专利名称：通信装置和通信方法
技术领域：
本发明 涉及通信装置和通信方法。具体地，本发明涉及允许对发送的信号进行空间复用的通信装置和通信方法。
背景技术：
在用于WiMAX (微波存取全球互通)(注册商标)、下一代PHS (个人手持电话系统)、LTE (长期演进)等的各种无线通信系统中，已经采用发送方和接收方均具有多个天线的通信技术，即MMO (多入多出)来改善吞吐量和频率利用率。从无线基站到无线终端的下行链路通信模式中采用的MMO的实施例包括基于STC(空时编码)和基于SM(空间复用)(例如，参见专利文献I (日本专利公开第2009-273186号)。根据基于STC，无线基站基于与时间和空间(天线)相关的特定规则安置(S卩，编码)一个信号流，并且通过多个天线发送编码的信号流。在WiMAX中，这种基于STC的下行链路通信模式被称为DIiOMO MATRIX-A。另一方面，根据基于SM，无线基站在单个频率下通过多个天线复用地发送多个信号流。在WiMAX中，这种基于SM的下行链路通信模式被称为DL MIMO MATRIX-B。根据传输路径的条件，无线终端往往通过采用基于空时编码模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-A)提高吞吐量特性和区域特性以及进一步提高频率利用率，或者，无线终端往往通过采用基于空间复用模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-B)提高吞吐量特性和区域特性以及进一步提高频率利用率。典型地，在传输路径的条件良好的情况下，会从空时编码模式切换到空间复用模式。引用列表专利文献专利文献I :日本专利公开第2009-273186号
发明内容
技术问题然而，该切换有时会因传输路径状况、无线终端的天线特性等的改变而失败。如果切换失败，则再次切换至空时编码。重复的切换导致数据丢失，从而降低吞吐量。即使在传输路径状况良好的情况下，有时候，没有必要从空时编码模式切换到空间复用模式。例如，在可实现所需的吞吐量的情况下，即使在空时编码模式下，也没有必要切换到空间复用模式。因此，本发明的目的是提供一种通信装置和通信方法，该通信装置和通信方法能够仅在所需的情况下从非空间复用模式切换至空间复用模式。技术方案为了解决上面描述的问题，根据本发明的通信装置包括多个天线；设定单元，将通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式设定成非空间复用模式或空间复用模式；以及发送处理单元，基于所设定的通信模式，处理针对所述通信对方的一个以上其他通信装置的发送信号，以将处理后的信号输出至所述多个天线。这里，所述设定单元基于具有本装置和所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信系统的能力，将所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式的设定从所述非空间复用模式切换至所述空间复用模式。
图I是根据本发明的一个实施方式的无线通信系统的配置的示意图；图2是根据本发明的第一实施方式的无线基站的配置的示意图；图3是示出OFDMA的配置的示意图；图4是说明通彳目等级的不意图；图5是根据本发明的第一实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图6是根据本发明的第二实施方式的无线基站的配置的示意图；图7是根据本发明的第二实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图8是根据本发明的第三实施方式的无线基站的配置的示意图；图9是根据本发明的第三实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图10是根据本发明的第四实施方式的无线基站的配置的示意图；图11是根据本发明的第四实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图12是根据本发明的第五实施方式的无线基站的配置的示意图；图13是根据本发明的第五实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图14是根据本发明的第六实施方式的无线基站的配置的示意图；图15是根据本发明的第六实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图；图16是根据本发明第七实施方式的无线基站的配置的示意图；以及图17是根据本发明第七实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图。
具体实施例方式下面参照附图描述本发明的实施方式。(通信系统的配置)图I是根据本发明的一个实施方式的无线通信系统的配置的示意图。参照图I,无线通信系统具有第一通信装置2和n个第二通信装置3a至3n。用户数据的下行链路信号根据基于空时编码模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-A)或基于空间复用模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-B)在第一通信装置2与n个第二通信装置3a至3n之间传输。在下文中，由参考标记3表示的第二通信装置代表第二通信装置3a至3n中的一个。第一通信装置2例如可以是无线基站，第二通信装置3a至3c中的每一个例如可以是无线终端。无线基站允许与n个无线终端中的多个同时通信。第一通信装置(无线基站)2经由电缆网5连接至通信控制装置4。通信控制装置4将待发送至与第一通信装置(无线基站)2的第二通信装置3a至3n的用户数据经由网络5发送至第一通信装置(无线基站)2。[第一实施方式]在第一实施方式中，在存在即使使用全部无线资源也无法发送的数据的情况下，至少一个无线终端的DL-MMO通信模式被切换至MATRIX-B。 (无线基站的配置)图2是根据本发明的第一实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图2，无线基站2包括第一天线10、第二天线11、发送单元13、接收单元12和MAC (介质访问控制)层处理单元14。发送单元13包括多天线发送信号处理单元24、子载波安置单元23、IFFT (第一傅里叶逆变换)单元22、CP (循环前缀)添加单元21和RF (射频)单元20。子载波安置单元23例如基于TOSC (部分使用子信道)安置子载波。在设定的DL-MMO通信模式为MATRIX-A的情况下，多天线发送信号处理单元24在一个数据流上执行空时编码(例如，Alamouti编码)，以及在设定的DL-MMO通信模式为MATRIX-B的情况下，多天线发送信号处理单元24在多个数据流上执行空间复用。图3是OFDMA帧的结构的示意图。参照图3，OFDMA帧包括下行链路子帧和上行链路子帧。下行链路子帧包括前同步、DL-MAP, UL-MAP和下行链路用户数据域。在前同步中放置已知信号以建立同步。
在DL-MAP (下行链路映射)中放置下行无线资源的分配信息。例如，将与下行链路用户数据域和下行用户数据的MCS有关的信息放置在DL-MAP中。在UL-MAP (上行链路映射)中放置上行无线资源的分配信息。例如，将与上行链路用户数据域和上行用户数据的MCS有关的信息放置在UL-MAP中。在下行链路用户数据域中放置下行用户数据。下行链路用户数据域配置有多个时隙。图3示出了十个用户占据下行链路用户数据域并且没有空余的时隙。上行链路子帧包括范围域、CQICH (信道质量信息信道)域、ACKCH (确认信道)域和上行链路用户数据域。在范围域中放置范围信号。在CQICH域中放置指示信道质量的信号。在ACKCH域中放置指示信道确认响应的信号。在上行链路用户数据域中放置上行用户数据。再次参照图2，IFFT单元22通过IFFT将从多天线发送信号处理单元24输出的多个子载波信号(频域信号)转换成时域信号(0FDMA (正交频分多址接入符号))。CP添加单元21将与OFDMA符号的尾端相同的信号作为CP添加至OFDMA符号的前端。RF单元20包括上变频器，用于将信号向上变频至无线频带；功率放大器，用于放大上变频后的信号；带通滤波器，用于仅使放大后的信号的期望频带中的信号分量通过，然后将该信号分量输出至第一天线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、和子载波安置单元18。RF单元15包括带通滤波器，用于仅使从第一天线10和第二天线11输出的信号的期望频带中的信号分量通过；低噪声放大器电路，用于放大RF信号；下变频器，用于对RF信号进行下变频，等等。CP去除单元16从RF单元15输出的信号中去除CP。FFT单元17将从CP去除单元16输出的时域信号转换成频域信号以将信号解调成 多个子载波。子载波安置单元18例如基于I3USC提取从FFT单元17输出的各个子载波。MAC层处理单元14包括用户数据发送管理单元34、编码单元33、调制单元32、解调单元25、解码单元26、用户数据接收管理单元27和控制器单元35。用户数据发送管理单元34管理将被发送至无线终端3的用户数据。编码单元33根据由切换单元31指示的MCS (调制编码方案)的编码率，对下行链路信号进行编码。调制单元32根据由切换单元31指示的MCS的调制模式，对将被发送至无线终端3的下行链路信号进行调制。解调单元25对来自无线终端3的上行链路信号进行解调。解码单元26对解调后的上行链路信号进行解码。用户数据接收管理单元27管理从无线终端3接收的用户数据。控制器单元35包括通信等级管理单元91、通信质量管理单元41、无线资源管理单元42、发送等待缓冲器44、设定单元45和切换通知单元43。通信等级管理单元91管理当前下行链路信号的通信等级。图4是说明通信等级的示意图。参照图4，基于DL-MMO通信模式和MCS设定通信等级。例如在通信等级为“ I ”的情况中，DL-MIMO通信模式为“MATRIX-A”，MCS为“QPSK1/2”以及每时隙的传输量为Dl比特。在通信等级为“9”的情况中，MMO通信模式为"MATRIX-B", MCS为“64QAM 1/2”以及每时隙的传输速率为D9比特。当通信等级提高时，传输速率(比特/时隙)增大。在本说明书中通信等级的值增加的情况代表“通信等级提高”，以及在本说明书中通信等级的值减小的情况代表“通信等级降低。而且，对于单一的DL-MMO通信模式，在本说明书中MCS改变为具有高数据率的情况代表“MCS等级提高”，以及在本说明书中MCS改变为具有低数据率代表“MCS等级降低”。通信质量管理单元41从各个无线终端3接收与下行链路信号的载波干扰噪声t匕(CINR)和误包率(PER)有关的通知，并存储所通知的载波干扰噪声比(CINR)和误包率(PER)0无线资源管理单元42管理与一个或多个无线终端无线通信的无线资源的使用状况。特别地，无线资源管理单元42管理哪个无线终端使用OFDMA帧的下行链路用户数据域，而且还管理是否有可用的空闲时隙。而且，无线资源管理单元42管理为与所使用的下行链路用户数据域有关的通信设定哪个通信等级。发送等待缓冲器44通过网络5存储从通信控制装置4接收的用户数据。在从发送方无线终端接收到ACK之后，删除发送等待缓冲器44中的用户数据。设定单元45基于具有无线基站2和一个或多个对应无线终端的通信系统的能力，将与通信对方的一个以上其他无线终端有关的DL-MMO通信模式从MATRIX-A切换至MATRIX-B。特别地，在OFDMA帧的下行链路用户数据域中没有可用的空闲时隙的情况下，设定单元45计算单位时间由无线基站2经由网络5从通信控制装置4接收的、存储在发送等 待缓冲器44中且待发送至一个或多个无线终端的用户数据的量，作为单位时间必须发送的数据量。例如，设定单元45通过将在过去十秒钟内接收到的用户数据的比特数目D除以十秒钟得到的D/10(比特/秒)进行计算，作为单位时间必须发送的数据量。而且，在OFDMA帧的下行链路数据域中没有可用的空闲时隙的情况下，设定单元45根据OFDMA帧中的时隙，计算单位时间内可发送的数据总量。例如，在无线终端A建立的通信中的时隙数为SA且通信等级为“1”，以及在无线终端B建立的通信中的时隙数为SB且通信等级为“3”的情况下，设定单元45根据表达式(D1XSA+D3XSB) Xf (比特/秒)计算单位时间可发送的数据总量,其中f代表一秒内OFDM帧数。在OFDMA帧的下行链路用户数据中没有可用的空闲时隙并且单位时间必须发送的数据量超过使用OFDMA帧中的时隙单位时间可发送的数据总量的情况下，设定单元45将一个以上其他无线终端中DL-MMOT通信模式为MATRIX-A且CINR等于或大于预定值的至少一个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。设定单元45基于来自通信质量管理单元41的误包率(PER)，在相同的MMO通信模式下切换MCS。特别地，设定单元45在误包率(PER)等于或小于1%的情况下提高MCS，以及在误包率(PER)等于或大于5%的情况下降低MCS。切换通知单元43将与下行链路信号的DL-MMO通信模式和MCS有关的通知的信号输出至具有由设定单元45切换的通信等级的无线终端。(操作)图5是根据第一实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的流程图。参照图5，设定单元45从无线资源管理单元42获取与帧的下行链路用户数据域中是否存在可用的空闲时隙有关的信息(步骤SlOl)。接下来，在没有可用的空闲时隙(步骤SlOl中为“是”)的情况下，设定单元45计算单位时间经由网络5从通信控制装置4接收且存储在发送等待缓冲器44中的用户数据的量Al。单位时间接收的用户数据的量Al指示单位时间必须发送的数据的量(步骤S102)。接下来，设定单元45根据与正在通信的各个无线终端相关的所分配的时隙数以及由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率，计算单位时间可发送的数据量。设定单元45计算各无线终端单位时间可发送的数据量的和，作为单位时间可发送的数据的总量Rl (步骤S103)。
在单位时间接收的用户数据的量A大于单位时间可发送的数据的总量Rl (步骤S104中为“是”)的情况下，设定单元45确定是否存在DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端。在存在DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端(步骤S105中为“是”)的情况下，设定单元45还从通信质量管理单元41获取DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端的 CINR (步骤 S106)。在所获取的CINR的最大值等于或大于阈值THl (步骤S 107中为“是”)的情况下，设定单元45将具有该最大CINR的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，而且还切换MCS的等级(步骤S108)。接下来，程序返回步骤S103。在步骤S103中，设定单元45再次计算单位时间可发送的数据的总量R1。这么做的原因如下。即，因为切换至MATRIX-B的无线终端的传输速率改变，所以数据的总量Rl也改变。如上所述，根据第一实施方式，在没有可用的空闲时隙且单位时间必须发送的 数据量超过单位时间可发送的数据的总量的情况下，通过将至少一个无线终端切换至MATRIX-B使单位时间可发送的数据的总量增加是可能的。[第二实施方式]在第二实施方式中，当与QoS (服务质量)有关的MRTR的总值(指示保留的资源)超过全部无线资源的例如70%时，将至少一个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(配置)图6是根据本发明的第二实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图6，根据第二实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。QoS管理单元47管理与一个或多个对应无线终端的服务流的QoS。特别地，QoS管理单元47将MRTR (最小保留传送速度)即单位时间的最小保留传送速度作为QoS管理。设定单元63和服务流生成单元46根据通过将帧的下行链路用户数据域中时隙的总数除以对应无线终端数得到的时隙数，计算每个通信对方的无线终端单位时间可发送的数据量，并且对单位时间可发送的数据流、关于所有通信对方的无线终端计算的量求和，以计算单位时间可发送的数据总量。例如，在与通信等级设为“I”的无线终端A和与通信等级设为“3”的无线终端B通信的情况下，设定单元63根据表达式(D1XASL/2+D3XASL/2) Xf (帧/秒)计算单位时间可发送的数据总量，其中f 代表在一秒内的OFDMA帧数，ASL代表下行链路用户数据域中时隙的总数。在本文中，根据时隙的总数中均匀划分和分配给无线终端A和无线终端B的时隙数而非当前分配给无线终端A和无线终端B的时隙数，计算单位时间可发送的数据的总量。在当前建立的服务流的MRTR的总和不超过单位时间可发送的数据总量的情况下，服务流生成单元46生成新的服务流。在当前建立的服务流的MRTR的总和与单位时间可发送的数据总量的比值超过预定阈值的情况下，设定单元63将DL-MMO通信模式为MATRIX-A的一个或多个无线终端中CINR等于或大于预定值的至少一个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(操作)
图7是根据本发明的第二实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的流程图。参照图7，设定单元63从QoS管理单元47获取当前建立的一个或多个服务流的MRTR，并且计算一个或多个服务流的MRTR的和S I (步骤S201)。接下来，设定单元63通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙的总数ASL除以正在通信的无线终端数N来计算时隙数SL (步骤S202)。接下来，对于第“ i ”个无线终端(i=l至N，N :正在通信的无线终端的总数)，设定单元63根据时隙数SL、由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率、以及单位时间的帧数，计算基于时隙数SL的单位时间可发送的数据量di (步骤S203)。设定单元63计算各无线终端单位时间可发送的数据量di的和，作为单位时间可发送的数据的总量R2 (步骤S204)。在MRTR的和SI与单位时间可发送的数据总量R2的比值大于阈值TH2 (例如70%)(步骤S205中为“是”)的情况下，设定单元63确定是否存在DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端。在存在DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端(步骤S206中为“是”)的情况下，设定单元63还从通信质量管理单元41获取DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端的 CINR (步骤 S207)。在所获取的CINR的最大值等于或大于阈值THl (步骤S208中为“是”)的情况下，设定单元63将具有该最大CINR的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，然后设定MCS的等级(步骤S209)。进一步，程序返回步骤S203。在步骤S203中，设定单元63再次计算单位时间可发送的数据总量R2。这么做的原因如下。也就是说，因为切换至MATRIX-B的无线终端的传输速率改变，因此数据总量Rl也改变。如上所述，根据第二实施方式，在当前建立的服务流的MRTR的和与单位时间可发送的数据总量的比值超过预定阈值的情况下，通过将少一个无线终端切换至MATRIX-B使单位时间发送的数据总量增加是可行的。结果是，使无线资源留有余量，甚至在存在请求通信的新无线终端的情况下也能够将该无线终端作为通信对方加入。[第三实施方式]在第三实施方式中，将MRTR (指示保留的资源)的总值超过单位时间可发送的数据量的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(配置)图8是根据本发明的第三实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图8，根据第三实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。 QoS管理单元47管理与一个或多个通信对方无线终端的服务流的QoS。特别地，QoS管理单元47将MRTR (最小保留传送速度)即单位时间的最小保留传送速度作为QoS管理。在当前建立的服务流的MRTR的和未超过单位时间可发送的数据的总量的情况下，服务流生成单元46生成新的服务流。设定单元64根据通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙的总数除以通信对方无线终端数得到的时隙数，计算与每个无线终端相关的单位时间可发送的数据量。在存在作为新的通信对方无线终端的情况下，设定单元64确定是否存在CINR等于或大于预定值且通信模式为MATRIX-A的无线终端。在存在该无线终端的情况下，当满足下面条件(A)时，设定单元64将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(A)与无线终端相关的服务流的MSTR的总值大于无线终端单位时间可发送的数据量。(操作)图9是根据本发明的第三实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的流程图。参照图9，在存在成为新的通信对方无线终端(步骤S401中为“是”)的情况下，设定单元64设定i=l (步骤S402)，并且做出关于第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式的切换的判断。在第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式为MATRIX-A (步骤S403中为“是”)的情况下，设定单元64从通信质量管理单元41获取第“ i ”个无线终端的CINR。在第“i”个无线终端的CINR等于或大于阈值THl (步骤S404中为“是”)的情况下，设定单元64通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙数除以正在通信的无线终端的数目N，计算时隙数SL (步骤S405)。接下来，对于第“i”个无线终端，设定单元根据时隙数SL以及由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率，计算基于时隙数SL的单位时间可发送的数据量di (步骤S406)。设定单元64从QoS管理单元47获取与第“i”个无线终端有关的当前建立的一个或多个服务流的MSTR，并且计算一个或多个服务流的MSTR的总值MSi (步骤S407)。在MSTR的总值MSi大于单位时间可发送的数据量di (步骤S408中为“是”)的情况下，设定单元64将第“ i ”个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，并且设定MCS的等级(步骤S409)。当“i”不等于通信对方无线终端的数目N (步骤S410中为“否”)时，设定单元64将“i”递增I (步骤S411)，然后程序返回步骤S403。如上所述，根据第三实施方式，对于各个通信对方无线终端，在DL-MMO通信模式为MATRIX-A且可发送的数据量小于允许发送的数据量的情况下，将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。因此，能够增加可发送的数据量并且防止数据被丢弃。[第四实施方式]在第四实施方式中，将MRTR (指示保留的资源)的总值超过单位时间可经历发送处理的数据量的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(配置)图10是根据本发明的第四实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图10，根据第四实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。 QoS管理单元47管理与一个或多个通信对方无线终端相关的服务流的QoS。特别地，QoS管理单元47将MRTR (最小保留传送速度)即单位时间的最小保留传送速度作为QoS管理。在当前建立的服务流的MRTR的和未超过单位时间可发送的数据总量的情况下，服务流生成单元46生成新的服务流。设定单元65根据通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙的总数除以通信对方无线终端的数目得到的时隙数，计算各个无线终端单位时间可发送的数据量。在无线终端成为新的通信对方无线终端的情况下，设定单元65确定是否存在CINR等于或大于预定值且DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端。在存在该无线终端的情况下，当满足下面条件(B)时，设定单元65将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(B)与无线终端相关的服务流的MSTR的总值大于单位时间可由无线终端的CPU进 行发送处理的数据量。(操作)图11是根据本发明的第四实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的流程图。参照图11，在存在成为新的通信对方无线终端(步骤S801)的情况下，设定单元设定i=l (步骤S802)，并且做出关于第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式的切换的判断。在第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式为MATRIX-A (步骤S803中为“是”)的情况下，设定单元65从通信质量管理单元41获取第“i”个无线终端的CINR。在第“i”个无线终端的CINR等于或大于阈值THl (步骤S804中为“是”)的情况下，设定单元65计算第“i”个无线终端的CPU可发送处理的数据量Ci (步骤S805)。接下来，设定单元65从QoS管理单元47获取与第“ i ”个无线终端有关的当前建立的一个或多个服务流的MSTR，并且计算一个或多个服务流的MSTR的总值MSi (步骤S806)。在MSTR的总值MSi大于单位时间可发送处理的数据量Ci (步骤S807中为“是”)的情况下，设定单元65将第“ i ”个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，并且设定MCS的等级(步骤S809)。当“i”不等于通信对方无线终端的数目N (步骤S810中为“否”)的情况下，设定单元65将“i”递增I (步骤S811)，然后程序返回步骤S803。如上所述，根据第四实施方式，对于各个通信对方无线终端，在DL-MMO通信模式为MATRIX-A且可经历发送处理的数据量小于允许发送的数据量的情况下，将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。因此，能够增加可经历发送处理的数据量，并且防止数据被丢弃。[第五实施方式]在第五实施方式中，QoS对容许延迟时间(tolerated latency)的限制得以提高。因此预测数据被丢弃的无线终端的DL-MMO通信模式被切换到MATRIX-B。(配置)图12是根据本发明的第五实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图12，根据第五实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。QoS管理单元47管理与一个或多个通信对方无线终端有关的服务流的QoS。特别地，QoS管理单元47将容许延迟时间作为QoS管理。在当前建立的服务流的MRTR的和未超过单位时间可发送的数据总量的情况下，服务流生成单元46生成新的服务流。
设定单元66根据通过将帧的下行链路用户数据域中时隙的总数除以通信对方无线终端的数目得到的时隙数，计算与各个无线终端相关的每帧可发送的数据量。对于CINR等于或大于预定值且DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端，当满足下面条件(C)时，设定单元66将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(C)由于QoS对容许延迟时间的限制，因此在以当前帧为前同步帧的a个连续帧中的任意一个帧中必须发送的数据量超过一帧中可发送的数据量的a倍。(操作)图13是根据本发明的第五实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的流程图。参照图13，设定单元66设定i=l (步骤S501)，并且做出关于第“i”个无线终端的DL-MIMO通信模式的切换的判断。在第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式为MATRIX-A (步骤S502中为“是”)的情况下，设定单元66从通信质量管理单元41获取第“i”个无线终端的CINR。在第“i”个无线终端的CINR等于或大于阈值THl (步骤S503中为“是”)的情况下，设定单元66通过将帧的下行链路用户数据域中时隙的总数除以正在通信的无线终端的数目N来计算时隙数SL (步骤S504)。接下来，对于第“ i ”个无线终端，设定单元根据时隙数SL以及由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率，计算基于时隙数SL的每帧可发送的数据量dfi (步骤S505)。对于第“i”个无线终端，在以当前帧为前同步帧(即当前帧为第“K”个帧)的a个连续帧的情况下，设定单元66计算以第“K”个至第“(K+ a -I)”个帧中的任意一帧必须发送的数据量Li (步骤S506)。在a个连续帧中的任意一个中必须发送的数据量比每帧可发送的数据量dfi大a倍(步骤S507中为“是”)的情况下，设定单元66将第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，并且设定MCS的等级(步骤S508)。当“i”不等于通信对方无线终端(步骤S509中为“否”)时，设定单元66将“i”递增I (步骤S510)，然后程序返回步骤S502。如上所述，根据第五实施方式，对于每个通信对方无线终端，在DL-MMO通信模式为MATRIX-A且在当前帧为前同步帧的a个连续帧中的任一个中必须发送的数据量比在一个帧中可发送的数据量大a倍的情况下，将DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。因此，能够增加在一个帧中可发送的数据量，并且可防止数据被丢弃。[第六实施方式]在第六实施方式中，将单位时间经由网络5接收的数据量超过单位时间可发送的数据量的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(配置)图14是根据本发明的第六实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图14，根据第六实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。设定单元61计算单位时间由无线基站2经由网络5从通信控制装置4接收且待发送至各个无线终端的用户数据量，作为单位时间必须发送的数据量。设定单元61根据通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙的总数除以通信对方无线终端的数目得到的时隙数，计算各个无线终端中单位时间可发送的数据量。设定单元61将大小为SZ的域设定为发送等待缓冲器44中可供各个无线终端使用的发送等待缓冲器，其中SZ是通过将 发送等待缓冲器44的大小除以通信对方的无线终端的数目得到的。对于CINR等于或大于预定值且DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端，当满足下面要求(D)时，设定单元61将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(D)可供无线终端使用的发送等待缓冲器44变满，并且单位时间必须发送的数据量超过单位时间可发送的数据量。(操作)图15是根据本发明的第六实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换操作的程序的示意图。参照图15，设定单元61设定i=l (步骤S601)，并且做出关于第“i”个无线终端的DL-MIMO通信模式的切换的判断。在第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式为MATRIX-A (步骤S602中为“是”)的情况下，设定单元61从通信质量管理单元41获取第“i”个无线终端的CINR。在第“i”个无线终端的CINR等于或大于阈值THl (步骤S603中为“是”)且可供第“i”个无线终端使用的发送等待缓冲器44已满(步骤S604中为“是”)的情况下，设定单元61通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙总数除以正在通信的无线终端的数目N来计算时隙数SL (步骤S605)。接下来，对于第“ i ”个无线终端，设定单元根据时隙数SL以及由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率，计算基于时隙数的单位时间可发送的数据量di (步骤S606)。设定单元61计算单位时间经由网络5从通信控制装置4接收且存储在发送等待缓冲器44中的第“i”个无线终端的用户数据量Ai。单位时间接收的第“i”个无线终端的用户数据量Ai指示单位时间必须发送至第“i”个无线终端的数据量(步骤S607)。在单位时间接收的用户数据量Ai大于单位时间可发送的数据量di (步骤S608中为“是”)的情况下，设定单元61将第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B(步骤 S609)。当“i”不等于通信对方无线终端的数目N (步骤S610中为“否”)时，设定单元61将“i”递增I (步骤S611)，然后程序返回步骤S602。如上所述，根据第六实施方式，对于各个通信对方无线终端，在可供各个无线终端使用的发送等待缓冲器已满且单位时间必须发送的数据量超过单位时间可发送的数据量的情况下，将DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。因此，能够增加单位时间可发送的数据量，并且可防止数据被丢弃。[第七实施方式]在第七实施方式中，将每帧可发送的数据量小于可在一个帧中使用的发送等待缓冲器的大小的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(配置)图16是根据本发明的第七实施方式的无线基站的配置的示意图。参照图16，根据第七实施方式的无线基站与根据第一实施方式的无线基站的区别在于以下几点。设定单元62根据通过将帧的下行链路用户数据域中的时隙的总数除以通信对方无线终端的数目得到的时隙数，计算与各个无线终端相关的一个帧中可发送的数据量。设定单元62将大小为SZ的域设定为发送等待缓冲器44中可供各个无线终端使用的发送等待缓冲器，其中SZ是通过将发送等待缓冲器44的大小除以通信对方的无线终 端的数目得到的。设定单元62将可供各个无线终端使用的发送等待缓冲器44的大小除以由HARQ(混合自动重复请求)指定的重传周期的帧数得到的值作为每帧可使用的大小。在成为新的通信对方的无线终端的情况下，设定单元62判断是否存在CINR等于或大于预定值且DL-MMO通信模式为MATRIX-A的无线终端。在存在无线终端的情况下，当满足下面的要求(E)时，设定单元62将无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。(E)每帧可发送的数据量小于无线终端可使用的发送等待缓冲器44的大小中每帧可使用的大小。(操作)图17是根据本发明的第七实施方式由无线基站执行的DL-MMO通信模式切换的操作步骤的流程图。参照图17，在成为新的通信对方的无线终端(步骤S701中为“是”)的情况下，设定单元62设定i=l (步骤S702)，并且做出关于第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式的切换的判断。在第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式为MATRIX-A (步骤S703中为“是”)的情况下，设定单元62从通信质量管理单元41获取第“i”个无线终端的CINR。在第“i”个无线终端的CINR等于或大于阈值THl (步骤S704中为“是”)的情况下，设定单元62通过将帧的下行链路用户数据域中时隙的总数除以正在通信的无线终端的数目N，计算时隙数SL (步骤S705)。接下来，对于第“ i ”个无线终端，设定单元根据时隙数SL以及由DL-MMO通信模式和调制模式设定的传输速率，计算基于时隙数SL的每帧可发送的数据量dfi (步骤S706)。设定单元62计算用于第“i”个无线终端的发送等待缓冲器44的缓冲器大小中的每帧可使用的缓冲器大小Bi。特别地，设定单元62将第“i”个无线终端可使用的发送等待缓冲器44的大小除以重传周期的帧数而得到的值作为每帧可使用的大小。在每帧可使用的缓冲器大小Bi大于每帧可发送的数据量dfi (步骤S708中为“是”)的情况下，设定单元62将第“i”个无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，并且设定MCS的等级(步骤S709)。当“i”不等于通信对方的无线终端的数目N (步骤S710中为“否”)时，设定单元62将“i”递增I (步骤S711)，然后程序返回步骤S703。如上所述，根据第七实施方式，对于各个通信对方的无线终端，在每帧可发送的数据量小于各个无线终端可使用的发送等待缓冲器的大小中的每帧可使用的大小的情况下，将DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B。因此，能够增加每帧可发送的数据量，并且能够最大化地利用发送缓冲器。(修改实施例)本发明不限于前述的实施方式，但是可包括下面的修改实施例。( I)根据第一实施方式的切换表在本发明的实施方式中，设定单元基于来自通信质量管理单元41的误报率(PER)，执行相同的MMO通信模式下的MCS的切换，但是本发明不限于此。例如，设定单元可切换至与所测量的下行链路信号的载波干扰噪声比(CINR)对应的通信等级。(2)非空间复用模式/空间复用模式在本发明的实施方式中，对在WiMAX通信系统中从非空间复用模式(DL MIMOMATRIX-A)到空间复用模式(DL MIMO MATRIX-B)的切换进行了描述；然而本发明不限于此。本发明还可适用于在其他通信系统中从非空间复用模式切换至空间复用模式。( 3 )下行链路信号的通信质量在本发明的实施方式中，在上行链路帧中将下行链路信号的通信质量(PER、CINR)从无线终端发送至无线基站，然而本发明不限于此。例如，在无线基站方处理ARQ (自动重传请求)或HARQ (混合自动重传请求)的情况下，可基于NACK (否定确认)信号计算通信质量。
(4) CINR在本发明的实施方式中，仅将CINR等于或大于阈值THl的无线终端的DL-MMO通信模式切换至MATRIX-B，但是本发明不限于此。例如，可仅将具有成功切换至MATRIX-B的无线终端即在切换至MATRIX-B之后的短时间内不会切换至MATRIX-A的无线终端的DL-MIMO通信模式切换至MATRIX-B。(5)无线终端的速率信息及其他上行链路子帧可包含用于发送诸如与测距信号的发送周期(测距周期)有关的信息和无线终端的速率信息的控制信息的消息。在本文中，无线终端的速率信息是与无线终端的消息响应速率有关的信息。而且，该速率信息可包含与无线终端的通信速率和无线终端的移动速率有关的信息。应理解，所公开的实施方式仅是示例性的，并且不对各个方面进行限制。本发明的范围由所附的权利要求而非前述说明来限制，各种类型的改变包含在与权利要求等同的含义和范围内。参考标记列表I无线通信系统，2第一通信装置(无线基站)，3、3a至3n第二通信装置(无线终端)，10、11天线，12发送单元，13接收单元，14MAC层处理单元，15、20RF单元，16CP去除单元，17FFT单元，18,23子载波安置单元，2ICP添加单元，22IFFT单元，24多天线接收信号处理单元，25解调单元，26解码单元，27用户数据接收管理单元，32调制单元，33编码单元，34用户数据发送管理单元，35控制器单元，41通信质量管理单元，42无线资源管理单元，43切换通知单元，44发送等待缓冲器，45、61至66设定单元，46服务流通知单元，47QoS管理单元，91通信等级管理单元。
权利要求
1.通信装置，包括 多个天线； 设定单元，将通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式设定成非空间复用模式或空间复用模式；以及 发送处理单元，基于所设定的通信模式，处理针对所述通信对方的一个以上其他通信装置的发送信号，以将处理后的信号输出至所述多个天线； 所述设定单元基于具有本装置和所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信系统的能力，将所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式的设定从所述非空间复用模式切换至所述空间复用模式。
2.如权利要求I所述的通信装置，还包括 资源管理单元，管理所述通信装置与所述通信对方的一个以上其他通信装置之间的无线通信中的无线资源的使用状况，其中 所述设定单元基于所述无线资源的使用状况，将所述一个以上其他通信装置中通信模式为所述非空间复用模式的至少一个通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
3.如权利要求2所述的通信装置，其中， 当帧的用户数据域中不存在可用的空闲时隙，并且基于所述帧中的时隙，单位时间必须发送的数据量超过单位时间可发送的数据总量时，所述设定单元将所述一个以上其他通信装置中通信模式为所述非空间复用模式的至少一个通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
4.如权利要求3所述的通信装置，其中， 所述设定单元计算单位时间由所述通信装置经由网络从通信控制装置接收的用户数据量，作为单位时间必须发送的数据量。
5.如权利要求I所述的通信装置，还包括 QoS管理单元，管理所述通信装置与所述一个以上其他通信装置之间的服务流的QoS，其中， 所述设定单元基于所述QoS，将所述一个以上其他通信装置中通信模式为所述非空间复用模式的至少一个通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
6.如权利要求5所述的通信装置，还包括 服务流生成单元，在当前建立的服务流的最小保留传送速度的总值未超过单位时间可发送的数据量的情况下，生成新的服务流，其中， 在当前建立的服务流的最小保留传送速度与单位时间可发送的数据量的比值超过预定的阈值的情况下，所述设定单元将所述一个以上其他通信装置中通信模式为所述非空间复用模式的至少一个通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
7.如权利要求6所述的通信装置，其中， 所述设定单元根据通过将帧的用户数据域中时隙的总数除以所述通信对方的其他通信装置的数目而得到的时隙数，通过计算针对每个所述通信对方的其他通信装置的单位时间可发送的数据量，以及通过对所计算的针对全部所述通信对方的其他通信装置的单位时间可发送的数据量求和，计算单位时间可发送的数据总量。
8.如权利要求I所述的通信装置，其中，所述设定单元将通信模式为所述非空间复用模式的所述一个以上其他通信装置中的通信质量等于或大于预定值的至少一个通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
9.如权利要求I所述的通信装置，还包括 QoS管理单元，管理所述通信装置与所述通信对方的一个以上其他通信装置之间的服务流的QoS，其中 所述设定单元基于所述通信装置与通信模式为所述非空间复用模式的每个所述其他通信装置之间的服务流的QoS，将每个所述通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
10.如权利要求9所述的通信装置，其中， 在存在成为新的通信对方的其他通信装置并且所述通信装置与通信模式为所述非空间复用模式的每个通信装置之间的一个或多个服务流的最大维持传送速度的总值大于每个所述通信装置单位时间可发送的数据量的情况下，所述设定单元将每个所述通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
11.如权利要求9所述的通信装置，其中， 在存在成为新的通信对方的其他通信装置并且所述通信装置与通信模式为所述非空间复用模式的每个通信装置之间的服务流的最大维持传送速度等于或小于每个所述通信装置单位时间可发送处理的数据量的情况下，所述设定单元将每个所述通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
12.如权利要求9所述的通信装置，其中， 对于通信模式为所述非空间复用模式的其他通信装置中的每一个，由于QoS对容许延迟时间的限制，在以当前帧为前同步帧的α个连续帧中的任意一个帧中必须发送的数据量超过一帧中可发送的数据量的α倍的情况下，所述设定单元将所述通信模式切换至所述空间复用模式。
13.如权利要求9所述的通信装置，其中， 所述设定单元仅将通信质量等于或大于预定值的其他通信装置的通信模式切换至所述空间复用模式。
14.如权利要求I所述的通信装置，其中， 对于通信模式为所述非空间复用模式的其他通信装置中的每一个，在可供每个所述其他通信装置使用的发送等待缓冲器已满且单位时间必须发送的数据量超过单位时间可发送的数据量的情况下，所述设定单元将所述通信模式切换至所述空间复用模式。
15.如权利要求14所述的通信装置，其中， 所述设定单元根据通过将帧的用户数据域中的时隙的总数除以所述通信对方的其他通信装置的数目得到的时隙数，计算每个所述通信装置单位时间可发送的数据量。
16.如权利要求14所述的通信装置，其中， 所述设定单元计算单位时间由所述通信装置经由网络从通信控制装置接收的且将被发送至每个所述其他通信装置的用户数据量，作为单位时间必须发送的数据量。
17.如权利要求I所述的通信装置，其中， 在存在成为新的通信对方的其他通信装置的情况下，对于通信模式为所述非空间复用模式的每个其他通信装置，每帧可发送的数据量小于可供每个所述通信装置使用的发送等待缓冲器的大小中每帧可使用的大小的情况下，所述设定单元将通信模式切换至所述空间复用模式。
18.如权利要求17所述的通信装置，其中， 所述设定单元根据通过将帧的用户数据域中的时隙的总数除以所述通信对方的其他通信装置的数目得到的时隙数，计算每个所述通信装置在每帧中可发送的数据量。
19.如权利要求17所述的通信装置，其中， 所述设定单元将可供每个所述通信装置使用的所述发送等待缓冲器的大小除以重传周期的帧数而获得的值作为每帧可使用的大小。
20.用于通信装置的通信方法，所述通信装置包括多个天线，所述方法包括以下步骤 将通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式设定成非空间复用模式或空间复用模式；以及 基于所设定的通信模式，处理针对所述通信对方的一个以上其他通信装置的发送信号，以将处理后的信号输出至所述多个天线，其中， 所述设定单元基于具有本装置和所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信系统的能力，将所述通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式的设定切换至所述空间复用模式。
全文摘要
设定单元(45)将用于通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式设定成非空间复用模式或空间复用模式。设定单元(45)基于具有本装置和通信对方的一个以上其他通信装置的通信系统的能力，将通信对方的一个以上其他通信装置的通信模式从非空间复用模式切换至空间复用模式。发送单元(13)基于设定的通信模式，对针对一个以上其他通信装置的发送信号进行处理，以将处理后的信号输出至多个天线(10，11)。
文档编号H04J99/00GK102714804SQ20118000611
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年1月15日
发明者佐藤义三, 古贺崇史, 宫田健雄 申请人:京瓷株式会社