通信裝置和通信方法
2023-07-10 07:27:01
專利名稱：通信裝置和通信方法
技術領域：
本發明 涉及通信裝置和通信方法。具體地，本發明涉及允許對發送的信號進行空間復用的通信裝置和通信方法。
背景技術：
在用於WiMAX (微波存取全球互通)(註冊商標)、下一代PHS (個人手持電話系統)、LTE (長期演進)等的各種無線通信系統中，已經採用發送方和接收方均具有多個天線的通信技術，即MMO (多入多出)來改善吞吐量和頻率利用率。從無線基站到無線終端的下行鏈路通信模式中採用的MMO的實施例包括基於STC(空時編碼)和基於SM(空間復用)(例如，參見專利文獻I (日本專利公開第2009-273186號)。根據基於STC，無線基站基於與時間和空間(天線)相關的特定規則安置(S卩，編碼)一個信號流，並且通過多個天線發送編碼的信號流。在WiMAX中，這種基於STC的下行鏈路通信模式被稱為DIiOMO MATRIX-A。另一方面，根據基於SM，無線基站在單個頻率下通過多個天線復用地發送多個信號流。在WiMAX中，這種基於SM的下行鏈路通信模式被稱為DL MIMO MATRIX-B。根據傳輸路徑的條件，無線終端往往通過採用基於空時編碼模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-A)提高吞吐量特性和區域特性以及進一步提高頻率利用率，或者，無線終端往往通過採用基於空間復用模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-B)提高吞吐量特性和區域特性以及進一步提高頻率利用率。典型地，在傳輸路徑的條件良好的情況下，會從空時編碼模式切換到空間復用模式。引用列表專利文獻專利文獻I :日本專利公開第2009-273186號
發明內容
技術問題然而，該切換有時會因傳輸路徑狀況、無線終端的天線特性等的改變而失敗。如果切換失敗，則再次切換至空時編碼。重複的切換導致數據丟失，從而降低吞吐量。即使在傳輸路徑狀況良好的情況下，有時候，沒有必要從空時編碼模式切換到空間復用模式。例如，在可實現所需的吞吐量的情況下，即使在空時編碼模式下，也沒有必要切換到空間復用模式。因此，本發明的目的是提供一種通信裝置和通信方法，該通信裝置和通信方法能夠僅在所需的情況下從非空間復用模式切換至空間復用模式。技術方案為了解決上面描述的問題，根據本發明的通信裝置包括多個天線；設定單元，將通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式設定成非空間復用模式或空間復用模式；以及發送處理單元，基於所設定的通信模式，處理針對所述通信對方的一個以上其他通信裝置的發送信號，以將處理後的信號輸出至所述多個天線。這裡，所述設定單元基於具有本裝置和所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信系統的能力，將所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式的設定從所述非空間復用模式切換至所述空間復用模式。
圖I是根據本發明的一個實施方式的無線通信系統的配置的示意圖；圖2是根據本發明的第一實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖3是示出OFDMA的配置的示意圖；圖4是說明通彳目等級的不意圖；圖5是根據本發明的第一實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖6是根據本發明的第二實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖7是根據本發明的第二實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖8是根據本發明的第三實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖9是根據本發明的第三實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖10是根據本發明的第四實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖11是根據本發明的第四實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖12是根據本發明的第五實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖13是根據本發明的第五實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖14是根據本發明的第六實施方式的無線基站的配置的示意圖；圖15是根據本發明的第六實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖；圖16是根據本發明第七實施方式的無線基站的配置的示意圖；以及圖17是根據本發明第七實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖。
具體實施例方式下面參照附圖描述本發明的實施方式。(通信系統的配置)圖I是根據本發明的一個實施方式的無線通信系統的配置的示意圖。參照圖I,無線通信系統具有第一通信裝置2和n個第二通信裝置3a至3n。用戶數據的下行鏈路信號根據基於空時編碼模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-A)或基於空間復用模式的DL-MMO通信模式(DL MIMO MATRIX-B)在第一通信裝置2與n個第二通信裝置3a至3n之間傳輸。在下文中，由參考標記3表示的第二通信裝置代表第二通信裝置3a至3n中的一個。第一通信裝置2例如可以是無線基站，第二通信裝置3a至3c中的每一個例如可以是無線終端。無線基站允許與n個無線終端中的多個同時通信。第一通信裝置(無線基站)2經由電纜網5連接至通信控制裝置4。通信控制裝置4將待發送至與第一通信裝置(無線基站)2的第二通信裝置3a至3n的用戶數據經由網絡5發送至第一通信裝置(無線基站)2。[第一實施方式]在第一實施方式中，在存在即使使用全部無線資源也無法發送的數據的情況下，至少一個無線終端的DL-MMO通信模式被切換至MATRIX-B。 (無線基站的配置)圖2是根據本發明的第一實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖2，無線基站2包括第一天線10、第二天線11、發送單元13、接收單元12和MAC (介質訪問控制)層處理單元14。發送單元13包括多天線發送信號處理單元24、子載波安置單元23、IFFT (第一傅立葉逆變換)單元22、CP (循環前綴)添加單元21和RF (射頻)單元20。子載波安置單元23例如基於TOSC (部分使用子信道)安置子載波。在設定的DL-MMO通信模式為MATRIX-A的情況下，多天線發送信號處理單元24在一個數據流上執行空時編碼(例如，Alamouti編碼)，以及在設定的DL-MMO通信模式為MATRIX-B的情況下，多天線發送信號處理單元24在多個數據流上執行空間復用。圖3是OFDMA幀的結構的示意圖。參照圖3，OFDMA幀包括下行鏈路子幀和上行鏈路子幀。下行鏈路子幀包括前同步、DL-MAP, UL-MAP和下行鏈路用戶數據域。在前同步中放置已知信號以建立同步。
在DL-MAP (下行鏈路映射)中放置下行無線資源的分配信息。例如，將與下行鏈路用戶數據域和下行用戶數據的MCS有關的信息放置在DL-MAP中。在UL-MAP (上行鏈路映射)中放置上行無線資源的分配信息。例如，將與上行鏈路用戶數據域和上行用戶數據的MCS有關的信息放置在UL-MAP中。在下行鏈路用戶數據域中放置下行用戶數據。下行鏈路用戶數據域配置有多個時隙。圖3示出了十個用戶佔據下行鏈路用戶數據域並且沒有空餘的時隙。上行鏈路子幀包括範圍域、CQICH (信道質量信息信道)域、ACKCH (確認信道)域和上行鏈路用戶數據域。在範圍域中放置範圍信號。在CQICH域中放置指示信道質量的信號。在ACKCH域中放置指示信道確認響應的信號。在上行鏈路用戶數據域中放置上行用戶數據。再次參照圖2，IFFT單元22通過IFFT將從多天線發送信號處理單元24輸出的多個子載波信號(頻域信號)轉換成時域信號(0FDMA (正交頻分多址接入符號))。CP添加單元21將與OFDMA符號的尾端相同的信號作為CP添加至OFDMA符號的前端。RF單元20包括上變頻器，用於將信號向上變頻至無線頻帶；功率放大器，用於放大上變頻後的信號；帶通濾波器，用於僅使放大後的信號的期望頻帶中的信號分量通過，然後將該信號分量輸出至第一天線10和第二天線11。接收單元12包括RF單元15、CP去除單元16、FFT單元17、和子載波安置單元18。RF單元15包括帶通濾波器，用於僅使從第一天線10和第二天線11輸出的信號的期望頻帶中的信號分量通過；低噪聲放大器電路，用於放大RF信號；下變頻器，用於對RF信號進行下變頻，等等。CP去除單元16從RF單元15輸出的信號中去除CP。FFT單元17將從CP去除單元16輸出的時域信號轉換成頻域信號以將信號解調成 多個子載波。子載波安置單元18例如基於I3USC提取從FFT單元17輸出的各個子載波。MAC層處理單元14包括用戶數據發送管理單元34、編碼單元33、調製單元32、解調單元25、解碼單元26、用戶數據接收管理單元27和控制器單元35。用戶數據發送管理單元34管理將被發送至無線終端3的用戶數據。編碼單元33根據由切換單元31指示的MCS (調製編碼方案)的編碼率，對下行鏈路信號進行編碼。調製單元32根據由切換單元31指示的MCS的調製模式，對將被發送至無線終端3的下行鏈路信號進行調製。解調單元25對來自無線終端3的上行鏈路信號進行解調。解碼單元26對解調後的上行鏈路信號進行解碼。用戶數據接收管理單元27管理從無線終端3接收的用戶數據。控制器單元35包括通信等級管理單元91、通信質量管理單元41、無線資源管理單元42、發送等待緩衝器44、設定單元45和切換通知單元43。通信等級管理單元91管理當前下行鏈路信號的通信等級。圖4是說明通信等級的示意圖。參照圖4，基於DL-MMO通信模式和MCS設定通信等級。例如在通信等級為「 I 」的情況中，DL-MIMO通信模式為「MATRIX-A」，MCS為「QPSK1/2」以及每時隙的傳輸量為Dl比特。在通信等級為「9」的情況中，MMO通信模式為"MATRIX-B", MCS為「64QAM 1/2」以及每時隙的傳輸速率為D9比特。當通信等級提高時，傳輸速率(比特/時隙)增大。在本說明書中通信等級的值增加的情況代表「通信等級提高」，以及在本說明書中通信等級的值減小的情況代表「通信等級降低。而且，對於單一的DL-MMO通信模式，在本說明書中MCS改變為具有高數據率的情況代表「MCS等級提高」，以及在本說明書中MCS改變為具有低數據率代表「MCS等級降低」。通信質量管理單元41從各個無線終端3接收與下行鏈路信號的載波幹擾噪聲t匕(CINR)和誤包率(PER)有關的通知，並存儲所通知的載波幹擾噪聲比(CINR)和誤包率(PER)0無線資源管理單元42管理與一個或多個無線終端無線通信的無線資源的使用狀況。特別地，無線資源管理單元42管理哪個無線終端使用OFDMA幀的下行鏈路用戶數據域，而且還管理是否有可用的空閒時隙。而且，無線資源管理單元42管理為與所使用的下行鏈路用戶數據域有關的通信設定哪個通信等級。發送等待緩衝器44通過網絡5存儲從通信控制裝置4接收的用戶數據。在從發送方無線終端接收到ACK之後，刪除發送等待緩衝器44中的用戶數據。設定單元45基於具有無線基站2和一個或多個對應無線終端的通信系統的能力，將與通信對方的一個以上其他無線終端有關的DL-MMO通信模式從MATRIX-A切換至MATRIX-B。特別地，在OFDMA幀的下行鏈路用戶數據域中沒有可用的空閒時隙的情況下，設定單元45計算單位時間由無線基站2經由網絡5從通信控制裝置4接收的、存儲在發送等 待緩衝器44中且待發送至一個或多個無線終端的用戶數據的量，作為單位時間必須發送的數據量。例如，設定單元45通過將在過去十秒鐘內接收到的用戶數據的比特數目D除以十秒鐘得到的D/10(比特/秒)進行計算，作為單位時間必須發送的數據量。而且，在OFDMA幀的下行鏈路數據域中沒有可用的空閒時隙的情況下，設定單元45根據OFDMA幀中的時隙，計算單位時間內可發送的數據總量。例如，在無線終端A建立的通信中的時隙數為SA且通信等級為「1」，以及在無線終端B建立的通信中的時隙數為SB且通信等級為「3」的情況下，設定單元45根據表達式(D1XSA+D3XSB) Xf (比特/秒)計算單位時間可發送的數據總量,其中f代表一秒內OFDM幀數。在OFDMA幀的下行鏈路用戶數據中沒有可用的空閒時隙並且單位時間必須發送的數據量超過使用OFDMA幀中的時隙單位時間可發送的數據總量的情況下，設定單元45將一個以上其他無線終端中DL-MMOT通信模式為MATRIX-A且CINR等於或大於預定值的至少一個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。設定單元45基於來自通信質量管理單元41的誤包率(PER)，在相同的MMO通信模式下切換MCS。特別地，設定單元45在誤包率(PER)等於或小於1%的情況下提高MCS，以及在誤包率(PER)等於或大於5%的情況下降低MCS。切換通知單元43將與下行鏈路信號的DL-MMO通信模式和MCS有關的通知的信號輸出至具有由設定單元45切換的通信等級的無線終端。(操作)圖5是根據第一實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的流程圖。參照圖5，設定單元45從無線資源管理單元42獲取與幀的下行鏈路用戶數據域中是否存在可用的空閒時隙有關的信息(步驟SlOl)。接下來，在沒有可用的空閒時隙(步驟SlOl中為「是」)的情況下，設定單元45計算單位時間經由網絡5從通信控制裝置4接收且存儲在發送等待緩衝器44中的用戶數據的量Al。單位時間接收的用戶數據的量Al指示單位時間必須發送的數據的量(步驟S102)。接下來，設定單元45根據與正在通信的各個無線終端相關的所分配的時隙數以及由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率，計算單位時間可發送的數據量。設定單元45計算各無線終端單位時間可發送的數據量的和，作為單位時間可發送的數據的總量Rl (步驟S103)。
在單位時間接收的用戶數據的量A大於單位時間可發送的數據的總量Rl (步驟S104中為「是」)的情況下，設定單元45確定是否存在DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端。在存在DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端(步驟S105中為「是」)的情況下，設定單元45還從通信質量管理單元41獲取DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端的 CINR (步驟 S106)。在所獲取的CINR的最大值等於或大於閾值THl (步驟S 107中為「是」)的情況下，設定單元45將具有該最大CINR的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，而且還切換MCS的等級(步驟S108)。接下來，程序返回步驟S103。在步驟S103中，設定單元45再次計算單位時間可發送的數據的總量R1。這麼做的原因如下。即，因為切換至MATRIX-B的無線終端的傳輸速率改變，所以數據的總量Rl也改變。如上所述，根據第一實施方式，在沒有可用的空閒時隙且單位時間必須發送的 數據量超過單位時間可發送的數據的總量的情況下，通過將至少一個無線終端切換至MATRIX-B使單位時間可發送的數據的總量增加是可能的。[第二實施方式]在第二實施方式中，當與QoS (服務質量)有關的MRTR的總值(指示保留的資源)超過全部無線資源的例如70%時，將至少一個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(配置)圖6是根據本發明的第二實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖6，根據第二實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。QoS管理單元47管理與一個或多個對應無線終端的服務流的QoS。特別地，QoS管理單元47將MRTR (最小保留傳送速度)即單位時間的最小保留傳送速度作為QoS管理。設定單元63和服務流生成單元46根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中時隙的總數除以對應無線終端數得到的時隙數，計算每個通信對方的無線終端單位時間可發送的數據量，並且對單位時間可發送的數據流、關於所有通信對方的無線終端計算的量求和，以計算單位時間可發送的數據總量。例如，在與通信等級設為「I」的無線終端A和與通信等級設為「3」的無線終端B通信的情況下，設定單元63根據表達式(D1XASL/2+D3XASL/2) Xf (幀/秒)計算單位時間可發送的數據總量，其中f 代表在一秒內的OFDMA幀數，ASL代表下行鏈路用戶數據域中時隙的總數。在本文中，根據時隙的總數中均勻劃分和分配給無線終端A和無線終端B的時隙數而非當前分配給無線終端A和無線終端B的時隙數，計算單位時間可發送的數據的總量。在當前建立的服務流的MRTR的總和不超過單位時間可發送的數據總量的情況下，服務流生成單元46生成新的服務流。在當前建立的服務流的MRTR的總和與單位時間可發送的數據總量的比值超過預定閾值的情況下，設定單元63將DL-MMO通信模式為MATRIX-A的一個或多個無線終端中CINR等於或大於預定值的至少一個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(操作)
圖7是根據本發明的第二實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的流程圖。參照圖7，設定單元63從QoS管理單元47獲取當前建立的一個或多個服務流的MRTR，並且計算一個或多個服務流的MRTR的和S I (步驟S201)。接下來，設定單元63通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙的總數ASL除以正在通信的無線終端數N來計算時隙數SL (步驟S202)。接下來，對於第「 i 」個無線終端(i=l至N，N :正在通信的無線終端的總數)，設定單元63根據時隙數SL、由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率、以及單位時間的幀數，計算基於時隙數SL的單位時間可發送的數據量di (步驟S203)。設定單元63計算各無線終端單位時間可發送的數據量di的和，作為單位時間可發送的數據的總量R2 (步驟S204)。在MRTR的和SI與單位時間可發送的數據總量R2的比值大於閾值TH2 (例如70%)(步驟S205中為「是」)的情況下，設定單元63確定是否存在DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端。在存在DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端(步驟S206中為「是」)的情況下，設定單元63還從通信質量管理單元41獲取DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端的 CINR (步驟 S207)。在所獲取的CINR的最大值等於或大於閾值THl (步驟S208中為「是」)的情況下，設定單元63將具有該最大CINR的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，然後設定MCS的等級(步驟S209)。進一步，程序返回步驟S203。在步驟S203中，設定單元63再次計算單位時間可發送的數據總量R2。這麼做的原因如下。也就是說，因為切換至MATRIX-B的無線終端的傳輸速率改變，因此數據總量Rl也改變。如上所述，根據第二實施方式，在當前建立的服務流的MRTR的和與單位時間可發送的數據總量的比值超過預定閾值的情況下，通過將少一個無線終端切換至MATRIX-B使單位時間發送的數據總量增加是可行的。結果是，使無線資源留有餘量，甚至在存在請求通信的新無線終端的情況下也能夠將該無線終端作為通信對方加入。[第三實施方式]在第三實施方式中，將MRTR (指示保留的資源)的總值超過單位時間可發送的數據量的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(配置)圖8是根據本發明的第三實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖8，根據第三實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。 QoS管理單元47管理與一個或多個通信對方無線終端的服務流的QoS。特別地，QoS管理單元47將MRTR (最小保留傳送速度)即單位時間的最小保留傳送速度作為QoS管理。在當前建立的服務流的MRTR的和未超過單位時間可發送的數據的總量的情況下，服務流生成單元46生成新的服務流。設定單元64根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙的總數除以通信對方無線終端數得到的時隙數，計算與每個無線終端相關的單位時間可發送的數據量。在存在作為新的通信對方無線終端的情況下，設定單元64確定是否存在CINR等於或大於預定值且通信模式為MATRIX-A的無線終端。在存在該無線終端的情況下，當滿足下麵條件(A)時，設定單元64將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(A)與無線終端相關的服務流的MSTR的總值大於無線終端單位時間可發送的數據量。(操作)圖9是根據本發明的第三實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的流程圖。參照圖9，在存在成為新的通信對方無線終端(步驟S401中為「是」)的情況下，設定單元64設定i=l (步驟S402)，並且做出關於第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式的切換的判斷。在第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式為MATRIX-A (步驟S403中為「是」)的情況下，設定單元64從通信質量管理單元41獲取第「 i 」個無線終端的CINR。在第「i」個無線終端的CINR等於或大於閾值THl (步驟S404中為「是」)的情況下，設定單元64通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙數除以正在通信的無線終端的數目N，計算時隙數SL (步驟S405)。接下來，對於第「i」個無線終端，設定單元根據時隙數SL以及由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率，計算基於時隙數SL的單位時間可發送的數據量di (步驟S406)。設定單元64從QoS管理單元47獲取與第「i」個無線終端有關的當前建立的一個或多個服務流的MSTR，並且計算一個或多個服務流的MSTR的總值MSi (步驟S407)。在MSTR的總值MSi大於單位時間可發送的數據量di (步驟S408中為「是」)的情況下，設定單元64將第「 i 」個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，並且設定MCS的等級(步驟S409)。當「i」不等於通信對方無線終端的數目N (步驟S410中為「否」)時，設定單元64將「i」遞增I (步驟S411)，然後程序返回步驟S403。如上所述，根據第三實施方式，對於各個通信對方無線終端，在DL-MMO通信模式為MATRIX-A且可發送的數據量小於允許發送的數據量的情況下，將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。因此，能夠增加可發送的數據量並且防止數據被丟棄。[第四實施方式]在第四實施方式中，將MRTR (指示保留的資源)的總值超過單位時間可經歷發送處理的數據量的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(配置)圖10是根據本發明的第四實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖10，根據第四實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。 QoS管理單元47管理與一個或多個通信對方無線終端相關的服務流的QoS。特別地，QoS管理單元47將MRTR (最小保留傳送速度)即單位時間的最小保留傳送速度作為QoS管理。在當前建立的服務流的MRTR的和未超過單位時間可發送的數據總量的情況下，服務流生成單元46生成新的服務流。設定單元65根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙的總數除以通信對方無線終端的數目得到的時隙數，計算各個無線終端單位時間可發送的數據量。在無線終端成為新的通信對方無線終端的情況下，設定單元65確定是否存在CINR等於或大於預定值且DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端。在存在該無線終端的情況下，當滿足下麵條件(B)時，設定單元65將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(B)與無線終端相關的服務流的MSTR的總值大於單位時間可由無線終端的CPU進 行發送處理的數據量。(操作)圖11是根據本發明的第四實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的流程圖。參照圖11，在存在成為新的通信對方無線終端(步驟S801)的情況下，設定單元設定i=l (步驟S802)，並且做出關於第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式的切換的判斷。在第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式為MATRIX-A (步驟S803中為「是」)的情況下，設定單元65從通信質量管理單元41獲取第「i」個無線終端的CINR。在第「i」個無線終端的CINR等於或大於閾值THl (步驟S804中為「是」)的情況下，設定單元65計算第「i」個無線終端的CPU可發送處理的數據量Ci (步驟S805)。接下來，設定單元65從QoS管理單元47獲取與第「 i 」個無線終端有關的當前建立的一個或多個服務流的MSTR，並且計算一個或多個服務流的MSTR的總值MSi (步驟S806)。在MSTR的總值MSi大於單位時間可發送處理的數據量Ci (步驟S807中為「是」)的情況下，設定單元65將第「 i 」個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，並且設定MCS的等級(步驟S809)。當「i」不等於通信對方無線終端的數目N (步驟S810中為「否」)的情況下，設定單元65將「i」遞增I (步驟S811)，然後程序返回步驟S803。如上所述，根據第四實施方式，對於各個通信對方無線終端，在DL-MMO通信模式為MATRIX-A且可經歷發送處理的數據量小於允許發送的數據量的情況下，將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。因此，能夠增加可經歷發送處理的數據量，並且防止數據被丟棄。[第五實施方式]在第五實施方式中，QoS對容許延遲時間(tolerated latency)的限制得以提高。因此預測數據被丟棄的無線終端的DL-MMO通信模式被切換到MATRIX-B。(配置)圖12是根據本發明的第五實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖12，根據第五實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。QoS管理單元47管理與一個或多個通信對方無線終端有關的服務流的QoS。特別地，QoS管理單元47將容許延遲時間作為QoS管理。在當前建立的服務流的MRTR的和未超過單位時間可發送的數據總量的情況下，服務流生成單元46生成新的服務流。
設定單元66根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中時隙的總數除以通信對方無線終端的數目得到的時隙數，計算與各個無線終端相關的每幀可發送的數據量。對於CINR等於或大於預定值且DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端，當滿足下麵條件(C)時，設定單元66將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(C)由於QoS對容許延遲時間的限制，因此在以當前幀為前同步幀的a個連續幀中的任意一個幀中必須發送的數據量超過一幀中可發送的數據量的a倍。(操作)圖13是根據本發明的第五實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的流程圖。參照圖13，設定單元66設定i=l (步驟S501)，並且做出關於第「i」個無線終端的DL-MIMO通信模式的切換的判斷。在第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式為MATRIX-A (步驟S502中為「是」)的情況下，設定單元66從通信質量管理單元41獲取第「i」個無線終端的CINR。在第「i」個無線終端的CINR等於或大於閾值THl (步驟S503中為「是」)的情況下，設定單元66通過將幀的下行鏈路用戶數據域中時隙的總數除以正在通信的無線終端的數目N來計算時隙數SL (步驟S504)。接下來，對於第「 i 」個無線終端，設定單元根據時隙數SL以及由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率，計算基於時隙數SL的每幀可發送的數據量dfi (步驟S505)。對於第「i」個無線終端，在以當前幀為前同步幀(即當前幀為第「K」個幀)的a個連續幀的情況下，設定單元66計算以第「K」個至第「(K+ a -I)」個幀中的任意一幀必須發送的數據量Li (步驟S506)。在a個連續幀中的任意一個中必須發送的數據量比每幀可發送的數據量dfi大a倍(步驟S507中為「是」)的情況下，設定單元66將第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，並且設定MCS的等級(步驟S508)。當「i」不等於通信對方無線終端(步驟S509中為「否」)時，設定單元66將「i」遞增I (步驟S510)，然後程序返回步驟S502。如上所述，根據第五實施方式，對於每個通信對方無線終端，在DL-MMO通信模式為MATRIX-A且在當前幀為前同步幀的a個連續幀中的任一個中必須發送的數據量比在一個幀中可發送的數據量大a倍的情況下，將DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。因此，能夠增加在一個幀中可發送的數據量，並且可防止數據被丟棄。[第六實施方式]在第六實施方式中，將單位時間經由網絡5接收的數據量超過單位時間可發送的數據量的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(配置)圖14是根據本發明的第六實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖14，根據第六實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。設定單元61計算單位時間由無線基站2經由網絡5從通信控制裝置4接收且待發送至各個無線終端的用戶數據量，作為單位時間必須發送的數據量。設定單元61根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙的總數除以通信對方無線終端的數目得到的時隙數，計算各個無線終端中單位時間可發送的數據量。設定單元61將大小為SZ的域設定為發送等待緩衝器44中可供各個無線終端使用的發送等待緩衝器，其中SZ是通過將 發送等待緩衝器44的大小除以通信對方的無線終端的數目得到的。對於CINR等於或大於預定值且DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端，當滿足下面要求(D)時，設定單元61將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(D)可供無線終端使用的發送等待緩衝器44變滿，並且單位時間必須發送的數據量超過單位時間可發送的數據量。(操作)圖15是根據本發明的第六實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換操作的程序的示意圖。參照圖15，設定單元61設定i=l (步驟S601)，並且做出關於第「i」個無線終端的DL-MIMO通信模式的切換的判斷。在第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式為MATRIX-A (步驟S602中為「是」)的情況下，設定單元61從通信質量管理單元41獲取第「i」個無線終端的CINR。在第「i」個無線終端的CINR等於或大於閾值THl (步驟S603中為「是」)且可供第「i」個無線終端使用的發送等待緩衝器44已滿(步驟S604中為「是」)的情況下，設定單元61通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙總數除以正在通信的無線終端的數目N來計算時隙數SL (步驟S605)。接下來，對於第「 i 」個無線終端，設定單元根據時隙數SL以及由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率，計算基於時隙數的單位時間可發送的數據量di (步驟S606)。設定單元61計算單位時間經由網絡5從通信控制裝置4接收且存儲在發送等待緩衝器44中的第「i」個無線終端的用戶數據量Ai。單位時間接收的第「i」個無線終端的用戶數據量Ai指示單位時間必須發送至第「i」個無線終端的數據量(步驟S607)。在單位時間接收的用戶數據量Ai大於單位時間可發送的數據量di (步驟S608中為「是」)的情況下，設定單元61將第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B(步驟 S609)。當「i」不等於通信對方無線終端的數目N (步驟S610中為「否」)時，設定單元61將「i」遞增I (步驟S611)，然後程序返回步驟S602。如上所述，根據第六實施方式，對於各個通信對方無線終端，在可供各個無線終端使用的發送等待緩衝器已滿且單位時間必須發送的數據量超過單位時間可發送的數據量的情況下，將DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。因此，能夠增加單位時間可發送的數據量，並且可防止數據被丟棄。[第七實施方式]在第七實施方式中，將每幀可發送的數據量小於可在一個幀中使用的發送等待緩衝器的大小的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(配置)圖16是根據本發明的第七實施方式的無線基站的配置的示意圖。參照圖16，根據第七實施方式的無線基站與根據第一實施方式的無線基站的區別在於以下幾點。設定單元62根據通過將幀的下行鏈路用戶數據域中的時隙的總數除以通信對方無線終端的數目得到的時隙數，計算與各個無線終端相關的一個幀中可發送的數據量。設定單元62將大小為SZ的域設定為發送等待緩衝器44中可供各個無線終端使用的發送等待緩衝器，其中SZ是通過將發送等待緩衝器44的大小除以通信對方的無線終 端的數目得到的。設定單元62將可供各個無線終端使用的發送等待緩衝器44的大小除以由HARQ(混合自動重複請求)指定的重傳周期的幀數得到的值作為每幀可使用的大小。在成為新的通信對方的無線終端的情況下，設定單元62判斷是否存在CINR等於或大於預定值且DL-MMO通信模式為MATRIX-A的無線終端。在存在無線終端的情況下，當滿足下面的要求(E)時，設定單元62將無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。(E)每幀可發送的數據量小於無線終端可使用的發送等待緩衝器44的大小中每幀可使用的大小。(操作)圖17是根據本發明的第七實施方式由無線基站執行的DL-MMO通信模式切換的操作步驟的流程圖。參照圖17，在成為新的通信對方的無線終端(步驟S701中為「是」)的情況下，設定單元62設定i=l (步驟S702)，並且做出關於第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式的切換的判斷。在第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式為MATRIX-A (步驟S703中為「是」)的情況下，設定單元62從通信質量管理單元41獲取第「i」個無線終端的CINR。在第「i」個無線終端的CINR等於或大於閾值THl (步驟S704中為「是」)的情況下，設定單元62通過將幀的下行鏈路用戶數據域中時隙的總數除以正在通信的無線終端的數目N，計算時隙數SL (步驟S705)。接下來，對於第「 i 」個無線終端，設定單元根據時隙數SL以及由DL-MMO通信模式和調製模式設定的傳輸速率，計算基於時隙數SL的每幀可發送的數據量dfi (步驟S706)。設定單元62計算用於第「i」個無線終端的發送等待緩衝器44的緩衝器大小中的每幀可使用的緩衝器大小Bi。特別地，設定單元62將第「i」個無線終端可使用的發送等待緩衝器44的大小除以重傳周期的幀數而得到的值作為每幀可使用的大小。在每幀可使用的緩衝器大小Bi大於每幀可發送的數據量dfi (步驟S708中為「是」)的情況下，設定單元62將第「i」個無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，並且設定MCS的等級(步驟S709)。當「i」不等於通信對方的無線終端的數目N (步驟S710中為「否」)時，設定單元62將「i」遞增I (步驟S711)，然後程序返回步驟S703。如上所述，根據第七實施方式，對於各個通信對方的無線終端，在每幀可發送的數據量小於各個無線終端可使用的發送等待緩衝器的大小中的每幀可使用的大小的情況下，將DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B。因此，能夠增加每幀可發送的數據量，並且能夠最大化地利用發送緩衝器。(修改實施例)本發明不限於前述的實施方式，但是可包括下面的修改實施例。( I)根據第一實施方式的切換表在本發明的實施方式中，設定單元基於來自通信質量管理單元41的誤報率(PER)，執行相同的MMO通信模式下的MCS的切換，但是本發明不限於此。例如，設定單元可切換至與所測量的下行鏈路信號的載波幹擾噪聲比(CINR)對應的通信等級。(2)非空間復用模式/空間復用模式在本發明的實施方式中，對在WiMAX通信系統中從非空間復用模式(DL MIMOMATRIX-A)到空間復用模式(DL MIMO MATRIX-B)的切換進行了描述；然而本發明不限於此。本發明還可適用於在其他通信系統中從非空間復用模式切換至空間復用模式。( 3 )下行鏈路信號的通信質量在本發明的實施方式中，在上行鏈路幀中將下行鏈路信號的通信質量(PER、CINR)從無線終端發送至無線基站，然而本發明不限於此。例如，在無線基站方處理ARQ (自動重傳請求)或HARQ (混合自動重傳請求)的情況下，可基於NACK (否定確認)信號計算通信質量。
(4) CINR在本發明的實施方式中，僅將CINR等於或大於閾值THl的無線終端的DL-MMO通信模式切換至MATRIX-B，但是本發明不限於此。例如，可僅將具有成功切換至MATRIX-B的無線終端即在切換至MATRIX-B之後的短時間內不會切換至MATRIX-A的無線終端的DL-MIMO通信模式切換至MATRIX-B。(5)無線終端的速率信息及其他上行鏈路子幀可包含用於發送諸如與測距信號的發送周期(測距周期)有關的信息和無線終端的速率信息的控制信息的消息。在本文中，無線終端的速率信息是與無線終端的消息響應速率有關的信息。而且，該速率信息可包含與無線終端的通信速率和無線終端的移動速率有關的信息。應理解，所公開的實施方式僅是示例性的，並且不對各個方面進行限制。本發明的範圍由所附的權利要求而非前述說明來限制，各種類型的改變包含在與權利要求等同的含義和範圍內。參考標記列表I無線通信系統，2第一通信裝置(無線基站)，3、3a至3n第二通信裝置(無線終端)，10、11天線，12發送單元，13接收單元，14MAC層處理單元，15、20RF單元，16CP去除單元，17FFT單元，18,23子載波安置單元，2ICP添加單元，22IFFT單元，24多天線接收信號處理單元，25解調單元，26解碼單元，27用戶數據接收管理單元，32調製單元，33編碼單元，34用戶數據發送管理單元，35控制器單元，41通信質量管理單元，42無線資源管理單元，43切換通知單元，44發送等待緩衝器，45、61至66設定單元，46服務流通知單元，47QoS管理單元，91通信等級管理單元。
權利要求
1.通信裝置，包括 多個天線； 設定單元，將通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式設定成非空間復用模式或空間復用模式；以及 發送處理單元，基於所設定的通信模式，處理針對所述通信對方的一個以上其他通信裝置的發送信號，以將處理後的信號輸出至所述多個天線； 所述設定單元基於具有本裝置和所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信系統的能力，將所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式的設定從所述非空間復用模式切換至所述空間復用模式。
2.如權利要求I所述的通信裝置，還包括 資源管理單元，管理所述通信裝置與所述通信對方的一個以上其他通信裝置之間的無線通信中的無線資源的使用狀況，其中 所述設定單元基於所述無線資源的使用狀況，將所述一個以上其他通信裝置中通信模式為所述非空間復用模式的至少一個通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
3.如權利要求2所述的通信裝置，其中， 當幀的用戶數據域中不存在可用的空閒時隙，並且基於所述幀中的時隙，單位時間必須發送的數據量超過單位時間可發送的數據總量時，所述設定單元將所述一個以上其他通信裝置中通信模式為所述非空間復用模式的至少一個通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
4.如權利要求3所述的通信裝置，其中， 所述設定單元計算單位時間由所述通信裝置經由網絡從通信控制裝置接收的用戶數據量，作為單位時間必須發送的數據量。
5.如權利要求I所述的通信裝置，還包括 QoS管理單元，管理所述通信裝置與所述一個以上其他通信裝置之間的服務流的QoS，其中， 所述設定單元基於所述QoS，將所述一個以上其他通信裝置中通信模式為所述非空間復用模式的至少一個通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
6.如權利要求5所述的通信裝置，還包括 服務流生成單元，在當前建立的服務流的最小保留傳送速度的總值未超過單位時間可發送的數據量的情況下，生成新的服務流，其中， 在當前建立的服務流的最小保留傳送速度與單位時間可發送的數據量的比值超過預定的閾值的情況下，所述設定單元將所述一個以上其他通信裝置中通信模式為所述非空間復用模式的至少一個通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
7.如權利要求6所述的通信裝置，其中， 所述設定單元根據通過將幀的用戶數據域中時隙的總數除以所述通信對方的其他通信裝置的數目而得到的時隙數，通過計算針對每個所述通信對方的其他通信裝置的單位時間可發送的數據量，以及通過對所計算的針對全部所述通信對方的其他通信裝置的單位時間可發送的數據量求和，計算單位時間可發送的數據總量。
8.如權利要求I所述的通信裝置，其中，所述設定單元將通信模式為所述非空間復用模式的所述一個以上其他通信裝置中的通信質量等於或大於預定值的至少一個通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
9.如權利要求I所述的通信裝置，還包括 QoS管理單元，管理所述通信裝置與所述通信對方的一個以上其他通信裝置之間的服務流的QoS，其中 所述設定單元基於所述通信裝置與通信模式為所述非空間復用模式的每個所述其他通信裝置之間的服務流的QoS，將每個所述通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
10.如權利要求9所述的通信裝置，其中， 在存在成為新的通信對方的其他通信裝置並且所述通信裝置與通信模式為所述非空間復用模式的每個通信裝置之間的一個或多個服務流的最大維持傳送速度的總值大於每個所述通信裝置單位時間可發送的數據量的情況下，所述設定單元將每個所述通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
11.如權利要求9所述的通信裝置，其中， 在存在成為新的通信對方的其他通信裝置並且所述通信裝置與通信模式為所述非空間復用模式的每個通信裝置之間的服務流的最大維持傳送速度等於或小於每個所述通信裝置單位時間可發送處理的數據量的情況下，所述設定單元將每個所述通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
12.如權利要求9所述的通信裝置，其中， 對於通信模式為所述非空間復用模式的其他通信裝置中的每一個，由於QoS對容許延遲時間的限制，在以當前幀為前同步幀的α個連續幀中的任意一個幀中必須發送的數據量超過一幀中可發送的數據量的α倍的情況下，所述設定單元將所述通信模式切換至所述空間復用模式。
13.如權利要求9所述的通信裝置，其中， 所述設定單元僅將通信質量等於或大於預定值的其他通信裝置的通信模式切換至所述空間復用模式。
14.如權利要求I所述的通信裝置，其中， 對於通信模式為所述非空間復用模式的其他通信裝置中的每一個，在可供每個所述其他通信裝置使用的發送等待緩衝器已滿且單位時間必須發送的數據量超過單位時間可發送的數據量的情況下，所述設定單元將所述通信模式切換至所述空間復用模式。
15.如權利要求14所述的通信裝置，其中， 所述設定單元根據通過將幀的用戶數據域中的時隙的總數除以所述通信對方的其他通信裝置的數目得到的時隙數，計算每個所述通信裝置單位時間可發送的數據量。
16.如權利要求14所述的通信裝置，其中， 所述設定單元計算單位時間由所述通信裝置經由網絡從通信控制裝置接收的且將被發送至每個所述其他通信裝置的用戶數據量，作為單位時間必須發送的數據量。
17.如權利要求I所述的通信裝置，其中， 在存在成為新的通信對方的其他通信裝置的情況下，對於通信模式為所述非空間復用模式的每個其他通信裝置，每幀可發送的數據量小於可供每個所述通信裝置使用的發送等待緩衝器的大小中每幀可使用的大小的情況下，所述設定單元將通信模式切換至所述空間復用模式。
18.如權利要求17所述的通信裝置，其中， 所述設定單元根據通過將幀的用戶數據域中的時隙的總數除以所述通信對方的其他通信裝置的數目得到的時隙數，計算每個所述通信裝置在每幀中可發送的數據量。
19.如權利要求17所述的通信裝置，其中， 所述設定單元將可供每個所述通信裝置使用的所述發送等待緩衝器的大小除以重傳周期的幀數而獲得的值作為每幀可使用的大小。
20.用於通信裝置的通信方法，所述通信裝置包括多個天線，所述方法包括以下步驟 將通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式設定成非空間復用模式或空間復用模式；以及 基於所設定的通信模式，處理針對所述通信對方的一個以上其他通信裝置的發送信號，以將處理後的信號輸出至所述多個天線，其中， 所述設定單元基於具有本裝置和所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信系統的能力，將所述通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式的設定切換至所述空間復用模式。
全文摘要
設定單元(45)將用於通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式設定成非空間復用模式或空間復用模式。設定單元(45)基於具有本裝置和通信對方的一個以上其他通信裝置的通信系統的能力，將通信對方的一個以上其他通信裝置的通信模式從非空間復用模式切換至空間復用模式。發送單元(13)基於設定的通信模式，對針對一個以上其他通信裝置的發送信號進行處理，以將處理後的信號輸出至多個天線(10，11)。
文檔編號H04J99/00GK102714804SQ20118000611
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月17日 優先權日2010年1月15日
發明者佐藤義三, 古賀崇史, 宮田健雄 申請人:京瓷株式會社