CN105281815B

CN105281815B - Mimo通信方法以及基站装置和终端

Info

Publication number: CN105281815B
Application number: CN201510301139.4A
Authority: CN
Inventors: 楠繁雄
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: CN105281815A

Abstract

本公开涉及MIMO通信方法以及基站装置和终端。一种用于在包括多个天线的基站和容纳在基站中的多个终端之间执行MIMO通信的MIMO通信方法。该方法包括：在基站中，将多个终端划分为第一组和第二组，并且将彼此正交的码分配给各个组，利用所分配的码对到多个终端的发送数据进行扩展，将通过扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，获得表示多个天线和多个终端之间的信道的信道矩阵，将通过乘以预编码矩阵获得的数据乘以信道矩阵的复数共轭矩阵，以及从多个天线发送通过乘以复数共轭矩阵获得的数据。

Description

MIMO通信方法以及基站装置和终端

相关申请的交叉引用

本申请涉及2014年6月4日提交的序列号为62/007,656的临时申请，并且按照35U.S.C.§119(e)要求其优先权，其内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开内容涉及一种作为具有多输入和多输出的通信的MIMO(多输入多输出)通信方法，尤其涉及使用大量发送天线的所谓的大规模MIMO通信方法。

背景技术

当前，随着智能手机的普及，便携式终端的无线通信量爆炸式增长。未来，假设无人介入情况下的设备间通信在增长，并且预期在2020年及之后通信业务量将增加到当前量的一千倍至一万倍。因此，积极地进行新通信方法的研究。也就是说，除了当前已经进入商业使用的LTE(长期演进)和LTE-A之外，还正在对具有更高频率使用效率的方法进行研究，并且将要作为3GPP的第五代方法做出提议。

作为其中的有力技术之一，提供了大规模MIMO(大规模多输入多输出)。

如图8中例示的，基站BS具有大量(Nb个)发送天线(天线#1至天线#Nb)，并且构造了同时通过信道h00至h0(Nb-1)、...、h(Nb-1)0至h(Nb-1)(N-1)与多个(数量N个)终端(UE#1至UE#N)执行通信的通信系统。基站BS的发送天线的数量Nb例如是大约100个，以及移动终端的数量例如是大约10个单元。

利用这种结构，尽管迄今为止频率使用效率已受到信道噪声和快速改变的衰落的影响，但是可以在没有实际上受到这些影响的情况下保持频率使用效率稳定。此外，与相关技术的MIMO相比，信道容量显著地增加。因此，作为下一代新技术，大规模MIMO是最具优势的技术。

在这方面，本申请人做出了关于作为多输入和多输出通信的SU-MIMO(单用户MIMO)和MU-MIMO(多用户MIMO)的提议。在该提议中，与不同幅度多路复用的码被应用到正交频分复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方法，使得可以将相关技术(N×N)的MIMO所需的接收天线的数量从N个减少到1个。由此，可以在不增加终端的天线的数量的情况下执行MIMO高速通信。

大约在2010年通过学术论文引入了大规模MIMO方法，并且在2013的年中急切地发布了针对实际应用的研究结果。在例如非专利文献1、2中描述了细节。由此，在终端数量是Nv，并且基站BS的天线数量是Nb的情况下，信道矩阵H变为Nv×Nb。这里，在从BS进行发送(下行链路，DL)的时候，当将信道矩阵H乘以信道矩阵H的复数共轭转置H*(“*”表示复数共轭转置)时，每个终端的接收数据变成H·H*·(发送数据)。H·H*是被称为相关矩阵G的矩阵。

这里，如果不同信道之间的相关性低，则相关矩阵G(也就是说，H·H*)的非对角元素与对角元素相比变得更小。使用该相关矩阵G，终端因此可以在不执行诸如对角化等运算的情况下接收针对本终端的信号。此外，因为噪声本身的自动相关性和交叉相关性低，所以通过相关矩阵G减小了叠加在信道上的噪声。因此，可以执行较少受到SN的影响的接收。

[引用列表]

[非专利文献]

[非专利文献1]Thomas L.Marzetta,"Noncooperative Cellular Wireless withUnlimited Numbers of Base Station Antennas",IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESSCOMMUNICATIONS,VOL.9,NO.11，2010年11月，第3590-3600页。

[非专利文献2]Fredrik Rusek,Daniel Persson,Buon Kiong Lau,ErikG.Larsson,Thomas L.Marzetta,Ove Edfors,and Fredrik Tufvesson,"Scaling upMIMO",IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE，2013年1月，第40-60页。

然而，事实上，相关矩阵G＝H·H*的非对角元素不完全变成0。该状态由表达式(1)指示。

[表达式1]

当信道不相关时，预期在表达式(1)中的非对角元素按照彼此不相关的值的总和变小。也就是说，如果用UE表示终端，则第一项是在表达式(1)中的“UE#1的接收信号”部分中要由UE#1接收的信号。第二项及其以后各项指示把要由其它UE接收的信号作为干扰进行混合。这里，在低相关性的情况下，预期第二项及其以后各项的相加结果与第一项相比非常小。然而，相关值指示有限值，并且特定终端的干扰项是针对其它终端的数量的值之和。因此，干扰量随着终端数量增加而增加。因此，干扰损害了接收信号的质量。为了避免该问题，需要进一步增加布置在BS中的天线的数量。通过增加天线的数量，可以使相关值的总和更小。

将使用图5A和图5B来描述这些实际影响。

图5A是例示在BS的天线数量为100时干扰SIR(信噪比)相对于终端数量Nv的关系的图。图5A例示了信号调制是16QAM的情况。根据该图，为了减小干扰并且使得SIR等于或高于10db，需要将终端数量设置为4个单元或更少。

图5B是例示接收比特错误(BER)相对于终端数量Nv的关系的图。图5B例示了信号调制是QPSK和16QAM的情况。如根据该图理解的，在QPSK的情况下，如果终端数量多达大约20个单元，则可以保持BER<10^-2。10^-2或更小的BER是保持当前3G移动电话的语音通信质量的值，并且成为质量的目标。另一方面，在16QAM的情况下，如果存在4个或更多个终端，则难以满足该质量。也就是说，如果终端数量多达3个，则可以利用16QAM执行通信，但是如果存在4个或更多个终端，则不可以再执行该通信。在数据通信的情况下，允许的BER<大约10^-3，因此终端数量在QPSK的情况下变为12个，以及在16QAM的情况下变为4个。

以这种方式，实际上，容纳在一个基站中的终端的数量限于几个单元，并且如果数量增加，则出现仅允许提供较低速通信服务的问题。

发明人认识到在不降低通信速度的情况下放松对被允许容纳在一个基站中的终端数量的限制的需要。

发明内容

在本公开内容中，在包括多个天线的基站和容纳在基站中的多个终端之间执行MIMO通信时，根据本公开内容的MIMO通信方法引入了使用利用正交码进行的扩展的正交化。

也就是说，容纳在一个基站中的终端被划分为至少第一组和第二组，并且正交码被分配到各个组。在组中，通过非正交码执行多路复用。之后，将发送信号乘以新矩阵，该新矩阵使用仅一部分对应于信道相关矩阵的有关组的块矩阵的逆矩阵作为预编码矩阵。以该方式获得的信号被用作要提供给多个天线的发送信号。在接收侧，使用分配给本终端的正交码来重复逆扩展，使得可以在没有干扰的情况下接收信号。

更具体地，基站：

将多个终端划分为第一组和第二组，并且将彼此正交的码分配给各个组，

利用所分配的码对到多个终端的发送数据进行扩展，

将通过扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，

获得表示多个天线和多个终端之间的信道的信道矩阵，

将通过乘以预编码矩阵获得的数据乘以信道矩阵的复数共轭矩阵，以及

从多个天线发送通过乘以复数共轭矩阵获得的数据。

此外，多个终端的每个终端：

接收从基站的多个天线发送的信号，以及

使用分配给本终端的正交码来逆扩展所接收的信号，以对到本终端的发送数据进行解码。

例如，当具有每个组中的终端的数量作为阶的方矩阵被设置为所述信道矩阵的自动相关矩阵的对角部分中的子矩阵时，所述预编码矩阵是包括作为对角部分的所述子矩阵的逆矩阵和被设置为零的非对角部分的块对角矩阵。

利用彼此正交的码将到第二组中的终端的信号扩展为到第一组中的终端的信号，从而在通过将相关矩阵乘以预编码矩阵而获得的矩阵中，非对角块元素通过逆扩展变为零，从而可以抑制干扰。

此外，利用在通过将相关矩阵乘以预编码矩阵而获得的矩阵中被次对角化的标识矩阵I把到第一组中的多个终端的信号相互分离，使得不发生干扰。

在本公开内容中，利用码来扩展数据，因此通过扩展处理将数据速度减小到除以扩展长度的数据速度。此外，正交码的类型是有限的，因此需要重复地使用码。因此，在非正交码之间干扰上升，从而不能充分地减少干扰项。为了处理这些问题，每个终端能够执行发送数据的非正交多路复用。此外，要扩展的数据的调制方法被调整，使得每单位时间可以执行大量数据的通信。

利用本公开内容的方法，放松了对允许容纳的终端的数量限制，从而可以应用诸如16QAM的高阶调制，以及可以获得作为大规模MIMO的特征的、通过自动相关进行的对角化和噪声减少的优点，并且实现了信道容量的增加。

附图说明

图1是例示在包括一个基站装置BS和Nv个终端的一个小区中的配置的图。

图2是用于说明使用本公开内容的实施例的正交码进行多路复用的方法的框图。

图3是例示预编码矩阵及其以后的运算的图。

图4是终端的框图。

图5A是例示在BS天线数量为100的情况下干扰SIR随着终端数量而增加的图。

图5B是例示接收比特错误(BER)相对于终端数量的图。

图6是例示在相对于基站的天线数量添加噪声时的BER特性的图。

图7是用于说明OVSF码的图。

图8是例示应用了本公开内容中的大规模MIMO的通信系统的示意性配置的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图给出本公开内容的实施例的详细描述。

图1例示一个小区中的配置，该小区容纳根据本公开内容的实施例的一个基站BS(基站装置)100和Nv个终端装置(UE#1至#Nv)200。假设要使用的通信方法是OFDM方法。

BS 100包括Nb个发送天线(天线#1至天线#Nb)180和附连到这些天线的前端(FE)部分(FE#1至FE#Nb)170。天线180的数量Nb被假设为大约100个。

每个UE将用于信道估计的参考信号RS发送到BS 100。BS 100接收这些参考信号RS，并且估计由BS 100保持的Nb个天线180和每个UE之间的所有信道以获得信道矩阵H。

此外，BS 100包括用于每一个终端(UE)的发送数据处理部分120。设置与终端的数量相同数量的发送数据处理部分120。设置与天线180的数量相同数量的下述逆快速傅立叶变换(IFFT)部分160和FE部分170的对。

发送数据处理部分120包括多路复用部分(非正交CDM块)122和数据构造部分(数据构造块)124。

BS 100准备要发送到每个UE的数据T1、T2…，并且多路复用部分(非正交CDM块)122使用用于每个UE的正交码执行多路复用。接下来，在BS 100中，数据构造部分(数据构造块)124将这些信号放在一起，并且预编码部分(预编码块)140执行后面描述的预定的预编码处理。预编码处理生成用于每个天线180的发送数据。在针对每个天线180的IFFT 160中对用于每个天线的发送数据进行从频率轴到时间轴的转换，并且获得I分量和Q分量的发送数据。通过有关FE部分170对发送数据进行基本处理，诸如保护间隔的插入、并行-串行转换，进一步地，数字/模拟转换等。通过正交调制部分和高频部分将以此方式获得的I和Q模拟信号从有关天线180发送到多个UE 200。

本实施例中的码多路复用(code multiplexing)的概要如下。

Data＝{D00(x)sc0+D01(x)sc0}·cg1+{D10(x)sd0+D11(x)sd1}·cg2

这里，Data表示多路复用结果的数据。D00至D11是表示一个符号(QPSK：2比特，8-PSK:3比特，以及16QAM：4比特)的数据。项(x)表示乘法(内积运算)。项sc0、sd0和sd1表示正交码(Orthogonal codes)。这里，sc0＝(1,1)，sd0＝(1,1,1,1)，并且sd1＝(1,1,-1,-1)。项cg1和cg2表示下面描述的幅度调整因数。

图2例示针对图1中的一个单元的UE的发送数据处理部分120的细节。

在本示例中，Nv个终端被划分到组#1和组#2这两个组中。划分的方法是划分为各自等于Nv/2个单元。然而，不必须相等地划分。

在下文中，将给出组#1的情况的详细描述。这里，每个终端的下行链路数据序列用TN**表示。“N”表示终端号N，而“**”表示用于标识下行链路数据的数字值。例如，下行链路数据序列T1**中的“1”指示第一号终端。

首先，利用具有长度2的扩展码Sc0＝(1,1)来扩展(也就是说，应用内积运算)用于布置在组#1中的第一终端#1的下行链路数据序列T1**中的第一符号T101，以获得两个符号的T101，并且将其乘以幅度调整因数cg1。

接下来，以相同方式(也就是说，应用内积运算)利用扩展码Sc0＝(1,1)来扩展第二符号T102，以获得两个符号的T102，并且将其乘以幅度调整因数cg1。

接下来，利用具有长度4的扩展码Sd0＝(1,1,1,1)来扩展第三幅号T11，以获得4个符号的T11，并且其后，将其乘以幅度调整因数cg2。

接下来，利用具有长度4的扩展码Sd2＝(1,1,-1,-1)来扩展第四符号T12，并且乘以cg2。以这种方式，T101的两个符号和T102的两个符号被配对以获得4个符号，并且将T11和T12的各自的4个符号的符号彼此相加以产生数据Df1_1至Df4_1。

幅度调整因数cg2的乘法可以在符号彼此相加之前或之后执行。在图2的例子中，对相加之后的相加结果一起执行乘法。

对组#1中的各个终端中的所有发送数据执行如上运算。

对于组#2，作为具有长度2的扩展码，使用与组#1的Sc0＝(1,1)具有正交关系的Sc1＝(1,-1)。此外，作为具有长度4的扩展码，使用与组#1的Sd0＝(1,1,1,1)具有正交关系的Sd1＝(1,-1,1,-1)和Sd3＝(1,-1,-1,1)。使用这些扩展码执行如上所述的相同运算。

幅度调整因数cg用于消除由利用彼此正交的码对到相同终端的数据进行扩展所引起的干扰的目的。当具有长度2(Sc0)的两个码被布置时，其看起来变成具有长度4的码，更具体地，不保证与长码(Sd*)的正交关系。因此，为了使长码的信号幅度大于短码的信号幅度，使用幅度调整因数cg。通过这种幅度调整，可以通过逆扩展来再现已利用根据基于非正交码的扩展信号的相加结果的各个码进行了扩展的原始信号。

确定幅度调整因数cg的值的方法例如如下。

[表达式2]

表达式(2-1)

在表达式(2-1)中，K是距正交码的长度。例如，在使用具有最大长度16的码的情况下，各个幅度调整因数的值被选择为满足下面的表达式：

cg1+cg2+cg4+cg8<cg16 表达式(2-2)

以这种方式，由多路复用部分122获得的数据被划分到在数量上等于终端的数据结构部分130中的频率方向分量和终端(图1)，并且构成具有下面表达式(3)的结构的数据矩阵DT。

[表达式3]

接下来，预编码(Pre-Coding)部分140对通过上面的运算获得的数据矩阵DT执行如下的预编码处理。根据本公开内容的使用预编码矩阵PM的预编码处理旨在防止干扰分量乘以码长度，以及防止在利用正交码扩展发送数据时变得不能进行信号分离。

将参考图3给出预编码矩阵PM及其后的运算的描述。在预编码处理的前提下，首先，上述信道估计部分110执行信道矩阵H(f)的估计。这里，“f”是用于指示在处理OFDM的情况下需要针对每个频率做准备的标记。基于从每个UE发送的参考信号RS，预编码矩阵PM包括BS的所有天线180和作为元素的所有UE 200之间的信道值。

接下来，获得H(f)的复数共轭转置H(f)*，并且通过H(f)的矩阵乘法获得表达式(4)的相关矩阵G(f)。

[表达式4]

G(f)＝H(f)·H(f)* 表达式(4)

该相关矩阵G(f)是Nv×Nv方矩阵。该矩阵被划分为组#1和组#2。现在，假设布置在组#1和组#2中的UE的数量分别是n1和n2(这里，n1+n2＝Nv)。此外，假设相关矩阵G(f)的划分是具有作为对角元素的两个方矩阵的块对角划分。也就是说，如果假设两个对角元素是n1×n1方矩阵P0和n2×n2方矩阵P3，则相关矩阵G(f)变成如下。

[表达式5]

接下来，使用表达式(5)做出如表达式(6)例示的预编码矩阵PM。也就是说，该运算对应于将表达式(5)中的P1(f)部分和P2(f)部分改变为零，并且将P0(f)部分和P3(f)部分改变为对应的逆矩阵。

[表达式6]

将以前已经构造的表达式(3)中的数据矩阵DT乘以预编码矩阵PM，进一步地，乘以信道矩阵的复数共轭转置H(f)*。也就是说，执行下面的表达式(7)中的运算以最终地获得矩阵DTmx。

[表达式7]

DTmx＝H(f)*·PM·DT 表达式(7)

通过本表达式获得的矩阵DTmx是针对特定子载波fc的Nb×1(BS天线数量×1行)行向量。该数据被设置到针对每个天线180提供的IFFT部分160的频率轴。将这些经由对应天线180以相同方式通过包括被布置在各个天线180处的高频块的FE部分170发送到所有终端200(UE#1至UE#Nv)。

接下来，将给出每个终端处的接收操作的描述。

图4是例示本实施例中终端(UE)的主要部件的配置的框图。所有终端具有相同配置。

作为行之有效的接收部分的FE部分220将由终端的天线210接收的信号转换为基带信号。也就是说，由高频部分和正交解调部分解调接收信号，并且获得包括I分量和Q分量的接收数据。I分量和Q分量的各个接收数据通过串行-并行转换被转换为并行数据，并且进一步通过A/D转换被转换为数字数据。之后，去除保护间隔。以这种方式，所获得的基带信号经受在OFDM中使用的FFT处理，并且被快速傅立叶变换(FFT)部分230从时域转换到频域。

之后，如果终端被布置在组#1中，则信号处理部分240使用扩展码Sd0和Sd2对子载波f1至f4的分量执行逆扩展。由此，可以解码数据T11和T12。

接下来，使用cg2获得cg2×T11和cg2×T12，并且再次利用码Sd0和Sd2各自扩展cg2×T11和cg2×T12。由此，从首先接收的信号中减去所获得的扩展结果两者之和。当通过扩展码Sc0对减法结果执行逆扩展时，可以解码数据T101和T102。这时，到其它终端的信号已到达了UE。通过下面的表达式(8)表示它们的格式。

[表达式8]

表达式(8)中的“I”指示标识矩阵。

利用与组#1彼此正交的码对到组#2的信号进行扩展，因此表达式(8)中的非对角块P1·P3^-1和P2·P0^-1的元素通过逆扩展变为零，从而抑制了干扰。

此外，组#1中的信号通过经受了次对角化的标识矩阵I彼此分离，从而不引起干扰。次对角矩阵仅适用于根据大规模MIMO的特征与信道矩阵H(f)构成对角关系的终端，因此每个终端可以正确地接收自己的信号。

在本实施例中，利用码来扩展数据，因此按照扩展长度减少通信量。因此，如在上面的示例中一样执行非正交多路复用，但是调整要扩展的数据的调制方法，使得可以每单位时间执行大量数据的通信。在该示例中，16QAM用于扩展长度2的数据(也就是说，用于根据本实施例的利用Sc0和Sc1的扩展数据T101、T102、TN01和TN02)，以及8PSK用于利用Sd0、Sd1、Sd2和Sd3的扩展数据。由此，OFDM中的每一个子载波的发送比特数变为3.5个比特，因此可以在以相关技术的方法中的相同方式使用16QAM的情况下获得接近4.0个比特的值。此外，幅度调整因数被确定为使得：对于Sc0和Sc1，cg1＝0.5，并且对于Sd0到Sd3，cg2＝2.01。

接下来，将给出调整BS和多个终端之间的距离的差的方法的描述。终端被假设为运动体，因此，取决于各个终端，从BS到终端的距离有很大不同。如果在不采取任何措施的情况下应用本公开内容的方法，则距离信息被反映在信道信息上。在下行链路传输的时候，根据距离信息的延迟被包括在终端侧，因此，作为结果，每个终端受到伪干扰。因此，期望防止该问题。在本公开内容中，终端将参考信号发送到基站。基站测量终端之间的接收时间差，并将发送时间的时间差通知给每个终端。每个终端根据该通知调整(也就是说延迟或提前)自己的发送时间(发送定时)。由此，可以在基站处同步来自所有终端的接收信号。该距离测量中的可允许的误差变成与在接收器是OFDM的情况下的一个区间(bin)相对应的时间差。例如，在OFDM大小为2048的LTE的情况下，子载波间隔是15kHz，因此与一个区间对应的时间变为32ns。这是大约10m。

将给出本公开内容的MIMO通信方法的优点的描述。利用本公开内容的方法，对于对应于图5A和图5B的数据，即使终端数量Nv增加，也可以在所有时间获得无误差的结果。图6例示当相对于基站的天线数量Nb添加噪声时的BER特征。当天线数量Nb增加时，噪声通过如已经描述地进行平均而降低，并且作为结果，BER改进。图6中的数据例示噪声被固定于EbN0＝6dB的情况。这里，EbN0表示每一Hz每一比特接收/噪声功率(N0)的能量(Eb)。在图6中，例示相关技术的示例以用于比较。在相关技术的示例和本公开内容的方法的示例二者中，都观察到如果天线数量增加则BER降低的状态。在这方面，在相关技术的示例中，使用OFDM，其中终端数量是4个单元，并且16QAM用于数据的调制方法。在本实施例中，终端数量是4个单元，组的数量是2，利用具有长度2的码的扩展数据使用16QAM，并且利用长度4的扩展数据使用8PSK。

以上，给出了组的数量是2的情况的描述，但是可以扩展到组的数量是3或更大的情况。在组的数量是3或4的情况下，最短码具有长度4，并且要叠加的正交码具有长度4、8、16、…。在组的数量是5、6、7或8的情况下，最短码长度变为8，并且要叠加的码的长度具有长度16、32、64、…。通过为发送所需的通信速度来确定要叠加的码。

这里，将给出正交码的分配的描述。对于正交码，例如，可以使用行之有效的码，诸如OVSF码(Orthogonal Variable Spreading Factor：正交可变扩频因子)。图7例示OVSF码的结构。在组的数量是2的情况下，包括在扩展长度2的各个码中的码组被应用于每个组。在组的数量是4的情况下，包括在扩展长度4或更大的每个组中的码被应用。

利用本实施例，可以预期较大的优点，也就是说，放松了对允许容纳的终端的数量的限制，可以应用16QAM的高阶调制，以及可以获得作为大规模MIMO的特征的、通过自动相关进行的对角化和噪声减小的优点，并且实现了信道容量的增加。

利用本公开内容，提出了下面的方法和装置。

(1)一种多输入多输出MIMO通信方法，用于在包括多个天线的基站和容纳在所述基站中的多个终端之间执行MIMO通信，所述方法包括：

在所述基站中，

将所述多个终端划分为第一组和第二组，并且将彼此正交的码分配给各个组，

利用所分配的码对到所述多个终端的发送数据进行扩展，

将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，

获得表示所述多个天线和所述多个终端之间的信道的信道矩阵，

将通过乘以所述预编码矩阵获得的数据乘以所述信道矩阵的复数共轭矩阵，以及

从所述多个天线发送通过乘以所述复数共轭矩阵获得的数据，

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，以及

使用分配给本终端的正交码来逆扩展所接收到的信号，以便对到本终端的发送数据进行解码。

(2)根据(1)所述的MIMO通信方法，其中，

当具有每个组中的终端的数量作为阶的方矩阵被设置为所述信道矩阵的自动相关矩阵的对角部分中的子矩阵时，所述预编码矩阵是包括作为对角部分的所述子矩阵的逆矩阵和被设置为零的非对角部分的块对角矩阵。

(3)根据(1)所述的MIMO通信方法，其中，

在所述基站中，

在将彼此正交的码分配给第一组和第二组时，向相同组中的终端分配相同的一对码，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据和第二数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n(n：大于或等于2的整数)的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，以及第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，

将第一数据和第二数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站发送的发送数据，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展所接收到的信号以获得第二数据，以及再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从第一接收信号中减去与第二幅度调整因数相乘的结果，并且用具有扩展长度n的码来逆扩展所获得的数据以获得第一数据。

(4)根据(1)所述的MIMO通信方法，其中，

在所述基站中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n(n：大于或等于2的整数)的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，以及第三数据是通过利用具有扩展长度2·2·n的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，

将第一数据至第三数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展接收信号以获得第三数据，

再次利用具有扩展长度2·2·n的码来扩展所获得的第三数据，从第一接收信号中减去与第三幅度调整因数相乘的结果，将所获得的数据分配到减法接收数据，

通过具有扩展长度2·n的码来逆扩展所述减法接收数据以获得第二数据，以及

再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从所述减法接收数据中减去与第二幅度调整因数相乘的结果，并且利用具有扩展长度n的码来逆扩展所获得的数据以获得第一数据。

(5)根据(1)所述的MIMO通信方法，其中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有最短扩展长度2^m·n(m＝0，n：大于或等于2的整数)的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，第二数据是通过利用具有扩展长度2^m·n(m＝1)的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，以及第三数据是通过利用具有扩展长度2^m·n(m＝2)的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，接下来，利用具有扩展长度2^m·n(m＝3，…)的码进行扩展并且各自乘以第(m+1)幅度调整因数，

将第一数据至第(m+1)数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展所接收的信号以获得第(m+1)数据，

再次利用具有最长扩展长度的码来扩展所获得的第(m+1)数据，从第一接收信号中减去与第(m+1)幅度调整因数相乘的结果，将所获得的数据分配到减法接收数据，以及

利用具有接下来最长扩展长度的码来逆扩展所述减法接收数据以获得第m数据，

再次利用具有接下来最长扩展长度的码来扩展所获得的第m数据，从所述减法接收数据中减去与第m幅度调整因数相乘的结果，并且将所获得的数据分配给其他减法接收数据，

接下来，重复该过程，直到达到具有最短扩展长度n的扩展长度2^m·n(m＝0)的码。

(6)根据(5)所述的MIMO通信方法，其中，

作为调制方法，针对利用所述一对码中的具有最短长度的码扩展的数据，使用M-QAM(M是值4、16、64、128、…)，以及针对利用具有接下来长度及其后的所有长度的码扩展的数据，使用N-PSK(N是大于或等于1的整数)。

(7)根据(1)所述的MIMO通信方法，其中，

所述多个终端被配置为向所述基站发送参考信号，

所述基站被配置为测量所述多个终端之间的接收时间差，向所述终端中的每个终端通知发送时间的时间差，以及

所述终端中的每个终端被配置为根据所述通知改变本身发送信号的发送定时。

(8)一种基站装置，用于与容纳在包括多个天线的基站中的多个终端执行多输入多输出MIMO通信，所述基站装置包括：

多个数据处理部分，被配置为执行用于所述多个终端的发送数据的处理，

信道估计部分，被配置为估计信道，并且基于从所述终端接收的参考信号获得表示所述多个天线和所述多个终端之间的信道的信道矩阵，

预编码处理部分，被配置为基于所述数据处理部分的输出数据和由所述信道估计部分获得的信道，生成与所述多个天线的数量对应的数量的发送信号，

多个逆快速傅立叶变换部分，被配置为将所述预编码处理部分的输出数据的频率轴转换到时间轴中，以及

多个前端部分，被配置为处理所述多个逆快速傅立叶变换部分的输出，并且向所述多个天线提供发送信号，

其中，所述多个数据处理部分中的每个数据处理部分被配置为将所述多个终端划分为第一组和第二组，将彼此正交的码分配给各个组，利用所分配的码执行用于所述多个终端的发送数据的扩展，以及

所述预编码处理部分被配置为将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，并且将所述数据乘以所述信道矩阵的复数共轭矩阵。

(9)根据(8)所述的基站装置，其中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，所述多个数据处理部分中的每个数据处理部分被配置为准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n(n：大于或等于2的整数)的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，以及第三数据是通过利用具有扩展长度2·2·n的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，以及

所述预编码处理部分被配置为将第一数据至第三数据彼此之和乘以所述预编码矩阵。

(10)一种终端，用于与根据(9)的基站执行多输入多输出MIMO通信，所述终端包括：

接收器，被配置为接收从所述基站的多个天线发送的信号；以及

信号处理部分，被配置为处理所接收的信号，

其中，所述信号处理部分被配置为：

利用具有扩展长度2·n的码来逆扩展所述减法接收数据以获得第二数据，以及

再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从所述减法接收数据中减去与第二幅度调整因数相乘的结果，并且通过具有扩展长度n的码来逆扩展所获得的数据以获得第一数据。

以上，给出了本公开内容的优选实施例的描述。然而，除了上面的描述之外，还可以进行各种替换和改变。也就是说，本领域技术人员自然能够理解，取决于设计要求或其它因素，可以出现各种替换、组合和其它实施例，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。

[附图标记列表]

100…基站(BS)

120…发送数据处理部分

122…多路复用部分

130…数据构造部分

140…预编码(Pre-Coding)部分

160…逆快速傅立叶变换(IFFT)部分

170…前端(FE)部分

180…天线

200…终端

210…天线

220…前端(FE)部分(接收部分)

230…快速傅立叶变换(FFT)部分

240…信号处理部分

cg1,cg2…幅度调整因数

DT…数据矩阵

DTmx…矩阵

f1,fc…子载波

G…相关矩阵

H…信道矩阵

H*…信道矩阵的复数共轭转置

I…标识矩阵

Nb…天线数量

Nv…终端数量

P0…方矩阵

P3…方矩阵

PM…预编码矩阵

RS…参考信号

Sc0,Sc1,Sd0-Sd3…扩展码

SIR…干扰

T1**…下行链路数据序列

T11,T12,T101,T102…符号(数据)

Claims

1.一种多输入多输出MIMO通信方法，用于在包括多个天线的基站和容纳在所述基站中的多个终端之间执行MIMO通信，所述方法包括：

在所述基站中，

利用所分配的码对到所述多个终端的发送数据进行扩展，

将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，

从所述多个天线发送通过乘以所述信道矩阵的所述复数共轭矩阵获得的数据，

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，以及

使用分配给本终端的正交码来逆扩展所接收到的信号，以便对到本终端的发送数据进行解码，其中，

在所述基站中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据和第二数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，以及第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，其中n为大于或等于2的整数，

将第一数据和第二数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站发送的发送数据，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展所接收到的信号以获得第二数据，以及再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从所接收到的信号中减去将所扩展的第二数据与第二幅度调整因数相乘的结果作为减法接收数据，并且用具有扩展长度n的码来逆扩展所述减法接收数据以获得第一数据。

2.根据权利要求1所述的MIMO通信方法，其中，

3.根据权利要求1所述的MIMO通信方法，其中，

所述多个终端被配置为向所述基站发送参考信号，

4.一种多输入多输出MIMO通信方法，用于在包括多个天线的基站和容纳在所述基站中的多个终端之间执行MIMO通信，所述方法包括：

在所述基站中，

利用所分配的码对到所述多个终端的发送数据进行扩展，

将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，以及

在所述基站中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，以及第三数据是通过利用具有扩展长度2·2·n的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，其中n为大于或等于2的整数，

将第一数据至第三数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展所接收到的信号以获得第三数据，

再次利用具有扩展长度2·2·n的码来扩展所获得的第三数据，从所接收到的信号中减去将所扩展的第三数据与第三幅度调整因数相乘的结果作为第一减法接收数据，

通过具有扩展长度2·n的码来逆扩展所述第一减法接收数据以获得第二数据，以及

再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从所述第一减法接收数据中减去将所扩展的第二数据与第二幅度调整因数相乘的结果作为第二减法接收数据，并且利用具有扩展长度n的码来逆扩展所述第二减法接收数据以获得第一数据。

5.一种多输入多输出MIMO通信方法，用于在包括多个天线的基站和容纳在所述基站中的多个终端之间执行MIMO通信，所述方法包括：

在所述基站中，

利用所分配的码对到所述多个终端的发送数据进行扩展，

将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，以及

作为用于所述终端中的每个终端的数据，准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有最短扩展长度2^m·n的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，其中m＝0，n为大于或等于2的整数；第二数据是通过利用具有扩展长度2^m·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，其中m＝1；以及第三数据是通过利用具有扩展长度2^m·n的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，其中m＝2；接下来，利用具有扩展长度2^m·n的码进行扩展并且各自乘以第m+1幅度调整因数，其中m为大于或等于3的整数，

将第一数据至第m+1数据彼此之和乘以所述预编码矩阵，以及

在所述多个终端的每个终端中，

接收从所述基站的所述多个天线发送的信号，

利用分配给本终端的所述正交的码中最长的码来逆扩展所接收的信号以获得第m+1数据，

再次利用具有最长扩展长度的码来扩展所获得的第m+1数据，从所接收到的信号中减去将所扩展的第m+1数据与第m+1幅度调整因数相乘的结果作为减法接收数据，以及

再次利用具有接下来最长扩展长度的码来扩展所获得的第m数据，从所述减法接收数据中减去将所扩展的第m数据与第m幅度调整因数相乘的结果作为其他减法接收数据，

接下来，重复该过程，直到达到具有最短扩展长度n的扩展长度2^m·n的码，其中m＝0。

6.根据权利要求5所述的MIMO通信方法，其中，

作为调制方法，针对利用所述一对码中的具有最短长度的码扩展的数据，使用M-QAM，其中M是值4、16、64、128、…；以及针对利用具有接下来长度及其后的所有长度的码扩展的数据，使用N-PSK，其中N是大于或等于1的整数。

7.一种基站装置，用于与容纳在包括多个天线的基站中的多个终端执行多输入多输出MIMO通信，所述基站装置包括：

处理电路，被配置为用作：

所述预编码处理部分被配置为将通过所述扩展获得的数据乘以预定的预编码矩阵，并且将所述数据乘以所述信道矩阵的复数共轭矩阵，其中，

作为用于所述终端中的每个终端的数据，所述多个数据处理部分中的每个数据处理部分被配置为准备第一数据、第二数据和第三数据，第一数据是通过利用所述相同的一对码中具有扩展长度n的码进行扩展并且乘以第一幅度调整因数而获得的，第二数据是通过利用具有扩展长度2·n的码进行扩展并且乘以第二幅度调整因数而获得的，以及第三数据是通过利用具有扩展长度2·2·n的码进行扩展并且乘以第三幅度调整因数而获得的，其中n为大于或等于2的整数，以及

8.一种终端，用于与根据权利要求7的基站装置执行多输入多输出MIMO通信，所述终端包括：

处理电路，被配置为处理所接收的信号，

其中，所述处理电路被配置为：

利用具有扩展长度2·n的码来逆扩展所述第一减法接收数据以获得第二数据，以及

再次利用具有扩展长度2·n的码来扩展所获得的第二数据，从所述第一减法接收数据中减去将所扩展的第二数据与第二幅度调整因数相乘的结果作为第二减法接收数据，并且通过具有扩展长度n的码来逆扩展所述第二减法接收数据以获得第一数据。