CN108370262A - 基站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基站，该基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站具有：获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，所述选择单元针对所述2个以上的移动台中的2个移动台的所有组合，分别算出该2个移动台的信道矩阵的相关值，并且选择关于所述2个以上的移动台的组合，以使关于2个移动台的所有组合其相关值成为规定的阈值以下。

Description

基站
技术领域
本发明涉及基站。
背景技术
在长期演进(Long Term Evolution：LTE)中，为了实现系统容量的进一步的大容量化、数据传输速度的进一步的高速化、无线区间内的进一步的低延迟化等，正在进行被称作5G的无线通信方式的探讨。为了实现10Gbps以上的吞吐量并且满足将无线区间的延迟控制在1ms以下这样的要求条件，正在进行各种各样的要素技术的研究。
在5G中设想使用比LTE更高的频带。在这里，由于在高频带中传播损耗增大，为了弥补，正在探讨应用大规模多输入多输出(Massive Multi Input Multi Output(MIMO))，该大规模MIMO进行波束宽度窄的波束成型。大规模MIMO是将多个(例如100个元件)天线元件设置在基站侧的大规模MIMO，由于其能够使电场的强度集中在狭窄的区域，因此能够减小移动台之间的干扰。
图1Α表示了LTE等以往的基站进行的波束成型的例子，图1B表示了由使用大规模MIMO的基站进行的波束成型的例子。如图1B所示，通过波束宽度窄的波束成型，能够向远处发送无线信号。
图2Α表示了以往的基站进行多用户MIMO(MU-MIMO)时的操作例，图2B表示了使用大规模MIMO的基站进行MU-MIMO时的操作例。如图2B所示，由于天线的自由度有富余，因此使用大规模MIMO的基站通过使细波束朝向所期望的移动台，并将无效(NULL)(不发送信号的方向)朝向其它的移动台，从而能够高度控制干扰。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：NTT docomo株式会社、“docomo 5G白皮书”，2014年9月
发明内容
发明要解决的课题
在大规模MIMO中进行MU-MIMO时，基站从区域内存在的诸多移动台中选择移动台的组合，以使能够在无线通信系统整体中确保高通信质量(例如高吞吐量、或能够容纳诸多移动台的容量等)，。作为在基站选择移动台的组合时的方法，例如可以考虑通过基于基站与移动台之间的信道矩阵(H)而进行规定的计算从而选择最合适的移动台的组合的方法。
在假设不考虑在移动台之间使无线信号正交的情况下(也就是不考虑无效(NULL)的方向的情况下)，可以考虑为：基站单纯基于各移动台的信道矩阵(H)，选择多个能够作为移动台单体得到高通信质量的移动台。但是，由于在移动台之间有可能会产生干扰，因此有可能导致作为系统整体的通信质量变差。从而，最理想的是：基站选择在移动台之间使无线信号正交且能够得到高通信质量的移动台的组合。
在选择在移动台之间使无线信号正交且能够得到高通信品质的移动台的组合的情况下，可以考虑为：基站使用基站本身与各移动台之间的信道矩阵(H)算出与基站的各发送天线进行相乘的正交化权重(W)，并通过基于对信道矩阵(H)乘以正交化权重(W)后的等效信道(H×W)进行规定的计算来选择能够得到高通信质量的移动台的组合。
但是，由于正交化权重(W)会根据组合起来的移动台而发生变化，因此需要基站使用组合起来的全部的移动台的信道矩阵(H)来对各组合算出正交化权重(W)。例如，即使从6个移动台中寻求2个移动台的最佳的组合，也需要针对15种组合的各组合，按每个移动台算出正交化权重(W)。具体来说，基站需要如以下那样按照全部组合的每个组合且每个移动台算出正交化权重(W)：即算出在6个移动台中将移动台Α与移动台B进行了组合的情况下的移动台Α以及移动台B各自的正交化权重(W)，接着，算出在将移动台Α与移动台C进行了组合的情况下的移动台Α与移动台C各自的正交化权重(W)，接着，在移动台Α与移动台D进行了组合的情况下的移动台Α与移动台D各自的正交化权重(W)。进一步地，为了从6个移动台中寻求最佳的组合，针对从6个移动台中将3个移动台进行组合的情况、将4个移动台进行组合的情况、将5个移动台进行组合的情况、以及将全部的移动台进行组合的情况，也同样需要算出各移动台的正交化权重(W)，因此导致计算量变得更加庞大。
此外，为了考虑因频率不同而造成的信道矩阵(H)的变化，虽然最理想的是在带域整体(例如，带域整体的所有的各子载波)中进行正交化权重(W)以及等效信道(H×W)的计算，但会导致计算量变得更加庞大。此外，由于大规模MIMO的基站具有诸多天线元件，因此信道矩阵(H)的尺寸大，且对于算出正交化权重(W)以及等效信道(H×W)需要的计算量会进一步增加。
如上所述，使用大规模MIMO的基站在选择移动台的组合时，由于需要进行庞大的计算，因此存在的问题是在确定移动台的组合之前需要很多时间。此外，在确定移动台的组合为止的期间内无法开始数据通信，因此系统整体的通信效率会降低。
所公开的技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在使用MU-MIMO的无线通信系统中，能够迅速地对进行MU-MIMO的移动台的组合进行选择的技术。
用于解决课题的手段
所公开的技术的基站是在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信的基站，所述基站具有：获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，所述选择单元针对所述2个以上的移动台中的2个移动台的所有组合，分别算出该2个移动台的信道矩阵的相关值，并且选择关于所述2个以上的移动台的组合，以使关于2个移动台的所有组合其相关值在规定的阈值以下。
发明效果
根据所公开的技术，提供一种在使用MU-MIMO的无线通信系统中能够迅速地对进行MU-MIMO的移动台的组合进行选择的技术。
附图说明
图1A是表示波束成型例的图。
图1B是表示波束成型例的图。
图2A是表示MU-MIMO例的图。
图2B是表示MU-MIMO例的图。
图3是表示实施方式涉及的无线通信系统的结构例的图。
图4是表示实施方式涉及的无线通信系统所进行的操作的概要的时序图。
图5是表示实施方式涉及的基站的功能结构例的图。
图6是表示实施方式涉及的基站的硬件结构例的图。
图7是表示移动台的组合与相关值的例的图。
图8是用于说明对各子带算出正交化权重的过程的一例的图。
图9是表示移动台的组合候选例的图。
图10是用于说明对各子带算出权重候选的过程的具体例的图。
图11是用于说明对各子带算出权重候选的过程的具体例(变形例1)的图。
图12是用于说明对各子带算出权重候选的过程的具体例(变形例2)的图。
图13是用于说明对各子带将移动台的组合候选进行限定的过程的图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式只不过是一例，应用本发明的实施方式并不限制于以下的实施方式。例如，本实施方式涉及的无线通信系统设想为遵照了LTE或者5G的方式的系统，但本发明并不限制于LTE或者5G，也可以应用于其它的方式。
<系统结构>
图3是表示实施方式涉及的无线通信系统的机构例的图。实施方式涉及的无线通信系统包含支持大规模MIMO的基站1、以及移动台UE1～NU的“NU”台移动台UE。在以下的说明中，在不区分移动台UE1～NU的情况下，仅记载为“移动台UE”。此外，在表示“NU”台移动台UE中的特定的移动台UE的情况下，记载为“移动台UE(i)”、“移动台UE(j)”等。此外，i、j＝1～NU。
基站1具有诸多天线元件，且形成大规模MIMO小区(MM小区)。另外，所谓的MM小区是指由从基站1发送的诸多波束形成的小区。在MM小区中，例如通过使用4GHz以上且带宽为100MHz以上的带域等，能够实现比宏小区更高速的通信。
移动台UE具有多个天线元件，且具有通过MIMO与基站1进行通信的功能。
<操作概要>
在本实施方式中，基站1从MM小区中存在的“NU”台移动台UE中选择合适的移动台UE的组合而进行MU-MIMO通信。
图4是表示实施方式涉及的无线通信系统进行的操作的概要的时序图。首先，基站1获取基站1与移动台UE1～NU之间的各天线之间的下行链路的信道矩阵(H1～HNU)(S11)。接着，基站1通过使用所获取的信道矩阵(H1～HNU)，根据后述的“<处理过程>”来算出相关值或者等效信道，从而选择能够得到高通信质量的移动台UE的组合(S12)。接着，基站1根据所选择的移动台UE的组合，开始MU-MIMO通信(S13)。
<功能结构>
图5是表示实施方式涉及的基站的功能结构例的图。如图5所示，基站1具有信号发送单元101、信号接收单元102、获取单元103以及选择单元104。图5仅表示了本实施方式中的主要的功能单元，但也包括用于进行遵照了在本无线通信系统中使用的通信方式的操作的、未图示的功能。只是，也可以设为能够执行在后述的“<处理过程>”中说明的基站1的处理的一部分(例如：只是特定的一个或多个处理过程、具体例、变形例等)。
信号发送单元101具有根据高层信号生成物理层的各种信号，且将其进行无线发送的功能。此外，信号发送单元101具有与由选择单元104所选择的多个移动台UE进行基于MU-MIMO的通信的功能。信号接收单元102具有根据从移动台UE接收到的物理层的信号而获取更高层的信号的功能。
获取单元103具有获取基站1与移动台UE1～NU之间的各天线之间的下行链路的信道矩阵(H1～HNU)的功能。获取单元103也可以通过利用时分双工(Time division Duplex(TDD))的相反性，基于从移动台UE1～NU的各天线发送的上行链路的参考信号来进行信道估计，从而获取信道矩阵(H1～HNU)。此外，获取单元103也可以从移动台UE1～NU的各自获取(使其反馈)信道矩阵(H1～HNU)。
选择单元104具有从移动台UE1～NU中选择进行基于MU-MIMO的通信的多个移动台UE的组合的功能。更具体来说，选择单元104基于在获取单元103获取的信道矩阵(H1～HNU)，选择进行基于MU-MIMO的通信的多个移动台UE的组合。
<硬件组成>
图6是表示实施方式涉及的基站的硬件结构例的图。图6表示了相比图5更接近实现例的结构。如图6所示，基站1具有进行关于无线信号的处理的射频(Radio Frequency(RF))模块201、进行基带信号处理的基带(Base Band(BB))处理模块202、进行高层等的处理的装置控制模块203、以及与其它基站等进行通信的通信IF204。
RF模块201对从BB处理模块202接收的数字基带信号，通过进行数模(Digital-to-Analog(D/A))转换、调制、频率变换、以及功率放大等，从而生成应从天线发送的无线信号。此外，对于接收到的无线信号，通过进行频率变换、模数(Analog to Digital(A/D))转换、解调等，从而生成数字基带信号，并将其传送给BB处理模块202。RF模块201包括例如图5所示的信号发送单元101的一部分、信号接收单元102的一部分。
BB处理模块202进行将IP分组与数字基带信号相互进行转换的处理。数字信号处理器(Digital Signal Processor(DSP))212是进行BB处理模块202中的信号处理的处理器。存储器222被用作DSP212的工作区域。BB处理模块202包括例如图5所示的信号发送单元101的一部分、信号接收单元102的一部分、获取单元103、选择单元104。
装置控制模块203进行IP层的协议处理等。处理器213是进行由装置控制模块203所进行的处理的处理器。存储器223被用作处理器213的工作区域。装置控制模块203也可以包括例如图5所示的获取单元103、选择单元104。
<处理过程>
接着，对基站1的选择单元104基于在获取单元103被获取的信道矩阵(H1～HNU)，从MM小区中存在的“NU”台移动台UE中选择进行MU-MIMO通信的移动台UE的组合时的处理过程进行说明。
(处理过程(其1))
在处理过程(其1)中，选择单元104根据与多个移动台UE1～NU的各移动台之间的信道矩阵(H1～HNU)算出2个移动台(在这里设为i以及j)的信道矩阵(Hi以及Hj)的相关值，在全部2个移动台的组合中选择多个移动台UE的组合，以使相关值在规定的阈值以下。
首先，选择单元104使用式(1)以及式(2)来算出信道矩阵(Hi以及Hj)的相关值(Ci,j)。在式(1)中，“hi”表示将信道矩阵“Hi”的纵向分量切割后的纵向矢量。此外，虽然式(1)表示了信道矩阵“Hi”的例，但通过将式(1)的“i”置换成“j”，信道矩阵(Hj)以及纵向矢量(hj)也可以用同样的式来表示。
[数1]
NRi：第i用户的天线数
NT：基站的天线数
[数2]
nt：选择用于相关计算的天线
μ：选择用于相关计算的天线数(最大NT)
标准化系数
在式(2)中，选择单元104可以使用基站1的全部天线(1～NT)的纵向矢量“hi”以及“hj”作为用于相关计算的天线“nt”，从而算出相关值，也可以只使用部分天线的纵向矢量“hi”以及“hj”来算出相关值。在只使用部分天线的情况下，选择单元104可以从基站1的全部天线(1～NT)中按等间隔来选择天线“nt”(例如天线1、5、9··等)，或者也可以选择任意范围的天线(例如只是天线5～12的范围等)。相比于使用基站1的全部天线的纵向矢量“hi”以及“hj”来计算相关值，选择单元104能够削减计算量。
式(2)的标准化系数以及能够通过取得纵向矢量以及的自相关来算出。选择单元104可以在每次进行相关值的计算时算出标准化系数以及也可以通过将算出结果保存到存储器或表格等中而再利用，从而削减计算时间以及计算量。
接着，作为进行基于MU-MIMO的通信的多个移动台UE，选择单元104在该多个移动台UE中的全部的2个移动台UE的组合中选择移动台UE，使得相关值在规定的阈值以下。在这里，对选择单元104从4个移动台UE(1～4)中选择进行基于MU-MIMO的通信的2个以上的移动台UE的情况下的具体例进行说明。假定规定的阈值预先被设定为0.7。图7表示4个移动台UE中的2个移动台UE的组合各自的相关值的例子。
根据图7，相关值在0.7以下的移动台UE的组合是将移动台UE1、移动台UE3以及移动台UE4进行组合的情况。更具体来说，移动台UE1以及3的组合的相关值是0.5，移动台UE1以及移动台UE4的组合的相关值是0.6，移动台UE3以及移动台UE4的组合的相关值是0.3。也就是在将移动台UE1、移动台UE3以及移动台UE4进行组合的情况下，在全部的移动台UE的组合中，相关值为0.7以下。因此，选择单元104将移动台UE1、移动台UE3以及移动台UE4选择为进行基于MU-MIMO的通信的多个移动台UE。
另外，选择单元104在选择移动台UE以使相关值在规定的阈值以下时，在存在多个候选的情况下，例如也可以使用下方表示的[选择方法其1]～[选择方法其3]的任意一个来选择任意一个候选。例如，根据图7的例子，相关值在0.7以下的移动台UE的组合中，存在将移动台UE1、UE3、UE4进行组合的情况和将移动台UE3以及UE4进行组合的情况。
[选择方法其1]
选择单元104可以在多个候选中选择移动台UE的数量少的候选(或者移动台UE数量多的候选)，也可以基于移动台UE的所希望的质量(例如希望的吞吐量)从多个候选中选择任意一个候选。例如，在类似不期望高吞吐量的移动台UE存在的情况下(例如移动台UE是机器类通信(Machine Type Communication(MTC))终端的情况等)，选择单元104也可以选择不包括该移动台UE的候选。
[选择方法其2]
选择单元104可以选择所要选择的移动台UE的数量在预先被设定的阈值以下的候选。例如，在预先将所要选择的移动台UE的数量设定为“2”的情况下，选择单元104也可以选择移动台UE3以及移动台UE4。
[选择方法其3]
此外，选择单元104也可以针对多个候选的每一个，算出各移动台UE的等效信道(H×W)，并基于通过将等效信道进行奇异值分解(singular value decomposition)而求得的特征值来选择被判断为通信质量高的候选。例如，选择单元104也可以通过将信道矩阵(H1、H3、H4)和将移动台UE1、UE3以及UE4进行了组合的情况下的正交化权重(W1、W3、W4)进行相乘而求得的等效信道(H1×W1、H3×W3、H4×W4)的各特征值、与通过将信道矩阵(H3、H4)和将移动台UE3以及UE4进行了组合的情况下的正交化权重(W3、W4)进行相乘而求得的等效信道(H3×W3、H4×W4)的各特征值进行比较，从而选择被判断为通信质量高的候选。关于根据特征值选择被判断为通信质量高的候选的方法，无论使用什么样的方法都可以，选择单元104例如也可以将系统带域整体的各子载波的等效信道(H1×W1、H3×W3、H4×W4)的各特征值的合计和系统带域整体的各子载波的等效信道(H3×W3、H4×W4)的各特征值的合计值进行比较，并选择合计值大的候选。
此外，选择单元104也可以在算出正交化权重时，通过使用后述的处理过程(其2)或者处理过程(其3)所示的过程来削减计算量。
以上对处理过程(其1)进行了说明。根据处理过程(其1)，由于将信道相关低的移动台UE的组合选择为进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE，因此可以确保高通信质量。
(处理过程(其2))
如上所述，在选择使移动台UE之间无线信号正交且能够得到高通信质量的移动台的组合的情况下，基站1使用基站1本身与各移动台UE之间的信道矩阵(H)而算出对基站1的各发送天线进行乘法运算的正交化权重(W)，并基于对信道矩阵(H)乘以正交化权重(W)后的等效信道(H×W)而进行规定的计算，从而能够选择能够得到高通信质量的移动台UE的组合。在这种情况下，为了考虑由于频率不同而造成的信道矩阵(H)的变化，最理想的是在带域整体中进行正交化权重(W)以及等效信道(H×W)的计算。
另一方面，大规模MIMO与以往的LTE不同，设想在基站1与移动台UE之间为可预期的环境下利用。此外，若应用波束成型，则由于无线电波的辐射方向变窄，因此即使是预期之外，与过去的LTE比较，设想接收功率大的反射波也会减少。在这样的环境下，由于频率选择性衰落比较温和，因此认为在带域整体中信道的变化较少。
因此，在处理过程(其2)中，选择单元104将系统带域整体分割为多个子带，并使用多个子带中的任意一个子带中的信道矩阵算出正交化权重(W)，从而削减计算量。换言之，选择单元104并不是在带域整体中进行正交化权重(W)的计算，而是仅在特定的子带中进行。
[处理过程(其2-1)]
在处理过程(其2-1)中，选择单元104对多个移动台UE1～NU中的进行基于MU-MIMO的通信的多个移动台的组合的候选的每一个候选，使用任意一个子带中的信道矩阵来算出正交化权重(W)。
更具体来说，如图8所示，选择单元104将系统带域分割为包含特定的移动台UE(i)的组合候选的数量(K)的子带，并且对包含特定的移动台UE(i)的组合候选的每一个使用任意一个子带中的信道矩阵来算出正交化权重(W)。此外，选择单元104并不是在某个时间计算全部的移动台UE的正交化权重(W)，而是对各移动台UE(i)分别在不同的时间计算正交化权重(W)。
下面，利用图9以及图10对具体例进行说明。例如，在NU＝4的情况下，如图9所示，4个移动台UE的全部的组合候选存在K＝11种。此外，在这些11种组合候选中，包含移动台UE1的组合候选是：(UE1、UE2)、(UE1、UE3)、(UE1、UE4)、(UE1、UE2、UE3)、(UE1、UE2、UE4)、(UE1、UE3、UE4)、(UE1、UE2、UE3、UE4)这7种。关于包含移动台UE2～UE4的组合候选也同样是7种。因此，选择单元104将系统带域分割为7个(K＝7)子带。
接着，选择单元104在时刻t0，关于作为包含移动台UE1的组合候选的(UE1、UE2)、(UE1、UE3)、(UE1、UE4)、(UE1、UE2、UE3)、(UE1、UE2、UE4)、(UE1、UE3、UE4)、(UE1、UE2、UE3、UE4)，分别使用子带0、1、2、3、4、5以及6内的信道矩阵，对各组合候选计算正交化权重(W1)。更具体地来说，针对所有的组合候选进行如下的处理，从而对每个组合候选算出移动台UE1的正交化权重(W1)：即，使用子带0内的信道矩阵(H1、H2)来算出将移动台UE1与移动台UE2进行了组合的情况下的移动台UE1的正交化权重(W1)，使用子带1内的信道矩阵(H1、H3)来算出将移动台UE1与移动台UE3进行了组合的情况下的移动台UE1的正交化权重(W1)，使用子带2内的信道矩阵(H1、H4)来算出将移动台UE1与移动台UE4进行了组合的情况下的移动台UE的正交化权重(W1)。
接着，选择单元104在时刻t1，关于作为包含移动台UE2的组合候选的(UE1、UE2)、(UE2、UE3)、(UE2、UE4)、(UE1、UE2、UE3)、(UE1、UE2、UE4)、(UE2、UE3、UE4)、(UE1、UE2、UE3、UE4)，分别使用子带0、1、2、3、4、5以及6的信道矩阵对移动台UE的每个组合候选计算移动台UE2的正交化权重(W2)。同样地，在时刻t2计算移动台UE3的正交化权重(W3)，在时刻t3计算移动台UE4的正交化权重(W4)
在通过以上的过程完成了正交化权重的计算后，选择单元104例如对各组合候选算出各移动台UE的等效信道(H×W)，并基于各组合候选的全部的等效信道来选择被判断为通信质量高的移动台UE的组合(进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合)。关于选择被判断为通信质量高的候选的方法，无论用什么样的方法都可以，选择单元104例如可以按照每个组合候选来比较子带中的每个子载波的等效信道的各特征值的合计值，并将合计值大的组合候选选择为移动台UE的组合。
以上使用图9以及图10对具体例进行了说明。此外，选择单元104并不是在某个时刻中将特定的移动台UE(i)中的正交化权重(Wi)全部进行计算，也可以跨越多个时刻来进行计算。例如，如图11所示，选择单元104也可以在时刻t0以及t1计算移动台UE1的正交化权重(W1)，在时刻t2以及t3计算移动台UE2的正交化权重(W2)，在时刻t4以及t5计算移动台UE3的正交化权重(W3)，在时刻t6以及t7计算移动台UE4的正交化权重(W4)。在这种情况下，可以将子带的分割数设为通过在正交化权重的计算中利用的多个时间除以后的数(图11的例中是K/2)。据此，由于在正交化权重(W)的计算中利用的信道矩阵的子带的范围扩大，因此能够更适当地进行通信质量的判断。
此外，选择单元104也可以在某个时刻中计算多个移动台UE的正交化权重。例如，如图11所示，选择单元104可以在时刻t0计算移动台UE1以及UE2的正交化权重(W1、W2)，在时刻t1计算移动台UE3以及UE4的正交化权重(W3、W4)。据此，能够通过更短的时间来计算正交化权重(W)。
[处理过程(其2-2)]
在处理过程(其2-2)中，选择单元104对每个子带预先限定移动台UE的组合候选，对于被限定的移动台UE的组合候选，算出正交化权重。更具体来说，选择单元104将多个移动台UE1～NU各自分配给任意的子带，对于被分配给各子带的多个移动台UE中的全部的组合候选，使用被分配的子带中的信道矩阵来算出正交化权重。
使用图13来对处理过程(其2-2)的具体例子进行说明。此外，在图13中，假定NU＝8。首先，选择单元104将系统带域分割为任意个数的子带(图13的例中是3个)，并将移动台UE1～UE8各自分配给任意的子带。在图13的例中，选择单元104将移动台UE1～UE3分配给子带0，将移动台UE4～6分配给子带1，将移动台UE7以及UE8分配给子带2。
接着，选择单元104在子带0内对移动台UE1～3的各组合候选进行正交化权重(W1、W2、W3)的计算。更具体来说，选择单元104利用子带0内的信道矩阵(H1、H2)来计算将移动台UE1以及UE2进行了组合的情况下的正交化权重(W1、W2)，利用子带0内的信道矩阵(H1、H3)来计算将移动台UE1以及UE3进行了组合的情况下的正交化权重(W1、W3)，利用子带0内的信道矩阵(H2、H3)来计算将移动台UE2以及UE3进行了组合的情况下的正交化权重(W2、W3)，利用子带0内的信道矩阵(H1、H2、H3)来计算将移动台UE1、UE2以及UE3进行了组合的情况下的正交化权重(W1、W2、W3)。同样地，选择单元104在子带1内对移动台UE4～UE6的各组合候选进行正交化权重(W4、W5、W6)的计算，在子带2内对移动台UE7以及UE8的各组合候选进行正交化权重(W7、W8)的计算。
正交化权重的计算完成后，在处理过程(其2-2)中，选择单元104可以从分配给各子带的移动台UE中的组合候选中选择被判断为通信质量高的移动台UE的组合(进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合)。也就是说，在图13的例中，选择单元104可以从图13所示的全部的移动台UE的组合候选中选择任意一个移动台UE的组合。
此外，选择单元104可以对各子带各选择一个被判断为通信质量高的移动台UE的组合候选，并将所选择的移动台UE的组合候选中包含的全部的移动台UE设为是进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合。例如，在图13的情况下，选择单元104可以从子带0中选择移动台UE1以及UE2的组合，从子带1中选择移动台UE4以及UE6的组合，从子带2中选择移动台UE7以及UE8的组合，并将移动台UE1、UE2、UE4、UE6、UE7以及UE8设为是进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合。
以上，对处理过程(其2)进行了说明。此外，处理过程(其2-1)中的子带的分割、以及处理过程(其2-2)中的移动台UE向各子带的分配都是为了选择进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合而进行的。因此，实际在进行基于MU-MIMO的通信的情况下，对于被选择的移动台UE的组合，基站1可以再次在系统带域整体中重新计算正交化权重(W)。
(处理过程(其3))
正如在处理过程(其2)中说明的那样，在选择在移动台UE之间使无线信号正交且能够得到高通信质量的移动台的组合的情况下，基站1使用基站1本身与各移动台UE之间的信道矩阵(H)而算出对基站1的各发送天线进行相乘的正交化权重(W)，并基于对信道矩阵(H)乘以了正交化权重(W)后的等效信道(H×W)来进行规定的计算，从而能够选择能够得到高通信质量的移动台UE的组合。但是，由于大规模MIMO基站具有诸多天线元件，因此信道矩阵(H)的尺寸大，导致正交化权重(W)以及等效信道(H×W)的计算需要的计算量会增加。
但是，由于在大规模MIMO中天线元件间的距离比较近，因此设想天线间的信道的变化比较小。因此，在处理过程(其3)中，选择单元104通过利用将信道矩阵(H)的一部分切割后的子矩阵(submatrix)来算出正交化权重(W)，从而削减计算量。
另外，作为式(3)所示的子矩阵的位置以及尺寸的一例，可以任意改变。另外，式(3)仅表示了移动台UE(j)的子矩阵的例子，在算出正交化权重(W)时，选择单元104将用于计算的各移动台UE的全部子矩阵的位置以及尺寸设为相同来进行算出。例如，在算出移动台UE1与移动台UE2的组合中的正交化权重(W1、W2)的情况下，选择单元104将移动台UE1的子矩阵的位置以及尺寸和移动台UE2的子矩阵的位置以及尺寸设为相同来进行算出。
[数3]
以上，对处理过程(其3)进行了说明。另外，利用了子矩阵的正交化权重(W)的计算都是为了选择进行基于MU-MIMO的通信的移动台UE的组合而进行的。从而，在实际进行MU-MIMO的通信的情况下，对于被选择的移动台UE的组合，基站1可以使用原来的信道矩阵(H)重新计算正交化权重(W)。
另外，处理过程(其3)也可以应用到处理过程(其1)或者处理过程(其2)。也就是说，在处理过程(其1)中算出正交化权重的情况下(特别是在进行处理过程(其1)中的[选择方法其3]的情况下)，选择单元104可以使用子矩阵来算出正交化权重。此外，在处理过程(其2)中算出正交化权重的情况下，选择单元104也可以使用子矩阵来算出正交化权重。
<总结>
以上，根据实施方式，提供一种基站，所述基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站具有：获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，所述选择单元针对所述2个以上的移动台中的2个移动台的所有组合，分别算出该2个移动台的信道矩阵的相关值，并且选择关于所述2个以上的移动台的组合，以使关于2个移动台的所有组合其相关值成为规定的阈值以下。根据该基站1，提供了在使用MU-MIMO的无线通信系统中，能够迅速地对进行MU-MIMO的移动台的组合进行选择的技术。
另外，在根据所述2个以上的移动台中的2个移动台的信道矩阵算出相关值时，所述选择单元可以在从信道矩阵中生成的纵向矢量中使用该基站的一部分天线中的纵向矢量来算出相关值。据此，能够削减计算相关值时的计算量，且能够迅速地进行移动台UE的组合的选择。
以上，根据实施方式，提供一种基站，所述基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站具有：获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；选择单元，从所述多个移动台中选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，所述选择单元通过将系统带域整体分割为多个子带，并使用该多个子带中的任意一个子带内的信道矩阵来算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于所述2个以上的移动台的组合。根据该基站1，提供了在使用MU-MIMO的无线通信系统中，能够迅速地对进行MU-MIMO的移动台的组合进行选择的技术。
此外，所述选择单元也可以针对关于所述多个移动台中的、进行基于多用户MIMO的通信的所述2个以上的移动台的组合的各候选，使用任意一个子带内的信道矩阵来算出正交化权重以及等效信道。据此，能够削减在算出正交化权重以及等效信道时的计算量。
此外，所述选择单元也可以将所述多个移动台分成对应于所述多个子带的数量的多个组，并将所述多个组中的各组与所述多个子带中任意一个子带进行关联，对与所述多个子带中的各子带关联的所述组中所包含的多个移动台中的移动台的组合候选，使用被分配的子带内的信道矩阵算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于所述2个以上的移动台的组合。据此，能够削减在算出正交化权重以及等效信道时的计算量。
此外，根据实施方式，提供一种基站，所述基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站具有：获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，所述选择单元通过使用切割了所述信道矩阵的一部分的子矩阵来算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于进行基于多用户MIMO的通信的所述2个以上的移动台的所述组合。根据该基站1，提供了在使用MU-MIMO的无线通信系统中，能够迅速地对进行MU-MIMO的移动台的组合进行选择的技术。
<实施方式的补充>
以上说明的实施方式中的“处理过程(其1)”～“处理过程(其3)”可以任意地进行组合。
以上，在本发明的实施方式中说明的各装置(基站1以及移动台UE)的结构可以是在具有CPU和存储器的该装置中，通过由CPU(处理器)执行程序而实现的结构，也可以是通过具有在本实施方式中说明的处理逻辑的硬件电路等的硬件而实现的结构，程序和硬件也可以混合在一起。
信息的通知不限于在本说明书中已说明的方式/实施方式，也可以通过其它方法来进行。例如，信息的通知可以通过物理层信令(例如，下行链路控制信息(DownlinkControl Information(DCI))、上行链路控制信息(Uplink Control Information(UCI)))、高层信令(例如RRC信令、MAC信令、广播信息(主信息块(Master Information Block(MIB))、系统信息块(System Information Block(SIB))))、其它的信号或者它们的组合来实施。此外，RRC消息也可被称为RRC信令。此外，RRC消息也可以是例如，RRC连接设置(RRCConnection Setup)消息、RRC连接重配置(RRC连接重设定(RRC ConnectionReconfiguration))消息等。
在本说明书中已说明的各方式/实施方式也可以被应用到以下系统中：利用了长期演进(Long Term Evolution(LTE))、LTE-Advanced(LTE-A)、SUPER3G、IMT-Advanced、4G、5G、未来无线接入(Future Radio Access(FRA))、W-CDMA(注册商标)、GSM(注册商标)、CDMA2000、超移动宽带(Ultra Mobile Broadband(UMB))、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(Wi Max)、IEEE 802.20、超宽带(Ultra-Wide Band(UWB))、Bluetooth(注册商标)、其它适当的系统以及/或者基于这些而被增强的下一代系统。
判定或者判断可以通过用1比特表示的值(0、1)来进行，也可以通过真伪值(Boolean：true或者false)来进行，也可以通过数值的比较(例如与规定的值比较)来进行。
另外，关于在本说明书中说明的术语以及/或者对于本说明书的理解必要的术语，也可以置换成具有相同的或者类似的含义的术语。例如，信道以及/或者码元也可以是信号(Signal)。此外，信号也可以是消息。
UE有时也被本领域技术人员称为订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持设备、用户代理、移动客户端、客户端、或者一些其它的适当的术语。
在本说明书中说明的各方式/实施方式可以单独使用、也可以组合起来使用、也可以随着执行而切换使用。此外，规定的信息的通知(例如“是X”的通知)不限制于显式进行，也可以通过隐式的(例如不进行该规定的信息的通知)方式来进行。
在本说明书中使用的“判断(determining)”、“决定(determining)”这样的术语存在包含各种各样的操作的情况。“判断”、“决定”例如可以包含以下情况：将进行了计算(calculating)、算出(computing)、处理(processing)、导出(deriving)、调查(investigating)、检索(looking up)(例如表格、数据库或者其它的数据结构中的检索)、确认(ascertaining)的情况看作是进行了“判断”、“决定”等。此外，“判断”、“决定”也可以包含以下情况：将进行了接收(receiving)(例如接收信息)、发送(transmitting)(例如发送信息)、输入(input)、输出(output)、接入(accessing)(例如，接入到存储器中的数据)的情况看作是进行了“判断”、“决定”等。此外，“判断”、“决定”也可以包含以下情况：将进行了解决(resolving)、选择(selecting)、选定(choosing)、建立(establishing)、比较(comparing)等的情况看作是进行了“判断”、“决定”。也就是说，“判断”、“决定”可包含将一些操作看作是进行了“判断”、“决定”的情况。
在本说明书中使用的“基于”这样的记载只要不另外写明，并不代表“只基于”的含义。换言之，“基于”这样的记载意味着“只基于”和“至少基于”二者。
此外，在本说明书中说明的各方式/各实施方式的处理过程、时序等只要没有矛盾也可以交换顺序。例如，关于在本说明书中说明的方法，按照示例的顺序提出了各种各样的步骤的要素，但并不限定于已提出的特定的顺序。
被输入输出的信息等可以被保存在特定的地方(例如存储器)，也可以在管理表格中进行管理。被输入输出的信息等也可以被进行覆盖、更新、或者补写。被输出的信息等也可以被删除。被输入的信息等也可以被发送到其它的装置。
规定的信息的通知(例如“是X”的通知)不限制于显式进行，也可以通过隐式的(例如不进行该规定的信息的通知)方式来进行。
在本说明书中说明的信息、信号等可以使用各种各样的不同的技术中的任意一个来表示。例如，所述的说明整体中能够被言及到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、码片等可以通过电压、电流、电磁波、磁场或者磁性粒子、光场或者光子、或者这些的任意的组合来表示。
以上，虽对本发明的实施方式进行了说明，但公开的发明不限定于该实施方式，本领域技术人员可以理解各种各样的变形例、修正例、代替例、置换例等。为了促进发明的理解，使用了具体的数值例来进行了说明，但只要没有特别的禁止，那些数值仅仅是一个例子，可以使用任何合适的值。所述说明中的项目的划分对于本发明并不是本质性的，记载在2个以上项目中的事项根据需要也可以组合起来使用，记载在某个项目中的事项也可以被应用到记载在其它项目中的事项中(只要不矛盾)。功能框图中的功能单元或者处理单元的边界不一定对应于物理性的部件的边界。多个功能单元的操作物理上可以由1个部件来进行，或者1个功能单元的操作物理上也可以由多个部件来进行。在实施方式中记述的时序以及流程图，只要不矛盾也可以交换顺序。为了便于说明处理，使用了功能性的框图对基站1以及移动台UE进行了说明，但该装置也可以通过硬件、软件或者它们的组合来实现。按照本发明的实施方式通过基站1具有的处理器来进行操作的软件以及按照本发明的实施方式通过移动台UE具有的处理器来进行操作的软件，分别可以被保存到随机接入存储器(RAM)、闪速存储器、只读存储器(ROM)、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘(HDD)、可移动磁盘、CD-ROM、数据库、服务器、其它的合适的任意的存储媒介中。
本国际专利申请基于2016年3月11日申请的日本国专利申请第2016-048755号主张其优先权，并且将日本国专利申请第2016-048755号的全部内容引用到本申请中。
标号说明
1 基站
UE 移动台
101 信号发送单元
102 信号接收单元
103 获取单元
104 选择单元
201 RF模块
202 BB处理模块
203 装置控制模块
204 通信IF

Claims (6)

1.一种基站，其在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站包括：
获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；
选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及
通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，
所述选择单元针对所述2个以上的移动台中的2个移动台的所有组合，分别算出该2个移动台的信道矩阵的相关值，并且选择关于所述2个以上的移动台的组合，以使关于2个移动台的所有组合其相关值成为规定的阈值以下。
2.如权利要求1所述的基站，其中，
所述选择单元在根据所述2个以上的移动台中的2个移动台的信道矩阵算出相关值时，在从信道矩阵中生成的纵向矢量中使用该基站的一部分天线中的纵向矢量来算出相关值。
3.一种基站，该基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站包括：
获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；
选择单元，从所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及
通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，
所述选择单元通过将系统带域整体分割为多个子带，并使用该多个子带中的任意一个子带内的信道矩阵来算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于所述2个以上的移动台的组合。
4.如权利要求3所述的基站，其中，
所述选择单元针对关于所述多个移动台中的、进行基于多用户MIMO的通信的所述2个以上的移动台的组合的各个候选，使用任意一个子带内的信道矩阵来算出正交化权重以及等效信道。
5.如权利要求3所述的基站，其中，
所述选择单元将所述多个移动台分成对应于所述多个子带的数量的多个组，并将所述多个组中的各组与所述多个子带中任意一个子带进行关联，对与所述多个子带中的各子带关联的所述组中所包含的多个移动台中的移动台的组合候选，使用被分配的子带内的信道矩阵算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于所述2个以上的移动台的组合。
6.一种基站，所述基站在具有基站和多个移动台的无线通信系统中与所述多个移动台进行通信，所述基站包括：
获取单元，获取与所述多个移动台的各移动台之间的信道矩阵；
选择单元，在所述多个移动台中，选择关于进行基于多用户MIMO的通信的2个以上的移动台的组合；以及
通信单元，与被选择的所述组合中的所述2个以上的移动台进行基于多用户MIMO的通信，
所述选择单元通过使用切割了所述信道矩阵的一部分的子矩阵来算出正交化权重以及等效信道，从而选择关于进行基于多用户MIMO的通信的所述2个以上的移动台的所述组合。
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