专利名称：无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法
技术领域：
本发明涉及无线通信的技术领域，尤其涉及利用多个天线进行通信的无线通信技术。
背景技术：
近年来，为了实现无线通信的高速化及/或高品质化，利用多个天线的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output =MIMO)数据传送受到关注。在ΜΙΜΟ数据传送中， 发送站利用多个发送天线将多个数据以同一频率同时发送，接收站用多个接收天线进行接收并将数据分离，从而能够实现多个数据的并行传送。进而，具有多个天线的发送站与多个接收站之间的MIMO数据传送即多用户 (Multi-User :MU)ΜΙΜΟ的研究正在发展。在MU-MIMO数据传送中，将发送站的多个天线与多个接收站全部的天线之间看作MIMO信道，发送站向各个接收站同时发送单独的数据信号， 多个接收站同时接入，从而能够提高系统吞吐量。在MIMO或MU-MIMO数据传送中，首先需要实现由于将同时并行传送的多个数据 (称为多个层的数据传送)在空间信道中混合，与此相应地，接收站将多个数据分离。作为该实现方法提出了多种方法。例如，在MIMO数据传送中有以下固有波束空分复用(ESDM: Eigen Beam SDM)方式针对MIMO信道，通过MIMO发送处理及MIMO接收处理，在收发站之间形成多个正交的波束，利用这些正交的波束传送多个数据(参照专利文献1)。另一方面， 在MU-MIMO数据传送中，由于接收站之间基本上不能协调，因此发送站需要进行发送处理以使向其他接收站的信号不到达各接收站中。因此，使用发送站主导的MU-MIMO发送处理、 所谓的预编码(参照非专利文献1和非专利文献幻。进而，在各接收站中有多个天线的情况下，能够并用发送站的MU-MIMO发送处理和接收站的MU-MIMO接收处理(参照非专利文献3和非专利文献4)。接着，为了将由接收站分离的数据适当地解调，在MIMO或MU-MIMO数据传送中接收站需要知道对各发送数据(各层)的有效信道。该有效信道被定义为通过MIMO处理或 MU-MIMO发送及/或接收处理而并行传送的数据被接收站分离之后的、各接收数据和对应于该接收数据的发送数据的虚拟信道。即，表示进行MIM0/MU-MIM0的收发处理的结果针对各层得到的变化(增益)。接收站在知道该有效信道即该变化(增益)之后，对各层的数据进行解调、解码。在MIMO传送中，所有接收天线配置在一个接收站中，所以接收站能够推测空间信道的整体，因此如果协定发送站和接收站对数据的MIMO收发处理，则能够计算在该MIMO收发处理中形成的有效信道。另一方面，在MU-MIMO中，各接收站仅能够推测空间信道的一部分，因此不能计算出有效信道。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2005-3^310公报非专利文献
非专利文献1 :3GPP Rl-070236,"Precoding for E-UTRA downlink MIMO，，，LG Electronics, Samsung and NTT-DoCoMo.非专利文献2 :3GPP Rl-090601, "Downlink CoMP Transmission using DPC MIMO", Hitachi.非专利文献3:3GPP Rl-090602，“An Efficient DPC MIMO Scheme for Downlink CoMP in LTE-AHitachi.非专利文献4:3GPP Rl-091180, "Further Considerations on Downlink CoMP Transmission using DPC MIMO，，，Hitachi.非专利文献5:3GPP Rl-092734,"Downlink demodulation RS design for Re 1-9 and beyond，，，Ericsson, ST-Ericsson.发明概要发明要解决的问题如非专利文献3所示，在MU-MIMO的接收站具有多个接收天线的情况下，接收站也能够通过进行MIMO接收处理，来提高MU-MIMO数据传送的吞吐量，但在由发送站计算接收站所使用的MIMO接收处理参数的MU-MIMO方式中，需要将该参数以某种方法通知给接收站。即，为了完成MU-MIMO数据传送，接收站需要取得上述的有效信道增益、MIMO接收处理用参数作为控制信息。但是，关于各接收站如何取得上述控制信息，在上述先行文献中并未公开。在参照空间信道信息推测方法、发送站发送使用了不同的时间或不同的频率或不同的扩散码的多个导频信号而接收站推测控制信息的方法中，需要准备与控制信息的数量对应的资源元素，导致开销增大。另一方面，利用数据传送方法、发送站对控制信息附加数据用预编码矩阵、各接收站接收控制信息的方法存在如下问题通过数据传送用MU-MIMO方式，各接收站不能无干扰地接收被附加了预编码矩阵的控制信息(例如，DPC(Dirty Paper Coding 脏纸码) MU-MIMO方式)。此外，需要取得MIMO接收处理用参数的MU-MIMO传送中存在各接收站不能无干扰地接收被附加了预编码矩阵的控制信息的问题。
发明内容
本发明是考虑上述问题而做成的，其目的在于提供一种在各种MU-MIMO数据传送方式中能够高效率地传送数据接收及解调中使用的控制信息的无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法。用于解决问题的手段为了实现上述目的，在本发明中提供一种无线通信系统，具有多个天线的发送站向多个接收站各自发送单独的数据信号；发送站使用与空间信道有关的信息，向接收站发送在数据信号的收发中使用的控制信息；各个接收站使用接收到的控制信息控制数据信号的接收。此外，为了实现上述目的，在本发明中提供一种无线通信装置，是无线通信系统中的发送基于多用户MIMO方式的数据的无线通信装置，具备无线部，该无线部计算多个接收站所使用的控制信息，基于该控制信息和与空间信道有关的信息，计算控制信息传送用参数，将该控制信息传送用参数和导频信号合成而生成控制信息传送用信号，将生成的控制信息传送用信号发送给多个接收站。进而，为了实现上述目的，在本发明中提供一种无线通信装置，是无线通信系统中的接收基于多用户MIMO方式的数据的无线通信装置，具备无线部，该无线部取得从发送站发送的控制信息，使用取得的控制信息对数据的接收进行控制。根据本发明的优选的方式，构成无线通信系统，具有多个天线的发送站向多个接收站发送基于MU-MIMO方式的数据，发送站具备控制信息计算部，按照MU-MIMO数据传送方式，计算上述多个接收站所使用的控制信息；控制信息传送用参数计算部，基于与空间信道有关的信息，计算控制信息传送用参数；以及控制信息传送用制作部，使用控制信息传送用参数和导频信号，制作控制信息传送用信号；将控制信息传送用信号映射到同一资源元素并发送，多个接收站具备以同一资源元素取得多个控制信息的控制信息取得部。发明效果根据本发明的无线通信系统，能够减轻用于传送控制信息的开销。进而，本发明的系统的控制信息传送方法能够对应于各种MU-MIMO方式。
图1是表示各实施例的使用多用户MIMO(MU-MIMO)传送方式的无线通信系统的概略图。图2A是表示图1的MU-MIMO传送方式的传输路的概念的图。图2B是表示图2A的传输路的空间信道的概念的图。图3是将基于图1的MU-MIMO传送方式的数据传送的有效信道等价表示的图。图4是表示第一实施例的基站装置的主要部分的功能模块的图。图5是表示第一实施例的终端装置的主要部分的功能模块的图。图6是表示第一实施例的无线通信系统的动作的流程图。图7是表示各实施例的基站装置的具体结构的一例的图。图8是表示各实施例的终端装置的具体结构的一例的图。图9是表示第一实施例的基站装置的整体结构的一例的图。图10是表示第一实施例的终端装置的整体结构的一例的图。图11是表示第一实施例的控制信息传送用导频的资源映射模式(pattern)的一例的图。图12是表示第二实施例的基站装置的部分功能模块的图。图13是表示第二实施例的终端装置的部分功能模块的图。图14是表示第二实施例的无线通信系统的动作的流程图。图15是表示以往的控制信息传送用导频的资源映射模式的一例的图。
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式的无线通信系统以及无线通信装置、 无线通信方法。在本说明书中说明本发明的几个实施例，但各实施例的区分在本发明中不是本质的，也可以根据需要使用其他的实施例。本发明能够适用于收发无线信号的无线系统，但以下对适用于蜂窝系统、或者移动通信系统、或者便携电话系统的例子进行说明。图1例示出适用在本说明书中提供的各种实施方式的蜂窝系统。在图1中，一个蜂窝10能够具备一个基站100，该基站100利用多个天线103通过MU-MIMO传送将多个数据向一个以上的终端104、105发送。为了简便说明，在以下的实施例中，基站利用4个发送天线103以同一频率同时向两个终端101、102分别发送两个数据(共计4个数据)。各终端分别利用两个接收天线104、105接收发送给自己的两个数据。发送数据数量、终端数量、 天线数量及其他数值只不过是一例，也可以使用适当的任何数值。106表示从基站103向终端101发送的数据信号和控制信息传送用信号，107表示从终端104向基站103发送的包含与空间信道有关的信息的反馈信号。图2A、图2B是示意地表示图1所示的系统的各种实施例的基站与终端之间的传输路和空间信道的图。在图2A的空间信道中，混合有从与图1的基站100对应的基站200的各发送天线201 204发送的信号，由与图1的终端104、105对应的终端210、220的各接收天线211 222接收。图2B是表示以各收发天线间的传输路为元素的传输路矩阵H的图。HpH2分别表示基站200与终端210之间的空间信道、基站200与终端220之间的空间信道。图3等价地表示与图2A的基站200对应的发送站300与相当于终端210、220的接收站310、320之间的、针对基于MU-MIMO预编码的数据传送数据的有效信道331 334。 关于实现图3的数据的并行传送的有效信道331 334的有效信道的增益gl、g2、g3、g4，在后说明。301 304、311 322分别表示发送站300、接收站310、320的天线。另外，在以下的实施例中，使用进行基于OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing :正交频分复用)信号传送的MU-MIMO传送的无线通信系统来说明，因此表示如下结构基站侧通过IFFTGnverse Fast Fourier Transform 逆快速傅立叶变换)处理部进行OFDM信号变换，终端侧通过FFT (Fast Fourier Transform 快速傅立叶变换)进行 OFDM信号逆变换。但是，使用OFDM信号传送不是本质，也可以在OFDM信号以外的信号传送系统中使用本发明。例如，也可以在CDMA (Code Division Multiple Access 码分多址)或 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access 单载波频分多址)等的信号传送系统中使用。实施例1第一实施例涉及仅通过基站侧的MU-MIMO处理来实现MU-MIMO数据传送的数据传送系统。即，终端侧不进行MIMO接收处理。即，在本实施例中，用于MU-MIMO数据传送的控制信息仅是作为图3所示的有效信道的增益的gl、g2、g3、g40图4表示本实施例的系统的基站(对应于图1的100、图2的200、图3的300)的功能结构的一部分。这里，编码部401、调制部402、MU-MIM0处理实施部403、资源元素映射部405、空间信道推测用导频信号406、IFFTGnverse Fast Fourier Transform 逆快速傅立叶变换)部407、RF(Radio Frequency 射频)发送部408、发送天线409是通常的基站装置所具有的结构。但是，在本实施例的基站中，为了从基站向各终端发送用于MIMO数据传送的控制信息，还追加MU-MIMO处理用参数计算部404、控制信息计算部410、控制信息传送用参数计算部411、控制信息传送用信号生成部412。图4所示的基站首先发送空间信道推测用导频信号406。通过从基站发送的该空间信道推测用导频信号406，终端1和终端2 (对应于图1的101、102、图2的210、220、图3 的310、320)如在后面说明的那样分别推测与基站之间的空间信道Hl和H2，并将包含推测出的Hl和H2的信息即空间信道信息的反馈信号414反馈给基站。基站从来自终端1和终端2的反馈信号414取得作为如下式所示的传送路矩阵的与空间信道H有关的信息。[数学式1] 「//权利要求
1.一种无线通信系统，具有多个天线的发送站向多个接收站中的各个接收站发送单独的数据信号，其特征在于，上述发送站使用与空间信道有关的信息，向上述接收站发送在上述数据信号的收发中使用的控制信息；各个上述接收站使用上述控制信息控制上述数据信号的接收。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，上述发送站使用同一无线资源向多个上述接收站中的各个接收站发送上述控制信息。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于， 上述控制信息是对上述数据信号的有效信道增益。
4.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，与上述空间信道有关的信息是从上述接收站向上述发送站的反馈信号。
5.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，与上述空间信道有关的信息是矩阵式，上述发送站利用上述矩阵式的逆矩阵向上述接收站发送上述控制信息。
6.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，上述发送站使用上述接收站所存储的参照信号和与上述空间信道有关的信息，向上述接收站发送上述控制信息。
7.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，与上述空间信道有关的信息是上述发送站与各个上述接收站之间特有的信息。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其特征在于，上述发送站生成上述接收站的上述控制信息，使用与上述空间信道有关的信息，向上述接收站发送生成的上述控制信息。
9.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，上述数据信号及上述控制信息通过非线性处理从上述发送站发送到上述接收站。
10.一种无线通信装置，是无线通信系统中的发送基于多用户多输入多输出方式的数据信号的无线通信装置，其特征在于，具备无线部，该无线部计算多个接收站所使用的控制信息，基于上述控制信息和与空间信道有关的信息，计算控制信息传送用参数，将上述控制信息传送用参数和导频信号合成而生成控制信息传送用信号，向多个上述接收站发送生成的上述控制信息传送用信号。
11.一种无线通信装置，其特征在于，上述无线部使用同一无线资源向多个上述接收站中的各个接收站发送上述控制信息。
12.如权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于， 上述控制信息是对上述数据信号的有效信道增益。
13.如权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于，与上述空间信道有关的信息是从上述接收站向上述发送站的反馈信号。
14.如权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于， 与上述空间信道有关的信息是矩阵式；上述无线部利用上述矩阵式的逆矩阵向上述接收站发送上述控制信息。
15.如权利要求10所述的无线通信装置，其特征在于，上述无线部使用上述接收站所存储的参照信号和与上述空间信道有关的信息，向上述接收站发送上述控制信息。
16.一种无线通信装置，是无线通信系统中的接收基于多用户多输入多输出方式的数据信号的无线通信装置，其特征在于，具备无线部，该无线部取得从发送站发送的控制信息，并使用所取得的上述控制信息控制上述数据信号的接收。
17.如权利要求16所述的无线通信装置，其特征在于， 上述无线部在同一资源元素中取得多个上述控制信息。
18.—种无线通信方法，在发送站与多个接收站之间发送基于多用户多输入多输出方式的数据信号，其特征在于，上述发送站执行如下步骤计算多个接收站所使用的控制信息的步骤；基于上述控制信息和与空间信道有关的信息，计算控制信息传送用参数的步骤； 将上述控制信息传送用参数和导频合成而制作控制信息传送用信号的步骤；以及发送上述控制信息传送用信号的步骤。
19.如权利要求18所述的无线通信方法，其特征在于， 多个上述接收站中的各个接收站执行如下步骤从接收到的上述控制信息传送用信号取得上述控制信息的步骤；以及使用所取得的上述控制信息进行上述数据信号的接收的步骤。
20.如权利要求18所述的无线通信方法，其特征在于，上述控制信息是上述发送站与上述接收站之间的有效信道增益。
全文摘要
在使用基于多用户MIMO的数据传送的无线通信系统中，减轻用于将数据接收、解调中使用的控制信息通知给接收站的开销。具有多个天线的发送站具有控制信息计算部，按照多用户MIMO数据传送方式，计算多个接收站所使用的控制信息；控制信息传送用参数计算部，基于与空间信道有关的信息，计算控制信息传送用参数；以及控制信息传送用信号制作部，使用控制信息传送用参数和导频信号，制作控制信息传送用信号；资源元素映射部将控制信息传送用信号映射到同一资源元素并发送。另一方面，多个接收站分别具备以同一资源元素取得多个控制信息的控制信息取得部，取得与各个接收站对应的控制信息并解调接收信号。
文档编号H04J11/00GK102474381SQ200980160838
公开日2012年5月23日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者早濑茂规, 矢野隆, 贾云健 申请人:株式会社日立制作所