CN102348284B - 无线通信系统、集约站、控制站装置、无线基站以及协同发送方法 - Google Patents

Abstract

无线通信系统、集约站、控制站装置、无线基站以及协同发送方法。本发明的无线通信系统具有簇模式确定部(61)，在该簇模式确定部(61)中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从所述各无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部(61)将各簇模式确定为使得与邻接的其他簇的簇间干扰为预定值以下。

Description

无线通信系统、集约站、控制站装置、无线基站以及协同发送方法

技术领域

本发明涉及多个无线基站协同地发送针对无线终端的信号时的无线通信系统、集约站、控制站装置、无线基站以及协同发送方法。

背景技术

在蜂窝方式的移动无线通信系统中，希望尽可能地减小频率重复次数，以提高面的频率使用效率。例如，在使用CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)方式的第3代蜂窝方式中，实现了在相邻小区中使用同一频带的电波的1小区频率重复(频率重复次数＝1)。

另一方面，在下一代蜂窝方式的下行线路中有希望实现OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access：正交频分多址)。在使用该OFDMA方式的蜂窝方式中使用了1小区频率重复时，来自邻接小区以及邻接扇区的干扰成为导致其特性劣化的重要原因。具体而言，因为随着来自邻接小区以及邻接扇区的干扰功率的增加，SINR(Signal-to-Interference and Noise power Ratio：信号与干扰噪声比)降低，因此特别在进行MIMO(Multiple-Input Multiple-Output：多输入多输出)传输时难以发挥其效果。

因此，在以OFDMA方式进行MIMO传输的蜂窝方式中使用1小区频率重复时，为了获得基于MIMO传输的显著的吞吐量增大效果，需要避免来自邻接小区以及邻接扇区的干扰。

因此，作为上述情况下的干扰避免技术，关注于使多个无线基站协同地同时向一个以上的无线终端发送信号的协同发送。当使用多用户MIMO传输用的预编码法时，因为能够使协同的多个无线基站的小区或扇区的集合所形成的协同簇内的空间正交化，所以可以避免协同簇内的干扰(即，进行协同发送的无线基站间的干扰)(例如，非专利文献1：A.Benjebbour,M.Shirakabe,Y.Ohwatari,J.Hagiwara,and T.Ohya,“Evaluation of user throughput for MU-MIMO coordinated wireless networks,”IEEEPIMRC2008,pp.1-5,Sept.2008.非专利文献2：CMCC，“Downlink CoMP-MU-MIMOtransmission schemes,”3GPP RANI#56,R1-090922,Feb.2009.)。

具体而言，在非专利文献1所示的协同发送中，邻接的多个无线基站与集约站连接，集约站使多个无线基站协同。协同簇由协同的多个基站的小区的集合形成。在协同簇内，通过多用户MIMO传输来进行多个无线基站的协同发送。当使用块对角化迫零(BD-ZF，Zero-forcing)法时，能够使协同簇CL内的空间正交化，所以能够避免协同簇CL内的干扰，改善用户吞吐量。

此外，在非专利文献2中所示的协同发送中，如图1所示，邻接的3个无线基站(1-1、1-2、1-7)、(1-1、1-3、1-4)、(1-1、1-5、1-6)与集约站2连接，在与无线终端2的通信中，集约站2使所辖区域为无线终端2所在区域的3个无线基站协同。协同簇CL由进行协同的3个无线基站1的邻接3个扇区形成。进而，形成协同簇CL的邻接的3个扇区构成为来自各无线基站1的扇区天线的波束相向。在协同簇CL内，通过多用户MIMO传输来进行3个无线基站1的协同发送。使用多用户MIMO传输用的预编码法时，协同簇CL内的空间正交化，所以能够避免协同簇CL内的干扰，改善用户吞吐量以及小区吞吐量。

上述干扰避免技术虽然能避免协同簇内的干扰，但是存在无法避免协同簇间的干扰的问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供能够在多个无线基站的协同发送中，不仅能避免协同簇内的干扰还能避免协同簇间的干扰的簇内协同以及簇间干扰避免方法、无线通信系统、集约站以及无线基站。

本发明的无线通信系统具有分别形成多扇区小区的多个无线基站，其特征在于具有：簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式对各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；以及指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式，所述多个无线基站在同一时隙中按照所述指向性模式形成指向性波束，在簇内在扇区相互邻接的一方的所述无线基站的指向性波束和在相同频率区域下相对的另一方的所述无线基站的指向性波束之间，进行基于多用户MIMO传输的扇区间数据发送协同。

此外，本发明的集约站在具有分别形成多扇区小区的多个无线基站的无线通信系统中，以簇为单位对无线基站进行集约管理，其中所述簇由多个无线基站的小区的集合构成，所述集约站的特征在于具有：簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式对各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式；信号分配部，其对同一簇内的多个无线基站分配待进行簇内协同发送的数据信号；以及预编码部，其通过对由所述信号分配部分配给多个无线基站的数据信号进行多用户MIMO传输用的预编码，形成成为所述指向性模式确定部针对每个频率区域分配的指向性模式的指向性波束。

此外，本发明的控制站装置在无线通信系统中管理集约站，该无线通信系统具有分别形成多扇区小区的多个无线基站，该集约站以由多个无线基站的小区的集合构成的簇为单位对无线基站进行集约管理，所述控制站装置的特征在于，具有：簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式对各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；以及通知单元，其将所述簇模式确定部所确定的簇模式通知给各所述集约站，所述各集约站根据通知的所述簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式。

此外，本发明的无线基站在无线通信系统中与邻接的其他无线基站一起形成多扇区小区，所述无线基站的特征在于，具有：簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部将簇模式确定为与邻接的其它簇的簇间干扰为预定值以下；指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，对本基站针对每个频率区域分配指向性模式；以及预编码部，其通过对簇内协同发送的数据信号进行多用户MIMO传输用的预编码，形成成为所述指向性模式确定部针对每个频率区域分配的指向性模式的指向性波束。

附图说明

图1是用于说明以往的协同发送系统的图。

图2是本发明的实施方式1中的无线通信系统的概要结构图。

图3A是示出在实施方式1的无线通信系统中形成的协同簇的图。

图3B是示出在实施方式1的无线通信系统中形成的协同簇的图。

图4A是示出实施方式1的指向性模式的图。

图4B是示出实施方式1的指向性模式的图。

图5是示出实施方式1的指向性模式选择信息的图。

图6A是在实施方式1中，示出偶数频率块的指向性模式分配状态的图。

图6B是在实施方式1中，示出奇数频率块的指向性模式分配状态的图。

图7是用于说明簇模式的结构的模式结构图。

图8是实施方式1的无线通信系统的整体结构图。

图9A是用于说明2种簇模式的结构的模式结构图。

图9B是用于说明2种簇模式的结构的模式结构图。

图10是示出配置有2种簇模式时的簇间干扰的状态的图。

图11A是示出实施方式1的3种指向性模式的图。

图11B是示出实施方式1的3种指向性模式的图。

图11C是示出实施方式1的3种指向性模式的图。

图12是示出与实施方式1的3种指向性模式对应的指向性模式选择信息的图。

图13是示出使用了实施方式1的3种指向性模式的簇模式结构例的图。

图14是用于说明3种簇模式的结构的模式结构图。

图15是示出配置有3种簇模式时的簇间干扰的状态的图。

图16是示出配置有3种簇模式时的簇间干扰的状态的图。

图17A是本发明的实施方式1的集约站的概要功能框图。

图17B是本发明的实施方式1的无线基站的概要功能框图。

图18是示出使用了实施方式1中的3种指向性模式的指向性模式选择信息的图。

图19是示出动态地配置3种指向性模式时的簇间干扰的状态的图。

图20是示出动态地配置3种指向性模式时的簇间干扰的状态的图。

图21是本发明的实施方式2中的无线基站的详细功能框图。

具体实施方式

图2是本实施方式中的无线通信系统的概要结构图。本实施方式的无线通信系统由以下构成：多个无线基站10(10-1至10-7)、通过光纤20与多个无线基站10连接的集约站30、以及连接至集约站30的网络40。通过控制站70对多个集约站30进行集约管理。在图2中仅图示1个簇CL。簇CL是多个无线基站10-2至10-7进行协同发送的的单位。在本实施方式中，由配置在中央部的无线基站10-1所形成的中央小区C-1、配置成包围中央无线基站10-1的其他多个无线基站10-2至10-7与中央小区C-1的周围邻接而形成的多个邻接小区C-2至C-7来形成一个簇CL。这样，作为多个无线基站10-2至10-7进行协同发送的单位的簇CL二维地配置而形成广域的通信区域。本实施方式是在实现了簇内和簇间的干扰避免的同时，实现了簇内的干扰合成能力的无线通信系统。

图3A示出从本实施方式的无线通信系统仅取出1个簇的状态、概念性地图示簇内形成的部分协同区域。图3B是示出1个小区的扇区结构的图，在本实施方式中1个小区由6个扇区S1～S6构成，但是扇区结构不限定于6个扇区。

如图3A所示，在本实施方式的无线通信系统中，由7个无线基站10-1至10-7形成1个簇。邻接的3个无线基站分别形成一个协同区域。具体而言，邻接的3个无线基站(10-1、10-2、10-3)形成协同区域CL1，邻接的3个无线基站(10-1、10-3、10-4)形成协同区域CL2。以下同样，邻接的3个无线基站(10-1、10-4、10-5)(10-1、10-5、10-6)(10-1、10-5、10-6)(10-1、10-7、10-2)分别形成协同区域CL3、CL4、CL5、CL6。在图3A所示的例子中，3个无线终端50-1、50-2、50-3位于簇内，无线终端50-1在无线基站10-1属下、无线终端50-2在无线基站10-2属下、无线终端50-3在无线基站10-3属下。

对分别形成协同区域CL1～CL6的邻接3个无线基站的集合分配指向性模式，在该指向性模式中，在同一频率区域内，在相对的方向上向该协同区域CL发送指向性波束。

图4A以及图4B是示出在无线基站10中使用的指向性模式的一个例子。图4A所示的指向性模式a由在以垂直方向为基准、逆时针旋转30度、150度、270度的方向上具有峰的3个指向性波束构成。图4B所示的指向性模式b由在以垂直方向为基准、顺时针旋转30度、150度、270度的方向上具有峰的3个指向性波束构成。另外，后述的指向性模式1由指向性模式b的组合构成，后述的指向性模式2由指向性模式a的组合构成。

图5是示出指向性模式1、2和频率块之间关系的图。将无线通信系统的系统频带分割为多个频率块1至频率块2n+1，对奇数编号的频率块分配指向性模式1，对偶数编号的频率块分配指向性模式2。在图5所示的分配例中，虽然在时间轴方向上指向性模式1、2与频率块的对应关系固定，但可以以时隙为单位使指向性模式1、2与频率块之间的对应关系发生变化。

如图6A以及图6B所示，通过对构成一个簇的全部无线基站10-1至10-7在同一频率区域中分配相同的指向性模式1或2，可以针对每个频率块形成预定的协同区域CL。在图6A所示的例子中，在偶数编号的频率块中在一个簇内形成协同区域CL2、CL4、CL6。在图6B所示的例子中，在奇数编号的频率块中在一个簇内形成协同区域CL1、CL3、CL5。如图3A所示，通过在频率方向上进行复用而在1个簇内形成协同区域CL1至CL6。

在此，研究簇模式与簇间干扰的关系。

如图7所示，在频率块(f1)中对全部无线基站10-1至10-7分配指向性模式1，在其他频率块(f2)中对全部无线基站10-1至10-7分配分配指向性模式2，由此，构成1个簇模式。如前所述，当在应用簇模式的簇内形成协同区域CL1至CL6、使用多用户MIMO传输用的预编码法时，能使协同簇CL内的空间正交化。另外，指向性模式1、2也可以称为波束模式1、2。

图8是本实施方式1的无线通信系统的系统结构图，示出至对以簇单位设置的集约站30进行管理的控制站70。但是，在图8中示出的全部簇中，示出了仅反复使用图7中示出的相同簇模式的状态。图8示出仅反复使用同一簇模式时的簇间干扰的状态。形成各个簇的多个无线基站10-1至10-7连接至同一集约站30。集约站30通过对形成簇的属下的无线基站10-1至10-7应用图7中所示的簇模式并使用多用户MIMO传输用的预编码法，来使协同簇CL内的空间正交化。

但是，如果以1个簇模式为一个单位，着眼于簇模式单位之间(以下简称为簇间或簇边界)，则可知在成为簇边界的邻接簇之间同一频率区域的指向性波束相对。即，当对全部簇分配单一的簇模式时，会在簇边界处产生簇间干扰。

本发明的发明人着眼于通过增加簇模式的种类并使多种簇模式混合存在，具有避免簇间干扰的效果，从而得到了本发明。

图9A以及图9B示出2种簇模式的构成例子。

其中，簇模式1与图7的构成相同。即，如图9A所示，在频率块(f1)中对全部无线基站10-1至10-7分配指向性模式1，在其他频率块(f2)中对全部无线基站10-1至10-7分配指向性模式2，由此，构成簇模式1。

如图9B所示，簇模式2与簇模式1相比，其指向性模式以及频率的组合相反。即，在频率块(f2)中对全部无线基站10-1至10-7分配指向性模式1，在频率块(f1)中对全部无线基站10-1至10-7分配指向性模式2，由此构成簇模式2。

图10示出簇模式1和簇模式2的配置例子。如图10所示，通过将簇模式的种类设为两种，从而在簇边界的一部分上在相同频率区域中形成3个指向性波束不相对的区域(最多仅2个指向性波束相对)。另外，虽然在簇边界的一部分上还留有簇间干扰程度高的场所，但是与图8所示的对全部簇分配单一的簇模式的情形相比，已经大幅度地避免了簇间干扰。

考虑通过增加簇模式的种类来进一步提高簇间干扰避免效果。考虑增加指向性模式的种类作为增加簇模式的种类的方法的一种。如图11A、图11B以及图11C所示，可以使用3种指向性模式α、β、γ。图11A中示出的指向性模式11由在以垂直方向为基准逆时针旋转45度、225度的两个方向上具有峰的指向性波束构成。图11B中示出的指向性模式12由在以垂直方向为基准顺时针旋转45度、225度的两个方向上具有峰的指向性波束构成。图11C中示出的指向性模式13由在以垂直方向为基准顺时针旋转90度、270度的两个方向上具有峰的指向性波束构成。另外，对指向性模式α、β、γ进行组合来构成后述的指向性模式11。同样地，对指向性模式α、β、γ进行组合来构成后述的指向性模式12以及13。

图12示出指向性模式11、12、13与频率块的关系。将无线通信系统的系统频带分割为多个频率块，对频率块3n+1(n＝0、1、2…)分配指向性模式11，对频率块3n+2(n＝0、1、2…)分配将指向性模式12，对频率块3n+3(n＝0、1、2…)分配将指向性模式13。在图12所示的分配例中，虽然在时间轴方向上指向性模式11、12、13与频率块的对应关系固定，但是可以以时隙为单位使指向性模式11、12、13与频率块的对应关系变化。

图13示出对3种频率块(f1、f2、f3)和3种指向性模式11、12、13进行组合来构成1个簇模式的例子。在频率块f1中形成基于指向性模式11的协同区域CL11、CL12，在频率块f2中形成基于指向性模式12的协同区域CL21、CL22，在频率块f3中形成基于指向性模式13的协同区域CL31、CL32。对这3个指向性模式11、12、13进行组合来构成簇模式1。应用了簇模式1的簇在簇内具有6个协同区域CL11至CL32。另外，指向性模式11、12、13也可以分别被称为波束模式11、12、13。

图14示出能通过对指向性模式11、12、13和频率块f1、f2、f3进行组合而构成的3种簇模式1、2、3。簇模式1与图13中示出的簇模式相同。簇模式2的结构为：对频率块f3分配指向性模式11，对频率块f1分配指向性模式12，对频率块f2分配指向性模式13。簇模式3的结构为：对频率块f2分配指向性模式11，对频率块f3分配指向性模式12，对频率块f1分配指向性模式13。

图15以及图16示出将图14中示出的3种簇模式1、2、3固定地分配给通信区域的状态。如图15以及图16所示，通过大致均等地分散配置3种簇模式1、2、3，可以进一步减少在簇边界处在相同频率下指向性波束相对而干扰的场所。即，能够通过增加簇模式的种类来提高避免簇间干扰的效果。另外，图16示出与图15相同的分配状态并且更明确地记载了簇模式1、2、3的分配状态。

然后，说明构成本实施方式的无线通信系统的集约站30以及各无线基站10的功能结构。图17A以及图17B是集约站30以及各无线基站10(第1无线基站装置至第M无线基站装置)的功能框图。在本实施方式中，将无线基站10的数目设为M、将各无线基站10的天线元件11的数目设为Nt、将无线终端50的数目设为Nu。另外，本实施方式中的无线通信系统的总体系统结构如图8所示，集约站30对构成各簇的多个无线基站10-1至10-7进行集约管理，管理站70管理这些集约站30。

簇模式确定部61从多个种类(例如图14、图15中所示的3种)中确定要应用于连接至集约站30的多个无线基站10-1～10-7的簇模式。此时，在本实施方式中如图15所示，以大致均等地配置3种簇模式1、2、3的方式来确定以簇为单位(以集约站为单位)应用于各集约站属下的无线基站10-1～10-7的簇模式1、2、3。因此，期望簇模式确定部61如图8所示配置在对多个集约站30进行管理的控制站70中。控制站70根据从多个集约站30报告的对象移动终端的信道状态等来确定将簇间干扰抑制到最小或期望值以下的簇模式1、2、3的配置(分配)。以簇为单位确定的簇模式(1、2或3)经由通知单元通知给各集约站30。此外，在各个集约站30内部具有簇模式确定部61，可以在集约站30之间交换所应用的簇模式信息并确定为在邻接簇之间或预定区域内不应用相同的簇模式，还可以向其他集约站30通知所确定的簇模式。

集约站30根据簇模式确定部61所确定的簇模式对无线基站10-1至10-7分配指向性模式。集约站30具有指向性模式确定部31、信号分配部32、按照同一发送定时进行发送的无线终端数Nu个的调制部(第1调制部至第Nu调制部)33、预编码部34、无线基站数M个的发送部(第1发送部至第M发送部)35。

指向性模式确定部31被指示簇模式确定部61所确定的簇模式种类。指向性模式确定部31例如被指示图14中所示的簇模式1。指向性模式确定部31根据簇模式1，针对属下的多个无线基站10-1～10-7，针对每个时隙确定频率块和指向性模式的组合并指示给预编码部34。例如，在图12中示出的时隙1的时刻，在频率块3n+1处分配指向性模式1、在频率块3n+2处分配指向性模式12、在频率块3n+3处分配指向性模式3，其结果就是在时隙1中对无线基站10-1～10-7分配簇模式1。

如图15所示，在与应用了簇模式1的簇邻接的其他簇中，同样地对构成该其他簇的多个无线基站10分配簇模式2，进而，在与其他簇邻接的比的簇中分配簇模式3。

如上所述，通过簇模式确定部61对各簇确定簇模式，使得多种簇模式1、2、3混合存在而分散配置，指向性模式确定部31接受所确定的簇模式而对属下的各无线基站10针对每个频率块来确定指向性模式。

还可以如图15所示对各簇固定地分配簇模式1、2、3。此时，簇模式确定部61在构建系统时或簇结构发生变化的系统更新时，确定对各簇分配的簇模式，将所确定的簇模式通知给集约站30的指向性模式确定部61。

信号分配部32从网络40接收针对与集约站30属下的全部无线基站10连接的全部无线终端50-1至50-Nu的数据信号。将从因特网40接收到的数据信号分配到无线终端50-1至50-Nu。信号分配部32将对Nu个无线终端中的每个无线终端分配的数据信号分别输入到第1调制部33至第Nu调制部33。

调制部33具有编码部331、交织部332、串并转换器333、以及针对子载波数L以及发送流数Nr的信号调制部334(即，子载波数L×发送流数Nr个信号调制部334)。

编码部331使用预定的编码方法对从信号分配部32输入的数据信号进行编码。在此，可以使用Turbo码作为编码方法，也可以使用卷积码作为编码方法，也可以使用LDPC码，本发明的实施与编码方法无关。编码部331将进行了编码后的数据信号输入交织部332。

交织部332对从编码部331输入的数据信号进行交织。在此，可以使用任意一种方法作为交织方法，本发明的实施与交织方法无关。交织部332将进行了交织后的数据信号输入串并转换部333。

串并转换部333将从交织部332输入的数据信号序列并行转换为子载波数L及发送流数Nr那么多的数据信号。串并转换部333将子载波数L及发送流数Nr的各个数据信号输入到针对子载波数L及发送流数Nr而设的各个信号调制部334。

各信号调制部334对从串并转换部333输入的数据信号进行多值调制。在此，调制多值数可以是固定的，也可以根据信道状况进行适当改变。各信号调制部334将进行了多值调制后的数据信号输入到预编码部34。

预编码部34对从无线终端数Nu个调制部33的各信号调制部334输入的数据信号进行预编码。预编码部34根据从指向性模式确定部31输入的指向性模式信息在可协同的簇(在相同频率下邻接小区的扇区和波束相对的扇区)中选择基于多用户MIMO(BD－ZF，ZF等)/协同波束形成(Coordinated Beamforming，CB)等的多小区同时预编码。

预编码部34对所输入的数据信号乘以所选择的预编码用的发送权重，生成集约站30属下的M个无线基站10的总天线元件数Nt的数据信号(即，无线基站数M×各无线基站10的天线元件数Nt的数据信号)。将在预编码部34中生成的M×Nt个数据信号分别输入到针对M个无线基站10设置的第1发送部35至第M发送部35。

发送部35针对各无线基站10的天线元件数Nt，具有傅里叶逆变换部351、并串转换部352、保护间隔插入部353、载波频率调制部354、以及电光转换部355。

傅里叶逆变换部351将从预编码部34输入的数据信号从频域变换到时域。傅里叶逆变换部351将变换到时域的数据信号输入到并串转换部352。

并串转换部352将从傅里叶逆变换部351输入的、子载波数L以及天线元件数那么多的数据信号序行串行转换为天线元件数目Nt的数据信号系列。并串转换部352将天线元件数Nt的数据信号序列输入到针对天线元件数目Nt设置的保护间隔插入部353。

保护间隔插入部353针对从傅里叶逆变换部351输入的数据信号序列插入保护间隔，将插入保护间隔后的数据信号序列输入到载波频率调制部354。

载波频率调制部354将从保护间隔插入部353输入的数据信号序列调制为载波频率，将调制过的数据信号输入到电光转换部355。

电光转换部355将从载波频率调制部354输入的数据信号从电信号调制为光信号，将调制过的数据信号经由光纤20输入到无线基站10。

各无线基站10经由光纤20与集约站30连接。无线基站10具有Nt个天线元件11、分别与Nt个天线元件11连接的Nt个光电转换部12。

光电转换部12将从集约站30经由光纤20输入的数据信号从光信号解调成电信号，将解调后的数据信号输入到天线元件11。被输入到天线元件11的数据信号被发射到空中。

以上，在集约站30中生成待输入至各无线基站10的各个天线元件11的数据信号，通过预编码部34中的预编码来控制从各无线基站10发送的指向性波束的方向。

在以上的说明中，固定地分配多种簇模式1、2、3，但也可以自主地进行动态分配。还可以自主地确定簇模式以使来自邻接簇的干扰最小。

例如，如图3A所示，无线基站10－1至10－3对位于簇内的至少3个无线终端50－1、50－2、50－3发送数据信号。如图8所示，对各簇进行管辖的各集约站30对各自属下的无线基站10－1至10－3发送信道估计用的参考信号。无线基站10－1至10－3向与自己连接的无线终端50－1、50－2、50－3(即，位于协同区域CL1(图3A)中的无线终端)发送来自集约站30的参考信号。

无线终端50－1、50－2、50－3使用从各无线基站10－1至10－3接收到的参考信号进行信道估计，将作为信道估计结果的信道信息发送到各无线基站10－1至10－3。在此，各无线终端50－1、50－2、50－3可以发送全部频率范围的信道估计结果作为信道估计信息，也可以为了防止上行链路的负担过重而发送一部分频率范围的信道估计结果。

各无线基站10－1至10－3分别向集约站30发送从无线终端50－1、50－2、50－3接收到的信道信息，集约站30将信道估计信息原样发送到作为上位装置的控制站70。或者，变换为来自其他簇的干扰信息后发送给作为上位装置的控制站70。控制站70中具有的簇模式确定部61将簇模式确定为使得来自邻接簇的干扰最小。图19以及图20示出了自主地动态分配3个簇模式1、2、3的一个例子。另外，图20示出了与图19相同的分配状态，其更明确地记载了簇模式1、2、3的分配状态。

此外，在以上说明中如图12所示，在时间轴方向上指向性模式与频率块的关系是固定的，但是如图18所示，针对每个时隙切换指向性模式和频率块的组合。例如，通过根据簇中的通信量来确定对于频率块以及时隙不同的指向性模式，能够提高无线通信系统的吞吐量。

此外，在上述实施方式的协同发送方法中，在进行MU－MIMO预编码时，可以使用BD－ZF法或Zero－Forcing法或非线性预编码、最小均方误差(MMSE：MinimumMean Square Error)等其他方法来进行预编码。

这样，根据本实施方式，由于固定或动态地配置多种簇模式以抑制来自邻接簇的干扰，所以在多个无线基站的协同发送中，不仅能够避免协同簇内的干扰，还能避免协同簇间的干扰。

在以上的说明中，在集约站中的预编码部中为了进行MIMO传输处理而进行预编码，针对每个无线基站生成指向性模式的发送数据，但是也可以在无线基站中安装上述实施方式中说明的集约站的功能。

图21示出了实施方式2的无线通信系统中的各无线基站的功能模块。

本实施方式2的无线通信系统中，各无线基站不从集约站接收为了MIMO传输处理而进行了预编码的发送数据，而是各无线基站为了进行MIMO传输处理而具有预编码功能。无线通信系统由具有相同结构的多个无线基站10(第1无线基站10－1至第M无线基站10－M)构成。

无线基站10具有调制部33、预编码部34、发送部35。这些构成要素与上述集约站30中的对应的各功能要素具有相同的功能。无线基站10按照基于能够避免来自邻接簇的干扰的簇模式所确定的指向性模式来针对每个频率块形成波束。

簇模式确定部61根据来自连接终端50的信道估计信息以及邻接簇的簇模式确定信息来从多个簇模式中确定本站所属的的簇的簇模式。指向性模式确定部31按照所确定的簇模式来以频率块为单位确定本站的指向性模式。以频率块为单位所确定的指向性模式被提供给预编码部34。

另一方面，通过簇模式确定信息交换单元36将簇模式确定信息通知给同一簇内的无线基站10，另外还通知给邻接簇的无线基站10。邻接簇的无线基站10内的簇模式确定部61将与邻接簇中所确定的簇模式不同的簇模式确定为应用于本站的簇模式。由此，通过在邻接簇之间应用不同的簇模式，能够避免簇间干扰。另外，由于对象终端不位于其属下的无线基站10不会成为簇间干扰的干扰站，所以可以不执行簇模式以及指向性模式的确定动作。

此外，形成簇的多个无线基站10－1至10－7在发送数据前通过发送数据/信道信息交换单元37来共享作为协同对象的无线基站的扇区信息、各无线基站从作为连接终端的无线终端50接收的信道信息、以及向协同发送对象无线终端50的发送数据。

另外，可以是所有无线基站10都具有簇模式确定信息交换单元36以及发送数据/信道信息交换单元37，也可以是仅有特定的无线基站10具有簇模式确定信息交换单元36以及发送数据/信道信息交换单元37来向其他无线基站通知必要的信息。

Claims (7)

1.一种无线通信系统，其具有分别形成多扇区小区的多个无线基站，所述无线通信系统的特征在于，具有：

簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式向各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；以及

指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式，

所述多个无线基站在同一时隙中按照所述指向性模式形成指向性波束，在簇内在扇区相互邻接的一方的所述无线基站的指向性波束和在相同频率区域下相对的另一方的所述无线基站的指向性波束之间，进行基于多用户MIMO传输的扇区间数据发送协同。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

分配给各所述簇的簇模式是固定的。

3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

根据簇间的干扰状态来动态地切换分配给各所述簇的簇模式。

4.一种集约站，其在具有分别形成多扇区小区的多个无线基站的无线通信系统中，以簇为单位对无线基站进行集约管理，其中所述簇由多个无线基站的小区的集合构成，所述集约站的特征在于，具有：

簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式向各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；

指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式；

信号分配部，其对同一簇内的多个无线基站分配待进行簇内协同发送的数据信号；以及

预编码部，其通过对由所述信号分配部分配给多个无线基站的数据信号进行多用户MIMO传输用的预编码，形成成为所述指向性模式确定部按照每个频率区域分配的指向性模式的指向性波束。

5.一种控制站装置，其在无线通信系统中管理集约站，该无线通信系统具有分别形成多扇区小区的多个无线基站，该集约站以由多个无线基站的小区的集合构成的簇为单位对无线基站进行集约管理，所述控制站装置的特征在于，具有：

簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部确定各所述簇模式向各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；以及

通知单元，其将所述簇模式确定部所确定的簇模式通知给各所述集约站，

所述各集约站根据通知的所述簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式。

6.一种无线基站，其在无线通信系统中与邻接的其他无线基站一起形成多扇区小区，所述无线基站的特征在于，具有：

簇模式确定部，在该簇模式确定部中，改变指向性模式和频率区域的组合而准备了多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，该簇模式确定部将簇模式确定为与邻接的其它簇的簇间干扰为预定值以下；

指向性模式确定部，其根据所述簇模式确定部所确定的簇模式，按照每个频率区域对本基站分配指向性模式；以及

预编码部，其通过对簇内协同发送的数据信号进行多用户MIMO传输用的预编码，形成成为所述指向性模式确定部按照每个频率区域分配的指向性模式的指向性波束。

7.一种无线通信系统中的协同发送方法，该无线通信系统具有分别形成多扇区小区的多个无线基站，所述协同发送方法的特征在于，具有以下步骤：

改变指向性模式和频率区域的组合而准备多个簇模式，其中在所述簇模式中，指向性模式被确定为在由多个无线基站的小区的集合构成的簇内，在相邻扇区间对于每个相同频率区域，从各所述无线基站发射的指向性波束相对，确定各所述簇模式向各簇的分配，使得簇间干扰为预定值以下；以及

根据所述确定的簇模式，以簇为单位按照每个频率区域对所述多个无线基站分配指向性模式，

所述多个无线基站在同一时隙中按照所述指向性模式形成指向性波束，在簇内在扇区相互邻接的一方的所述无线基站的指向性波束和在相同频率区域下相对的另一方的所述无线基站的指向性波束之间，进行基于多用户MIMO传输的扇区间数据发送协同。