專利名稱：無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置以及無線電通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以應用于使用多個天線進行通信的MIMO (多輸入多輸出)等的無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置以及無線電通信方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為無線電通信技術(shù)中用于實現(xiàn)高速大容量通信的技術(shù)，注意力已經(jīng)集中于MIMO (多輸入多輸出)。MIMO是在發(fā)送和接收中都使用多個天線發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)。分別從多個發(fā)送天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，由此，可以增強發(fā)送能力而無須擴充時間和頻率資源。
在MIMO中，當從多個天線發(fā)送數(shù)據(jù)時，可使用通過從每個天線發(fā)送加權(quán)數(shù)據(jù)來形成波束的波束發(fā)送方法。波束發(fā)送具有以下優(yōu)點由于波束增益，終端的接收功率增大。
使用多個波束的空間多路復用也是可能的，在該情況下，執(zhí)行適合于傳播路徑的狀態(tài)的波束發(fā)送，由此，與使用天線的空間多路復用相比，可以提高發(fā)送能力。在該情況下，需要將適合于接收方的傳播路徑狀態(tài)的波束的信息傳送到發(fā)送方。
目前，在移動電話的國際標準化組織的3GPP(第三代合作伙伴計劃)中，實施LTE(長期演進)系統(tǒng)的標準化行為，作為用于實現(xiàn)比當前的第三代移動電話的通信更高速度更大容量的通信的系統(tǒng)。另外，在LTE中，MIMO被定位為用于滿足高速大容量發(fā)送所需的條件所必不可少的技術(shù)。在LTE中，發(fā)送波束技術(shù)被討論為預編碼的技術(shù)。
圖11示意性地示出了通過預編碼進行的發(fā)送波束形成。例如，為了將其用于針對移動電話等移動通信的蜂窩系統(tǒng)，當從無線電基站101通過多個天線發(fā)送信號時，根據(jù)來自移動臺的用戶終端102的反饋信號，設(shè)置用于指示用戶終端102中最優(yōu)波束圖案(pattern)的波束編號(number)。無線電基站101響應于該波束編號對每個天線的發(fā)送信號進行加權(quán)，由此形成變?yōu)檠赜糜诮邮沼脩艚K端103的合適方向的波束圖案的發(fā)送波束103。根據(jù)預編碼，在從無線電基站發(fā)送的規(guī)定的(stipuated)波束圖案中選擇響應于來自用戶終端的反饋信號的波束以供使用，由此可以確保在向用戶終端發(fā)送信號時的信號強度，另外，使得在使用正交波束的同時可以發(fā)送多個信號。因此，可以期望由于信號強度提高而引起的覆蓋擴大以及由于空間劃分而引起的吞吐量提高的優(yōu)點。在例如非專利文獻1中公開了這樣的預編碼。
在預編碼中，為了反映接收點處接收信號的觀測狀態(tài)(observation state )(傳播路徑狀態(tài))，使用包含從接收用戶終端向發(fā)送無線電基站發(fā)送的波束信息的反饋信號來控制波束。在這樣的情況下，由于衰落變化等因素，在發(fā)送無線電基站中可能出現(xiàn)反饋信號確定錯誤，并且在這樣的情況下，作為確定錯誤的結(jié)果，沿著錯誤的方向發(fā)送波束。因此，如果在反饋信號中出現(xiàn)確定錯誤，則不能選擇合適的波束，并且因此不能確保用戶終端中接收時的質(zhì)量。因此，擔心不能解調(diào)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且可以導致吞吐量降低。具體地，例如，如果發(fā)送無線電基站和接收用戶終端之間的通信線路的特性不對稱、并且由于衰落等而不能確保上載傳播路徑的充分可靠性，由于在從用戶終端到無線電基站的反饋的上載通信線路中不包含錯誤校正碼等等原因，在無線電基站中可能出現(xiàn)確定錯誤。
非專利文獻1: 3GPP TSG RAN WG1 #42, Rl-050912, Qualcomm Europe,"MIMO proposal for MIMO畫WCDMA evaluation" 2005年8月29日陽9月2日。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
如上所述，在預編碼中，在發(fā)送方中使用包含響應于接收方中的傳播路徑狀態(tài)而確定的波束信息的反饋信號來選擇波束，并且形成合適的波束。然而，例如，假設(shè)發(fā)送無線電基站和接收用戶終端之間的通信線路的特性不對稱，并且不能確保從接收用戶終端到發(fā)送無線電基站的傳播路徑的充分的可靠性。當由于衰落等而出現(xiàn)反饋信號的確定錯誤時，不能選擇合適的波束。如果由此使得波束選4奪的可靠性變差，則存在以下問題由于利用錯誤的波束進行發(fā)送而不能保證接收時的通信質(zhì)量，并且吞吐量減小。
考慮到該情況，本發(fā)明具有以下目的提供一種能夠通過預編碼提高波束選擇的可靠性的無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置以及無線電通信方法。解決該問題的手段
根據(jù)本發(fā)明 一 方面的無線電通信系統(tǒng)是用于使用多個天線進行通信的無
線電通信系統(tǒng)，該無線電通信系統(tǒng)包括
用作無線電接收站的第一無線電通信裝置，包括波束選"t奪器，用于接 收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過響應于接收信號的傳播 路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成器，用于生成表示從無線 電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的波束信息之間的相對值的波 束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；以及反饋信息發(fā)送器，用于 將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站，以及
用作無線電發(fā)送站的第二無線電通信裝置，包括波束信息獲取器，用 于接收來自無線電接收站的反饋信息，并且從表示所述相對值的波束信息中 獲取與由無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處理器，用于 執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要輸出到多個天線的信號進 行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器，用于生成包含通過預編碼形成的 波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送器，用于將控制信息和經(jīng)過預編碼處 理的信號發(fā)送到無線電接收站。
因此，包含表示從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的 波束信息之間的相對值的波束信息的反饋信息被從無線電接收站發(fā)送到無線 電發(fā)送站。并且從表示所述相對值的波束信息中獲取與無線電接收站所選擇 的波束相關(guān)的波束信息。因此，使用從無線電發(fā)送站向無線電接收站通知的 波束信息可以增強反饋信息的確定的可靠性，并且使得可以通過預編碼來提 高波束選擇的可靠性，從而能夠獲取無線電接收站中任何期望的傳播路徑狀 態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信系統(tǒng)可以具有以下配置，其中，第一無線 電通信裝置和第二無線電通信裝置之間的通信線路的特性是不對稱的，并且 確保從用作無線電發(fā)送站的第二無線電通信裝置到用作無線電接收站的第一 無線電通信裝置的通信線路的傳播路徑的充分可靠性。
因此的，在充分保證通信線路的傳播路徑的可靠性的情況下，使得可以 通過使用從無線電發(fā)送站向無線電接收站通知的波束信息進行預編碼來進一 步提高波束選擇的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明一方面的無線電通信裝置是在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使用的無線電通信裝置，該無線電通信裝置包括波束選擇器，
用于接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過響應于接收信號 的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束，所述預編碼通過對無線電發(fā)送站
要輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；波束信息生成器，用于 生成表示從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選4奪的波束的波束信息之 間的相對值的波束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；以及反饋信 息發(fā)送器，用于將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站
因此，通過在無線電發(fā)送站中使用被通知給無線電接收站的波束信息可 以增強反饋信息的確定的可靠性，并且使得可以通過預編碼來提高波束選擇 的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中，該無線電 通信裝置包括控制信息解調(diào)器，該控制信息解調(diào)器用于解調(diào)從無線電發(fā)送站 發(fā)送的控制信息，并且從該控制信息中獲取所通知的波束信息，其中，波束 信息生成器具有用于存儲ID信息和波束的波束編號的代碼簿，并且該波束信 息生成器通過參考該代碼簿來生成表示所通知的波束信息和此時所選擇的波 束的波束信息之間的相對值的波束信息。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中，該波束信 息生成器包括用于第一次發(fā)送的第一代碼簿和用于第二次發(fā)送的第二代碼簿 作為代碼簿，并且在第二代碼簿中具有表示所述相對值的波束信息。
因此，使得可以參考代碼簿并生成表示所通知的波束信息和此時所選擇 的波束的波束信息之間的相對值的波束信息。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中，該波束信 息生成器計算從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的波束信 息之間的差，并且基于該差的值生成波束信息。
因此，使用基于從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的 波束信息之間的差值的波束信息，由此使得可以在無線電發(fā)送站中使用被通 知給無線電接收站的波束信息來提高反饋信息的確定的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中，該波束信 息生成器根據(jù)通過將從無線電發(fā)送站通知的波束信息進行位移(bit-shifting ) 而提供的信息，生成此時所選擇的波束的波束信息。
因此，使用通過將從無線電發(fā)送站通知的波束信息進行位移而提供的信息的波束信息，由此使得可以在無線電發(fā)送站中使用被通知給無線電接收站 的波束信息來提高反饋信息的確定的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明一方面的無線電通信裝置是在使用多個天線進行通信的無線
電通信系統(tǒng)中使用的無線電通信裝置，該無線電通信裝置包括波束信息獲 取器，用于接收來自將要被發(fā)送信號的無線電接收站的反饋信息，并且從包 含在該反饋信息中的、表示相對于被通知給無線電接收站的波束信息的相對 值的波束信息中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼 處理器，用于執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要被輸出到多 個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器，用于生成包含通 過預編碼形成的波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送器，用于將控制信息 和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
因此，通過使用被通知給無線電接收站的波束信息，可以增強反饋信息 的確定的可靠性，并且使得可以通過預編碼提高波束選擇的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的上述無線電通信裝置可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中，波束信息 獲取器包括用于存儲被通知給無線電接收站的波束信息的被通知波束信息存 儲裝置，并且該波束信息獲取器從所存儲的波束信息和表示所述相對值的波 束信息中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息，并且將該波束 信息輸出給預編碼處理器。
因此，可以從所存儲的、被通知給無線電接收站的波束信息和表示所述 相對值的波束信息中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息，并 且使得可以增強反饋信息的確定的可靠性。
本發(fā)明提供了 一種包括上述任何無線電通信裝置的無線電通信移動臺裝置。
本發(fā)明提供了 一種包括上述任何無線電通信裝置的無線電通信基站裝置。
根據(jù)本發(fā)明一方面的無線電通信方法是用于使用多個天線進行通信的無 線電通信系統(tǒng)中的無線電通信方法，該無線電通信方法包括波束選擇步驟， 接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過響應于接收信號的傳 播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成步驟，生成表示從無線 電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的波束信息之間的相對值的波 束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；反饋信息發(fā)送步驟，將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站；波束信息獲取步驟，接 收來自無線電接收站的反饋信息，并且從表示所述相對值的波束信息中獲取
與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處理步驟，執(zhí)行預編 碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要被輸出到多個天線的信號進行加權(quán) 來形成預定波束；控制信息生成步驟，生成包含通過預編碼形成的波束的波 束信息的控制信息；以及發(fā)送步驟，將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā) 送到無線電接收站。
因此，使用從無線電發(fā)送站通知給無線電接收站的波束信息，可以增強 反饋信息的確定的可靠性，并且使得可以通過預編碼提高波束選擇的可靠性。
本發(fā)明還可以提供一種用于使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)， 該無線電通信系統(tǒng)包才舌
用作無線電接收站的第一無線電通信裝置，包括波束選擇器，用于接 收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過響應于接收信號的傳播 路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成器，用于在從無線電發(fā)送 站通知的波束信息與自己站指定的波束信息不同時生成與先前波束信息相同 的波束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；以及反饋信息發(fā)送器， 用于在從無線電發(fā)送站通知的波束信息與自己站指定的波束信息不同時，將 包含用于給出軟組合命令的軟組合命令信息和所生成的波束信息的反饋信息 發(fā)送到無線電發(fā)送站；以及
用作無線電發(fā)送站的第二無線電通信裝置，包括軟組合器，用于接收 來自無線電接收站的反饋信息，并且在反饋信息中包含軟組合命令信息時， 執(zhí)行先前接收的波束信息的軟確定值與此時接收的波束信息的軟組合；波束 信息獲取器，用于從軟組合的結(jié)果中獲取與無線電接收站所選^^的波束相關(guān) 的波束信息；預編碼處理器，用于執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束 信息對要輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器， 用于生成包含通過預編碼形成的波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送器， 用于將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
本發(fā)明還可以提供一種在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使 用的無線電通信裝置，該無線電通信裝置包括
波束選擇器，用于接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通 過響應于接收信號的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束，所述預編碼通過對無線電發(fā)送站要輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；波束
信息生成器，用于在從無線電發(fā)送站通知的波束信息與自己站指定的波束信 息不同時生成與先前波束信息相同的波束信息，以作為與所選擇的波束相關(guān)
的波束信息；以及反饋信息發(fā)送器，用于在從無線電發(fā)送站通知的波束信息 與自己站指定的波束信息不同時將包含用于給出軟組合命令的軟組合命令信 息和所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站。
本發(fā)明還可以提供一種在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使 用的無線電通信裝置，該無線電通信裝置包括
軟組合器，用于接收來自無線電接收站的反饋信息，并且當在反饋信息 中包含用于命令進行軟組合的軟組合命令信息時，執(zhí)行先前接收的波束信息 的軟確定值與此時接收的波束信息的軟組合；波束信息獲取器，用于從軟組 合的結(jié)果中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處理 器，用于執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要輸出到多個天線 的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器，用于生成包含通過預編 碼形成的波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送器，用于將控制信息和經(jīng)過 預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
本發(fā)明還可以提供一種在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使 用的無線電通信方法，該無線電通信方法包括
波束選擇步驟，接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過 響應于接收信號的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成步 驟，在從無線電發(fā)送站通知的波束信息與自己站指定的波束信息不同時生成 與先前波束信息相同的波束信息，以作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息； 反饋信息發(fā)送步驟，在從無線電發(fā)送站通知的波束信息與自己站指定的波束 信息不同時將包含用于給出軟組合命令的軟組合命令信息和所生成的波束信 息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站；軟組合步驟，接收來自無線電接收站的 反饋信息，并且當在反饋信息中包含軟組合命令信息時執(zhí)行先前接收的波束 信息的軟確定值與此時接收的波束信息的軟組合；波束信息獲取步驟，從軟 組合的結(jié)果中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處 理步驟，執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要輸出到多個天線 的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成步驟，生成包含通過預編碼 形成的波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送步驟，將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。 本發(fā)明的優(yōu)點
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠通過預編碼來提高波束選擇的可靠性的 無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置、以及無線電通信方法。


圖1是示出在本發(fā)明第一實施例中使用的接收站(接收裝置)的主要部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出在本發(fā)明第一實施例中使用的發(fā)送站(發(fā)送裝置)的主要部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3示出了在出現(xiàn)反饋信號確定錯誤時通過預編碼進行波束形成操作的 示例。
圖4示出了在第一實施例的無線電通信系統(tǒng)中通過預編碼進行波束形成
操作的示例。
圖5A和圖5B示出了在接收站的代碼簿存儲裝置中存儲的代碼簿的具體示例。
圖6A和圖6B示出了在接收站的代碼簿存儲裝置中存儲的不同形式的代 碼簿的示例。
圖7是示出關(guān)于在第一實施例的發(fā)送站和接收站之間的通信的控制例程 的具體示例的序列圖。
圖8是示出在本發(fā)明第二實施例中使用的接收站(接收裝置)的主要部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是示出在本發(fā)明第二實施例中使用的發(fā)送站(發(fā)送裝置)的主要部 分的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10示出了在第二實施例的無線電通信系統(tǒng)中通過預編碼進行波束形 成操作的示例。
圖11示意性地示出了通過預編碼進行的發(fā)送波束形成。
附圖標記的i^明 lla、 lib 天線12a、 12b 4矣收RF部分 13信道估計器 14控制信號解調(diào)器 15 MIMO解調(diào)器 16解碼器
17 CRC校驗器
18 波束選擇器
19 波束編號生成器 20代碼簿存儲裝置
21 ACK/NACK生成器
22 編碼器
23 多路復用器
24 發(fā)送RF部分
25 波束編號存儲裝置 26軟組合命令位分配器 31 編碼器
32、 44控制信號生成器
33 多路復用器
34、 45代碼簿信息存儲裝置
35預編碼處理器
36a、 36b 發(fā)送RF部分
37a、 37b 天線
38纟妻收RF部分
39分離器
40解調(diào)器/解碼器
41 CRC校驗器
42軟確定值存儲裝置
43軟組合器
51 無線電基站
52 用戶終端
具體實施例方式
在實施例中，示出了用于在采用MIMO的無線電通信系統(tǒng)中執(zhí)行對多個
天線進行加權(quán)并且形成波束的預編碼的結(jié)構(gòu)示例，作為根據(jù)本發(fā)明的無線電 通信系統(tǒng)、無線電通信裝置、以及重發(fā)控制方法的示例。以下實施例是描述 的示例，本發(fā)明不限于此。 (第一實施例)
圖1是示出在本發(fā)明第一實施例中使用的接收站(接收裝置)的主要部
分的結(jié)構(gòu)的框圖，圖2是示出在本發(fā)明第一實施例中使用的發(fā)送站(發(fā)送裝 置)的主要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。
該實施例假設(shè)以下情況在圖1中所示的接收站和圖2中所示的發(fā)送站 之間使用無線電波進行無線電通信。例如，假設(shè)，圖2中所示的發(fā)送站(發(fā) 送裝置)應用于用來提供移動電話等的移動通信的通信服務(wù)的蜂窩系統(tǒng)的無 線電通信基站裝置(無線電基站BS)，圖1中所示的接收站(接收裝置)應 用于移動電話裝置等的無線電通信移動臺裝置的用戶終端(UE:用戶設(shè)備)。 描述基于用于在發(fā)送和接收兩者中都使用多個天線執(zhí)行無線電發(fā)送和接收的 MIMO (多輸入多輸出天線)系統(tǒng)的配置。例如，假設(shè)以下情況作為通信信 號的模式，在所述情況中，根據(jù)使用OFDM (正交頻分多路復用)信號的多 載波通信系統(tǒng)進行通信，并且以分組為單位地執(zhí)行順序發(fā)送等。
圖1中所示的接收站包括多個天線lla和llb、多個接收RF部分12a和 12b、信道估計器13、控制信號解調(diào)器14、 MIMO解調(diào)器15、解碼器16、 CRC校驗器17、波束選擇器18、波束編號生成器19、代碼簿存儲裝置20、 ACK/NACK生成器21、編碼器22、多路復用器23、以及發(fā)送RF部分24。
通過獨立的天線lla和llb接收從遠程站(例如，圖2中所示的發(fā)送站) 發(fā)送的無線電波。在接收RF部分12a中，將在天線lla處接收的無線電波的 射頻信號轉(zhuǎn)換為相對低頻帶的信號，諸如基帶信號，然后該信號經(jīng)過傅立葉 變換、并行/串行變換等處理，并且被轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的接收信號。同樣，在 接收RF部分12b中，將在天線lib處接收的無線電波的射頻信號轉(zhuǎn)換為相對 低頻帶的信號，諸如基帶信號，然后該信號經(jīng)過傅立葉變換、并行/串行變換 等處理，并且被轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的接收信號。接收RF部分12a和12b的輸出 輸入到信道估計器13、控制信號解調(diào)器14和MIMO解調(diào)器15。包含的導頻信號執(zhí)行信道估計，并且計算信道估計值。所計算的信道估計值
被輸入到MIMO解調(diào)器15和波束選擇器18。控制信號解調(diào)器14解調(diào)與導頻 信號一起被發(fā)送的控制信號，并且提取指示發(fā)送信號的調(diào)制系統(tǒng)和編碼率等
的發(fā)送參數(shù)、指示發(fā)送信號的波束圖案的波束編號等等。在解調(diào)的控制信號 中，發(fā)送參數(shù)被輸入到MIMO解調(diào)器15和解碼器16,波束編號被輸入到 MIMO解調(diào)器15、解碼器16以及波束編號生成器19。發(fā)送到遠程站以及從 遠程站接收的波束信息可以是基于編號或號碼確定每個波束的波束編號，或 者可以使用與該編號相對應的ID信息。
MIMO解調(diào)器15使用從信道估計器13接收的信道估計值，以便執(zhí)行與 自己站相對應的接收信號的解調(diào)處理。MIMO解調(diào)器15執(zhí)行去交織處理、速 率去匹配處理(使得調(diào)制多值的數(shù)目和編碼率與發(fā)送方的調(diào)制多值的數(shù)目和 編碼率相匹配)、組合過去接收信號的相似性信息(likelihood information )和 當前接收信號的相似性信息的相似性組合處理等等。解碼器16執(zhí)行從MIMO 解調(diào)器15輸入的接收信號的解碼處理，并且恢復所接收的數(shù)據(jù)。CRC校驗 器17關(guān)于從解碼器16輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC (循環(huán)冗余校驗)校驗，并且校 驗是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。CRC校驗器17將該數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)輸出。
波束選擇器18基于信號估計值確定導頻信號的接收狀態(tài)，依據(jù)當假設(shè)從 遠程站(發(fā)送站)發(fā)送每個規(guī)定的波束圖案的波束時的接收信號質(zhì)量、通過 預編碼選擇任何期望的波束，并且輸出對應的波束編號。
波束編號生成器19參考從控制信號解調(diào)器14接收的波束編號，并且在 控制信號中包含的從遠程站(發(fā)送站)通知的波束編號與波束選擇器18輸出 的波束編號之間進行比較，以計算它們之間的差。波束編號生成器19提供波 束信息生成器的功能。該差值可以表示在接收站中選擇的當前發(fā)送時的波束 編號相對于從發(fā)送站通知的先前發(fā)送時的波束編號的相對值。波束編號生成 器19參考在代碼簿存儲裝置20中存儲的代碼簿，并且將與該差值相對應的 波束編號的ID輸出給多路復用器23。另外，在第一次發(fā)送時，波束編號生 成器參考代碼簿存儲裝置20中的代碼簿，并且將與在波束選擇器18中確定 的波束編號相對應的ID輸出給多路復用器23。
代碼簿存儲裝置20包括用于第一次發(fā)送的與波束編號相關(guān)的第一代碼 簿、以及用于第二次發(fā)送以及以后的發(fā)送的與波束編號相關(guān)的第二代碼簿。 后面詳細描述代碼簿的內(nèi)容?；贑RC校驗器17中的CRC校驗，ACK/NACK生成器21在解碼結(jié)果 為OK且接收以成功結(jié)束時輸出ACK (應答)作為響應信號，在解碼結(jié)果為 NG且接收以失敗結(jié)束時輸出NACK (非應答)作為響應信號。編碼器22執(zhí) 行發(fā)送數(shù)據(jù)的編碼處理，并且將數(shù)據(jù)輸出給多路復用器23。多路復用器23 執(zhí)行輸入的波束編號、ACK/NACK響應信號、包含編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送信 號等等的多路復用處理。多路復用器23執(zhí)行自適應地設(shè)置調(diào)制多值的數(shù)目和 編碼率的速率匹配處理、交織處理、調(diào)制處理等，并且將結(jié)果輸出給發(fā)送RF 部分24。發(fā)送RF部分24執(zhí)行串行/并行轉(zhuǎn)換、逆傅立葉變換等處理，并且然后將 該信號轉(zhuǎn)換為預定射頻頻帶的射頻信號并執(zhí)行功率放大，然后將該信號作為 無線電波從天線1 la發(fā)送。此時，從接收站發(fā)送的包含波束編號和ACK/NACK 響應信號的信號作為反饋信號^皮發(fā)送到發(fā)送站。多路復用器23和發(fā)送RF部 分24提供反饋信息發(fā)送器的功能。另一方面，圖2中所示的發(fā)送站包括編碼器31、控制信號生成器32、多 路復用器33、代碼簿信息存儲裝置34、預編碼處理器35、多個發(fā)送RF部分 36a和36b、多個天線37a和37b、接收RF部分38、分離器39、解調(diào)器/解碼 器40、以及CRC校驗器41。通過天線37a接收從遠程站(例如，圖1中所示的接收站)發(fā)送的無線 電波。在接收RF部分38中，在天線37a處接收的無線電波的射頻信號被轉(zhuǎn) 換為相對低頻帶的信號，諸如基帶信號，然后該信號^皮輸入到分離器39。分 離器39從接收信號中分離出反饋信號，并且提取和輸出在反饋信號中包含的 波束編號、ACK/NACK響應信號等。波束編號被輸入到控制信號生成器32 和代碼簿信息存儲裝置34，響應信號被輸入到編碼器31。解調(diào)器/解碼器40執(zhí)行在分離器39中分離的接收信號的解調(diào)處理和解碼 處理，以便恢復所接收的數(shù)據(jù)。CRC校驗器41執(zhí)行關(guān)于從解調(diào)器/解碼器40 輸出的數(shù)據(jù)的CRC校驗，并且確定是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，并且CRC校驗器41 輸出該數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)。編碼器31執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)的編碼處理，并且將該數(shù)據(jù)輸出到多路復用器 33。控制信號生成器32生成并輸出包含指示發(fā)送信號的調(diào)制系統(tǒng)與編碼率等 的發(fā)送參數(shù)、指示發(fā)送信號的波束圖案的波束編號等等的控制信號。在該情 況下，在遠程站(接收站)中設(shè)置波束編號以便發(fā)送，并且使用在分離器39中分離并提取的波束編號。多路復用器33執(zhí)行包含編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送信號、包含輸入的波束編號的控制信號等的多路復用處理。多路復用器33執(zhí)行自適應地設(shè)置調(diào)制多值的數(shù)目和編碼率的速率匹配處理、交織處理、調(diào)制處理等等，并且將結(jié)果輸出到預編碼處理器35。代碼簿信息存儲裝置34具有所通知波束信息存儲裝置的功能，并且在其 中存儲用于每個發(fā)送的代碼簿信息。也就是說，代碼簿信息存儲裝置存儲與 代碼簿存儲裝置20中的代碼簿相對應的、與用于第一次發(fā)送的波束編號相關(guān) 的第 一代碼簿信息以及與用于第二次發(fā)送及以后的發(fā)送的波束編號相關(guān)的第 二代碼簿信息。代碼簿信息存儲裝置34辨別出此時接收的、從分離器39輸 出的波束編號是通過差值表示的，并且將由該差值表示的波束編號與先前通 知并用于發(fā)送的波束編號相組合，以便恢復遠程站(接收站)期望的波束編 號。代碼簿信息存儲裝置34參考該代碼簿，并將與所恢復的波束編號相對應 的ID輸出到控制信號生成器32和預編碼處理器35。分離器39和代碼簿信 息存儲裝置34提供波束信息獲取器的功能。預編碼處理器35使用從代碼簿信息存儲裝置34接收的波束編號，對多 路復用器33的輸出執(zhí)行預編碼處理。此時，預編碼處理器35分離并生成輸 出到多個天線的發(fā)送信號，執(zhí)行加權(quán)處理以形成與所指定的波束編號相對應 的波束，并且將發(fā)送信號輸出到發(fā)送RF部分36a和36b。發(fā)送RF部分36a和36b執(zhí)4亍發(fā)送信號的串行/并行轉(zhuǎn)換、逆傅立葉變換 等處理，并且然后將信號轉(zhuǎn)換為預定射頻頻帶的射頻信號并執(zhí)行功率放大， 并且然后將信號作為無線電波從天線37a和37b發(fā)送。發(fā)送RF部分36a和 36b提供發(fā)送器的功能。來自發(fā)送站的發(fā)送信號作為導頻信號、控制信號、 包含各個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號等發(fā)送到接收站。將導頻信號和控制信號作為不形 成波束的非定向信號(nondirectional signal)在導頻信道中發(fā)送，并且將數(shù)據(jù) 信號作為形成預定波束的定向信號(directional signal)在預定發(fā)送信道中發(fā) 送，該預定波束是響應于波束編號通過預編碼而形成的。下面的描述々li殳以下情況當在采用MIMO的蜂窩系統(tǒng)的無線電通信系 統(tǒng)中的發(fā)送站的無線電基站和接收站的用戶終端之間進行通信時，在從用戶 終端反饋到無線電基站的上載通信信號中不包含錯誤校正代碼CRC等。也就 是說，關(guān)于在無線電基站和用戶終端之間發(fā)送和接收的控制信號和反饋信號，上載和下載通信線路的特性是不對稱的。此外，存在以下可能性關(guān)于上載 通信鏈路，由于衰落等而不能確保傳播路徑的充分可靠性。在用于發(fā)送反饋 信號的上載通信鏈路中，為了降低用戶終端的功率消耗，考慮降低通信數(shù)據(jù) 的冗余度并且使用不添加錯誤校正代碼的信號模式。假設(shè)關(guān)于下載通信線路 確保了傳播路徑的充分可靠性。在該情況下，如果在無線電基站中由于衰落變化等而發(fā)生反饋信號確定 錯誤，則波束編號被錯誤地確定，并且波束選擇變?yōu)殄e誤的。然后，在該實 施例中，使得在下載通信線路中發(fā)送用于預編碼的控制信號的大多數(shù)信息，在該下載通信線路中利用添加錯誤校正代碼CRC確保了充分可靠性，在反饋 信號中發(fā)送用于指示相對于從無線電基站通知的先前波束編號的相對值的 差，并且在執(zhí)行預編碼時，避免無線電基站中反饋信號的確定錯誤以提高可靠性。圖3示出了在出現(xiàn)反饋信號確定錯誤時通過預編碼進行的波束形成操作 的示例。在圖3中，(A)示出了任意幀(t)時的狀態(tài)，而(B)示出了緊接 在(A)之后的幀(t+l)時的狀態(tài)。在圖3的(A)中的幀(t)中，假設(shè)數(shù)字信號根據(jù)合適的波束編號'a， 的波束，從無線電基站101發(fā)送到用戶終端102。此時，導頻信號和控制信 號被同時從無線電基站101發(fā)送到用戶終端102，并且將包含波束編號'a' 的用于預編碼的控制信號在添加了錯誤校正代碼CRC的狀態(tài)下，作為控制信 息來發(fā)送。因此，用戶終端102可以正確地辨別從無線電基站101通知的波 束編號。用戶終端102基于所接收的導頻信號的信道估計值來選擇下一幀(t+l ) 中的最優(yōu)波束。這里，假設(shè)選擇接近幀(t)的波束編號'b，。用戶終端102 解調(diào)并解碼所接收的數(shù)據(jù)信號，并且確定所解調(diào)的接收數(shù)據(jù)是否正確。用戶 終端102將波束編號'b，和指示接收數(shù)據(jù)是否正確的ACK/NACK響應信號 作為反饋信號發(fā)送到無線電基站101。在該情況下，假設(shè)在無線電基站101中出現(xiàn)反饋信號的確定錯誤，并且 波束編號'b， ^^睹誤地辨別為波束編號'c，。在該情況下，在圖3的(B) 中的幀(t+l)，數(shù)據(jù)信號根據(jù)錯誤波束編號V的波束從無線電基準站101 發(fā)送到用戶終端102。將包含波束編號'c'的用于預編碼的控制信號與導頻 信號一起從無線電基站ioi發(fā)送到用戶終端102。在這樣的情況下，在用戶終端102中，作為通信質(zhì)量不能確保充分的電場強度，接收信號的解調(diào)將以 失敗結(jié)束的可能性增大，并且因此導致吞吐量的減少。圖4示出了第一實施例的無線電通信系統(tǒng)中通過預編碼進行的波束形成 操作的示例。在圖4中，(A)示出了任一幀(t)時的狀態(tài)，而(B)示出了 緊接在(A)之后的幀(t+l)時的狀態(tài)。在該無線電通信系統(tǒng)中，無線電基 站51對應于圖2中的發(fā)送站，用戶終端52對應于圖1中的接收站。在圖4的(A)中的幀(t)中，假設(shè)通過在無線電基站51的預編碼處理 器35中執(zhí)行預編碼處理而在發(fā)送信號中形成合適波束編號'a，的波束，并 且數(shù)據(jù)信號根據(jù)波束編號'a，的波束從無線電基站51發(fā)送到用戶終端52。 此時，導頻信號和控制信號被同時從無線電基站51發(fā)送到用戶終端52，并 且將包含波束編號'a，的用于預編碼的控制信號在添加了錯誤校正代碼CRC 的狀態(tài)下，作為控制信息發(fā)送。因此，用戶終端52的控制信號解調(diào)器14可 以正確地解調(diào)并辨別從無線電基站51通知的波束編號。用戶終端52基于從信道估計器13輸出的導頻信號的信道估計值，在波 束選擇器18中選擇下一幀(t+l )中的最優(yōu)波束。這里，假設(shè)選擇接近幀(t) 的波束編號'b，。這里，假設(shè)用戶終端52在波束編號生成器19中計算從控 制信號解調(diào)器14輸出的、由無線電基站51在當前發(fā)送通知的波束編號'a， 與從波束選擇器18輸出的、在下一發(fā)送期望的波束編號'b，之間的差值D (二b-a )，并且差值D表示波束編號。用戶終端52參考代碼簿存儲裝置20中 的代碼簿，并且輸出與由差值D表示的波束編號相對應的ID。用戶終端52 還在MIMO解調(diào)器15和解碼器16中解調(diào)并解碼所接收的數(shù)據(jù)信號，并且在 CRC校驗器17中確定所解調(diào)的接收數(shù)據(jù)是否正確。用戶終端52將基于該差 的波束編號D和指示接收數(shù)據(jù)是否正確的ACK/NACK響應信號作為反饋信 號發(fā)送到無線電基站51。在圖4的(B)中的幀(t+l)中，無線電基站51接收從用戶終端52發(fā) 送的反饋信號，并且確定用戶終端52期望的波束編號。在該情況下，代碼簿 信息存儲裝置34事先存儲在先前發(fā)送中使用并通知給用戶終端52的波束編 號'a，，并且基于從用戶終端52接收的差值D和事先通知的波束編號'a， 組合波束編號，以恢復用戶終端52期望的波束編號'b，。參考代碼簿信息， 并且輸出與所恢復的波束編號'b，相對應的ID。接下來，預編碼處理器35 執(zhí)行適配于波束編號'b，的預編碼處理，由此在發(fā)送信號中形成合適波束編號'b，的波束，并且將數(shù)據(jù)信號根據(jù)該波束編號'b，的波束發(fā)送到用戶終端52。將包含波束編號'b，的用于預編碼的控制信號與導頻信號一起從無 線電基站51發(fā)送到用戶終端52。圖5A和圖5B示出在接收站的代碼簿存儲裝置20中存儲的代碼簿的具 體示例。圖5A示出與用于第一次發(fā)送的波束編號相關(guān)的第一代碼簿的示例， 而圖5B示出與用于第二次發(fā)送和以后發(fā)送的波束編號相關(guān)的第二代碼簿的 示例。在該實施例中，將波束編號和與該波束編號相對應的波束的ID信息用 作波束信息。圖5A中所示的用于第一次發(fā)送的第一代碼簿存儲n個波束編號V、'b，..... 'n-l，和'n，作為與規(guī)定的波束圖案相對應波束編號，以及與所述波束編號相對應的n個ID 0000、 0001、…、lllO和llll，其中所述n個波 束編號與所述n個ID彼此關(guān)聯(lián)地存儲。這里，示出了作為11=16使用16個波 束編號的情況。在第一次發(fā)送時，參考第一代碼簿，并且輸出與基于信道估 計值選擇的波束編號相對應的ID。圖5B中所示的用于第二次發(fā)送和以后的發(fā)送的第二代碼簿存儲指示當 前選擇的波束編號和先前通知的波束編號之間的相對值差值(諸如，保持(指 示差為土0)，+l…)的波束編號，以及與所述波束編號相對應的ID 0000 、 0001 、 0010、 0011...,其中所述波束編號與所述ID被彼此關(guān)聯(lián)地存儲。在時間軸上 接近的幀中，對于每個發(fā)送，最優(yōu)波束編號的改變是較小的改變或者幾乎沒 有改變，因此，較小的數(shù)0、 ±1等作為所述波束編號之間的差值的頻率較高。 在該實施例中，每隔一個ID分配用于指示差值的波束編號。在第二或以后的 發(fā)送中，參考第二代碼簿，并且輸出與用于先前發(fā)送的且從發(fā)送站通知的波 束編號和基于當前信道估計值選擇的波束編號之間的差值相對應的ID。因此，在該實施例中，當從接收站將期望的波束編號反饋到發(fā)送站時， 發(fā)送該差值，由此可以確保表示波束編號的信息的代碼到代碼距離(code-code distance)的信息。相應地，在不將錯誤校正代碼添加到反饋信號的情況下， 可以提高錯誤校正能力，并且可以避免確定錯誤。在如圖5B中所示的與差值 相對應的用于第二次發(fā)送和以后發(fā)送的第二代碼簿中，當通過二進制值表示 ID時，可以省略尾部的一位，并且如果可以確保與第一次發(fā)送時的資源相等 的資源，則可以增強每一位的能量。圖6 A和圖6B示出在接收站的代碼簿存儲裝置20中存儲的不同形式的代碼簿的示例。圖6A示出與用于第一次發(fā)送的波束編號相關(guān)的第一代碼簿
的示例，而圖6B示出與用于第二次發(fā)送的波束編號相關(guān)的第二代碼簿的示例。
圖6A中所示的用于第 一次發(fā)送的第 一代碼簿與圖5A中的用于第 一次發(fā)
送的第一代碼簿相似，并且存儲n個波束編號(波束編號'a，..... 'd，.....
'n-l，和'n，)以及與所述波束編號相對應的n個ID(0000、 0001..... 1110
和1111 ),其中所述n個波束編號與所述n個ID被彼此關(guān)聯(lián)地存儲。
在圖6B中所示的用于第二次發(fā)送的第二代碼簿中，改變與波束編號相對 應的ID，并且圖6A中的用于第一次發(fā)送的第一代碼簿中的ID被左移兩位， 如通過圖中的下劃線所指示的。在以后發(fā)送時，可以使用來自第二代碼簿進 一步位移的ID。也就是說，通過將在先前發(fā)送時通知的波束的ID進行位移 而產(chǎn)生的ID表示波束編號。在該情況下，在該ID中，可以表示在當前發(fā)送 時選擇的波束編號相對于在先前發(fā)送時通知的波束編號的相對值。所述波束 編號與用于第一次發(fā)送的第一代碼簿中的波束編號相似。當如此配置代碼簿 時，例如，如果在與特定位位置相對應的資源中很容易出現(xiàn)錯誤時，則可以 減小位編號錯誤連續(xù)出現(xiàn)的影響。對于每個發(fā)送，ID位移量可以是不同值， 諸如兩位-〉三位-〉一位等，可以采取接收控制信號中的波束編號的事件等作 為用于改變位移量的觸發(fā)器。
接下來，在該實施例中，下面將參考圖7描述包含在圖1中所示的接收 站和在圖2中所示的發(fā)送站之間進行通信時的特定示例的控制例程。
圖7是示出關(guān)于在第一實施例的發(fā)送站和接收站之間的通信的控制例程 的具體示例的序列圖。這里，也示出與圖4中的操作示例相對應的特定示例。
在步驟Sl,發(fā)送站(發(fā)送裝置)在導頻信道中將導頻信號發(fā)送到接收站 (接收裝置)。在步驟S2,接收站(接收裝置)接收導頻信號，測量并校驗 導頻信道的接收狀態(tài)，并且依據(jù)假設(shè)每個預定義的波束時的接收質(zhì)量通過波 束選擇器18選擇任何期望的波束(在圖4的示例中，波束編號'a，，以下同 上)。在步驟S3，波束編號生成器19基于在步驟S2選擇的波束的波束編號 (波束編號'a，)，參考代碼簿存儲裝置20中的用于第一次發(fā)送的第一代碼 簿，生成包含指定波束編號的信息的、用于第一次發(fā)送的反饋信號。此時， 波束編號生成器19存儲要反饋的波束編號(波束編號V )。隨后，在步驟 S4,將包含波束編號的反饋信號發(fā)送到發(fā)送站。在步驟S5,發(fā)送站通過代碼簿信息存儲裝置34參考用于第一次發(fā)送的
代碼簿信息，并且解調(diào)波束編號(波束編號'a，)。此時，代碼簿信息存儲裝 置34存儲所接收的波束編號(波束編號'a，)。在步驟S6，控制信號生成器 32生成要發(fā)送到已經(jīng)從其接收到反饋信號的接收站的、包含發(fā)送參數(shù)(調(diào)制 系統(tǒng)和編碼率)以及波束編號(波束編號'a，)的控制信號。
隨后，在步驟S7，編碼器31編碼發(fā)送數(shù)據(jù)，并且多^各復用器33利用控 制信號等執(zhí)行多路復用處理以生成包含發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號。然后，在步驟 S8，預編碼處理器35對發(fā)送信號執(zhí)行與接收站期望的波束編號(波束編號 'a，)相對應的預編碼處理。在步驟S9，將導頻信號、控制信號以及數(shù)據(jù)信 號從發(fā)送站發(fā)送到接收站。
在步驟SIO,接收站通過控制信號解調(diào)器14解調(diào)控制信號，并且提取發(fā) 送參數(shù)和波束編號(波束編號'a，)。隨后，在步驟Sll，信道估計器13找 出與所接收的波束相對應的信道估計值，并且MIMO解調(diào)器15和解碼器16 解調(diào)并解碼接收數(shù)據(jù)，由此執(zhí)行接收處理。在步驟S12,波束選擇器18基于 緊鄰在前的導頻信號的接收狀態(tài)如在步驟S2 —樣地選擇任何期望的波束(波 束編號'b，)。
接下來，在步驟S13，波束編號生成器19計算指示在先前時間從發(fā)送站 通知、且在步驟S10中接收的波束編號(波束編號'a，)和當前選擇的波束 編號(波束編號'b，)之間的相對值的差值(波束編號'b-a')。參考代碼簿 存儲裝置20中的用于第二次發(fā)送和以后發(fā)送的第二代碼簿，并且生成包含由 差值表示的波束編號的信息的、用于第二次發(fā)送的反饋信號。接下來，在步 驟S14，將包含與步驟Sll的解調(diào)結(jié)果相對應的ACK/NACK響應信號以及由 步驟S13生成的差值表示的波束編號(波束編號'b-a，)的反饋信號發(fā)送到 發(fā)送站。
在步驟S15,發(fā)送站通過代碼簿信息存儲裝置34參考用于第二次發(fā)送和 以后發(fā)送的代碼簿信息并且解調(diào)波束編號(波束編號'b，)。此時，代碼簿信 息存儲裝置34辨別出所接收的波束編號是由差值表示的，并且將由差值(波 束編號'b-a，)表示的波束編號與先前用于發(fā)送并通知的波束編號(波束編 號'a，)組合，以便恢復接收站期望的波束編號(波束編號'b，)。分離器39 解調(diào)ACK/NACK響應信號。在步驟S16，控制信號生成器32生成包含要發(fā) 送給已經(jīng)從其接收到反饋信號的接收站的發(fā)送參數(shù)(調(diào)制系統(tǒng)和編碼率)以及在步驟S15解調(diào)的波束編號(波束編號'b，)的控制信號。隨后，在步驟
S17，編碼器31編碼發(fā)送數(shù)據(jù)，并且多路復用器33利用控制信號等執(zhí)行多路 復用處理，以生成包含發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號。然后，在步驟S18，預編碼處 理器35對發(fā)送信號執(zhí)行與此時解調(diào)出的波束編號(波束編號'b，)相對應的 預編碼處理。在步驟S19,將導頻信號、控制信號以及數(shù)據(jù)信號從發(fā)送站發(fā) 送到接收站。
如上所述，在第一實施例中，在使用預編碼的無線電通信中，利用在從 發(fā)送站向接收站通知的、具有確保的可靠性的控制信號中包含的波束編號的 信息，并且當在以后發(fā)送時從接收站向發(fā)送站反饋所期望的波束編號時，發(fā) 送指示相對于先前通知的波束編號的相對值的差。在該情況下，可以確保表 示波束編號的信息的代碼到代碼距離，從而可以增強錯誤校正能力而不需將 錯誤校正代碼添加到反饋信號中。因此，當在發(fā)送站中確定了從接收站反饋 的波束編號時，可以避免確定錯誤，可以提高預編碼處理時的波束選擇的可 靠性，并且使得可以增強吞吐量。 (第二實施例)
圖8是示出在本發(fā)明第二實施例中使用的接收站(接收裝置)的主要部 分的結(jié)構(gòu)的框圖，圖9是示出在本發(fā)明第二實施例中使用的發(fā)送站(發(fā)送裝 置)的主要部分的結(jié)構(gòu)的框圖。
第二實施例是通過改變第一實施例的一部分而提供的示例。在第二實施 例中，與第一實施例中的組件相似的組件通過相同的參考標號來表示，并且 將不再詳細描述。
通過將新組件波束編號存儲裝置25和軟組合命令位分配器26的添加到 圖1的結(jié)構(gòu)來提供圖8中所示的接收站。此外，接收站與圖1中所示的接收 站的區(qū)別部分在于波束編號生成器27的操作。波束編號存儲裝置25接收由 波束編號生成器27生成并輸出的波束編號，并且存儲該波束編號，直至下一 反饋信號生成時間。波束編號存儲裝置25在數(shù)據(jù)接收操作中接收從控制信號 解調(diào)器14接收的波束編號，并且在先前反饋信號生成時間使用的波束數(shù)據(jù)以 及所接收的波束編號之間進行比較。如果它們不同，則波束編號存儲裝置向 軟組合命令位分配器26和波束編號生成器27通知在遠程站(發(fā)送站)中出 現(xiàn)了反饋信號確定錯誤。
當從波束編號生成器27接收到在遠程站(發(fā)送站)中出現(xiàn)了確定錯誤的通知時，軟組合命令位分配器26生成用于指令遠程站執(zhí)行波束編號的軟組合
的軟組合命令位，并且將該位輸出給多路復用器23。
當從波束編號生成器27接收到在遠程站(發(fā)送站)中出現(xiàn)了確定錯誤的 通知時，波束編號生成器27再次生成與在先前時間在反饋信號中發(fā)送的波束 編號相同的波束編號，并且將該波束編號輸出給多路復用器23。多路復用器 23執(zhí)行輸入的波束編號、ACK/NACK響應信號、軟組合命令位、包含編碼 的發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送信號等等的多路復用處理，執(zhí)行調(diào)制處理等，并且將結(jié)果 輸出給發(fā)送RF部分24。發(fā)送RF部分24將該信號轉(zhuǎn)換為預定射頻頻帶的射 頻信號，并且將該信號作為無線電波從天線lla發(fā)送。此時，從接收站發(fā)送 的包含波束編號、ACK/NACK響應信號以及軟組合命令位的信號被作為反饋 信號發(fā)送到發(fā)送站。
另 一方面，通過將新組件軟確定值存儲裝置42和軟組合器43添加到圖 2的結(jié)構(gòu)來^是供圖9中所示的發(fā)送站。圖9中的發(fā)送站與圖2中所示的發(fā)送 站的區(qū)別部分在于控制信號生成器44和代碼簿信息存儲裝置45的操作。軟 確定值存儲裝置42接收來自分離器39的反饋信號的軟確定值，并且存儲該 軟確定值直至下一反饋信號接收時間。分離器39從接收信號中分離出反饋信 號，并且提取并輸出包含在該反饋信號中的波束編號、ACK/NACK響應信號、 軟組合命令位等，并且還輸出該反饋信號的軟確定值。
在反饋信號接收操作中，軟組合器43從分離器39接收反饋信號，并且 從軟確定值存儲裝置42接收先前反饋信號接收時間的軟確定值。如果從分離 器39接收的反饋信號包含軟組合命令位，則將此時的接收信號和軟確定值進 行軟組合并且然后進行解調(diào)，并且將解調(diào)結(jié)果的波束編號輸出到控制信號生 成器44和代碼簿信息存儲裝置45。
控制信號生成器44和代碼簿信息存儲裝置45利用軟組合器43輸出的波 束編號來覆寫從分離器39輸出的波束編號，并且使用該波束編號執(zhí)行以后的 處理。代碼簿信息存儲裝置45將與從軟組合器43接收的波束編號相對應的 ID輸出給控制信號生成器44和預編碼處理器35。預編碼處理器35對多路復 用器33的輸出執(zhí)行預編碼處理，并且對發(fā)送信號進行加權(quán)，使得形成響應于 基于軟組合結(jié)果的波束編號的預定波束。
在第二實施例中，僅描述了波束編號的軟組合，但是在該組合中還可以 應用第一實施例中使用下載(down)控制信號的信息進行的波束編號的相對值的反饋和恢復。
圖10示出在第二實施例的無線電通信系統(tǒng)中通過預編碼進行波束形成
操作的示例。在圖10中，(A)示出了任一幀(t)時的狀態(tài)，而(B)示出了 緊接在(A)之后的幀(t+l)時的狀態(tài)。在該無線電通信系統(tǒng)中，無線電基 站51對應于圖9中的發(fā)送站，用戶終端52對應于圖8中的接收站。
在圖10的(A)中的幀(t)中，假設(shè)以下情況在無線電基站51的分 離器39中出現(xiàn)反饋信號的確定錯誤，并且錯誤地確定先前從用戶終端52反 饋的波束編號'b，為波束編號'c，。在該情況下，預編碼處理器35執(zhí)行預 編碼處理，由此形成與發(fā)送信號中的用戶終端52命令不同的波束編號'c， 的波束，并且數(shù)據(jù)信號根據(jù)波束編號'c，的波束沿著錯誤的方向從無線電基 站51發(fā)送到用戶終端52。導頻信號和控制信號被從無線電基站51發(fā)送到用 戶終端52，并且包含波束編號'c，、用于預編碼的控制信號在添加了錯誤校 正代碼CRC的狀態(tài)下，作為控制信息發(fā)送。
在用戶終端52中，波束編號存儲裝置25確定波束編號是否正確，并且 辨別出由無線電基站51在當前發(fā)送時通知的且從控制信號解調(diào)器14輸出的 波束編號'c，不同于先前在波束選擇器18中選擇并在反饋信號生成時間包 含的波束編號'b，。如果因此檢測到波束編號不同于從自己站指定的波束數(shù) 據(jù)，則在下一幀(t+l)中將作為用于利用先前的軟確定值執(zhí)行軟組合的命令 的軟組合命令位、與先前的波束編號相同的波束編號'b，、以及ACK/NACK 響應信號作為反饋信號發(fā)送到無線電基站51。
在圖10的(B)中的幀(t+l)中，無線電基站51接收從用戶終端52發(fā) 送的反饋信號，并且確定用戶終端52期望的波束編號。此時，軟確定值存儲 裝置42預先存儲先前波束編號的軟確定值，并且軟組合器43確定是否存在 軟組合命令位，并且如果反饋信號包含軟組合命令位，則對此時接收的波束 編號和先前的軟確定值進行軟組合并且然后進行解調(diào)。由于執(zhí)行了軟組合， 因此可以解調(diào)出正確的波束編號'b，。
在代碼簿信息存儲裝置45中，參考代碼簿信息，并且輸出與所解調(diào)的波 束編號'b，相對應的ID。接下來，預編碼處理器35執(zhí)行適合于波束編號'b， 的預編碼處理，由此在發(fā)送信號中形成合適的波束編號'b，的波束，并且數(shù) 據(jù)信號根據(jù)該波束編號'b，的波束發(fā)送到用戶終端52。將包含波束編號'b， 的用于預編碼的控制信號與導頻信號一起從無線電基站51發(fā)送到用戶終端52。
由于從無線電基站51通知的波束編號和先前指定的波束編號匹配，因此 用戶終端52將此時選擇的波束編號和ACK/NACK響應信號作為反饋信號發(fā) 送到無線電基站51。
如上所述，在第二實施例中，在使用預編碼的無線電通信中，利用在/人 接收站反饋到發(fā)送站的反饋信號中包含的波束編號的信息，并且如果出現(xiàn)反 饋信號的確定錯誤，則使用先前反饋信號的軟確定值來執(zhí)行軟組合。相應地， 利用先前接收信號的能量，并且可以避免反饋信號的確定錯誤，使得可以才是 高預編碼處理時的波束選擇可靠性，并且使得可以增加吞吐量。
在上述實施例中，假設(shè)了發(fā)送站和接收站每個都包括兩個天線的情況， 但是如果根據(jù)需要將天線數(shù)目增加到三個、四個等，也可以以類似方式應用 所述實施例。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的無線電通信裝置可以安裝在移動通信系統(tǒng)的移 動臺裝置(通信終端)和基站裝置中，并且相應地可以提供具有與上述優(yōu)點 相似的優(yōu)點的無線電通信移動臺裝置、無線電通信基站裝置、以及移動通信 系統(tǒng)。
應理解，本發(fā)明不僅限于實施例中所示的項目，并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員而言，本發(fā)明還意圖基于本發(fā)明描述和公知技術(shù)作出修改和應用，并且所 述修改和應用包含在要求保護的范圍內(nèi)。
在每個實施例的描述中，采用將本發(fā)明實施為硬件的情況作為示例，但 是本發(fā)明還可以被實施為軟件。
在實施例的描述中使用的各功能塊典型地被實施為集成電路LSI?？梢?將它們單獨地放置到一個芯片中，或者可以將一些或全部功能塊放置到一個 芯片中。這里，集成電路是LSI，但是取決于集成度的不同，可以被稱為IC、 系統(tǒng)LSI、超級LSI、或者甚大LSI。
將功能塊放置到集成電路中的技術(shù)不限于LSI,并且它們可以被實現(xiàn)為 專用電路或通用處理器?？梢允褂迷谥圃霯SI之后可以被編程的FPGA (現(xiàn) 場可編程門陣列)、或者在其中可以重新配置LSI中的各電路元件的連接與設(shè) 置的可重新配置處理器。
此外，如果隨著半導體技術(shù)的進步或者沖艮據(jù)另一派生技術(shù)，出現(xiàn)將功能 塊放置到代替LSI的集成電路中的技術(shù)，則當然可以使用該技術(shù)來集成各功能塊。存在應用生物技術(shù)等的可能性。
盡管已經(jīng)參考特定實施例詳細描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員 顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出各種改變和 修改。
本申請基于2007年3月30日提交的日本專利申請(第2007-094569號)， 通過引用將其全部內(nèi)容并入于此。
工業(yè)實用性
本發(fā)明具有使得可以通過預編碼來提高波束選擇可靠性的優(yōu)點，并且作 為可以應用于使用多個天線進行通信的MIMO (多輸入多輸出)的無線電通 信系統(tǒng)、無線電通信裝置、以及無線電通信方法等，本發(fā)明是有用的。
權(quán)利要求
1.一種使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)，該無線電通信系統(tǒng)包括用作無線電接收站的第一無線電通信裝置，包括波束選擇器，用于接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過響應于接收信號的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成器，用于生成表示從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所選擇的波束的波束信息之間的相對值的波束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；以及反饋信息發(fā)送器，用于將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電發(fā)送站，以及用作無線電發(fā)送站的第二無線電通信裝置，包括波束信息獲取器，用于接收來自無線電接收站的反饋信息，并且從表示所述相對值的波束信息中獲取與由無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處理器，用于執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器，用于生成包含通過預編碼形成的波束的波束信息的控制信息；以及發(fā)送器，用于將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
2. 如權(quán)利要求1所述的無線電通信系統(tǒng)，其中，第一無線電通信裝置和 第二無線電通信裝置之間的通信線路的特性是不對稱的，并且確保從用作無 線電發(fā)送站的第二無線電通信裝置到用作無線電接收站的第一無線電通信裝 置的通信線路的傳播路徑的充分可靠性。
3. —種在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使用的無線電通信 裝置，該無線電通信裝置包括波束選擇器，用于接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通 過響應于接收信號的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束，所述預編碼通 過對無線電發(fā)送站要輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；波束信息生成器，用于生成表示從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時 所選擇的波束的波束信息之間的相對值的波束信息，作為與所選擇的波束相關(guān)的波束信息；以及反饋信息發(fā)送器，用于將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線 電發(fā)送站。
4. 如權(quán)利要求3所述的無線電通信裝置，包括控制信息解調(diào)器，該控制 信息解調(diào)器用于解調(diào)從無線電發(fā)送站發(fā)送的控制信息，并且從該控制信息中 獲取所通知的波束信息，其中，波束信息生成器具有用于存儲ID信息和波束的波束編號的代碼 簿，并且該波束信息生成器通過參考該代碼簿來生成表示所通知的波束信息 和此時所選"t奪的波束的波束信息之間的相對值的波束信息。
5. 如權(quán)利要求4所述的無線電通信裝置，其中，該波束信息生成器包括 用于第一次發(fā)送的第一代碼簿和用于第二次發(fā)送的第二代碼簿，作為代碼簿， 并且在第二代碼簿中具有表示所述相對值的波束信息。
6. 如權(quán)利要求3所述的無線電通信裝置，其中，該波束信息生成器計算并且基于該差的值生成波束信息。
7. 如權(quán)利要求3所述的無線電通信裝置，其中，該波束信息生成器根據(jù) 通過對從無線電發(fā)送站通知的波束信息進行位移而提供的信息，生成此時所 選擇的波束的波束信息。
8. —種在使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中使用的無線電通信 裝置，該無線電通信裝置包括波束信息獲取器，用于接收來自將要被發(fā)送信號的無線電接收站的反饋 信息，并且從包含在該反饋信息中的、表示相對于被通知給無線電接收站的 波束信息的相對值的波束信息中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波 束信息；預編碼處理器，用于執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要 被輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成器，用于生成包含通過預編碼形成的波束的波束信息的控 制信息；以及發(fā)送器，用于將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
9. 如權(quán)利要求8所述的無線電通信裝置，其中，該波束信息獲取器包括 用于存儲被通知給無線電接收站的波束信息的被通知波束信息存儲裝置，并 且該波束信息獲取器從所存儲的波束信息和表示所述相對值的波束信息中獲 取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息，并且將該波束信息輸出給 預編碼處理器。
10. —種無線電通信移動臺裝置，包括如權(quán)利要求3到9中任一項所述 的無線電通信裝置。
11. 一種無線電通信基站裝置，包括如權(quán)利要求3到9中任一項所述的 無線電通信裝置。
12. —種用于使用多個天線進行通信的無線電通信系統(tǒng)中的無線電通信 方法，該無線電通信方法包才舌波束選擇步驟，接收來自無線電發(fā)送站的信號，并且在將來發(fā)送時通過 響應于接收信號的傳播路徑的狀態(tài)進行預編碼來選擇波束；波束信息生成步驟，生成表示從無線電發(fā)送站通知的波束信息和此時所 選擇的波束的波束信息之間的相對值的波束信息，作為與所選擇的波束相關(guān) 的波束信息；反饋信息發(fā)送步驟，將包含所生成的波束信息的反饋信息發(fā)送到無線電 發(fā)送站；波束信息獲取步驟，接收來自無線電接收站的反饋信息，并且從表示所 述相對值的波束信息中獲取與無線電接收站所選擇的波束相關(guān)的波束信息；預編碼處理步驟，執(zhí)行預編碼，以便通過基于所獲取的波束信息對要被 輸出到多個天線的信號進行加權(quán)來形成預定波束；控制信息生成步驟，生成包含通過預編碼形成的波束的波束信息的控制 信息；以及發(fā)送步驟，將控制信息和經(jīng)過預編碼處理的信號發(fā)送到無線電接收站。
全文摘要
可以通過預編碼提高波束選擇可靠性。用戶終端(52)根據(jù)所接收的導頻信號的信道估計值選擇下一幀(t+1)中的最優(yōu)波束(波束編號b)，并且將無線電基站(51)通知的當前發(fā)送的波束編號“a”與被選擇為在下一發(fā)送要發(fā)送的所期望的波束編號“b”之間的差D(＝b-a)作為反饋信號發(fā)送到無線電基站(51)。無線電基站(51)存儲在先前發(fā)送時通知的波束編號“a”，并且將由在接收反饋信號時接收的差D確定的波束編號與先前通知的波束編號“a”組合，從而恢復用戶終端(52)期望的波束編號“b”。執(zhí)行適合于波束編號“b”的預編碼處理，并且將適當波束編號“b”形式的波束發(fā)送到用戶終端(52)。
文檔編號H04B7/06GK101652936SQ20088001111
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者平松勝彥, 星野正幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社