协作发送方法、协作发送系统、汇聚站及无线基站的制作方法

专利名称：协作发送方法、协作发送系统、汇聚站及无线基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及使多个无线基站协作向无线终端发送信号的协作发送方法、协作发送 系统、汇聚站及无线基站。本申请与2009年10月1日申请的日本专利2009-2^947有关， 并根据该日本专利申请主张优先权，同时通过参照将该日本专利申请记载的内容编入本申 请，作为本申请的一部分。
背景技术：
在蜂窝方式的移动无线通信系统中，为了提高区域频谱效率，要求尽可能减少频 率重复次数。例如，在采用码分多址(CDMA:Code DivisionMultiple Access)方式的第三 代蜂窝方式中，实现了在相邻小区利用同一频带的电波的1小区频率重复(频率重复次数 =1)。
另一方面，在下一代蜂窝方式的下行线路中，正交频分多址(ODFMA =Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)方式比较有希望。在这种采用OFDMA方式的 蜂窝方式中，在利用单小区频率重复的情况下，来自相邻小区及相邻扇区的干扰成为性能 劣化的最大原因。具体而言，随着来自相邻小区及相邻扇区的干扰功率的增加而信号干扰 噪声比(SINR，Signal-to4nterference and Noise power Ratio)降低，因而，尤其在进行 多输入多输出(ΜΙΜΟ :Multiple-Input Multiple-Output)传输时，难以发挥其效果。
因此，在利用OFDMA方式进行MIMO传输的蜂窝方式中使用单小区频率重复的情况 下，为了获得基于MIMO传输的吞吐量显著增加效果，需要避免来自相邻小区及相邻扇区的 干扰。
因此，作为上述情况时的回避干扰技术，使多个无线基站协作向一个以上的无线 终端同时发送信号的协作发送备受关注。根据这种协作发送，能够使由协作的多个无线基 站的小区或扇区的集合所形成的协作簇(coordinated cluster)内的空间正交，所以能够 避免协作簇内的干扰(即，进行协作发送的无线基站之间的干扰)(例如，A. Benjebbour, M. Shirakabe, Y.Ohwatari, J. Hagiwara 及 T. Ohya,"Evaluation of user throughput forMU-MIMO coordinated wireless networks", IEEE PIMRC 2008, pp. 1-5,2008 ^9^ 以及 CMCC，"Downlink CoMP-MU-MIMO transmissionschemes，” 3GPP RAN1#56, Rl-090922, 2009 年 2 月)。
具体而言，在非专利文献1所示的协作发送中，如图1所示，相邻的多个无线基站 1与汇聚站2连接，汇聚站2使多个无线基站1协作。协作簇CL由协作的多个无线基站1 的小区C的集合形成。在协作簇CL内，通过多用户MIMO传输进行多个无线基站1的协作 发送。在采用块对角化迫零(BD-ZF)法作为该多用户MIMO传输的预编码方法时，可以使协 作簇CL内的空间正交，所以能够去除协作簇CL内的干扰，改善用户吞吐量。
另外，在非专利文献2所示的协作发送中，如图2所示，相邻的三个无线基站1与 汇聚站2连接，汇聚站2使三个无线基站1协作。协作簇CL由协作的三个无线基站1的相 邻三个扇区形成。另外，形成协作簇CL的相邻三个扇区的构成状态为使来自各个无线基站1的扇区天线的波束相对。在协作簇CL内，通过多用户MIMO传输进行三个无线基站1的协 作发送。在采用BD-ZF法作为该多用户MIMO传输的预编码方法时，可以使协作簇CL内的 空间正交，所以能够消除协作簇CL内的干扰，改善用户吞吐量及小区吞吐量。
但是，在利用多个无线基站的协作发送的上述回避干扰技术中，虽然能够回避协 作簇内的干扰(即，进行协作发送的无线基站之间的干扰)，但是存在不能回避来自协作簇 之外的干扰(即，来自进行协作发送的无线基站之外的干扰)的问题。发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够在多个无线基站 的协作发送中，不仅能避免协作簇内的干扰，还能避免来自协作簇之外的干扰的协作发送 方法、协作发送系统、汇聚站及无线基站。
本发明的协作发送方法用于使多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的 相邻扇区形成的区域中的无线终端发送(协作发送)信号，所述协作发送方法包括如下步 骤与多个频域资源中的各个相对应地设定多个方向图，从所述多个方向图中选择与无线 终端所在的所述区域对应的方向图，其中所述多个方向图构成为，从包围所述区域的所述 多个无线基站向所述区域进行发送，使得同一频域资源的指向性波束相对，而且不利用所 述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向性波束；按照所选 择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的信号的频域及指向性 波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的所述多个无线基站中的各 个。
根据这种结构，由于根据无线终端所在的区域而选择的多个方向图的构成为，使 从多个无线基站向无线终端所在的区域的中心发送的同一频域资源的指向性波束相对，所 以通过协作发送能够防止无线终端所在的区域内的干扰，同时能够防止位于该区域的中心 的无线终端的信号质量的劣化。并且，因为，以使在与无线终端所在的区域相邻的区域中， 不发送所述同一频域资源的指向性波束的状态构成所述方向图，所以能够防止来自无线终 端所在的区域内外的干扰。
并且，本发明也可以是，也可以在所述协作发送方法中，将所述多个方向图设定为 除所述多个频域资源之外，还与多个时域资源中的各个相对应。
并且，本发明也可以是，在所述协作发送方法中，根据所述区域中的业务量状况， 与所述多个时域资源中的各个对应确定所述多个方向图。
并且，本发明也可以是，在所述协作发送方法中，所述多个频域资源可以是OFDMA 方式的多个频率块，所述多个方向图可以被确定为与所述多个频率块分别对应。
并且，本发明，也可以在所述协作发送方法中，将按照所述方向图分配的信号发布 给，利用进行基于块对角化迫零法的预编码的多用户MIMO传输，同时向所述无线终端发送 该信号的所述多个无线基站中的各个无线基站。
本发明的协作发送系统是使多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相 邻扇区形成的区域中的无线终端发送信号的协作发送系统，所述协作发送系统具有选择 部，与多个频域资源中的各个相对应地确定多个方向图，所述多个方向图构成为，从包围所 述区域的所述多个无线基站向所述区域进行发送，使得同一频域资源的指向性波束相对，而且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向性 波束，所述选择部从所述多个方向图中选择与无线终端所在的所述区域对应的方向图；和 发布部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的 信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的所述 多个无线基站中的各个。
本发明的汇聚站是在协作发送系统中与多个无线基站连接的汇聚站，所述协作发 送系统使所述多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形成的区域中的 无线终端发送信号，所述汇聚站的特征在于具有选择部，与多个频域资源中的各个相对应 地设定有多个方向图，所述多个方向图构成为，从包围所述区域的所述多个无线基站向所 述区域进行发送，使得同一频域资源的指向性波束相对，而且不利用所述同一频域资源向 与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向性波束，所述选择部从所述多个方向 图中选择与无线终端所在的所述区域对应的方向图；和发布部，其按照所选择的所述方向 图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的信号的频域及指向性波束的方向， 并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的所述多个无线基站的各个。
并且，本发明也可以是，在所述汇聚站中，所述多个方向图确定为除所述多个频域 资源之外，还与多个时域资源中的各个相对应。
并且，本发明也可以是，在所述汇聚站中，根据所述区域中的业务量状况，与所述 多个时域资源中的各个相对应确定所述多个方向图。
并且，本发明也可以是，在所述汇聚站中，所述多个频域资源是OFDMA方式的多个 频率块，所述多个方向图被确定为与所述多个频率块分别对应。
并且，本发明也可以是，在所述汇聚站中，所述发布部将按照所述方向图分配的信 号发布给利用进行基于块对角化迫零法的预编码的多用户MIMO传输，同时向所述无线终 端发送该信号的所述多个无线基站中的各个无线基站。
并且，本发明也可以是，在所述汇聚站中，所述发布部具有信号分配部，其按照所 选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号；多个调制部，其数量与所述多个 无线基站所能容纳的无线终端数相对应；和多个发送部，其数量与连接到所述汇聚站的无 线基站数相对应，所述多个调制部分别对由所述信号分配部分配的信号进行调制，所述多 个发送部分别将调制后的信号发送给同时向所述无线终端进行发送的所述多个无线基站 中的各个。
本发明的无线基站是协作发送系统中的无线基站，所述协作发送系统使多个无线 基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形成的区域中的无线终端发送信号，所述 无线基站的特征在于具有选择部，与多个频域资源中的各个相对应地设定有多个方向图， 所述多个方向图构成为，从包围所述区域的所述多个无线基站向所述区域进行发送，使得 同一频域资源的指向性波束相对，而且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域 发送所述同一频域资源的指向性波束，所述选择部从所述多个方向图中选择与无线终端所 在的所述区域对应的方向图；和发布部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述 无线终端的信号，确定所分配的信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时 向所述无线终端进行发送的所述多个无线基站中的各个。
根据本发明，可以提供一种协作发送方法、协作发送系统及汇聚站，在多个无线基站的协作发送中，它们不仅能避免协作簇内的干扰，还能避免来自协作簇之外的干扰。


图1是用于说明以往的协作发送系统的图。
图2是用于说明以往的协作发送系统的图。
图3是本发明的第1实施方式的协作发送系统的概略结构图。
图4是示出由本发明的第1实施方式的协作发送系统形成的协作簇的图。
图5是示出本发明的第1实施方式的方向图的图。
图6是示出本发明的第1实施方式的方向图选择信息的图。
图7是示出在本发明的第1实施方式中，将方向图分配给进行协作发送的全部无 线基站10的状态的图。
图8A是本发明的第1实施方式的汇聚站及无线基站的概略功能框图。
图8B是本发明的第1实施方式的汇聚站的详细功能框图。
图8C是本发明的第1实施方式的无线基站的详细功能框图。
图9是示出本发明的第1实施方式的协作发送方法的顺序图。
图10是示出本发明的第2实施方式的方向图选择信息的图。
图11是本发明的第2实施方式的汇聚站的详细功能框图。
图12是本发明的变更例的无线基站的详细功能框图。
图13是示出本发明的变更例的协作发送方法的顺序图。
具体实施方式
下面说明本发明的实施方式。另外，在下面的附图记述中，对相同或类似的部分标 注相同或类似的标号。
[第1实施方式]
<第1实施方式的无线通信系统的整体结构概况>
图3是第1实施方式的协作发送系统的概略结构图。如图3所示，协作发送系统由 多个无线基站10-1 10-7、通过光纤20与多个无线基站10-1 10-7连接的汇聚站30、以 及与汇聚站30连接的网络40构成。多个无线基站10-1 10-7形成六边形的小区C-I C-7。小区C-I C-7分别是无线基站10-1 10-7的服务区。小区C-I C-7分别被划 分为6个扇区。
在该协作发送系统中，多个无线基站10同时向位于由多个无线基站10的相邻扇 区形成的区域(协作簇)中的无线终端50(未图示)发送(协作发送)信号。图4是示出 由第1实施方式的协作发送系统形成的协作簇的图。如图4(b)所示，小区C-I C-7分别 被划分为6个扇区Sl S6。在这种情况下，如图4(a)所示，由3个无线基站10_1、10_2、 10-3的相邻扇区Si、S3、S5形成协作簇CLl。
在协作簇CLl中，无线基站10-1、10-2、10-3通过多用户MIMO同时向位于协作簇 CLl的无线终端50发送信号。如果将BD-ZF法用作为该多用户MIMO传输的预编码方法，则 能够使协作簇CLl的空间正交，因而能够避免在协作簇CL内进行协作发送的无线基站10 之间的干扰。同样，形成了协作簇CL2 CL6，在各个协作簇CL中进行协作发送。
并且，在协作发送系统中，从多个方向图中选择与无线终端50所在的协作簇CL对 应的方向图。图5是示出在协作发送系统中使用的方向图的图。这里，所谓方向图是指由 各个无线基站10在同一频域资源中发送的多个指向性波束的组合。例如，在设水平方向为 0度的情况下，图5 (a)的方向图1由在0度、120度、240度的方向上具有峰值的三个指向性 波束构成。并且，图5(b)的方向图2由在30度、150度、270度的方向上具有峰值的三个指 向性波束构成。另外，构成方向图的指向性波束可以由设于各个无线基站10的多个扇区天 线形成，也可以通过对设于各个无线基站10的阵列天线进行加权来形成。
分别与多个频域资源对应地设定多个方向图。具体而言，汇聚站30向所有的进行 协作发送的多个无线基站10分配按照每个频域资源设定的方向图。图6是示出汇聚站30 的方向图选择信息的一例的图。这里，所谓方向图选择信息，是指按照由1个频域和1个时 域构成的资源单位，表示被设定用于该资源单位的方向图的信息。在第1实施方式中，假设 通信方式采用OFDMA方式，如图6所示，按照每个频率块(频域资源)交替地设定方向图1 和方向图2，在时隙(时域资源)中不变更该方向图。
并且，方向图1及2构成状态为从多个无线基站10向协作簇CL的中心发送的同 一频域资源的指向性波束相对，而且，在与该协作簇CL相邻的相邻区域中不发送与协作簇 CL为相同频域资源的指向性波束。图7是表示将上述方向图1及2分配给进行协作发送的 全部无线基站10的状态的图。
如图7(a)所示，对于频率块序号2η(η ^ 0)，将方向图1分配给全部无线基站10。 在这种情况下，关注由三个无线基站10-1、10-2、10-7的相邻三个扇区(即，无线基站10-1 的扇区S6、无线基站10-2的扇区S4、无线基站10-7的扇区S2(参照图4(b))形成的协作 簇CL6，从多个无线基站10-1、10-2、10-7向协作簇CL6的中心发送的同一频率块的指向性 波束相对。并且，在与协作簇CL6相邻的相邻区域(S卩，无线基站10-1的扇区Sl及S5、无 线基站10-2的扇区S3及S5、无线基站10-7的扇区Sl及S3 (参照图4 (b))中，不发送与协 作簇CL6相同频率块的指向性波束。关于协作簇CL2、CL4也同样。
在图7 (a)所示的情况下，多个无线基站10向位于协作簇CL内的无线终端50进 行协作发送，由此能够使协作簇CL内的空间正交，能够防止协作簇CL内的干扰。另外，方 向图构成为从多个无线基站10向协作簇CL的中心发送的同一频率块的指向性波束相对， 所以即使在位于协作簇CL的中心部的无线终端50中也能够高效地接收来自三个无线基站 10的指向性波束，能够防止位于协作簇CL的中心的无线终端50的信号质量恶化。并且，方 向图构成为在与协作簇CL相邻的相邻区域中不发送与协作簇CL6为相同频率块的指向性 波束，所以能够防止来自协作簇CL6之外的干扰。
另一方面，如图7(b)所示，对于频率块序号2n+l(n彡0)，将方向图2分配给全部 无线基站10。在这种情况下，在如图7(a)所示的频率块序号为2η(η ^ 0)时，由不发送指 向性波束的扇区形成协作簇CL1、CL3、CL5。因此，也能够向不存在于图7 (a)所示的协作簇 CL2、CL4、CL6中、但存在于协作簇CL1、CL3、CL5中的无线终端50发送信号。
以上说明了第1实施方式的协作发送系统的结构概况。另外，在以上说明中，虽然 以协作发送系统为由七个小区C-I C-7构成的蜂窝方式为例，但本发明也可以应用于由 两个小区以上的小区构成的蜂窝方式。同样，在以上说明中，以与汇聚站30连接的无线基 站10的数量是七个为例，但与汇聚站30连接的无线基站10的数量可以根据进行协作发送8的无线基站10的数量而变更。并且，每一个小区的扇区数量也不限于六个，只要是一个以 上即可。并且，形成协作簇CL的扇区数量不限于三个，只要是两个以上即可。并且，构成方 向图的指向性波束的数量不限于三个，只要是两个以上即可。
<第1实施方式的协作发送系统的功能结构>
下面，说明构成第1实施方式的协作发送系统的汇聚站30及各个无线基站10的 功能结构。图8A是汇聚站30及无线基站10的概略功能框图，图8B是汇聚站30的详细功 能框图，图8C是各个无线基站的详细功能框图。在本实施方式中，作为一例，将进行协作发 送的无线基站10的数量设为M，将各个无线基站10的天线元件11的数量设为Nt，将无线 终端50的数量设为Nu。
《第1实施方式的汇聚站30的功能结构》
如图8A及图8B所示，汇聚站30具有方向图选择部31、信号分配部32、在同一发 送定时进行发送的无线终端数Nu个调制部33、预编码部34、以及进行协作发送的无线基站 数M个发送部35。
方向图选择部31保存多个方向图，该多个方向图构成为从包围协作簇CL的多个 无线基站10向协作簇CL进行发送，使得同一频域资源的指向性波束相对，而且不向与协作 簇CL相邻的相邻区域发送与协作簇CL为相同频域资源的指向性波束。具体而言，方向图 选择部31对按照每个频率块选择的方向图保存图6所示的方向图选择信息，并输入至信号 分配部32。
信号分配部32从网络40接收针对与汇聚站30属下的全部无线基站10连接的 全部无线终端50-1 50-Nu的数据信号。信号分配部32利用从方向图选择部31输入的 方向图选择信息，从多个方向图中选择与无线终端50所在的协作簇CL对应的方向图。信 号分配部32根据所选择的方向图，将从网络40接收到的数据信号分配给无线终端50-1 50-Nu。信号分配部32将分配给Nu个无线终端中的各个无线终端的数据信号分别输入至 第1调制部33 第Nu调制部33。
调制部33具有编码部331、交织部332、串行并行转换部333、针对子载波数L及 发送流数Nr的信号调制部334 (即，数量为子载波数LX发送流数Nr个的信号调制部334)。
编码部331使用预定的编码方法，对从信号分配部32输入的数据信号进行编码。 这里，作为编码方法可以采用Turbo码，也可以采用卷积码，还可以采用LDPC码，本发明可 以与编码方法无关地进行实施。编码部331将编码后的数据信号输入至交织部332。
交织部332对从编码部331输入的数据信号进行交织。这里，作为交织方法可以 采用任何方法，本发明可以与交织方法无关地进行实施。交织部332将交织后的数据信号 输入至串行并行转换部333。
串行并行转换部333将从交织部332输入的数据信号序列并行转换为数量为子载 波数L及发送流数Nr的数据信号。串行并行转换部333将每个子载波数L及每个发送流 数Nr的数据信号输入至按照子载波数L及发送流数Nr设置的信号调制部334。
各个信号调制部334对从串行并行转换部333输入的数据信号进行多值调制。这 里，调制多值数可以固定，也可以根据信道的状况适当变更。各个信号调制部334将进行了 多值调制后的数据信号输入至预编码部34。
预编码部34对从无线终端数Nu个调制部33的各个信号调制部334输入的数据信号进行预编码。预编码部34对所输入的数据信号乘以基于BD-ZF法的预编码用的发送权 值，并生成数量为汇聚站30属下的M个无线基站10的总天线元件数Nt个数据信号(即， 数量为无线基站数MX各无线基站10的天线元件数Nt的数据信号)。预编码部34将所生 成的MXNt个数据信号分别输入针对M个无线基站10分别设置的第1发送部35 第M发 送部35。
发送部35按照各个无线基站10的天线元件数Nt，分别具有逆傅立叶变换部351、 并行串行转换部352、保护间隔插入部353、载波频率调制部3M和电光转换部355。
逆傅立叶变换部351将从预编码部34输入的数据信号从频域转换为时域。逆傅 立叶变换部351转换成时域后的数据信号在并行串行转换部352进行转换。
并行串行转换部352将从逆傅立叶变换部351输入的、数量为子载波数L及天线 元件数的数据信号序列串行转换为数量为天线元件数Nt的数据信号序列。并行串行转换 部352将天线元件数Nt的各个数据信号序列输入至按照天线元件数Nt分别设置的保护间 隔插入部353。
保护间隔插入部353向从并行串行转换部352输入的数据信号序列中插入保护间 隔，将被插入了保护间隔的数据信号序列输入至载波频率调制部354。
载波频率调制部3M将从保护间隔插入部353输入的数据信号序列调制到载波频 率，将调制后的数据信号输入至电光转换部355。
电光转换部355将从载波频率调制部3M输入的数据信号由电信号调制为光信 号，并通过光纤20将调制后的数据信号输入至无线基站10。
《第1实施方式的无线基站10的功能结构》
如图8C所示，通过光纤20与汇聚站30连接的各个无线基站10具有Nt个天线元 件11、和分别与Nt个天线元件11连接的Nt个光电转换部12。
光电转换部12将从汇聚站30通过光纤20输入的数据信号由光信号解调为电信 号，将解调后的数据信号输入至天线元件11。被输入至天线元件11的数据信号被发射到空 中。
<第1实施方式的协作发送系统的动作>
下面，说明如上所述构成的协作发送系统的协作发送方法。图9是示出第1实施 方式的协作发送方法的顺序图。这里，在本顺序图中，假设由无线基站10-1 10-3的相邻 扇区形成了协作簇CL(例如，图7(b)的协作簇CL1)。并且，无线基站10-1 10-3使用形 成有协作簇CLl的方向图2所适用的频域(例如图7(b)的频率块序号为2n+l的频率块)， 向位于协作簇CLl内的无线终端50-1 50-3发送信号。
汇聚站30向无线基站10-1 10-3发送信道估计用的参考信号(步骤S101)。无 线基站10-1对本站连接的全部无线终端50-1 50-3(即位于协作簇CLl内的无线终端 50)发送来自汇聚站30的参考信号(步骤SIC)》。同样，无线基站10-2及10-3对本站连 接的全部无线终端50-1 50-3发送来自汇聚站30的参考信号(步骤S103、S104)。
另外，在步骤S102 S104中，从无线基站10_1 10_3发送给无线终端50_1 50-3的参考信号，是按照形成无线终端50-1 50-3所在的协作簇CL(这里设为协作簇 CLl)的方向图2来进行发送的。
无线终端50-1 50-3使用从无线基站10_1 10_3接收到的参考信号进行信道估计，将作为信道估计结果的信道状态信息发送给无线基站10-1 10-3(步骤S105)。这 里，作为信道状态信息，无线终端50-1 50-3可以发送整个频域的信道估计结果，也可以 发送部分频域的信道估计结果作为信道信息，以防止上行链路资源紧张。
无线基站10-1 10-3将从无线终端50-1 50_3接收到的信道状态信息分别发 送给汇聚站30 (步骤S106)。汇聚站30根据从无线基站10-1 10_3接收到的信道状态信 息，执行基于BD-ZF法进行预编码的多用户MIMO传输处理，将进行了预编码之后的发给无 线终端50-1 50-3的数据信号发送给无线基站10-1 10-3(步骤S107)。
无线基站10-1将从汇聚站30接收到的发给无线终端50-1 50_3的数据信号分 别发送给无线终端50-1 50-3(步骤S108)。同样，无线基站10_2及10_3将从汇聚站30 接收到的发给无线终端50-1 50-3的数据信号分别发送给无线终端50-1 50-3(步骤 S109、S110)。
<第1实施方式的作用及效果>
根据第1实施方式的协作发送系统，根据无线终端所在的协作簇CL选择的多个方 向图构成为，使从多个无线基站10向协作簇CL发送的同一频域资源的指向性波束相对。其 结果是，可以通过协作发送而使协作簇CL内的空间正交，能够防止协作簇CL内的干扰，而 且能够防止位于协作簇CL的中心的无线终端的信号质量恶化。并且，所述方向图构成为在 与协作簇CL相邻的相邻区域中不发送与协作簇CL为相同频域资源的指向性波束，所以能 够防止来自协作簇CL之外的干扰。
并且，通过对每个频域资源分配不同的方向图，可以在某个频域中形成未在其它 频域中形成的协作簇，所以能够向位于任意协作簇中的无线终端50发送信号。
[第2实施方式]
下面，围绕第2实施方式的协作发送系统，重点说明与第1实施方式的不同之处。 在第1实施方式中，多个方向图是分别与多个频域资源对应来设定的，但在第2实施方式 中，除了多个频域资源之外，还分别与多个时域资源对应来设定多个方向图。另外，在第2 实施方式中，根据无线终端50所在的协作簇CL的业务量状况，与多个时域的各个时域资源 对应来设定多个方向图。
图10是示出第2实施方式的方向图选择信息的一例的图。在第2实施方式中，通 信方式采用OFDMA方式，如图10所示，除按照每个频率块(频域资源)之外，也在时隙(时 域资源)中确定方向图。
具体而言，在图10中，首先按照每个频率块交替确定方向图1和方向图2。然后， 在方向图1覆盖的协作簇CL(例如图7(a)的协作簇CL2、CL4、CL6)中的业务量比方向图2 覆盖的协作簇CL(例如图7(b)的协作簇CL1、CL3、CL5)中的业务量多的情况下，增加方向 图1的选择量。例如，针对图10的频率块1最初确定了方向图2，但随着方向图1覆盖的协 作簇CL的业务量的增加，对频率块1的时隙1确定方向图1来取代方向图2。
另外，为了追随业务量的时间变动，当在频率块1的时隙2中方向图2覆盖的协作 簇CL的业务量增加的情况下，增加方向图2的选择量。例如，针对图10的频率块2最初确 定了方向图1，但随着方向图2覆盖的协作簇CL的业务量的增加，对频率块2的时隙3确定 方向图2来取代方向图1。
<第2实施方式的汇聚站30的功能结构>
图11是第2实施方式的汇聚站30的详细功能框图。如图11所示，第2实施方式 的汇聚站30将从网络40输入的业务量信息输入至方向图选择部31，这一点与第1实施方 式不同。
方向图选择部31按照每个频率块(频域资源)及每个时隙(时域资源)确定方 向图，该方向图构成为使从多个无线基站10中的各个无线基站使用同一频域资源向协作 簇CL发送的波束相对，而且在与协作簇CL相邻的区域中不在与协作簇CL相同的频域资源 发送波束。
具体而言，如参照图10说明的那样，方向图选择部31根据从网络40输入的、各个 方向图覆盖的协作簇中的业务量，按照每个频率块及每个时隙选择方向图。方向图选择部 31对按照每个频率块及每个时隙选择的方向图，保存图10所示的方向图选择信息，并输入 至信号分配部32。
信号分配部32使用被方向图选择部31输入的方向图选择信息，从多个方向图中 选择与无线终端50所在的协作簇CL对应的方向图。信号分配部32按照所选择的方向图， 将从网络40接收到的数据信号分配给无线终端50-1 50-Nu。关于其它的功能结构与第 1实施方式相同。
<第2实施方式的作用及效果>
根据第2实施方式的协作发送系统，根据各个方向图覆盖的协作簇CL中的业务 量，对各个频域及各个时域资源设定不同的方向图，由此能够提高协作发送系统的吞吐量。
[变更例]
下面，关于变更例的协作发送系统，重点说明与第1及第2实施方式的不同之处。 在第1及第2实施方式中，说明了进行协作发送的多个无线基站10与汇聚站30连接(参 照图8A)，汇聚站30选择与无线终端50所在的协作簇CL对应的方向图的示例。在变更例 中，说明不设置汇聚站30，在多个无线基站10之间共享方向图选择信息，各个无线基站10 选择与无线终端50所在的协作簇CL对应的方向图的示例。
<变更例的无线基站10的功能结构>
图12是变更例的无线基站10的详细功能框图。如图12所示，各个无线基站10 具有第1及第2实施方式的汇聚站30所具备的方向图选择部31、信号分配部32、在同一发 送定时中进行发送的无线终端数Nu个的调制部13、预编码部34和一个发送部35。
方向图选择部31与第1及第2实施方式同样，保存方向图选择信息(参照图6或 图10)。方向图选择部31与进行协作发送的其它无线基站10共享方向图选择信息，这一点 与第1或第2实施方式不同。
信号分配部32具有与第1及第2实施方式相同的功能，将针对作为协作发送的对 象的Nu个无线终端各自分配的数据信号，分别输入至第1调制部33 第Nu调制部33。
无线终端数Nu个调制部33将调制处理后的数据信号输入至预编码部34。预编 码部34将从无线终端数Nu个调制部33的各信号调制部334输入的数据信号，乘以基于 BD-ZF法的预编码用的发送权值，生成数量为本基站的总天线元件数Nt个的数据信号。预 编码部34将所生成的Nt个数据信号输入至发送部35。
发送部35不具有电光转换部355，这一点第1或第2实施方式不同，除此之外具有 相同的功能。发送部35将调制到载波频率的数据信号输入至天线元件11。被输入至天线12元件11的数据信号被发射到空中。
<变更例的协作发送系统的动作>
下面，说明如上所述构成的协作发送系统的协作发送方法。图13是示出变更例的 协作发送方法的顺序图。这里，本顺序图不设置汇聚站30，无线基站10-1 10-3互相连接， 这一点与参照图9说明的顺序图不同。另外，在本顺序图中，假设由无线基站10-1 10-3 的相邻扇区形成协作簇CL(例如，图7(b)的协作簇CL1)。而且，无线基站10-1 10-3使 用形成有协作簇CLl的方向图2所适用的频域资源(例如，图7(b)的频率块序号为2n+l 的频率块)，向位于协作簇CLl内的无线终端50-1 50-3发送信号。
如图13所示，无线基站10-1对本站连接的全部无线终端50-1 50_3(即位于协 作簇CLl的无线终端50)发送来自无线基站10-1的参考信号(步骤201)。同样，无线基 站10-2及10-3对本站连接的全部无线终端50-1 50-3发送来自各个无线基站10的参 考信号(步骤202、S203)。
另外，在步骤201 S203中，从无线基站10_1 10_3发送给无线终端50_1 50-3的参考信号是按照形成无线终端50-1 50-3所在的协作簇CL (这里设为协作簇CLl) 的方向图2来发送的。
无线终端50-1 50-3使用从无线基站10_1 10_3接收到的参考信号进行信道 估计。无线终端50-1 50-3将作为信道估计结果的信道状态信息发送给无线基站10-1 10-3中的任一个无线基站10 (例如接收功率最强的无线基站10)。
这里，假设无线终端50-1向无线基站10-1发送信道状态信息(步骤S204)。无 线基站10-1将接收到的信道状态信息发送给针对无线终端50-1进行协作发送的其它无 线基站10-2及10-3(步骤S205)。同样，在针对无线终端50_2及50_3进行协作发送的全 部无线基站10-1 10-3之间，共享从无线终端50-2及50-3发送的信道状态信息(步骤 S206 S209)。
无线基站10-1 10-3根据接收到的信道状态信息，执行基于BD-ZF法进行预编 码的多用户MIMO传输处理，并向无线终端50-1 50-3分别发送进行了预编码的数据信号 (步骤 S210 S212)。
[其它实施方式]
在上述实施方式的协作发送系统中，通信方式采用了 OFDMA方式，但通信方式也 可以采用单载波FDMA方式或CDMA方式。在通信方式采用单载波FDMA方式或CDMA方式的 情况下，取代按照每个频率块选择方向图，而是按照每个载波频率来选择方向图，由此也能 应用本发明。
并且，在上述实施方式的协作发送方法中，利用BD-ZF法进行预编码，但也可以利 用迫零法或非线性预编码、最小平方误差(MMSE =Minimum Mean Square Error)等其它方法 来进行预编码。
权利要求
1.一种协作发送方法，是多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形 成的区域中的无线终端发送信号的方法，所述协作发送方法的特征在于，包括选择方向图的步骤，与多个频域资源的各个相对应地确定多个方向图，从所述多个方 向图中选择与无线终端所在的所述区域对应的方向图，其中所述多个方向图的构成为从 包围所述区域的所述多个无线基站向所述区域进行发送，使得同一频域资源的指向性波束 相对，且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向 性波束；以及按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的信号的 频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的所述多个无 线基站中的各个的步骤。
2.根据权利要求1所述的协作发送方法，其特征在于，所述多个方向图被设定为除所 述多个频域资源之外，还与多个时域资源中的各个相对应。
3.根据权利要求2所述的协作发送方法，其特征在于，根据所述区域中的业务量状况， 与所述多个时域资源的各个对应设定所述多个方向图。
4.根据权利要求1所述的协作发送方法，其特征在于，所述多个频域资源是OFDMA方式的多个频率块，与所述多个频率块中的各个相对应地确定所述多个方向图。
5.根据权利要求1所述的协作发送方法，其特征在于，将按照所述方向图分配的信号 发布给，利用进行基于块对角化迫零法的预编码的多用户MIMO传输，同时向所述无线终端 发送该信号的所述多个无线基站中的各个无线基站。
6.一种协作发送系统，是多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形 成的区域中的无线终端发送信号的协作发送系统，其特征在于，具有选择部，与多个频域资源的各个相对应地确定多个方向图，从所述多个方向图中选择 与无线终端所在的所述区域对应的方向图；所述多个方向图的构成为从包围所述区域的 所述多个无线基站向所述区域进行发送指向性波束，使得同一频域资源的指向性波束相 对，且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向性 波束；以及发布部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分 配的信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的 所述多个无线基站中的各个。
7.—种汇聚站，其在协作发送系统中与多个无线基站连接，所述协作发送系统使所述 多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形成的区域中的无线终端发送 信号，所述汇聚站的特征在于，具有选择部，与多个频域资源的各个相对应地设定有多个方向图，从所述多个方向图中选 择与无线终端所在的所述区域对应的方向图，所述多个方向图的构成为从包围所述区域 的所述多个无线基站向所述区域进行发送指向性波束，使得同一频域资源的指向性波束相 对，而且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向 性波束；以及发布部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的 所述多个无线基站中的各个。
8.根据权利要求7所述的汇聚站，其特征在于，除所述多个频域资源之外，还与多个时 域资源中的各个相对应确定所述多个方向图。
9.根据权利要求8所述的汇聚站，其特征在于，根据所述区域中的业务量状况，与所述 多个时域资源中的各个相对应确定所述多个方向图。
10.根据权利要求7所述的汇聚站，其特征在于，所述多个频域资源是OFDMA方式的多个频率块，所述多个方向图与所述多个频率块中的各个相对应确定。
11.根据权利要求7所述的汇聚站，其特征在于，所述发布部将按照所述方向图分配的 信号发布给，利用进行基于块对角化迫零法的预编码的多用户MIMO传输，同时向所述无线 终端发送该信号的所述多个无线基站中的各个无线基站。
12.根据权利要求7所述的汇聚站，其特征在于，所述发布部具有信号分配部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号；多个调制部，其数量与所述多个无线基站所能容纳的无线终端数相对应；以及多个发送部，其数量与连接到所述汇聚站的无线基站数相对应，所述多个调制部分别对由所述信号分配部分配的信号进行调制，所述多个发送部分别将调制后的信号发送给同时向所述无线终端进行发送的所述多 个无线基站中的各个基站。
13.一种无线基站，是多个无线基站同时向位于由所述多个无线基站的相邻扇区形成 的区域中的无线终端发送信号的协作发送系统中的无线基站，其特征在于，具有选择部，与多个频域资源的各个相对应地确定多个方向图，从所述多个方向图中选择 与无线终端所在的所述区域对应的方向图，所述多个方向图的构成为，从包围所述区域的 所述多个无线基站向所述区域进行发送指向性波束，使得同一频域资源的指向性波束相 对，而且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的指向 性波束；以及发布部，其按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分 配的信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的 所述多个无线基站中的各个。
全文摘要
本发明提供协作发送方法、协作发送系统、汇聚站及无线基站。本发明的协作发送方法具有以下步骤与多个频域资源的各个相对应地设定多个方向图，从所述多个方向图中选择与无线终端所在的所述区域对应的方向图，其中所述多个方向图构成为，从包围所述区域的所述多个无线基站向所述区域，以同一频域资源的指向性波束相对的状态发送指向性波束，且不利用所述同一频域资源向与所述区域相邻的区域发送所述同一频域资源的所述指向性波束；按照所选择的所述方向图来分配要发送给所述无线终端的信号，确定所分配的信号的频域及指向性波束的方向，并将该信号发布给同时向所述无线终端进行发送的所述多个无线基站中的各个。
文档编号H04W72/12GK102036403SQ201010502128
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月1日
发明者大渡裕介, 奥村幸彦, 萩原淳一郎, 阿那须·本杰博 申请人:株式会社Ntt都科摩