基站装置及无线通信方法制造方法及图纸

一种基站装置及无线通信方法。具有多个天线，可以自适应地改变指向性的基站（１），在与空分复用传输对应的空分复用对应移动站（２）、和与空分复用传输未对应的空分复用未对应移动站（３）混在通信区域（５）内的环境下，使用规定的空分复用传输评价基准以及空分多址评价基准，进行同时进行空分复用传输（ＳＤＭ）和空分多址（ＳＤＭＡ）的移动站的分配。提供一种根据该无线通信方法，最大限度地利用空间的自由度、改善通信容量的无线通信系统。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于2003年12月5日提出的、申请号为200380100731.3、专利技术名称为“无线通信系统、无线通信方法及无线通信装置”的专利技术申请的分案申请。 
本专利技术涉及使用空分多址及空分复用传输的无线通信系统，特别涉及在对应空分复用传输的移动站和未对应的移动站混在通信区域内时，根据传输环境或通信量状态等，对空分多址及空分复用传输的同时或者哪一方的适用可能性进行判定和适用的无线通信系统、无线通信方法及其装置。 
技术介绍
近年来，对无线通信的大容量化、高速化的要求提高，对提高有限频率资源有效利用率的方法的研究较广泛，作为其中的一个方法，利用空间区域的方法受到关注。空间区域利用技术之一是自适应阵列天线(自适应天线)，通过根据乘算接收信号的加权系数(以下称“权重”)调整振幅和相位，可以加强接收从所希望方向到来的信号，抑制干扰波方向，由此可以改善系统的通信容量。 另外，作为利用空间区域的其他技术，有通过利用在传输路中的空间的正交性，使用同一时刻、同一频率、同一编码的物理信道，将不同的数据序列，(1)传输给不同的移动站的空分多址(以下称“SDMA”。但是，SDAM是Space Division Multiple Access的略称)技术，(2)有传输给相同的移动站的空分复用(以下称“SDM”。但是，SDM是Space DivisionMultiplex的略称)技术。SDMA技术，在特开2002-261670号公报或文献T.Ohgane et al，“A study on a channel allocation scheme with an adaptive array in SDMA，”(IEEE 47th VTC，Page(s)：725-729 vol.2 1997)已信息公开，如果移动站间的空间相关系数比规定值低，那么SDMA是可能的，可以改善无线通信系统的效率、同时用户收容数。 另一方面，SDM技术，在特表2001-505723号公报或文献G.J.Foschini，“Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas，”(Bell Labs Tech.J，pp.41-59，Autumn 1996)中已信息公开，发射机及接收机都具有多个天线元件，在天线间的接收信号的相关性低的传输环境下可以实现SDM传输。这时候，从发射机具有的多个天线，对每个天线元件，使用同一时刻、同一频率、同一编码的物理信息发送不同数据序列，在接收机一侧，从接收机具有的多个天线的接收信号中，根据不同的数据序列分离接收。由此，通过使用多个空分复用信道，可以不用多值调制达到高速化。当进行SDM传输时，在充分的S/N(信噪比)条件下的收发机间存在多数散乱体的环境下，在发射机和接收机具有同数的天线的基础上，可以与天线数成比例地扩大通信容量。 但是，在现有的SDM技术中，因为最大的空分复用数在发送一侧及接收一侧的天线数少的一方受限制，所以当收发的天线数存在偏差时，有时不能根据传输环境有效利用-->空分复用。特别是在基站一侧，因为可以比移动站多设置天线元件数，所以在从基站向移动站发送时，发生基站一侧的空间自由度产生余力的情况。另外，为了使SDM与移动站对应，需要多个天线、多个发送系或接收系、用于分离空分复用的信号的信号处理部，从而导致高成本。为此，考虑到与SDM未对应的移动站也混在通信区域内的情况，需要在空分复用对应的移动站与未对应的移动站混在情况下的空分多址方法。另外，当进行SDMA时，通常使用基于指向性波束的空分。进而在此基础上当进行SDM时，因为波束间的空间相关性变高，所以一般情况下成为不适合SDM的传输条件。 
技术实现思路
本专利技术的无线通信系统，其特征在于，在具有多个天线能够自适应地改变指向性的基站、与空分复用传输对应的空分复用对应移动站、和未对应空分复用传输的空分复用未对应移动站混在通信区域内的环境下，使用规定的空分复用传输评价基准及空分多址评价基准，同时进行空分复用传输和空分多址。 另外，本专利技术涉及的无线通信系统，具有：与空分复用传输对应的空分复用对应移动站；与空分复用传输未对应的空分复用未对应移动站；和基站，该基站包括：对于向分配给通信区域内的空分复用传输的空分复用对应移动站进行空分复用传输的发送数据序列，进行提高进行所述空分复用传输的传输路的正交性的权重处理的部分空间正交化单元；对于对分配给通信区域内的空分多址的空分多址移动站的发送数据序列和所述部分空间正交化单元的输出，向所述空分复用对应移动站或所述空分多址移动站的发送波束，形成降低向同时连接的其他移动站的干扰的所述发送波束的波束形成部；和发送所述发送波束的多个天线。 另外，本专利技术涉及的无线通信系统中的基站装置的所述波束形成部进行的、降低干扰的所述发送波束的形成，根据对所分配的空分多址移动站的所述发送数据序列或所述部分空间正交化单元的输出，形成所述发送波束，以使正交同时连接的其他移动站的信道估算矩阵波束。 由此，因为可以同时进行空分复用传输和空分多址，可以选择能够使用空间区域的复用的移动站，所以具有可以有效活用空分复用的作用。 本专利技术涉及的无线通信方法，具有如下步骤：基站装置根据对空分复用对应移动站及空分复用未对应移动站的信道估算矩阵和接收质量，算出空分复用传输评价基准及空分多址评价基准的步骤；所述基站装置根据所述空分复用传输评价基准将所述空分复用对应移动站分配给空分复用传输，对于向该分配的空分复用对应移动站进行空分复用传输的发送数据序列，进行提高在进行所述空分复用传输的传输路中的正交性的加权处理的步骤；所述基站装置根据所述空分多址评价基准将所述空分复用对应移动站及空分复用未对应移动站分配给空分多址，对于对该分配的所述空分多址移动站的发送数据序列、和进行所述加权处理的空分复用传输的发送数据序列，向所述空分复用对应移动站或所述空分多址移动站的发送波束，形成降低向同时连接的其他移动站的干扰的所述发送波束，并从所述基站天线发送的步骤。 另外，本专利技术涉及的无线通信方法，其特征在于，还具有如下步骤：基站装置从N个天线对每个天线发送已知信号的步骤；空分复用对应移动站及空分复用未对应移动站，-->对具有的总数M个天线的每一个，使用N个所 述已知信号的接收结果，来测定由N×M个信道估算值构成的信道估算矩阵，进而测定接收质量的步骤；所述空分复用对应移动站及所述空分复用未对应移动站，经由通信线路将所述信道估算矩阵及所述接收质量传输给所述基站装置的步骤，所述基站装置进行的、降低干扰的所述发送波束的形成，根据对所分配的所述空分多址移动站的发送数据序列和进行所述加权处理的空分复用传输的发送数据序列，形成所述发送波束，以使正交同时连接的其他移动站的信道估算矩阵波束。 由此，根据信道估算值及接收质量信息，可以进行空分复用传输和空分多址的适用的判定。 另外，本专利技术涉及的无线通信方法，其特征在于，已知信号从N个基站天线，使用不同的编码序列，对每个天线通过时分复用进行发送，具有可以在移动站测定每个基站天线的信道估算值的作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基站装置，用于与多个移动站进行通信，包括：判定单元，判定在所述多个移动站中第１移动站是否为空分复用对应移动站，并判定与所述第１移动站不同的第２移动站是否为与所述第１移动站能够同时进行空分多址连接的移动站；加权单元，在所述判定单元判断为所述第１移动站是空分复用对应移动站时，为了提高进行空分复用传输的传输路正交性，对往所述第１移动站进行空分复用发送的第１发送数据序列进行加权；波束形成单元，在所述判定单元中，所述第１移动站被判断为是空分复用对应移动站，同时所述第２移动站被判断为是与所述第１移动站能够同时进行空分多址连接的移动站时，为了进行所述第１发送数据序列的空分复用发送，形成对应于所述加权单元的输出的多个第１发送波束，形成对应于对所述第２移动站的由空分多址连接而发送的第２发送数据序列；多个天线，使用所述多个第１发送波束发送所述第１发送数据序列，使用所述多个第２发送波束发送所述第２发送数据序列。

【技术特征摘要】
JP 2002-12-5 2002-354103;JP 2003-12-1 2003-4012691.一种基站装置，用于与多个移动站进行通信，包括：判定单元，判定在所述多个移动站中第1移动站是否为空分复用对应移动站，并判定与所述第1移动站不同的第2移动站是否为与所述第1移动站能够同时进行空分多址连接的移动站；加权单元，在所述判定单元判断为所述第1移动站是空分复用对应移动站时，为了提高进行空分复用传输的传输路正交性，对往所述第1移动站进行空分复用发送的第1发送数据序列进行加权；波束形成单元，在所述判定单元中，所述第1移动站被判断为是空分复用对应移动站，同时所述第2移动站被判断为是与所述第1移动站能够同时进行空分多址连接的移动站时，为了进行所述第1发送数据序列的空分复用发送，形成对应于所述加权单元的输出的多个第1发送波束，形成对应于对所述第2移动站的由空分多址连接而发送的第2发送数据序列；多个天线，使用所述多个第1发送波束发送所述第1发送数据序列，使用所述多个第2发送波束发送所述第2发送数据序列。2.根据权利要求1所述的基站装置，所述判定单元进一步判定所述第2移动站是否为空分复用对应移动站；在所述判定单元判断为所述第1移动站以及所述第2移动站都是空分复用对应移动站时，所述加权单元进一步对所述第2移动站进行空分复用发送的第2发送数据序列进行加权；所述波束形成单元进一步形成对应于所述加权单元的输出的多个第2发送波束。3.一种基站装置，用于在存在第1移动站和进行空分复用传输的第2移动站的基站进行数据通信，包括：部分空间正交化单元，根据对所述第1移动站的第1信道估算矩阵和对所述第2移动站的第2信道估算矩阵，生成对发送给所述第2移动站的发送数据序列进行加权的第2权重；波束形成单元，使用在所述部分空间正交化单元生成的所述第2权重形成发送给所述第2移动站的波束。4.根据权利要求3所述的基站装置，所述第2权重是对于所述第1信道估算矩阵正交的权重。5.根据权利要求3或者权利要求4所述的基站装置，当所述第1移动站是不进行空分复用传输的移动站时，由所述波束形成单元形成的对所述第1移动站的发送波束是最大比合成波束。6.根据权利要求3所述的基站装置，所述波束形成单元根据所述第2权重和对于所述第1信道估算矩阵正交的权重即第1权重而形成波束。7.根据权利要求3所述的基站装置，进一步包括：判断单元，用于根据规定的基准对所述第1移动站和所述第2移动站的各自的数据通信所使用的信道进行分配，所述规定的基准各自根据对于所述第1移动站和第2移动站的信道估算值或接收质量算出。8.根据权利要求3所述的基站装置，所述第1信道估算矩阵，根据所述第1移动站所具有的M个天线各自接收的N个已知信号算出的N×M个信道估算值组成，所述第2信道估算矩阵根据所述第2移动站所具有的M个天线各自接收的N个已知信号算出的N×M个信道估算值组成。9.根据权利要求8所述的基站装置，所述已知信号使用基站所具有的N个天线分别用与其他的N-1个天线所用的编码序列都不同的编码序列通过时分复用和/或码分复用进行发送。10.根据权利要求3所述的基站装置，所述第1信道估算矩阵，根据来自所述第1移动站的已知信号进行检测，所述第2信道估算矩阵，根据来自所述第2移动站的已知信号进行检测。11.根据权利要求8所述的基站装置，所述接收质量是接收信号功率对杂音功率比、接收信号功率对干涉功率比、移动站的移动速度、衰减频率估算值以及接收功率的其中之一。12.一种基站装置，用于在存在第1移动站和进行空分复用传输的第2移动站的基站进行数据通信，包括：权重生成单元，用于根据对所述第1移动站的第1信道估...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸上高明，中川洋一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP