CN102301774B - 无线通信系统及通信控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信系统及通信控制方法，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，所述各个基站具有一个或者多个天线，所述基站发送至少在附近的基站之间不重复的天线固有的第1参照信号，所述终端接收所述第1参照信号，并估计每个所述天线的所述第1参照信号的接收功率，所述终端根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线，所述终端向所述基站发送所述天线的选择结果，所述基站参照从所述终端发送的所述天线的选择结果，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线，所述基站将所述天线的分配结果通知给所述终端。

Description

无线通信系统及通信控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信系统，尤其涉及终端与多个基站进行通信的无线通信系统。
背景技术
图31是说明现有的蜂窝系统的图。
两个基站(101-1、101-2)分别形成小区(cell)(102-1、102-2)。小区102-1内的3台终端(103-1、103-2、103-3)与基站101-1进行通信，小区102-2内的3台终端(103-4、103-5、103-6)与基站101-2进行通信。
各个基站和各个终端具有多个天线。各个基站在某个瞬间与属于由该基站形成的小区的1台终端进行MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)通信。另外，在OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess：正交频分多址接入)等多载波通信系统中，各个载波相互具有正交性，因而能够按照每个载波与不同的终端进行MIMO通信，在此为了简化起见，假定说明单载波的通信系统。
图31表示某个时刻的快照(snap shot)，基站101-1将信号104-1作为期望信号，与终端103-3进行单用户MIMO通信，基站101-2将信号104-2作为期望信号，与终端103-4进行单用户MIMO通信，该单用户MIMO通信是在所谓第3.9代蜂窝系统中确定采用的，其协议已在“Physicallayer procedures (Release 8)”，3GPP TSG RAN，3GPP TS36.213 ver8.4.0，pp.18-43，2008/9中公开。
但是，由于无线信号也到达其它终端，因此产生因无线信号的漏入而形成的干扰。具体地讲，产生从基站101-2对终端103-3的干扰105-1、以及从基站101-1对终端103-4的干扰105-2。
在像终端103-4那样期望信号104-2的传输距离与干扰信号105-2的传输距离具有较大差异的状态下，由于干扰信号105-2的传输衰减，干扰不会成为问题。但是，在像终端103-3那样期望信号104-1的传输距离与干扰信号105-1的传输距离具有较小差异的状态下，由于期望信号104-1与干扰信号105-1之间的传输衰减量为相同程度，因而期望信号104-1的电场强度与干扰信号105-1的电场强度的差异较小。因此，小区间干扰成为严重问题。
图32是说明近年来受到关注的蜂窝系统的图。图32所示的系统作为解决前面叙述的小区间干扰问题的无线通信系统，已在“Inter-cell RadioResource Management for Heterogeneous Network”，NTT DoCoMo，3GPPTSG RAN WG1，R1-083019，2008/8中公开。
过去，将设于基站的基带调制解调器(106-1、106-2)设置在与小区(102-1、102-2)不同的场所，在小区中配置简单的无线收发机RRU(Remote Radio Unit：远程无线单元)。
这种结构的第一特征是通过将基带调制解调器(106-1、106-2)集中，能够实现在小区之间协作进行的信号处理，因而能够降低小区间干扰。另外，第二特征是RRU(108-1～108-8)呈面状分散配置，以便确保小区覆盖范围(cell coverage)。另外，第三特征是基带调制解调器106和RRU108通过光纤(107-1、107-2)相连接，基带调制解调器106与RRU108之间按照CPRI(Common Public Radio Interface：通用公共无线接口)标准来传输基带信号。另外，在该系统中，利用由基带调制解调器106-1管理的4台RRU(108-1、108-2、108-3、108-4)形成小区102-1。同样利用由基带调制解调器106-2管理的4台RRU(108-5、108-6、108-7、108-8)形成小区102-2。
即，在图32所示的系统中，通过将基带调制解调器106集中，容易实现小区102之间的基带信号的协作处理，能够容易实现终端与多个基站进行通信的网络MIMO。
发明概要
如以上说明的那样，选择对于终端来说所期望的(到终端的传输距离短的)天线，对降低小区间干扰比较有效，因此网络MIMO能够有效地降低小区间干扰，提高通信质量。即，为了降低小区边界的终端103-3的小区间干扰，优选与传输距离较短的RRU(108-2、108-4、108-5、108-7)进行通信。但是，所选择的4台RRU中有2台RRU(108-2、108-4)由基带调制解调器106-1进行管理，其它2台RRU(108-5、108-7)由基带调制解调器106-2进行管理。在现有的协议中，终端只能够将一个小区作为服务小区，只使用小区内的天线(与由1台基带调制解调器控制的RRU)进行通信，不能跨越多个小区选择天线。
但是，尚未提出为了实现网络MIMO而跨越多个小区来选择天线的具体通信步骤。尤其是不受小区的框架限制地为终端选择最佳的天线，这对产生网络MIMO的效果非常重要，但是尚未提出有关这种天线选择的具体方法。即，现有技术中尚未提出通过对小区边界附近的终端分配多个基站的天线，从而提高小区边界附近的终端的通信质量的具体步骤。
发明内容
本发明的目的在于提出下述的具体步骤，用于不受小区的框架结构限制地为终端分配最佳的基站天线，以便降低在无线通信系统中导致通信质量恶化的小区间干扰。
本发明的一个代表性示例如下所述。即，一种无线通信系统，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，其特征在于，所述各个基站具有一个或者多个天线，所述基站发送至少在附近的基站之间不重复的天线固有的第1参照信号，所述终端接收所述第1参照信号，并估计每个所述天线的所述第1参照信号的接收功率，所述终端根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线，所述终端向所述基站发送所述天线的选择结果，所述基站参照从所述终端发送的所述天线的选择结果，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线，所述基站将所述天线的分配结果通知给所述终端。
本发明的另一个方式的无线通信系统，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，其特征在于，所述各个基站具有一个或者多个天线，所述终端发送终端固有的第2参照信号，所述基站接收所述第2参照信号，并按每个所述天线估计所述第2参照信号的接收功率，所述基站根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线，所述基站参照所述天线的选择结果，对所述终端分配属于不同小区的多个所述天线，所述基站将所述天线的分配结果通知给所述终端。
根据本发明的实施方式，能够降低小区间干扰。因此，能够提高小区边界附近的终端的通信质量。即，能够改善小区边界的频率利用效率，能够减小在终端之间提高的服务质量的差异。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的无线通信系统的网络结构的图。
图2是表示本发明的第1实施方式的无线通信系统的结构的图。
图3A是表示利用光纤将本发明的第1实施方式的基带调制解调器与RRU之间连接的结构的框图。
图3B是表示利用同轴线缆将本发明的第1实施方式的基带调制解调器与RRU之间连接的结构的框图。
图3C是表示利用无线链路将本发明的第1实施方式的基带调制解调器与RRU之间连接的结构的框图。
图4是表示本发明的第1实施方式的无线通信系统的下行通信时的各个节点的动作的序列图。
图5是表示本发明的第1实施方式的无线通信系统的上行通信时的各个节点的动作的序列图。
图6是表示本发明的第1实施方式的基带调制解调器及其周围结构的框图。
图7是表示本发明的第1实施方式的基带信号生成部的结构的框图。
图8是表示本发明的第1实施方式的数据/控制信号分离部的结构的框图。
图9是表示本发明的第1实施方式的长区间平均功率估计部的结构的框图。
图10是表示本发明的第1实施方式的调制解调器控制单元的结构的框图。
图11是表示本发明的第1实施方式的在PAI缓冲器中存储的内容的说明图。
图12是表示本发明的第1实施方式的在功率估计结果缓冲器中存储的内容的说明图。
图13是表示本发明的第1实施方式的终端的结构的框图。
图14A是表示本发明的第1实施方式的从基站侧向终端通知的RRU分配信息的说明图。
图14B是表示本发明的第1实施方式的从基站侧向终端通知的RRU分配信息的说明图。
图15是表示本发明的第1实施方式的下行RRU映射部及上行RRU映射部的共同的处理的流程图。
图16是说明本发明的第1实施方式的RRU分配结果的图。
图17是表示本发明的第1实施方式的下行RRU映射部及上行RRU映射部的共同的处理的变形例的流程图。
图18是说明本发明的第1实施方式的RRU分配结果的图。
图19A是表示本发明的第1实施方式的PAI反馈的内容的说明图。
图19B是表示本发明的第1实施方式的PAI反馈的内容的说明图。
图19C是表示本发明的第1实施方式的PAI反馈的内容的说明图。
图20A是表示本发明的第1实施方式的RRU个别参照信号的插入示例的说明图。
图20B是表示本发明的第1实施方式的RRU个别参照信号的另一个插入示例的说明图。
图20C是表示本发明的第1实施方式的RRU个别参照信号的另一个插入示例的说明图。
图21A是说明本发明的第1实施方式的效果的图。
图21B是说明本发明的第1实施方式的效果的图。
图22是表示本发明的第2实施方式的无线通信系统的网络结构的图。
图23是表示本发明的第2实施方式的无线通信系统的下行通信时的各个节点的动作的序列图。
图24是表示本发明的第2实施方式的无线通信系统的上行通信时的各个节点的动作的序列图。
图25是表示本发明的第2实施方式的基带调制解调器及其周围结构的框图。
图26是表示本发明的第2实施方式的基带信号生成部的结构的框图。
图27是表示本发明的第2实施方式的调制解调器-RRU间开关的结构的框图。
图28是说明本发明的第2实施方式的RRU分配结果的图。
图29是说明本发明的第2实施方式的RRU分配结果的图。
图30是说明本发明的第2实施方式的RRU分配结果的图。
图31是说明现有的蜂窝系统的图。
图32是说明近年来受到关注的蜂窝系统的图。
具体实施方式
<第1实施方式>
图1是表示第1实施方式的无线通信系统的网络结构的图。
第1实施方式的无线通信系统具有网关111、调制解调器控制单元112、基带调制解调器106-1、106-2、…(下面在不需要区分基带调制解调器的情况下，简称为106)、以及RRU(Remote Radio Unit：远程无线单元)108-1、108-2、…(下面在不需要区分RRU的情况下，简称为108)。本实施方式的无线通信系统具有多个基带调制解调器106，但也可以具有1台基带调制解调器106。并且，本实施方式的无线通信系统具有多个RRU108，但在具有多个基带调制解调器106的情况下，也可以针对各个基带调制解调器106设置1台RRU108。
网关111是将核心网络110与无线接入网络(网关111的下层)进行连接，并终结无线接入网络的节点，用于在网络之间变换协议。
调制解调器控制单元112控制网关111与基带调制解调器106之间的数据流。另外，对于每个终端103，适合的RRU108是不同的，所以按照每个终端103来管理传输数据的RRU108。可以使用处理器(CPU、DSP等)、逻辑电路(ASIC、FPGA等)进行这种控制。调制解调器控制单元112管理多个基带调制解调器(106-1、106-2、…)。
基带调制解调器106是对IP包与无线基带信号之间的协议进行变换的装置。与调制解调器控制单元112同样地，可以使用处理器及/或逻辑电路进行这种协议变换。无线信号的协议依据于由标准化组织进行标准化的规格(例如，在前面叙述的“Inter-cell Radio Resource Management forHeterogeneous Network”中记述的LTE(Long Term Evolution：长期演进项目))。
各个基带调制解调器106管理多个RRU108。基带调制解调器106与RRU108之间通过光纤或者同轴线缆进行连接。另外，也可以取代采用线缆等的基于有线的连接，而在基带调制解调器106和RRU108双方设置无线通信设备，利用无线链路将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接。关于基带调制解调器106与RRU108之间的连接，将在后面使用图3A～图3C进行说明。基带调制解调器106与RRU108之间按照CPRI(CommonPublic Radio Interface：通用公共无线接口)规格来传输基带信号。
图2是表示本发明的第1实施方式的无线通信系统的结构的图。
由多个RRU108(108-1、108-2、108-3、108-4)形成小区(102-1)，并与小区102-1内的终端进行无线通信。即，小区102-1内的3台终端(103-1、103-2、103-3)与RRU108(108-1、108-2、108-3、108-4)中的一个或者多个RRU108进行通信。
并且，由多个RRU108(108-5、108-6、108-7、108-8)形成小区(102-2)，并与小区102-2内的终端进行无线通信。即，小区102-2内的4台终端(103-3、103-4、103-5、103-6)与RRU108(108-5、108-6、108-7、108-8)中的一个或者多个RRU108进行通信。
各个基站和各个终端具有多个天线。各个基站在某个瞬间与属于由该基站形成的小区的1台终端进行MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)通信。另外，在OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess：正交频分多址接入)等多载波通信系统中，各个载波相互具有正交性，因而能够按照每个载波与不同的终端进行MIMO通信，但在下面的说明中为了简化起见，对单载波的通信系统进行说明。另外，本发明也能够适用于多载波的通信系统。
RRU108(108-1～108-8)呈面状分散配置，以便确保小区覆盖范围。
另外，在图2所示的系统中，利用由基带调制解调器106-1管理的4台RRU(108-1、108-2、108-3、108-4)形成小区102-1。同样利用由基带调制解调器106-2管理的4台RRU(108-5、108-6、108-7、108-8)形成小区102-2。
图3A～图3C是表示在第1实施方式中，利用前面叙述的各种方法将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接时的、基带调制解调器106和RRU108的结构的框图。
图3A表示利用光纤将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接时的结构。如图3A所示，RRU108具有DAC901、ADC902、上变频器(upconverter)903、下变频器(down converter)904、功率放大器905、低噪声放大器906、双工器907和天线207。
DAC901将数字信号变换为模拟信号。ADC902将模拟信号变换为数字信号。上变频器903将基带信号变换为无线频率信号。下变频器904将无线频率信号变换为基带信号。功率放大器905将发送信号放大。低噪声放大器906将接收信号放大。双工器907将上行信号和下行信号分离。
图3B表示利用同轴线缆将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接时的结构。如图3B所示，基带调制解调器106具有DAC901、ADC902、上变频器903和下变频器904，RRU108具有功率放大器905、低噪声放大器906、双工器907和天线207。基带调制解调器106和RRU108具有的各个构成要素与使用图3A说明的构成要素相同。
这样，在利用同轴线缆将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接的情况下，与利用光纤将两者连接时相比，RRU108的结构变简单，因而能够低成本地构成系统。但是，与利用光纤进行连接时相比，同轴线缆的信号的损耗较大，因而适合于短距离的传输。
图3C表示利用无线链路将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接时的结构。如图3C所示，基带调制解调器106具有DAC901、ADC902、上变频器903、下变频器904、功率放大器905、低噪声放大器906、双工器907和天线207。
RRU108能够利用简单的中继器(repeater)构成。这种RRU108被称为Relay Node(中继节点)。即，RRU108具有：在与基带调制解调器侧的无线通信中使用的天线207-1和双工器907-1；在与终端侧的无线通信中使用的天线207-2和双工器907-2；以及分别将上行通信和下行通信的信号放大的两个功率放大器905。当在基带调制解调器侧和终端侧对无线通信进行中继时对接收信号进行解码的情况下，RRU108需要具有基带调制解调器。
这样，在利用无线链路将基带调制解调器106与RRU108之间进行连接的情况下，虽然装置的结构变复杂，但是可以不在基带调制解调器106与RRU108之间铺设光缆。
在图1所示的结构示例中，终端103比较适合采用RRU108-3、108-4、108-5和108-6，以便缩短终端103与RRU108之间的传输距离。这些RRU108-3及108-4与不同于RRU108-5及108-6的基带调制解调器106连接。但是，通过由调制解调器控制单元112控制数据流，生成对于终端103来说期望的数据流114。关于生成数据流114的方法将在后面进行详细说明。数据流114表示下行通信的数据流，但在上行通信时也能够定义相同的数据流。
下面，对第1实施方式的无线通信系统的各个节点的动作进行说明。
图4是表示第1实施方式的无线通信系统的下行通信时的各个节点的动作的序列图。
基带调制解调器106经由RRU108并通过无线方式、利用广播(broadcast)向终端103发送RRU108固有的功率测定用参照信号(2001)。
终端103使用从多个RRU108接收到的功率测定用参照信号，测定每个RRU108的功率测定用参照信号的接收功率(2002)。终端103在估计接收功率时，测定每个RRU108的跨越长区间的平均接收功率，以便防止由于传输路径的短区间变动(衰减)而造成的错误选择。即，优选将对该接收功率进行平均的时间(长区间)设为因衰减而造成的多普勒频率的倒数的10倍左右。
终端103在完成接收功率的测定后，将RRU108之间的接收功率测定结果进行比较，按照测定结果从高到低的顺序选择N个RRU108(2003)。N是任意的非负整数。
终端103使用功率测定用参照信号，估计通过所选择的每个RRU108或者所选择的RRU108的组合而能够确保的通信质量(例如，CQ：ChannelQuality：信道质量)(2004)。
终端103将所选择的RRU108、以及表示通过所选择的RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的估计通信质量的信息(例如，CQ：Channel Quality Indicator：信道质量指示)，作为上行控制信号(PAI：PreferredAntenna Information：优选天线信息)发送给基站侧的基带调制解调器106(2005)。
基带调制解调器106对由终端103发送的控制信号所包含的PAI进行解码(2006)，将解码结果发送给调制解调器控制单元112(2007)。
调制解调器控制单元112将从一个或者多个基带调制解调器106发送的一个或者多个终端103的PAI进行集约(2008)，根据被集约后的PAI，对各个终端103分配RRU(2009)，并对一个或者多个基带调制解调器106指示与RRU的分配结果相对应的数据通信(2010)。
并且，调制解调器控制单元112发送针对终端的RRU的分配结果、以及表示在分配给每个终端的RRU中使用的MCS(Modulation and CodingScheme：调制编码方案)的RRU分配信息(AAI：Antenna Assign Information：天线分配信息)(2011)。
另外，虽然是图示了下行通信的情况，但对于上行通信(Uplink)也是相同的。在表示该上行通信的情况下显示“UL”，在表示下行通信的情况下显示“DL”。
基带调制解调器106根据从调制解调器控制单元112发送的发给各个终端的数据2010和AAI2011，根据需要插入控制信号或参照信号，由此生成基带信号(2012)，RRU108将所生成的基带信号上变频为无线频带，通过广播将被上变频后的信号向终端103进行发送(2013)。另外，也可以将用于选择RRU108的功率测定用参照信号和发给各个终端的数据及AAI同时发送。
终端103接收被广播的信号，对发给本终端的信号所包含的数据进行解码(2014)，根据CRC检查结果，向基带调制解调器106发送ACK或者NAK的应答(2015)。
图5是表示第1实施方式的无线通信系统的上行通信时的各个节点的动作的序列图。
基带调制解调器106与有无来自终端103的发送数据无关地，都经由RRU108接收从终端103反复发送的参照信号SRS(Sounding ReferenceSignal：探测参照信号)(2101)，将接收到的参照信号用作功率测定用参照信号，按照每个RRU108来测定每个终端103的长区间平均SRS接收功率(2102)。与前面叙述的下行通信时的动作(图4)同样地，可以根据因衰减而形成的多普勒频率来确定接收功率的平均期间。关于SRS已在“Physical Channels and Modulation(Release 8)”，3GPP TSG RAN，3GPPTS36.211 ver8.4.0，pp.27-30，2008/9中公开。基带调制解调器106向调制解调器控制单元112发送接收功率测定结果(2103)。
调制解调器控制单元112针对每个终端103将RRU108之间的接收功率测定结果进行比较，按照测定结果从高到低的顺序选择N个RRU108(2104)。所选择的RRU108的数量N是任意的非负整数，可以与下行通信时的动作(图4)同样地进行确定。
调制解调器控制单元112在完成RRU108的选择后，使用每个终端的每个RRU的接收功率测定结果，估计通过所选择的每个RRU108或者所选择的RRU108的组合而能够确保的通信质量(例如，CQ：Channel Quality)(2105)。调制解调器控制单元112根据所估计的通信质量，对各个终端103分配RRU108(2106)。
并且，调制解调器控制单元112向基带调制解调器106发送信息(AAI)(2107)，该信息包括对每个终端103所选择的RRU108、以及从通过所选择的每个RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的估计通信质量求出的MCS。
基带调制解调器106根据所选择的RRU108的信息，能够得知在由各个基带调制解调器106管理的各个RRU108接收的上行信号的发送源终端103。因此，能够将在由基带调制解调器106管理的多个RRU108接收到的来自同一终端103的信号进行集约。能够将用于对来自终端103的信号进行集约的处理的负荷，通过基带调制解调器106和调制解调器控制单元112进行分散。
基带调制解调器106将从调制解调器控制单元112接收到的AAI包含在下行控制信号中，生成将该下行控制信号上变频为无线频带的下行控制信号(2108)。并且，基带调制解调器106通过广播将所生成的下行控制信号发送给终端103(2109)。
终端103接收被广播的信号，将发给本终端的控制信号所包含的AAI进行解码，生成与所分配的RRU108(天线)的数量和MCS对应的上行数据信号(2110)，将所生成的信号发送给基带调制解调器106(2111)。另外，也可以将在图5所示的流程中在不同的定时发送的用于选择RRU108的功率测定用参照信号2101，与发给基带调制解调器106的数据2111同时发送。
基带调制解调器106将接收到的信号进行解码(2112)，根据CRC检查结果向终端103发送ACK/NAK的应答(2113)。并且，基带调制解调器106将接收成功的(应答了ACK的)上行数据转发给调制解调器控制单元112(2114)。
下面，对第1实施方式的无线通信系统的各个节点的结构进行说明。
图6是表示第1实施方式的基带调制解调器106及其周围结构的框图。
第1实施方式的基带调制解调器106具有发送数据缓冲器201、基带信号生成部202、数据/控制信号分离部203、基带信号解读部204和长区间平均功率估计部205。
发送数据缓冲器201具有存储器，用于临时存储从调制解调器控制单元112发送的下行数据信号。基带信号生成部202具有逻辑电路及/或处理器，从由调制解调器控制单元112发送的AAI中读出RRU分配信息及MCS，并生成发给一个或者多个终端103的空间复用基带信号。将每个天线的基带信号从基带调制解调器106发送给RRU108，并由RRU108内的BB-RF变换部206变换为无线频带的模拟信号，将被变换后的无线频带的信号从RRU108的天线207发送给终端103。
如图1所示，BB-RF变换部206的结构根据基带调制解调器106与RRU108之间的连接(光纤、同轴线缆、无线链路)而变化，因而有时在基带调制解调器106还安装有器件。
由终端103发送的无线频带的信号被RRU108的天线207接收，再由BB-RF变换部206从无线频带的模拟信号变换为基带数字信号。但是，如前面所述，根据基带调制解调器106与RRU108之间的连接(光纤、同轴线缆、无线链路)，基带调制解调器106进行向基带数字信号的变换处理的一部分处理。
基带调制解调器106对被从模拟变换为数字的信号进行基带信号处理。该基带处理的第一目的是对接收信号所包含的数据信号及控制信号进行解码，提取重要的信息(例如PAI)。另一个目的是对由终端103发送的功率测定用的参照信号的接收功率进行估计，并对每个终端选择最佳的天线。
基带信号解读部204具有逻辑电路及/或处理器，对接收信号的信道进行估计，并进行解调及解码，输出数字比特序列或控制比特序列。
数据/控制信号分离部203对由终端103发送的数据信号和控制信号(PAI)进行分离，将分离后的信号发送给调制解调器控制单元112。并且，数据/控制信号分离部203将表示数据信号的解码结果的ACK/NAK输入基带信号生成部202，以便反馈给终端103。
长区间平均功率估计部205对从终端103发送的在功率估计中使用的参照信号的接收功率进行估计。优选长区间平均功率估计部205构成为具有MF(Matched Filter：匹配滤波器)的逻辑电路，但也能够进行基于处理器的处理。长区间平均功率估计部205对每个RRU108测定每个终端103的参照信号接收功率，并向调制解调器控制单元112发送测定结果。
图7是表示第1实施方式的基带信号生成部202的结构的框图。
第1实施方式的基带信号生成部202具有数据流控制器401、编码/调制器402、层映射部403、预编码部404、SCMAP405、RRU个别参照信号部406和IFFT部407。
数据流控制器401从调制解调器控制单元112接收RRU分配信息(DL_AAI、UL_AAI)。将接收到的RRU分配信息作为控制信息输入编码/调制器402，用作下行控制信号。并且，编码/调制器402根据利用接收到的DL_AAI所指定的针对发送数据缓冲器201的地址指针、即存储有发给终端的数据的地址和与MCS对应的数据长度，从发送数据缓冲器201获取发给终端103的数据。编码/调制器402输出多个空间层的量的一次调制码元序列。
层映射部403进行层映射，以便将从编码/调制器402输出的一次调制码元数据输出给规定的RRU108。然后，在必要时，预编码部404进行预编码。在RRU108的间隔足够远的情况下，预编码矩阵也可以是单位矩阵。
SCMAP405进行子载波映射。在单载波系统中不需要SCMAP405。并且，在非OFDMA的多载波系统中，子载波映射是指针对各个载波的映射。在此继续对OFDMA进行说明。
RRU个别参照信号部406将RRU个别参照信号插入到被实施子载波映射后的信号的合适位置。关于RRU个别参照信号的插入示例将在后面使用图20进行说明。RRU个别参照信号部406的功能与功率估计参照信号插入部208相似，但不同之处是功率估计参照信号插入部208按照时域将参照信号叠加，而RRU个别参照信号部406是按照频域将参照信号叠加。
IFFT部407对被插入了参照信号的信号进行逆傅立叶变换。该信号被从基带调制解调器106的端口输出给RRU108。
图8是表示第1实施方式的数据/控制信号分离203的结构的框图。
第1实施方式的数据/控制信号分离203具有选择器501和数据缓冲器502。
选择器501接收从基带信号解读部204输出的上行数据信号，将接收到的上行数据信号存储在数据缓冲器502中。并且，在该数据信号的接收成功的情况下，选择器501向调制解调器控制单元112转发该数据信号，并向基带信号生成部202发送与该数据相关的ACK。另一方面，在该数据信号的接收失败的情况下，从数据缓冲器502中删除该数据信号，并向基带信号生成部202发送与该数据信号相关的NAK。
并且，选择器501接收由终端103反馈的PAI，将接收到的PAI原样发送给调制解调器控制单元112。
图9是表示第1实施方式的长区间平均功率估计部205的结构的框图。
第1实施方式的长区间平均功率估计部205具有长区间平均功率估计控制器601、MF模式存储用存储器602、估计功率平均部603和匹配滤波器(matched filter)604。
MF模式存储用存储器602存储每个终端的功率估计用参照信号(例如SRS)的模式(pattern)。长区间平均功率估计控制器601对匹配滤波器604设定在MF模式存储用存储器602中存储的功率估计用参照信号的模式。
匹配滤波器604通过与上行接收信号的相关运算来估计该参照信号的接收功率。在每当完成估计时，向长区间平均功率估计控制器601发送完成通知。
长区间平均功率估计控制器601以从匹配滤波器604接收到完成通知为契机，从MF模式存储用存储器602中读出另一个功率估计用参照信号的模式(另一个终端的模式)，对匹配滤波器604设定该读出的模式，并指示开始运算。另外，根据通信协议，功率估计用参照信号的模式随时间而变化。在这种情况下，按照通信协议来变更MF模式存储用存储器602的内容。
估计功率平均部603将来自匹配滤波器604的输出进行累积，向调制解调器控制单元112输出将每隔固定期间(例如1秒)进行平均后的输出。并且，在输出了平均处理后的结果的情况下，将累积结果初始化为0。
图10是表示第1实施方式的调制解调器控制单元112的结构的框图。
第1实施方式的调制解调器控制单元112具有数据缓冲器301、下行RRU映射部302、PAI缓冲器303、上行RRU映射部305、RRU间功率比较部306、功率估计结果缓冲器307和网络接口308。另外，调制解调器控制单元112在图10中右侧，与一个或者多个基带调制解调器106连接。
网络接口308与网关111连接，与网关111之间进行上行及下行的数据通信。
被输入网络接口308的下行通信数据被暂且存储在数据缓冲器301中，然后按照由下行RRU映射部302确定的终端与RRU的映射结果、以及终端-基带调制解调器-RRU间的路径信息(参照图12)，被转发给基带调制解调器106。
下行RRU映射部302具有逻辑电路及/或处理器，按照从终端103经由基带调制解调器106收集到的PAI，对各个终端103分配能够使用的RRU108，将发送发给各个终端103的数据的RRU108和各个RRU108使用的MCS通知各个基带调制解调器106。
PAI缓冲器303是临时存储从终端103经由基带调制解调器106收集到的PAI的存储器。在PAI缓冲器303中存储的数据(PAI)由下行RRU映射部302进行参照。
下面说明上行通信。从终端103发送的用户数据经由网络接口308被转发给网关111。由各个基带调制解调器106估计的每个RRU每个终端的上行功率测定用参照信号的接收功率估计结果，被存储在功率估计结果缓冲器307中。另外，功率估计结果缓冲器307是临时存储上行功率测定用参照信号的接收功率估计结果的存储器。
RRU间功率比较部306参照在功率估计结果缓冲器307中存储的接收功率估计结果，按照每个终端103将每个RRU108的接收功率估计结果进行比较，按照接收功率估计结果从高到低的顺序，对每个终端103选择一个或者多个RRU108。并且，上行RRU映射部305具有逻辑电路及/或处理器，按照RRU间功率比较部306的功率比较结果，来分配各个终端103能够使用的RRU108。并且，上行RRU映射部305将接收来自各个终端的数据的RRU108和各个RRU108使用的MCS通知各个基带调制解调器106。
另外，开关控制部304是在第2实施方式中需要的构成要素，第1实施方式的调制解调器控制单元112不需要具备。
图11是表示第1实施方式的在PAI缓冲器303中存储的内容的说明图。
PAI缓冲器303按照前面所述存储来自终端103的PAI的反馈结果。在PAI缓冲器303中存储的PAI的反馈结果包括终端的识别符1401、期望分配RRU数量1402、期望分配的RRU的识别符1403～1406。在PAI缓冲器303中存储的PAI的反馈结果由下行天线映射部302进行参照，用于选择能够在与各个终端103之间的通信中使用的RRU108。
终端的识别符1401是用于唯一地识别各个终端103的识别符。期望分配RRU数量1402是指该终端期望分配的RRU108的数量。期望分配RRU的识别符1403～1406是指该终端期望分配的多个(整数)RRU108的识别符。期望分配的RRU的识别符1403～1406在被分配了该RRU的情况下也可以包括能够通信的MCS。
图12是表示第1实施方式的在功率估计结果缓冲器307中存储的内容的说明图。
功率估计结果缓冲器307按照前面所述临时存储由基带调制解调器106估计的、每个RRU每个终端的上行功率估计用参照信号的接收功率。
在功率估计结果缓冲器307中存储有RRU的识别符1501、RRU端口的识别符1502、RRU的识别符1503、和功率估计结果1504、1505，按照RRU的每个识别符(RRU-ID)1503来保持所连接的基带调制解调器106的识别符1501、与设于基带调制解调器106的RRU端口的识别符1502之间的关系。
另外，在第1实施方式中没有设置调制解调器-RRU间开关113，所以能够按照图12所示使RRU-ID与调制解调器ID与RRU端口之间具有清楚的关系。但是，如后面所述的第2实施方式所示，当在基带调制解调器106与RRU108之间设置调制解调器-RRU间开关113的情况下，RRU-ID与调制解调器ID与RRU端口的关系在动态变化。
并且，在功率估计结果缓冲器307中按照每个RRU-ID来保存每个终端的功率估计用参照信号的功率估计结果1504、1505。
RRU间功率比较部306按照功率估计结果从高到低的顺序，从功率估计结果缓冲器307中按每个终端ID选择RRU-ID。在图12的示例中，为各个终端选择能够得到利用圆圈包围的功率的RRU-ID。通过根据估计接收功率来确定MCS，能够将从功率估计结果缓冲器307中选择RRU108的结果改写成为在PAI缓冲器303中存储的内容那样(图11)。
图13是表示第1实施方式的终端103的结构的框图。
第1实施方式的终端103具有天线801、BB-RF变换部802、基带信号生成部803、数据缓冲器804、基带信号解读部805、数据/控制信号分离部806、长区间平均功率估计部807、天线选择部808和用户接口809，进行基带数字信号与无线频率的模拟信号之间的变换。
BB-RF变换部802具有AD变换器、DA变换器、上变频器、下变频器、功率放大器、低噪声放大器和双工器。AD变换器将模拟信号变换为数字信号。DA变换器将数字信号变换为模拟信号。上变频器将基带信号变换为无线频率的信号。下变频器将无线频率的信号变换为基带信号。功率放大器将发送信号放大。低噪声放大器将接收信号放大。双工器将下行信号和上行信号分离。
基带信号生成部803按照协议，将在数据缓冲器804中存储的数据信号和控制信号(PAI等)变换为基带信号。基带信号解读部805按照协议，从接收信号(基带信号)抽取数据信号和控制信号。
数据/控制信号分离部806将由基带信号解读部805抽取出的数据信号转发给用户接口809。并且，数据/控制信号分离部806将物理层及MAC层的控制信息(例如针对接收信号(数据信号)的ACK/NAK等)输入基带信号生成部。
长区间平均功率估计部807具有与基站的长区间平均功率估计部205相同的功能和结构。即，长区间平均功率估计部807测定每个RRU108固有的参照信号接收功率，并向天线选择部808发送测定结果。
天线选择部808将由长区间平均功率估计部807估计的每个RRU108的功率测定用参照信号的接收功率进行比较，根据比较结果来选择一个或者多个RRU108，并对通过所选择的RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的通信质量进行估计，生成表示估计通信质量的信息(例如，CQI：Channel Quality Indicator)，将所生成的CQI输入基带信号生成部803，以便与RRU选择信息一起作为PAI进行上行传输。
用户接口809根据接收数据来再现图像、声音和数据。并且，用户接口809受理用户的键输入和声音输入，并提供与应用命令相对应的图像、声音和数据通信。
图14A是表示第1实施方式的从基站侧通知终端103的RRU分配(assign)信息的说明图。
第1实施方式的RRU分配信息(AAI)包括终端ID2701、分配RRU数量2702、分配RRU-ID2703和RRU用MCS2704。
终端ID2701是指作为被通知了RRU分配信息的目的地的终端103的识别符。分配RRU数量2702是指分配给该终端的RRU108的数量。分配RRU-ID2703是指所分配的RRU108的识别符。RRU用MCS2704是指在各个RRU108中使用的MCS。
在下行通信中，根据该信息能够得知RRU108的识别符，所以能够得知参照信号的模式，并进行信道估计。并且，由于知道MCS，所以能够知道空间滤波处理后的各个空间流的调制方式和编码率，并进行解调及解码。因此，能够进行数据通信。
另一方面，在上行通信中，通过知道RRU108的识别符，能够知道基站侧要接收的流的数量，但是不知道终端103应该发送数据的天线和MCS。因此，按照图14B所示，可以在上行通信的RRU分配信息中包含终端ID2711、分配RRU数量2712和MCS2713。分配RRU数量2712是指终端103应该发送的流数量。MCS2713是指流之间的平均的MCS。在上行通信中，如果具有这些信息，则终端103能够唯一确定发送方法，基站侧能够根据所通知的终端103的发送方法，知道从终端103发送的流的接收方法，并进行数据通信。
下面，对第1实施方式的各个装置的动作进行说明。
图15是表示第1实施方式的下行RRU映射部302及上行RRU映射部305的共同的处理的流程图。
首先，将RRU108的计数器初始化，以便判定对全部RRU108分配的终端103的数量是否超过上限(S1001)。
然后，按照在PAI缓冲器303中存储的PAI的反馈结果(图11)，对计数器示出的期望使用RRU108的终端103的数量进行计数(S1002)。
将在S1002计数的终端数量与规定的阈值进行比较(S1003)。该阈值是根据系统的管理策略确定的，例如能够设定为20。
在S1003的比较结果是被判定为所计数的终端103的数量多的情况下，在期望使用该RRU108的终端中，将该RRU108的期望顺位进行比较，从该RRU108的期望顺位较低的终端开始删除期望使用该RRU108的信息(S1006)。然后，再次将终端103的数量的计数值(S1002)、终端数量及规定的阈值进行比较(S1003)。
另一方面，在S1003的比较结果是被判定为所计数的终端103的数量少于规定的阈值的情况下，更新RRU计数器，以便对下一个RRU108判定终端103的数量(S1004)。
然后，判定是否完成了对全部RRU108的判定(S1005)。在判定的结果是对一部分RRU108的判定还没有完成的情况下，返回S1002，进行下一个RRU108的处理。另一方面，在完成了对全部RRU108的判定的情况下结束处理。
图16是本发明的第1实施方式的RRU分配结果的说明图，表示尤其是通过RRU映射处理(图15)而存储在PAI缓冲器303中的PAI的反馈结果(图11)的变化的状态。另外，在图16中，将图15中的S1003的终端103数量的阈值设为2。
三个终端(终端ID＝1、2、5)期望识别符为4的RRU108。因此，将在S1003被判定为终端数量超过阈值即2的、期望识别符为4的RRU108的终端中，该RRU(ID＝4)的期望顺位较低的终端(ID＝2)的识别符为4的RRU108的信息删除。
这样，在图15所示的RRU映射处理中，对分配给各个RRU108的终端数量设定上限，以便不会对某个特定的RRU108施加负荷，在超过上限数量的情况下不受理期望顺位较低的终端的期望，能够对只期望该RRU108的终端提供最低限度的吞吐量。
图17是表示第1实施方式的下行RRU映射部302及上行RRU映射部305的共同的处理的变形例的流程图。
根据与接纳控制(admission control)接近的思路，以比较长的周期控制图15所示的RRU映射部的处理。另一方面，图17所示的变形例根据与比例公平(proportional fairness)等考虑了无线信道状态的调度器接近的思路，以较短的周期进行控制，用于提高频率利用效率。
图17所示的变形例的处理的特征在于，根据对每个终端103而选择的RRU108和每个RRU108的MCS，对各个终端分配合适的RRU108。即，图17所示的变形例的处理的基本思路是反复尝试进行各个终端103期望的RRU的数量-n(n＝0、1、2、…)的RRU108的分配，直到完成全部RRU108的分配、或者全部终端103期望的RRU108的数量-n为0以下。
首先，将计数器n初始化为0(S1101)，开始终端103期望的RRU的数量-n的RRU108的分配(S1102)。
并且，判定全部终端103期望的RRU的数量-n是否为0以下(S1103)。在判定的结果是全部终端103期望的RRU的数量-n为0以下的情况下，由于是对哪个终端103都不能分配RRU108的状态，所以结束该处理。
另一方面，在一部分终端103期望的RRU的数量-n不是0以下的情况下，由于是至少能够分配一个RRU108的状态，因而对除期望的RRU的数量-n为0以下的终端之外的全部终端103计算比例公平的评价函数值(S1104)。在比例公平中需要每个终端103的平均传输速率及瞬时传输速率。平均传输速率可以通过对发给该终端103的通信成功的比特数进行时间平均来进行管理。瞬时传输速率可以根据图11所示的MCS，计算在除了下位n个期望顺位之外的期望的RRU108全部被分配的情况下可期待的数据通信量。
并且，按照比例公平的评价函数值从大到小的顺序将终端103重新排序，并分配表示评价函数值的顺位的索引(S1105)。然后，将用于计数评价函数值的顺位的计数器m初始化(S1106)，判定可否进行实际的分配(S1107)。
即，如果能够将评价函数值的顺位为第m个的终端103期望的RRU108全部进行分配一直到期望的RRU的数量-n，则对该终端103全部分配RRU108(S1108)。在完成对顺位为第m个的终端103的分配的判定后，对下一个顺位的终端103进行判定，因而更新计数器m(S1109)。
在更新计数器m后，判定是否已结束对全部终端103的判定(S1110)。在对一部分终端103的判定没有结束的情况下，返回S1107，判定下一个终端103的分配。另一方面，在已结束对全部终端103的判定的情况下，进入S1111，判定是否已完成RRU的分配。
在该判定的结果是已对任意一个终端103分配了全部RRU108的情况下，由于完成了RRU108的分配，所以结束处理。另一方面，在一部分RRU108的分配没有完成的情况下，更新计数器n，将对各个终端103分配的RRU108减一个(将n增1)，从S1102开始再次执行该处理。
图18是本发明的第1实施方式的RRU映射处理(图17)的RRU分配结果的说明图。
在图11所示的RRU分配结果中记述了各个终端103期望的RRU108的识别符，图18所示的RRU分配结果表示分配了RRU108的结果，因而其特征是每个RRU108对应有1台终端103。将该分配结果作为RRU分配信息(DL_AAI、UL_AAI)通知基带调制解调器106和终端103。另外，在OFDMA等多载波通信系统中，也可以按照每个子载波或者集中了多个子载波的每个频率区段来生成图18所示的分配结果。
图19A、图19B和图19C是表示第1实施方式的来自终端103的PAI反馈的内容的说明图。
在图19A所示的PAI反馈信息中包含发送源终端的识别符2801、该终端期望分配的RRU的数量2802、和期望分配的RRU的识别符2803。调制解调器控制单元112能够根据该信息进行图15所示的控制。
图19B和图19C表示在PAI反馈信息(图19A)中附加的信息。
图19B是对每个RRU108使用不同的代码字的MCW(Multi CodeWord：多代码字)的示例。在MCW的情况下，可以按照每个RRU-ID来反馈CQI(2804)。
图19C是在多个RRU108之间使用一个代码字的SCW(Single CodeWord：单代码字)的示例。在SCW的情况下，由于空间流之间的平均通信质量根据所分配的RRU的组合而变化，因此可以将与所分配的RRU数量对应的平均的通信质量作为CQI(2805)进行反馈。
并且，为了严密地控制通信质量，可以考虑将图19C所示的附加信息扩展，反馈最适合于所分配的RRU108的全部组合的CQI。但是，随着RRU108的数量的增加，RRU108的组合的数量增加，因而反馈信息将压迫上行频带。在这种情况下，也可以反馈图19B所示的信息，在调制解调器控制单元112中根据所分配的RRU108的组合将CQI进行平均。
图20A～图20C是表示第1实施方式的下行通信中的RRU个别参照信号的配置示例的说明图。
在图20A的示例中，沿子载波方向连续配置RRU个别参照信号。另一方面，在图20B的示例中，沿时间方向连续配置RRU个别参照信号。
在RRU108之间可以使用Zadoff-Chu序列或PN序列等，以便使RRU个别参照信号之间成为较低的相关性。但是，当在相关区间中产生信道变动时，序列之间的正交性崩溃，因而优选以使在信道变动较少的方向上相连续的方式来配置参照信号。例如，如果传输路径的延迟扩散较小，则期望子载波方向的连续，如果终端的移动速度较小，则期望时间方向的连续。通常，为了对存在概率较高的低速移动终端优化，优选移动通信系统沿时间方向连续地配置RRU个别参照信号。但是，由于终端103能够断续地测定该参照信号，因而也可以考虑数据通信的效率，按照图20C所示离散地配置RRU个别参照信号。
以上，以MIMO为例对第1实施方式进行了说明，但本发明不限于MIMO，也能够适用于多个基站(天线)发送同一信号的站点分集(SiteDiversity)等、终端103与多个基站(天线)进行通信的无线通信系统。
如以上说明的那样，在本发明的第1实施方式中，能够对小区边界附近的终端分配跨越小区的多个天线(RRU108)，通过降低小区间干扰，能够提高小区边界附近的终端的通信质量。
具体地讲，在第1实施方式中，如图2所示，能够跨越小区对终端103-3分配传输距离较短的RRU(108-2、108-4、108-5、108-7)。在这种情况下，所选择的RRU与终端103利用信号109-1、109-2、109-3、109-4进行通信。其它RRU(108-1、108-3、108-6、108-8)分别与其它终端(103-1、103-6)进行通信。因此，从这些RRU向终端103-3传递干扰信号(109-5、109-6、109-7、109-8)。
但是，由于干扰信号(109-5、109-6、109-7、109-8)的传输距离比期望信号(109-1、109-2、109-3、109-4)的传输距离长，所以干扰信号的衰减大于期望信号的衰减。因此，干扰信号的电场强度下降，与图31所示的现有技术的情况相比，终端103-3的通信质量得到改善，很难产生因干扰信号而造成的通信质量恶化的问题。
图21A和图21B是说明本发明的第1实施方式的效果的图。
图21A表示如现有技术那样，不能对每个终端跨越小区来选择天线时的频率利用效率。图21B表示基于第1实施方式的能够对每个终端跨越小区来选择天线时的频率利用效率。另外，在各个附图中，白色部分表示频率利用效率较高，黑色部分表示频率利用效率较低。
在图21A和图21B中，在小区中配置了4个小型基站(4个天线)，在各个小型基站中设有4个天线。天线被设置在图中利用白圆圈示出的位置。
现有技术中，如图21A所示，终端选择基站，并与所选择的基站进行4×4MIMO通信。在这种情况下，在各个小型基站的区域的边界处，如图31所示的小区间干扰成为问题，频率利用效率降低。
另一方面，根据第1实施方式(图21B)，终端跨越小区来选择距终端的距离较近的4个天线，与所选择的4个天线之间进行4×4MIMO通信。这样根据第1实施方式，如图2所示能够降低干扰功率，即使是在现有技术中(图21A)频率利用效率较低的区域中也能够提高频率利用效率。
<第2实施方式>
图22是表示本发明的第2实施方式的无线通信系统的网络结构的图。
第2实施方式的无线通信系统在基带调制解调器106与RRU108之间具有调制解调器-RRU间开关113，这一点与基带调制解调器106和RRU108按照规定的对应关系相连接的第1实施方式的无线通信系统不同。另外，关于第2实施方式只说明与前述第1实施方式的不同之处，省略与前述第1实施方式相同的结构和处理的说明。
调制解调器-RRU间开关113按照来自调制解调器控制单元112的指示来切换开关，以切换基带调制解调器106的一个或者多个天线端口与RRU108之间的连接。第2实施方式的无线通信系统能够将在与1台终端103的通信中使用的基带调制解调器106集约为1台，具有不需要基带调制解调器106之间的协作基带信号处理的优点。
图23是表示第2实施方式的无线通信系统的下行通信时的各个节点的动作的序列图。
RRU108将功率测定用参照信号叠加在从基带调制解调器106发送的下行基带信号上，将被叠加了功率测定用参照信号的信号上变频为无线频带，通过广播将被上变频后的信号发送给终端103(2201)。具体地讲，在RRU108的存储器中保存有参照信号模式。RRU108在合适的定时从存储器中读出参照信号模式，并与从基带调制解调器106发送的基带信号进行相加。
终端103使用从多个RRU108接收到的功率测定用参照信号，测定每个RRU108的功率测定用参照信号的接收功率(2202)。终端103在估计接收功率时，测定每个RRU108的跨越长区间的平均接收功率，以便防止因传输路径的短区间变动(衰减)而造成的错误选择。即，优选将对该接收功率进行平均的时间(长区间)设为因衰减而形成的多普勒频率的倒数的10倍左右。
终端103在完成接收功率的测定后，将RRU108之间的接收功率测定结果进行比较，按照测定结果从高到低的顺序选择N个RRU108(2203)。所选择的RRU108的数量N是任意的非负整数，可以与第1实施方式(图4)同样地进行设定。
终端103使用功率测定用参照信号，估计通过所选择的每个RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的通信质量(例如，CQ：ChannelQuality：信道质量)(2204)。
终端103将所选择的RRU108、以及表示通过所选择的RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的估计通信质量的信息(例如，CQI：Channel Quality Indicator：信道质量指示)，作为上行控制信号(PAI：PreferredAntenna Information)发送给基站侧的基带调制解调器106(2205)。
RRU108对接收到的上行控制信号进行下变频，将被变换后的基带信号发送给调制解调器-RRU间开关113。调制解调器-RRU间开关113切换基带信号(PAI)的路径(2206)，并发送给基带调制解调器106(2207)。
基带调制解调器106对由终端103发送的PAI进行解码(2208)，将解码结果发送给调制解调器控制单元112(2209)。
调制解调器控制单元112将从一个或者多个基带调制解调器106发送的一个或者多个终端103的PAI进行集约(2210)，根据被集约后的PAI，对各个终端103分配RRU(2211)，并对一个或者多个基带调制解调器106指示与RRU的分配结果对应的数据通信(2212)。
并且，调制解调器控制单元112发送针对终端的RRU的分配结果、以及表示在分配给每个终端的RRU中使用的MCS(Modulation and CodingScheme)的RRU分配信息(AAI：Antenna Assign Information)(2213)。另外，调制解调器控制单元112根据发送了发给终端的数据信号的基带调制解调器106与RRU108的位置关系，向调制解调器-RRU间开关113发送用于控制调制解调器-RRU间开关113的开关控制信息(2214)。
基带调制解调器106根据从调制解调器控制单元112发送的发给各个终端的数据2212和AAI2213，根据需要插入控制信号或参照信号，由此生成基带信号(2215)，将所生成的基带信号经由调制解调器-RRU间开关113发送给各个RRU108(2216、2217、2218)。
RRU108将所生成的基带信号上变频为无线频带，通过广播将被上变频后的信号发送给终端103(2219)。另外，也可以将用于选择RRU108的功率测定用参照信号和发给各个终端的数据及AAI同时发送。
终端103接收被广播的信号，对发给本终端的信号所包含的数据进行解码(2220)，根据CRC检查结果，向基带调制解调器106发送ACK或者NAK的应答(2221)。
图24是表示第2实施方式的无线通信系统的上行通信时的各个节点的动作的序列图。
基带调制解调器106经由RRU108(2301)，在利用调制解调器-RRU间开关113控制路径之后(2302)，接收终端103不论有无发送数据都反复发送的参照信号SRS(Sounding Reference Signal)(2303)，将接收到的参照信号用作功率测定用参照信号，按照每个RRU108来测定每个终端103的长区间平均SRS接收功率(2304)。与前面叙述的下行通信时的动作(图23)同样地，可以根据因衰减而形成的多普勒频率来确定接收功率的平均期间。基带调制解调器106向调制解调器控制单元112发送接收功率测定结果(2305)。
调制解调器控制单元112针对每个终端103将RRU108之间的接收功率测定结果进行比较，按照测定结果从高到低的顺序选择N个RRU108(2306)。所选择的RRU108的数量N是任意的非负整数，可以与下行通信时的动作(图4)同样地进行确定。
调制解调器控制单元112在完成RRU108的选择后，使用每个终端的每个RRU的接收功率测定结果，估计通过所选择的每个RRU108或者所选择的RRU108的组合而能够确保的通信质量(例如，CQ：Channel Quality)(2307)。调制解调器控制单元112根据所估计的通信质量，对各个终端103分配RRU108(2308)。
并且，调制解调器控制单元112向基带调制解调器106发送信息(AAI)(2309)，该信息包括对每个终端103所选择的RRU108、以及根据由所选择的RRU108(或者所选择的RRU108的组合)而得到的估计通信质量求出的MCS。另外，调制解调器控制单元112根据发送了发给终端的数据信号的基带调制解调器106与RRU108的位置关系，向调制解调器-RRU间开关113发送用于控制调制解调器-RRU间开关113的开关控制信息(2310)。
基带调制解调器106将从调制解调器控制单元112接收到的AAI包含在下行控制信号中，将该下行控制信号上变频为无线频带，生成对被上变频后的信号进行上变频得到的下行控制信号(2311)。并且，基带调制解调器106通过广播将所生成的下行控制信号发送给终端103(2312)。
基带调制解调器106将从调制解调器控制单元112接收到的AAI叠加在下行控制信号中，并经由调制解调器-RRU间开关113发送给RRU108(2313、2314)。
RRU108将接收到的下行控制信号上变频为无线频带，并通过广播将被上变频后的信号发送给终端103(2315)。
终端103接收被广播的信号，对发给本终端的控制信号所包含的AAI进行解码，生成与所分配的RRU108(天线)的数量和MCS对应的上行数据信号(2316)，将所生成的信号经由调制解调器-RRU间开关113发送给基带调制解调器106(2217、2318、2319)。另外，也可以将在图24所示的流程中在不同的定时发送的用于选择RRU108的功率测定用参照信号2301，与发给基带调制解调器106的数据2317同时发送。
基带调制解调器106对接收到的信号进行解码(2320)，根据CRC检查结果，经由调制解调器-RRU间开关113向终端103发送ACK/NAK的应答(2321、2323、2324)。并且，基带调制解调器106将接收成功的(应答了ACK的)上行数据转发给调制解调器控制单元112(2322)。
图25是表示第2实施方式的基带调制解调器106及其周围结构的框图。
在第2实施方式中，与前述第1实施方式的不同之处在于，在基带调制解调器106与RRU108之间设置调制解调器-RRU间开关113，并且在RRU108的下行发送侧追加了功率估计参照信号插入部208。
第2实施方式的基带调制解调器106具有发送数据缓冲器201、基带信号生成部202、数据/控制信号分离部203、基带信号解读部204和长区间平均功率估计部205。基带调制解调器106具有的各个构成要素与前述第1实施方式相同。
调制解调器-RRU间开关113具有逻辑电路及电开关(或者光开关)。逻辑电路用于切换开关的输入端口与输出端口之间的连接。利用逻辑电路能够容易实现开关的端口之间的切换、分配、结合，能够使开关的控制具有灵活性。开关的连接的切换由调制解调器控制单元112控制。
第2实施方式的RRU108具有功率估计参照信号插入部208、BB-RF变换部206和天线207。BB-RF变换部206和天线207与前述第1实施方式相同。
功率估计参照信号插入部208具有逻辑电路及存储器，存储器存储参照信号。功率估计参照信号插入部208将在存储器中存储的参照信号模式，叠加在从基带调制解调器106经由调制解调器-RRU间开关113输入的基带信号中。由于RRU108知道将参照信号进行叠加的定时，因而基带调制解调器106可以将用于通知插入参照信号的定时的控制信息(例如启动信号(enabler))叠加在基带信号中。
另外，调制解调器-RRU间开关113由不同的开关构成，以便在上行信号和下行信号中进行独立控制。上行信号的开关根据长区间平均功率估计部205的功率测定的结果，按照由调制解调器控制单元112确定的开关控制信息来切换开关。下行信号的开关根据由终端反馈的PAI，按照由调制解调器控制单元112确定的开关控制信息来切换开关。
另外，不限于前述的控制方法，也可以按照相同的开关控制信息，对上行信号的开关和下行信号的开关进行相同的切换。在这种情况下，调制解调器控制单元112可以按照基于长区间平均功率估计部205的功率测定的结果的开关控制信息、和基于由终端反馈的PAI的开关控制信息中的任意一种信息或者两种信息，来切换开关。
关于第2实施方式的调制解调器控制单元112的结构，参照图10来进行说明。
第2实施方式的调制解调器控制单元112具有数据缓冲器301、下行RRU映射部302、PAI缓冲器303、开关控制部304、上行RRU映射部305、RRU间功率比较部306、功率估计结果缓冲器307和网络接口308。
开关控制部304接收从下行RRU映射部302输出的DL_AAI、和从上行RRU映射部305输出的UL_AAI，并管理基带调制解调器-RRU-终端间的路径信息。即，开关控制部304按照DL_AAI和UL_AAI来控制调制解调器-RRU间开关113，以便将负责终端103的信号处理的基带调制解调器106与RRU108进行连接。
另外，除开关控制部304之外的各个构成要素与前述第1实施方式相同。
图26是表示第2实施方式的基带信号生成部202的结构的框图。
第2实施方式的基带信号生成部202具有数据流控制器401、编码/调制器402、层映射部403、预编码部404、SCMAP405和IFFT部407。
第2实施方式的基带信号生成部202与前述第1实施方式的基带信号生成部202(图26)不同，将RRU个别参照信号部406和IFFT部407的配置颠倒。另外，基带信号生成部202具有的各个构成要素与前述第1实施方式的基带信号生成部202相同。
在第2实施方式中，RRU个别参照信号部406在时域中对功率测定用RRU个别参照信号进行叠加。这种第2实施方式的基带信号生成部202的结构也能够适用于如第1实施方式(图1)所示的、基带调制解调器106与RRU108之间被直接连接的情况，但在按照第2实施方式(图2)所示设置调制解调器-RRU间开关113的情况下，在RRU个别参照信号部406与IFFT部407之间插入调制解调器-RRU间开关113。
另外，图26中的RRU个别参照信号部406是指图25中的功率估计参照信号插入部208。
并且，也可以将预编码部404以后的构成要素设置在RRU108侧，在预编码部404与SCMAP405之间插入调制解调器-RRU间开关113。
图27是表示第2实施方式的调制解调器-RRU间开关113的结构的框图。
第2实施方式的调制解调器-RRU间开关113由逻辑电路构成，具有开关控制器701、掩码部703和加法器704。调制解调器-RRU间开关113按照由调制解调器控制单元112输出的开关控制信息，控制开关控制器701将针对各个数据线的MASK部703(针对输入比特序列的AND掩码)的控制信号设为全部比特0还是全部比特1。
图27示出了下行通信侧的开关，关于上行通信侧的开关，只需将输入与输出的关系替换即可。另外，也可以利用其它的逻辑电路构成开关702。
图28～图30是说明本发明的第2实施方式的RRU映射处理的RRU分配结果的图。
如图28所示，在RRU与基带调制解调器106具有的一个或者多个RRU的每个输入输出端口连接的情况下，表示对各个RRU108分配的终端的识别符。终端能够在图28所示的状态下进行通信。但是，识别符为1和3的终端是跨越多个调制解调器进行分配。在这种状态下，需要在多个调制解调器之间协作进行基带信号处理，但是多个调制解调器之间的基带信号处理的协作进行比较困难。因此，变更基带调制解调器106与RRU108的连接，由一个基带调制解调器106进行各个终端103的基带信号处理。
例如，按照图29所示进行控制来替换识别符为6和15的RRU。同样，分别进行识别符为8和9的RRU、识别符为10和16的RRU、识别符为11和12的RRU的替换控制。结果，如图30所示，由一个基带调制解调器进行各个终端的基带信号处理。
此时，在识别符为1和4的基带调制解调器106中收容有多个终端103，并成为多用户MIMO。该多用户MIMO是指在LTE中也进行的信号处理，是已建立的信号处理方法。另外，在识别符为2的基带调制解调器106中没有分配任何终端，因而识别符为2的调制解调器106是能够省略(或者停止)的调制解调器。
如以上说明的那样，在本发明的第2实施方式中，通过在系统中设置调制解调器-RRU间开关113，能够将在与1台终端103的通信中使用的基带调制解调器106集约为1台，不需要在基带调制解调器106之间协作进行的基带信号处理。并且，由于能够将工作的基带调制解调器106进行集约，因而能够高效地运用基带调制解调器。并且，能够减少在系统中安装的基带调制解调器的数量，能够降低由基带调制解调器消耗的功率。

Claims (12)

1.一种无线通信系统，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，其特征在于，
所述各个基站具有多个天线、多个基带调制解调器、和控制所述多个基带调制解调器的调制解调器控制装置，
所述基站发送至少在附近的基站之间不重复的天线固有的第1参照信号，
所述终端接收所述第1参照信号，并估计每个所述天线的所述第1参照信号的接收功率，
所述终端根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线，
所述终端向所述基站发送所述天线的选择结果，
所述终端发送终端固有的第2参照信号，
所述基带调制解调器接收所述第2参照信号，并对每个所述天线测定所述第2参照信号的接收功率，
所述调制解调器控制装置从所述多个基带调制解调器，获取从所述终端发送的所述天线的选择结果、和由各个基带调制解调器测定的第2参照信号的接收功率测定结果中的至少一种结果，
所述调制解调器控制装置根据所述获取的信息，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线，
所述调制解调器控制装置将所述天线的分配结果经由所述基带调制解调器通知给所述终端，
在所述多个基带调制解调器与所述多个天线之间具有切换装置，用于切换所述多个基带调制解调器与所述多个天线的连接，
所述调制解调器控制装置根据所述天线的分配结果来控制所述切换装置，以切换所述基带调制解调器的端口与所述天线之间的连接，将在与1台终端的通信中使用的所述基带调制解调器集约为1台。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述终端根据所述第1参照信号的长区间时间平均的接收功率来估计每个所述天线的接收功率，由此排除衰减的影响，
所述终端将所述选择的天线的数量和所述选择的天线固有的识别符包含在所述天线的选择结果中，发送给所述基站。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，
所述终端还将表示所述选择的天线的通信质量的信息包含在所述天线的选择结果中，发送给所述基站。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述第1参照信号采用至少在所述终端附近的天线之间相互相关性较低的序列，以便所述终端识别从所述各个天线发送的参照信号，
所述第1参照信号被反复发送，以便能够在所述终端测定长区间平均的接收功率。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述调制解调器控制装置从所述多个基带调制解调器，获取从所述终端发送的所述天线的选择结果、和由所述各个基带调制解调器测定的第2参照信号的接收功率测定结果，
所述调制解调器控制装置根据所述获取的天线的选择结果，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线，以便在下行通信中使用，
所述调制解调器控制装置根据所述获取到的终端固有的第2参照信号的接收功率测定结果，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线，以便在上行通信中使用。
6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述切换装置包括上行通信用的开关和下行通信用的开关，
所述调制解调器控制装置对上行通信用的开关和下行通信用的开关分别地进行控制。
7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
在所述多个基带调制解调器与所述多个天线之间具有参照信号附加装置，该参照信号附加装置用于向发送给所述终端的信号附加所述第1参照信号，
所述参照信号附加装置利用在所述多个基带调制解调器之间相互相关性较低的序列，生成所述第1参照信号。
8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述终端具有：
接收功率估计部，接收从多个天线发送的第1参照信号，并估计所述接收到的第1参照信号的长区间时间平均的接收功率；
天线选择部，根据由所述接收功率估计部估计的接收功率，选择适合于通信的多个所述天线；以及
基带信号生成部，生成信号，该信号包含所述天线选择部的选择结果、和用于在所述天线测定接收功率的终端固有的第2参照信号。
9.一种无线通信系统，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，其特征在于，
所述各个基站具有多个天线、多个基带调制解调器、和控制所述多个基带调制解调器的调制解调器控制装置，
所述终端发送终端固有的第2参照信号，
所述基站接收所述第2参照信号，并按每个所述天线估计所述第2参照信号的接收功率，
所述基站根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线，
所述基站参照所述天线的选择结果，对所述终端分配属于不同小区的多个所述天线，
所述基站将所述天线的分配结果通知给所述终端，
在所述多个基带调制解调器与所述多个天线之间具有切换装置，用于切换所述多个基带调制解调器与所述多个天线的连接，
所述调制解调器控制装置根据所述天线的分配结果来控制所述切换装置，以切换所述基带调制解调器的端口与所述天线之间的连接，将在与1台终端的通信中使用的所述基带调制解调器集约为1台。
10.根据权利要求9所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基站将分配的天线的数量和分配的天线固有的识别符中的至少一种信息包含在所述天线的分配结果中，通知给所述终端。
11.根据权利要求10所述的无线通信系统，其特征在于，
所述基站还将分配的天线的通信的调制方式和编码方式的信息包含在所述天线的分配结果中，通知给所述终端。
12.一种无线通信系统中的通信控制方法，在该无线通信系统中，多个基站分别构成多个小区，1台终端与所述多个基站进行通信，其特征在于，
所述各个基站具有多个天线；多个基带调制解调器；控制所述多个基带调制解调器的调制解调器控制装置；和在所述多个基带调制解调器与所述多个天线之间的切换装置，用于切换所述多个基带调制解调器与所述多个天线的连接，
所述方法包括以下步骤：
所述基站发送至少在附近的基站之间不重复的天线固有的第1参照信号；
所述终端接收所述第1参照信号，并估计每个所述天线的所述第1参照信号的接收功率；
所述终端根据所述接收功率的估计结果，选择适合于通信的多个所述天线；
所述终端向所述基站发送所述天线的选择结果；
所述终端发送终端固有的第2参照信号；
所述基带调制解调器接收所述第2参照信号，并对每个所述天线测定所述第2参照信号的接收功率；
所述调制解调器控制装置从所述多个基带调制解调器，获取从所述终端发送的所述天线的选择结果、和由各个基带调制解调器测定的第2参照信号的接收功率测定结果中的至少一种结果；
所述调制解调器控制装置根据所述获取的信息，对所述终端分配属于不同小区的所述多个天线；
所述调制解调器控制装置将所述天线的分配结果经由所述基带调制解调器通知给所述终端；
所述调制解调器控制装置根据所述天线的分配结果来控制所述切换装置，以切换所述基带调制解调器的端口与所述天线之间的连接，将在与1台终端的通信中使用的所述基带调制解调器集约为1台。
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