CN103098385A - 无线电通信控制方法、无线电通信***、无线电基站以及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线电通信控制方法、无线电通信***、无线电基站以及移动终端。在每个移动终端中，计算从所述无线电基站到移动终端的信道脉冲特性。在无线电通信***中，在每个移动终端执行最优接收波束成形以从实际向移动终端发送数据信号的无线电基站接收数据信号的假设下，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性。共享最优接收波束成形特性的每个无线电基站根据最优接收波束成形特性计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

Description

无线电通信控制方法、无线电通信***、无线电基站以及移动终端

技术领域

本发明涉及无线电通信控制方法、无线电通信***、无线电基站以及移动终端。

背景技术

第三代伙伴计划(3GPP)已经讨论了称为高级长期演进（LTE）的协调多点传输和接收(CoMP)的技术的应用。

下行链路CoMP是多个无线电基站相互协调以将数据信号发送到移动终端（用户设备，UE）的技术。下行链路CoMP被粗略地分成协调调度/波束成形(CS/CB)和联合处理(JP)。

在下行链路CoMP中的CS/CB中，数据信号仅存在于传输目的地UE连接到的传输源无线电基站中。但是，在CS/CB中，与连接到充当数据信号传输源的无线电基站和连接到与该无线电基站协调的一个或多个无线电基站的所有UE有关的信息（信道质量信息等）被这些无线电基站共享，并且这些无线电基站相互协调以执行调度或波束成形，从而将数据信号发送到每个UE。换句话说，多个协调无线电基站中的每一个都将数据信号发送到所述无线电基站的小区中的UE，并且所述多个协调无线电基站共享与UE有关的信道质量信息等，以执行合适的数据传输调度和合适的数据传输波束成形。

在下行链路CoMP中的JP中，除了信道质量信息等以外，多个协调无线电基站还共享要发送到连接到这些无线电基站的所有UE的数据信号。这些无线电基站相互协调以将数据信号发送到UE。例如，两个或三个无线电基站同时将数据信号发送到单个UE。

CoMP基于多入多出(MIMO)。当单个无线电基站与多个移动终端通信时，使用多用户MIMO。

在多用户MIMO中，在接入点处使用线性预编码，以增大传输信号的方向性，从而将主波束（主瓣）指向传输目的地（例如见非专利文献2）。线性预编码包括迫零预编码和最小均方差(MMSE)预编码。在传输源接入点处的线性预编码根据从接入点到UE的下行链路的信道脉冲特性使UE在空间上正交（在空间上对UE进行划分），信道脉冲特性是从UE反馈的。换句话说，根据UE的接收状态执行控制，从而在传输源接入点处的自适应阵列天线形成的主波束的方向指向传输目的地UE。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:3GPP TR36.814V9.0.0(2010-03),3rdGeneration Partnership Project;Technical Specification Group RadioAccess Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);"Further advancements for E-UTRA physical layeraspects",March,2010

非专利文献2:An Introduction to the Multi-User MIMODownlink,Quentin H.Spencer and three others,IEEECommunications Magazine,pp.60-67,October,2004

发明内容

为了使用下行链路CoMP中的CS/CB中的MIMO预编码，无线电基站根据下行链路信道特性计算每个UE的预编码特性。例如，为了计算预编码特性，预期假设所有UE（包括连接到其他无线电基站的UE）都连接到每个无线电基站，并且每个无线电基站都估计所有UE的接收波束成形特性。然后，预期根据两个或更多个UE的接收波束成形特性来计算预编码特性，使得传输主波束仅指向作为应当向其传输数据信号的实际目的地的UE，并且空波束指向其他UE。

在此情况下，不过，UE实际执行的接收波束成形的方向性与在无线电基站处通过预编码形成的传输主波束的方向不匹配。因此，UE实际接收到的信号劣化。

因此，本发明提供了能够提高下行链路CoMP中的CS/CB中的移动终端的预编码特性的计算精度的无线电通信控制方法、无线电通信***、无线电基站以及移动终端。

在配备有多个移动终端和通过无线电与移动终端通信的多个无线电基站的无线电通信***中执行根据本发明的一种无线电通信控制方法。所述无线电通信控制方法包括：在每个移动终端中，计算从所述无线电基站到移动终端的下行链路的信道脉冲特性；根据所述信道脉冲特性中的、移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性；在所述多个无线电基站中的一些无线电基站之间共享每个移动终端的最优接收波束成形特性；以及在所述多个无线电基站中的共享最优接收波束成形特性的所述一些无线电基站中的每一个中，根据所述最优接收波束成形特性计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

在本发明中，根据下行链路信道脉冲特性中的、移动终端在无线电通信***中实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性。换句话说，假设为了让每个移动终端从实际向移动终端发送数据信号的无线电基站接收下行链路数据信号，移动终端执行仅对于移动终端连接到的无线电基站来说最优的接收波束成形。根据在该假设下所要求的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性。按此方式估计的最优接收波束成形特性由多个无线电基站共享。每个无线电基站根据最优接收波束成形特性（包括无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，和无线电基站不实际向其发送数据信号的移动终端的最优接收波束成形特性）计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。因此，无线电基站计算出的预编码特性匹配移动终端的最优接收波束成形特性。在下行链路CoMP中的CS/CB中，可以提高每个移动终端的预编码特性的计算精度。

在所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的每一个中，根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性、该无线电基站向所述传输目的地移动终端实际发送数据信号的下行链路的信道脉冲特性、该无线电基站不实际向其发送数据信号的其他移动终端的最优接收波束成形特性以及到其他移动终端的下行链路的信道脉冲特性，为每个移动终端计算预编码特性。

通过按此方式计算预编码特性，无线电基站可以具有高精度预编码特性。

在一个方面中，估计最优接收波束成形特性是：每个无线电基站根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告给该无线电基站的，以及共享最优接收波束成形特性是：所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的每一个将所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的另一无线电基站。

换句话说，每个无线电基站可以仅对无线电基站连接到的移动终端估计最优接收波束成形特性。在此情况下，当每个无线电基站将所估计的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站时，相互协调的每个无线电基站可以识别连接到其他无线电基站的移动终端的最优接收波束成形特性。

在另一方面中，估计最优接收波束成形特性和共享最优接收波束成形特性是通过以下步骤实现的：每个无线电基站根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端与另一无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性。

换句话说，每个无线电基站不仅可以计算无线电基站连接到的移动终端的最优接收波束成形特性，而且可以计算其他无线电基站连接到的移动终端的最优接收波束成形特性。在此情况下，无线电基站可以彼此独立地识别位于多个小区中的移动终端的最优接收波束成形特性。

在另一方面中，估计最优接收波束成形特性是：每个移动终端根据由该移动终端计算出的信道脉冲特性中的、该移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计该移动终端的最优接收波束成形特性，以及共享最优接收波束成形特性包括：每个移动终端将该移动终端的最优接收波束成形特性报告给无线电基站，并且所述无线电基站将从该移动终端报告的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站。

换句话说，每个移动终端可以根据在移动终端中计算出的信道脉冲特性，估计移动终端的最优接收波束成形特性。在此情况下，每个移动终端彼此独立地估计移动终端的最优接收波束成形特性，并将最优接收波束成形特性报告给移动终端连接到的无线电基站。当每个无线电基站将从移动终端报告的最优接收波束成形特性发信号通知给其他无线电基站时，相互协调的每个无线电基站可以识别连接到其他无线电基站的移动终端的最优接收波束成形特性。

所述信道脉冲特性被计算为信道脉冲矩阵，以及所述最优接收波束成形特性被表示为由构成通过对所述信道脉冲矩阵应用奇异值分解而获得的酉矩阵的一个或多个向量形成的接收波束成形向量或接收波束成形矩阵。

所述预编码特性可以通过使用迫零预编码来计算。作为替换方案，所述预编码特性可以通过使用最小均方差(MMSE)预编码来计算。

根据本发明的一种无线电通信***包括多个移动终端和通过无线电与移动终端通信的多个无线电基站。每个移动终端包括信道估计部件，所述信道估计部件计算从所述无线电基站到该移动终端的下行链路的信道脉冲特性。所述无线电通信***包括接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述信道脉冲特性中的、移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性。所述无线电基站中的共享最优接收波束成形特性的每个无线电基站包括预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述最优接收波束成形特性计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

如上所述，预编码特性计算部件计算出的预编码特性匹配移动终端的最优接收波束成形特性。在下行链路CoMP中的CS/CB中，可以提高每个移动终端的预编码特性的计算精度。

所述无线电基站中的每一个的预编码特性计算部件可以利用该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性、该无线电基站向所述传输目的地移动终端实际发送数据信号的下行链路的信道脉冲特性、该无线电基站不实际向其发送数据信号的其他移动终端的最优接收波束成形特性以及到其他移动终端的下行链路的信道脉冲特性，为每个移动终端计算预编码特性。

通过按此方式计算预编码特性，预编码特性计算部件可以具有高精度预编码特性。

在一个方面中，所述无线电基站中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据所述传输目的地移动终端与配备有所述接收波束成形特性估计部件的无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告给该无线电基站的。所述无线电基站中的每一个包括基站间通信部件，所述基站间通信部件将由该无线电基站的接收波束成形特性估计部件所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站并且从另一无线电基站接收其他移动终端的最优接收波束成形特性。

在另一方面中，所述无线电基站中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据配备有所述接收波束成形特性估计部件的无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端与另一协调无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性。

在另一方面中，所述移动终端中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据由配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端的信道估计部件计算出的信道脉冲特性中的、配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端的最优接收波束成形特性。所述移动终端中的每一个包括报告部件，所述报告部件将所述最优接收波束成形特性报告给无线电基站；以及所述无线电基站中的每一个包括基站间通信部件，所述基站间通信部件将从移动终端报告的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站。

在本发明另一方面中，提供了一种通过无线电与多个移动终端通信的无线电基站。所述无线电基站包括：接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述无线电基站与所述无线电基站向其实际发送数据信号的传输目的地移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告的；基站间通信部件，所述基站间通信部件将由所述接收波束成形特性估计部件所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站并且从另一无线电基站接收其他移动终端的最优接收波束成形特性；以及预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述接收波束成形特性估计部件估计的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性和从其他无线电基站接收的其他移动终端的最优接收波束成形特性，计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向所述传输目的地移动终端，并且空波束指向所述无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

在本发明的另一方面中，提供了一种通过无线电与多个移动终端通信的无线电基站。所述无线电基站包括：接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述无线电基站与所述无线电基站向其实际发送数据信号的传输目的地移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且根据另一无线电基站与其他移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性；和预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述接收波束成形特性估计部件估计的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性和其他移动终端的最优接收波束成形特性，计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向所述传输目的地移动终端，并且空波束指向所述无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

在本发明的还一方面中，提供了一种能够通过无线电与多个无线电基站通信的移动终端。所述移动终端包括：信道估计部件，所述信道估计部件计算从无线电基站到所述移动终端的下行链路的信道脉冲特性；接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述信道估计部件计算出的信道脉冲特性中的、所述移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计所述移动终端的最优接收波束成形特性；以及报告部件，所述报告部件将所述最优接收波束成形特性报告给无线电基站。

附图说明

图1是根据本发明所有实施例的无线电通信***的框图。

图2是根据本发明第一实施例的无线电基站的框图。

图3是根据本发明第一实施例的移动终端的框图。

图4是说明根据本发明所有实施例的无线电通信控制方法的框图。

图5是示出根据本发明第一实施例的无线电通信控制方法的概要的信息流图。

图6是示出根据本发明第二实施例的无线电通信控制方法的概要的信息流图。

图7是根据本发明第三实施例的无线电基站的框图。

图8是根据本发明第三实施例的移动终端的框图。

图9是示出根据本发明第三实施例的无线电通信控制方法的概要的信息流图。

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的各个实施例。

如图1所示，根据本发明所有实施例的无线电通信***包括核心网络10和无线电接入网络20。无线电接入网络20包括多个无线电基站22和连接无线电基站的X2接口2X。核心网络10连接到多个无线电基站22。每个无线电基站22都与位于无线电基站22的小区23中的移动终端50通信。移动终端50例如是在移动电话（通用移动电信***UMTS）中的长期演进(LTE)中使用的用户设备（UE）。

每个无线电基站22都可以是UMTS中的节点B(NB)。作为替换方案，每个无线电基站22都可以是无线电局域网（LAN）或微波接入的全球互操作性(WiMAX)中的接入点。

第一实施例

图2示出了根据本发明第一实施例的无线电基站22。如图2所示，无线电基站22包括至少一个接收天线24、无线电接收器26、接收波束成形特性估计部件28、预编码特性计算部件30、调制器34、预编码器36、基准信号生成器38、资源映射部件40、无线电发射器42、至少两个发射天线44以及基站间通信部件46。

在无线电基站22中的这些部件中，接收波束成形特性估计部件28、预编码特性计算部件30以及基准信号生成器38是当无线电基站22的未示出的中央处理器（CPU）执行计算机程序并实现与计算机程序相应的功能时实现的功能模块。

无线电基站22包括至少一个接收天线24以执行从移动终端50的无线电接收。无线电接收器26是用于将从接收天线24接收的无线电波转换成电信号的接收电路。

无线电基站22包括至少两个发射天线44以执行向移动终端50的无线电传输。发射天线44构成自适应阵列天线，可以控制其发射波束的方向。无线电发射器42是用于将电信号转换成要从发射天线44发送的无线电波的发射电路。

基站间通信部件46是供具有基站间通信部件46的无线电基站22与另一无线电基站22进行通信之用的通信接口。

接收波束成形特性估计部件28接收发自无线电接收器26的电信号中的、指示连接到无线电基站22的移动终端50的下行链路的信道脉冲矩阵（图中表示为矩阵H（粗体））的信号，信道脉冲矩阵是由移动终端50报告的。”连接”是指如下状态：在无线电基站22与移动终端50之间建立了同步的状态；无线电基站22能够向移动终端50实际发送数据信号；并且移动终端50能够向无线电基站22实际发送数据信号。

移动终端50将移动终端50的至少一个下行链路的至少一个信道脉冲矩阵报告给移动终端50连接到的无线电基站22。移动终端50不仅计算从移动终端50连接到的无线电基站22的下行链路的信道脉冲矩阵并将该矩阵报告给无线电基站22，而且只要它接收到后述基准信号，还计算从移动终端50未连接到的其他无线电基站22的下行链路的信道脉冲矩阵，并将这些矩阵报告给移动终端50连接到的无线电基站22。

根据配备有接收波束成形特性估计部件28的无线电基站22与无线电基站要连接到的移动终端50（换句话说，位于无线电基站22的小区中并且能够成为下行链路通信的实际数据信号传输目的地的移动终端50）之间的下行链路的信道脉冲矩阵，接收波束成形特性估计部件28估计可以成为传输目的地的移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵（图中表示为带帽的矩阵U（粗体））。因此，即使单个移动终端50报告与多个无线电基站22相关的信道脉冲矩阵，也仅使用要通过其实际向移动终端50发送数据信号的下行链路的信道脉冲矩阵来估计移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵。接收波束成形特性估计部件28计算出的最优接收波束成形估计矩被配备有接收波束成形特性估计部件28的无线电基站22和与该无线电基站22协调的另一无线电基站22所使用，但是移动终端50不使用最优接收波束成形估计矩阵来执行接收波束成形。接收波束成形特性估计部件28将由它自己生成的最优接收波束成形估计矩阵提供给预编码特性计算部件30。

当接收波束成形特性估计部件28生成最优接收波束成形估计矩阵时，基站间通信部件46将最优接收波束成形估计矩阵发送给与该无线电基站22协调的另一无线电基站22。基站间通信部件46还从无线电基站22与其协调的一个或多个无线电基站22接收由一个或多个无线电基站22（为连接到该一个或多个无线电基站22的移动终端50）生成的最优接收波束成形估计矩阵，并将这些最优接收波束成形估计矩阵提供给预编码特性计算部件30。

无线电接收器26接收到的下行链路信道脉冲矩阵还被提供给预编码特性计算部件30。然后，基站间通信部件46将指示无线电接收器26接收的下行链路信道脉冲矩阵的信号发送到无线电基站22与其协调的一个或多个其他无线电基站22。基站间通信部件46还从无线电基站22与其协调的一个或多个其他无线电基站22接收指示从连接到所述一个或多个无线电基站22的移动终端50报告的信道脉冲矩阵的信号，并将这些信道脉冲矩阵提供给预编码特性计算部件30。

“无线电基站22与其协调的另一无线电基站22”中的“与其协调”是指CoMP中的CS/CB。每个无线电基站22预先知道该无线电基站22应当与其协调的其他无线电基站22。例如，第一无线电基站预先知道第二无线电基站和第三无线电基站是第一无线电基站应当与其协调的两个其他无线电基站，第二无线电基站预先知道第一无线电基站是第二无线电基站应当与其协调的其他无线电基站。

根据接收波束成形特性估计部件28为作为数据信号传输目的地的每个移动终端50估计的最优接收波束成形估计矩阵和从其他无线电基站22报告的其他移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵，预编码特性计算部件30计算每个移动终端50（即，无线电基站22的小区中的作为传输目的地的每个移动终端和其他无线电基站22的小区中的其他移动终端）的预编码矩阵，使得发射天线44将主波束指向作为传输目的地的移动终端50并将空波束指向其他无线电基站22的小区中的其他移动终端。预编码矩阵（图中表示为矩阵W（粗体））是为了将发射天线44的主波束指向传输目的地移动终端50而生成的加权系数（发射权重）组。如上所述，预编码特性计算部件30使用多个最优接收波束成形估计矩阵来计算单个移动终端50的单个预编码矩阵。为了计算预编码矩阵，还使用作为无线电接收器26接收的数据信号的目的地的移动终端50的下行链路信道脉冲矩阵，和基站间通信部件46接收的其他移动终端50的下行链路信道脉冲矩阵。

将数据信号提供给调制器34。数据信号要去往位于无线电基站22的小区23中并且连接到该无线电基站22的移动终端50。数据信号表示语音、运动图像、静止图像或文本。数据信号可以由无线电基站22中的未示出的数据信号生成器生成，或者可以是从另一无线电基站22或从核心网络10发送到无线电基站22的信号。

调制器34对数据信号进行编码进而应用多级调制。多级调制可以是正交相移键控(QPSK)、正交振幅调制(QAM)、其他相移键控(PSK)或其他振幅调制(AM)。编码可以是增强编码（turbo encoding）、卷积编码、低密度奇偶校验(LDPC)编码或任何其他编码。

基准信号生成器38生成基准信号，使得移动终端50能够执行下行链路信道估计和同步检测。基准信号生成器38生成要由多个发射天线44发射的多个序列（每个序列包括按预定时间间隔布置的基准信号）。在每个序列中，从无线电基站22的发射天线44的下行链路中定期（例如，每1ms）发送基准信号。

预编码器36根据预编码特性计算部件30计算出的预编码矩阵对从调制器34提供的调制数据信号和从基准信号生成器38提供的基准信号进行预编码，并将预编码信号提供给资源映射部件40。

资源映射部件40执行资源映射，以利用正交频分多址(OFDMA)发送下行链路信号。应用了资源映射的信号被提供给无线电发射器42并由发射天线44无线发送。

基准信号生成器38将基准信号序列直接发送到资源映射部件40，使得即使不是数据信号传输目的地的移动终端50也可以接收到基准信号。在此情况下，基准信号不被预编码，在资源映射部件40中经过资源映射，并被提供给发送基准信号的无线电发射器42。当移动终端50位于可以接收到基准信号的地点时，即使移动终端50不是数据信号传输目的地，每个移动终端50也根据基准信号执行下行链路信道估计。每个移动终端50可以识别作为接收到的基准信号的传输源的无线电基站以及发送了基准信号的发射天线44，并且可以对从多个发射天线44起的多个路径执行信道估计。

基准信号生成器38还将基准信号序列提供给预编码器36。当存在要传输的数据信号时，与数据信号一起对提供给预编码器36的基准信号进行预编码；预编码信号在资源映射部件40中经过资源映射；并且将该信号提供给无线电发射器42并发射。作为数据信号传输目的地的每个移动终端50从数据信号区分出基准信号，并根据基准信号执行下行链路信道估计。每个移动终端50可以识别作为接收到的基准信号的传输源的无线电基站22以及发送了基准信号的发射天线44，并且可以对从多个发射天线44起的多个路径执行信道估计。

图3是根据本发明第一实施例的移动终端的框图。移动终端50包括至少两个接收天线52、无线电接收器54、信号分离部件56、解调器58、扬声器60、显示部件62、信道估计部件64、输入接口66、麦克风68、单载波频分多址(SC-FDMA)调制器70、无线电发射器72以及至少一个发射天线74。

在移动终端50中的这些部件中，信号分离部件56、解调器58、信道估计部件64以及SC-FDMA调制器70是当移动终端50的未示出的CPU执行计算机程序并实现与计算机程序相应的功能时实现的功能模块。

移动终端50包括至少两个接收天线52以执行从无线电基站22的无线电接收。接收天线52构成自适应阵列天线，可以使用信号分离技术分离从来自特定方向的无线电波得到的该自适应阵列天线的输出信号。由于每个无线电基站22具有至少两个发射天线44并且每个移动终端50具有至少两个接收天线52，因此可以进行下行链路MIMO。无线电接收器54是用于将从接收天线52接收的无线电波转换成电信号的接收电路。

移动终端50包括至少一个发射天线74以执行向无线电基站22的无线电发射。无线电发射器72是用于将电信号转换成要从发射天线74发送的无线电波的发射电路。

输入接口66例如是小键盘，由用户用于将各种指令输入到移动终端50并在移动终端50上进行选择。显示部件62响应于输入接口66处的输入而显示图像。显示部件62还根据在无线电接收器54通过从无线电基站22的下行链路通信而接收到的接收信号，显示运动图像、静止图像或文本。扬声器60根据在无线电接收器54处在下行链路语音通信中接收的接收信号输出语音。麦克风68将移动终端50的用户的语音转换成上行链路语音通信中的电信号。

信道估计部件64根据从无线电接收器54发送的电信号中的基准信号，执行信道估计并计算下行链路信道脉冲特性，即，信道脉冲矩阵（在图中表示为矩阵H（粗体））。如上所述，信道估计部件64不仅计算从移动终端50连接到的无线电基站22的下行链路的信道脉冲矩阵，而且只要它接收到基准信号，还计算从移动终端50未连接到的无线电基站22的下行链路的信道脉冲矩阵。每个信道脉冲矩阵包括作为元素的从无线电基站22的多个发射天线44到移动终端50的多个接收天线22的下行链路路径的转换系数。例如，当无线电基站22具有两个发射天线44并且移动终端50具有两个接收天线52时，由于存在四个路径，因此信道脉冲矩阵具有两行和两列，包括作为四个元素的四个路径的转换系数。

信号分离部件56利用信号分离技术，使用信道估计部件64计算出的信道脉冲矩阵，将从无线电接收器54提供的信号分离成给各个接收天线52的接收信号。已知的信号分离技术包括乘以信道脉冲矩阵的逆矩阵的方法、迫零信号分离方法、以及最小均方差(MMSE)信号分离方法。信号分离部件56可以使用这些信号分离技术中的任何一个。信号分离是接收波束成形，但是用于生成后述的最优接收波束成形估计矩阵（在图2中表示为带帽的矩阵U（粗体））的技术不同于在信号分离部件56中执行的接收波束成形技术。

解调器58对信号分离部件56分离的信号进行解调和解码，以获得各个接收天线52的数据信号。在图中，分开设置信号分离部件56和解调器58，但是移动终端50可以配备有用于进行最大似然检测（MLD）的部件，其用于进行解调和信号分离两者，而不是配备信号分离部件56和解调器58。

根据从解调器58输出的数据信号，扬声器60输出声音或者显示单元显示图像。

将指示由信道估计部件64计算出的信道脉冲矩阵的信号提供给SC-FDMA调制器70。将根据到输入接口66的用户输入生成的数据信号和麦克风68生成的数据信号也提供给SC-FDMA调制器70。SC-FDMA调制器70执行通过SC-FDMA发送上行链路信号所需的各种处理，并将处理后的信号提供给无线电发射器72。按此方式，通过无线电将数据信号和指示信道脉冲矩阵的信号朝着无线电基站22发送。

参照图4和图5具体描述根据本发明第一实施例的无线电通信控制方法。为了简化描述，图4和图5仅示出了三个无线电基站22(第一无线电基站22₁、第二无线电基站22₂以及第三无线电基站22₃)和五个移动终端50(第一移动终端50₁、第二移动终端50₂、第三移动终端50₃、第四移动终端50₄以及第五移动终端50₅)。

第一移动终端50₁和第二移动终端50₂位于第一无线电基站22₁的小区23₁中并且连接到第一无线电基站22₁。第一无线电基站22₁将下行链路数据信号实际发送到第一移动终端50₁和第二移动终端50₂。第三移动终端50₃和第四移动终端50₄位于第二无线电基站22₂的小区23₂中并且连接到第二无线电基站22₂。第二无线电基站22₂将下行链路数据信号实际发送到第三移动终端50₃和第四移动终端50₄。第五移动终端50₅位于第三无线电基站22₃的小区23₃中并且连接到第三无线电基站22₃。第三无线电基站22₃将下行链路数据信号实际发送到第五移动终端50₅。

对于第一无线电基站22₁，第二无线电基站22₂和第三无线电基站22₃是应当与第一无线电基站22₁协调的其他基站。换句话说，对于第一无线电基站22₁，第二无线电基站22₂和第三无线电基站22₃与第一无线电基站22₁属于同一协调组。对于第二无线电基站22₂，第一无线电基站22₁是应当与第二无线电基站22₂协调的其他基站，但是第三无线电基站22₃不是。对于第二无线电基站22₂，只有第一无线电基站22₁与第二无线电基站22₂属于同一协调组。对于第三无线电基站22₃，第一无线电基站22₁是应当与第三无线电基站22₃协调的其他基站，但是第二无线电基站22₂不是。对于第三无线电基站22₃，只有第一无线电基站22₁与第三无线电基站22₃属于同一协调组。每个无线电基站22识别应当与该无线电基站22协调的其他无线电基站（该无线电基站22的协调组）。

图中示出的每个移动终端50可以从连接到的无线电基站22接收数据信号和基准信号。每个移动终端50可以从移动终端未连接到的无线电基站22仅接收基准信号。根据发自每个无线电基站22的基准信号，每个移动终端50的信道估计部件64单独计算下行链路信道脉冲矩阵H_ij，其中下标i表示无线电基站22的顺序编号，下标j表示移动终端50的顺序编号。

例如，第一移动终端50₁根据发自第一无线电基站22₁的基准信号计算信道脉冲矩阵H₁₁第三移动终端50₃根据发自第二无线电基站22₂的基准信号计算信道脉冲矩阵H₂₃。如上所述，每个信道脉冲矩阵的元素数量对应于无线电基站22的发射天线44的数量和移动终端50的接收天线52的数量。

每个移动终端50可以区分出从移动终端50未连接到的无线电基站22发送的基准信号，并且还根据基准信号计算从没有向移动终端50发送数据信号的无线电基站22起的下行链路的信道脉冲矩阵。例如，第一移动终端50₁计算针对第二无线电基站22₂的信道脉冲矩阵H₂₁和针对第三无线电基站22₃的信道脉冲矩阵H₃₁。

每个移动终端50将指示移动终端50计算出的多个信道脉冲矩阵的信号发送到移动终端50连接到的无线电基站22。例如，第一移动终端50₁将信道脉冲矩阵H₁₁，H₂₁以及H₃₁报告给第一无线电基站22₁。

协调的无线电基站22利用基站间通信部件46相互发信号通知从移动终端50报告的信道脉冲矩阵。更具体来说，基站间通信部件46将配备有基站间通信部件46的无线电基站22接收的信道脉冲矩阵发信号通知给其他无线电基站22，并从其他无线电基站22接收其他移动终端50的信道脉冲矩阵。按此方式，移动终端50中计算出的信道脉冲矩阵被协调的无线电基站22所共享。

在每个移动终端50执行最优接收波束成形以从实际向移动终端50发送数据信号的无线电基站22接收下行链路数据信号的假设下，每个无线电基站22的接收波束成形特性估计部件28计算（即，估计）移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵

更具体来说，根据从移动终端50报告的下行链路的多个信道脉冲矩阵中的、数据信号实际要去往的移动终端50通过其接收数据信号的下行链路的信道脉冲矩阵，每个无线电基站22的接收波束成形特性估计部件28估计移动终端50的最优接收波束成形矩阵。换句话说，每个无线电基站22的接收波束成形特性估计部件28根据从无线电基站22到移动终端50的下行链路的信道脉冲矩阵，估计连接到无线电基站22的移动终端50的最优接收波束成形矩阵。

例如，在从第一移动终端50₁报告的上述多个信道脉冲矩阵中，根据要实际用于发送数据信号的在第一无线电基站22₁与第一移动终端50₁之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₁，在第一移动终端50₁执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第一无线电基站22₁计算第一移动终端50₁的最优接收波束成形估计矩阵

如上所述，第一无线电基站22₁从第一移动终端50₁接收信道脉冲矩阵H₂₁和H₃₁，但是在任何无线电基站22中都不使用这些信道脉冲矩阵来计算最优接收波束成形估计矩阵。

在从第二移动终端50₂报告的多个信道脉冲矩阵中，根据要实际用于发送数据信号的在第一无线电基站22₁与第二移动终端50₂之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₂，在第二移动终端50₂执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第一无线电基站22₁计算第二移动终端50₂的最优接收波束成形估计矩阵

按相同的方式，根据从第三移动终端50₃报告的多个信道脉冲矩阵中的信道脉冲矩阵H₂₃第二无线电基站22₂计算第三移动终端50₃的最优接收波束成形估计矩阵

根据从第四移动终端50₄报告的多个信道脉冲矩阵中的信道脉冲矩阵H₂₄，第二无线电基站22₂计算第四移动终端50₄的最优接收波束成形估计矩阵根据从第五移动终端50₅报告的多个信道脉冲矩阵中的信道脉冲矩阵H₃₅，第三无线电基站22₃计算第五移动终端50₅的最优接收波束成形估计矩阵

如上所述，根据从传输目的地移动终端50报告的在无线电基站22与传输目的地移动终端50之间的下行链路的信道脉冲矩阵，每个无线电基站22估计作为无线电基站22要向其实际发送数据信号的传输目的地的每个移动终端50的最优接收波束成形特性。换句话说，每个无线电基站22仅估计无线电基站22连接到的每个移动终端50的最优接收波束成形特性。

以下示出了最优接收波束成形估计矩阵的一种具体计算方法。该矩阵是通过奇异值分解(SVD)获得的。当对信道脉冲矩阵应用奇异值分解时，获得以下三个矩阵。

H_ij＝U_ijΛ_ijV_ij ^H

在此，U_ij是酉矩阵（unitary matrix）。Λ_ij是在奇异值分解中获得的标准型（canonical form）。在标准型中，除了对角元素以外的其他元素是零并且对角元素不为负。对角元素是奇异值。V_ij是表示来自无线电基站22的发射波束的虚酉矩阵。上标H表示复共轭转置，即，Hermitian转置。

因此，从已知的单个信道脉冲矩阵同时获得三个矩阵。在构成按此方式获得的酉矩阵U_ij的向量组中，选择与标准型中的一个或多个较大奇异值对应的一个或多个向量，向量的数量小于移动终端50中的接收天线52的数量，从而获得由一个或多个向量构成的最优接收波束成形估计矩阵

更具体来说，当仅选择与最大奇异值对应的一个向量时，获得仅具有一列的最优接收波束成形估计矩阵（它可以被视为最优接收波束成形估计向量）；当选择与两个或更多个较大奇异值对应的两个或更多个向量时，获得具有两个或更多个列的最优接收波束成形估计矩阵。

即使由于无线电基站22的发射天线44的数量和移动终端50的接收天线52的数量，信道脉冲矩阵具有多行和多列时，从上述奇异值分解获得的最优接收波束成形估计矩阵中的列数也从实际接收天线52的数量减少。换句话说，假设移动终端50的接收天线52的数量等于最优接收波束成形估计矩阵中的列数（假设当最优接收波束成形估计矩阵中的列数是1时，接收天线52的数量是1）。最优接收波束成形估计矩阵用于计算预编码矩阵。当在移动终端50具有多个接收天线52的假设下使用具有多行和多列的最优接收波束成形估计矩阵来计算预编码矩阵时，预编码矩阵具有巨大数量个元素（巨大数量个发射权重），并且无线电基站22会消耗很大的电力来进行实际预编码。当最优接收波束成形估计矩阵的列数从接收天线的数量减小时，可以减小无线电基站22的电力消耗。可以通过考虑消耗的电力的减小与预编码特性的精度之间的折中，来确定从标准型中选择的奇异值数量，由此确定最优接收波束成形估计矩阵的列数。

协调的无线电基站22利用基站间通信部件46相互发信号通知在无线电基站22中计算出的最优接收波束成形估计矩阵。更具体来说，基站间通信部件46将在配备有基站间通信部件46的无线电基站22中估计的最优接收波束成形估计矩阵发信号通知给其他无线电基站22，并从其他无线电基站22接收其他移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵。由于每个无线电基站22都将无线电基站22估计的最优接收波束成形特性发信号通知给其他无线电基站22，因此这些相互协调的无线电基站22可以将连接到其他无线电基站22的移动终端50的最优接收波束成形特性作为共享知识。

接着，根据接收波束成形特性估计部件28估计的传输目的地移动终端50的最优接收波束成形特性和从其他无线电基站22发信号通知的其他移动终端50的最优接收波束成形特性，每个无线电基站22的预编码特性计算部件30计算每个传输目的地移动终端50的预编码特性，使得主波束指向传输目的地移动终端50。每个移动终端50的预编码特性是根据移动终端50的最优接收波束成形特性、从实际向移动终端50发送数据信号的特定无线电基站22到移动终端50的下行链路的信道脉冲特性、其他移动终端50的最优接收波束成形特性以及从特定无线电基站22到其他移动终端50的下行链路的信道脉冲特性来计算出的。

以下具体描述第一无线电基站22₁执行的预编码矩阵的计算方法。第一无线电基站22₁根据以下通用表达式计算从第一无线电基站22₁起的下行链路的实效（effective）信道矩阵

${\hat{G}}_{1j}={{\hat{U}}_{\mathrm{ij}}}^H{H}_{1j}$

当如图4所示存在5个移动终端50（第一移动终端50₁到第五移动终端50₅）时，存在第一无线电基站22₁与这些移动终端50之间的5个实效信道矩阵

和是从第一无线电基站22₁到第一移动终端50₁的下行链路的实效信道矩阵。

是从第一无线电基站22₁到第二移动终端50₂的下行链路的实效信道矩阵。

是从第一无线电基站22₁到第三移动终端50₃的下行链路的实效信道矩阵。

是从第一无线电基站22₁到第四移动终端50₄的下行链路的实效信道矩阵。

是从第一无线电基站22₁到第五移动终端50₅的下行链路的实效信道矩阵。

按以下方式计算这5个实效信道矩阵：

${\hat{G}}_{11}={{\hat{U}}_{11}}^H{H}_{11}$

${\hat{G}}_{12}={\hat{U}}_{12}^H{H}_{12}$

${\hat{G}}_{13}={\hat{U}}_{23}^H{H}_{13}$

${\hat{G}}_{14}={\hat{U}}_{24}^H{H}_{14}$

${\hat{G}}_{15}={\hat{U}}_{35}^H{H}_{15}$

根据这5个实效信道矩阵，按以下方式获得从第一无线电基站22₁的下行链路传输的虚拟信道矩阵

${\hat{G}}_1=\left[\begin{array}{c}{\hat{G}}_{11}\\ {\hat{G}}_{12}\\ {\hat{G}}_{13}\\ {\hat{G}}_{14}\\ {\hat{G}}_{15}\end{array}\right]$

该虚拟信道矩阵中的下标1是无线电基站22的顺序编号，表示第一无线电基站22₁。

根据该虚拟信道矩阵，第一无线电基站22₁的预编码特性计算部件30根据以下表达式计算预编码矩阵W₁。换句话说，预编码特性计算部件30利用迫零预编码来计算预编码矩阵：

$W_1={\hat{G}}_1^H{\left({\hat{G}}_1{\hat{G}}_1^H\right)}^{-1}=[W_{11},W_{12},W_{13},W_{14},W_{15}]$

该预编码矩阵中的下标1是无线电基站22的顺序编号，表示第一无线电基站22₁。

在一个修改例中，第一无线电基站22₁的预编码特性计算部件30可以根据以下表达式计算预编码矩阵：

$W_1={\hat{G}}_1^H{({\hat{G}}_1{\hat{G}}_1^H+Z_1)}^{-1}=[W_{11},W_{12},W_{13},W_{14},W_{15}]$

在此，Z₁表示从第一无线电基站22₁起的下行链路的噪声和干扰功率矩阵（下标1是无线电基站22的顺序编号，表示第一无线电基站22₁）并且可以用以下方式表示：

$Z_1=\left[\begin{array}{ccccc}{I}_1+N_1& 0& 0& 0& 0\\ 0& I_2+N_2& 0& 0& 0\\ 0& 0& I_3+N_3& 0& 0\\ 0& 0& 0& I_4+N_4& 0\\ 0& 0& 0& 0& I_5+N_5\end{array}\right]$

换句话说，在该修改例中，预编码特性计算部件30通过使用最小均方差（MMSE）预编码来计算预编码矩阵。

I表示在移动终端50处测得的干扰功率，N表示在移动终端50处测得的噪声功率，下标数字表示移动终端50的顺序编号。例如，I₃表示在第三移动终端50₃处测得的干扰功率。当每个移动终端50测量噪声功率和干扰功率时，移动终端50将指示噪声功率和干扰功率的信号发送到移动终端50连接到的无线电基站22。协调的无线电基站22通过使用基站间通信部件46相互发信号通知在移动终端处测得的最优接收波束成形估计矩阵。

在利用上述预编码方法中的任何一个生成的预编码矩阵W₁中，其元素W₁₁，W₁₂，W₁₃，W₁₄，和W₁₅是矩阵或向量。下标中的第一个数字是无线电基站22的顺序编号，表示第一无线电基站22₁，下标中的第二个数字是移动终端50的顺序编号。

例如，矩阵或向量W₁₁作为元素包括用于将主波束从第一无线电基站22₁指向数据信号要实际发送到的第一移动终端50₁并且将空波束指向其他移动终端50₂到50₅的发射权重。在另一示例中，矩阵或向量W₁₅作为元素包括用于将主波束从第一无线电基站22₁指向数据信号要实际不发送到的第五移动终端50₅并且将空波束指向其他移动终端50₁到50₄的发射权重。在预编码矩阵W₁中，第一无线电基站22₁使用适合于将主波束指向数据信号要实际发送到的移动终端50₁和50₂的矩阵或向量W₁₁和W₁₂，不使用其他矩阵或向量W₁₃，W₁₄，和W₁₅。按此方式，计算预编码特性，从而将主波束指向数据信号要发送到的移动终端，并且将空波束指向数据信号不发送到的其他移动终端。利用矩阵或向量W₁₁和矩阵或向量W₁₂，第一无线电基站22₁可以将主波束指向第一移动终端50₁和第二移动终端50₂，并将空波束指向第三移动终端50₃、第四移动终端50₄以及第五移动终端50₅。在图4中，示出了第一无线电基站22₁的发射天线44根据第一无线电基站22₁生成的预编码矩阵发射的波束B1的概要形状。

其他无线电基站22(第二无线电基站22₂和第三无线电基站22₃)按相同的方式计算预编码矩阵W₂和预编码矩阵W₃。在图4中，示出了第二无线电基站22₂的发射天线44根据第二无线电基站22₂生成的预编码矩阵发射的波束B₂的概要形状，和第三无线电基站22₃的发射天线44根据第三无线电基站22₃生成的预编码矩阵发射的波束B₃的概要形状。

在每个无线电基站22中，在预编码特性计算部件30计算新预编码矩阵之后，预编码器36使用新计算出的预编码矩阵。换句话说，预编码器36根据新计算出的预编码矩阵中的发射权重，控制给每个发射天线44的信号。在该状态下，无线电基站22将数据信号（组合有基准信号）发送到传输目的地移动终端50。然而，如上所述，未与数据信号组合的基准信号也被未连接到无线电基站22的移动终端50接收并被用于生成信道脉冲矩阵。

在每个移动终端50中，在信道估计部件64估计新信道脉冲矩阵之后，新估计的信道脉冲矩阵被信号分离部件56用于进行信号分离。

定期重复从在每个移动终端50中根据基准信号计算信道脉冲矩阵到计算预编码矩阵的处理。因此，每个无线电基站22连续执行最优预编码。

在本实施例中，在无线电基站22计算最优接收波束成形估计矩阵之前，多个无线电基站22共享信道脉冲矩阵。但是，可以在无线电基站22计算最优接收波束成形估计矩阵之后或同时，多个无线电基站22共享信道脉冲矩阵。换句话说，基站间通信部件46可以将配备有基站间通信部件46的无线电基站22保持的信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵一起发信号通知给另一无线电基站22，并且可以从其他无线电基站22接收其他移动终端50的信道脉冲矩阵和其他移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵。

当第三移动终端50₃从图4所示的状态起移动并且除了连接到第二无线电基站22₂以外还连接到第一无线电基站22₁时，第二无线电基站22₂继续按先前的相同方式根据信道脉冲矩阵H₂₃计算最优接收波束成形估计矩阵

第一无线电基站22₁还开始根据信道脉冲矩阵H₁₃计算最优接收波束成形估计矩阵

按与先前相同的方式，第二无线电基站22₂计算预编码矩阵W₂，使得主波束指向第三移动终端50₃和第四移动终端50₄，并且空波束指向第一移动终端50₁和第二移动终端50₂。与此对照，第一无线电基站22₁计算预编码矩阵W₁，使得主波束不仅指向第一移动终端50₁和第二移动终端50₂，而且指向第三移动终端50₃，并且空波束指向第四移动终端50₄和第五移动终端50₅，并使用预编码矩阵中的矩阵或向量W₁₁，W₁₂，和W₁₃。

如上所述，在本实施例中，根据下行链路的信道脉冲特性中的移动终端通过其实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，为每个移动终端估计最优接收波束成形特性。换句话说，假设为了让每个移动终端从实际向移动终端发送数据信号的无线电基站接收下行链路数据信号，仅对连接的无线电基站执行最优接收波束成形。根据在该假设下要求的信道脉冲特性，为每个移动终端估计最优接收波束成形特性。由多个无线电基站共享按此方式估计的最优接收波束成形特性。根据最优接收波束成形特性（包括无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性和无线电基站不向其发送数据信号的移动终端的最优接收波束成形特性），无线电基站计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向不向其发送数据信号的其他移动终端。因此，在无线电基站中计算出的预编码特性匹配移动终端的最优接收波束成形特性。在下行链路CoMP中的CS/CB中，可以提高每个移动终端的预编码特性的计算精度。

根据每个无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性、无线电基站通过其向传输目的地移动终端实际发送数据信号的下行链路的信道脉冲特性、无线电基站不向其实际发送数据信号的其他移动终端的最优接收波束成形特性以及到其他移动终端的下行链路的信道脉冲特性，计算每个移动终端的预编码特性。通过按此方式计算预编码特性，无线电基站可以具有高精度预编码特性。

第二实施例

在第一实施例中，每个无线电基站22仅为无线电基站22连接到的移动终端50计算最优接收波束成形估计矩阵，并将最优接收波束成形估计矩阵发信号通知给其他协调无线电基站22。

在本发明的第二实施例中，每个无线电基站22不仅为无线电基站22连接到的移动终端50计算最优接收波束成形特性，而且为其他协调无线电基站22连接到的移动终端50计算最优接收波束成形估计矩阵。在此情况下，无线电基站22可以彼此独立地识别位于多个小区中的移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵。换句话说，当每个无线电基站22根据传输目的地移动终端50与无线电基站22之间的下行链路的信道脉冲特性，估计无线电基站22向其实际发送数据信号的传输目的地移动终端50的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端50与其他协调无线电基站22之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端50的最优接收波束成形特性时，实现了对最优接收波束成形特性的估计和协调无线电基站22之间的最优接收波束成形特性的共享。

图6是示出根据本发明第二实施例的无线电通信控制方法的概要的信息流图。如图6所示，每个移动终端50按与第一实施例相同的方式，向移动终端50连接到的无线电基站22发送指示根据基准信号在其中计算出的多个信道脉冲矩阵的信号。协调无线电基站22使用基站间通信部件46相互发信号通知从移动终端50报告的信道脉冲矩阵。这样，协调无线电基站22共享在移动终端50中计算出的信道脉冲矩阵。

接着，根据无线电基站22实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端50与无线电基站22之间的下行链路的信道脉冲矩阵，无线电基站22的接收波束成形特性估计部件28估计传输目的地移动终端50的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端50与其他协调无线电基站22之间的下行链路的信道脉冲矩阵来估计其他移动终端50的最优接收波束成形特性。

例如，根据第一无线电基站22₁与第一移动终端50₁之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₁，在第一移动终端50₁执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第一无线电基站22₁计算第一移动终端50₁的最优接收波束成形估计矩阵根据第一无线电基站22₁与第二移动终端50₂之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₂,在第二移动终端50₂执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第一无线电基站22₁计算第二移动终端50₂的最优接收波束成形估计矩阵

根据第二无线电基站22₂与第三移动终端50₃之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₂₃，在第三移动终端50₃执行最优接收波束成形以从第二无线电基站22₂接收下行链路数据信号的假设下，第一无线电基站22₁计算第三移动终端50₃的最优接收波束成形估计矩阵

按相同的方式，第一无线电基站22₁计算第四移动终端50₄的最优接收波束成形估计矩阵

并且计算第五移动终端50₅的最优接收波束成形估计矩阵

这样，协调无线电基站22可以共享最优接收波束成形特性。最优接收波束成形估计矩阵的具体计算方法可以与第一实施例中的相同。然后，每个无线电基站22的预编码特性计算部件30按与第一实施例中的方式相同的方式计算预编码矩阵。

在每个无线电基站22中，在预编码特性计算部件30计算新预编码矩阵之后，预编码器36使用新计算出的预编码矩阵。在每个移动终端50中，当信道估计部件64估计新信道脉冲矩阵时，信号分离部件56使用新估计的信道脉冲矩阵来进行信号分离。定期重复从在每个移动终端50中根据基准信号计算信道脉冲矩阵到计算预编码矩阵的处理。第二实施例也实现与第一实施例相同的优点。

在第二实施例中，无线电基站22和移动终端50可以与第一实施例中的图2和图3所示的那些相同。不过，无线电基站22不使用基站间通信部件46相互发信号通知最优接收波束成形估计矩阵。

第三实施例

在第一实施例中，每个无线电基站22仅为无线电基站22连接到的移动终端50计算最优接收波束成形估计矩阵，并将最优接收波束成形估计矩阵发信号通知给其他协调无线电基站22。

在本发明的第三实施例中，根据移动终端50计算出的信道脉冲矩阵中的每个移动终端50通过其实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲矩阵，每个移动终端50估计移动终端50的最优接收波束成形特性。当每个移动终端50将移动终端50的最优接收波束成形特性报告给无线电基站22时，无线电基站22将从移动终端50报告的最优接收波束成形特性发信号通知给其他无线电基站22，以在协调无线电基站22之间共享它。换句话说，每个移动终端50可以根据在移动终端50中计算出的信道脉冲特性，估计移动终端50的最优接收波束成形特性。在此情况下，每个移动终端50彼此独立地估计移动终端50的最优接收波束成形特性，并将最优接收波束成形特性报告给移动终端50连接到的无线电基站22。当每个无线电基站22将从移动终端50报告的最优接收波束成形特性发信号通知给其他无线电基站22时，每个协调无线电基站可以识别连接到其他无线电基站22的移动终端50的最优接收波束成形特性。

如图7所示，根据第三实施例的无线电基站22没有接收波束成形特性估计部件28。无线电接收器26接收的信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵被提供给预编码特性计算部件30，并且还通过基站间通信部件46被发信号通知给其他无线电基站22。基站间通信部件46从其他无线电基站22接收的信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵被提供给预编码特性计算部件30。

如图8所示，根据第三实施例的移动终端50包括接收波束成形特性估计部件128。接收波束成形特性估计部件128根据信道估计部件64.中计算出的信道脉冲矩阵中的、移动终端50通过其实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲矩阵，计算移动终端50的最优接收波束成形估计矩阵。将计算出的最优接收波束成形估计矩阵提供给SC-FDMA调制器70，并由无线电发射器72（报告部件）通过无线电进一步发送到移动终端50连接到的无线电基站22。

图9是示出根据第三实施例的无线电通信控制方法的概要的信息流图。如图9所示，按与第一实施例相同的方式，每个移动终端50根据基准信号计算多个信道脉冲矩阵。移动终端50的接收波束成形特性估计部件128根据移动终端50与移动终端50从其实际接收数据信号的所连接的无线电基站22之间的下行链路的信道脉冲矩阵，估计移动终端50的最优接收波束成形特性。最优接收波束成形估计矩阵的具体计算方法可以与第一实施例相同。

例如，根据第一无线电基站22₁与第一移动终端50₁之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₁，在第一移动终端50₁执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第一移动终端50₁计算第一移动终端50₁的最优接收波束成形估计矩阵

根据第一无线电基站22₁与第二移动终端50₂之间的下行链路的信道脉冲矩阵H₁₂，在第二移动终端50₂执行最优接收波束成形以从第一无线电基站22₁接收下行链路数据信号的假设下，第二移动终端50₂计算第二移动终端50₂的最优接收波束成形估计矩阵

每个移动终端50将指示在移动终端50中计算出的多个信道脉冲矩阵和单个最优接收波束成形估计矩阵的信号发送到移动终端50连接到的无线电基站22。信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵可以被表示在一个信号中，或者可以被表示在分开的信号中并按不同的定时发送。

协调无线电基站22通过使用基站间通信部件46相互发信号通知从移动终端50报告的信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵。按此方式，通过协调无线电基站22共享在每个移动终端50中计算出的信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵。信道脉冲矩阵和最优接收波束成形估计矩阵可以被表示在一个信号中，或者可以被表示在分开的信号中并按不同的定时发送。

然后，每个无线电基站22的预编码特性计算部件30按与第一实施例相同的方式计算预编码矩阵。

在每个无线电基站22中，在预编码特性计算部件30计算新预编码矩阵之后，预编码器36使用新计算出的预编码矩阵。在每个移动终端50中，当信道估计部件64估计新信道脉冲矩阵时，信号分离部件56使用新估计的信道脉冲矩阵来进行信号分离。定期重复从在每个移动终端50中根据基准信号计算信道脉冲矩阵到计算预编码矩阵的处理。第三实施例也实现与第一实施例相同的优点。

其他修改例

在无线电基站22和移动终端50中，CPU执行的功能可以由硬件或可编程逻辑装置（如FPGA（现场可编程门阵列）或DSP（数字信号处理器））而不是CPU来执行。

在上述实施例中，用矩阵表示信道脉冲特性、最优接收波束成形估计特性以及预编码特性（最优接收波束成形估计向量也可以被视为具有单个列的矩阵）。然而，这些特性中的至少一个可以用除矩阵以外的其他形式来表示，并且可以用除矩阵计算以外的其他数学方法来计算预编码特性。

每个无线电基站22可以具有扇区。在每个无线电基站22中，接收天线24也可以用作发射天线44之一。在每个移动终端50中，发射天线74也可以用作接收天线52之一。

可以组合上述实施例和修改例，只要不会产生矛盾即可。

标号

10:核心网络

20:无线电接入网络

2X:X2接口

22(221,222,223):无线电基站

23:小区

24:接收天线

26:无线电接收器

28:接收波束成形特性估计部件

30:预编码特性计算部件

34:调制器

36:预编码器

38:基准信号生成器

40:资源映射部件

42:无线电发射器

44:发射天线

46:基站间通信部件

50(501,502,503,504,505):移动终端

52:接收天线

54:无线电接收器

56:信号分离部件

58:解调器

60:扬声器

62:显示部件

64:信道估计部件

66:输入接口

68:麦克风

70:SC-FDMA调制器

72:无线电发射器(报告部件)

74:发射天线

128:接收波束成形特性估计部件

Claims (16)

1.一种在配备有多个移动终端和通过无线电与移动终端通信的多个无线电基站的无线电通信***中执行的无线电通信控制方法，所述无线电通信控制方法包括：

在每个移动终端中，计算从所述无线电基站到移动终端的下行链路的信道脉冲特性；

根据所述信道脉冲特性中的、移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性；

在所述多个无线电基站中的一些无线电基站之间共享每个移动终端的最优接收波束成形特性；以及

在所述多个无线电基站中的共享最优接收波束成形特性的所述一些无线电基站中的每一个中，根据所述最优接收波束成形特性计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

2.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中在所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的每一个中，根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性、该无线电基站向所述传输目的地移动终端实际发送数据信号的下行链路的信道脉冲特性、该无线电基站不实际向其发送数据信号的其他移动终端的最优接收波束成形特性以及到其他移动终端的下行链路的信道脉冲特性，为每个移动终端计算预编码特性。

3.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中估计最优接收波束成形特性是：每个无线电基站根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告给该无线电基站的，以及

共享最优接收波束成形特性是：所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的每一个将所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给所述多个无线电基站中的所述一些无线电基站中的另一无线电基站。

4.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中估计最优接收波束成形特性和共享最优接收波束成形特性是通过以下步骤实现的：每个无线电基站根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端与另一无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性。

5.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中估计最优接收波束成形特性是：每个移动终端根据由该移动终端计算出的信道脉冲特性中的、该移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计该移动终端的最优接收波束成形特性，以及

共享最优接收波束成形特性包括：每个移动终端将该移动终端的最优接收波束成形特性报告给无线电基站，并且所述无线电基站将从该移动终端报告的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站。

6.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中所述信道脉冲特性被计算为信道脉冲矩阵，以及

所述最优接收波束成形特性被表示为由构成通过对所述信道脉冲矩阵应用奇异值分解而获得的酉矩阵的一个或多个向量形成的接收波束成形向量或接收波束成形矩阵。

7.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中所述预编码特性是通过使用迫零预编码计算出的。

8.根据权利要求1所述的无线电通信控制方法，其中所述预编码特性是通过使用最小均方差(MMSE)预编码计算出的。

9.一种无线电通信***，包括：

多个移动终端；和

通过无线电与移动终端通信的多个无线电基站；

每个移动终端包括信道估计部件，所述信道估计部件计算从所述无线电基站到该移动终端的下行链路的信道脉冲特性；

所述***包括接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述信道脉冲特性中的、移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计每个移动终端的最优接收波束成形特性；以及

所述无线电基站中的共享最优接收波束成形特性的每个无线电基站包括预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述最优接收波束成形特性计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向无线电基站向其发送数据信号的移动终端，并且空波束指向无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

10.根据权利要求9所述的无线电通信***，其中所述无线电基站中的每一个的预编码特性计算部件利用该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性、该无线电基站向所述传输目的地移动终端实际发送数据信号的下行链路的信道脉冲特性、该无线电基站不实际向其发送数据信号的其他移动终端的最优接收波束成形特性以及到其他移动终端的下行链路的信道脉冲特性，为每个移动终端计算预编码特性。

11.根据权利要求9所述的无线电通信***，其中所述无线电基站中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据该无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与配备有所述接收波束成形特性估计部件的无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告给该无线电基站的，以及

所述无线电基站中的每一个包括基站间通信部件，所述基站间通信部件将由该无线电基站的接收波束成形特性估计部件所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站并且接收从另一无线电基站发送的其他移动终端的最优接收波束成形特性。

12.根据权利要求9所述的无线电通信***，其中所述无线电基站中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据配备有所述接收波束成形特性估计部件的无线电基站实际向其发送数据信号的传输目的地移动终端与该无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且还根据其他移动终端与另一协调无线电基站之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性。

13.根据权利要求9所述的无线电通信***，其中所述移动终端中的每一个包括所述接收波束成形特性估计部件，并且所述接收波束成形特性估计部件根据由配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端的信道估计部件计算出的信道脉冲特性中的、配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计配备有所述接收波束成形特性估计部件的移动终端的最优接收波束成形特性，

所述移动终端中的每一个包括报告部件，所述报告部件将所述最优接收波束成形特性报告给无线电基站；以及

所述无线电基站中的每一个包括基站间通信部件，所述基站间通信部件将从移动终端报告的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站。

14.一种通过无线电与多个移动终端通信的无线电基站，所述无线电基站包括：

接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述无线电基站与所述无线电基站向其实际发送数据信号的传输目的地移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，所述信道脉冲特性是从所述传输目的地移动终端报告的；

基站间通信部件，所述基站间通信部件将由所述接收波束成形特性估计部件所估计出的最优接收波束成形特性发信号通知给另一无线电基站并且从另一无线电基站接收其他移动终端的最优接收波束成形特性；以及

预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述接收波束成形特性估计部件估计的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性和从其他无线电基站接收的其他移动终端的最优接收波束成形特性，计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向所述传输目的地移动终端，并且空波束指向所述无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

15.一种通过无线电与多个移动终端通信的无线电基站，所述无线电基站包括：

接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述无线电基站与所述无线电基站向其实际发送数据信号的传输目的地移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计所述传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性，并且根据另一无线电基站与其他移动终端之间的下行链路的信道脉冲特性，估计其他移动终端的最优接收波束成形特性；和

预编码特性计算部件，所述预编码特性计算部件根据所述接收波束成形特性估计部件估计的传输目的地移动终端的最优接收波束成形特性和其他移动终端的最优接收波束成形特性，计算每个移动终端的预编码特性，使得主波束指向所述传输目的地移动终端，并且空波束指向所述无线电基站不向其发送数据信号的移动终端。

16.一种能够通过无线电与多个无线电基站通信的移动终端，所述移动终端包括：

信道估计部件，所述信道估计部件计算从无线电基站到所述移动终端的下行链路的信道脉冲特性；

接收波束成形特性估计部件，所述接收波束成形特性估计部件根据所述信道估计部件计算出的信道脉冲特性中的、所述移动终端实际接收数据信号的下行链路的信道脉冲特性，估计所述移动终端的最优接收波束成形特性；以及

报告部件，所述报告部件将所述最优接收波束成形特性报告给无线电基站。

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