CN103067056A - 无线基站装置及干扰控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线基站装置及干扰控制方法。在同一时刻以同一频率从多个终端接收信号的MU-MIMO通信中，为了适当得到基于适用SIC的干扰降低效果，决定MU-MIMO通信中的用户的组合，决定解码的顺序，从而提高基站的系统流量。该无线基站装置具备多个天线，还具备用于在相同时刻以同一频率与多个终端进行MU-MIMO通信的调度器，上述调度器基于多个终端的上行通信质量信息，决定实施MU-MIMO通信时的终端的用户的组合，将上述决定的用户的组合作为调度信息来发送。

Description

无线基站装置及干扰控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信装置及无线通信方式，尤其涉及在上行线路的从MS（Mobile Station：移动终端）向AP（Access Point：无线基站装置）进行通信的情况下，适于通过空间多元连接以同一频率在同一时刻与多个MS进行通信的AP及干扰控制方法。
背景技术
近年来，随着通信天线领域的研发推进，流行使用多个天线进行通信的MIMO（Multi Input Multi Output：多输入多输出）通信方式。MIMO系统中，在发送机与接收机之间设定天线数以下的信道，从而能够增大通信容量。进而，若以不同的观点分析这些技术，则还能够进行如下分类：
（1）对不同的MS传送的空间多元连接（SDMA：Space DivisionMultiple Access）
（2）对同一MS传送的空间复用（SDM：Space DivisionMultiplexing）。
SDMA技术是使用加权系数（权重）对通过多个天线分别收发的信号的振幅和相位进行调整，并通过利用传输路径上的空间正交性将不同的数据序列以同一频率且同一时刻传送给多个MS的技术。另一方面，SDM技术是使用加权系数（权重）对通过多个天线分别收发的信号的振幅和相位进行调整，并通过利用传输路径上的空间正交性将不同的数据序列以同一频率且同一时刻传送给同一MS的技术。
进而，作为将这些SDMA技术和SDM技术复合的技术，有MIMO－SDMA技术。该技术对不同的MS进行空间多元连接，对同一MS进行空间复用，因此还称为MU－MIMO（Multi User－MIMO：多用户MIMO）。MU－MIMO技术例如公开于专利文献1。此外，SDMA技术例如公开于非专利文献1，SDM技术例如公开于非专利文献2。进而，MIMO－SDMA技术公开于非专利文献3。此外，在非专利文献4中公开了针对SDMA组，基于作为传送质量要求的通信质量进行无线资源分配的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－211349公报
非专利文献：
非专利文献1：T.Ohgane，“A Study on a Channel AllocationScheme with an Adaptive Array in SDMA”IEEE 47th VTC,Vol.2,1997,p.725-729
非专利文献2：G.J.Foschini,“Layered Space-Time Architecture forWireless Communication in Fading Environment When UsingMulti-Element Antennas”,Bell Labs Tech.J,Autumn 1996,p.41-59
非专利文献3：Andre Bourdoux,Nadia Khaled,“Joint TX-RXOptimization for MIMO-SDMA Based on a Null-space Constraint”,IEEE2002.P.171-174
在使用了MU－MIMO技术的无线通信系统中，AP从多个MS接收不同的多个信号，所以接收器的信号分解精度较为重要。在不能正确地分解相互独立的信号的情况下，彼此的信号成为干扰，因此产生通信质量的恶化。在这种情况下，为了提高接收器的分解精度，通过考虑相应的用户的组合能够决定最适当的通信对方，但例如在专利文献1中公开了决定最适当的通信对方的组合时需要庞大的计算处理。
作为降低上述干扰的对策之一，提出了称作SIC（SuccessiveInterference Cancellation：连续干扰消除）的干扰降低技术。SIC是对重复接收到的信号进行解码，生成该解码后的信号的复制信号，并从全部接收信号中除去，从而使之后解码的信号的错误特性良好的技术。在上述专利文献1中，没有提及对MU－MIMO技术适用SIC的情况的用户的组合。
发明内容
本发明的目的是对MU－MIMO适用基于SIC的干扰降低技术，实施MU－MIMO对象的用户的调度，从而防止MU－MIMO的通信质量的恶化。
为了解决上述问题，例如采用本发明技术方案中记载的结构。本申请包括解决上述问题的多个手段，举出其一例如下：一种无线基站装置，具备多个天线，具备用于在相同时刻以同一频率与多个终端进行MU－MIMO通信的调度器，上述调度器基于多个终端的上行通信质量信息，决定实施MU－MIMO通信时的终端的用户的组合，将上述决定的用户的组合作为调度信息发送。
发明效果
根据本发明，能够提供一种无线通信装置，在适用SIC时的MU－MIMO中，能够减少决定用户的对时所需要的处理，并且通过SIC的效果降低干扰，提高系统流量。
附图说明
图1是表示采用本发明的移动无线通信系统的例子的图。
图2是采用本发明的AP的框图。
图3是表示采用本发明的AP和MS的动作的例子的图。
图4是表示采用本发明的AP推定上行SINR时的AP的动作的例子的图。
图5是表示采用本发明的AP判断MS的MIMO秩的动作的例子的图。
图6是表示采用本发明的AP选定MU－MIMO对象的动作的例子的图。
图7是表示采用本发明的AP针对MU－MIMO对象和非对象的MS管理上行SINR的例子的图。
图8是表示采用本发明的AP针对MU－MIMO对象的MS按上行SINR由高到低的顺序将MS ID排序的例子的图。
图9是表示采用本发明的AP根据排序后的MS ID信息决定MU－MIMO的对以及SIC的信号处理的顺序的例子的图。
图10是表示采用本发明的AP使用SIC对从各MS接收到的信号进行解码的动作的例子的图。
图11是表示采用本发明的AP并用MS的移动信息来决定基于SIC进行的信号处理的顺序的动作的例子的图。
标记说明
10：无线通信基站（AP），20：移动终端（MS），30，80：上行信号，40：上行通信质量推定部，50：MU－MIMO对象选定部，60：MU－MIMO用户的组合、SIC 顺序决定部，70：调度信息通知信号，90：上行信号解码部
具体实施方式
本发明的特征在于，在具有多个天线的AP和多个MS在同一时刻以同一频率收发的MU－MIMO中，对从属下MS发送的上行信号的通信质量（上行SINR：Signal to Interference Noise Ratio（信号与干扰加噪声比））进行管理，在AP通过对MS实施的调度来决定复用的用户的组合的情况下，使用上行通信质量或与此类似的信息，选择SIC的效果好的用户的组合。以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
【实施例1】
图1表示采用本发明的移动无线通信系统的例子，示出具有多个天线的AP101、以有线连接的网络102、以及与AP进行通信的MS103。
图2是采用本发明的AP201的框图。AP包括天线2001、RF（RadioFrequency：射频）部2002、基带信号处理部2003、CPU（CentralProcessing Unit）部2004、网络接口（NWI／F）部2006、以及存储器2007。CPU部2004包括调度器212。NWI／F部2006为与网络的接口，在与AP之间进行实施例的时间表设定信息的收发。CPU部2004进行AP整体的控制。调度器212内置在CPU部2004中，决定发送定时、发送波束、调制编码方式、发送功率、频率资源分配。存储器2007储存实施例的时间分割设定信息、收发所需要的控制信息、以及从网络发送来的下行信号。基带信号处理部2003进行基带的信号处理。RF部2002进行模拟收发信号与基带信号之间的变换处理。在上述的本实施例的时间段控制AP的处理插入到调度器212中并被实施。
图3中作为本发明的第一实施例而示出AP201的调度器212及其处理内容、以及该AP属下的MS202－1～202～N的通信的状况。203是从各MS向AP发送的AP与各MS之间的传输损耗信息，212是位于AP的内部、调度MS的通信处理的调度器的模块。204是位于调度器212的内部、基于从各MS发送的传输损耗信息来推定上行SINR的模块。205是位于调度器212的内部、判断根据由204测定推定的SINR决定的各MS的MIMO秩的模块。MIMO秩用于判断作为MU－MIMO的对象的MS，按每个对象MS来推定。206是位于调度器212的内部、基于由205判断的MIMO秩判断成为MU－MIMO对象的MS的模块。207是位于调度器212的内部、将由204推定的上行SINR按照在由206判断的MU－MIMO对象内SINR由高到低的顺序排序的模块。208是位于调度器212的内部、基于由207排序的上行SINR决定MU－MIMO的用户的组合的模块。209表示向各MS通知由AP决定的调度信息的下行信号。210表示各MS按照由209通知的调度而发送上行数据信号的状况。211是对于从各MS发送的MIMO信号，按照由208决定的调度，采用作为干扰降低技术的SIC对信号进行解码的模块。213是位于调度器212的内部、对MS的上行功率进行控制的上行功率控制模块。上行功率控制模块213根据接收信号的解码成功、失败而决定各MS的上行功率控制的偏置值，以使接收信号的错误率收敛于一定值。214是位于调度器212的内部、对用于决定MS的MIMO秩的阈值进行管理的模块。215是位于调度器212的内部、对与AP连接的MS中的活动状态的MS数进行管理的模块。216是位于调度器212的内部、对用于判断有无利用MU－MIMO的阈值进行管理的模块。
图4表示调度器212中的上行SINR推定204的处理内容。204－1是根据从MS通知的传输损耗（L＋NI）、从上行功率控制模块213得到的各MS的上行功率控制的偏置值（offset）以及上行SINR的目标值（SINR_terget），计算MS的上行发送功率PMS的模块。上行SINR的目标值是AP的设定值，根据系统设计而事先被决定。204－2是根据由204－1计算出的PMS和传输损耗（L＋NI），计算MS的上行SINR的模块。
图5表示图3的MIMO秩判断205的处理内容。205－1判断MIMO秩是否为2以上，在上行SINR比阈值1低的情况下，205－4的模块中设定MIMO秩1。205－2判断MIMO秩是否为3以上，在上行SINR比阈值2低的情况下，205－4的模块中设定MIMO秩2。205－3判断MIMO秩是否为4以上，在上行SINR比阈值3低的情况下，205－6的模块中设定MIMO秩3，在上行SINR为阈值3以上的情况下，205－7的模块中设定MIMO秩4。各阈值判断中使用的阈值的值由MIMO秩判断阈值管理模块214管理。在MIMO秩判断阈值管理模块中，作为阈值而预先登记有系统运用者事先根据系统设计而登记的默认值。
图6表示图3的MU－MIMO对象选定206的处理内容。206－1根据MS的MIMO秩和与AP连接的MS之中处于进行通信的状态（Active：活动）的MS数（Number of Active MS），判断MU－MIMO对象。通过判断，对象MS分类到MU－MIMO对象206－2或MU－MIMO非对象206－3，由MU－MIMO对象管理模块206－4管理。由206－1在判断中使用的阈值A以及Number of Active MS的值由连接MS管理模块215以及MU－MIMO阈值参数216管理。
图7表示由图6的MU－MIMO对象的管理模块206－4管理的信息。206－4－1表示MS的标识符（MS ID）。206－4－2表示MS的MU－MIMO对象判断结果。206－4－3表示MS的上行SINR的值。
图8表示图3的上行SINR排序207的处理内容。3001－1＃号是表示由图7的MU－MIMO对象管理模块206－4管理的MU－MIMO对象的MS的号码。3001－2表示该MS的管理ID的例子。3001－3表示各MS的上行SINR的值。上行SINR排序模块207－1中，按照上述上行SINR3001－3的值由高到低的顺序将MS ID排序（3001－2’、3001－3’）。
图9是作为在AP与MS间进行通信的复用化的用户的组合的MU－MIMO对、以及基于作为干扰降低技术的SIC进行的信号处理顺序决定模块208的状况。208－1表示对MU－MIMO的对进行决定的内容，208－2～208－4将按照上行SINR由高到低的顺序改变排列后的MS以MS数的一半折返，决定MU-MIMO的对，以使SINR最高的第一个用户和第N／2＋1个用户成对。208－2判断MU－MIMO对象的MS是偶数还是奇数，在对象MS的数为奇数的情况下，由208－4将SINR最高的MS＃1与N／2＋1及N／2＋2两者设为对。208－5表示决定通过SIC先解码的顺序的模块的状况。SIC顺序决定模块208－5中管理例如4001那样的MU－MIMO的组合表，按照208－6的顺序决定处理，将包含SINR最高的第一个用户的组4001－1判断为先实施SIC信号处理的对象。
图10表示图3的基于SIC的解码211的处理内容的一例。211－1表示AP接收到从图3的各MS发送的数据信号210的状况。211－2是按照AP在208中决定的调度来对接收到的信号211－1进行解码的模块。图9中示出了对用户1的信号进行解码的例，但这是说明本发明的动作的一例，在本模块中解码的信号是按照调度内容的信号。211－3是对在211－2中解码后的信号进行编码的模块。211－4进行从接收到的信号211－1减去由211－3生成的信号的处理。211－5表示从211－1减去211－3而生成的用户N／2＋1的信号。211－6表示AP内部的MAC层，被通知由211－2、211－5解码后的信号。SIC对重复接收到的信号进行解码，生成该解码后的信号的复制信号，并从全部接收信号中除去，从而使之后要解码的信号的错误特性良好，在解码出的信号错误的情况下，由211－3生成的信号也成为错误的信号，因此在该情况下，对用户N／2＋1而言成为干扰的用户1的信号不会被正确地除去，得不到充分的SIC效果。
在本发明中，基于从MS通知的传输损耗信息，推定各MS的上行SINR，基于推定出的SINR，决定MU－MIMO的用户的组合。使用图3介绍本发明的第1实施例。在图3中，假设AP201的属下的MS202－1至202－N进行通信。从各MS202－1～202－N向AP通知传输损耗的信息（N＋LI）203，AP基于通知信息，通过AP的调度器212内部的上行SINR推定部204推定各MS的上行SINR。上行功率控制213供给推定上行SINR所需要的信息。基于推定出的上行SINR，判断各MS的MIMO秩。MIMO秩判断阈值管理模块214对用于判断MIMO秩的阈值信息进行管理。基于由205判断的MIMO秩，通过MU－MIMO对象选定部206选定成为MU－MIMO对象的MS。连接MS数管理模块215以及MU－MIMO阈值参数模块216供给选定MU－MIMO对象所需要的信息。上行SINR排序模块207中，将由206选定的MU－MIMO对象MS按SINR由高到低的顺序进行排序。基于由207排列的顺序，由SIC信号处理顺序决定部208决定MU－MIMO的对、以及通过SIC进行信号处理的顺序。决定的调度信息从AP通知到各对象MS（209）。对象MS按照从基站通知的调度信息（时间频率域），发送上行数据信号（210）。AP按照由208决定的SIC的解码顺序，对从各MS发送且重复的MU－MIMO的上行数据信号进行解码（211）。
关于推定MS的上行SINR的方法，本发明不限于在上述的实施例中说明的从MS接受传输损耗的通知而推定的方法，例如也可以采用AP的接收部基于MS的上行信号来推定的值。此外，关于判断MS的秩的方法，本发明不限于在实施例中介绍的由AP推定的方法，例如也可以使用从MS通知的下行MIMO秩。此外，本发明在决定MU－MIMO的用户的组合时，并不是将MU－MIMO的复用化限定为2以下，例如MU－MIMO中复用的MS数也可以是3或3以上。
【实施例2】
本发明的特征在于，在决定MU－MIMO对时，在成对的MS的通信质量为相同程度的情况下，也通过考虑MS的移动（例如，移动速度的快或慢），能够容易得到SIC的效果。在成为MU－MIMO对的MS的通信质量为相同程度的情况下，为了使得更容易得到SIC的效果，考虑MS移动，对基于多普勒效应的影响少的MS先进行处理，从而得到SIC的效果的可能性变高。使用图9及图11说明本发明的第二实施例。设想在图9的MU-MIMO对决定208－1中，作为MS的通信质量的尺度而利用上行SINR，来决定MU-MIMO对，决定了图11的208－6的SIC的处理顺序之后的情况。例如，SIC顺序决定模块208－5如4001那样对MU－MIMO的组合，管理该组合的SINR的差分的信息4001－1、该MS的移动信息4001－2。在208－6中决定SIC顺序之后，在208－7－1的判断电路中，比较成为MU－MIMO对的各MS的上行SINR的差分Difference_SINR 4001－1与能够由基站任意决定的阈值Delta208－7－2，在Difference_SINR 4001－1的值比Delta低的情况下，通过移动考虑模块208－7－3中的对MU－MIMO对象的移动进行比较的判断电路208－7－4比较相应MS的移动4001－2，在SIC处理的顺序较前的MS的移动比该SIC处理的顺序较后的MS的移动快的情况下，在208－7－5的模块中替换该MU－MIMO的基于SIC的信号处理4001’。本发明将MU－MIMO对的决定方法不限定于通过上行SINR决定的方法，例如，在使用从MS通知的CQI（Channel Quality Index）、MS的发送功率来决定MU－MIMO对的情况下也有效。
【实施例3】
本发明的特征在于，在决定MU－MIMO对时，在成对的MS的通信质量为相同程度的情况下，通过降低单方MS的调制方式（MCSIndex：Modulation and Coding Scheme Index（调制及解码方式索引），来降低该MS的接收信号的错误率，从而能够容易得到SIC的效果。使用图8说明本发明的实施例。设想在图8的MU-MIMO对决定208中，作为MS的通信质量而使用上行SINR，来决定MU-MIMO对的情况。此时，在成为MU－MIMO对的MS的上行SINR为相同程度的情况下，通过减小该MS的MCS索引来提高信号的编码率，通过对该MS的接收成功率变高的信号先进行解码从而能够使得容易得到SIC效果。
【实施例4】
本发明的特征在于，在决定MU－MIMO的用户的组合时，在被复用的MS的数据为基于HARQ（Hybrid automatic repeat request：混合自动重传请求）的再送对象的数据的情况下，通过对HARQ再送对象MS的信号先进行解码，能够使得容易得到SIC的效果。使用图8介绍本发明的实施例。设想在图8的MU-MIMO对决定208中，作为MS的通信质量而利用上行SINR，来决定MU-MIMO对的情况。此时，在成为MU－MIMO对的MS的数据为HARQ再送对象的情况下，从该MS发送来的信号的累积冗余比特增加，能够正确地解码的可能性高。因此，通过对该信号先进行解码，能够使得容易得到SIC的效果。本发明并不是将MU－MIMO对的决定方法限定为利用上行SINR决定的方法，例如在使用从MS通知的CQI（Channel Quality Index）、MS的发送功率来决定MU－MIMO的对的情况下也有效。

Claims (7)

1.一种无线基站装置，具备多个天线，并且具备调度器，该调度器用于在相同时刻以同一频率与多个终端进行MU－MIMO通信即多用户多输入多输出通信，该无线基站装置的特征在于，
所述调度器基于多个终端的上行通信质量信息，决定实施MU－MIMO通信时的终端的用户的组合，将决定的所述用户的组合作为调度信息发送。
2.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述用户的组合从终端的接收质量高的终端起依次决定。
3.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述调度器以按照所述用户的组合的顺序，对按照所发送的调度信息发送的终端的接收信号进行解码。
4.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
基于所述终端的移动信息进行所述用户的组合。
5.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述调度器在决定所述用户的组合时，在存在接收质量为相同程度的终端的情况下，降低某一个终端的调制多值数。
6.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述用户的组合是能够最优地进行干扰控制的组合。
7.一种干扰控制方法，是无线基站与多个终端之间的无线通信中的干扰控制方法，上述无线基站具备多个天线，并且具备调度器，该调度器用于在相同時刻以同一频率与多个终端进行MU－MIMO通信即多用户多输入多输出通信，该干扰控制方法的特征在于，
比较多个终端的通信质量，将无线质量最好的终端与全部终端数Ｎ之中无线质量第N/2+1好的终端的用户进行组合，基于该组合进行MU－MIMO通信中的干扰控制。
CN201210399137XA 2011-10-21 2012-10-19 无线基站装置及干扰控制方法 Pending CN103067056A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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