无线通信系统以及通信控制方法

专利名称：无线通信系统以及通信控制方法
技术领域：
本发明涉及对数据序列进行空间多路复用传送的无线通信系统， 特别涉及基站在与多个移动站之间进行空间多路复用传送的无线通信 系统以及进行空间多路复用传送时的通信控制方法。
背景技术：
近年来，着眼于通过使用多个天线进行空间多路复用通信而使传
送容量飞跃地增大的通信方式。在空间多路复用通信中公知如下技术 在具有多个天线的基站(BS: Base Station)与具有单一天线的多个终 端站(MT: Moblie Terminal)之间进4亍同时通信的SDMA (Space Division Multiple Access,空分多址接入)；BS以及MT共同具有多 个天线，同时使用多个空间信道进行通信的MIMO ( Multiple Input Multiple Output,多输入多输出)等。
例如，在下述专利文献l中，公开出进行^使用了正交空间(部分 空间)的MIMO传送的通信装置(发送装置)。根据下述专利文献l 的记载，该发送装置是以空分多路复用传送方式进行通信的系统的发 送装置，在可以形成k个指向性的情况下，根据从接收装置发送的发 送装置的各天线元件与接收装置的各天线元件之间的信道响应，使用 以信道响应为要素的NxM大小的矩阵A，根据AHA (上标字符"H" 表示厄米特变换(hermitian transformation))的矩阵，计算出多个 固有矢量。然后，通过从固有值大的一方起依次选择k个，并将由所 选择的k个固有矢量决定的k个指向性设定成k个指向性，从而提高 分离被多路复用的信号时的分离特性。
另外，在下述专利文献2中，公开了多个BS与多个MT进行空 间多路复用通信的方法。根据下述专利文献2的记载，各BS发射波束宽度窄的多波束、发射针对包括波束识别信号(BS序号和波束序号) 的信息。另一方面，MT针对各BS的波束的每一个检测接收等级，针 对每个BS制成在阈值以上按照接收等级高的顺序排列了波束序号的 等级表，并发送到对应BS。各BS根据从各MT接收到的等级表求出 自身的各波束的干扰程度，对各MT分配在该接收等级阈值以上的波 束中干扰量最少的波束(波束序号)，向MT发送所分配的波束序号 及其干扰量(信息)。然后MT根据从各BS接收到的波束序号及其 干扰量，选择干扰量少的波束，与分配了所选择的波束的BS进行通 信。由此，以少的上行传送信息得到恰当的基站波束，实现可以进行 高速的下行信息传送的移动通信系统。
专利文献1:日本特开2003 - 258770号^H艮
专利文献2:日本特开2002 - 152108号公报

发明内容
在具有多个天线的多个MT与BS进行通信的情况下，在进行同 时通信的MT的选择处理以及最佳的通信路径的形成处理中需要交换 大量的控制信息，存在传送效率低下这样的问题。
另外，如果使用上述专利文献2记载的技术，则可以削减上述控 制信息。但是，在该技术中，BS发送宽度窄的固定波束，对通信对象 MT仅发送一个或二个固定波束，仅停止引起干扰的其他波束，所以 存在牺牲自适应阵列的优点这样的缺点。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种无线通信 系统以及通信控制方法，能够不牺牲自适应阵列的优点而用少的控制 信息来实现高效的空间多路复用传送。
为了解决上述课题并达成目的，本发明的无线通信系统由具备多 个天线的基站和多个移动站构成，基站以使用了 TDD的空间多路复 用传送方式进行与各移动站的数据通信，其特征在于，上述多个移动 站具备发送权重计算单元，根据与上述基站之间的传送路径状态计 算出发送权重；以及已知信号发送单元，使用上述发送权重，发送用20 于在上述基站侧生成部分空间信息的第一已知信号，上述基站具备 调度单元，根据从上述多个移动站接收到的第一已知信号生成与各移 动站之间的部分空间信息，进而，根据各部分空间信息，进行决定在 下行链路中进行数据的同时接收的发送目的地移动站以及通信中使用 的发送波束的下行调度、和决定在上行链路中进行数据的同时发送的 发送源移动站以及通信中使用的发送波束的上行调度；以及调度结果 发送单元，发送包括上述上行调度结果和在上述发送源移动站接收上 行调度结果时使用的第二已知信号的分组，上述发送源移动站使用根 据包含在上述分组中的第二已知信号生成的接收权重而接收上行调度 结果，按照所得到的上行调度结果发送数据。
根据本发明，基站根据各移动站发送的已知信号，例如推测各波 束中的接收SINR，并根据该推测结果进行空间调度，所以无需以往 所需的来自接收侧(移动站)的反馈信息(在接收侧的SINR测定结 果)，起到谋求传送效率高效化这样的效果。


图1是示出由本发明的无线通信系统以及通信控制方法实现的通 信系统的实施方式1的结构例的图。
图2是示出实施方式1中的BS的结构例的图。
图3是示出实施方式1中的MT的结构例的图。
图4是示出在应用了本发明的无线通信中使用的帧的结构例的
图5是示出BS对各MT发送的分组的结构例的图。 图6是示出将整个频带分割成多个子带而使用的通信系统中的子 带的分配例子的图。
s 图7是示出在根据接收SINR决定吞吐量和MCS时使用的表的一 个例子的图。
图8是示出BS在下行链路中对分组进行空间多路复用传送的情 况的一个例子的图。
ii图9是示出在UL控制信息发送时使用的分组的结构例以及上行 链路中的数据发送时使用的分组的结构例的图。
图IO是示出MT在上行链路中对分组进行空间多路复用传送的 情况的一个例子的图。
标号说明 1天线
2 FFT/IFFT部
3加权合成部
4调制部
5解调部
6UL接收控制部
7接收权重计算部
8UL响应矢量4,测部
9 Ack用发送权重计算部
10 Ack分组生成部 11告知信息生成部
12初始i史定部
13 DL分組生成部
14 UL控制4言息生成部 15功率参数接收部
16发送权重计算部
17 DL空间调度部
18 UL空间调度部 19发送权重计算部
20波束信息通知信号响应矢量推测部
21 Ack响应矢量推测部
22 Ack用接收权重计算部
23 Ack确认部24 UL送达确i人部
31天线
32 FFT/IFFT部
33加4又合成部
34调制部
35解调部
36接收权重计算部
37 DL响应矢量推测部
38 Ack用发送权重计算部
39 Ack分组生成部
40 DL接收控制部
41 UL分组生成部
42波束信息通知信号生成部
43波束信息通知用导频信息接收部
44发送权重计算部
45 UL控制信息解析部
46传送路径矩阵/干扰噪声矩阵推测部
47发送权重计算部
48 UL控制4言息部响应矢量推测部
49接收权重计算部
50 Ack响应矢量推测部
51 Ack用接收权重计算部
具体实施例方式
以下，根据附图对本发明的无线通信系统以及通信控制方法的实 施方式进行详细说明。另外，本发明不限于本实施方式。 实施方式1
在本发明中假设在基站与移动站(移动终端)之间进行的发送接 收中利用同一频带的TDD (Time Division Duplex,时分双工)系统，用少的控制信息实现高效的空间多路复用传送系统。另外，在以下说
明(本实施方式中的说明以及实施方式2以后中的说明)中，将具有 一连串的数据构造的信号序列表示成帧，将有意义的发送接收数据的 单位(取得送达确认的单位)表示成分组。 一个帧包括多个分组，在 空间多路复用通信中，在同 一频率/同 一时刻发送接收多个分组。
图l是示出本发明的无线通信系统的实施方式1的结构例的图。 该无线通信系统由在基站(以下称为BS)以及与基站之间进行空间多 路复用通信的多个移动终端(以下称为MT)构成。在图1中，第k 个MT (设为MT#k)具有Mk才艮天线，应用波束成形与BS进行通 信。另外，BS具有N根天线，决定同时进行通信的MT以及所使用 的波束来进行通信。以下在本发明中，将BS决定MT以及波束的动 作表示成空间调度。
图2是示出实施方式1中的BS的结构例的图。此处，示出使用 OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用) 作为通信方式的BS的结构例。
在图2中，l为天线，2为FFT/IFFT部，3为加权合成部，4为 调制部，5为解调部，6为UL接收控制部，7为接收权重计算部，8 为UL响应矢量推测部，9为Ack用发送权重计算部，10为Ack分组 生成部，ll为告知信息生成部，12为初4会i殳定部，13为DL分组生 成部，14为UL控制信息生成部，15为功率参数接收部，16为发送 权重计算部，17为DL空间调度部，18为UL空间调度部，19为发送 4又重计算部，20为波束信息通知信号响应矢量推测部，21为Ack响 应矢量推测部，22为Ack用接收权重计算部，23为Ack确认部，24 为UL送达确认部。另外，UL接收控制部6包含接收权重计算部7 以及UL响应矢量推测部8。
另外，Sl为各天线的发送信号(频率轴上的发送信号)，S2为 各天线的接收信号(频率轴上的接收信号)，S3为Ack发送时权重， S4为UL接收时权重，S5为UL部已知信号(导频G) , S6为各信 道发送信号，S7为各信道接收信号，S8为UL控制信息发送时权重，S9为Ack部已知信号(导频B) ， S10为DL发送时权重，Sll为Ack接收时权重，S12为Ack解调部输出，S13为初始设定信号，S14为MCS信息，S15为功率参数信息部解调器输出，S16为UL响应矢量信息，S17为UL响应矢量信息，S18为Ack发送信息，S19为DL发送信息，S20为UL调度信息，S21为UL控制信息，S22为UL接收分组，S23为功率参数信息，S24为UL调度信息/响应矢量信息，S25为波束信息通知部已知信号(导频A) ， S26为波束信息通知信号部响应矢量，S27为Ack部响应矢量，S28为UL调度信息，S29为DL调度信息，S30为波束信息通知信号部响应矢量，S31为DL调度信息，S32为DL发送数据，S33为DL调度信息/响应矢量信息，S34为告知信息，S35为Ack确认结果，S36为UL接收确认信息，S37为UL接收信息。
图3是示出实施方式1中的MT的结构例的图。在图3中，31为天线，32为FFT/IFFT部，33为加冲又合成部，34为调制部，35为解调部，36为4妄收4又重计算部，37为DL响应矢量推测部，38为Ack用发送权重计算部，39为Ack分组生成部，40为DL接收控制部，41为UL分组生成部，42为波束信息通知信号生成部，43为波束信息通知用导频信息接收部，44为发送权重计算部，45为UL控制信息解析部，46为传送路径矩阵/干扰噪声矩阵推测部，47为发送权重计算部，48为UL控制信息部响应矢量推测部，49为接收权重计算部，50为Ack响应矢量推测部，51为Ack用接收权重计算部。
另外，S51为各天线的发送信号(频率轴)，S52为各天线的接收信号(频率轴)，S53为Ack发送时权重，S54为DL接收时权重，S55为DL部已知信号(导频F) ， S56为各信道发送信号，S57为各波束接收信号，S58为发送权重信息，S59为UL发送时权重，S60为UL控制信息接收时4又重，S61为Ack接收时权重，S62为Ack解调器输出，S63为DL分组解调器输出，S64为波束信息通知用导频信息解调器输出，S65为波束信息通知用导频信息，S66为波束信息通知用导频信息，S67为传送路径矩阵/干扰噪声矩阵信息，S68为告知信息内已知信号(导频C)， S69为DL部响应矢量，S70为波束信息通知信号，S71为DL部响应矢量，S72为Ack发送信号，S73为UL发送信号，S74为DL控制信息，S75为DL接收确i人信息，S76为DL导频信息，S77为DL接收数据，S78为UL发送数据，S79为UL控制信息，S80为UL控制信息部解调部输出，S81为UL控制信息，S82为UL控制信息部响应矢量，S83为UL控制信息部响应矢量，S84为Ack信息，S85为Ack部已知信号(导频E) , S86为Ack部响应矢量，S87为Ack导频信息，S88为UL控制信息部已知信号(导频D)。
图4是示出在应用了本发明的无线通信中使用的帧的结构例的图。本实施方式的通4言系统为TDD系统，所以该帧由DL子帧(DownLink Subframe )以及UL子帧(Up Link Subframe )构成。
另外，本发明示出的第 一 已知信号相当于导频A( pilot signals A )，第二已知信号相当于导频D (pilot signals D),第三已知信号相当于导频F( pilot signals F ),第四已知信号相当于导频B( pilot signals B )，第五已知信号相当于导频G (pilot signals G)，第六已知信号相当于导频E ( pilot signals E )。
接下来，使用图2-4对在上述结构的BS以及MT之间进行的空间多路复用传送动作进行说明。本实施方式的BS以及MT通过执行后述的"初始设定(步骤#1)，，、"传送路径以及干扰状况的解析(步骤#2)"、"从MT向BS的波束信息通知(步骤#3) "、 "BS中的空间调度(步骤#4)"、"下行链路(DL)发送(步骤井5A)"、"上行链路(UL )控制信息发送(步骤# 5B )，，、"针对DL的Ack回送(步骤# 6A ) ，，、 "UL发送(步骤# 6B )，，以及"针对UL的Ack回送(步骤#7)，，的各处理而进行空间多路复用传送。
另外，同一序号的动作步骤(例如上述步骤井5A以及5B)是同时执行的。但是，不是必须要同时执行。另外，各动作处理是为了实现本发明而所需的最小限的处理，也可以根据需要在各步骤之间等中执行其他处理。以下，对上述各处理(步骤)的详细动作进行说明。(步骤#1)初始设定各MT (MT#1、 MT#2..... MT#k)最初以通常方式(非空
间调度方式)进行初始进入处理，接受用于时间/频率同步的实施、终端ID和波束信息通知的导频信息(导频数mk以及它们的模式rm( p ))等的分配。
具体而言，首先，各MT接收从BS发送的信标信息等，决定进行通信的BS。然后，MT对进行通信的BS发送进入请求。此时的通信并不进行波束控制等而以通常的通信来进行，但也可以使用特定的固定波束来进行进入。对于针对进入请求的处理的详细内容，虽未进行规定，但BS的初始设定部12进行在时间/频率同步的指示、终端ID的附加以及波束信息通知中使用的导频信号的分配，生成初始设定信号S13。然后，初始设定信号S13经由调制部4等，向MT发送。另外，调制部4以及初始设定部12构成已知信号信息通知单元。
各MT接收来自BS的指示信号(时间/频率同步的信息、终端ID、所分配的导频信号的信息(包括导频数mk和它们的模式rm(p)的信号)，进行所对应的动作(时间同步/频率同步等)。另外，来自BS的指示信号中包含(作为上述分配的导频信号的信息)的波束信息通知用导频分配信息S64是由波束信息通知导频信息接收部43接收、存储的。另外，导频信号的分配个数无需在全部MT中相同，而是由BS根据各MT所具有的天线数等信息来决定。
(步骤#2)传送路径以及干扰状况的解析
各MT测定下行传送路径以及干扰状况。为了可以将其实现，BS对从BS向MT(MT为多个)的下行线路，发送针对每个天线可以识别的已知信号(导频C，参照图4)作为告知信息。具体而言，BS在告知信息生成部11中生成告知信息S34。在告知信息S34中，包含有MT用于测定BS-MT间的各天线间传送路径的上述导频C。另外，如果将导频C设为在各天线间正交的信号，则可以实现高效的传送路径推测。
所生成的告知信息S34在调制部4中被调制而成为复基带信号S6，经由实现波束成形的加权合成部3被发送到与各天线连接的FFT/IFFT部2。 FFT/IFFT部2将从加权合成部3接收到的频率轴上的基带信号S2变换成时间轴上的信号，附加保护间隔。附加了保护间隔的信号从天线l发送。告知信息在其性质上多数情况下无指向性地发送。在无指向性地发送的情况下，调制部4的输出信号不受到加权合成部3中的波束成形处理，而从单一的天线无指向性地发送。
各MT用天线31接收从BS发送的告知信息。接收信号被去除保护间隔之后，在FFT/IFFT部32中从时间轴上的信号被变换成频率轴上的接收信号S52。然后，传送路径矩阵/干扰噪声矩阵推测部46抽取包含在告知信号中的告知信息内已知信号S68 (导频C)，推测BS-MT间的传送路径，生成传送路径矩阵。另外，观测本站的干扰状态，生成干扰噪声相关矩阵。 一般，与传送路径矩阵的生成相比为了生成干扰噪声相关矩阵需要长期间的观测，所以无需同时进行这些处理。
此处，以作为第k个MT的MT#k的情况为例子，对生成传送路径矩阵Hk以及千扰噪声相关矩阵R^ (k)的动作进行说明。另夕卜，由于存在多个求出这些矩阵的手法，所以此处示出的手法仅为一个例子。另外，在所有MT中执行同样的计算，决定各MT-BS间的传送路径矩阵以及干扰噪声相关矩阵，所以省略说明识別MT的MT序号k。
首先，对于传送路径矩阵H，在将从BS的第n个天线(天线井n)向MT的第m个天线(天线并m)的复传输系数设为h则的情况下，用下式(l)来表示。对于复传输系数h咖，通过从BS的各天线发送正交的已知信号(例如Walsh码)，可以在MT侧进行测定。另外，在式(1)中，N为BS的天线数，M为MT的天线数。(式l)
、 …
(1)
接下来，对于干扰噪声相关矩阵RIN，可以用干扰噪声矢量Z
IN的时间平均值来表现。此处，如果将无来自目标BS的信号的状态下 的MT的天线# m的接收信号设为zm，则千扰噪声矢量Z^用下式(2 ) 来表示。
(式2)
LzmJ
因此，如果将时刻p的千扰噪声矢量用Zw(p)表示，将时间平 均用期待值E[.表示，则Rm用下式(3)表示。 (式3)
R -E[Z (p)Z +(p)] …(3)
IN IN 1N
在式(3)中，上标字符"+ "表示转置共轭。另外，在MT并k中 不存在干扰的情况下Rm(k)成为对角矩阵，表现成R!n(k) =PkzI。 Pkz为噪声功率，I为大Mk (第k个MT的天线数)的单位矩阵。 (步骤#3)从MT向BS进行的波束信息的通知
各MT使用传送路径矩阵Hk、以及干扰噪声相关矩阵RIN ( k) 决定本站应使用的发送波束权重vk。具体而言，发送权重计算部47 取得在上述步骤# 1中波束信息通知导频信息接收部43所存储的信息 (导频数mk和它们的模式rm (p))作为波束信息通知用导频信息 S66。然后按照所取得的波束信息通知用导频信息S66，仅选择决定 mk个(在步骤# 1中分配的导频信号的个数)状态良好的发送权重vk。
在选择决定vk时使用与各个系统对应的评价函数，所以在本发明 中并不限于特定的手法，以下示出一个例子。此处，对在BS-MT之
间进行奇异值分解来决定Vk的手法进行说明。
在传输路径可逆性成立的TDD方式中，对于上行方向(从MT 弁k向BS)的传送路径，如果将MT并k所生成的下行方向的传送路 径矩阵设为Hk，则可以写成HkT (T为转置)。因此使用MT#k中 的噪声功率P^来进行下式(4)所示的奇异值分解。
(式4)<formula>formula see original document page 20</formula> .......(4)
在式(4)中，U为NxN的酉矩阵，Q-[q"…，qMK为MxMk 的酉矩阵，A-diag[、，…，Xa为NxMk的实数对角矩阵。另外，N 为BS的天线数，Mk为MT并k的天线数，d为min(N, Mk)。
然后，MT#k将Vk-qm用作发送波束权重，用各个波束发送所
分配的导频信号r！ (p)..... rmk (p)(发送导频A)。此时，从
Mk个波束选择状态良好的mk个(相当于上述分配的导频信号的数量) 波束。此时MT弁k控制发送功率，以使将向BS的mk个波束全部相 加的信号功率的平均在BS接收时成为恒定值P。。另外，还与其他所 有MT同样地，进行发送功率控制，以使BS接收时的加法信号功率 平均成为Po。
另外，各MT与上述导频信号的发送平行地，使用最佳的波束反 馈功率参数ti。该功率参数n为在BS测定各MT的接收SINR( Signal 一 to — Interference 一 plus - Noise - Ratio,信号噪声比)时使用的参 数。另外，也可以不使用最佳的波束，而对与上述导频A的发送相同 的多个波束分散(映射)发送信息。
具体而言，波束信息通知信号生成部42取得在上述步骤#1中波 束信息通知导频信息接收部43所存储的信息(导频数mk和它们的模 式rm (p))作为波束信息通知用导频信息S65。然后根据所取得的 波束信息通知用导频信息S65，使用所分配的导频模式(导频A的模 式)生成包括上述功率参数il的波束信息通知信号S70，调制部34将 其变换成复基带信号S56。然后，加权合成部33根据发送权重信息 S58形成发送波束，从各天线发送波束信息通知信号。对于该信号， 在将所分配的导频信号(导频A)设为正交的模式的情况下(在各模 式rm (p)相互正交的情况下)，可以同时用同一频率发送多个MT 或多个波束。另外，加权合成部33、调制部34以及波束信息通知信 号生成部42构成已知信号发送单元。
BS针对每个天线测定导频信号(导频A)的响应，根据其传输路 径响应进行发送信息的天线间信号合成或相位校正，接收功率参数n。具体而言，功率参数接收部15从解调部5中的解调结果(解调信号) 抽取功率参数n作为功率参数信息部解调器输出S15,保持所抽取的
功率参数。
另外，在MT和BS都仅为一个天线的情况下，在本手法中与信 道通知用导频信号 一并发送控制信息，BS根据导频信号的响应进行控 制信息的相位校正而接收。因此，本手法在BS、 MT仅为一个天线的 情况下是有效的。
另外，在上述说明中示出了一个例子，但发送波束Vk还可以通过 仅将一个天线的权重设为1,并将其他天线的权重设为0，从而MT 能够使用选择了一个天线的无指向性波束。另外，对于发送波束Vk， 还可以使用干扰噪声相关矩阵Rw (k)进行控制以成为与MT中的干 扰到来方向不同的波束方向。
另外，上述示出了本发明的功率参数ri的反馈方法，但即使使用 其他一般的信息反馈方法也可以发挥本发明中示出的其他控制。反馈
功率参数t]的定时/周期也可以与导频信号发送不同。 (步骤#4) BS中的空间调度 接受来自各MT的波束信息通知，在BS中可以掌握各MT的部 分信道信息。根据该信息，BS实施空间调度，进行上下链路的资源分 配。在下行链路中，针对每个波束，决定发送权重、接收终端(接收 MT)、调制/编码方式(Modulation and Coding Set,以下称为MCS )、 发送功率。另一方面，在上行链路中，决定发送终端(发送MT)、 发送波束的发送权重、MCS、发送功率。如上所述，BS无需一定掌 握BS-MT之间的所有传送路径。如果存在部分信道信息，则可以实 施空间调度。
另外，空间调度的方法是使用依赖于系统的各种评价函数来执行 的，所以此处并未规定。基本上，评价各波束使用时的MT中的接收 SINR (各波束的SINR根据所使用的波束的组合而变化)，对照可以 使用的MCS来决定上述权重、MCS等组合以使系统吞吐量变大即可。
如果示出空间调度动作的具体例子，则从各MT接收到波束通知
21信息的BS在FFT/IFFT部2中变换成频率轴上的信号，抽取包含在 其中的已知信号S25(导频A)。然后，在BS的波束信息通知信号响 应矢量推测部20中，根据由各天线接收的已知信号S25的信息，计算 出各波束的响应矢量(波束信息通知信号部响应矢量S26以及S30)。 BS可以根据所计算出的响应矢量得知各MT与BS之间具有的部分空 间信息(部分信道信息)。各调度部(DL空间调度部17以及UL空 间调度部18)根据与各MT的部分空间信息以及通信量的状况，选择 进行通信的波束以及各波束的MCS。另外，通过进行空分多路复用通 信的波束的组合，各波束的信号质量(SINR等)不同，所以加入波 束的组合进行信号质量的评价，实施调度。各波束的SINR计算是使 用事先从各MT通知的功率参数信息S23计算的。另外， 一般由于 UL与DL的通信量的发生状况不同，所以各调度部与其对应地选择不 同的波束的组合。另外，DL空间调度部17、 UL空间调度部18以及 波束信息通知信号响应矢量推测部20构成调度单元。
送波束权重。根据系统的性质而考虑多种该权重的决定方法，所以此 处并未规定，例如考虑基于Zero-Forcing基准的波束形成。该方法 控制波束，以在同时通信的各MT的部分信道之间使干扰成为0。另 外，关于权重决定方法的具体例，在后述的步骤并5B中进行说明。 (步骤# 5A )下行链路(DL )发送
BS按照上述步骤弁4中的DL空间调度部17的决定，构筑包括 导频信号(导频F)、终端ID以及MCS信息的分组(参照图4以及 图5)，用在步骤#4中决定的发送波束进行空间多路复用发送。此处， 图5是示出BS对各MT发送的分组的结构例的图。该分组构成为对 前导(Preamble)部分配导频信号(Pilot Signal)、终端ID( Terminal's ID)以及MCS，对有效载荷(Payload)部分配数据(Data)。另夕卜， 前导部的终端ID为表示分组的发送目的地终端(MT)的ID， MCS 为在接收有效载荷部(解调/解码)时使用的信息。
各MT根据对接收信号插入的导频信号(导频F)决定最佳的接收波束权重(例如使SINR成为最大的权重)而接收分组。然后，检 查包含在分组中的(前导部)的终端ID，如果是以本站为目的地的分 组(如果分组内的终端ID与自身的终端ID相同)，则利用所接收到 的MCS信息进行解调、解码。另一方面，如果是以其他站为目的地 的分组，则不进行任4可动作。以下对该BS以及各MT的动作进行详 细说明。
在BS中，根据由DL空间调度部17决定的DL调度信息S29以 及发送数据S32, DL分组生成部13生成各波束的DL发送信息S19。 调制部4将DL发送信息S19变换成复基带信号(发送信号)S6。发 送数据(发送信号S6 )包括导频信号(导频F )、(发送目的地的) 终端ID、 MCS信息等。同时，发送权重计算部16根据由DL空间调 度部17决定的DL调度信'息S33,计算出各波束的发送权重(DL发 送时权重S10)。在S33中与调度信息一起还包含有与波束信息通知 信号S70的响应矢量信息S30相当的信息，可以根据已经叙述的Zero -Forcing基准等计算出各波束的权重。在加权合成部3中，根据DL 发送时权重S10进行基带信号S6的加权，由FFT/IFFT部2进行频率 —时间信号变换而从各天线进行发送。另夕卜，加权合成部3、调制部4、 DL分组生成部13以及发送权重计算部16构成DL数据分组发送单 元。
在各MT中，从作为FFT输出的频率轴上的接收信号S52中，抽 取DL部已知信号(导频F) S55，在DL响应矢量推测部37中，推 测每个导频倌号的响应矢量。在接收权重计算部36中，根据DL响应 矢量推测部37中的上述响应矢量推测结果即DL部响应矢量信息S69， 计算出为了接收各波束而最佳的接收权重(DL接收时权重S54)。该 计算方法是使用作为一般方法的基于SINR最大化的算法等进行的。 另外，虽然在图3的框图中未示出，但在接收权重计算时，还可以使 用在传送路径矩阵/干扰噪声矩阵推测部46中推测的干扰噪声矩阵。
加权合成部33根据上述计算出的DL接收时权重S54,进行接收 波束的加权合成。另外，在合成后的各波束接收信号S57中，如上所述，包含有发送目的地终端ID以及MCS信息。DL接收控制部40首 先从解调部35取得控制信息部分(终端ID以及MCS信息)(从作 为DL分组解调器输出的S63抽取)，确认是否是以本站为目的地的 数据(分组)。如果为以本站为目的地的数据，则向解调部35通知上 述取得的MCS信息作为DL控制信息S74。解调部35以从DL接收 控制部40通知的MCS信息所表示的调制方式/编码方式，对数据部分 进行解调。如果存在对数据部分进行解调而得到的解调部输出S63的 输入，则DL接收控制部40在进行了送达确认之后，生成DL接收数 据S77。
(步骤# 5B )上行链路(UL )控制信息发送
BS使用DL帧中的控制区域(相当于图4所示的"UL scheduling instructions"区域)，按照UL空间调度部18的决定构筑包括导频信 号(导频D)、终端ID、波束序号、MCS信息以及发送功率信息的 N个上行链路调度通知信息。具体而言，根据在上述步骤#4中UL 空间调度部18所决定的表示空间调度结果的UL调度信息S28, UL 控制信息生成部14生成作为上述上行链路调度通知信息的UL控制信 息S21。 BS针对每个波束生成该UL控制信息S21。如上所述，所生 成的各UL控制信息S21包括导频信号(导频ID)、使用波束的MT 的终端ID以及UL发送时使用的MCS的各信息。另外，在上行链路 中传送的空间多路复用数据分组数n^x为N个以下的情况下， 一部分 UL控制信息S21中包含的终端ID成为表示未使用的值。
接下来，BS对所生成的上行链路调度通知信息进行空间多路复用 发送。具体而言，BS的发送权重计算部19根据从UL空间调度部18 接收到的UL调度信息/响应矢量信息S24计算出UL控制信息发送时 权重S8。然后，UL控制信息S21在调制部4中被调制之后，在加权 合成部3中接受依据上述UL控制信息发送时权重S8的加权处理，从 各天线进行空间多路复用发送。另外，加权合成部3、调制部4、 UL 控制信息生成部14以及发送权重计算部19构筑调度结果发送单元。
此处，在对UL控制信息S21进行空间多路复用发送时使用的发送权重w l.....Wn^由下式(5)决定。
(式5)
fDL DL
、r1/2 (B*BT) ,B
w, ，'..，wN J=N 卜*" |ll/2 k、
B-[V|M""，bN/l|bN|]
此处，..... 1^为从在上述步骤#3中从各MT通知的导频信
号得到的响应矢量(bn = HkTqm)，相当于在上述步骤#4中UL分组 传送中选定的MT以及波束的响应矢量。另外，在上行链路中传送的 空间多路复用数据分组数n^,为N个以下的情况下，"bnmax+1.....
bN"相对"bp…、bnmax"被选定成成为一次线性的矢量。
各MT通过与上述步骤# 5A同样的步骤，接收上行链路调度通知 信息。即，使用对上行链路调度通知信息插入的导频信号(导频D) 形成最佳的接收波束而接收上行调度通知信息。然后确认所接收到的 上行链路调度通知信息中包含的终端ID,在终端ID与自身的终端ID 一致的情况下，确认并保持上行链路调度通知信息中包含的MCS、发 送功率以及导频模式的各信息。然后，在发送上行分组(UL分组) 的情况下，使用这些保持的信息(进行依据所保持的信息的发送)。
接下来，对接收上行链路调度通知信息时的MT各部的具体的动 作进行说明。在各MT中，UL控制信息部响应矢量推测部48从来自 FFT/IFFT部32的FFT输出S52抽取UL控制信息部已知信号(导频 D)S88，推测各波束的响应矢量。然后，纟艮据UL控制信息部响应矢 量推测部48中的表示推测结果的UL控制信息部响应矢量S83,接收 权重计算部49计算出对上行链路调度通知信息中包含的UL控制信息 的接收适合的接收权重(UL控制信息接收时权重S60)。另外，在该 计算中使用SINR最大化等基准。然后，加权合成部33根据UL控制 信息接收时权重S60合成各天线输出，取得作为经由解调部35解调的 UL控制信息的UL控制信息部解调部输出S80。 UL控制信息解析部 45确认包含在UL控制信息部解调部输出S80中的信息，抽取本站在 上行链路发送时使用的波束以及MCS信息，生成UL控制信息S79 以及S81。另外，各MT计算出本站的发送权重vUUk。此时，在本站的发送 权重VuL，k的计算中有各种方法。例如，有在步骤3中使用的参照上行 链路调度通知信息中包含的波束序号来使用波束的方法。另外，作为 其他方法，有使用上行链路调度通知信息内包含的导频信号来计算的 方法。例如，从导频信号部计算出第n个通知信息的MT#k中的响 应矢量a丰，并用下式(6)计算出发送权重VuL，k。 (式6)
(AkV)、k*| .......(6)
A)c -[ai|k,""aN|k]
此处，式(6 )中的各上标字符"+ "、'""以及"T"分别为 Moore-Penrose广义逆矩阵、复共轭、转置。另外，Ak、 a叫为MT弁 k中的响应矢量，可以直接测定。
另外，此处，示出了一个例子，但在MT根据导频信号计算出vUL，k 的情况下，上行链路调度通知信息也可以不包括波束序号信息。另外， 在MT以恒定的发送功率发送信号的情况或使用下行链路导频信号自 律地控制发送功率的情况下，上行链路调度通知信息也可以不包括发 送功率信息。另外，在MT使用既定的MCS的情况下，上行链路调 度通知信息也可以不包括MCS信息。进而，在既定的MT在上行链 路中进行发送的情况下，上行链路调度通知信息也可以不包括终端ID"息。
(步骤并6A)针对DL的Ack回送 各MT与在上述步骤弁5A中接收到的DL分组(用于发送下行用 户数据的数据分组)对应地，进行针对BS的Ack的回送。Ack分组 包括导频信号(导频B)和Ack信息，形成发送波束而发送。同时接 收在DL中被空间多路复用的分组的MT在UL子帧中同时用空间多 路复用发送Ack。此时，通过与上述步骤#58同样的步骤，MT根据 包含在DL分组中的导频F求出响应矢量。计算出Ack回送中使用的 发送波束权重。示出各MT中的具体的动作。DL接收控制部40进行所接收到的 DL分组的送达确认，生成DL接收确认信息S75以及DL导频信息 S76。 Ack分组生成部39根据DL接收确认信息S75，生成包括导频 信号(导频B)和帧序号、送达确认信息等的Ack发送信号S72。同 时，Ack用发送4又重计算部38才艮据DL部响应矢量S71以及DL导频 信息S76 (表示在哪个波束中载置了以本站为目的地的DL分组的信 息)计算出Ack发送时权重S53。 Ack发送信号S72经由调制部34, 通过加权合成部33根据Ack发送时权重S53接受加权处理，使用UL 子帧中的规定位置(图4所示的UL子帧内的"ACK"区域)从各天线 发送。同时(用同一DL子帧)接收到DL分组的MT被控制成还同 时发送Ack。另外，加权合成部33、调制部34、 Ack用发送权重计算 部38、 Ack分组生成部39以及DL接收控制部40构成上行Ack发送 单元。
BS使用导频B形成接收波束，接收来自各MT的Ack分组。具 体而言，从BS的FFT/IFFT部输出S2抽取Ack部已知信号(导频B) S9的Ack响应矢量推测部21推测各Ack分组的响应矢量(Ack部响 应矢量S27)。然后，Ack用接收权重计算部22根据Ack部响应矢量 S27，生成各Ack分组的接收权重(Ack接收时权重Sll)。另外， BS可以利用DL调度信息S31得知从哪个MT发送了 Ack。然后，加 权合成部3按照Ack接收时权重Sll进行接收波束的加权合成，得到 搭载于各波束上的Ack分组信号。该信号被解调而成为Ack解调部输 出S12，通过Ack确认部23进行送达确认，发送到上位调度器作为 Ack确i人结果S35。
另外，也可以在Ack分組中包括帧序号等其他控制信息。在该情 况下，也可以不使用DL调度信息。另外，Ack的回送定时是按照在 DL分组接收帧的接下来的UL定时、或者规定值(如果是事先设定并 在所有MT以及BS中共享的值则可变)帧后的UL定时进行发送。
另外，包含在Ack分组中的导频B优选为与在DL中以本站为目 的地的数据中使用的导频F—对一对应。在并未一对一对应的情况下，在Ack分组中应使用的导频模式在DL分组内被指示。 (步骤# 6B ) UL发送 各MT根据在上述步骤# 5B中指示的发送波束(发送波束序号)、 MCS信息以及发送功率信息，在上行链路中进行数据分组(用于发送 上行用户数据的UL分组)的空间多路复用传送。此时，在UL分组 中包括导频信息(导频G)地进行发送。发送时的功率设为与上述步 骤#3的部分信道信息通知时(导频A发送时)的每一波束的平均发 送功率相同的功率。或者，按照发送功率信息(设为a)，设为步骤 #3的部分信道信息通知时的每一波束的平均发送功率的a[dB倍的 发送功率。
如果详细示出各MT中的动作，则UL分组生成部41根据UL发 送数据S78以及UL控制信息S79生成UL发送信号S73。在UL发送 信号S73中包括导频信息(导频G)。同时，发送权重计算部44根 据UL控制信息部响应矢量S83以及UL控制信息S81计算出在UL 分组发送时使用的发送权重(UL发送时权重S59)。加权合成部33 根据UL发送时权重S59对调制后的UL发送信号进行加权，经由 FFT/IFFT部32从各天线发送UL分组。另外，加权合成部33、调制 部34、 UL分组生成部41、发送权重计算部44以及UL控制信息解析 部45构成数据分组发送单元。
BS使用包含在UL分组中的导频G进行接收波束形成，接收各 个UL分组。另外，BS得知利用各波束的MT以及所载置的数据的 MCS信息，所以无需一定在UL分组中包括终端ID以及MCS信息。
如果详细示出BS中的UL分组的接收动作，则从FFT后的信号 S2抽取UL部已知信号(导频G) S5， UL响应矢量推测部8推测各 波束的响应矢量。接收权重计算部7使用作为UL响应矢量推测部8 的推测结果的UL响应矢量信息S16，计算出在各波束的接收中所需 的UL接收时权重S4。加斥又合成部3对FFT后的信号S2进行基于UL 接收时权重S4的加权合成而将各波束分离成各信道接收信号S7，解 调部5对信号S7进行解调而得到UL接收分组S22。在BS中，由于
28哪个MT用哪个波束发送来信息是已知的，所以UL接收控制部6从 保持该信息的UL空间调度部18取得所保持的信息作为UL空间调度 信息S20。进而，向解调部5通知将UL接收控制部6自身所包括的 上述接收权重计算部7所计算出的UL接收时权重S4和UL空间调度 信息S20设为组的MCS信息S14。解调部5 #^据所取得的MCS信息 S14，对之后接收到的各信道接收信号S7进行解调。另外，UL送达 确认部24进行UL接收分组S22的送达确认，生成UL接收确认信息 S36，并且生成最终的UL接收信息S37。
另外，包含在UL分组中的导频G优选与以本站为目的地的波束 分配中使用的导频D—对一对应。否则，在控制信息中指示在UL分 组中应使用的导频模式。
另夕卜，在UL分组未包含终端ID以及MCS信息的情况下，BS 保持在步骤弁5B中通知的上行链路调度通知信息。另外，在UL分组 中包含的导频G与在步骤并5B中使用的导频D的模式一对一对应的 情况下，可以根据UL分组的导频G的模式与BS所存储的上行链路 调度通知信息的对应，掌握UL分组的终端ID以及MCS信息。另夕卜， 还可以代替导频信号模式，而使用调度信息的识别序号来进行本控制。 (步骤#7)针对UL的Ack回送。
接收到UL分組的BS针对所对应的MT回送Ack。 Ack分组包 括导频信号(导频E)和Ack信息，形成发送波束并发送。对同时发 送了在UL中被空间多路复用的分组的MT， BS在DL帧中同时用空 间多路复用发送Ack。此时，BS根据包含在UL分组中的导频G求 出响应矢量，计算出Ack回送中所需的发送波束权重。作为一个例子， Ack的发送波束权重根据包含在UL分組中的导频G，决定成对希望 分组进行计算的Zero - Forcing权重或MMSE权重。
示出BS中的具体的动作。Ack分组生成部IO根据UL接收确认 信息S36生成Ack发送信息S18。 Ack发送信息S18包括已知的导频 信号(导频E)和Ack信息。另外，也可以在Ack发送信息S18中包 括其他帧序号等控制信息来生成。同时，在Ack用发送权重计算部9中根据UL响应矢量信息S17，计算出朝向各MT的Ack发送时权重 S3。朝向各MT的Ack发送信号S18在被调制之后，在加权合成部3 中根据Ack发送时权重S3进行加权，经由FFT/IFFT部2从各天线 发送。另外，加权合成部3、调制部4、 Ack用发送权重计算部9、 Ack 分组生成部IO构成下行Ack发送单元。
各MT使用包含在Ack分组中的导频E形成接收波束，接收来自 BS的Ack分组。具体而言，在各MT中，从FFT/IFFT部输出S52 抽取Ack部已知信号(导频E ) S85的Ack响应矢量推测部50推测 各波束的响应矢量(Ack部响应矢量S86)。然后，Ack用接收权重 计算部51根据Ack部响应矢量S86，计算出Ack接收时权重S61。加 权合成部33根据Ack接收时权重S61加权合成来自各天线的接收信 号，抽取Ack部接收分组。该信号经由解调部，成为Ack解调器输出 S62,在Ack确认部52中进行内容的确认，作为Ack信息S84发送到 上位调度器。
另外，也可以在Ack分组中，除了导频信号以及Ack信息以外， 还包括帧序号等其他控制信息。另外，对于Ack的回送定时按照在 UL分組接收帧的接下来的DL定时、或者规定值(如果为事先设定并 在所有MT以及BS中共享的值则可变)帧后的DL定时发送。
另外，包含在Ack分组中的导频E优选为与在UL中来自各MT 的发送中使用的导频G—对一对应。在并非一对一对应的情况下，对 各MT通过某种方法指示在Ack分组中应使用的导频模式、或者在 Ack分组内附加表示是针对来自哪个MT的哪个分组的Ack的信息。
以上的说明中使用的已知信号导频A ~导频G优选分别为正交导 频。这意味着，例如构成导频A的信号为8个模式的情况下，各模式 处于正交关系。在使用了正交导频的情况下，可以更高精度地计算出 空间多路复用信号的响应矢量，接收精度进一步提高。另外，为了保 持导频信号的正交性，各导频配置于所接近的子载波并且时间上连续 的OFDM码元。
另外，上述步骤弁1 步骤弁7将DL以及UL汇总进行了记述，但DL与UL也可以独立地控制。即，也可以设为仅DL、或仅UL的 系统结构(仅在一个方向上存在希望发送的用户数据的系统结构)。
通过以上处理，在具有多个天线的BS与具有一个以上天线的多 个MT之间，可以高效地进行信息的发送以及利用Ack的送达确认。
这样，在本实施方式中，各MT对BS发送信道推测用的已知信 号，以使BS侧可以掌握下行传送路径的状态，BS使用所接收到的已 知信号进行下行传送路径的推测(部分信道信息的推测)以及基于推 测结果的空间调度。由此，接收侧(MT)无需向BS反馈下行传送路 径的推测结果等，所以实现传送效率的高效化。
另外，通过应用本实施方式中示出的系统，与以往的无线通信系 统相比，可以得到以下所示的效果。
如步骤#3所示，利用作为TDD方式的特征的传输路径可逆性， 根据导频信号的传送路径响应，通知上下链路的信道状态。其结果， 可以比反馈信道信息而作为信息位的情况更高效地向BS通知信道信 息。特别，如果使用与所分配的导频信号(导频A)正交的模式，则 可以同时用同一频率发送多个MT以及多个波束。
另外，如步骤#3所示，在上行链路中设置与数据分组不同的特 定区间来进行基于导频信号的信道信息通知。其结果，还可以掌握在 上行链路中发送数据分组(以及导频信号)的MT以及使用波束以外 的信道状态，关于在下一帧中设为空间多路复用传送的对象的MT以 及使用波束的组合的选定，可以从各种可能性中进行传送控制。特别， 在分组交换型系统中，MT不限于在上下链路中同时传送分组。即使 在这样的非对称通信中也可以无问题地进行传送控制。另外，本效果 不依赖于mk的值(即使mk-Mj而有效。
进而，还可以得到在步骤#3中设为mk<Mk的情况下可以用比 MT天线数少的导频信号数通知良好的信道状态的特别的效果。
MT向BS通知所分配的传送路通知信息导频的数量的与波束有 关的信道信息即可，所以可以缩短传输路径测定用的导频信号而提高 效率。另外，可以在短时间内测定传输路径。另外，以往需要所有MT的天线数量的导频，或者需要时分地测定。
由于设为空间多路复用UL控制信息(所使用的波束合成权重以 及MCS信息)并发送，所以可以大幅提高传送效率。
由于对与DL分組相关的接收终端ID、 MCS的控制信息进行空 间多路复用传送，所以可以高效地传送控制信息。另外，MT通过检 查包含在控制信息中的终端ID,可以识别是否为向本MT的信息。
由于设为通过下行链路空间多路复用通知与UL分组相关的发送 终端ID、 MCS以及发送功率信息，所以可以高效地传送控制信息。 另外，MT通过检查包含在控制信息中的终端ID，可以识别是否为向 自身的信息。
由于设为无需针对DL分组的Ack进行再次的空间调度，而通过 空间多路复用进行发送，所以可以大幅提高传送效率。
由于设为以同一组合在规定位置回送针对UL分组以及DL分组 的Ack信号，所以无需针对Ack进行再次的空间调度，而可以通过空 间多路复用进行发送，可以大幅提高传送效率。
在步骤弁6B中，BS存储UL调度信息，在根据与包含在UL分 组中的导频模式G的对应识别终端ID以及MCS的情况下，可以降 低包含在UL分组中的控制信息量。
如上所述，通过在无线通信系统中应用本发明的系统结构，可以 从多个可能性中对传输状态良好的MT以及波束进行空间多路复用分 组传送，与在上述以往技术中示出的仅将单一MT作为对象而进行空
间多路复用传送的情况相比，可以大幅提高传送性能。
另外，在上述本发明的系统中，还可以从比BS的天线数N多的
MT取得信道状态，而选定进行空间多路复用的N站以下的MT,与
N站以下的MT固定地进行空间多路复用传送的情况相比，可以达成
更高的传送效率。 实施方式2
接下来，对实施方式2的无线通信系统以及通信控制方法进行说 明。本实施方式的无线通信系统、BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在近年来的移动通信系统中延迟波延迟量超过码元间隔的宽 带系统成为主流。换而言之，成为在系统频带内传送路径较大地不同
的状况。因此，对于部分空间的状况、波束组合时的各波束SINR， 预想成在系统频带内较大地不同，用同一波束的组合来运用整个频带 是不现实的。因此，在本实施方式的通信系统中，将整个频带分割成 多个子带(Sub-band)来使用。
图6是示出将整个频带分割成多个子带而使用的通信系统中的子 带的分配例子的图。子带带宽采用与传送路径大致视为一样的相干带 宽相比等同或更窄的值。集中一个~多个各子带而形成子带组。在图 6的例子中示出设为二个子带组的情况，但也可以分割成自然数的子 带组。 一般根据频率分集的观点，集中尽可能分离配置的子带来制成 子带组。另夕卜，在图6中，涂黑四边形表示BS，其周围的带圏数字1~ 16表示MT#1~MT#16。即示出BS与各MS ( MS # 1 ~ # 16 )的 位置关系。
由BS对位于BS的管理下的所有MT指定应使用的子带组。在图 6的例子中在位于BS的管理下的MT#1~MT#16中，对使用子带 組1的组1分配MT# 1 ~MT#8，对使用子带组2的组2分配MT # 9~MT#16。所分配的子带组不限于一个，还可以对请求宽带通信的 MT分配多个子带组。另外，子带组通常由多个子带构成，但还可以 由一个子带构成。在该情况下，MT以子带单位指定应使用的子带组。 例如由BS的调度部(在图2示出的结构的BS中，UD空间调度部17 以及UL空间调度部18)进行子带组的指定。
由于对哪个组分配哪个MT存在各种评价指标,所以此处并未规 定，但一般对不同的组分配具有从BS观察近的传送路径的多个MT。 例如，从实施方式1中示出的波束信息得到的响应矢量的相关高的 MT彼此被视为具有近的传送路径。根据通信量的状况、MT的移动， 针对每个固定时刻变更向MT的组分配。在MT侧4吏用来自BS的告 知信息(导频C)得知全部子带的状况(与BS进行一对一通信时的 状况)，所以向BS发送希望在进入时(相当于上述的实施方式1的步骤#1的动作)、或者子带组变更请求时使用的子带组的候补，BS 根据来自各MT的候补信息进行子带组分配。另外，BS也可以考虑请 求QoS (请求传送速度、请求延迟、请求分组错误率等)来分配子带 组。
在以上所示的实施方式2的系统中，仅在对各子带分配的MT中， 实施实施方式1中记载的空间多路复用通信方式。即，在属于图6的 例子的子带组1的子带中，仅对MT#1~MT#8进行用于波束信息 通知的导频分配等。由此，可以大幅削减导频信号的个数，并且还可 以缩短用于波束信息通知的分组。进而，仅对所限定的MT(及其部 分空间)实现发送接收波束的最佳化即可，所以与将所有MT设为对 象的情况相比可以大幅削减计算量。由于在子带频带内传送路径视为
大致相同，所以以子带为单位发送接收一个功率参数n、波束信息。 实施方式3
接下来，对实施方式3进行说明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，作为实 现本发明的系统的一个例子，对根据图4所示的帧结构高效地传送信 号的动作进行说明。此处，对以实施方式2中示出的OFDM的子带单 位进行空间调度时的 一 个子带进行说明。
如图4所示，通过对于实施方式1中示出的步骤#3的波束信息 在子带频带的"中央附近，，发送导频A，可以得到子带内的平均的响应 矢量。此处，"中央附近"是指，在针对子带宽度去除两侧30%的部分， 发送导频信号的状态。
另外，在实施方式1中示出的步骤#3中用与导频A相同的帧来 通知功率参数n的情况下，如图4所示MT用与导频A"接近"的副载 波发送功率参数il。此处，"接近，，是指，在相对子带频带30%以内的 范围中配置相互的域的状态。通过本传送方法，可以视为通过大致相 同状态的信道发送功率参数ii和导频A。
在BS侧，每当接收功率参数ri，需要校正传送路径上的相位旋转。 另外，通过用某接收权重合成由BS的N天线接收到的功率参数ii，可以更高精度地检测il。此时，BS可以使用从导频A得到的来自MT # k的波束m的响应矢量bk, m来生成T]的接收权重。作为接收权重， 有最大比合成权重、MMSE合成权重等各种方法。在视为在相同信道 状态下发送了功率参数il和导频A的情况下，可以利用本结构特别高 精度地检测功率参数tl。
另外，在图4中，通过用连续的时间/副载波传送导频A，可以将 传送域中的传输状态;现为大致相同。其结果，即使在多个波束或MT 使用正交导频模式通过同一时间频率区域传送导频A的情况下，也可 以易于维持导频信号的正交性。
同样地，在图4中对于其他导频B F，也通过用连续的时间/副
载波进行传送，可以易于维持被空间多路复用传送的控制用导频信号
的正交性。其结果，MT以及BS可以根据导频信号高精度地生成所需 A^i估烚，玖;^P^. "5T";养;^:i;4!f备/t (Wrvf會县^、:iil"《h舌A "
另外，在图4中，在下行链路中发送了在一个帧内具有不同的发 送波束的多个导频信号群。例如，从BS的各天线独立地发送导频C。 用与上行链路调度信息对应的发送波束发送了导频D。与在前帧的上 行链路中接收到的分组对应地，用发送波束发送了导频E。另外，在 下行链路的数据分组区域中，发送了与下行链路调度对应的导频F。 这样，通过发送在一个帧内具有不同的发送波束的多个导频信号群， 可以灵活地进行上下链路传送控制。
另外，在步骤并5B中BS发送UL控制信息(上行链路调度通知 信息)时，如图4所示BS用与导频D"接近"的副载波发送导频D、 终端ID、 MCS信息、发送功率信息以及波束信息。其结果，MT可 以高精度地检测这些控制信息。
同样地，关于步骤# 6A以及# 7中的ACK发送，也可以通过用"接 近，，的副载波传送导频E或导频B和ACK信息来高效地通知ACK信
进而，通过用与在步骤#3中发送了波束信息的副载波"接近" 的副载波，发送如图4所示在步骤井5A #7中进行的控制信息，可以以与在步骤#3中得到的响应矢量大致相同的传输状态传送控制信息。其结果，可以降低在步骤#3中得到的响应矢量与在步骤井5A #7中传送的控制信息的传输状态不同的情况下发生的控制信号传送时的控制误差。
另外进而，作为特别的例子，通过如图4所示在子带内对控制信号进行成块化，可以将各控制信号的传输状态视为大致相同。
另外，还考虑如图4所示并非跨越所有时间码元来配置控制信号，而仅使用时间帧内的一部分的时间码元来传送的例子。通常，不进行分组传送的MT仅检测控制信息即可，所以仅对控制信号所包括的时间码元进行FFT处理。在该情况下，如果仅使用时间帧内的一部分的时间码元来传送控制信号，则不进行分组传送的MT可以降低进行FFT处理的时间码元数，可以使MT的信号处理高效化。
如上所述通过恰当地配置(如图4例示)传送信号的副载波域，可以进行更高精度的控制以及分组传送。
实施方式4
接下来，对实施方式4进行说明。本实施方式的无线通信系统、BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，对在BS进行下行链路空间调度时所需的各波束的质量测定动作的一个例子进行说明。
如实施方式1所示，BS在选择进行同时发送接收的波束的组合时，需要计算出各波束的SINR。此处，对适合于SINR的计算的上行链路导频信号和BS使用该信号预测下行链路中的MT中的接收SINR的方法进行说明。另外，由于在所有MT中进行同样的动作，所以假设特定的MT而进行说明，省略终端序号(k)来进行说明。
对BS在下行链路的子带(设为子带j)中用Nxl发送权重矢量WDL(J)发送信号SDL(J) (p)的情况进行说明。其中，E[|sDL(j) (p)l2=1。如果将信号Sdl(J) (p)的发送功率设为PBS(j)，则在MT中子带j的波束m中的第p个码元的接收信号x(" (p)用下式(7)表示。(式7)C^、 W(麵")(P) ( )
此处hm(j) =[hm, /"，…，hm, N(J)为1XN矢量，hm, n(J)表示从BS
的第n个天线向MT的波束m(第m个波束)的复传输系数(用波束m的接收权重对各接收天线的响应进行线性合成而得到的)。另外，zm(j) (p)为MT的波束m中的来自其他BS的干扰和噪声分量，具有千扰噪声功率E[|zm(j) (p) |2-Im(j)。干扰噪声功率Im(J)由于周围的利用环境以及干扰、衰落，针对每个子带而不同。此时，MT的
接收SINR由Ym(j) -PBS, jlhm(J)WDL(J)卩/Im(J)提供。另外，以往在接
收侧(MT侧)测定SINR，作为信息位反馈到BS。
但是，在以往的方法中随着所通知的子带数、同时访问的MT的数量变多，通信效率劣化。另外，在以往方法中，存在如果实际上未在下行链路中发送信号，则MT无法测定接收SINR这样的问题。其结果，BS无法事先掌握假设了各种发送权重时的MT的接收SINR。与其相对，在本发明中即使实际上未发送下行链路信号，BS也可以使用在上行链路中接收到的已知信号(导频A)预测MT的接收SINR。以下对该手法进行说明。另外，为便于说明，对子带附加了连续序号j，但如实施方式2所示，子带也可以并非邻接的频率。
首先，MT测定子带j ( =1,J)的第m个波束中的干扰噪声功率lm(j)。接下来，MT在子带j中从第m( =1，…，mk(j))个波束发送用下式(8)表示的导频信号(导频A)。(式8)
CA省 .......(8)
Vim
此处，rm(j) (p)为单位导频信号(|rm(j) (p) 1-1)。另外，T！是表示发送功率等级的功率参数，ti是在第m个波束以及子带j中的导频信号发送时共同利用的。
MT在子带j中发送mk(J)个导频信号的情况下，通过在BS中以使该所有导频信号的总接收功率成为下式(9 )的方式调整功率参数T],从而进行发送功率控制。
37(式9)
p。i>k"> .......(9)
此处，P。为每一个导频信号的平均接收功率目标值，设定成比BS
的干扰噪声功率高。n的控制中有各种方法，例如可以举出BS测定导频信号的接收功率而对mt指示n的增加/减少的方法。本实施方式中
的导频A是用与波束m的干扰功率Im(J)成反比例的发送功率发送的。在传输路径可逆性成立的TDD系统中MT从子带j的波束m发送了导频信号A的情况下，BS在子带j中得到用下式(IO)表示的Nxl接收信号矢量Xbs(J) (p)。(式IO)
w(p)、Sc)(p)w(p) .......(10)
此处，Xbs(J) (p)为BS中的子带j中的Nxl干扰噪声矢量。BS使用在下行链路中假设的发送功率PBS(j)以及发送权重WDL(j)和反馈信息il，使用下式(ll)预测MT的子带j中的波束m中的接收SINR。(式ll)
v (J>PW — rBS
P0 P i
(j)
(11)
此处，p0表示导频信号A的码元数，上标字符"*"、 "T"分别表示复共扼、转置。另夕卜，在理想的控制状态(zBS(j) (p) -O)下，上式(11)成为下式(12)，预测SINR与MT中的接收SINR完全一致。
(式12)
lh (j)W(j)l2 r、w (j)pre一p |hm WDLI <j) .......(12)
Ym—rBS,j T (j)
另一方面，在并非理想的控制状态(zBS(j) (p)#0)下发生预测
误差，但如果设定I]以使每一个导频信号的平均接收功率P。成为比
BS的干扰噪声功率高，则将预测误差抑制得较小。
另外在上式(10) ~ (12)中，示出了 MT仅使用一个波束的情况，但同样的处理，也可以针对多个波束(例如波束ml以及m2)使用导频信号IV(J) (p)以及^2(J) (p)独立地应用。
另外，在满足ml^n2的rml(j) (p)以及1^2(" (p)满足用下式(13)表示的正交条件的正交导频信号的情况下，即使同时发送了导频信号rml(j) (p)以及rm2(j) (p),在上式(11)的右边括号内导频信号r^J) (p)以外的导频信号分量也被删除。(式13)
f;c)(p)-o .......(13)
因此，不会在各波束的预测SINR中产生劣化，而可以同时发送多个导频信号iW(J) (p)以及rm/J) (p)。另外，在多个MT同时发送正交导频A的情况下也同样地，在预测SINR中不产生劣化。
这样，通过用与干扰功率lj"成反比例的发送功率发送子带j的波束m的上行链路导频信号(导频A) , BS可以使用所接收到的导频信号预测下行链路中的MT的各波束中的接收SINR。
另外，此处示出了 BS使用基于发送权重WDL("的波束形成发送
一个希望信号sDL(j) (p)的情况，但假设sDL(j) (p)并非希望信号的情况下，上述的Ym(J)P"成为BS发送的其他信号sDL(j) (p)对MT提供的干扰功率与来自其他BS的干扰功率(其他小区干扰)之比。
BS可以假设任意的发送功率PBS(J)和发送权重WDL(J)计算出Ym(J)P"，
所以还可以预测从BS空间多路复用传送的其他信号产生的MT冲的
干扰功率与功率ljj)之比。因此，在BS对信号进行空间多路复用传
送的情况下，计算出MT的第m个波束中的希望信号功率与功率lj"
之比即Ym, Sig (j) Pa 、从由同一 BS空间多路复用传送的其他信号产生的
MT中的干扰功率与功率lJJ)之比即Ym, int(j)pre,可以将空间多路复用传送时的MT、子带j、波束m中的接收SINR预测成下式(14)。
(式14)
v (j)Pre
r (j) 一 ym,sig .......(14)
lm,SDM- (j>P"+1 W
卞1由此，BS可以根据任意的发送功率以及发送权重，预测进行了空间多路复用传送时的MT中的接收SINR。
这样，在本实施方式中，各MT在使用多个子带或多个波束的情况下，向BS反馈一个功率参数ii以及各子带中的导频信号，BS可以预测MT侧的接收SINR。由此，(与应用了以往方式的情况相比)可以减少反馈信息而进行高效的通信，并且可以在一个子带中的n的发送中集中发送功率少的MT的功率，而反馈无错误的控制信息。
另外，BS将在下行链路中假设的发送功率PBS(J)、发送权重WDL
("设定成各种值，可以预测接收SINR，可以假设各种状态来验证下行链路中的接收质量。这实际上是在用下行链路传送信号来反馈信号质量的以往方法中无法实现的控制。由此，可以使用本发明验证与空间多路复用传送相关的较多的可能性，可以高效地选定可以达成优良的传送状态的发送功率、接收MT、 MT的接收波束、MCS。实施方式5
接下来，对实施方式5进行说明。本实施方式的无线通信系统、BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，对基于由BS得到的各MT的接收SINR预测结果的波束选择动作以及空间调度动作进行说明。此处，作为接收SINR预测动作的一个例子，对使用基于Zero-Forcing基准的动作来进行波束选择以及下行链路空间调度的情况进行说明。
如实施方式4所示，BS如果从各MT接收到导频信号(导频A ),则假设各种空间多路复用状态，可以预测MT中的接收SINR。因此，假设BS分别对MT#k ( 1)的波束mkU)，、…、MT弁k(n)的波束mk(n)，发送第l.....第m个空间多路复用信号的情况。
如果基于Zero - Forcing基准，则可以使用下式(15)求出与空间多路复用信号l、 ...n对应的BS的发送权重w" ...wn。(式15)V^[w,,.."wn] = b*(btb*)_lp'i/2
b = [hk(,)V,hk<n)tvn
.......(15)
p'-何p;，…，p二]
此处， 为第n个空间多路复用信号的接收矢量，在接收MT弁k的波束mk的情况下成为vn-vk, m。另外，P，为nxn的对角矩阵，对角要素P ,…Pn，为用于对发送权重进行标准化(llwd-l)的调整参数。此时，根据上式(15) ， BT[Wl，…，Wn-P，"2/P，成立，得到下式(16)的关系。(式16)
(iW、)W(h一w,)4;^7^ :=n .......(16)
此处，vnT (Hk(n)Wl)与在下行链路中MT并k使用接收权重vn进行信号接收时的第l个信号的输出振幅一致。即，式(16)意味着可以将从在MT#k中希望的第n个多路复用信号以外发生的干扰设为0(零)。同样地，在Zero-Forcing权重中在所有接收终端(MT)中可以去除希望信号以外的空间多路复用信号，并且可以接收希望信号。
BS根据以下的算法，决定空间多路复用信号n的接收MT # k( n )、接收波束序号m ( =1、 2..... mk)、发送权重Wn以及MCS。
(步骤DL1 - 1)"P又为nmax - 1。
(步骤DLl - 2 )
从存在可能性的所有MT弁k以及波束mk的组合中选出n,x个，对该组合进行使用了上式(15)的发送权重计算。(步骤DL1 - 3 )
按照上式(14)，预测针对所选择的MT以及波束的组合的信号n ( =1、…、nmax)的接收SINRIV(步骤DL1 - 4 )
根据通过上述(步骤DL1-3)得到的接收SINRrn计算出信号n
41的吞吐量^。另外，按照下式(17)计算出空间多路复用信号整体中的系统吞吐量S。(式17)
<formula>formula see original document page 42</formula>
在n^x-l.....N的范围中，对MT与波束的所有选定模式，进
行上述(步骤DL1-2) ~ (步骤DL1-4)的操作(N: BS的天线数)。另外，在其中选定系统吞吐量最高的空间多路复用数nmax、此时的空间多路复用信号n的接收MT弁k (n)和其波束序号mk(n)的组合。(步骤DL1 - 6 )
依据根据在上述(步骤DL1 - 5 )中选定的接收MT弁k(n)与其波束序号 nik(n) (n = l、…、nmax)的组合得到的空间多路复用信号n的接收SINRr。决定信号n ( = 1..... nmax)的MCS。
此处，分组的吞吐量^以及MCS是根据接收SINR事先定义的函数。另外，图7示出在根据接收SINR决定吞吐量和MCS时使用的表的一个例子。本表作为事先进行各种接收SINR环境下的传送测定、并根据其结果得到良好的PER ( Packet Error Rate,分組差错率)或吞吐量的SINR与MCS的对应表，被事先制成。另外，还根据MCS的决定，决定吞吐量，并记述于表内。
另外，以下示出以更低的运算量按照n-l、 2、…的顺序决定第n
(=1..... nmax)个空间多路复用信号的发送目的地MT并k (n)和
其发送权重wn的空间调度算法的一个例子。(步骤DL2 - 1)
设为n-l， S (0) =0。(步骤DL2 - 2 )
在多路复用信号1~ (n-1)的存在下，按照上式(15)计算出
针对存在可能性的MT#k=l.....K以及MT的波束分别传送了信
号n时的发送权重。进而，按照式(14),预测此时的信号n的接收SINR。(步骤DL2 - 3 )
将信号n的接收SINR成为最大的MT井k和波束mk选定成多路 复用信号n的接收MT和接收波束。 (步骤DL2 - 4 )
计算出空间多路复用信号数n下的系统吞吐量S(n)，在"S(n) >S (n-l)，，的情况下进入到(步骤DL2-5)。除此以外设为nmax =n - 1而进入到(步骤DL2 - 6 )。另外，系统吞吐量是利用上述(步 骤SLl-4)示出的方法计算出的。 (步骤DL2 - 5 )
在"iKN，，的情况下返回到(步骤DL2-2)。在"n-N"的情况下
按照式(15)计算出发送权重Wl.....wn，设为n咖x-N而进入到(步
骤DL2-6)。
(步骤DL2 - 6 )
依据根据所选定的nmax个接收MT # k与该波束mk的组合得到的
信号n ( = 1.....nmax )的MT # k ( n )中的接收SINRrn决定信号n
(=1..... nmax)的MCS。
通过以上处理，BS决定接收MT#k (n)和其发送权重Wn以及
MCS的组合(n-l..... nmax)。在本算法中，依次追加空间多路复
用信号。BS在多路复用信号数为"n，，的系统吞吐量比多路复用信号数 为"n-l，，的系统吞吐量高的情况下，许可第n个空间多路复用信号。
通过本实施方式，可以实现基于接收SINR的空间调度。另外， 由本算法决定的发送波束对于希望MT以外的所有接收MT，朝向 null,可以实现高效的通信。
另外，在本实施方式中，还可以进行下行链路发送功率控制。具 体而言，在通过上述算法选定了接收MT#k(n)和其发送权重wn 之后，可以针对每个信号n调整实施方式4中示出的BS的发送功率 PBS, j (例如上式(14)的PBS, j)，以使接收SINR成为所需要值。特 别，在使用Zefo - Forcing权重的情况下，空间多路复用信号针对希 望MT以外的所有接收MT朝向null,成为int (j) pre = 0。其结果，信号n( =1.....nmax)可以不相互受到干扰的影响地调整发送功率。
这样，在本实施方式中，BS通过在上行链路上在与数据分组传送 不同的特定区间中接收来自各MT的导频信号(导频A)，取得更多 的信道信息。由此，进行较多的空间多路复用状态的验证，可以从下 行链路空间多路复用传送的各种MT与发送接收波束的组合中选定传 送效率高的组合。这是在未设置特定的导频发送区间的以往方法中无 法达成的控制。
另外，通过使用考虑了实施方式4示出的MT的干扰的导频信号， 可以根据吞吐量从各种可能性中选定可以达成高吞吐量的MT以及接 收波束的组合。
实施方式6
接下来，对实施方式6进行说明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，对BS 在进行上行链路空间调度时成为需要的各波束的质量测定方法的一个 例子进行说明。
如实施方式1所示，在选择进行同时发送接收的波束的组合时需 要计算出各波束的SINR。此处，对BS使用上行链路导频信号来预测 上行链路信号的接收SINR的方法进行说明。另外，由于在所有MT 中使用同样的方法，所以假设特定的MT来进行说明，省略终端序号 (k)进行说明。
对MT在上行链路的子带j中用Nxl发送权重矢量vk, m。)发送 信号Sul(J) (p)的情况进行说明。其中，E[ISuL(J) (P)卩]-1。如果 以发送功率Pk(j)发送信号SUL(j) (P)，则在传输路径可逆性成立的 TDD方式中BS的子带j中的接收信号x"、s(p)用下式(18)表示。 (式18)
此处hJJ) =[hm, /J)，…，hm, /"为1XN矢量，hm, /J)表示从
BS的第n个天线向MT的第m个波束的复传输系数。另外，zBS(j) (p)为BS中的来自其他小区的干扰和噪声分量，干扰噪声分量的NxN相关矩阵具有E[Zbs(J) (p)ZBs(j) (p)H-RBS(j)。干扰噪声相 关矩阵RBs(j)由于周围的利用环境以及干扰、衰落而针对每个子带不 同。
BS可以将用下式(19 )表示的信号的响应矢量测定成导频信号A (SuL(J) (p))的响应。 (式19)
.......加
另外，上行链路导频信号SUL(J) (p)也可以是任意信号。例如，
在使用实施方式4中处理的来自MT的导频A的情况下，MT在子带
j ( =1.....J)中从第m ( =1.....mk)个波束中发送用下式(20)
表示的导频信号(导频A)。但是，不限于此也可以是其他导频信号 发送方法。
(式20)
S队，P)4"1^ .......(20)
另外，对于响应矢量，在MT同时发送针对多个波束ml以及m2 的导频信号r^(" (p)以及i^U) (p)的情况下也可以测定。特另'J， 在ml^m2的情况下如果rml(j) (p)以及rm2(" (p)是满足实施方式 4中示出的式(13)的正交导频信号，则在测定精度中不会产生劣化， 而可以同时测定多个导频信号的响应矢量。BS以各MT以及波束单位 测定用上式(19)示出的响应矢量bk, m(j)。
接下来，BS假设在上行链路中MT # k使用波束mk以信道通知 用导频A发送时的a倍的发送功率发送空间多路复用分组的情况，预 测BS中的接收SINR。在预测之前，将同时进行空间多路复用分組传 送的MT和波束设为k0、 m0， k0的MT (以下设为MT#kO)以信 道通知用导频信号(导频A)发送时的ak(), mn倍的发送功率发送分组。 此时，BS用下式(21)预测在子带j中根据接收权重Wul("合成接收 了来自MT弁k的波束m的信号时的接收SINR。 (式21)v (J) ra1WUL bk.m i .......(21)
WUL (KBS +Ki-Cell )WUL 此处，Ri-ceU("为下式(22),其右边表示与在上行链路中同时
空间多路复用的MT#kO、波束m0相关的和。另外，上标字符"H" 表示共扼转置。另外，干扰噪声相关矩阵Rbs"'是在BS中事先测定 的。
(式22)
Ki- ll一 ZjakO，mODkO,mO DkO,mO .......(22)
通过以上那样的步骤，BS使用上行链路导频信号(导频A)测定 响应矢量bk, m(j)，可以使用其结果预测MT进行空间多路复用分組传 送时的接收SINR。
这样在本实施方式中，BS在上行链路中在与数据分组不同的特定 区间中接收来自MT的导频信号，使用该导频信号，将在数据分組传 送时假设的发送功率(上述a)、接收权重(上述w/")设定成各种 值，预测接收SINR而验证接收质量。由此，可以验证与空间多路复 用传送相关的较多的可能性，可以高效地选定可以达成优良的传送状 态的发送功率、4妄收MT、 MT的4妄收波束、MCS。
实施方式7
接下来，对实施方式7进行说明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式l相同，在本实施方式中，对基于 由BS得到的各MT的接收SINR预测结果的波束选择动作以及空间 调度动作进行详细说明。此处，作为接收SINR预测动作的一个例子 对使用基于Zero - Forcing基准的动作来进行波束选择以及上行链路 空间调度的情况进行说明。
如实施方式6所示，BS如果从各MT接收到导频信号(导频A), 则可以假设各种空间多路复用状态，预测MT中的接收SINR。因此， BS设为在上行链路中MT#k(n)的波束加k发送空间多路复用信号 n。
如果基于Zero - Forcing基准，则BS的接收斗又重w匸UL.....wn,ul可以使用下式(23)求出。 (式23)
V^[Wl,UL，.",Wn,UL〗=BUl/(BULTBUL')_l .......(23)
BuL-[O ] ……
此处，b/"为第n个信号的接收矢量，在MT#k(n)的波束 iiik发送信号n的情况下成为bn (" = bk, m (j)。在Zero - Forcing权重 中能够在BS中去除希望信号以外的空间多路复用信号，并且接收希 望信号。
BS根据以下的算法，决定进行空间多路复用传送的信号的发送
MT#k (n)、接收波束序号m ( =1、 2..... mk)以及MCS。
(步骤UL1 - 1) 设为nmax = 1。 (步骤UL1 - 2 )
从存在可能性的所有MT # k以及波束m的组合中选择n咖x个， 使用上式(23)计算出进行了空间多路复用传送时的接收权重。 (步骤UL1 - 3 )
按照上式(21)预测所选择的MT以及波束进行空间多路复用传
送时的信号n( =1..... n隨)的接收SINRrn, UL = Yk, m, UL(J)。
(步骤脇- 4 )
根据接收SINRrn,uL计算出信号n的吞吐量；UL，按照下式(24) 计算出空间多路复用信号整体中的系统吞吐量Surj。 (式24)
sUL=S"L .......(24)
(步骤脇- 5 )
在n隨-l.....N的范围中，对MT与波束的所有选定模式，进
行上述(步骤UL1-2) ~ (步骤UL1-4)的操作(N: BS的天线数)。 另外，选择系统吞吐量最高的空间多路复用数nmax、空间多路复用信 号的接收MT弁k (n)与其波束序号mk的组合。 (步骤UL1 - 6依据根据所选定的接收MT# k与其波束mk的组合得到的信号n
(=1.....nmax)的MT#k(n)中的接收SINRIV ul决定信号n (=
1、…、nmax)的MCSo
此处， 一个分组的吞吐量；UL以及MCS是根据接收SINR事先被定义的函数。图7示出其一个例子。
'另外，以下示出以更低的运算量按照n-1、 2、…的顺序决定第n
(=1..... nmax)个空间多路复用信号的发送目的地MT井k (n)和
其波束的空间调度算法的 一个例子。(步骤腦- 1 )设为n = l, S (0) =0。(步骤腦- 2 )
在多路复用信号1~ (n-1)的存在下，按照上式(23)计算出
针对存在可能性的MT#k=l..... K以及MT的波束分别传送了信
号n时的接收权重。进而，按照上式(21)，预测此时的信号n的接收SINR。
(步骤UL2 - 3 )
将信号n的接收SINR成为最大的MT弁k和波束nik选定成多路复用信号n的发送MT和接收波束。(步骤UL2 - 4 )
计算出空间多路复用信号数n下的系统吞吐量S(n)，在"S(n)>S (n-1)，，的情况下进入到(步骤UL2-5)。除此以外设为nmax=n- 1而进入到(步骤UL2 —6)。另夕卜，用上述(步骤ULl-4)中示出的方法计算系统吞吐量。(步骤UL2 - 5 )
在"iKN，，的情况下返回到(步骤UL2-2)。在"n-N"的情况下
按照式(23)计算出接收权重Wi UL..... wn, UL，设为llmax-Il而进
入到(步骤UL2 - 6 )。(步骤UL2-6)
依据根据所选定的nmax个接收MT # k与其波束mk的组合得到的信号n ( = 1..... nmax)的MT # k ( n )中的接收SINRrn， UL决定各
信号n ( -1..... nmax)的MCS。
通过以上处理，BS决定发送MT弁k(n)和其接收权重wn. UL以及MCS的组合(n-l、 ...、 nmax)。在本算法中，依次追加空间多路复用信号。BS在多路复用信号数为"n"的系统吞吐量比多路复用信号数为"n - l"的系统吞吐量高的情况下，许可第n个空间多路复用信号。
通过本实施方式，可以实现基于接收SINR的上行链路空间调度。另外，由本算法决定的接收波束，对于希望MT以外的所有接收MT,朝向null,可以实现高效的通信。
另外，在本实施方式中，还可以进行上行链路发送功率控制。具体而言，在通过上述算法选定了接收MT#k (n)和其波束之后，变更上式(21)中的终端的发送功率系数a，以使接收SINR成为所需要值。在下行链路中向终端通知系数a作为控制信息。特别，在使用Zero-Forcing权重的情况下，由于来自希望信号以外的所有空间多路复用信号的干扰被去除，所以不会相互受到干扰的影响，而可以调整发送功率。
这样，在本实施方式中，BS通过在上行链路上在与数据分组传送不同的特定的区间中接收来自各MT的导频信号，掌握(取得)更多的信道信息。由此，可以根据所取得的更多的信息，从上行链路空间多路复用传送的各种MT、发送接收波束的组合中选定传送效率高的组合，可以提高传送效率。
实施方式8
接下来，对实施方式8进行说明。本实施方式的无线通信系统、BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在上述实施方式4中，说明了如下动作MT考虑干扰功率而发送波束信息通知用导频信号(导频A) ， BS预测在空间调度时所需的、MT的各波束中的接收SINR。但是，不限于上述实施方式4中示出的方法，还可以是利用了其他方法的空间调度。因此，在本实施方式中，对MT从各波束以相等的发送功率发送了导频信号时的调度动作进行说明。在MT不依赖于波束、子带而发送等功率的导频信号的情况下，在实施方式4示出的式(10)中，成为"lJJ) =1"。在该情况下，MT
不依赖于干扰噪声而以等功率发送导频信号(相当于将lm(j)置换成"l"
的状态)，如果BS进行与实施方式4相同的处理，则式(10)以及(11)用下式(25)表示。(式25)
XBS(j)(P) rm(J)(P) + zBS(j>(P) ,,、r、
在该情况下，Ym(J)P"表示MT中的接收功率等级，BS可以代替
接收SINR基准而能够根据MT中的接收功率等级进行传送控制。特别，本控制在来自周边的干扰仅存在少的噪声的情况下，高效地发挥功能。
这样，即使使用未考虑干扰功率的导频信号，BS也可以进行以终端的接收功率为基准的下行链路的空间调度。在该情况下，通过在与上行链路的数据分组传送不同的特定区间中进行基于导频信号(导频A)的信道信息的通知，可以假设各种状态，可以选定接收功率变强的MT、发送接收波束的组合。
因此，如果使用实施方式4中示出的导频信号的发送法，则具有可以进行考虑了干扰的传送控制的特别的效果，但即使使用除此以外的导频信号的发送法(上述那样的以等功率发送导频信号的方法)，本发明的空间调度也高效地发挥功能。
实施方式9
接下来，对实施方式9进行说明。本实施方式的无线通信系统、BS以及MT的结构与上述实施方式l相同。在本实施方式中，作为在实施方式1中示出的"步骤并5A"中实施的下行链路(DL)发送动作的具体例子，对各分组具有正交导频模式，MT使用MMSE合成权重接收分组的情况进行说明。另外，此处着眼于一个子带，省略子带序号j而进行说明。
图8是示出BS在下行链路中对分组进行空间多路复用传送的情况的一个例子的图，示出BS使用发送权重(Wi等)生成发送波束来发送DL分组的情况。
另外，所发送的分组采用图5所示的结构，在前导部包括导频信号(导频F)、终端ID以及后续的数据的MCS信息，并且在有效载荷部包括数据。而且，对最大N个分组进行空间多路复用传送。另外，"N，，表示BS的天线数。
接收MT弁k(n)以及发送权重Wn根据调度结果而变化，但第n个空间多路复用分组具有固有的导频模式(导频F),不同的空间多路复用分组的导频模式在时间上正交。
BS使用基于Nxl权重(Wl.....wnmax， ||wn|| = l)的不同的发送
波束分别发送分组的信号(Si (p)..... snmax (p) ， E[|sn (p) |2=
1)。如果针对每个发送波束使用恒定的发送功率Ps,则MT并k中的第p个码元的Mkxl接收信号矢量xk( p )用下式(26 )表示。另外"Mk"表示MT#k的天线数。另外，zk (p)为MT#k中的Mkxl噪声矢
(式26)
xk(P)= ￡VRHkwn)sn(P) + zk(P) .......(26)
如果分组到达，则MT针对每个空间多路复用分组使用固有导频信号才莫式，按照下式(27)计算出MMSE合成基准的Mkxl权重矢量wkn，计算出恰当的接收波束。另外，在码元p-l、…pmax中信号sn ( p )表示导频信号(导频F )。(式27)
wkn
￡ xk(p)XkH(p) ￡ xk(p)sn*(p)
pmBX
咖
V p=，
MT # k在基于权重wkn的接收波束输出中首先检查分组n的终端ID。在终端ID与其终端(MT井k的终端ID) —致的情况下，识别该分组是否以本站为目的地，并读入MCS信息。进而，根据该MCS接收数据。另一方面，在终端ID不一致的情况下，中止分组的接收，转移到接下来的分组的检查。针对所有空间多路复用分组n = 1.....
512007
n^x进行以上那样的处理，接收以本站为目的地的分组。在空间调度 中以恒定时间或子带单位，发送目的地的终端ID、发送波束、MCS 信息发生变化，但MT通过以恒定时间或子带单位进行本处理，可以 接收以本站为目的地的分组。
这样，在本实施方式中，使用正交导频模式作为导频信号(导频 F )，可以高速地进行MT中的MMSE合成权重wkn的权重收敛。由 此，MT可以更高精度地接收信号。
另外，在上述说明中，使用MMSE合成权重作为接收波束，但 不限于此，还可以使用最大比合成权重、Zero - Forcing权重等各种 合成方法。
实施方式10
接下来，对实施方式10进行说明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，作为在 上述实施方式1中示出的"步骤并5B"中实施的上行链路(UL)控制信 息发送动作的具体例子，对具有在下行链路中传送的UL控制信息与 上行链路分组一对一对应的正交导频信号的情况进行说明。另外，此 处着眼于一个子带，省略子带序号j而进行说明。
在UL控制信息发送中，在下行链路中对N个不同的通知信息n
=1..... N进行空间多路复用传送(参照图9)。图9是示出在UL
控制信息发送时使用的分组的结构例以及在上行链路中的数据发送时 使用的分组的结构例的图。在UL控制信息发送时使用的分组为 "Scheduling Instruction slot",包括"Pilot Signal"、 "Terminal's ID" 以及"MCS"。另一方面，在数据发送时^f吏用的分组为"Data packet", 包括"Pilot Signal"以及"Data"。
而且，所传送的通知信息由固有的导频信号(相当于Pilot Signal)、发送终端ID (相当于Terminal's ID )以及MCS信息(相 当于MCS)构成，不同的通知信息具有在时间上正交的导频信号。此 处，发送终端ID以及MCS信息为通过UL空间调度选定成第n个的 发送终端ID以及MCS信息。另外，通知信息有时还包括波束序号、
52发送功率信息。另夕卜，在UL中的空间多路复用信号数nmax为"nmax<N"
的情况下通知信息nmax+ 1.....N的终端ID以及MCS信息成为空白。
如上述实施方式1的步骤并5B所示，BS利用实施方式1中示出
的式(5)决定发送UL控制信息(通知信息)n = l.....N的发送权
重WlDL、…、wNDL。另外，在式(5)中，In..... bN相当于对UL
分组的传送选定的MT以及波束的响应矢量，并且如果为"Dmax〈N"，
则将"n-n咖x+l..... N，，时的K依次选定成相对^..... b^正交
的矢量(bn丄bi..... bn-J 。
本发送波束相当于针对N个响应矢量b!、... 、 bN的Zero - Forcing 权重，可以向所通知的MT的方向以强功率发送通知信息。BS在下行 链路中根据发送权重w^L发送第n个通知信息。
如果通知时隙到达，则各MT通过与上述实施方式9同样的手法， 根据每个UL控制信息的固定导频信号模式形成恰当的接收波束。具 体而言，在接收波束输出中，MT首先检查通知信息的终端ID，在终 端ID与自身的终端ID不一致的情况下，转移到其他(分组的)通知 信息的检查。在终端ID与自身的终端ID —致的情况下，识别来自 BS的上行链路中的发送指示，根据固有导频信号模式确认了 UL通知 信息序号n之后，读入MCS信息。进而，使用包含在UL通知信息 中的波束序号或包含在UL通知信息内的导频信号和实施方式1中示 出的式(6)计算出发送权重vUL, k。
接下来，MT按照从BS指示的MCS生成数据信号，附加与UL 通知信息序号n对应的固有导频模式。进而，MT用上述计算出的发 送权重Vuij, k发送分组。此时，在上行链路中不同的分组的固有导频 模式具有在时间上正交的关系。另外，如上所述，MT送出的分组成 为图9所示的"Data packet，，的结构。另外，图10示出MT在上行链 路中对分组进行空间多路复用传送的情况的 一个例子。
BS根据导频模式形成恰当的接收波束，接收分组。另外，即使在 分组中未包括终端ID的情况下，BS也可以根据导频模式识别是否为第n个空间多路复用信号，确定BS指示的发送MT和MCS。
这样，在UL控制信息与上行链路分组具有一对一对应的导频信 号的情况下，即使在上行链路分组中未进行终端ID以及MCS信息的 传送，BS也可以识别终端ID和MCS。其结果，可以削减上行链路分 组中包含的控制信息量，可以提高传送效率。
另外，此处示出了导频信号一对一对应的结构，但也可以将其代 替，而添加在UL控制信息和上行链路分组中一对一对应的识别序号 n。即使在该情况下，BS也可以根据识别序号n识别上行链路分组的 终端ID以及MCS,可以与导频信号一对一对应的情况同样地在上行 链路分组中删除终端ID以及MCS信息的控制信息，可以提高传送效 率。
另外，通过使在下行链路中传送的控制信息与在上行链路中传送 的分组的导频模式一对一对应，在上行链路中各MT传送分组时，可 以使用相互正交的导频模式。其结果，BS可以使用包含在各分组中的 正交导频信号，高精度地计算出用于分离接收空间多路复用分组的接 收权重。作为一个例子，在基站使用MMSE合成权重的情况下，基 站根据与上式(27)等同的处理使用空间多路复用信号的导频信号计 算出MMSE合成接收权重。此时，在空间多路复用信号具有正交的 导频信号的情况下，可以用少的导频码元数计算出精度更高的接收权 重。
这样，根据本实施方式，通过在上行链路中使用正交导频码元对 数据分组进行空间多路复用传送，可以实现更高效的信号传送。 实施方式ll
接下来，对实施方式ll进行说明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，对在实 施方式1中示出的"步骤# 6A"中实施的针对下行链路的接收分组的上 行链路中的ACK发送动作进行详细说明。
在上述实施方式1的"步骤井6A"中示出"根据包含在DL分组中 的导频F计算出希望分组的Zero-Forcing权重，将该权重设为发送权重而发送Ack信号，，的结构。其可以表示例如如下所述发挥功能的 情况。
BS在下行链路中，分别用发送权重W.....Wn发送空间多路复
用信号1、…、n。此时，如果BS使用Zero-Forcing权重进行空间 多路复用传送，则可以使用上述实施方式5中示出的式(15)计算出 发送^Ml重。另外，如实施方式5所示，Vn为BS假设的第n个空间多 路复用信号的接收矢量，在MT井k的波束mk接收的情况下为vn-vk, m。另外，此时从上式(15)导出式(16)。
此时，如果着眼于MT#k(n)接收空间多路复用信号n的情况， 则以下的解释成立。
首先，MT#k (n)中的DL空间多路复用信号1的响应矢量一 般表示成Hk(n)Wi。另外，如果MT#k (n)使用接收权重vn,则可 以利用式(16)将除了信号n以外的所有DL空间多路复用信号1的 合成输出设为0。即，权重Vn为将信号n设为希望信号时的MT#k (n)中的Zero - Forcing权重，相当于实施方式1的步骤# 6A中示 出的Ack发送时权重。
进而，如果在上行链路中MT弁k(n)使用发送权重Vn发送Ack，
则BS中的响应矢量表示成Hk("Tvn。 BS如果使用接收权重Wl5则可
以利用式(16)将针对信号1的Ack信号以外的所有Ack信号的响应
矢量H"n)Tvn的合成输出设为0。即，BS可以使用接收权重WW又接
收信号1的Ack。
这样，如果MT计算出希望DL分组的Zero-Forcing权重，并 将该权重设为发送权重而发送Ack信号，则即使在上行链路中对Ack 信号进行空间多路复用传送，BS也可以用各自的权重Wi分离接收各 个Ack信号。其结果，即使对Ack信号进行空间多路复用传送，也不 会发生Ack信号的沖突。该关系不依赖于BS的天线数N、 MT的天 线数Mk而成立。
另外，在上述说明中，以MT计算出Zero-Forcing权重的情况 为例子，但不限于此，即使在使用MMSE权重的情况下由于具有与
55上述Zero 一 Forcing类似的特性，所以也可以同样地在上行链路中进 行Ack的空间多路复用传送。另外，即使在存在少许控制误差的情况 下，BS也可以使用与Ack同时发送的导频B调整接收权重，可以从 被空间多路复用的Ack信号中高效地抽取期望的Ack信号。
这样，在本实施方式中，对上行链路中的ACK发送动作进行了 详细说明。另外，理论上示出了可以进行ACK的空间多路复用传送 的理由。 '
实施方式12
接下来，对实施方式12进行i兌明。本实施方式的无线通信系统、 BS以及MT的结构与上述实施方式1相同。在本实施方式中，对在实 施方式1中示出的"步骤#7"中实施的针对上行链路的接收分组的下 行链路中的ACK发送动作进行详细说明。
在上述实施方式1的"步骤弁7"中示出了"BS根据导频G计算出 针对各UL分组的Zero - Forcing权重，将该权重设为发送权重而发 送ACK信号，，的结构。这与上述实施方式11同样地可以表示例如发 挥以下那样的功能。
首先，MT弁k使用发送权重Vn在上行链路中发送空间多路复用
信号n。另一方面，BS在接收时计算出在上行链路中满足式(15)的 Zero - Forcing斥又重该权重wj目当于在实施方式1的步骤#7中 示出的Ack用的发送权重(Ack发送时权重)。然后，如果BS使用 Zero - Forcing权重wn在下行链路中对Ack信号进行空间多路复用发 送，则利用式(16) ， MT井k通过将与上行链路信号发送时相同的权 重Vn用作接收权重，从而可以仅接收与信号n相关的Ack信号。
这样，如果BS在各UL分组接收时计算出Zero-Forcing权重， 并将该权重设为发送权重而发送各分组的Ack信号，则即使在下行链 路中对Ack信号进行空间多路复用传送，MT也可以用权重vn分离接 收向自身的Ack信号。其结果，即使对Ack进行空间多路复用传送， 也不会发生接收无线干扰。
另外，在上述说明中，以BS计算出Zero - Forcing权重的情况
5为例子，但不限于此，即使在使用MMSE权重的情况下也由于具有与上述Zero - Forcing权重类似的特性，所以可以同样地在下行链路中进行Ack的空间多路复用传送。另外，即使在存在少许控制误差的情况下，也通过MT使用与Ack同时发送的导频C调整接收权重，可以高效地对Ack进4亍空间多路复用。
这样，在本实施方式中，对在针对UL分组的下行链路中的ACK空间多路复用传送进行了详细说明。另外，理论上示出了可以进行下行链路中的ACK的空间多路复用传送。
实施方式13
在实施方式1的步骤弁5A、5B中，示出了在TDD方式中对MCS、终端ID等控制信息进行空间多路复用传送的结构。但是，作为本发明之一的"控制信息的空间多路复用传送"不限于TDD方式，也可以通过将实施方式1中示出的从步骤#2至步骤并5B置换成以下结构，从而即4吏是FDD ( Frequency Division Duplexing,频分双工)也能够适用。
首先，在FDD方式中BS形成多个发送波束在下行链路中发送导频信号。在发送波束形成方法中有各种方法，例如作为已知的方法，可以举出使用酉矩阵进行多个发送波束形成的方法等。针对每个发送波束形成用不同的模式发送导频信号。
在MT中接收从BS的多个发送波束发送的各导频信号，测定其信道质量。另外，各MT向BS在上行链路中通知具有良好的质量的导频信号(与BS的发送波束一对一对应)的序号和其信道质量。一般在FDD上行链路中作为控制信息位来进行通知。
BS通过在上行链路中的通知，可以掌握在MT中的下行链路中的信道质量信息和适当的发送波束。因此，通过选定MT可以得到良好的信道质量的一个发送波束向MT通知控制信息，从而可以对该MT以良好的质量通知控制信息。另外，BS进行多个发送波束形成，但还可以使用独立的发送波束同时发送向不同MT的控制信息。即，BS还可以根据来自多个MT的信道质量信息形成各MT可以以良好的质量接收的发送波束并对控制信息进行空间多路复用传送。
其结果，各MT可以从BS在下行链路中接收所需的控制信息。另外，在到此为止的无线通信(以往的无线通信)中，不进行控制信息的空间多路复用传送，而BS构成为所有MT可以无错误地接收控制信息。但是，如本实施方式所示，通过对控制信息进行空间多路复用传送，可以降低控制信息的传送中所需的无线资源。
与其相对，在进行了作为本发明之一的控制信息的空间多路复用传送的情况下，在作为对象的MT中可以接收控制信息，但在其他MT中有可能无法接收相同的控制信息。其原因为，BS掌握着在对象MT中能得到良好的接收质量这一情况，但未掌握其他MT中的接收质量。但是，如果仅是成为接收对象的MT无法正确地接收在下行链路调度中在分组接收中成为必需的控制信息，则不会产生问题。即，即使在其他MT中无法正确地掌握控制信息，只要检测接收错误并跳过该控制信息的接收，则在系统控制中不会产生问题。同样地，即使在下行链路中发送上行链路调度控制信息的情况下，如果在成为上行链路分组的发送对象的MT中无法正确地接收该控制信息，则即使在其他MT中无法正确地掌握其控制信息，也不会对上行链路调度造成影响。利用该特征，通过以向对象MT以高通信质量通知下行以及上行链路分组的发送控制信息，即使在其他MT中无法接收控制信息也不会成为问题的基准进行设计，可以进行控制信息的空间多路复用传送。其结果，可以使用比以往少的无线资源高效地传送控制信息。
另外，上述控制信息主要与上下链路分组传送相关，但还有与其独立地向BS所支持的所有MT通知的控制信息。在该情况下，为了向所有MT进行通知，BS需要使用全向天线发送控制信息。
因此，在本发明中还可以构成为BS使用发送波束发送仅对象MT需要接收的控制信息，BS所支持的多个MT所需的控制信息通过BS不进行发送波束形成而通知的。这样，根据控制信息的种类，分开使用是否利用发送波束形成的结构也包含于本发明。另外，在如此根据控制信息的种类分开使用发送波束形成时，即使未进行空间多路复用传送，也具有在对象MT中可以以强功率接收控制信息的效果。因此， 即使未对控制信息进行空间多路复用传送(即使通过一个发送波束形 成向1个MT通知)，与向全向通知控制信息的情况相比，可以得到 发送波束增益。这样，在本发明中包含基于控制信息的种类的发送波 束形成利用的分开使用、控制信息的空间多路复用传送这样的二个想 法。这些想法不依赖于TDD、 FDD等方式而可以应用。
另外，在实施方式1中，作为控制信息，示出了终端ID、 MCS 等，但即使终端ID以及MCS未表示成明示的信息位，只要是可以确 认终端ID以及MCS的控制信息即可。在最近的无线通信中，还有通 过根据终端ID决定编码的检错位的结构，各MT使用检错位对控制 信号进行盲接收的构成，可以如此间接地掌握终端ID的控制信息也 包含在其中。另外，还有关于MCS，除了明示地通知编码率、调制方 式的信息位以外，还有通知发送分组的数据大小和传送中利用的码元 数的方法。在该情况下，也可以根据所接收到的信息换算出每1个码 元的位数，由于可以根据该换算结果确定MCS，所以可以视为与MCS 关联的控制信息。这样，本发明中的控制信息只要是可以确认终端ID 以及MCS的控制信息即可，也可以不将终端ID以及MCS明示地表 现成位。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的无线通信系统以及通信控制方法适用于无线 通信，特别适用于在TDD方式的无线通信系统中，进行高效的空间 多路复用传送的无线通信系统以及通信控制方法。
权利要求
1. 一种无线通信系统，由具备多个天线的基站和多个移动站构成，基站以使用了TDD(Time Division Duplex)的空间多路复用传送方式进行与各移动站的数据通信，其特征在于，上述多个移动站具备发送权重计算单元，根据与上述基站之间的传送路径状态计算出发送权重；以及已知信号发送单元，使用上述发送权重，发送用于在上述基站侧生成部分空间信息的第一已知信号，上述基站具备调度单元，根据从上述多个移动站接收到的第一已知信号生成与各移动站之间的部分空间信息，进而，根据各部分空间信息，进行决定在下行链路中进行数据的同时接收的发送目的地移动站以及通信中使用的发送波束的下行调度、和决定在上行链路中进行数据的同时发送的发送源移动站以及通信中使用的发送波束的上行调度；以及调度结果发送单元，发送包括上述上行调度结果和在上述发送源移动站接收上行调度结果时使用的第二已知信号的分组，上述发送源移动站使用根据包含在上述分组中的第二已知信号生成的接收权重而接收上行调度结果，按照所得到的上行调度结果发送数据。
2. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述已知信 号发送单元以空间多路复用方式同时发送上述第 一 已知信号。
3. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述调度结 果发送单元以空间多路复用方式发送包括第二已知信号的上述分組。
4. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于将以上述空 间多路复用方式发送的各分组中包含的上述第二已知信号各自的模式设 为正交码。
5. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述调度结果发送单元还根据接收到上述第 一 已知信号时的波束的响应矢量以及上 述上行调度结果生成发送权重，使用所生成的发送权重对上述分组进行 空间多路复用发送。
6. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述基站还 具备已知信号信息通知单元，该已知信号信息通知单元对上述多个移动 站事先通知上述第一 已知信号的个数以及第一已知信号各自的模式，在上述多个移动站中，上述发送权重计算单元分别从上述计算出的 发送权重中，选择由上述已知信号信息通知单元通知的第一 已知信号的 个数量的、条件良好的发送权重，上述已知信号发送单元使用上述选择的发送权重发送上述事先通知 的个数以及模式的第 一 已知信号。
7. 根据权利要求6所述的无线通信系统，其特征在于将上述第一 已知信号各自的模式设为正交码。
8. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述发送权 重计算单元计算出发送权重，以抑制针对本站的干扰信号。
9. 根据权利要求l所述的无线通信系统，其特征在于上述基站还 具备DL数据分组发送单元，该DL数据分组发送单元按照上述下行调 度结果，向上述发送目的地移动站以空间多路复用方式发送包括用户数 据以及在接收用户数据时使用的第三已知信号的下行数据分组，上述多个移动站还具有上行Ack发送单元，该上行Ack发送单元在 作为上述发送目的地移动站从上述基站接收到上述下行数据分组的情况 下，根据包含在下行数据分组中的第三已知信号，计算出在Ack回送时 使用的上行Ack发送权重，使用所计算出的上行Ack发送权重，回送包 括在基站接收Ack信息时使用的第四已知信号的上行Ack分组。
10. 才艮据权利要求9所述的无线通信系统，其特征在于在存在多 个从上述基站同时接收到上述下行数据分组的发送目的地移动站的情况 下，上述各发送目的地移动站的上行Ack发送单元以空间多路复用方式 同时回送上行Ack分组。
11. 根据权利要求9所述的无线通信系统，其特征在于上述第三已知信号与上述第四已知信号处于一对一对应的关系。
12. 根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于上述多个 移动站还具备UL数据分组发送单元，该UL数据分组发送单元发送包 括用户数据以及在接收用户数据时使用的第五已知信号的上行数据分 组，上述基站还具备下行Ack发送单元，该下行Ack发送单元根据从上 述发送源移动站接收到的上行数据分组中包含的第五已知信号计算出在 Ack回送时使用的下行Ack发送权重，使用所计算出的下行Ack发送权 重，回送包括在发送源移动站接收Ack信息时使用的第六已知信号的下 行Ack分组。
13. 根据权利要求12所述的无线通信系统，其特征在于在上述基 站从上述发送源移动站同时接收到上述上行数据分组的情况下，上述下据分组的Ack分组。
14. 根据权利要求12所述的无线通信系统，其特征在于上述第五 已知信号与上述第六已知信号处于一对一对应的关系。
15. 根据权利要求12所述的无线通信系统，其特征在于上述第二 已知信号与上述第五已知信号处于一对一对应的关系。
16. 根据权利要求1~15中的任意一项所述的无线通信系统，其特 征在于上述调度单元将对系统分配的整个频带分割成传送路径状态视 为大致相同的程度的频带宽度的子带、或者比其窄的频带宽度的子带， 向包括一个以上的子带的子带组的任意一个分配上述多个移动站，对子 带组单位进行调度。
17. 根据权利要求16所述的无线通信系统，其特征在于上述调度 单元在从上述多个移动站的任意一个接收到子带组的变更请求的情况 下，根据变更请求的内容变更对移动站分配的子带组。
18. 根据权利要求16所述的无线通信系统，其特征在于上述调度 单元根据从上述多个移动站接收到的第 一 已知信号，计算出各波束的响 应矢量，将与在所计算出的各响应矢量中相关高的响应矢量对应的移动站彼此分配给不同的子带组。
19. 一种无线通信系统，在基站与多个移动站的数据通信中采用空 间多路复用传送方式，其特征在于上述多个移动站发送用于在上述基站中测定信道状态的已知信号， 上述基站根据从上述多个移动站分别接收到的已知信号测定与各移动站之间的信道状态，进而，根据各信道状态进行空间多路复用通信中的上行链路以及下行链路的调度，上述基站以及上述多个移动站按照上述调度结果进行数据通信。
20. —种通信控制方法，是在具备多个天线的基站与多个移动站使 用TDD ( Time Division Duplex)方式进行空间多路复用通信时的通信控 制方法，其特征在于，包括如下步骤发送权重计算步骤，上述多个移动站根据与上述基站之间的传送路 径状态计算出发送权重；已知信号发送步骤，上述多个移动站^f吏用上述发送^k重，发送用于 在上述基站侧生成部分空间信息的第 一 已知信号；调度步骤，上述基站根据从上述多个移动站接收到的第一已知信号 生成与该各移动站之间的部分空间信息，进而，根据各部分空间信息，信中使用的发送波束的下行调度、和决定在上行链路中进行数据的同时 发送的发送源移动站以及通信中使用的发送波束的上行调度；调度结果发送步骤，上述基站发送包括上述上行调度结果和在上述 发送源移动站接收该上行调度结果时使用的第二已知信号的分组；以及UL数据分组发送步骤，上述发送源移动站使用根据包含在上述分组 中的第二已知信号生成的接收权重接收该上行调度结果，按照所得到的 上行调度结果发送数据。
21，根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于在上述已 知信号发送步骤中，以空间多路复用方式同时发送上述第 一 已知信号。
22.根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于在上述调 度结果发送步骤中，以空间多路复用方式发送包括第二已知信号的上述分组。
23. 根据权利要求22所述的通信控制方法，其特征在于将以上述 空间多路复用方式发送的各分组中包含的上述第二已知信号各自的模式 设为正交码。
24. 根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于在上述调 度结果发送步骤中，还根据接收到上述第一已知信号时的波束的响应矢 量以及上述上行调度结果生成发送权重，使用该生成的发送权重以空间 多路复用方式发送上述分组。
25. 根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于还包括已 知信号信息通知步骤，在该已知信号信息通知步骤中上述基站对上述多 个移动站事先通知上述第一已知信号的个数以及该第一已知信号各自的 模式，在上述发送权重计算步骤中，从上述计算出的发送权重中，选择在 上述已知信号信息通知步骤中通知的第 一 已知信号的个数量的、条件良 好的发送权重，在上述已知信号发送步骤中，使用上述选择的发送权重发送上述事 先通知的个数以及模式的第一已知信号。
26. 根据权利要求25所述的通信控制方法，其特征在于将上述第 一已知信号各自的模式设为正交码。
27. 根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于在上述发 送权重计算步骤中，计算出发送权重，以抑制针对本站的千扰信号。
28. 根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于，还包括 DL数据分组发送步骤，上述基站按照上述下行调度结果，向上述发送目的地移动站以空间多路复用方式发送包括用户数据以及在接收该用 户数据时使用的第三已知信号的下行数据分组；以及上行Ack发送步骤，上述发送目的地移动站根据从上述基站接收到 的下行数据分组中包含的第三已知信号，计算出在Ack回送时使用的上 行Ack发送权重，使用该计算出的上行Ack发送权重，回送包括在该基 站接收Ack信息时^f吏用的笫四已知信号的上行Ack分组。
29. 根据权利要求28所述的通信控制方法，其特征在于在存在多 个从上述基站同时接收到上述下行数据分组的发送目的地移动站的情况 下，在上述上行Ack发送步骤中，以空间多路复用方式同时回送上行Ack 分组。
30. 根据权利要求28所述的通信控制方法，其特征在于上述第三 已知信号与上述第四已知信号处于一对一对应的关系。
31. 根据权利要求20所述的通信控制方法，其特征在于，还包括 UL数据分组发送步骤，上述多个移动站发送包括用户数据以及在接收该用户数据时l吏用的第五已知信号的上行数据分组；以及下行Ack发送步骤，上述基站根据从上述发送源移动站接收到的上 行数据分组中包含的第五已知信号计算出在Ack回送时使用的下行Ack 发送权重，使用该计算出的下行Ack发送权重，回送包括在该发送源移 动站接收Ack信息时使用的第六已知信号的下行Ack分组。
32. 根据权利要求31所述的通信控制方法，其特征在于在上述基 站从上述发送源移动站同时接收到上述上行数据分组的情况下，在上述 下行Ack发送步骤中，以空间多路复用方式同时回送针对同时接收到的 上行数据分组的Ack分組。
33. 根据权利要求31所述的通信控制方法，其特征在于上述第五 已知信号与上述第六已知信号处于一对一对应的关系。
34. 根据权利要求31所述的通信控制方法，其特征在于上述第二 已知信号与上述第五已知信号处于一对一对应的关系。
35. 根据权利要求20~34中的任意一项所述的通信控制方法，其特 征在于在上述调度步骤中，将对系统分配的整个频带分割成传送路径 状态视为大致相同的程度的频带宽度的子带、或者比其窄的频带宽度的 子带，对包括一个以上的该子带的子带组的任意一个分配上述多个移动 站，对子带组单位进行调度。
36. 根据权利要求35所述的通信控制方法，其特征在于在上述调 度步骤中，在从上述多个移动站的任意一个接收到子带组的变更请求的 情况下，根据该变更请求的内容，变更对该移动站分配的子带组。
37.根据权利要求35所述的通信控制方法，其特征在于在上述调 度步骤中，根据从上述多个移动站接收到的第一已知信号，计算出各波 束的响应矢量，将与在该计算出的各响应矢量中相关高的响应矢量的移 动站彼此分配给不同的子带组。
全文摘要
本发明提供一种无线通信系统，用空间多路复用传送方式进行数据通信，移动站具备发送权重计算部，计算出发送权重；以及波束信息通知信号生成部，发送用于在基站侧生成部分空间信息的已知信号，基站具备调度单元(DL空间调度部(17)、UL空间调度部(18)、波束信息通知信号响应矢量推测部(20))，根据所接收到的第一已知信号生成部分空间信息，根据部分空间信息，进行下行调度、上行调度；以及调度结果发送单元(UL控制信息生成部(14)、发送权重计算部(19))，发送包括上行调度结果的分组。
文档编号H04B7/06GK101485107SQ20078002565
公开日2009年7月15日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月7日
发明者加藤泰典, 原嘉孝, 平明德 申请人:三菱电机株式会社