CN103229429A - 通信装置和通信方法 - Google Patents

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CN103229429A CN2011800564600A CN201180056460A CN103229429A CN 103229429 A CN103229429 A CN 103229429A CN 2011800564600 A CN2011800564600 A CN 2011800564600A CN 201180056460 A CN201180056460 A CN 201180056460A CN 103229429 A CN103229429 A CN 103229429A
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Abstract

在从包括通信对象装置的多个通信装置接收探测信号时，评价值计算单元（44）根据从多个通信装置发出的所述探测信号计算表示传送路径特性的评价值。发送方式设定单元（45）根据所述评价值，将向所述通信对象装置的发送方式设定为实现零陷和波束成形两者的自适应阵列发送方式或是波束成形专用发送方式中的任一种。

Description

通信装置和通信方法
技术区域
本发明涉及通信装置和通信方法，特别是涉及可以控制自适应阵列通信的通信装置及用于这样的通信装置的通信方法。
背景技术
通过应用于PHS（Peronal Handy-phone System，个人手持式电话系统）和XGP（eXtened Global Platform，扩展全球平台）的基站控制的自适应阵列发送进行如下控制：朝向目标终端进行波束成形发送来增强电波，朝向干扰终端进行零陷发送来减弱电波（例如，参考专利文献1（日本特开2004-297276号公报））。
因此，实现了频率利用率的提高。正在研究将这种自适应阵列通信技术适用于TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）和WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-297276号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通过针对从其他小区发出的干扰进行上述零陷发送来进行降低干扰虽然有好处，但是由于自适应阵列发送的原理，有些情况下也无法得到零陷发送的效果。具体地说，在示意性的情况中，基站和希望的终端之间的传播路径变化信息（诸如响应向量等的信息）与该基站和干扰终端之间的传播路径信息高度相关联，如果在希望的电波方向进行波束成形，则在干扰电波的方向也会有波束成形发送。即使是希望的终端和干扰终端的实际方向不一样，也还会发生这个问题。这种情况下，由于自适应阵列发送的效果，零陷发送和波束成形发送很难同时进行，也就是会降低波束增益和零增益。
在PHS的情况中，通过向各个终端用户分配不同时间或不同频率时隙，可以避免干扰。不过由于还没有为WiMAX和LTE建立诸如载波侦听测量等的干扰测量技术，因此很难进行与PHS中相同的回避行为，而且无法从本基站控制其他基站的用户。因此，为了不干扰其他用户，仅能采取的手段是控制本基站的发送。
因此，本发明的一个目的是当无法得到针对干扰终端的零陷发送的效果时，提供通过进行零陷发送而防止波束成形增益降低的一种通信装置和通信方法。
解决课题所需手段
为了解决上述问题，本发明的通信装置包括评价值计算单元和发送方式设定单元，其中，评价值计算单元在从包括通信对象装置的多个通信装置接收已知信号时，根据从多个通信装置发出的已知信号来计算表示传送路径特性的评价值；发送方式设定单元根据所述评价值将实现零陷和波束成形两者的自适应阵列传输与波束成形专用传输中的任一种传输设置为所述通信对象装置的传输方案。
发明效果
根据本发明，当无法得到针对干扰终端的零陷发送的效果时，通过不进行零陷发送可以防止波束成形增益的降低。
附图说明
图1表示第一实施方式的无线基站的构成。
图2表示OFDMA帧的构成。
图3表示由第一实施方式中的无线基站决定下行链路通信发送方案的步骤的流程图。
图4表示第一实施方式的通信连接的例子。
图5（a）表示图4的无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图5（b）表示图4的无线基站#2发送/接收的OFDMA。
图6表示图4的无线基站#1的发送方式的例子。
图7表示第二实施方式的无线基站的构成。
图8表示由第二实施方式中的无线基站决定下行链路通信发送方案的步骤的流程图。
图9表示第二实施方式的通信连接的例子。
图10（a）表示图9的无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图10（b）表示图9的无线基站#2发送/接收的OFDMA。
图11表示图9的无线基站#1的发送方式的例子。
图12表示第三实施方式的无线基站的构成。
图13表示由第三实施方式中的无线基站决定下行链路通信发送方案的步骤的流程图。
图14表示第三实施方式的通信连接的例子。
图15（a）表示图14的无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图15（b）表示图14的无线基站#2发送/接收的OFDMA。
图16表示图14的无线基站#1的发送方式的例子。
图17表示第四实施方式的无线基站的构成。
图18表示由第四实施方式中的无线基站决定下行链路通信发送方案的步骤的流程图。
图19表示第四实施方式的通信连接的例子。
图20（a）表示图19的无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图20（b）表示图19的无线基站#2发送/接收的OFDMA。
图21表示图19的无线基站#1的发送方式的例子。
具体实施方式
下面，参考附图描述本发明的实施方式。
（第一实施方式）
（无线基站的构成）
图1表示第一实施方式的无线基站（通信装置）的构成。
该无线基站1与无线终端之间的通信方式遵从OFDMA通信方式（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址），OFDMA方式中传送OFDMA帧。
（OFDMA帧）
图2表示OFDMA帧的构成。
参见图2，OFDMA帧由下行子帧和上行子帧组成。
下行子帧包括前导码、DL-MAP、UL-MAP、下行链路用户数据区域。
为了建立同步等，前导码被配置为已知信号。
DL-MAP（下行链路映射）配置了下行链路无线资源的分配信息。例如，在DL-MAP中配置了下行链路用户数据区域等信息。
UL-MAP（上行链路映射）配置了上行链路无线资源的分配信息。例如，在UL-MAP中配置了上行链路用户数据区域等信息。
下行链路用户数据区域中配置有下行的用户数据。下行链路用户数据区域由多个时隙构成。
上行子帧包括测距区域、CQICH（channel quality informationchannel，信道质量信息信道）区域、ACKCH（AcknowledgementChannel，应答信道）区域、探测区域、上行链路用户数据区域。
测距区域中配置了测距信号。
CQICH区域中配置了表示信道质量的信号。
ACKCH区域配置了表示信道应答的信号。
探测区域设置了用于估计无线基站和无线终端之间的传播路径状态的探测信号（已知信号）。配置在探测区域中的各个无线终端发出的探测信号通常按时间、频率或编码进行分割。
上行链路用户数据区域中配置了上行的用户数据。
参见图1，该无线基站1具有第一天线10，第二天线11，循环器82、83，发送单元13，接收单元12以及MAC（媒体存取控制）层处理单元91。
发送单元13具有多天线发送信号处理单元24、子载波分配单元23、IFFT单元（快速傅里叶逆变换单元）22、CP（循环前缀）添加单元21、RF（射频）单元20。
子载波分配单元23根据例如PUSC（Partial Usage of Sub channels，部分使用子信道）来分配子载波。
当指定了实现零陷和波束成形两者的自适应阵列发送方式时，多天线发送信号处理单元24根据使用MMSE（Minimum Mean SquareError，最小均方误差法）规范的RLS（Recursive Least Squares，递归最小平方算法）、LMS（Least Mean Square，最小均方算法）、SMI（SampleMatrix Inversion，采样矩阵求逆算法）等算法，获得传播路径的响应向量，由此进行自适应阵列发送。
当指定了不包括零陷的波束成形专用发送方式时，多天线发送信号处理单元24根据使用MRT（Maximum Ratio Transmission，最大比例传输），SVD（Singular Value Decomposition，奇异值分解），EBB（Eigenvalue Based Beamforming，基于特征值的波束成形）等算法，计算希望的波信息中专用的发送权重，由此进行波束成形专用通信。文献（“移动通信”，欧姆社，笹冈秀一编写）中记载了上述MRT。另外，文献（“易懂的MIMO系统技术”，欧姆社，大钟武雄/小川恭孝共同编写）中记载了上述SVD。
IFFT单元22通过IFFT将从多天线发送信号处理单元24输出的多个子载波信号（频域信号）变换为时域信号（OFDMA符号）。
CP添加单元21将与OFDMA符号的末尾部分相同的信号作为CP添加到OFDMA符号的头部。
RF单元20包括增频变频器、功率放大电路、及频带过滤器，其中增频变频器使无线频带增频；功率放大电路将增频后的信号放大；频带过滤器只让放大后的信号中所期望频带的信号成分通过，并经由循环器82、83向第一天线10和第二天线11输出。
接收单元12包括RF单元15、CP去除单元16、FFT单元17、子载波分配单元18、多天线接收信号处理单元81。
RF单元15包括频带过滤器、低噪声放大电路、降频变频器，频带过滤器只让经由循环器82、83从第一天线10和第二天线11输出的信号中所期望频带的信号成分通过；低噪声放大电路用于放大RF信号；降频变频器用于使RF信号降频。
CP去除单元16从RF单元15输出的信号中去除所述CP。
FFT单元17通过FFT将从CP去除单元16输出的时域信号变换为频域信号，并将其解调为多个子载波。
子载波分配单元18根据例如PUSC提取从FFT单元17输出的各个子载波。
当指示进行自适应阵列接收时，多天线接收信号处理单元81对从子载波分配单元18输出的信号做自适应阵列接收处理。
MAC层处理单元91包括用户数据发送管理单元34、编码单元33、调制单元32、解调单元25、解码单元26、用户数据接收管理单元27、及控制单元35。
用户数据发送管理单元34管理向无线终端发送的用户数据。
编码单元33对下行链路信号进行编码。
调制单元32对向无线终端发送的下行链路信号进行调制。
解调单元25对从无线终端发出的上行链路信号进行解调。
解码单元26将已解调的上行链路信号进行解码。
用户数据接收管理单元27管理从无线终端接收的用户数据。
控制单元41包括DL分配单元42、评价信号请求单元43、评价值计算单元44、及发送方式设定单元45。
DL分配单元42对于请求下行链路通信的新用户（终端）暂时分配下行链路用户数据区域的任一部分。
评价信号请求单元43指示新用户发送探测信号（已知信号），该探测信号所包含的频率（子载波）包括暂时分配的下行链路用户数据区域的至少一部分频率（子载波）。评价信号请求单元43接收新用户在上行链路的探测区域连续发送的探测信号，该探测信号包括所指示的频率（子载波）。另外，当与本基站和/或其它无线基站通信的用户（终端）在探测区域连续发送探测信号时，评价信号请求单元43接收这些信号。
评价值计算单元44从接收的探测信号提取接收响应向量。评价值计算单元44从作为探测信号发送源的多个终端依次选择与新用户配对的用户。
评价值计算单元44计算由配对的一个用户（称为用户X）的无线终端的探测区域中的多个子载波（例如连续4个子载波）发送的探测信号的接收响应向量，和由配对的另一个用户（称为用户Y）的无线终端的探测区域中的多个子载波（例如连续4个子载波）发送的探测信号的接收响应向量。
第一天线10接收的探测区域中的多个子载波的接收信号X1（t）和第二天线11接收的探测区域中的多个子载波的接收信号X2（t）被表示为以下等式（1）、（2），其中，S1（t）是从用户X的无线终端发送的探测区域中的多个子载波的探测信号，S2（t）是从用户Y的无线终端发送的探测区域中的多个子载波的探测信号，H1（=[h11,h21]T）是从用户X的无线终端发送的探测区域中的多个子载波的探测信号的接收响应向量，H2（=[h12,h22]T）是从用户Y的无线终端发送的多个子载波的探测信号的接收响应向量：
X1（t）=h11×S1（t）+h12×S2（t）+N1（t）···（1）
X2（t）=h21×S1（t）+h22×S2（t）+N2（t）···（2）
其中，N1（t）是包括在由第一天线10接收的接收信号X1（t）中的噪音成分，N2（t）是包括在由第二天线11接收的接收信号X2（t）中的噪音成分。
评价值计算单元44根据下面的式子（3）、（4）计算从用户X的无线终端发送的探测区域中的多个子载波的探测信号的接收响应向量H1以及从用户Y的无线终端发送的探测区域的多个子载波的探测信号的接收响应向量H2。
H1=[h11,h21]T=[E[X1（t）U1*(t)],E[X2（t）U1*(t)]T···（3）
H2=[h12,h22]T=[E[X1（t）U2*(t)],E[X2（t）U2*(t)]T···（4）
其中，U1（t）是与在无线基站侧保持的S1（t）相同的信号，U2（t）是与在无线基站侧保持的S2（t）相同的信号。U1*(t)是U1（t）的共轭复数，U2*(t)是U2（t）的共轭复数。E（x）表示X的总体平均值（时间平均）。相对于向量A，AT表示A的转置。
评价值计算单元44根据接收响应向量H1、H2按下面的等式（5）计算空间相关系数C。
C=|（H1·H2）|/（|H1|×|H2|）···（5）
其中，（X·Y）表示向量X和向量Y的内积，|X|表示向量X的大小。
评价值计算单元44计算平均空间相关系数M_SR，该平均空间相关系数M_SR是所计算的多个子载波的空间相关系数C的平均值，其中多个子载波被包括在探测区域中的所有子载波中。例如，在总共有1024个子载波的情况下，评价值计算单元44取得256个空间相关系数C（针对每4个连续的子载波有一个空间相关系数C），并对这256个空间相关系数C进行平均来计算平均空间相关系数M_SR。
评价值计算单元44对于所有可能的各个组对计算如上所述的平均空间相关系数M_SR。对于所有可能的组对，评价值计算单元44特别指定表示平均空间相关系数M_SR最小的组对和该最小值MINSR。
当最小值MINSR小于或等于阈值TH1时，发送方式设定单元45指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与新用户进行下行链路通信。当最小值MINSR高于阈值TH1且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时，发送方式设定单元45指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与新用户进行下行链路通信。
当最小值MINSR小于或等于阈值TH1时，DL分配单元42将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给该新用户。当最小值MINSR高于阈值TH1且下行链路用户数据区域中的暂时分配无法变更到其它区域时，DL分配单元42将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给该新用户。当最小值MINSR高于阈值TH1且下行链路用户数据区域中的暂时分配可以变更到其它区域时，DL分配单元42将请求下行链路通信的该新用户（终端）的下行链路用户数据区域中的暂时分配变更到其他区域。
（工作过程）
图3是表示第一实施方式中的无线基站决定下行通信的发送方式的步骤的流程图。
参见图3，首先，DL分配单元42对请求下行链路通信的新用户（终端）暂时分配下行链路用户数据区域中的任一部分（步骤S101）。
接着，评价信号请求单元43指示该新用户发送探测信号（已知信号），该探测信号所包含的频率（子载波）可以包括暂时分配的下行链路用户数据区域的至少一部分频率（子载波）。该新用户在上行链路的探测区域连续发送包括所指示的频率（子载波）的探测信号，评价信号请求单元43接收这些信号。另外，当与本基站和/或其它无线基站通信的用户（终端）在探测区域连续发送探测信号时，评价信号请求单元43接收这些信号。另外，评价信号请求单元43也可以指示与本基站和/或其它无线基站通信的用户（终端）在探测区域连续发送探测信号。
例如，如图4所示，假设无线基站#1与用户A通信，无线基站#2与用户C和用户D通信。还假设新用户B对无线基站#1请求下行链路通信。
图5（a）表示无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图5（b）表示无线基站#2发送/接收的OFDMA。用户A、用户C、用户D在上行子帧的探测区域发送探测信号，该探测信号包括被分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。用户B也同样在上行子帧的探测区域发送探测信号，该探测信号包括被暂时分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。无线基站接收由从各用户发送的探测信号（步骤S102）。
评价值计算单元44从在步骤S102中接收的探测信号中提取接收响应向量。评价值计算单元44从作为探测信号发送源的多个终端中选择与新用户组成配对的用户。对于各个组对，评价值计算单元44生成它们的接收响应向量。评价值计算单元44根据所述接收响应向量计算空间相关系数C。评价值计算单元44计算平均空间相关系数M_SR，该平均空间相关系数M_SR是所计算的每多个子载波的空间相关系数C的平均值，其中每多个子载波被包括在探测区域中的所有子载波中。对于所有可能的各个组对，评价值计算单元44特别指定表示平均空间相关系数M_SR最小的组对和该最小值MINSR（步骤S103）。
当在步骤S103中特别指定的最小值MINSR小于或等于阈值TH1时（步骤S104为“是”的情况），DL分配单元42将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给所述新用户（步骤S105）。随后，发送方式设定单元45指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与新用户进行下行链路通信。在这种情况下，波束指向新用户，而零指向在步骤S103中特别指定的组对中的另一用户。
如果用户B和用户D组成的配对表示了平均空间相关系数M_SR为最小，如图6所示，将自适应阵列发送方式设定为用户B的下行链路通信方式，波束指向用户B且零指向用户D（步骤S106）。
当在步骤S103中特别指定的最小值MINSR高于阈值TH1（步骤S104为“否”的情况）且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时（步骤S107为“否”的情况），DL分配单元42将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给新用户（步骤S108）。随后，发送方式设定单元45指示多天线发送信号处理单元24根据波束成形专用发送方式与新用户进行下行链路通信（步骤S109）。
当在步骤S103中特别指定的最小值MINSR高于阈值TH1（步骤S104为“否”的情况）且下行链路用户数据区域的暂时分配可以变更到其它区域时（步骤S107为“是”的情况），DL分配单元42将下行链路用户数据区域的暂时分配变更到其它区域（步骤S110）。
（效果）
如上所述，本实施方式通过从终端发送的探测信号（已知信号）掌握传送路径的特性，使得当无法向干扰终端发送零陷时，向希望的终端进行波束成形专用发送而不进行零陷发送。因此，可以避免自小区中的性能恶化，并且提高系统整体的频率利用效率。
（第二实施方式）
（构成）
图7表示第二实施方式的无线基站（通信装置）的构成。
图7中的无线基站2与图1中的第一实施方式的无线基站的差异如下所述。
控制单元51包括DL分配单元52、评价信号请求单元53、评价值计算单元54、及发送方式设定单元55。
DL分配单元52对请求下行链路通信的新用户（终端）暂时分配下行链路用户数据区域中的任一部分。
评价信号请求单元53指示新用户在上行链路用户数据区域发送评价信号，该上行链路用户数据区域所包含的频率（子载波）包括暂时分配的下行链路用户数据区域的至少一部分频率（子载波）。评价信号请求单元53接收新用户在所指示的上行链路用户数据区域连续发送的评价信号。另外，当该上行链路用户数据区域已被分配给与本基站和/或与其他无线基站通信的用户（终端）时，评价信号请求单元53将这些用户（终端）发送的评价信号作为干扰波进行接收。
评价值计算单元54根据在多天线接收信号处理单元81对接收到的评价信号进行自适应阵列接收处理前的IQ信号，来计算EVM（ErrorVector Magnitude，误差向量幅度）并且将其设为EVM1。通过对IQ星座图上的理想调制信号和测定调制信号之间的位置偏差进行归一化来获得EVM。另外，评价值计算单元54根据在多天线接收信号处理单元81对接收到的评价信号进行自适应阵列接收处理后的IQ信号，来计算EVM并且将其设为EVM2。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时，发送方式设定单元55指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与新用户进行下行链路通信。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时，发送方式设定单元55指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与新用户进行下行链路通信。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时，DL分配单元52将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给新用户。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时，DL分配单元52将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给新用户。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2且下行链路用户数据区域的暂时分配可以变更到其它区域时，DL分配单元52变更用于请求下行链路通信的新用户（终端）的下行链路用户数据区域的暂时分配部分。
（工作过程）
图8是表示通过第二实施方式中的无线基站决定下行通信发送方式的步骤的流程图。
参见图8，首先，DL分配单元52对请求下行链路通信的新用户（终端）暂时分配下行链路用户数据区域的任一部分（步骤S200）。
接着，评价信号请求单元53指示新用户在上行链路用户数据区域发送评价信号，该区域所包含的频率（子载波）包括暂时分配的下行链路用户数据区域的至少一部分频率（子载波）。
新用户在所指示的上行链路用户数据区域连续发送评价信号。另外，当该上行链路用户数据区域被分配给与本基站和/或与其他无线基站进行通信的用户（终端）时，与本基站和/或与其他无线基站通信的用户（终端）在该上行链路用户数据区域连续发送评价信号。
例如，如图9所示，假设无线基站#1与用户A通信，无线基站#2与用户C和用户D通信。还假设新用户B对无线基站#1请求下行链路通信。
图10（a）表示无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图10（b）表示无线基站#2发送/接收的OFDMA。用户A、用户C、用户D在上行链路用户数据区域发送评价信号，该上行链路用户数据区域包括被分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。用户B也同样在上行链路用户数据区域发送评价信号，上行链路用户数据区域包括被暂时分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）（步骤S201）。
评价值计算单元54根据在多天线接收信号处理单元81对接收到的评价信号进行自适应阵列接收处理前的IQ信号，来计算EVM并且将其设为EVM1（步骤S202）。
接着，评价值计算单元54根据在多天线接收信号处理单元81对接收到的评价信号进行自适应阵列接收处理后的IQ信号，来计算EVM并且将其设为EVM2（步骤S203）。
评价值计算单元54计算接收到的评价信号的EVM并将其设为EVM2（步骤S205）。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时（步骤206为“是”的情况），DL分配单元52将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给新用户（步骤S207）。另外，发送方式设定单元55指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与新用户进行下行链路通信。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时，如图11所示，自适应阵列发送方式被设定为用户B的下行链路通信方式，波束指向用户B且零指向用户D（步骤S208）。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2（步骤206为“否”的情况）且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时（步骤209为“否”的情况），DL分配单元52将暂时分配的下行链路用户数据区域正式分配给新用户（步骤S210）。另外，发送方式设定单元55指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与新用户进行下行链路通信（步骤S211）。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2（步骤206为“否”的情况）且下行链路用户数据区域的暂时分配可以变更到其它区域时（步骤209为“是”的情况），将下行链路用户数据的暂时分配变更到其它区域（步骤S212）。
（效果）
如上所述，本实施方式通过用自适应阵列接收从终端发送的信号，使得当无法向干扰终端发送零陷时，向希望的终端进行波束成形专用发送而不进行零陷发送。因此，可以避免自小区中的性能恶化，并且提高系统整体的频率利用效率。
（第三实施方式）
（构成）
图12表示第三实施方式的无线基站（通信装置）的构成。
图12中的无线基站3与图1中的第一实施方式的无线基站的差异如下所述。
控制单元61包括DL分配单元62、评价信号请求单元63、评价值计算单元64、及发送方式设定单元65。
当新用户（终端）请求下行链路通信时，DL分配单元62根据诸如比例公平等的调度算法对新用户和正在通信的用户分配下行链路用户数据区域。
比例公平指的是按照用于无线终端的传送路径的无线电波状态使要被分配的数据量变化，为同时实现效率和公平而分配时隙的一种调度算法。该算法通过向处于良好环境中的无线终端发送大量数据使得在短时间内完成传送，以提高效率。另外，参考向无线终端进行发送的记录，在之前已经发送大量数据的情况下通过降低优先度来保持公平性。
评价信号请求单元63指示新用户和正在通信的用户发送探测信号，该探测信号包括分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。新用户和正在通信的用户在上行链路的探测区域连续发送包括所指示的频率（子载波）的探测信号，那么评价信号请求单元63接收这些信号。如果正在与其它无线基站通信的用户（终端）在探测区域中连续发送探测信号，那么评价信号请求单元63接收这些信号。
评价值计算单元64从接收到的探测信号中提取接收响应向量。评价值计算单元64从作为探测信号发送源的多个终端依次选择与所选的用户组成配对的用户，与第一实施方式一样，特别指定所有组成配对的平均空间相关系数M_SR中的最小值MINSR。
当最小值MINSR小于或等于阈值TH1时，发送方式设定单元65指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与所选用户进行下行链路通信。当最小值MINSR超过阈值TH1且下行链路用户数据区域的暂时分配无法变更到其它区域时，发送方式设定单元65指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与所选用户进行下行链路通信。
（工作过程）
图13是表示通过第三实施方式中的无线基站决定下行链路通信发送方式的步骤的流程图。
参见图13，首先，当新用户（终端）请求下行链路通信时，DL分配单元62根据比例公平等调度算法对新用户和正在通信的用户分配下行链路用户数据区域（步骤S301）。
接着，评价信号请求单元63指示新用户和正在通信的用户发送探测信号，该探测信号包括分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。新用户和正在通信的用户在上行链路的探测区域中连续发送包括所指示的频率（子载波）的探测信号，评价信号请求单元63接收这些信号。另外，当与其他无线基站通信的用户（终端）在探测区域连续中发送探测信号时，评价信号请求单元63接收这些信号。另外，评价信号请求单元63也可以指示与其他无线基站通信的用户（终端）在探测区域中连续发送探测信号。
例如，如图14所示，假设无线基站#1与用户A通信，无线基站#2与用户C和用户D通信。假设新用户B对无线基站#1请求下行链路通信。
图15（a）表示无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图15（b）表示无线基站#2发送/接收的OFDMA。用户A、用户B、用户C、用户D在上行子帧的探测区域中发送探测信号，该探测信号包括被分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）。无线基站接收从各个用户发出的探测信号（步骤S302）。
评价值计算单元64从本基站的新用户和正在通信的用户中选择一个未被选择的用户（无线终端）（步骤S303）。
评价值计算单元64从在步骤S302中接收到的探测信号中提取接收响应向量。评价值计算单元64从作为探测信号发送源的多个终端中依次选择与所选择的用户组成配对的用户。评价值计算单元64生成针对各个组对的接收响应向量。评价值计算单元64根据接收响应向量计算空间相关系数C。评价值计算单元64计算平均空间相关系数M_SR，该平均空间相关系数M_SR是所计算的每多个子载波的空间相关系数C的平均值，其中每多个子载波包括在探测区域中的所有子载波中。对于所有可能的组对，评价值计算单元64特别指定表示平均空间相关系数M_SR最小的组对和该最小值MINSR（步骤S304）。
当在步骤S304中特别指定的最小值MINSR小于或等于阈值TH1时（步骤305为“是”的情况），发送方式设定单元65指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与所选择的用户进行下行链路通信。在这种情况下，波束指向所选择的用户，零指向在步骤S304中特别指定的组对中的另一个用户。
当所选择的用户为用户A且其与用户C组成配对，如果它们的平均空间相关系数M_SR为最小时，如图16所示，自适应阵列发送方式被设定为用户A的下行链路通信系统，波束指向用户C且零指向用户D（步骤S306）。
当在步骤S304中特别指定的最小值MINSR超过阈值TH1时（步骤305为“否”的情况），发送方式设定单元65指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与新用户进行下行链路通信（步骤S307）。
当本基站的新用户和正在通信的用户中有未被选择的用户（无线终端）时（步骤308为“是”的情况），评价值计算单元64返回步骤303。
（效果）
如上所述，与第一实施方式相同，本实施方式通过根据从终端发送的探测信号（已知信号）来掌握传送路径的特性，使得当无法向干扰终端发送零陷时，向希望的终端进行波束成形专用发送而不进行零陷发送。因此，可以避免本小区中的性能恶化，并且提高系统整体的频率利用效率。另外，本实施方式根据下行链路调度算法向无线终端分配下行链路用户数据区域之后，可以设定用于无线终端的发送方式。
（第四实施方式）
（构成）
图17表示第四实施方式的无线基站（通信装置）的构成。
图17中的无线基站4与图1中的第一实施方式的无线基站的差异如下所述。
控制单元71包括DL分配单元72、评价信号请求单元73、评价值计算单元74、及发送方式设定单元75。
当新用户（终端）请求下行链路通信时，DL分配单元72根据比例公平算法对新用户和正在通信的用户分配下行链路用户数据区域。
评价信号请求单元73指示新用户和正在通信的用户在上行链路用户数据区域发送评价信号，该上行链路用户数据区域所包含的频率（子载波）包括分配的下行链路用户数据区域的至少一部分频率（子载波）。评价信号请求单元73接收新用户和正在通信的用户在所指示的上行链路用户数据区域连续发送的探测信号。另外，当向与其他无线基站通信的用户（终端）分配与分配给新用户和正在通信的用户的相同的上行链路用户数据区域时，评价信号请求单元73将这些用户（终端）发送的评价信号作为干扰波进行接收。
评价值计算单元74根据对向所选择的用户指示的上行链路用户数据区域中接收到的评价信号进行多天线接收信号处理单元81中的自适应阵列接收处理前的IQ信号，来计算EVM（误差向量幅度）并且将其设为EVM1。另外，评价值计算单元74根据对向所选择的用户指示的上行链路用户数据区域中接收到的评价信号进行多天线接收信号处理单元81中的自适应阵列接收处理后的IQ信号，来计算EVM并且将其设为EVM2。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时，发送方式设定单元75指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与所选择的用户进行下行链路通信。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2时，发送方式设定单元75指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与所选择的用户进行下行链路通信。
（工作过程）
图18是表示通过第四实施方式中的无线基站决定下行通信发送方式的步骤的流程图。
参见图18，首先，当新用户（终端）请求下行链路通信时，DL分配单元72根据比例公平算法对新用户和正在通信的用户分配下行链路用户数据区域（步骤S400）。
接着，评价信号请求单元73指示新用户和正在通信的用户在上行链路用户数据区域发送评价信号，该区域包括分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）的至少一部分频率（子载波）。
新用户和正在通信的用户在所指示的上行链路用户数据区域连续发送评价信号。另外，在将该上行用户链路用户数据区域分配给与其他无线基站通信的用户（终端）时，所述用户（终端）在该上行链路用户数据区域中连续发送评价信号。
例如，如图19所示，假设无线基站#1与用户A通信，无线基站#2与用户C和用户D通信。假设新用户B对无线基站#1请求下行链路通信。
图20（a）表示无线基站#1发送/接收的OFDMA帧，图20（b）表示无线基站#2发送/接收的OFDMA。用户A、用户C、用户C、用户D在上行链路用户数据区域发送评价信号，该上行链路用户数据区域包括被分配的下行链路用户数据区域的频率（子载波）中的至少一部分频率（子载波）（步骤S401）。
评价值计算单元74从本基站的新用户和正在通信的用户中选择一个未被选择的用户（终端）（步骤S402）。
评价值计算单元74根据对向所选择的用户指示的上行链路用户数据区域中接收到的评价信号进行多天线接收信号处理单元81中的自适应阵列接收处理前的IQ信号，来计算EVM（误差向量幅度）并且将其设为EVM1（步骤S403）。
接着，评价值计算单元74根据对向所选择的用户指示的上行链路用户数据区域中接收到的评价信号进行多天线接收信号处理单元81中的自适应阵列接收处理后的IQ信号，计算EVM并且将其设为EVM2（步骤S404）。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时（步骤407为“是”的情况），发送方式设定单元75指示多天线发送信号处理单元24按自适应阵列发送方式与所选择的用户进行下行链路通信。
当EVM1和EVM2之差超过阈值TH2时，如图11所示，自适应阵列发送方式被设定为用户B的下行链路通信方式，波束指向用户B且零指向用户D（步骤S408）。
当EVM1和EVM2之差小于或等于阈值TH2时（步骤407为“否”的情况），发送方式设定单元75指示多天线发送信号处理单元24按波束成形专用发送方式与所选择的用户进行下行链路通信（步骤S409）。
如果在本基站的所述新用户和正在通信的用户中有未被选择的用户（无线终端）（步骤410为“是”的情况），评价值计算单元74返回到步骤S402。
（效果）
如上所述，与第二实施方式相同，本实施方式通过掌握使用自适应阵列接收从终端发送的信号，使得当无法向干扰终端发送零陷时，向希望的终端进行波束成形专用发送而不进行零陷发送。因此，可以避免本小区中的性能恶化，并且提高系统整体的频率利用效率。另外，本实施方式通过向进行下行链路调度的无线终端分配下行链路用户数据区域之后，可以设定向该无线终端的发送方式。
（变形例）
本发明的实施方式并不限于上述实施方式，也包括例如以下的变形例。
（1）接收质量
本发明的实施方式中，虽然使用EVM作为表示接收信号质量的参数，但并不限于此。例如也可以用CINR（载波与干扰和噪声）代替EVM。
（2）下行链路调度算法
本发明的实施方式中，虽然使用比例公平算法作为下行链路调度算法，但并不限于此，例如也可以使用向每个无线终端顺序分配时隙的循环方式。
（3）适用于无线终端
本发明的实施方式描述的通信方式的设定步骤并非只可以适用于无线基站，也可以适用于无线终端。另外，根据本发明的实施方式的通信方式的设定步骤还可以适用于LTE或PHS等。
（4）探测信号
在第二和第四实施方式中，在上行链路用户数据区域也可以将探测（已知）信号作为评价信号进行发送。
应该理解，本文公开的实施方案在所有方面仅为示例性的，而不是用来进行限制。本发明的范围由权利要求书而非上述说明书来限定，凡在本申请的要求保护范围下所作的任何修改和等同替换等均应包括在本申请要求保护的范围内。
符号说明
10、11          天线
12              发送单元
13              接收单元
15、20          RF单元
16              CP去除单元
17              FFT单元
18、23          子载波分配单元
21              CP添加单元
22              IFFT单元
24              多天线发送信号处理单元
25              解调单元
26              解码单元
27              用户数据接收管理单元
32              调制单元
33              编码单元
34              用户数据发送管理单元
41、51、61、71  控制单元
42、52、62、72  DL分配单元
43、53、63、73  评价信号请求单元
44、54、64、74  评价值计算单元
45、55、65、75  发送方式设定单元
81              多天线接收信号处理单元
82、83          循环器
91、92、93、94  MAC层处理单元

Claims (18)

1.一种通信装置，包括：
评价值计算单元，在从包括通信对象装置的多个通信装置接收已知信号时，根据从所述多个通信装置发出的已知信号计算表示传送路径特性的评价值；以及
发送方式设定单元，根据所述评价值，将向所述通信对象装置的发送方式设定为实现零陷和波束成形两者的自适应阵列发送方式或波束成形专用发送方式中的任一种。
2.如权利要求1所述的通信装置，其中，
当接收到从包括所述通信对象装置的多个通信装置发出的已知信号时，所述评价值计算单元依次选择其他通信装置与所述通信对象装置组成配对，对于各个组对，根据组成配对的通信装置发出的已知信号来计算表示传送路径特性的评价值；
所述发送方式设定单元根据针对多个组对的所述评价值，将向所述通信对象装置的发送方式设定为所述自适应阵列发送方式或所述波束成形专用发送方式中的任一种。
3.如权利要求2所述的通信装置，其中，
当接收到从多个通信装置发出的已知信号时，所述评价值计算单元针对从所述多个通信装置发出的每个已知信号来分别计算接收响应向量；
所述评价值计算单元依次选择其他通信装置与所述通信对象装置组成配对，并且对于各个组对，根据所述接收响应计算作为评价值的的空间相关系数；
当所有可能的组对的评价值中的最小值小于或等于规定的阈值时，所述发送方式设定单元将所述自适应阵列发送方式设定为向所述通信对象装置的发送方式，当所述最小值超过规定的阈值时，将所述波束成形专用发送方式设定为向所述通信对象装置的发送方式，
在所述自适应阵列发送方式中，波束指向所述通信对象装置，零指向所述评价值为最大的一个组对中的另一个装置。
4.如权利要求3所述的通信装置，还包括：
分配单元，向所述通信对象装置暂时分配第一用户数据区域；以及，
评价信号请求单元，使所述通信对象装置发送已知信号，该已知信号包括与所述第一用户数据区域相同的子载波；
当所有可能的组对的评价值中的最小值小于或等于规定的阈值时，或者当所有可能的组对的评价值中的最小值超过规定的阈值并且无法变更暂时分配的第一用户数据区域时，所述分配单元正式分配暂时分配的所述第一用户数据区域。
5.如权利要求1所述的通信装置，还包括：
评价信号请求单元，使所述通信对象装置发送已知信号，该已知信号包括与向所述通信对象装置发送的至少一部分信号频率相同的频率。
6.如权利要求1所述的通信装置，其中，
与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，
所述已知信号为在OFDMA帧中的探测区域发送的信号。
7.如权利要求1所述的通信装置，其中，与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，所述通信装置还包括：
分配单元，根据下行链路调度算法决定向所述通信对象装置发送的第一用户数据区域；以及
评价信号请求单元，使所述通信对象装置发送已知信号，该已知信号包括与所述第一用户数据区域相同的子载波。
8.如权利要求1所述的通信装置，其中，
所述评价值计算单元计算当从所述通信对象装置发送的已知信号不经受自适应阵列接收处理时的第一通信质量和当从所述通信对象装置发送的已知信号经受自适应阵列接收处理时的第二通信质量；
当所述第一通信质量与所述第二通信质量之差超过规定的阈值时，所述发送方式设定单元将所述自适应阵列发送方式设定为向所述通信对象装置的发送方式，而当所述第一通信质量与所述第二通信质量之差小于或等于规定的阈值时，将所述波束成形专用发送方式设定为向所述通信对象装置的发送方式。
9.如权利要求8所述的通信装置，其中，
所述第一通信质量和所述第二通信质量均为EVM。
10.如权利要求8所述的通信装置，其中，
与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，
所述已知信号为在OFDMA帧中的上行链路用户数据区域发送的信号。
11.一种通信装置，包括：
评价值计算单元，计算当从通信对象装置发送的已知信号不经受自适应阵列接收处理时的第一通信质量和当从所述通信对象装置发送的已知信号经受自适应阵列接收处理时的第二通信质量；
通信方式决定单元，当所述第一通信质量与所述第二通信质量之差超过规定的阈值时，将向所述通信对象装置设定实现零陷和波束成形两者的自适应阵列发送方式，而当所述第一通信质量与所述第二通信质量之差小于或等于规定的阈值时，将向所述通信对象装置设定所述波束成形专用发送方式。
12.如权利要求11所述的通信装置，还包括：
评价信号请求单元，使所述通信对象装置发送作为评价信号的、包括与向所述通信对象装置发送的信号的至少一部分频率的相同频率的信号。
13.如权利要求11所述的通信装置，其中，
与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，
所述评价信号为在OFDMA帧中的探测区域中发送的信号。
14.如权利要求11所述的通信装置，其中，
与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，
所述评价信号为在OFDMA帧中的上行链路用户区域发送的信号。
15.如权利要求11所述的通信装置，其中，
所述第一通信质量和所述第二通信质量均为EVM。
16.如权利要求11所述的通信装置，其中，与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，所述通信装置还包括：
分配单元，根据下行链路调度算法决定向通信对象装置发送的第一用户数据区域；以及
评价信号请求单元，使所述通信对象装置在第二用户数据区域发送所述评价信号，所述第二用户数据区域包括与所述第一用户数据区域相同的子载波，其中，
所述评价值计算单元接收在所述第二用户数据区域发送的评价信号，并计算所述接收到的评价信号的所述第一通信质量和所述第二通信质量。
17.如权利要求11所述的通信装置，其中，与所述通信对象装置之间的通信方式为OFDMA方式，所述通信装置还包括：
分配单元，向所述通信对象装置暂时分配第一用户数据区域；以及，
评价信号请求单元，使所述通信对象装置在第二用户数据区域发送所述评价信号，所述第二用户数据区域包括与所述第一用户数据区域相同的子载波，其中，
所述评价值计算单元接收在所述第二用户数据区域发送的评价信号，并计算接收到的所述评价信号的所述第一通信质量和所述第二通信质量；
当所述第一通信质量和所述第二通信质量之差超过规定的阈值时，或者当第一通信质量和所述第二通信质量之差小于或等于规定的阈值并且无法变更暂时分配的第一用户数据区域时，所述分配单元正式分配所述暂时分配的第一用户数据区域。
18.一种通信方法，包括：
计算步骤，在从包括通信对象装置的多个通信装置接收已知信号时，根据从多个通信装置发出的已知信号计算表示传送路径特性的评价值；以及
设定步骤，根据所述评价值，将向通信对象装置的发送方式设定为实现零陷和波束成形两者的自适应阵列发送方式或是波束成形专用发送方式中的任一种。
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