專利名稱：無線通信系統(tǒng)以及接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)等，該無線通信系統(tǒng)包括多個發(fā)送裝置和具有多個接收天線的接收裝置。
背景技術(shù)：
在3GPP(3rdgeneration partnership project,第三代伙伴計劃)中，作為第3. 9代無線傳送方式而推進了其標準化的LTE(long term evolution,長期演進)中，上行鏈路(移動臺- >基站)傳送方式采用單載波頻分多址接入(SC-FDMA)方式。
在SC-FDMA中，根據(jù)各用戶的傳播路徑質(zhì)量進行靈活的信號譜配置，從而實現(xiàn)高的頻率利用效率。另外，同時接入的多個用戶形成虛擬的大規(guī)模天線陣列，并使各用戶的發(fā)送信號空間復(fù)用，從而在LTE的上行鏈路支持能夠期待頻率利用效率提高的MU-MIMO(multi-user multiple input multiple output :多用戶多輸入多輸出)?？墒?，在上行鏈路傳送中，基站為了解調(diào)來自各移動臺的發(fā)送信號，需要高精度地估計各移動臺和基站之間的傳播路徑信息。傳播路徑信息能夠基于在基站和各移動臺間預(yù)先決定的參考信號進行估計，但進行基于MU-MMO的空間復(fù)用的情況下，因為各用戶發(fā)送的參考信號也被空間復(fù)用而被接收，所以無法就那樣估計傳播路徑信息。但是，在LTE中僅在具有相同的信號帶寬、并且使用相同頻帶來進行通信的用戶之間允許基于MU-MMO的空間復(fù)用(圖12 (a))。這種情況下，通過使用如非專利文獻I所示的、對于MU-MMO參加用戶被事先提供的相同參考信號序列在時域上提供用戶固有的循環(huán)偏移的循環(huán)移位(CS)的方式，能夠確保用戶間的參考信號的正交性。但是，因為僅在具有相同信號帶寬、并且使用相同的頻帶進行通信的用戶之間允許基于MU-MMO的空間復(fù)用，所以對于根據(jù)傳播路徑的狀態(tài)而被決定的頻率調(diào)度也產(chǎn)生限制，因此頻率利用效率的改善受到限制。現(xiàn)在，作為第4代無線傳送方式的有力候選的LTE-A (LTE-Advanced)被提出，且其標準化活動被活躍進行。LTE-A的上行鏈路傳送中，采用與LTE相同的單載波傳送方式?？墒?，在LTE-A的上行鏈路MU-MMO中，為了進一歩改善頻率利用效率，提出有與LTE不同、僅對LTE-A用戶之間的一部分信號譜進行空間復(fù)用的方案(圖12(b))。這種情況下，僅單純地應(yīng)用CS方式，因為參考信號的正交性被破壞，所以無法實現(xiàn)對信號譜的一部分進行多重復(fù)用這樣的上行鏈路MU-MMO傳送系統(tǒng)。由此，新的傳播路徑估計方法的建立不可缺少。對于這樣的LTE-A用戶之間進行僅一部分信號譜的空間復(fù)用的情況下，根據(jù)空間復(fù)用的參考信號估計傳播路徑的方法，此前也進行了研究，在非專利文獻2中，使用具有梳子的齒狀信號譜的參考信號來進行頻分復(fù)用(FDM)的方法也被言及。通過使用FDM方式，即使LTE-A用戶之間信號譜的一部分被空間復(fù)用，也能夠估計傳播路徑。另外，例如在非專利文獻2中，使參考信號在時間方向上通過正交編碼而進行碼分復(fù)用(CDM)的方法也被言及。在這種方法中，通過在時間方向上配置多個參考信號，從而在對信號譜的一部分進行空間復(fù)用的LTE-A系統(tǒng)中，也能夠估計被空間復(fù)用的各用戶的傳播路徑。
現(xiàn)有技術(shù)文獻 非專利文獻
非專利文獻 I 3GPP TR 25. 814, “physical layer aspects for evolved universalTerrestrial Radio Access (UTRA), ” v7.I. 0,Sep.2006.
非專利文獻 2 :3GPP Rl-092801, NTT DOCOMO “UL RS enhancement forLTE-Advanced, ” June 2009為了進一歩提高頻率的利用效率，不僅在LTE-A用戶之間，需要實現(xiàn)能夠允許LTE用戶和LTE-A用戶的信號譜的一部分重疊的上行鏈路MU-MM0。為了實現(xiàn)這樣的上行鏈路MU-MIM0，需要以少的開銷高精度地估計用于解調(diào)發(fā)送數(shù)據(jù)的傳播路徑信息。 但是，在非專利文獻I所示的方法中，在LTE-A用戶之間的正交性被保持，但LTE用戶和LTE-A用戶的正交性未被保持，無法進行傳播路徑的估計。另外，在非專利文獻2示出的方法中，在時間方向上必須配置復(fù)用的用戶數(shù)的多個參考信號，而使頻率利用效率降低，并且在傳播路徑的時間選擇性緊張的情況下，復(fù)用用戶數(shù)存在限制。像這樣，極難于保持與已有的發(fā)送裝置(LTE用戶)的后向兼容性、以及高效地估計信號譜的一部分重疊的各用戶的傳播路徑，并且沒有實現(xiàn)LTE用戶和LTE-A用戶的信號譜的一部分被空間復(fù)用的上行鏈路MU-MMO傳送系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供使用了上行鏈路MU-MMO傳送系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)等，該上行鏈路MU-MMO傳送系統(tǒng)是不對現(xiàn)有的用戶發(fā)送裝置進行大的變更，允許信號譜的部分的空間復(fù)用的上行鏈路MU-MMO傳送系統(tǒng)。鑒于上述課題，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，包含多個發(fā)送裝置、以及具有多個接收天線的接收裝置，該無線通信系統(tǒng)其特征在于，所述發(fā)送裝置具有參考信號生成部，生成對所述發(fā)送裝置和所述接收裝置之間已知的信號施加了不同時間偏移的信號來作為參考信號；參考信號復(fù)用部，對數(shù)據(jù)信號和所述參考信號進行復(fù)用；以及，發(fā)送部，發(fā)送由所述參考信號復(fù)用部所復(fù)用的信號，所述接收裝置具有接收部，接收由所述多個發(fā)送裝置所發(fā)送的信號；參考信號分離部，其對由所述接收部所接收的信號中所復(fù)用的參考信號進行分離；傳播路徑估計部，根據(jù)所述參考信號來估計傳播路徑信息，所述參考信號為使用共同的頻率發(fā)送了信號譜的一部分或者全部的參考信號；以及，解碼部，基于由所述傳播路徑估計部所估計的傳播路徑信息對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼。另外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，其特征在干，所述接收裝置為了估計所述傳播路徑信息而具有傳播路徑估計部，該傳播路徑估計部能夠利用多個不同的傳播路徑估計方法來進行傳播路徑估計，且所述接收裝置將所述多個發(fā)送裝置在各自的信號發(fā)送中所使用的頻率的使用狀況、與所述多個傳播路徑估計方法建立關(guān)聯(lián)。另外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，其特征在干，所述接收裝置還具有估計方法切換部，該估計方法切換部根據(jù)所述發(fā)送裝置在信號的發(fā)送中所使用的頻率的使用狀況，進行切換所述傳播路徑估計部的傳播路徑估計方法的控制。另外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，其特征在干，所述估計方法切換部根據(jù)所述傳播路徑估計方法的估計方法的切換，使對在所述發(fā)送裝置中已知的信號施加的時間偏移量變化。另外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在該無線通信系統(tǒng)中作為發(fā)送裝置具有第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置，所述估計方法切換部在第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置使用的頻率全部為共同的情況下、以及在第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置使用的頻率僅一部分為共同的情況下，進行切換估計方法的控制，該估計方法用于估計第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置的各自的傳播路徑信息。另外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，用于估計所述傳播路徑信息的估計方
法，在所述第一發(fā)送裝置和所述第二發(fā)送裝置使用的頻率僅一部分為共同的情況下，利用CS方式，在所述頻率僅一部分為共同的情況下，利用空間濾波方式。本發(fā)明的接收裝置為在無線通信系統(tǒng)中的接收裝置，該無線通信系統(tǒng)包含多個發(fā)送裝置、和具有多個接收天線的接收裝置，該接收裝置其特征在干，具有接收部，接收對數(shù)據(jù)信號和參考信號進行復(fù)用的信號，該參考信號是對所述發(fā)送裝置以及所述接收裝置之間已知的信號施加了不同的時間偏移的信號；參考信號分離部，對由所述接收部所接收的信號中所復(fù)用的參考信號進行分離；傳播路徑估計部，根據(jù)所述參考信號對傳播路徑信息進行估計；以及，解碼部，基于由所述傳播路徑估計部所估計的傳播路徑信息，對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼。根據(jù)本發(fā)明能夠飛躍性提高信號譜的部分空間復(fù)用的上行鏈路MU-MMO的可實現(xiàn)性。另外，對于現(xiàn)有的LTE用戶的發(fā)送裝置無需強行進行較大變更，井能夠有助于大幅度地提高頻率利用效率。


圖I是用于說明本實施方式(第一實施方式)的發(fā)送裝置的功能結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用于說明本實施方式(第一實施方式)的幀結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是用于說明本實施方式(第一實施方式)的接收裝置的功能結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是用于說明本實施方式(第一實施方式)的接收裝置的功能結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是用于說明本實施方式(第一實施方式)的接收裝置的功能結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是示出在第一實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖7是示出在第二實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖8是示出在第二實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖9是示出在第三實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖10是示出在第三實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖11是示出在第四實施方式的信號狀態(tài)的圖。
圖12是示出現(xiàn)有技術(shù)中的信號狀態(tài)的圖。
具體實施例方式[I.第一實施方式]首先，對使用本發(fā)明的第一實施方式進行說明。在第一實施方式中，將U用戶同時接入的SC-FDMA上行鏈路傳送作為對象。通過MU-MMO設(shè)為允許最大兩個用戶空間復(fù)用時，示出對部分地空間復(fù)用的兩個用戶的傳播路徑信息進行估計的方法。另外，在本實施方式中，為了使說明簡單，將空間復(fù)用的兩個用戶的傳送帶寬設(shè)為相同。下面，將通過MU-MMO進行空間復(fù)用的用戶表述為MU-MMO參加用戶。另外，本發(fā)明對于正交頻分多址接入(OFDMA)所代表的基于多載波的接入方式也能夠適用。在圖I中示出了本實施方式的發(fā)送裝置I的功能結(jié)構(gòu)。另外，在第一實施方式中，各用戶的的發(fā)送裝置的發(fā)送天線數(shù)設(shè)為I。另外，發(fā)送幀結(jié)構(gòu)的參考信號和數(shù)據(jù)信號如圖2所示被設(shè)定為時分復(fù)用，并在參考信號復(fù)用部108構(gòu)成發(fā)送幀。另外，設(shè)為所有的用戶為相同的發(fā)送幀結(jié)構(gòu)，參考信號以及發(fā)送數(shù)據(jù)通過具有某個時間長度的時隙來劃分。對于在發(fā)送裝置I的發(fā)送信號處理進行說明。另外，在本實施方式中，為了使說明簡單，各用戶被設(shè)定為將Mu個連續(xù)的頻率作為傳送頻帶來進行分配。另外，u表示用戶號碼(u = 0 (u-1))。
各用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)序列在信道編碼部102被進行編碼后，在數(shù)據(jù)調(diào)制部104通過QPSK, 16QAM等進行數(shù)據(jù)調(diào)制。此后，在DFT部106應(yīng)用Mu點的離散傅里葉變換(DFT)而變換為Mu個頻率成分。接著，在參考信號復(fù)用部108對發(fā)送數(shù)據(jù)和用于進行傳播路徑估計的參考信號進行復(fù)用。另外，參考信號的頻率成分被設(shè)定為在參考信號序列生成部122基于由控制信息取得部120得到的控制信息而生成，并被設(shè)定為{Pu(i) ;i = 0 (Mu-I)}。另外，為了在后述接收裝置2的傳播路徑估計部中的信號處理，在參考信號序列生成部122所生成的參考信號在對根據(jù)傳送帶寬而被決定的參考信號序列賦予了各用戶固有的相位旋轉(zhuǎn)量的情況下而生成。在這里，被賦予的相位旋轉(zhuǎn)量依賴于接收裝置2的傳播路徑估計部使用的傳播路徑估計方法而決定。頻域的信號基于由控制信息取得部120得到的控制信息在頻率映射部110進行頻率映射。在頻率映射部110，對映射了參考信號的頻率以外的所有頻率插入O。之后，在IFFT部112應(yīng)用快速傅里葉逆變換(IFFT)，生成時域的參考信號。此后，在CP插入部114插入循環(huán)前綴(CP)之后，在無線發(fā)送部116中轉(zhuǎn)換為RF (Radio frequency :射頻)帶的信號后，由發(fā)送天線發(fā)送。此時，MU-MIMO參加用戶之間的發(fā)送信號(包含發(fā)送數(shù)據(jù)和參考信號)在相同的時隙，將發(fā)送信號的一部分或者所有的頻率成分(信號譜)使用共同的頻率來進行發(fā)送。接著，圖3到圖5示出在本實施方式的接收裝置2的功能結(jié)構(gòu)。在這里，在圖4示出了圖3記載的第一結(jié)構(gòu)部20的詳細情況，在圖5示出第2構(gòu)成部23的詳細情況。另外，接收裝置2設(shè)定為具有隊個天線，并且在此，著眼于第m天線(m = 0(凡-1))。進而，第一構(gòu)成部20、第二構(gòu)成部23含有多個相同結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部。在第m接收天線接收的RF頻帶的接收信號在無線接收部202變換為基帶信號。此后，在CP除去部204除去CP后，在FFT部206使用快速傅里葉變換(FFT)變換為頻率信號。此后，變換為頻域的接收信號被輸入到參考信號分離部208，被分離為發(fā)送數(shù)據(jù)和參考信號，井分別被實施不同的信號處理。首先，從針對發(fā)送數(shù)據(jù)的信號處理進行說明。在參考信號分離部208中分離的發(fā)送數(shù)據(jù)，被輸入到信道均衡部220，使用后述的從傳播路徑估計部212得到的傳播路徑估計值，應(yīng)用頻域均衡所代表的信道均衡處理。在由MU-MMO進行空間復(fù)用的發(fā)送數(shù)據(jù)被輸入到信道均衡部220的情況下，在信道均衡部220 —并進行信號分離處理。均衡處理后的發(fā)送數(shù)據(jù)被輸入到頻率解映射部222，基于控制信息生成部240得到的控制信息應(yīng)用頻率解映射，得到各用戶均衡后的接收信號。此后，在IDFT部232通過離散傅里葉逆變換(IDFT)變換為時域的信號后，被輸入到數(shù)據(jù)解調(diào)部234以及信道解碼部236，并解調(diào)各用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。接著，對針對參考信號的接收信號處理進行說明。參考信號為了估計在數(shù)據(jù)解調(diào)時需要的傳播路徑信息被輸入到傳播路徑估計部212。此時，MU-MIMO參加用戶之間的參考信號，通過頻率映射將頻率成分的一部分或者全部使用共同的頻率進行發(fā)送，因此在相互的參考信號的頻率成分的一部分被復(fù)用的情況和所有的頻率成分被復(fù)用的情況的兩種模式的狀態(tài)下對其進行空間復(fù)用并被接收。為了根據(jù)這樣空間復(fù)用的方法不同的參考信號高 精度地估計各用戶的傳播路徑信息，在本實施方式中，根據(jù)頻率映射的狀況，使用對CS方式和以下示出的空間濾波方式進行切換的方式，進ー步適應(yīng)地進行適用這些傳播路徑估計方法的參考信號的生成。在此，傳播路徑估計部212具有CS方式和以下示出的空間濾波方式這樣的能夠傳播路徑估計的多個傳播路徑估計方法。并且，該傳播路徑估計方法與多個發(fā)送裝置各自的信號發(fā)送中使用的頻率的使用狀況(頻率映射)相關(guān)聯(lián)，根據(jù)頻率映射選擇最合適的傳播路徑估計方法。在傳播路徑估計部212的傳播路徑估計方法的選擇中，根據(jù)頻率映射通過估計方法切換部210來進行控制。在本實施方式中，根據(jù)MU-MMO參加用戶所應(yīng)用的頻率映射，由接收裝置2的估計方法切換部210來選擇最適合的傳播路徑估計方法，另外，通過根據(jù)由估計方法切換部210決定的傳播路徑估計方法，在送信裝置I的參考信號序列生成部122還適當?shù)乜刂扑o予的相位旋轉(zhuǎn)量，從而提高傳播路徑估計精度。在所有的頻率成分被復(fù)用的情況下，從接收裝置2的估計方法切換部210以使用CS的方式對傳送估計部212發(fā)送控制信息。在應(yīng)用CS方式的情況下，在各用戶的發(fā)送裝置I的參考信號序列生成部122提供的相位旋轉(zhuǎn)量被設(shè)定為最適合CS方式的值的方式，從接收裝置2的控制信息生成部240向發(fā)送裝置I的參考信號序列生成部122發(fā)送控制信息。在構(gòu)成傳播路徑的多徑中，根據(jù)最延遲而被接收裝置接收的路徑的延遲時間來決定最適合CS方式的相位旋轉(zhuǎn)量。另ー方面，在對參考信號的頻率成分的一部分進行復(fù)用的情況下，不以CS方式進行傳播路徑估計。因此，參考信號被復(fù)用而被接收的頻率成分中，著眼于第k以及第(k+1)頻率成分。在第m接收天線中的接收信號的第k以及第(k+1)頻率成分{Rm(k)、Rm(k+1)}由下式提供。
式子I
Rffl(k) = Hffl,0(k)P0(k0)+Hffl,^^P^k^+N^k) (I)
Rm (k+1) = Hii1j0 (k+1) P0 (k0+l) +Hnij! (k+1) P1 (k^l) +Nm (k+1)在這里，Hffl, u(k)表示第u用戶和基站的第m接收天線間的復(fù)數(shù)傳播路徑增益，Nm(k)分別表示在第m接收天線施加的噪音。
另タ卜，(ku；u = 0,1)表示在第k個頻率重疊的第u個用戶的參考信號的頻率索引(圖6)。在這里，傳播路徑的頻率選擇性設(shè)定為不太強吋?？山茷镠111, u (k) NHm. u (k+1 )。此時,式(I)能夠如下式所示使用矩陣進行表現(xiàn)。
式2為
R = PH+N(2)另外，式3為
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，包含多個發(fā)送裝置、以及具有多個接收天線的接收裝置，該無線通信系統(tǒng)的特征在干， 所述發(fā)送裝置具有 參考信號生成部，生成對所述發(fā)送裝置和所述接收裝置之間已知的信號施加了不同時間偏移的信號來作為參考信號； 參考信號復(fù)用部，對數(shù)據(jù)信號和所述參考信號進行復(fù)用；以及 發(fā)送部，發(fā)送由所述參考信號復(fù)用部所復(fù)用的信號， 所述接收裝置具有 接收部，接收由所述多個發(fā)送裝置所發(fā)送的信號； 參考信號分離部，對由所述接收部所接收的信號中所復(fù)用的參考信號進行分離；傳播路徑估計部，根據(jù)使用共同的頻率發(fā)送了信號譜的一部分或者全部的所述參考信號來估計傳播路徑信息；以及， 解碼部，基于由所述傳播路徑估計部所估計的傳播路徑信息對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼。
2.如權(quán)利要求I所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在干， 所述接收裝置為了估計所述傳播路徑信息而具有能夠通過多個不同的傳播路徑估計方法進行傳播路徑估計的傳播路徑估計部，且所述接收裝置將所述多個發(fā)送裝置在各自的信號的發(fā)送中所使用的頻率的使用狀況與所述多個傳播路徑估計方法建立關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在干， 所述接收裝置還具有估計方法切換部，該估計方法切換部根據(jù)所述發(fā)送裝置在信號的發(fā)送中所使用的頻率的使用狀況，進行切換所述傳播路徑估計部的傳播路徑估計方法的控制。
4.如權(quán)利要求3所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在干， 所述估計方法切換部根據(jù)所述傳播路徑估計方法的切換，使對在所述發(fā)送裝置中已知的信號施加的時間偏移量變化。
5.如權(quán)利要求3所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在干， 在無線通信系統(tǒng)中作為發(fā)送裝置包括第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置， 所述估計方法切換部在第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置使用的頻率全部為共同的情況下、以及在第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置使用的頻率僅一部分為共同的情況下，進行切換用于估計第一發(fā)送裝置和第二發(fā)送裝置的各自的傳播路徑信息的估計方法的控制。
6.如權(quán)利要求5所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在干， 用于估計所述傳播路徑信息的估計方法， 在所述第一發(fā)送裝置和所述第二發(fā)送裝置使用的頻率僅一部分為共同的情況下，利用CS方式，在所述頻率僅一部分為共同的情況下，利用空間濾波方式。
7.一種接收裝置，該接收裝置為無線通信系統(tǒng)中的接收裝置，該無線通信系統(tǒng)包含多個發(fā)送裝置、和具有多個接收天線的接收裝置，該接收裝置的特征在于具有 接收部，接收對數(shù)據(jù)信號和參考信號進行了復(fù)用的信號，該參考信號是對所述發(fā)送裝置以及所述接收裝置之間已知的信號施加了不同的時間偏移的信號； 參考信號分離部，對由所述接收部所接收的信號中所復(fù)用的參考信號進行分離；傳播路徑估計部，根據(jù)所述參考信號對傳播路徑信息進行估計；以及， 解碼 部，基于由所述傳播路徑估計部所估計的傳播路徑信息，對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼。
全文摘要
一種無線通信系統(tǒng)，包含多個發(fā)送裝置、以及具有多個接收天線的接收裝置。所述發(fā)送裝置生成對所述發(fā)送裝置和所述接收裝置之間已知的信號提供不同時間偏移的信號，作為參考信號，并對數(shù)據(jù)信號和所述參考信號進行復(fù)用來進行發(fā)送。所述接收裝置對由所述多個發(fā)送裝置所接收的信號中所復(fù)用的參考信號進行分離；根據(jù)使用共同的頻率發(fā)送了信號譜的一部分或者全部的所述參考信號來估計傳播路徑信息。然后，基于所估計的傳播路徑信息對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼。由此，未對現(xiàn)有的用戶發(fā)送裝置進行大的變更，而能提供利用了允許信號譜的部分空間復(fù)用的上行鏈路MU-MIMO傳送系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)等。
文檔編號H04J99/00GK102823174SQ201180015908
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者留場宏道, 中村理, 藤晉平 申請人:夏普株式會社