專利名稱：移動臺裝置、基站裝置、mimo系統以及數據傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動臺裝置、基站裝置、MIMO系統以及數據傳輸方法，特別涉及與多天線傳輸對應的移動臺裝置、基站裝置、MIMO系統以及數據傳輸方法。
背景技術：
在UMTS (通用移動電信系統)網絡中，以頻率利用效率的提高、數據速率的提高為目的，通過采用HSDPA (高速下行鏈路分組接入)或HSUPA (高速上行鏈路分組接入)，最大限度地發(fā)揮以W-CDMA (寬帶碼分多址)作為基礎的系統的特征。關于該UMTS網絡，以進一步的高速數據速率、低延遲等為目的，正在研究長期演進(LTE :Long Term Evolution)。第3代的系統利用大概5MHz的固定頻帶，能夠實現下行線路中最大2Mbps左右的傳輸率。另一方面，在LTE方式的系統中，利用1.4MHC20MHZ的可變頻帶，能夠實現下行線路中最大300Mbps以及上行線路中75Mbps左右的傳輸率。此外，在UMTS網絡中，以進一步的寬帶化以及高速化為目的，還在研究LTE的后繼的系統(例如，高級LTE(LTE-A)X例如，在LTE-A中，預定將作為LTE標準的最大系統頻帶的20MHz擴展到IOOMHz左右。此外，LTE方式的系統中，以多個天線發(fā)送接收數據，并且作為提高數據速率(頻率利用效率)的無線通信技術而提出了 MMO (多輸入多輸出)系統(例如，參照非專利文獻I)。在MIMO系統中，發(fā)送接收機中準備多個發(fā)送/接收天線，從不同的發(fā)送天線同時發(fā)送不同的發(fā)送信息序列。另一方面，在接收機側，利用在發(fā)送/接收天線之間發(fā)生不同的衰減變動的情況，分離同時發(fā)送的信息序列而進行檢測，從而能夠增大數據速率(頻率利用效率)。在LTE方式的系統中，從不同的發(fā)送天線同時發(fā)送的發(fā)送信息序列被規(guī)定為全部都是同一用戶的序列的單用戶MMO (SU-MIMO (Single User MMO))和屬于不同的用戶的序列的多用戶 MMO (MU-MIMO (Multiple User MM0))。在這些 SU-MMO 以及 MU-MMO中，在接收機側選擇應對發(fā)送機的天線設定的相位/振幅控制量(PMI Precoding MatrixIndicator ;預編碼矩陣指示符)，并反饋到發(fā)送機。在發(fā)送機側，基于從接收機反饋的PMI進行對于各個發(fā)送天線的預編碼之后發(fā)送發(fā)送信息序列。另一方面，在LTE-A方式的系統中，提出了為了確保對于發(fā)送機中的各個發(fā)送天線的預編碼的自由度，從接收機側反饋表示信道狀態(tài)的⑶I (Channel DirectionIndicator ;信道方向指示符)，在發(fā)送機側基于該CDI進行對于各個發(fā)送天線的預編碼之后發(fā)送發(fā)送信息序列的迫零MU-MMO (ZF MU-MIMO)(例如，參照非專利文獻2)。在該ZFMU-MIMO中，從在LTE-A中預定的8個發(fā)送天線能夠分別發(fā)送對于不同的用戶的發(fā)送信息序列，在信道之間的空間相關高的情況下能夠大幅提高數據速率?，F有專利文獻非專利文獻非專利文獻I :3GPP TR 25. 913 “Requirements for Evolved UTRA and EvolvedUTRAN，，非專利文獻2:3GPP Rl-070346 Philips “Comparison of MU-MIMO feedbackschemes with multiple UE receive antennas”
發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題在上述的SU-MMO中，在信道之間的空間相關高的情況下，或者，在接收機側的天線數目比發(fā)送機側的天線數目還要少的情況下，無法充分地引出空間維度，難以提高數據速率。此外，在上述的MU-MMO中，能夠發(fā)送的不同的發(fā)送信息序列最大為兩個，無法期待數據速率的快速提高。此外，SU-MMO也存在類似的問題。另一方面，在ZF MU-MMO中，代替PMI而反饋CDI，無法確保與LTE方式的MMO系統的兼容性。此外，在信道自檢的空間相關低的情況下難以提高數據速率。本發(fā)明鑒于這樣的情況而完成，其目的在于提供一種確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率的移動臺裝置、基站裝置、MIMO系統以及數據傳輸方法。用于解決課題的方案本發(fā)明的移動臺裝置是一種移動臺裝置，用于MMO系統，該MMO系統中基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZFMU-MMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于，該移動臺裝置包括選擇部件，選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特(Hermite)轉置對應的PMI以及RI ;計算部件，根據所述PMI計算CQI ;以及反饋部件，將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置。根據該結構，反映了傳播路徑特性(信道狀態(tài))的PMI以及RI被反饋到基站裝置，因此通過在基站裝置中具備根據PMI求⑶I的結構，將該PMI用于選擇SU-MMO以及ZFMU-MIMO中的雙方的預編碼矩陣，能夠適當選擇其中一個數據速率高的傳輸方式，因此能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。此外，作為反饋信息而反饋PMI，因此能夠確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。本發(fā)明的基站裝置是一種基站裝置，用于MMO系統，該MMO系統中基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZFMU-MMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于，該基站裝置包括 第I調度器，基于從移動臺裝置反饋的、與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI，計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率；第2調度器，基于所述PMI計算進行ZF MU-MIMO傳輸的情況下的第2數據速率；以及傳輸方式選擇部件，選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式。根據該結構，選擇與在基于反映了傳播路徑特性(信道狀態(tài))的PMI計算的SU-MIMO傳輸以及ZF MU-MIMO傳輸的數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式，因此能夠根據信道狀態(tài)適當切換傳輸方式而進行數據傳輸，因此能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。此外，作為反饋信息而反饋PMI，因此能夠確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。本發(fā)明的MMO系統是基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸從而進行數據傳輸的MMO系統，其特征在于，包括移動臺裝置，選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI，根據所述PMI計算CQI，并將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置；以及基站裝置，基于從移動臺裝置反饋的PMI計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率以及進行ZFMU-MIM0傳輸的情況下的第2數據速率，選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式。根據該結構，從移動臺裝置反饋反映了傳播路徑特性(信道狀態(tài))的PMI以及RI，在基站裝置中選擇與基于該PMI計算的SU-MMO傳輸以及ZFMU-MMO傳輸的數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式，因此能夠根據信道狀態(tài)適當 切換傳輸方式而進行數據傳輸，因此能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。此外，作為反饋信息而反饋PMI，因此能夠確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。本發(fā)明的數據傳輸方法是基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MIMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸從而進行數據傳輸的數據傳輸方法，其特征在于，在移動臺裝置中包括以下步驟選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI的步驟；根據所述PMI計算CQI的步驟；以及將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置的步驟，在基站裝置中包括以下步驟基于從移動臺裝置反饋的PMI計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率的步驟；基于所述PMI計算進行ZFMU-MMO傳輸的情況下的第2數據速率的步驟；以及選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式的步驟。根據該方法，從移動臺裝置反饋反映了傳播路徑特性(信道狀態(tài))的PMI以及RI，在基站裝置中選擇與基于該PMI計算的SU-MMO傳輸以及ZFMU-MMO傳輸的數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式，因此能夠根據信道狀態(tài)適當切換傳輸方式而進行數據傳輸，因此能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。此外，作為反饋信息而反饋PMI，因此能夠確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。發(fā)明效果根據本發(fā)明，從移動臺裝置反饋反映了傳播路徑特性(信道狀態(tài))的PMI以及RI，在基站裝置中選擇與基于該PMI計算的SU-MMO傳輸以及ZFMU-MMO傳輸的數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式，因此能夠根據信道狀態(tài)適當切換傳輸方式而進行數據傳輸，因此能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。此外，作為反饋信息而反饋PMI，因此能夠確保與LTE方式的MMO系統的兼容性，并且能夠與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率。


圖I是用于說明SU-MMO系統中對于發(fā)送數據的信號處理的概念圖。圖2是用于說明MU-MMO系統中對于發(fā)送數據的信號處理的概念圖。圖3是用于說明LTE方式的SU-MMO系統中的主要的處理內容的概念圖。圖4是用于說明LTE方式的MU-MMO系統中的主要的處理內容的概念圖。圖5是用于說明LTE-A方式的ZF MU-MIMO系統中的主要的處理內容的概念圖。圖6表示與圖5所示的ZF MU-MIMO系統的處理概念圖等效的處理概念圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的MMO系統中對于發(fā)送數據的信號處理的概念圖。圖8是用于說明在本發(fā)明的MIMO系統中將反映了信道矩陣的酉矩陣作為預編碼矩陣來利用的情況的信號處理的概念圖。圖9是本發(fā)明的MMO系統中的移動臺裝置的功能方框圖。圖10是本發(fā)明的MMO系統中的基站裝置的功能方框圖。圖11是本發(fā)明的MMO系統中的基站裝置具有的ZF MU-MIMO調度器的功能方框圖。
圖12是用于說明在本發(fā)明的MMO系統中得到的數據速率的圖。圖13是用于說明在本發(fā)明的MMO系統中得到的數據速率的圖。
具體實施例方式在說明本發(fā)明的具有基站裝置eNode B以及移動臺裝置UE的MMO系統之前，說明一般的MMO系統中對于發(fā)送數據(發(fā)送信息序列)的信號處理。圖I是用于說明SU-MMO系統中對于發(fā)送數據的信號處理的概念圖，圖2是用于說明MU-MMO系統中對于發(fā)送數據的信號處理的概念圖。另外，在以下的說明中，“k”表示移動臺裝置UE的識別號(UE識別符)，“P1/2”表示發(fā)送功率控制矩陣。此外，“Gk”表示對于第k個移動臺裝置UE的預編碼矩陣。此外，“HkH”表示第k個移動臺裝置UE中的信道矩陣，“WkH”表示對于第k個移動臺裝置UE的接收濾波器(權重)矩陣。進而，“nk”表示在傳播路徑上被附加到第k個移動臺裝置UE的噪聲。在SU-MMO系統中，按從上位站裝置指示的發(fā)送層數的量分配了的發(fā)送數據d，在基站裝置eNode B中通過發(fā)送功率控制矩陣P1/2控制了發(fā)送功率之后，通過預編碼矩陣Gk控制(偏移)相位/振幅量。另外，該預編碼矩陣Gk基于從移動臺裝置UE反饋的反饋信息而被選擇。相位/振幅偏移后的發(fā)送數據d在被變換為無線頻帶之后，從多個發(fā)送天線作為發(fā)送信號被送到傳播路徑即MIMO信道。這時，MIMO信道上的發(fā)送數據用信道矩陣HkH表示。在MMO信道上被附加了噪聲nk的發(fā)送信號在被移動臺裝置UE的多個接收天線接收之后，在濾波處理部(這里為MMSE (最小均方誤差)濾波器)中，通過接收濾波器矩陣WkH實施濾波處理從而取得原來的發(fā)送數據d。另一方面，在MU-MMO系統中也同樣，按從上位站裝置指示的發(fā)送層數的量分配了的發(fā)送數據d，在基站裝置eNode B中通過發(fā)送功率控制矩陣P1/2控制了發(fā)送功率之后，通過預編碼矩陣Gk控制(偏移)相位/振幅量。相位/振幅偏移后的發(fā)送數據d在被變換為無線頻帶之后，從多個發(fā)送天線作為發(fā)送信號被送到傳播路徑即MIMO信道。這時，MIMO信道上的發(fā)送數據分別用信道矩陣H廠HkH表示。在MMO信道上被附加了噪聲I^nk的發(fā)送信號在被多個移動臺裝置UE的接收天線接收之后，在濾波處理部(這里為MMSE濾波器)中，通過接收濾波器矩陣W1h^C實施濾波處理從而取得原來的發(fā)送數據d廣dk。在這樣的SU-MMO系統以及MU-MMO系統的移動臺裝置UE中進行的主要的處理中，作為計算反饋信息的處理，包含進行量化的處理(以下，稱為“量化處理”)和計算CQI的處理(以下，稱為“CQI計算處理”)。在LTE方式的MMO系統(SU-MM0系統、MU-MMO系統)中的量化處理中，進行預編碼向量以及秩的選擇。在LTE-A方式的ZF MU-MMO系統中的量化處理中，進行信道方向(Channel direction)的選擇。另一方面,在基站裝置eNode B中進行的主要的處理中，作為使用來自移動臺裝置UE的反饋信息而進行調度的處理，包含為了調度而調整CQI的處理(以下，稱為“CQI調整處理”)和計算用于被調度的用戶的預編碼向量的處理(以下，稱為“預編碼向量計算處理”)。另外，CQI調整處理在MU-MMO等中根據需要而進行。以下，說明LTE方式的SU-MMO系統、MU-MMO系統以及LTE-A方式的ZF MU-MIMO系統中的主要的處理的內容。圖3以及圖4分別是用于說明LTE方式的SU-MMO系統和MU-MIMO系統中的主要的處理內容的概念圖。圖5是用于說明LTE-A方式的ZF MIM0-MIM0系統中的主要的處理內容的概念圖。另外，為了便于說明，在圖4以及圖5所示的MU-MMO系統以及ZF MU-MIMO系統中，示出單一的移動臺裝置UE。在圖3所示的LTE方式的SU-MMO系統中，在預編碼向量的量化中利用對相應于接收天線數的每個流預先決定了 N個預編碼矩陣的預編碼碼本。在移動臺裝置UE以及基站裝置eNode B的雙方中保持共同的預編碼碼本。在LTE方式的SU-MMO系統的第k個移動 臺裝置UE中，選擇最佳的流數(秩數)的同時，對每一個選擇最佳的預編碼矩陣。最佳的流數作為RI (秩指示符)k被選擇，預編碼矩陣作為PMIk被選擇。并且，計算各自的流的CQI。另一方面，在基站裝置eNode B中選擇成為最大的數據速率的用戶。在圖3所示的LTE方式的SU-MMO系統的移動臺裝置UE中的量化處理中，通過(式I)計算各個接收信號的接收濾波器矩陣WumlH15(式I)
權利要求
1.一種移動臺裝置，用于MMO系統，該MMO系統中基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于，該移動臺裝置包括 選擇部件，選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI ;計算部件，根據所述PMI計算CQI ;以及反饋部件，將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置。
2.如權利要求I所述的移動臺裝置，其特征在于， 所述選擇部件選擇對應于從所述信道矩陣的厄米特轉置通過QR分解而得到的酉矩陣與所述PMI所關聯的預編碼矩陣的矩陣間距離最小的預編碼矩陣的所述PMI。
3.如權利要求I所述的移動臺裝置，其特征在于， 所述選擇部件選擇對應于從所述信道矩陣的厄米特轉置通過奇異值分解而得到的酉矩陣與所述PMI所關聯的預編碼矩陣的矩陣間距離最小的預編碼矩陣的所述PMI。
4.一種基站裝置，用于MMO系統，該MMO系統中基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于，該基站裝置包括 第I調度器，基于從移動臺裝置反饋的、與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI，計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率；第2調度器，基于所述PMI計算進行ZF MU-MIMO傳輸的情況下的第2數據速率；以及傳輸方式選擇部件，選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式。
5.如權利要求4所述的基站裝置，其特征在于， 所述第2調度器包括變換部件，將所述PMI變換為CDI ;選擇部件，基于所述CDI選擇預編碼矩陣；CQI調整部件，調整從移動臺裝置反饋的CQI ;計算部件，基于通過所述選擇部件選擇的預編碼矩陣和通過所述CQI調整部件調整的所述CQI，計算數據速率；以及數據速率調整部件，調整通過所述計算部件計算的數據速率。
6.如權利要求5所述的基站裝置，其特征在于， 所述CQI調整部件基于發(fā)送流數和移動臺裝置中的天線數來調整所述CQI。
7.如權利要求6所述的基站裝置，其特征在于， 所述CQI調整部件在發(fā)送流數為移動臺裝置中的天線數以下的情況下維持所述CQI而不調整，另一方面，在發(fā)送流數超過移動臺裝置中的天線數的情況下調整所述CQI。
8.如權利要求5所述的基站裝置，其特征在于， 所述數據速率調整部件基于發(fā)送流數和移動臺裝置中的天線數來調整所述數據速率。
9.如權利要求8所述的基站裝置，其特征在于， 所述數據速率調整部件在發(fā)送流數為移動臺裝置中的天線數以下的情況下維持所述數據速率而不調整，另一方面，在發(fā)送流數超過移動臺裝置中的天線數的情況下調整所述數據速率。
10.如權利要求9所述的基站裝置，其特征在于， 所述數據速率調整部件根據基于仿真實績的表來調整所述數據速率，其中，該仿真以基站裝置的天線之間的空間相關、從移動臺裝置反饋的CQI、以及超過移動臺裝置的天線數的流數作為參數。
11.一種MIMO系統，基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MIMO傳輸和ZF MU-MMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于，包括 移動臺裝置，選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI，根據所述PMI計算CQI，并將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置；以及 基站裝置，基于從移動臺裝置反饋的PMI計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率以及進行ZF MU-MIMO傳輸的情況下的第2數據速率，選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式。
12.—種數據傳輸方法，基于來自移動臺裝置的反饋信息在基站裝置切換SU-MMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸從而進行數據傳輸，其特征在于， 在移動臺裝置中包括以下步驟選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI的步驟；根據所述PMI計算CQI的步驟；以及將所述PMI、RI以及CQI作為所述反饋信息反饋到基站裝置的步驟， 在基站裝置中包括以下步驟基于從移動臺裝置反饋的PMI計算進行SU-MMO傳輸的情況下的第I數據速率的步驟；基于所述PMI計算進行ZFMU-MIM0傳輸的情況下的第2數據速率的步驟；以及選擇與所述第I數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式的步驟。
全文摘要
確保與LTE方式的MIMO系統的兼容性，并且與信道之間的空間相關的高低無關地提高數據速率?；趤碜砸苿优_裝置(UE)的反饋信息在基站裝置(eNode B)切換SU-MIMO傳輸和ZF MU-MIMO傳輸而進行數據傳輸的MIMO系統中，其特征在于，移動臺裝置(UE)選擇與表示傳播路徑特性的信道矩陣的厄米特轉置對應的PMI以及RI，根據PMI計算CQI，并反饋PMI、RI以及CQI，基站裝置(eNode B)基于反饋的PMI計算進行SU-MIMO傳輸的情況下的第1數據速率以及進行ZF MU-MIMO傳輸的情況下的第2數據速率，選擇與第1數據速率、第2數據速率中高的數據速率對應的傳輸方式。
文檔編號H04W16/28GK102640440SQ20108005417
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權日2009年11月30日
發(fā)明者G.蓋特爾, K.I.卡沙巴, 楠目勝利, 田岡秀和 申請人:株式會社Ntt都科摩