实施方式类似的方式改变通信级别。验证控制单元87基于上切换之后预定数量帧中通信级别是否已经被降低，来确定上切换是否已经成功。验证控制单元87基于确定结果使模式设置单元81切换到测试模式。(测试模式下的操作)图M示出在第三实施方式的无线通信系统的测试模式下的操作方法。参照图对，测试控制单元首先将测试计数η设置为1 (步骤S401)。然后，测试控制单元86将阈值UPER UUPER 2, UPER 3设置为预定N级中的5级中的任何一级(步骤S402)。测试控制单元86将帧编号f没置为1 (步骤S403)。测试控制单元86使无线基站2执行图16的步骤S801-S807 (步骤S404)。然后，测试控制单元86将用户编号i设置为1 (步骤S405)。测试控制单元86将用户i的切换历史记录在如图20和21所示切换历史表格中 (步骤 S406)。当用户编号i不等于当前通信中的用户总数时(步骤S407中为否)，测试控制单元86将用户编号i增加1 (步骤S408)，并且返回步骤S406。当用户编号i等于通信中的用户总数(步骤S407中为是)、并且帧编号f不等于预定值FNl (步骤S409中为否)时，测试控制单元86将帧编号f增加1 (步骤S410)，并且返回到步骤S404 ；否则，当帧编号f等于预定值FNl时(步骤S409中为是)，测试控制单元 86转到步骤S411。在步骤S411中，测试控制单元86将用户编号设置为1 (步骤S411)。然后，测试控制单元86参照用户i的切换历史表格，计算与在步骤S402中设置的阈值UPER UUPER 2、UPER 3有关的通信级别的上切换成功率并且将其记录到如图22所示的切换成功率表格中。具体地，当用户i的无线终端3是第一类型的无线终端时，测试控制单元86基于上切换之后在预定数量帧中通信级别已被升高的次数和通信级别已被降低的次数，来计算阈值UPER 1处的上切换成功率。当用户i的无线终端3是第二类型的无线终端时，测试控制单元86基于上切换之后在预定数量帧中通信级别除了从A7升到B4之外已被升高的次数、和通信级别已被降低的次数，来计算阈值UPER 2处的上切换成功率；并且测试控制单元86基于上切换之后在预定数量帧中通信级别已被从A7升到B4的次数、和通信级别已被降低的次数，来计算阈值UPER 3处的上切换成功率(步骤S412)。然后，当用户数i不等于通信中的用户总数时(步骤S413中为否)，测试控制单元 86将用户数i仅增加1 (步骤S414)，并且返回步骤S412。当用户数i等于通信中的用户总数(步骤S413中为是)、并且测试计数η不等于预定值Ν(步骤S415中为否)时，测试控制单元86将测试计数f仅增加1 (步骤S416)，并且返回步骤S402 ；否则，当测试计数η等于预定值N时(步骤S415中为是)，测试控制单元 86转到步骤S417。在步骤S417中，测试控制单元86将用户编号i设置为1 (步骤S417)。测试控制单元86参照用户i的切换成功率表格，以识别用户i的阈值UPER 1、或阈值UPER 2和UPER 3，以使上切换成功率大于或等于Y(%)。具体地，当用户的无线终端3是第一类型的无线终端时，测试控制单元86识别用户i的阈值UPER 1，以使上切换成功率变得大于或等于)。当用户i的无线终端3是第二类型的无线终端时，测试控制单元86识别用户i的阈值UPER 2，以使MATRIX被维持时的上切换成功率变得大于或等于 Y(% )，并且测试控制单元86识别用户i的阈值UPER 3，以使MATRIX被改变时的上切换成功率大于或等于)(步骤S418)。当用户编号i不等于当前通信中的用户总数时(步骤S419中为否)，测试控制单元86将用户编号i仅增加1 (步骤S420)，并且返回步骤S418 ；否则，当用户编号i等于通信中用户总数时(步骤S419中为是)，结束操作。(验证模式下的操作)图25示出在根据第三实施方式的无线通信系统的验证模式下的操作过程。参照图25，验证控制单元87将帧编号f设置为1 (步骤S501)。然后，验证控制单元87使无线基站2执行图16的步骤S801_S807(步骤S502)。验证控制单元87将用户编号i设置为1 (步骤S503)。验证控制单元87将用户i的切换历史记录在如图20和21所示切换历史表格中 (步骤 S504)。当用户编号i不等于通信中的用户总数时(步骤S505中为否)，验证控制单元87 将用户编号i仅增加1 (步骤S506)，并且返回步骤S504。当用户编号i等于通信中的用户总数(步骤S505中为是)、并且帧编号f不等于预定数FN2 (步骤S507中为否)时，验证控制单元87将帧编号f仅增加1 (步骤S508)，并且回到步骤S502 ；否则，当帧编号f等于预定值FN2时(步骤S507中为是)，验证控制单元 87转到步骤S509。验证控制单元87参照用户i的切换历史表格，计算与当前设置的阈值UPER 1、
27UPER 2和UPER 3有关的所有用户的通信级别的上切换成功率SR(步骤S509)。当所有用户的切换成功率SR低于预定值TH时(步骤S510中为否)，验证控制单元87使模式设置单元81设置测试模式，并且使无线基站2执行图M的步骤S401-S420的测试模式操作(步骤S511)。在所有用户的切换成功率SR大于或等于预定值TH的情况下(步骤S510中为是)， 验证控制单元87结束操作。(综述)根据上述第三实施方式的无线通信系统，能够根据测试模式和验证模式，对于每个无线终端，将升高通信级别的包出错率的阈值调节到适当值。第四实施方式第四实施方式涉及无线基站，当存在具有改变到MATRIX-B的下行MIMO方案的无线终端时，该无线基站可以适当地改变在MATRIX-B处的无线终端的用户数据的数据突发区域。根据MATRIX-B的MIMO方案，无线终端的吞吐量特性、区域特性和频率使用效率将基于用户数据被分配到哪个数据突发区域而发生改变。相比之下，根据MATRIX-A的MIMO方案，无线终端的吞吐量特性、区域特性和频率使用效率是与用户数据被分配哪个数据突发区域无关的，因而不会发生很大地改变。(无线基站的配置)图沈示出根据第四实施方式的无线基站的配置。参照图26，除图11所示的第二实施方式的无线基站2配置之外，无线基站82还包括表格存储单元5、接收功率差值检测单元4和突发分配单元6。在表格存储单元5中存储有第一分配表格、第二分配表格和检测表格。(分配表格)图27示出第一分配表格的实施例。参照图27，第一分配表格规定了 下行MIMO方案级别从MATRIX-A升高到 MATRIX-B的第一类型的无线终端的用户编号、和发送给该用户编号的无线终端的下行信号的包出错率PER。例如，表格示出用户编号4的无线终端具有级别从MATRIX-A升高到MATRIX-B的下行MIMO方案、并且发送给用户编号“4”的无线终端的下行信号的包出错率是“0.3(%)”。图观示出第二分配表格的实施例。参照图观，第二分配表格规定了第一分配表格中没有记录的用户编号。(检测表格)图四示出检测表格的实施例。参照图29，检测表格规定当具有χ个副载波和y个符号的用户数据被分配有副载波编号Y至(Υ+y-l)和符号编号X至(Χ+χ-1)时，来自无线终端3的两个天线50和51 的侦听信号的副载波编号(Y)、符号编号(X)、以及平均空间相关系数(SP)和接收功率差值平均值(RP)。接收功率差值检测单元4检测用于来自无线终端3的两个天线50和51的每个副载波的侦听信号的接收功率差值。接收功率差值检测单元4计算接收功率差值的平均值 RP,该平均值RP是相对于多个副载波求平均的检测到的接收功率差值。
突发分配单元6将用户数据分配到下行帧中的数据突发区域的一部分中。当存在其下行信号MIMO方案已经改变到MATRIX-B的无线终端时，突发分配单元6基于每个副载波的侦听信号的空间相关系数、并且在必要时根据接收功率的差值，来确定用户数据的分配位置。(检测区域)图30是描述在下行突发区域中确定用户数据的分配位置的操作的示图。参照图30，在下行突发区域中，符号总数和副载波总数分别是XSUE和YSIZE。在用户编号j的用户数据中，符号数和副载波数分别是X(j)和y(j)。在用户数据的分配位置中的前端符号编号和前端副载波编号分别是X和Y。对于每个副载波编号Y，搜索允许用户数据分配的X的一个值。在1到Χ-χ (j)+l的范围内搜索X的值。在用户数据可以被分配到某一 X的情况下，为了确定检测位置是否适当，检测平均空间相关系数SP和接收功率差值的平均值RP。当对于某一 Y没有允许分配的X值时，则确定用户编号j的用户数据不能被分配到前端具有Y的副载波编号的位置处。在对于所有的Y(1<Y彡(Y-y(j)+l)没有允许分配的X值的情况下，确定用户编号j的用户数据不能被分配。(操作)图31是示出第四实施方式的无线基站的突发区域分配的操作方法的流程图。参照图31，首先执行图16所示的步骤S801-S807的过程(步骤S601)。当发送给任何用户的无线终端3的下行信号的MIMO方案级别从MATRIX-A升高到 MATRIX-B时(步骤S602中为是)，突发分配单元6将第一类型的无线终端中使用MATRIX-B 的无线终端的用户编号与下行信号的包出错率PER—起注册到第一分配表格中(步骤 S603)。然后，突发分配单元6以包出错率PER的升序来排列第一分配表格中的用户(步骤 S604)。突发分配单元6将没有注册到第一分配表格中的通信中的剩余用户注册到第二分配表格中(步骤S605
然后，突发分配单元6释放分配给每个用户的下行帧突发区域(S606)。突发分配单元6根据排列次序(即以具有较小包出错率的次序)选择那时在第一分配表格中的一个用户。所选用户的用户编号被设置为j (步骤S607)。突发分配单元6将突发区域分配给用户编号为j的用户。细节将在下面描述 (S608)。当在第一分配表格中存在未选的一个用户时(步骤S609中为否)，突发分配单元 6返回步骤S607。当第一分配表格中所有的用户都被选择时(步骤S609中为是)，突发分配单元6 使用比例公平原则分配第二分配表格中的用户的突发区域(步骤S610)。图32是示出图31的流程图中步骤S608的操作的详细过程的流程图。在图32中， x(j)表示用户编号j的用户数据中的符号数，y(j)表示用户编号j的用户数据中的副载波数。参照图32，突发分配单元6首先将副载波编号Y设置为1 (步骤S701)。
然后，突发分配单元6将符号编号X设置为1(步骤S702)。当用户编号j的用户数据可以被分配至下行帧突发区域中以副载波编号Y到 Y+y (j)-1和符号编号X到X+x (j)-1指定的区域时，即指定区域还没有被分配且存在的情况下(步骤S703中为是)，突发分配单元6指示侦听指令单元94向用户编号j的无线终端3 发送指令，用于发送侦听信号(步骤S706)。然后，突发分配单元6使相关系数计算单元93计算副载波编号Y到副载波编号 Y+y (J)-I的区域中的每个副载波处的、来自用户编号j的无线终端3的两个天线50和51 的侦听信号的空间相关系数，以及进一步计算平均空间相关系数SP，该平均空间相关系数 SP是相对于包括在相关区域中的所有副载波的空间相关系数的平均值(步骤S707)。突发分配单元6使接收功率差值检测单元4检测副载波编号Y到副载波编号 Y+y (J)-I的区域中每个副载波处的、来自用户编号j的无线终端3的两个天线50和51的侦听信号的接收功率中的差值，并且进一步计算接收功率差值的平均值RP，接收功率差值的平均值RP是在相关区域所包括的所有副载波上求平均的接收功率差值(步骤S708)。突发分配单元6将与副载波编号X和符号编号Y相对应的平均空间相关系数SP 和接收功率差值的平均值RP记录到如图四所示的检测表格中(步骤S709)，并且转到步骤 S710。当用户编号j的用户数据不能分配给下行帧突发区域中由副载波编号Y和符号编号X指定的位置时(步骤S703中为否)、并且符号编号X小于或等于下行帧突发区域中符号XSUE的数量减去用户编号j的用户数据中符号χ的数量的值时(在步骤S704中为是)，突发分配单元6将符号编号X仅增加1 (步骤S7(^)，并且返回步骤S702。当用户编号j的用户数据不能分配给下行帧突发区域中由副载波编号Y和符号编号X指定的位置时(步骤S703中为否)、并且符号编号X大于下行帧突发区域中符号XSIZE 的数量减去用户编号j的用户数据中符号χ的数量的值时(在步骤S704中为否)，突发分配单元6确定不能将用户编号j的用户数据分配到副载波编号Y处，并且转到步骤S710。在步骤S710中，当副载波编号Y小于或等于下行帧突发区域中的副载波数YSIZE 减去用户编号j的用户数据中的副载波数y(j)的值(步骤S710中为否)时，突发分配单元6将副载波编号Y仅增加1 (步骤S711)，并且返回步骤S702。当副载波编号Y大于下行帧突发区域中副载波数YSUE减去用户编号j的用户数据中的副载波数y(j)的值(步骤S710中为是)时，突发分配单元6转到下一步骤S712。当数据没有记录在检测表格中时(步骤S712中为否)，突发分配单元6确定不能分配用户编号j的用户数据，并且将用户编号j的用户记录到第二分配表格中(步骤 S713)。当数据记录在检测表格中时(步骤S712中为是)，突发分配单元6参照检测表格， 以识别是否仅存在一个最小平均空间相关系数SP。在仅有一个最小平均空间相关系数SP的情况下(步骤S714中为是)，突发分配单元6识别与最小平均空间相关系数SP对应的副载波编号Y和符号编号X (步骤S715)。在有两个或更多个最小平均空间相关系数SP的情况下(步骤S714中为否)，突发分配单元6识别具有最小平均空间相关系数SP和最小信号接收功率差值的平均值RP的副载波编号Y和符号编号X (步骤S716)。
然后，突发分配单元6将用户j的用户数据分配到下行帧突发区域中由副载波编号Y到γ+y (j)和符号编号X到X+x(j)指定的区域中(步骤S717)。(综述)根据第四实施方式的无线通信系统，当第一类型的无线终端具有改变到MATRIX-B 的下行MIMO方案时，基于从该无线终端的两个天线发送的用于每个副载波的侦听信号的空间相关系数以及必要时基于接收功率差值，确定在下行突发区域中用户数据的分配。因此，可以在无线基站方面以最佳频率(副载波)发送空间复用的下行信号。因此，可以在无线终端处实现高吞吐量特性、高区域特性和高频率使用效率。(修改)本发明不局限于上述实施方式，并且可以包括下述的修改。(1)协作空分复用模式本发明不局限于将两个无线终端作为用于协作空分复用模式的一组的第一实施方式。三个或更多无线终端可以作为用于协作空分复用模式的一组。( STC 基础本发明不局限于在除了协作空分复用的通信方案中、通过使用单个天线的通信方案发送用户数据的上行信号的第一实施方式。除使用单个天线的通信系统之外或者作为使用单个天线的通信系统的可选方案，可以通过基于STC类型的通信方案发送用户数据的上行信号。(3)接收功率差值已经描述了本发明的第一实施方式，在第一实施方式中，当来自用于协作空分复用模式的候选对中的构成一对的两个无线终端的上行信号的接收功率的差值可以被设置为OdB时，吞吐量计算单元计算吞吐量。当接收功率差值小于预定值时，可以计算吞吐量。(4)候选终端本发明不局限于第一实施方式，在第一实施方式中，目前没有设置为协作空分复用模式、并且在通信方所有无线终端的上行信号的MCS中具有最高传输数据速率的MCS的无线终端，被设置为用于协作空分复用模式的候选终端。例如，在通信方所有多个无线终端中目前没有设置为协作空分复用模式的无线终端可以被设置为候选终端。(5)级别降低本发明不局限于第一实施方式，其中，在图10的步骤S208中，当平均空间相关系数M_SR低于阈值TH2(TH1 <TH2)时，与上行信号将进行协作空分复用的情况相对应的用户X的无线终端的MCS，被临时设置为比与上行信号将不进行协作空分复用的情况相对应的用户X的无线终端的MCS低1个级别，并且与上行信号将进行协作空分复用的情况相对应的用户Y的无线终端的MCS，被临时设置为比与上行信号将不进行协作空分复用的情况相对应的用户Y的无线终端的MCS低1个级别。将被降低的MSC级别可以大于1，例如是 2、3等预定值。(6)接收响应向量，空间相关系数本发明第一实施方式中描述的公式(1)-(4)的接收响应向量的计算方法和公式 (5)的空间相关系数的计算方法仅仅是示例性的方法。可以根据其它方法来计算它们。(7)无线终端
本发明不局限于其中无线终端仅从一个天线发送上行信号的第一实施方式。无线终端可以通过基于STC等的MIMO方案从多个天线发送上行信号，并且与另一无线终端进行协作空分复用。(8)侦听信号在本发明的第一实施方式中，得到来自两个无线终端的侦听信号的接收响应向量和空间相关系数。侦听信号是已知信号的实施例。作为替代，可以获得另一类型的已知信号的接收响应向量和空间相关系数。(9)协作空分复用状态下的突发区域本发明不局限于第一实施方式，其中，如图6所述，当来自用户A的无线终端3的上行信号和来自用户B的无线终端3的上行信号进行协作空分复用时，用户A和用户B的无线终端3使用分配给不进行协作空分复用的用户A的无线终端3的数据突发区域151、和分配给不进行协作空分复用的用户B的无线终端3的数据突发区域152。例如，图6所示的数据突发区域152可以移到邻近数据突发区域151的区域(即具有随后的子信道的区域)，并且在被移动的数据突发区域152之后，重新安排用户E到用户J的突发区域。(10)从验证模式到测试模式的转换已描述了本发明的第三实施方式，其中，根据图25的流程图，计算所有用户(所有通信中的无线终端)的上切换成功率。可以计算每个用户(无线终端)或者每个类型用户 (无线终端)的上切换成功率，并且当上切换成功率低于预定值时，使相关用户或相关类型的用户转换到测试模式。(11)测试模式下的切换成功率本发明不局限于第二至第四实施方式，其中，对于第一类型的无线终端，可以将与通信级别将被升高的情况相对应的包出错率阈值UPER 1设置为在每个通信级别中是相同的。可以使用对于每个通信级别而不同的阈值UPER 1。类似地，本发明不局限于第二至第四实施方式，其中，对于第二类型的无线终端， 可以将与通信级别除了从A7升高到B4之外将被升高的情况相对应的包出错率阈值UPER 2 设置为在每个通信级别中是相同的。可以对于测试模式和验证模式下的每个通信级别计算上切换成功率。在测试模式下，可以基于每个通信级别的上切换成功率，设置每个通信级别的阈值UPER 1和UPER 2。 在验证模式下，可以基于每个通信级别的上切换成功率，识别必须具有在测试模式下再次设置的阈值UPER 1和UPER 2的通信级别。(12)下行信号的通信质量在本发明的第二到第四实施方式中，对于下行信号的通信质量，使用下行信号的包出错。包出错率在上行帧中被从无线终端发送到无线基站。本发明不局限于此。通过在处理自动重传请求(ARQ)或混合自动重传请求(HARQ)时获得正从无线终端发送的 NACK (Negative ACKnowledgement，否定确认)信号的速率，在无线基站一方可以计算与下行信号的包出错率类似的指标值。(13)侦听信号在本发明的第二到第四实施方式中，得到来自无线终端的两个天线的侦听信号的接收响应向量和空间相关系数。侦听信号是已知信号的实施例。作为替代，可以获得另一类型的已知信号的接收响应向量和空间相关系数。此外，第一类型的无线终端可以是彼此同时地或在不同时间、代替两个天线而从三个或更多无线终端发送诸如侦听信号的已知信号的无线终端。应当理解，本文中公开的实施方式仅是示例性方式，而不是限制性方式。本发明的范围不应通过上面的描述来限定，而是通过权利要求的术语来限定，并且旨在包括在与权利要求的术语等效的范围和含义中的任何修改。附图标记列表1无线通信系统2无线基站3,3a-3n 无线终端4接收功率差值检测单元5、88表格存储单元6突发分配单元10、11、50、51 天线12,52 接收单元13,53 发送单元7、14、54、78、84、85 MAC 层处理器15、20、55、60 RF 单元16、56 CP 去除单元17、57 FFT 单元18、23、58、63 副载波分配单元19,59多天线接收信号处理器21,61 CP 加入单元22、62 IFFT 单元24多天线发送信号处理器25,65 解调单元26,66 解码单元27,67用户数据接收管理单元28通信质量测量单元29,71 MCS 设置单元30,81模式设置单元31候选选择单元32 吞吐量计算单元33,93相关系数计算单元34功率差值测量单元35 表格生成单元36终端设置单元37终端控制单元
38 MCS通知单元39 功率控制单元40侦听发送指令单元41突发区域通知单元42,72用户数据发送管理单元43,73 编码单元44、74 调制单元8,64,89,91,98 控制单元68突发区域管理单元69 功率控制单元70侦听信号输出单元75通信质量测量单元76 侦听输出单元77 MIMO管理单元79 MCS管理单元86测试控制单元87验证控制单元92通信质量管理单元94侦听指令单元95 切换单元96切换规则存储单元97 切换通知单元151,152数据突发区域182、183、282、283 耦合 / 分配器。
权利要求
1.一种与发送上行信号的多个无线终端通信的无线基站，包括多个天线；模式设置单元，基于来自多个无线终端的上行信号的吞吐量，将两个或两个以上的无线终端设置为其中同一上行数据突发区域被共享使用的协作空分复用模式；区域通知单元，将在所述两个或两个以上的无线终端之间共享使用的所述上行数据突发区域，通知给被设置为所述协作空分复用模式的所述两个或两个以上的无线终端；以及接收单元，分离从被设置为所述协作空分复用模式的所述两个或两个以上的无线终端通过所述多个天线接收的并且在所述共享的上行数据突发区域中被空间复用的上行信号， 以从每个无线终端提取信号。
2.根据权利要求1所述的无线基站，其中，所述模式设置单元包括候选选择单元，从多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；吞吐量计算单元，从所述选择的候选终端中确立一对，并且当构成所述一对的所述无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。
3.根据权利要求1所述的无线基站，其中，所述模式设置单元包括候选选择单元，从多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；功率控制单元，从所述选择的候选终端中确立一对，并且指示构成所述一对的无线终端中的一个或两个调节发送功率，以使构成所述一对的无线终端的上行信号的接收功率的差值小于预定值；功率差值测量单元，在指示调整所述发送功率之后，测量构成所述一对的无线终端的上行信号的接收功率的差值；吞吐量计算单元，当具有小于或等于所述预定值的接收功率的差值的构成一对的无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。
4.根据权利要求3所述的无线基站，还包括相关系数计算单元，计算来自构成所述一对的无线终端的已知信号的空间相关系数；其中，当构成所述一对的无线终端的所述上行信号被空间复用时，所述吞吐量计算单元基于所述空间相关系数识别MCS (调制和编码方案)，并且所述吞吐量计算单元基于所识别的MCS计算来自构成所述一对的两个无线终端的上行信号的吞吐量。
5.根据权利要求1所述的无线基站，其中，所述模式设置单元包括候选选择单元，在多个无线终端中选择候选终端，使之成为被设置为所述协作空分复用模式的候选终端；相关系数计算单元，从所述选择的候选终端中确立一对，以计算来自构成所述一对的无线终端的已知信号的空间相关系数；吞吐量计算单元，当具有小于第一阈值的空间相关系数的构成一对的两个无线终端被设置为所述协作空分复用模式时，计算来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和；以及终端设置单元，识别在被设置为所述协作空分复用模式时具有所计算的吞吐量总和最大值的一对无线终端，并且将识别出的一对无线终端设置为所述协作空分复用模式。
6.根据权利要求5其中所述的无线基站，其中，所述吞吐量计算单元计算来自对应于以下状态的构成所述一对的无线终端的上行信号的吞吐量与未被设置为所述协作空分复用模式时的MCS相比，来自具有大于或等于第二阈值且小于所述第一阈值的所述空间相关系数的构成一对的无线终端的上行信号的MCS被减小预定数量的级别；并且所述吞吐量计算单元计算来自对应于以下状态的构成所述一对的无线终端的上行信号的吞吐量来自具有小于所述第二阈值的空间相关系数的构成一对的无线终端的上行信号的MCS，被使得与不被设置为所述协作空分复用模式时的MCS —致。
7.根据权利要求6所述的无线基站，还包括MCS设置单元，将来自被设置为所述协作空分复用模式的无线终端的上行信号的MCS 设置成在所述吞吐量计算中所使用的MCS ；以及MCS通知单元，将所述设置后的MCS通知给被设置为所述协作空分复用模式的无线终端。
8.根据权利要求7所述的无线基站，还包括通信质量测量单元，测量来自所述无线终端的上行信号的通信质量， 其中，所述MCS设置单元基于来自所述无线终端的上行信号的所述通信质量，设置来自所述无线终端的上行信号的MCS。
9.根据权利要求6所述的无线基站，还包括通信质量测量单元，测量来自所述无线终端的上行信号的通信质量；以及 MCS设置单元，基于来自所述无线终端的上行信号的通信质量，设置来自所述无线终端的上行信号的MCS。
10.根据权利要求9其中所述的无线基站，其中，所述候选选择单元从通信方所有无线终端的上行信号的MCS中识别具有最高传输数据速率的MCS，并且从具有所述识别后的MCS 的多个无线终端中选择所述候选终端。
11.根据权利要求5其中所述的无线基站，其中，所述候选选择单元从通信方所有无线终端中选择目前未设置为所述协作空分复用模式的无线终端，作为所述候选终端。
12.根据权利要求5所述的无线基站，其中所述吞吐量计算单元还计算当所述候选终端未被设置为所述协作空分复用模式时来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和，以及对于当被设置为所述协作空分复用模式时构成具有来自所有无线终端的上行信号的吞吐量总和最大值的一对的无线终端，仅在与未被设置为所述协作空分复用模式时相比， 在被设置为所述协作空分复用模式时来自通信方所有无线终端的上行信号的吞吐量总和更大的情况下，所述终端设置单元将所述无线终端设置为所述协作空分复用模式。
13.一种通过多个天线将下行信号发送到无线终端的无线基站，所述无线基站包括多个天线；质量管理单元，获取或计算无线终端处的下行信号的通信质量； 相关计算单元，计算来自所述无线终端的多个天线的已知信号的空间相关系数； 切换单元，将所述下行信号的MIMO方案的设置从空时编码类型切换到空间复用类型， 或者从所述空间复用类型切换到所述空时编码类型；以及发送单元，当所述设置的MIMO方案是所述空时编码类型时，所述发送单元使一个数据流被空时编码，以输出到所述多个天线，当所述设置的MIMO方案是所述空间复用类型时， 所述发送单元使多个数据流被空间复用，以输出到所述多个天线；其中，当所述通信质量和所述空间相关系数满足预定条件时，所述切换单元将下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，以使第一类型的无线终端从多个天线发送已知信号。
14.根据权利要求13所述的无线基站，还包括突发分配单元，确定用户数据在从所述无线基站发送的下行帧的数据突发区域中的分配，其中，当存在具有由所述切换单元改变为所述空间复用类型的下行信号MIMO方案的无线终端时，对于所述第一类型的无线终端中下行信号MIMO方案是所述空间复用类型的无线终端，所述突发分配单元基于从所述无线终端的多个天线发送的已知信号的空间相关系数确定用户数据在所述数据突发区域中的分配。
15.根据权利要求13其中所述的无线基站，其中，对于每个无线终端，分别确定将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的所述条件。
16.根据权利要求13所述的无线基站，还包括模式设置单元，在预定的时间将无线通信模式从标准模式设置为测试模式；以及测试控制单元，在所述测试模式下，改变用于将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的所述通信质量的条件，并且基于经改变的通信质量的条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且在切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功，其中，所述测试控制单元基于所述确定结果，设置在所述标准模式下使用的通信质量的所述条件。
17.根据权利要求16所述的无线基站，其中，所述模式设置单元在预定的时间将所述无线通信模式从所述标准模式设置到所述验证模式，所述无线基站包括验证控制单元，在所述验证模式下，所述验证控制单元基于将设置为所述标准模式的所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的通信质量的所述条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功，其中，所述验证控制单元基于所述确定结果使所述模式设置单元转换到测试模式。
18.一种通过多个天线将下行信号发送到无线终端的无线基站，所述无线基站包括 多个天线；质量管理单元，获取或计算无线终端处的下行信号的通信质量；切换单元，将所述下行信号的MIMO方案的设置从空时编码类型切换到空间复用类型， 或者从所述空间复用类型切换到所述空时编码类型；以及发送单元，当所述设置的MIMO方案是所述空时编码类型时，所述发送单元使一个数据流被空时编码，以输出到所述多个天线，当所述设置的MIMO方案是所述空间复用类型时， 所述发送单元使多个数据流被空间复用，以输出到所述多个天线；其中，对于除从多个天线发送已知信号的第一类型的无线终端之外的无线终端，当满足通信质量的条件高于相同MIMO方案下所述MCS (调制和编码方案)被升高一个级别时的通信质量的条件时，所述切换单元将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型。
19.根据权利要求18所述的无线基站，还包括模式设置单元，在预定的时间将无线通信模式从标准模式设置为测试模式；以及测试控制单元，在所述测试模式下，改变用于将所述下行信号的MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的所述通信质量的条件，并且基于已改变的通信质量的条件，将所述下行信号MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且在切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功；其中，所述测试控制单元基于所述确定结果设置在所述标准模式下使用的通信质量的所述条件。
20.根据权利要求19所述的无线基站，其中，所述模式设置单元在预定的时间将所述无线通信模式从所述标准模式设置到所述验证模式，所述无线基站包括验证控制单元，在所述验证模式下，所述验证控制单元基于将设置为所述标准模式的下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型的通信质量的所述条件，将下行信号的所述MIMO方案从所述空时编码类型切换到所述空间复用类型，并且切换到所述空间复用类型之后，基于所述空间复用类型是否保持了预定周期来确定切换是否已经成功，其中，所述验证控制单元基于所述修改结果使所述模式设置单元转换到测试模式。
全文摘要
模式设置单元(30)基于多个无线终端的上行信号的吞吐量，将两个或两个以上的无线终端设置为共享使用同一上行数据突发区域的协作空分复用模式。突发区域通知单元(41)将在两个或两个以上的无线终端之间共享使用的上行数据突发区域通知给被设置为协作空分复用模式的两个或两个以上的无线终端。对于从多个天线发送已知信号的第一类型的无线终端，当通信质量和空间相关系数的预定条件满足预定条件时，切换单元(95)将下行信号的MIMO方案从空时编码类型切换到空间复用类型。
文档编号H04B7/04GK102474737SQ20108003376
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月12日 优先权日2009年7月29日
发明者宫田健雄 申请人:京瓷株式会社