CN108702231B - 发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法 - Google Patents

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Abstract

作为发送装置的基站(1)具有：多个发送天线(15)，它们能够形成指向作为接收装置的多个终端(2)的波束；以及预编码部(12)，其对从多个发送天线(15)发送的发送信号进行外部预编码，多个终端(2)包含作为发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置以及第1接收装置以外的第2接收装置，预编码部(12)对从多个发送天线(15)发送的发送信号进行外部预编码，以使多个接收装置内的第2接收装置中的接收功率为阈值以下。

Description

发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法
技术领域
本发明涉及发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法，特别涉及进行多用户MIMO(Multiple-Input Multiple-Output：多输入多输出)传输的发送装置、接收装置、通信系统和发送预编码方法。
背景技术
近年来，作为以有限的频带实现高速传输的无线通信系统，已积极地研究出对在发送接收机双方设置有多个天线的MIMO系统应用空分复用接入(SDMA：Space DivisionMultiple Access)方式的多用户MIMO(MU(Multi-User)-MIMO)系统。在MU-MIMO系统中，相对于具有多个天线的基站，存在多个具有多个天线的终端，基站在同一无线频带中对多个终端进行同时传输。
在MU-MIMO系统的下行链路即从基站向终端的方向的通信中，从基站向各终端同时发送信号。因此，一般情况下，在终端的接收信号中，不仅包含面向本终端的信号即期望信号，还包含面向其他终端的信号。因此，由于该面向其他终端的信号而产生干扰。将该干扰称作用户间干扰(IUI：Inter-User Interference)。该IUI是MU-MIMO特有的课题。优选尽可能在与终端相比处理量较少且与天线数有关的制约较少的基站侧进行IUI对策。因此，在MU-MIMO系统的下行链路中，基站实施被称作预编码的处理作为IUI对策。预编码表示通过对从多个天线发送的多个信号进行加权而形成波束的处理。
作为在MU-MIMO系统的下行链路中作为IUI对策进行的代表性的预编码方法，广泛研究了块对角化(BD：Block Diagonalization)法。例如参照非专利文献1、2。BD法是如下的预编码方法：以形成使零朝向期望终端以外的方向，即使期望终端以外的终端中的接收功率为0这样的指向性的方式，形成波束空间。通过对全部终端应用BD方法，能够实现不产生IUI的MU-MIMO系统。由此，能够简化终端中的处理和装置结构。
另一方面，作为实现比BD法高的性能的预编码手法，报告了以THP(Tomlinson-Harashima Precoding：汤姆林森-哈拉希玛预编码)法或VP(Vector Perturbation：向量微扰)法为代表的非线性预编码(NLP：Non-Linear Precoding)、具有比BD高的位势的线性预编码即块复用对角化法。THP例如参照非专利文献3、4，VP法参照非专利文献5，块复用对角化法参照非专利文献6。NLP是在发送基站侧预先减去在接收终端产生的IUI的方式，与BD法相比，运算负荷较大，但是可得到优良特性。并且，根据非专利文献6，块复用对角化法需要IUI对策，通过与NLP组合应用，能够得到优良性能。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：M.Rim、“Multi-user downlink beamforming with multipletransmit and receive antennas”、Electron.Lett.、vol.38、no.25、pp.1725-1726、Dec.2002.
非专利文献2：L.U.Choi and R.D.Murch、“A transmit preprocessingtechnique for multiuser MIMO systems using a decomposition approach”、IEEETrans、Wireless Commun.、vol.3、no.1、pp.20-24、Jan.2004.
非专利文献3：M.Costa、“Writing on dirty paper”、IEEE Trans.Inf.Theory、vol.29、no.3、pp.439-441、May 1983.
非专利文献4：H.Harashima and H.Miyakawa、“Matched-transmissiontechnique for channels with intersymbol interference”、IEEE Trans.Commun.、vol.20、Aug.1972.
非专利文献5：B.M.Hochwald、C.B.Peel,and A.L.Swindlehurst、“A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiusercommunication-Part II：Perturbation”、IEEE Trans.Commun.、vol.53、no.3、pp.537-544、March 2005.
非专利文献6：西本浩、平明徳、岡崎彰浩、岡村敦、「マルチユーザMIMO下りリンクにおけるブロック多重対角化法」、電子情報通信学会技術研究報告、RCS2015-101,115(160)、pp.7-12、2015年7月.(西本浩、平明徳、冈崎彰浩、冈村敦、“多用户MIMO下行链路中的块复用对角化法”、电子信息通信学会技术研究报告、RCS2015-101,115(160)、pp.7-12、2015年7月.)
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，作为实现比BD法高的性能的预编码方法，使用NLP法。但是，在NLP法中，基站侧的IUI减法所需要的运算负荷与用户数的平方成比例地增大，因此，在用户数较多的情况下，存在装置规模增大这样的课题。并且，与MU-MIMO的预编码方法无关，在用户数较多的情况下，存在调度复杂化这样的课题。
本发明正是为了解决该课题而完成的，其目的在于，提供在用户数较多的情况下也能够简易地进行IUI对策的发送装置、接收装置、控制站、通信系统和发送预编码方法。
用于解决课题的手段
本发明涉及发送装置，该发送装置具有：多个发送天线，它们能够形成指向多个接收装置的波束；以及外部预编码部，其对从所述多个发送天线发送的发送信号进行外部预编码，所述多个接收装置包含作为所述发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，所述外部预编码部对从所述多个发送天线发送的所述发送信号进行所述外部预编码，以使所述多个接收装置内的所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下。
发明效果
根据本发明，在MU-MIMO下行链路中，对用户群进行通过BD法求出的发送预编码，能够在空间上对多个用户群进行正交分离，由此，MU-MIMO下行链路整体能够分割成每个用户群的小规模的MU-MIMO下行链路问题，因此，发挥在用户数较多的情况下也能够简易地进行IUI对策这样的优良效果。
附图说明
图1是示出本发明中作为对象的MU-MIMO系统的图。
图2是说明本发明的原理即用户分群的图。
图3是说明实施了本发明的原理即用户分群的情况下的群内的IUI消除的图。
图4是说明本发明的原理的图。
图5是示出本发明的实施方式1中的基站装置的结构的一例的图。
图6是示出本发明的实施方式1中的预编码部的结构的一例的图。
图7是示出本发明的接收装置的结构的一例的图。
图8是示出本发明的预编码部的硬件的结构的一例的图。
图9是示出本发明的预编码部的CPU的结构的一例的图。
图10是示出本发明的预编码部中的处理步骤的一例的流程图。
图11是示出本发明的排序部中的处理步骤的一例的流程图。
图12是示出本发明的实施方式1中的基站的结构的一例的图。
图13是示出本发明的实施方式1中的预编码部的结构的一例的图。
图14是示出本发明的实施方式2中的发送装置的结构的图。
图15是示出本发明的实施方式2中的基站的结构的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式的发送装置、通信系统和发送预编码方法进行详细说明。另外，本发明不受该实施方式限定。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的通信系统的结构例的图。如图1所示，本实施方式的通信系统具有基站1、多个终端2-1～2-m、控制站3。终端2-1～2-m是用户终端。m为2以上的整数。下面，有时将终端2-1～2-m称作用户。并且，在不区分地表示终端2-1～2-m的情况下记作终端2。基站1具有多个天线15-1～15-T，终端2-1～2-m具有1个以上的天线21。终端2与基站1进行基于无线通信的双向通信。并且，控制站3与基站1连接。控制站3实施从超过m台的通信候选终端中选择作为通信对象的m台终端的调度。在以后说明的本发明的实施方式中，举例说明如下情况：利用控制站3实施调度，选择终端2-1～2-m作为通信对象，向基站1通知该选择信息。控制站3与基站1利用通信线路连接，但是，也可以在控制站3与基站1之间进行无线通信。
在本实施方式中，对下行链路通信进行说明。下行链路通信是从基站1向终端2的通信。因此，基站1是发送装置，终端2是接收装置。在本实施方式的通信系统中，在下行链路通信中使用MU-MIMO方式，基站1能够对从多个天线发送的发送信号实施预编码，形成指向多个终端2的发送波束。另外，基站1与终端2也可以进行终端2为发送装置且基站1为接收装置的通信即上行链路通信。上行链路的通信方法可以是任意的通信方式。
这里，首先对本实施方式中的用语进行说明。下面，将物理上的发送天线和接收天线称作“天线”，将一个装置具有的多个天线的排列即天线组称作“阵列”。或者，为了简便，有时将与阵列对应的多个信号排列也简称作阵列。并且，将多个发送天线的排列称作“发送阵列”，将多个接收天线的排列称作“接收阵列”。将在对发送阵列或接收阵列乘以表示权重的矩阵即权重矩阵的情况下观测到的实效的天线数量称作“分支”。接收侧的分支即接收分支的数量是向作为接收装置的终端2并行发送的数据的数量，是在终端2中相乘的权重矩阵即接收权重矩阵的行数。发送侧的分支即发送分支的数量是在作为发送装置的基站1中相乘的权重矩阵即发送权重矩阵，即发送预编码的列数。
终端2具有的天线21的数量没有制约，在天线数按照每个终端2而不同的情况下、接收分支数按照每个终端2而不同的情况下也能够应用本发明。但是，为了简化说明，在以下说明中，终端2具有的天线21的数量设为R(R为1以上的整数)个而与终端无关。并且，在终端2中，设对接收阵列乘以Nw(Nw≦R)个权重矩阵。因此，从作为发送装置的基站1观测到的每个终端2的接收分支数为Nw个而与终端2无关。由此，全部终端的分支数即总接收分支数Nw,total为Nw,total＝Σk＝1 m(Nw)＝m×Nw。这里，接收阵列中应用的权重是在预编码矩阵的计算中假设的，能够应用任意的权重。例如，Nw＝R时的权重可以是单位矩阵，或者也可以是传输路径矩阵的固有向量矩阵，可以对接收权重矩阵使用任意矩阵。另外，在以下说明中，设基站1的天线数T和终端2的接收分支数Nw满足T≧Nw,total＝m×Nw的关系。
在本实施方式中，设将合计m台终端2分割成C个(C≦m)群组(以后称作用户群或简称作群)。在以后说明的本实施方式中，为了简化说明，设用户群中包含的终端数在全部用户群中相同，设用户群中包含的终端2的终端数为p。即，设满足m＝p×C。但是不限于此，用户群中包含的终端数也可以按照每个用户群而不同。
接着，通过数学式对采用MU-MIMO方式的本实施方式的通信系统中的下行链路通信进行模型化。设向终端2-i(i＝1,…,m)发送的发送信号向量为si(t)，设表示针对终端2-i的功率分配的矩阵即发送功率分配矩阵为Pi，设与终端2-i对应的预编码矩阵即波束形成矩阵为Bi。并且，设从基站1的天线到终端2-i的天线的R行T列的真的传输路径矩阵为H(hat)i，设终端2-i的Nw行R列的接收权重矩阵为Wi，设终端2-i的接收权重相乘前的真的接收信号向量为yi(t)。进而，设终端2-i的接收权重相乘后的接收信号向量为ri(t)，设从基站1的天线15到终端2-i的天线21的传输路径中的真的接收热噪声向量为n(hat)i(t)。此时，通过数学式对本实施方式的通信系统进行模型化而成的系统模型能够利用以下的式(1)进行定义。
【数学式1】
进而，设将接收权重矩阵Wi和真的传输路径矩阵H(hat)i相乘而成的Nw行T列的矩阵为新的传输路径矩阵Hi，设将真的接收热噪声向量n(hat)i(t)和接收权重矩阵Wi相乘而成的Nw维向量为新的接收热噪声向量ni(t)时，系统模型能够利用以下的式(2)表示。
【数学式2】
上述式(2)能够如以下的式(3)那样表现。
【数学式3】
这里，H(bar)是表示从接收权重相乘后的基站1的天线到全部终端2的全部分支的传输路径的Nw,total行T列的系统传输路径矩阵，B(bar)是基站1中的针对全部终端2的T行Nst列的系统预编码矩阵。P(bar)是确定针对全部终端2的发送功率分配的矩阵即系统发送功率矩阵，s(bar)(t)是表示针对全部终端2的发送信号的Nst维系统发送向量，n(bar)(t)是接收权重相乘后的针对全部终端2的噪声向量即Nw,total维系统噪声向量。如以下的式(4)所示，H(bar)与B(bar)之积能够理解成基于发送波束形成的实效的系统传输路径矩阵H(bar)e。
【数学式4】
在式(4)所示的实效的系统传输路径矩阵H(bar)e中，使用仅保留块对角项即HiBi的成分而设除此以外的成分即非块对角项为零矩阵O的预编码矩阵的预编码方法是BD法。BD法是如下的预编码方法：以形成使零朝向作为发送信号的发送目的地的一个以上的终端以外的其他终端，即使该其他终端中的接收功率为阈值以下这样的指向性的方式，形成波束空间。由此，发送信号的发送目的地终端中的接收功率大于阈值，其他终端中的接收功率为阈值以下。在本实施方式中，如以下详细说明的那样，将对多个用户进行分组而成的用户群作为虚拟的用户(虚拟用户)进行处理，对虚拟用户应用BD法。由此，能够消除虚拟用户间的干扰即用户群间干扰(IUCI：Inter-User-Cluster Interference)，能够将MU-MIMO下行链路整体细分化成各用户群内的小规模的MU-MIMO下行链路问题。
接着，对本实施方式中实施的外部预编码处理进行说明。以下说明的预编码处理可以在OFDM或单载波块传输中按照每个离散频率而独立实施，也可以与频率无关地在频带整体中统一实施。
在以下所示的外部预编码矩阵计算的过程中，需要下行链路方向的传输路径矩阵的信息即传输路径信息。预编码器取得传输路径矩阵的方法没有特别制约，但是，例如，在采用下行链路和上行链路中以不同频率进行通信的频分双工(FDD：Frequency DivisionDuplex)的通信系统的情况下，使用从终端2接收到的终端2中估计出的传输路径信息。在下行链路和上行链路通过时分双工(TDD：Time Division Duplex)进行通信的通信系统的情况下，能够利用发送接收的可逆性。因此，该情况下，能够根据从终端2接收到的信号估计上行链路方向的传输路径，使用估计出的传输路径作为下行链路的传输路径信息。传输路径估计的方法如上所述可以使用任意方法，例如，能够使用利用导频信号的估计方法。
作为例子，针对终端2的终端数m＝16、各终端2的接收分支数Nw＝2、基站1的发送天线数T＝32、用户群数C＝4、群内终端数p＝4的情况，例示实效的系统传输路径矩阵的图像进行说明。设终端2-1～2-4为群1、终端2-5～2-8为群2、终端2-9～2-12为群3、终端2-13～2-16为群4进行分组，分别设为虚拟用户1～4，对虚拟用户1～4应用BD法。由此，发送信号的发送目的地群中包含的终端2中的接收功率大于阈值，其他群中包含的终端2中的接收功率为阈值以下。各虚拟用户的接收分支数为p×Nw＝8，因此，得到的各虚拟用户1～4的预编码矩阵成为32行8列的矩阵。将其称作外部预编码矩阵。当设与群j对应的外部预编码矩阵为Boj时，将系统传输路径矩阵与外部预编码矩阵相乘而成的实效的系统传输路径矩阵如图2所示。即，能够抑制IUCI。
通过外部预编码实现用户群间的空间正交，但是，用户群内的IUI依然保留。这里，作为例子，举出群1。群1中包含终端2-1～2-4，与各终端2-1～2-4对应的实效的传输路径矩阵是H1Bo1、H2Bo1、H3Bo1、H4Bo1。将它们理解成新的传输路径矩阵，使用它们进行解决4用户间的IUI的内部预编码。在内部预编码中，能够应用以往公开的MU-MIMO用预编码技术，能够应用以BD法为代表的线性预编码、以THP法或VP法为代表的NLP法。并且，还能够按照每个用户群应用不同的内部预编码法。这里，为了简便，例示应用BD法作为内部预编码的情况。当设利用BD法计算出的面向终端2-1～2-4的8行2列的内部预编码矩阵分别为Bi1-1～Bi1-4时，应用外部预编码和内部预编码的实效的传输路径矩阵如图3所示。即，与各终端2-1～2-4对应的实效的传输路径矩阵分别为H1Bo1Bi1-1、H2Bo1Bi1-2、H3Bo1Bi1-3、H4Bo1Bi1-4。由此，能够抑制用户群1内的IUI。
对用户群2、3、4也同样应用上述内部预编码时，其结果是，能够实现图4所示的全部终端2空间正交的MU-MIMO环境。这里，面向终端2-1的预编码矩阵为B1＝Bo1Bi1-1，面向终端2-2的预编码矩阵为B2＝Bo1Bi1-2，面向终端2-3的预编码矩阵为B3＝Bo1Bi1-3，面向终端2-4的预编码矩阵为B4＝Bo1Bi1-4。并且，终端2-5包含在用户群2中，因此，面向终端2-5的预编码矩阵为B5＝Bo2Bi2-1，同样，面向终端2-6的预编码矩阵为B6＝Bo2Bi2-2。这样，在图4中，集中起来统一表记外部预编码矩阵和内部预编码矩阵。上述例子中的系统预编码矩阵B(bar)成为在列方向上排列B1～B16而成的T行(m×Nw)列矩阵。在上述例子中，在内部预编码中也使用BD法，因此，其结果是，实现与对MU-MIMO系统整体应用BD法时相同的环境。
以上对本发明的实施方式的发送预编码方法的原理进行了说明。本发明以用户群为单位应用BD法作为外部预编码，由此抑制IUCI。在上述说明中，为了便于说明分割实效的传输路径空间的过程，首先说明外部预编码，接着说明内部预编码，但是，实际的发送信号处理的步骤是，首先实施内部预编码，接着实施外部预编码。并且，在上述说明中，为了简化说明，省略确定发送功率分配的系统发送功率矩阵P(bar)进行了说明，但是，功率分配也可以应用于实施预编码的面向各终端2的信号，还可以在内部预编码矩阵和外部预编码矩阵中包含功率分配。并且，在上述例子中，示出了使用BD法即线性预编码作为内部预编码的例子，但是不限于此，将传输路径矩阵与外部预编码相乘而成的矩阵理解成新的传输路径矩阵，由此，还能够应用以THP法或VP法为代表的NLP法作为内部预编码。
接着，使用具体的结构例对本实施方式进行说明。图5是示出本实施方式的基站1的结构例的图。基站1具有一次调制部11-1～11-m、预编码部12、排序部13、发送波形整形部14-1～14-T、天线15-1～15-T和接收机16。一次调制部11-i(i＝1,…,m)至少设置有与终端2的个数相同的个数。各一次调制部11-i对向各终端2-i发送的发送信号进行一次调制，将一次调制后的发送信号输出到预编码部12输出。一次调制部11-i进行的一次调制例如包含信道编码、针对QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交振幅调制)符号等一次调制符号的映射。并且，在使用单载波块传输方式时，一次调制部11-i进行的一次调制还包含离散傅里叶变换处理。一次调制部11-1～11-m是按照每个作为接收装置的终端2生成向终端2发送的发送信号的信号生成部。
预编码部12对由一次调制部11-1～11-m生成的发送信号进行用户分群即信号的重新排列和分组后，按照每个用户群实施内部预编码，然后，对全部用户群的信号实施外部预编码，将对应用预编码后的全部发送信号进行复用而成的信号输出到发送波形整形部14-1～14-T。
图6是示出预编码部12的内部结构的图。预编码部12由用户分群部121、内部预编码部122-1～122-C、外部预编码部123、复用部124、外部预编码计算部125、内部预编码计算部126构成。
对这些各结构进行具体说明。
用户分群部121针对从一次调制部11-1～11-m输出的一次调制后的各用户的发送信号，按照由排序部13决定的用户排序信息对信号的排列顺序进行变更，将其输出到内部预编码部122-1～122-C。此时，当设排列顺序变更后的发送信号为s121-1-1、s121-1-2、…、s121-1-p、s121-2-1、s121-2-2、…、s121-2-p、…、s121-C-1、s121-C-2、…、s121-C-p时，排列顺序变更后的发送信号依次按照每p个分配给用户群1、用户群2、…、用户群C，用户群j(j＝1、…、C)的信号分别被输出到内部预编码部122-j。另外，p为1以上的整数。
在内部预编码部122-1～122-C中，输入各虚拟用户1～C即分别为p个终端的信号组，进行解决终端间的IUI的处理。通过后述下级的外部预编码部123实现用户群间的正交转换，但是，用户群内的IUI保留。在解决该问题时，能够应用以往公开的MU-MIMO用预编码技术，能够应用以BD法为代表的线性预编码、以THP法或VP法为代表的NLP法。在内部预编码部122-1～122-C中，使用任意方法作为内部预编码，应用于输入信号。假设应用此时需要的外部预编码的实效的传输路径矩阵和内部预编码矩阵的信息从内部预编码计算部126供给。消除IUI后的各信号被输出到外部预编码部123。
在外部预编码部123中，对输入的各p个虚拟用户信号乘以外部预编码矩阵。外部预编码矩阵的信息从外部预编码计算部125供给。通过外部预编码消除IUCI后的各信号被输出到复用部124。
在复用部124中，对输入的m(＝p×C)台终端的应用内部预编码和外部预编码后的全部信号相加，将其输出到发送波形整形部14-1～14-T。
在外部预编码计算部125中，对C个虚拟用户即用户群应用BD法，计算外部预编码矩阵。计算中使用的m台终端的基站-终端间的传输路径信息、功率分配信息、用户排序信息从排序部13供给。在基于BD法的计算中，将各虚拟用户的传输路径作为(p×Nw)行T列的矩阵进行处理。通过对虚拟用户应用BD法，虚拟用户间即用户群间的IUCI得到抑制，C个用户群能够形成相互正交的空间。计算出的外部预编码矩阵的信息被输入到外部预编码部123。
在内部预编码计算部126中，计算用于解决各用户群的IUI的内部预编码矩阵。计算中使用的各用户群的外部预编码矩阵的信息从外部预编码计算部125供给，基站-终端间的传输路径信息、功率分配信息、用户排序信息从排序部13供给。在内部预编码计算部126中，对各用户群应用任意的MU-MIMO用预编码，计算内部预编码矩阵。计算出的内部预编码矩阵的信息被输入到内部预编码部122-1～122-C。通过使用计算出的矩阵在内部预编码部122-1～122-C中实施内部预编码，各用户群内的p台终端间的IUI得到消除。
排序部13指示预编码部12决定预编码中的终端2的排序、C个用户群的结构(即决定各用户群中包含的终端)、针对终端2的功率分配。并且，对预编码部12供给全部终端2的基站-终端间的传输路径矩阵信息。
发送波形整形部14-1～14-T针对由预编码部12预编码后的信号，分别进行二次调制、数字模拟(D/A)转换、从基带频率到无线频率的转换等，分别经由天线15-1～15-T发送处理后的信号。关于二次调制，例如在应用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex：正交频分多路复用)等多载波方式的情况下是多载波调制，在应用单载波块传输等单载波方式的情况下是单载波调制。二次调制的调制方式没有制约，也可以进行上述OFDM、单载波块传输以外的调制。发送波形整形部14-1～14-T在应用OFDM、单载波块传输等块传输的情况下，例如在D/A转换前进行离散傅里叶逆变换和CP(Cyclic Prefix：循环前缀)附加处理。另外，块传输表示以OFDM、单载波块传输为代表通过离散傅里叶变换处理和CP附加而使信号成块的方式。发送波形整形部14-1～14-T中的信号处理可以是数字处理，也可以是模拟处理。另外，从一次调制部11-1～11-m向预编码部12输入的发送信号对应于式(3)中的s(bar)(t)，从预编码部12向发送波形整形部14-1～14-T输出的输出信号对应于式(3)中的B(bar)×P(bar)×s(bar)(t)。但是，在内部预编码部122-1～122-C中的任意内部预编码部中应用NLP法的情况下，对信号s(bar)(t)实施非线性处理，因此，从预编码部12输出的信号未必能由B(bar)×P(bar)×s(bar)(t)这种线性模型表现。
通过由预编码部12实施预编码，多个发送天线即天线15-1～15-T能够分别向多个终端2发送多个信号。
接收机16对从终端2经由天线15-1～15-T接收到的接收信号实施接收处理。另外，这里示出天线15-1～15-T是发送接收天线的例子，但是，也可以仅使用天线15-1～15-T作为发送天线，不同于天线15-1～15-T而具有T个接收天线。但是，在预编码部12的预编码矩阵的计算中，在基站1使用上行链路的传输路径的估计结果作为下行链路的传输路径信息的情况下，天线15-1～15-T必须是发送接收天线，接收机16根据从天线15-1～15-T接收到的接收信号进行传输路径的估计。传输路径的估计方法可以使用任意方法，例如，能够采用使用作为已知信号的导频信号的估计方法等。具体而言，从终端2发送在终端2的多个天线间正交的导频信号，在基站1的接收机16中，能够根据正交导频来识别终端2的各天线，从而估计传输路径。并且，在预编码矩阵的计算中，在基站1使用从终端2接收到的传输路径信息的情况下，接收机16将接收到的传输路径信息经由排序部13供给到预编码部12。
图7是示出本实施方式的终端2的结构例的图。如图7所示，各终端2具有天线21-1～21-R、接收波形整形部22-1～22-R、解码部23、解调部24和发送机25。
接收波形整形部22-1～22-R分别对由天线21-1～21-R接收到的接收信号进行从无线频率转换成基带频率的处理、模拟数字(A/D)转换和信号滤波处理等接收波形整形处理，将处理后的接收信号输出到解码部23。信号滤波处理例如是提取期望频带的信号的处理。并且，在应用块传输方式的情况下，接收波形整形部22-1～22-R还实施CP去除处理和离散傅里叶变换处理。
解码部23对从接收波形整形部22-1～22-R输入的接收信号进行用于提取期望信号即发往本终端的信号的处理，将处理后的信号输出到解调部24。另外，将该“用于提取发往本终端的信号的处理”称作MIMO解码处理，对其容后再述。解码部23是在从基站1接收到的信号中提取期望信号的解码器。解码部23在MIMO解码处理的过程中实施传输路径的估计处理。
解调部24对从解码部23输出的信号进行解映射处理和信道解码处理等解调处理，对从基站1发送的信号进行复原。并且，在应用单载波块传输方式的情况下，解调部24实施对频率失真进行补偿的均衡处理和离散傅里叶逆变换处理。并且，在使用THP法作为基站1的内部预编码的情况下，在解调部24的解映射处理之前进行modulo运算(取模运算)，在使用VP法作为内部预编码的情况下，在解调部24的解映射处理之前进行扰动向量减法处理。接收波形整形部22-1～22-R中的信号处理可以是数字处理，也可以是模拟处理。
发送机25生成发送信号并从天线21-1～21-R发送到基站1。另外，这里示出天线21-1～21-R是发送接收天线的例子，但是，也可以不同于天线21-1～21-R而具有发送天线。但是，在基站的预编码矩阵的计算中，在基站1使用从终端2接收到的传输路径信息的情况下，发送机25从解码部23取得解码部23估计出的传输路径的信息即传输路径信息，向基站1发送传输路径信息。并且，在基站1的预编码矩阵的计算中，在基站1使用上行链路的传输路径的估计结果作为下行链路的传输路径信息的情况下，天线21-1～21-R是发送接收天线，发送机25从天线21-1～21-R发送发送信号。
接着，对本实施方式的基站1和终端2的硬件结构进行说明。构成图5所示的基站1的各结构要素能够分别作为电子电路和天线等硬件来实现。一次调制部11-1～11-m是映射器或调制器，在一次调制中包含离散傅里叶变换处理的情况下，追加离散傅里叶变换处理电路。预编码部12是实施预编码的处理电路，排序部13是进行排序的处理电路。发送波形整形部14-1～14-T是发送波形整形电路，具体而言，由D/A转换器、滤波器、频率转换器等构成。并且，在发送波形整形部14-1～14-T进行CP附加、离散傅里叶逆变换处理的情况下，发送波形整形部14-1～14-T具有CP附加电路、离散傅里叶逆变换处理电路。
实现预编码部12和排序部13的处理电路可以是专用硬件，也可以是具有存储器和执行存储器中存储的程序的CPU(Central Processing Unit：也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器))的控制电路。这里，存储器例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read OnlyMemory：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disk：数字多用盘)等。
在预编码部12和排序部13由专用硬件实现的情况下，它们例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并列程序化的处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：面向特定用途的集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或将它们组合而成的部件。在处理电路由专用硬件实现的情况下，该处理电路例如是图8所示的处理电路500。
在预编码部12和排序部13由具有CPU的控制电路实现的情况下，该控制电路例如是图9所示的结构的控制电路400。如图9所示，控制电路400具有CPU即处理器401和存储器402。在预编码部12和排序部13如图9所示由控制电路400实现的情况下，通过处理器401读出并执行存储器402中存储的与预编码部12和排序部13各自的处理对应的程序来实现。并且，存储器402还用作处理器401实施的各处理中的临时存储器。
并且，与上述预编码部12和排序部13同样，一次调制部11-1～11-m和发送波形整形部14-1～14-T中的至少一部分也可以由作为专用硬件的处理电路或控制电路400实现。
图7所示的构成终端2的各结构要素能够分别作为电子电路和天线等硬件来实现。接收波形整形部22-1～22-R是接收波形整形电路，具体而言，由A/D转换器、滤波器、频率转换器等构成。并且，在接收波形整形部22-1～22-R进行CP去除、离散傅里叶变换处理的情况下，接收波形整形部22-1～22-R具有CP去除电路、离散傅里叶变换处理电路。解码部23是处理电路，解调部24是解调器或去映射器。在解调部24进行均衡处理、离散傅里叶逆变换处理等的情况下，解调部24包含均衡器、离散傅里叶逆变换电路等。
实现解码部23的处理电路可以由专用硬件实现，也可以由上述图9所示的控制电路400实现。在解码部23由图9所示的控制电路400实现的情况下，通过处理器401读出并执行存储器402中存储的与解码部23的处理对应的程序来实现。并且，与上述解码部23同样，接收波形整形部22-1～22-R和解调部24中的至少一部分也可以由作为专用硬件的处理电路或控制电路400实现。
图10是示出本实施方式的预编码部12中的处理步骤的一例的流程图。首先，预编码部12根据由排序部13决定的顺序和用户群结构，计算全部用户群的外部预编码矩阵(步骤S12-1)。这相当于外部预编码计算部125的处理。接着，根据在步骤S12-1中求出的外部预编码矩阵和从排序部13输入的传输路径矩阵，计算每个用户群的内部预编码矩阵(步骤12-2)。这相当于内部预编码计算部126的处理。在计算出外部预编码矩阵和内部预编码矩阵后，根据由排序部13通知的用户排序信息，如构成用户群1～C那样重新排列全部终端2的发送信号(步骤S12-3)。这相当于用户分群部121的处理。针对重新排列后的信号，按照每个用户群实施内部预编码(步骤S12-4)。这相当于内部预编码部122-1～122-C的处理。针对通过内部预编码消除了各用户群内的IUI后的信号实施外部预编码(步骤S12-5)。这相当于外部预编码部123的处理。最后，将全部终端2的应用预编码后的信号相加(步骤S12-6)。这相当于复用部124的处理。
接着，对排序部13的处理进行说明。为了在预编码部12中进行用户分群，排序部13决定用户群结构和终端2的排列顺序。以后，将决定用户群结构和终端2的排列顺序称作用户排序，将与用户群结构和终端2的排列顺序有关的信息称作用户排序信息。并且，排序部13决定针对各终端2的功率分配。
图11是示出本实施方式的排序部13的处理步骤的一例的流程图。排序部13通过后述的任意方法决定终端2的用户群结构(步骤S13-1)，决定用户群内的终端2的顺序(步骤S13-2)。排序部13向预编码部12通知已决定的用户排序信息。作为决定用户群结构的方法，例如可举出对相邻终端彼此的地理位置特别是从基站1观察的方位角较近的终端彼此或不同的终端彼此进行分组、或者对与基站1之间的距离较近的终端彼此或距离较远的终端彼此进行分组、或者对相邻终端彼此的传输路径矩阵的相关性即所述终端间的传输路径矩阵的互相关矩阵的对角项的大小较高的终端彼此或较低的终端彼此进行分组、或者对要求的传输速度相同的终端彼此或不同的终端彼此进行分组、或者对移动速度相同的终端彼此或不同的终端彼此进行分组等，但是不限于此。作为决定用户群内的终端2的顺序的方法，例如，可举出设为各终端2的传输路径增益(传输路径矩阵的弗罗贝尼乌斯范数的平方)从大到小的顺序或从小到大的顺序、或者设为各基站1与终端2之间的传输路径矩阵具有的非负固有值或非负奇异值从大到小的顺序或从小到大的顺序、或者进行排序以使相邻终端彼此的地理位置例如从基站1观察的方位角较近或较远、或者进行排序以使与基站1之间的距离较近或较远、或者进行排序以使相邻终端彼此的传输路径矩阵的相关性即所述终端间的传输路径矩阵的互相关矩阵的对角项的大小较高或较低等，但是不限于此。
排序部13决定终端2的功率分配(步骤S13-3)。排序部13向预编码部12通知功率分配的结果即分配给各终端2的功率。此时，与功率分配信息一起，向预编码部12还通知应用用户排序即基于已决定的终端的排列顺序的基站-终端2间的传输路径信息。关于功率分配，例如可举出根据终端2的传输路径增益按照注水定理来实施、或者进行分配以使对全部终端2的接收品质进行均等化即传输路径增益与分配的功率之积在全部终端2之间成为相同值等，但是不限于此。另外，上述步骤S13-1～S13-2和步骤S13-3的顺序也可以相反。即，也可以按照步骤S13-3、S13-1、S13-2的顺序实施。
接着，对终端2的解码部23中的处理进行说明。这里，考虑使用上述本实施方式的系统预编码矩阵即在列方向上排列B1～Bm而成的T行(m×Nw)列的矩阵在接收由基站1形成的波束的作为接收装置的终端2中观测到的传输路径成分。通过发送基站中的预编码解决全部IUI，因此，使用在终端2-i中观测到的实效的传输路径矩阵中的期望成分即HiBi实施MIMO解码处理即可。
终端2的解码部23根据接收信号ri(t)，检测向终端2-i发送的发送信号si(t)。能够通过一般的MIMO解码处理来实现从接收信号ri(t)中检测发送信号si(t)。例如，如“T.Ohgane,T.Nishimura,and Y.Ogawa、“Applications of Space DivisionMultiplexing and Those Performance in a MIMO Channel”、IEICE Trans.Commun.、vol.E88-B、no.5、pp.1843-1851、May 2005.”中记载的那样，能够应用以ZF(Zero-Forcing：迫零)、最小均方误差(MMSE：Minimum Mean Square Error)基准为代表的线性检测法。或者，还能够应用以最大似然估计或干扰消除器(IC：Interference Canceller)为代表的非线性检测法，可以使用任意的MIMO解码处理。另外，关于解码部23进行的MIMO解码处理，可以代替对接收权重相乘后的ri(t)实施信号处理而对接收权重相乘前的yi(t)实施信号处理。该情况下的MIMO解码处理也与一般的MIMO解码处理相同。
在上述说明中，设基站1的天线数T和终端2的接收分支数满足T≧Nw,total-Nw＝(m-1)×Nw的关系，但是，终端2具有的天线的数量没有制约，在天线数按照每个终端2而不同的情况下或接收分支数按照每个终端2而不同的情况下，也能够应用本发明。只要终端2-j的天线数NR,j和分支数Nw,j满足NR,j≧Nw,j的关系，当设针对期望终端2-i的IUI终端为终端2-j时在基站1与任意期望终端2的关系中均满足T≧(Σk＝1 m(Nw,k))，就能够应用本发明。
并且，在上述说明中，如图1所示，例示了实施调度的控制站3与基站1独立存在的形式，但是不限于此，也可以在同一装置内存在控制站3和基站1。
并且，在上述图5中，示出了具有排序部13的例子，但是，也可以不具有排序部13而成为图12所示的结构。图12是示出不具有排序部13的基站1a的结构例的图。在图12中，对具有与图5的基站1相同的功能的结构要素标注与图5相同的标号。由此可知，图12和图5的不同之处在于，在图12中未设置排序部13，以及代替图5的预编码部12而设置预编码部12a，其他结构相同。在图12所示的基站1a中，不由排序部13进行重新排列，但是，预编码部12a能够通过决定上述用户群结构和群内终端排列顺序来实施用户分群。即，排序部13的功能包含在预编码部12a中。因此，在图12所示的基站1a中，与图5的基站1的外部预编码同样，能够形成正交的用户群。
并且，在上述图6中，示出了内部预编码部122-1～122-C和外部预编码部123独立实施预编码的例子，但是不限于此，如图13所示，也可以构成为统一实施内部预编码和外部预编码。图13是示出具有统一实施内部预编码和外部预编码的统一预编码部127的预编码部12b的结构例的图。在图13中，对具有与图6的预编码部12相同的功能的结构要素标注与图6相同的标号。由此可知，图6和图13的不同之处在于，在图13中代替图6的内部预编码部122-1～122-C和外部预编码部123而设置统一预编码部127，以及代替图6的内部预编码计算部126而设置统一预编码计算部128。其他结构图6和图13相同。在图13所示的预编码部12b中，统一预编码部127实施统一进行上述内部预编码和外部预编码的统一预编码。统一预编码使用从统一预编码计算部128供给的预编码矩阵。在统一预编码计算部128中，根据从外部预编码计算部125输入的外部预编码矩阵计算内部预编码矩阵，求出将外部预编码矩阵和内部预编码矩阵相乘而成的矩阵即系统预编码矩阵B(bar)，将其输出到统一预编码部127。在图13所示的预编码部12b中，也能够实现与图6的预编码部12相同的预编码。
如上所述，在本实施方式中，基站1将对多个终端2进行分组而成的用户群作为虚拟用户进行处理，对虚拟用户实施应用BD法的外部预编码，由此，能够消除IUCI。根据本实施方式，对用户群进行通过BD法求出的发送预编码，由此能够在空间上对多个用户群进行正交分离，由此，能够将MU-MIMO下行链路整体细分化成各用户群的小规模的MU-MIMO下行链路问题。由此，可得到如下效果：在用户数较多的情况下，装置规模也不会增大，并且，调度也不会复杂化，能够简易地解决MU-MIMO下行链路的课题。
实施方式2
图14是示出本发明的实施方式2的通信系统的结构例的图。但是，在图14中，省略终端2的图示。如图14所示，本实施方式的通信系统具有控制站3a和多个基站1b-1～1b-q。基站1b-1～1b-q由控制站3a来控制。q为2以上的整数。在上述实施方式1中，对通过基站1搭载的天线15-1～15-T形成波束的例子进行了说明。不限于此，在T个天线分散搭载于多个基站的情况下，也能够使用与实施方式1相同的系统预编码矩阵。因此，在本实施方式中，对T个天线分散搭载于多个基站的情况进行说明。另外，在不区分地表示基站1b-1～1b-q的情况下记作基站1b。在本实施方式中，设基站1b-1～1b-q具有的天线的数量的总数为T。并且，与实施方式1同样，控制站3a实施从超过m台的通信候选终端中选择作为通信对象的m台终端的调度，在以后说明的实施方式中，利用控制站3a实施调度，选择终端2-1～2-m作为通信对象。
如图14所示，控制站3a具有预编码计算部31、排序部32和发送接收机33。预编码计算部31实施与合并实施实施方式1的预编码部12b中的外部预编码计算部125和统一预编码计算部128的处理相同的处理。即，预编码计算部31针对作为基站1b-1～1b-q发送的发送信号的发送目的地的终端2，在分组成多个用户群后，计算通过BD法解决IUCI的外部预编码矩阵和用于解决各用户群内的IUI的内部预编码矩阵，求出将外部预编码矩阵和内部预编码矩阵相乘而成的系统预编码矩阵，将其输出到发送接收机33。但是，经由发送接收机33从基站1b-1～1b-q接收在系统预编码矩阵的计算中使用的传输路径信息。基站1b-1～1b-q取得传输路径信息的方法与实施方式1相同。排序部32实施与实施方式1的排序部13相同的处理。发送接收机33进行从基站1b-1～1b-q接收到的信号的接收处理和向基站1b-1～1b-q发送的信号的发送处理。发送接收机33分别向基站1b-1～1b-q发送由预编码计算部31计算出的预编码矩阵即系统预编码矩阵、由排序部32计算出的用户排序信息和功率分配信息。基站1b-1～1b-q分别具有1个以上的发送天线。
图15是示出本实施方式的基站1b的结构例的图。如图15所示，基站1b在实施方式1的基站1中追加发送接收机17，代替预编码部12b而具有预编码部12c，除此以外与实施方式1的基站1a相同。但是，发送波形整形部和天线的数量分别为D个。D为1以上的整数。具有与实施方式1相同的功能的结构要素标注与实施方式1相同的标号并省略重复说明。
发送接收机17进行从控制站3a接收到的信号的接收处理和向控制站3a发送的信号的发送处理。发送接收机17从接收机16取得传输路径信息并发送到控制站3a。并且，发送接收机17将从控制站3a接收到的系统预编码矩阵信息、传输路径矩阵信息、用户排序信息和功率分配信息输出到预编码部12c。预编码部12c乘以根据从发送接收机17接收到的功率分配而生成的功率分配矩阵Pi，进而将从发送接收机17接收到的系统预编码矩阵B(bar)与从一次调制部11-1～11-m输出的发送信号相乘，将相乘结果输出到发送波形整形部14-1～14-D，并通过天线15-1～15-D发送信号。在预编码部12c中，不仅可以使用线性预编码，还可以使用系统预编码矩阵和传输路径矩阵对发送信号应用NLP法。
接着，对控制站3a和基站1b的硬件结构进行说明。基站1b的结构要素中的与实施方式1相同的结构要素能够由实施方式1中叙述的硬件结构来实现。控制站3a的预编码计算部31和排序部32是处理电路。与实现实施方式1的预编码部12、12a、12b和排序部13的处理电路同样，预编码计算部31和排序部32可以是专用硬件，也可以是具有存储器和执行存储器中存储的程序的CPU的控制电路。实现预编码计算部31和排序部32的控制电路例如是图9所示的控制电路400。并且，预编码部12c也是处理电路，该处理电路也可以是专用硬件，还可以是具有存储器和执行存储器中存储的程序的CPU的控制电路。实现预编码部12c的控制电路例如是图9所示的控制电路400。
控制站3a的发送接收机33由发送机和接收机构成。基站1b的发送接收机17也由发送机和接收机构成。
如上所述，在本实施方式中，控制站3a计算与实施方式1相同的系统预编码矩阵B(bar)，向基站1b通知系统预编码矩阵B(bar)、传输路径矩阵、用户排序信息和功率分配信息。因此，在具有多个基站1b的情况下，也能够得到与实施方式1相同的效果。
另外，上述实施方式1、2所示的结构示出本发明的内容的一例，也能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。

Claims (20)

1.一种发送装置，该发送装置具有：
多个发送天线，它们能够形成指向多个接收装置的波束；以及
外部预编码部，其对从所述多个发送天线发送的发送信号进行线性预编码，其中，
所述多个接收装置包含作为所述发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，
所述外部预编码部对从所述多个发送天线发送的所述发送信号进行所述线性预编码，以使所述多个接收装置内的所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下，
所述发送装置还具有内部预编码部，该内部预编码部对从所述多个发送天线发送的所述发送信号实施用于事前去除所述第1接收装置之间的干扰的非线性预编码，
所述外部预编码部对从所述内部预编码部输出的实施所述非线性预编码后的所述发送信号乘以线性预编码矩阵，该线性预编码矩阵是用于使所述第2接收装置中的接收功率为所述阈值以下的预编码矩阵。
2.根据权利要求1所述的发送装置，其中，
根据所述多个接收装置与所述发送装置之间的传输路径矩阵的相关性，从所述多个接收装置中选定所述第1接收装置。
3.根据权利要求1所述的发送装置，其中，
根据所述多个接收装置之间的地理上的分离度，从所述多个接收装置中选定所述第1接收装置。
4.根据权利要求1所述的发送装置，其中，
根据所述多个接收装置要求的传输速度，从所述多个接收装置中选定所述第1接收装置。
5.根据权利要求1所述的发送装置，其中，
根据所述多个接收装置的移动速度，从所述多个接收装置中选定所述第1接收装置。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的发送装置，其中，
所述发送装置还具有排序部，该排序部决定所述线性预编码中的所述第1接收装置的组合和所述第2接收装置的组合。
7.根据权利要求6所述的发送装置，其中，
所述排序部决定针对所述第1接收装置的功率分配，
所述外部预编码部对从所述多个发送天线发送的所述发送信号，乘以与所述功率分配的结果对应的功率分配矩阵和用于实施所述线性预编码的线性预编码矩阵。
8.根据权利要求7所述的发送装置，其中，
所述排序部按照注水定理决定所述功率分配。
9.根据权利要求7所述的发送装置，其中，
所述排序部决定所述功率分配，以使所述接收装置中的接收品质均等化。
10.根据权利要求6所述的发送装置，其中，
所述排序部根据所述第1接收装置之间的地理位置决定所述第1接收装置的组合。
11.根据权利要求6所述的发送装置，其中，
所述排序部根据所述第1接收装置的传输路径矩阵之间的相关性决定所述第1接收装置的组合。
12.根据权利要求6所述的发送装置，其中，
所述排序部根据所述第1接收装置的移动速度决定所述第1接收装置的组合。
13.一种接收装置，该接收装置接收从权利要求1～12中的任意一项所述的所述发送装置发送的所述发送信号，其中，所述接收装置具有：
解码部，其在从所述发送装置接收到的所述发送信号中提取期望信号；以及
解调部，其从由所述解码部提取出的信号中提取比特信息。
14.根据权利要求13所述的接收装置，其中，
所述解调部进行取模运算作为比特信息提取的预处理。
15.根据权利要求13所述的接收装置，其中，
所述解调部进行扰动向量的加减运算作为比特信息提取的预处理。
16.一种通信系统中的控制站，该通信系统能够通过搭载于多个发送装置的多个发送天线形成指向多个接收装置的波束，其中，
所述多个接收装置包含作为从所述发送天线发送的发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，
所述控制站具有：
预编码计算部，其计算线性预编码矩阵，该线性预编码矩阵用于对从所述多个发送天线发送的所述发送信号进行线性预编码，以使所述多个接收装置内的所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下；以及
第1发送接收机，其向所述多个发送装置发送所述线性预编码矩阵，
所述多个发送装置各自具有：
第2发送接收机，其接收所述线性预编码矩阵；
外部预编码部，其使用由所述第2发送接收机接收到的所述线性预编码矩阵进行线性预编码；以及
内部预编码部，其对从所述多个发送天线发送的所述发送信号实施用于事前去除所述第1接收装置之间的干扰的非线性预编码，
所述外部预编码部对从所述内部预编码部输出的实施所述非线性预编码后的所述发送信号乘以由所述第2发送接收机接收到的所述线性预编码矩阵。
17.一种通信系统，该通信系统具有：
权利要求1～12中的任意一项所述的所述发送装置；以及
权利要求13～15中的任意一项所述的所述接收装置。
18.一种通信系统，该通信系统具有控制站和多个发送装置，该通信系统能够通过搭载于所述多个发送装置的多个发送天线形成指向多个接收装置的波束，其中，
所述多个接收装置包含作为从所述发送天线发送的发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，
所述控制站具有：
预编码计算部，其计算线性预编码矩阵，该线性预编码矩阵用于对从所述多个发送天线发送的所述发送信号进行线性预编码，以使所述多个接收装置内的所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下；以及
第1发送接收机，其向所述多个发送装置发送所述线性预编码矩阵，
所述发送装置具有：
第2发送接收机，其接收所述线性预编码矩阵；
外部预编码部，其使用由所述第2发送接收机接收到的所述线性预编码矩阵进行线性预编码；以及
内部预编码部，其对从所述多个发送天线发送的所述发送信号实施用于事前去除所述第1接收装置之间的干扰的非线性预编码，
所述外部预编码部对从所述内部预编码部输出的实施所述非线性预编码后的所述发送信号乘以由所述第2发送接收机接收到的所述线性预编码矩阵。
19.一种发送装置中的发送预编码方法，该发送装置具有能够形成指向多个接收装置的波束的多个发送天线，其中，
所述多个接收装置包含作为从所述多个发送天线发送的发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，
所述发送预编码方法包含以下步骤：
第1步骤，从所述多个接收装置中决定所述第1接收装置；
第2步骤，对从所述多个发送天线发送的所述发送信号实施非线性预编码，以便事前去除所述第1接收装置之间的干扰；以及
第3步骤，对实施所述非线性预编码后的所述发送信号进行线性预编码，以使所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下。
20.一种发送装置，该发送装置具有：
多个发送天线，它们能够形成指向多个接收装置的波束；
外部预编码部，其对从所述多个发送天线发送的发送信号进行线性预编码；以及
发送波形整形部，其对来自所述外部预编码部的信号应用载波调制，其中，
所述多个接收装置包含作为所述发送信号的发送目的地的一个以上的第1接收装置、以及所述第1接收装置以外的第2接收装置，
所述发送装置还具有内部预编码部，该内部预编码部对所述发送信号实施用于事前去除所述第1接收装置之间的干扰的非线性预编码，
所述外部预编码部对从所述多个发送天线发送的所述发送信号进行所述线性预编码，以使所述多个接收装置内的所述第2接收装置中的接收功率为阈值以下，对从所述内部预编码部输出的实施所述非线性预编码后的所述发送信号乘以线性预编码矩阵，该线性预编码矩阵是用于使所述第2接收装置中的接收功率为所述阈值以下的预编码矩阵。
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