发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法制造方法及图纸

本发明专利技术的发送装置(1)具有：发送天线(15‑1～15‑T)，其能够形成分别朝向多个终端的多个波束；以及预编码部(12)，其对从发送天线(15‑1～15‑T)发送的信号进行预编码，使得除了作为发送信号的发送目的地的期望终端和期望终端以外的终端即IUI以外的多个终端的接收功率为阈值以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法
本专利技术涉及进行多用户MIMO(Multiple-InputMultiple-Output：多输入多输出)传输的发送装置、接收装置、通信系统和发送预编码方法。
技术介绍
近年来，作为以有限的频带实现高速传输的无线通信系统，积极地研究了对在发送机接收机双方设置有多个天线的MIMO系统应用空分复用接入(SDMA：SpaceDivisionMultipleAccess)方式的多用户MIMO(MU(Multi-User)-MIMO)系统。在MU-MIMO系统中，相对于具有多个天线的基站，存在多个具有多个天线的终端，基站在同一无线频带中对多个终端同时进行传输。在MU-MIMO系统的下行链路即从基站向终端的方向的通信中，从基站向各终端同时发送信号。因此，一般情况下，在终端的接收信号中，除了面向本终端的信号即期望信号以外，还包含面向其他终端的信号。即，产生由于面向其他终端的信号而产生的干扰即用户间干扰(IUI：Inter-UserInterference)。优选尽可能在与处理量和天线数有关的制约比终端少的基站侧进行IUI对策。因此，在MU-MIMO系统的下行链路中，基站实施被称作预编码的处理作为IUI对策。预编码表示通过对从多个天线发送的多个信号进行加权而形成波束的处理。作为在MU-MIMO系统的下行链路中作为IUI对策进行的代表性的预编码方法，广泛研究了块对角化(BD：BlockDiagonalization)法。例如参照非专利文献1、2。BD法是如下的预编码方法：形成波束空间，使得形成期望终端以外朝向零，即期望终端以外的终端的接收功率为0的指向性。通过对全部终端应用BD方法，能够实现不产生IUI的MU-MIMO系统。由此，能够简化终端中的处理和装置结构。现有技术文献非专利文献非专利文献1：M.Rim,“Multi-userdownlinkbeamformingwithmultipletransmitandreceiveantennas,”Electron.Lett.,vol.38,no.25,pp.1725-1726,Dec.2002.非专利文献2：L.U.ChoiandR.D.Murch,“ATransmitPreprocessingTechniqueforMultiuserMIMOSystemsUsingaDecompositionApproach,”IEEETrans.onWirelessCommun.,vol.3,no.1,pp.20-24,Jan.2004.
技术实现思路
专利技术要解决的课题在存在多个发送天线的情况下，可得到发送分集效果。但是，BD方法进行在期望终端以外朝向零的零陷，因此，由从基站的多个天线发送的多个信号形成的波束的自由度丧失。因此，在应用BD方法的预编码中很难形成波束，使得发送分集效果增加，即改善各终端的接收信号与噪声功率比(SNR：Signal-to-NoisepowerRatio)。特别是在存在大量终端的环境下，由于针对多个终端的零陷而使波束形成的自由度大幅丧失。这样，在BD方法中，存在很难提高发送分集增益这样的课题。本专利技术正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到与BD法相比能够提高发送分集增益的发送装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题并实现目的，本专利技术的发送装置具有能够形成分别朝向多个接收装置的多个波束的多个发送天线。并且，本专利技术的发送装置具有预编码器，该预编码器对从多个发送天线发送的信号进行预编码，使得第3接收装置的接收功率为阈值以下，其中，第3接收装置是除了多个接收装置中的作为发送信号的发送目的地的第1接收装置和作为多个接收装置之一的第2接收装置以外的多个接收装置。专利技术效果本专利技术的发送装置发挥与BD法相比能够提高发送分集增益这样的效果。附图说明图1是示出实施方式1的通信系统的结构例的图。图2是示出实施方式1的基站的结构例的图。图3是示出实施方式1的终端的结构例的图。图4是示出实施方式1的处理电路的结构例的图。图5是示出实施方式1的控制电路的结构例的图。图6是表示示出实施方式1的预编码部中的处理步骤的一例的流程图的图。图7是示出设基站发送天线数T＝16、终端数m＝8、终端接收分支数Nw＝2时的相对于未应用预编码时的平均SNR的应用预编码时的平均SNR的图。图8是表示示出实施方式1的排序部的处理步骤的一例的流程图的图。图9是示出不具有排序部的基站的结构例的图。图10是示出实施方式2的控制站的结构和由控制站控制的基站的图。图11是示出实施方式2的基站的结构例的图。图12是示出实施方式3的基站的结构例的图。图13是表示示出实施方式3的预编码部中的处理步骤的一例的流程图的图。具体实施方式下面，根据附图对本专利技术的实施方式的发送装置、接收装置、通信系统和发送预编码方法进行详细说明。另外，本专利技术不限于该实施方式。实施方式1图1是示出本专利技术的实施方式1的通信系统的结构例的图。如图1所示，本实施方式的通信系统具有基站1和终端2-1～终端2-m。m为2以上的整数。下面，有时将终端2-1～2-m称作用户。并且，在不区分地表示终端2-1～2-m的情况下记作终端2。基站1具有多个天线，终端2-1～2-m具有1个以上的天线。在本实施方式中，对从基站1向终端2的通信即下行链路通信进行说明。因此，基站1是发送装置，终端2是接收装置。在本实施方式的通信系统中，在下行链路通信中使用MU-MIMO方式，基站1对从多个天线发送的发送信号实施预编码，能够形成指向多个终端2的波束。另外，基站1和终端2也可以进行终端2成为发送装置而基站1成为接收装置的通信即上行链路的通信。上行链路的通信方法可以是任意的通信方式。这里，首先对本实施方式中的用语进行说明。下面，将物理上的发送和接收天线称作“天线”，将一个装置具有的多个天线的排列即天线组称作“阵列”。或者，为了简便，有时也将与阵列对应的多个信号排列简称作阵列。并且，将多个发送天线的排列称作“发送阵列”，将多个接收天线的排列称作“接收阵列”。将对发送阵列或接收阵列乘以表示权重的矩阵即权重矩阵的情况下观测到的实际的天线数量称作“分支”。接收侧的分支即接收分支的数量是向接收装置即终端2并行发送的数据的数量，是终端2中相乘的权重矩阵即接收权重矩阵的行数。发送侧的分支即发送分支的数量是发送装置即基站1中相乘的权重矩阵即发送权重矩阵的列数，即是发送预编码的列数。终端2具有的天线的数量没有制约，在天线数按照每个终端2而不同的情况下、接收分支数按照每个终端2而不同的情况下也能够应用本专利技术。但是，为了简化说明，在以下说明中，终端2具有的天线的数量为R(R为1以上的整数)个而与终端无关。并且，在终端2中，设为对接收阵列乘以Nw(Nw≦R)个权重矩阵。因此，从发送装置即基站1观测到的每个终端2的接收分支数为Nw个而与终端2无关。由此，全部终端的分支数即总接收分支数Nw,total为Nw,total＝Σk＝1m(Nw)＝m×Nw。这里，接收阵列中应用的权重是在预编码矩阵的计算中假设的，能够应用任意权重。例如，Nw＝R时的权重可以是单位矩阵，或者也可以是传输路径矩阵的固有向量矩阵，可以对接收权重矩阵使用任意矩阵。另外，在以下说明中，设基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发送装置，其特征在于，所述发送装置具有：多个发送天线，它们能够形成分别朝向多个接收装置的多个波束；以及预编码器，其对从所述多个发送天线发送的信号进行预编码，使得第3接收装置的接收功率为阈值以下，其中，所述第3接收装置是除了所述多个接收装置中的作为发送信号的发送目的地的第1接收装置和作为所述多个接收装置之一的第2接收装置以外的所述多个接收装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.09 JP 2015-1379511.一种发送装置，其特征在于，所述发送装置具有：多个发送天线，它们能够形成分别朝向多个接收装置的多个波束；以及预编码器，其对从所述多个发送天线发送的信号进行预编码，使得第3接收装置的接收功率为阈值以下，其中，所述第3接收装置是除了所述多个接收装置中的作为发送信号的发送目的地的第1接收装置和作为所述多个接收装置之一的第2接收装置以外的所述多个接收装置。2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述第2接收装置的接收功率大于所述阈值。3.根据权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于，对从所述多个发送天线发送的信号乘以用于使所述第3接收装置的接收功率为阈值以下的预编码矩阵即第1矩阵，对乘法结果乘以用于形成指向所述第1接收装置的波束的预编码矩阵即第2矩阵。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的发送装置，其特征在于，根据所述第1接收装置和所述发送装置之间的传输路径矩阵与所述第1接收装置以外的所述接收装置和所述发送装置之间的传输路径矩阵之间的相关性，选定与所述第1接收装置对应的所述第2接收装置。5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的发送装置，其特征在于，根据所述第1接收装置与所述第1接收装置以外的所述接收装置之间的地理上的分离度，选定与所述第1接收装置对应的所述第2接收装置。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的发送装置，其特征在于，所述发送装置具有决定所述接收装置在所述预编码中的顺序的排序部。7.根据权利要求6所述的发送装置，其特征在于，所述排序部实施针对所述接收装置的功率分配，所述预编码器对从所述多个发送天线发送的信号乘以与所述功率分配的结果对应的功率分配矩阵和用于实施所述预编码的预编码矩阵。8.根据权利要求7所述的发送装置，其特征在于，根据注水定理来实施所述功率分配。9.根据权利要求7所述的发送装置，其特征在于，所述功率分配是使所述接收装置中的接收品质均等化的功率分配。10.根据权利要求6所述的发送装置，其特征在于，所述顺序是确定为所述第1接收装置的下一个序号的所述接收装置为与该第1接收装置对应的所述第2接收装置的顺序。11.根据权利要求10所述的发送装置，其特征在于，所述排序部进行排序，使得序号连续的所述接收装置在地理上接近或远离。12.根据权利要求10所述的发送装置，其特征在于，所述排序部进行排序，使得序号连续的所述接收装置的传输路径矩阵间的相关性提高或降低。13.根据权利要求10～12中的任意一项所述的发送装置，其特征在于，所述发送装置具有进行逐次干扰去除的干扰去除部，将由所述排序部排序后的所述多个接收装置中的最后序号的所述接收装置设为所述第1接收装置的预编码矩阵，是用于进行预编码以使除了作为所述第1接收装置以外的所述多个接收装置的第4接收装置的接收功率为阈值以下的矩阵，将所述多个接收装置中的所述最后序号的所述接收装置以外的所述接收装置设为所述第1接收装置的预编码矩阵，是用于进行预编码以使所述第3接收装置的接收功率为阈值以下的矩阵，作为所述逐次干扰去除，所述干扰去除部将与所述最后序号的下一个序号即第一个所述接收装置对应的干扰去除处理排除在外，实施逐次去除在下一个序号的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：西本浩，平明德，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP