CN103975546A - 无线基站装置、无线通信***以及无线通信方法 - Google Patents

无线基站装置、无线通信***以及无线通信方法 Download PDF

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Abstract

实现即使是在无线基站装置具备的天线数多于下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号的发送层数的情况下也保持了良好的传输质量的无线通信。其特征在于，在从具备多个发送天线的无线基站装置(200)通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，在预编码权重乘法部(205)中虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重，将被乘以发送权重的信号从各发送天线通过下行链路发送。

Description

无线基站装置、无线通信***以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及无线基站装置、无线通信***以及无线通信方法，尤其，涉及与多天线传输对应的无线基站装置、无线通信***以及无线通信方法。
背景技术
在ＷCDMA的标准化团体3GPP中制定了成为宽带码分多址(ＷCDMA)方式、快速下行链路分组接入(HSDPA)方式、快速上行链路分组接入(HSUPA)方式等的后继的通信方式、即长期演进(LTE：Long Term Evolution)(Release-8)。作为在Release-8LTE(以下，称为Rel8-LTE)中的无线接入方式，对下行链路规定了正交频分多址(OFDMA：Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing Access)方式、对上行链路规定了单载波频分多址(SC-FDMA：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)方式。
OFDMA方式是将频带分割为多个窄的频带(子载波)，在各子载波中加载数据而进行传输的多载波传输方式。在该OFDMA方式中，通过使子载波在频率轴上正交的同时紧密排列，从而实现快速传输，能够期待提高频率的利用效率。
SC-FDMA方式是将频带按每个终端进行分割，在多个终端间使用不同的频带而传输的单载波传输方式。在该SC-FDMA方式中，除了能够简单且高效地降低终端间的干扰之外，还能够减小发送功率的变动，所以该方式从终端的低功耗化以及覆盖范围的扩大等的观点看是好的。
在Rel8-LTE中，规定了下行链路控制信道(PDCCH：Physical DownlinkControl Channel，物理下行链路控制信道)。PDCCH用于发送下行链路数据信道中的资源块(RB)分配信息、调制方式/信道编码率、重发信息以及发送功率控制的信息等的控制信息。
此外，在Rel8-LTE中，规定了广播信道(BCH：Broadcast Channel)。BCH用于发送为了接收上述的PDCCH而所需的广播信息(***带宽、基站的发送天线数等)。
此外，在Rel8-LTE中，规定了小区固有的参考信号(CRS：Cell-specificReference Signal)。CRS构成用于在支持Rel8-LTE的用户终端(以下，称为LTE终端)中的下行同步检波的信道估计或码元同步等中使用的小区共享的参考信号。该CRS用于上述的PDCCH以及BCH的解码。
此外，在Rel8-LTE中，规定了在发送机和接收机中分别设置多个天线，从而改善通信质量的无线传输方法(MIMO：Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)(例如，非专利文献1)。MIMO划分为在同一时间/频率中复用的层(数据流)全部用于同一用户的情况(单用户MIMO)和用于不同的用户的情况(多用户MIMO)。
单用户MIMO在基站中能够进行最多使用了4个发送天线的4层的空间复用。各层不是与发送天线以1对1方式对应，而是使用分别不同的发送相位/振幅控制(预编码)而从全部发送天线发送。通过预编码，理想的是同时发送的各层在接收机侧正交(不相互干扰)而接收。因此，以同时发送的各层(数据流)不会相互成为干扰、且在LTE终端中以高的SINR被接收的方式，考虑衰落变动，决定预编码权重(发送天线的加权)。此外，通过预编码，能够进行实现对特定的用户终端增强了期望波的指向性发送的波束成型。
多用户MIMO通过将某一子帧的同一资源块(RB)分配给多个用户终端的层而实现。在多用户MIMO的情况下，对各用户分配的层数并不限定于一个。
关于上述的PDCCH以及BCH的发送，在Rel8-LTE中，最多支持4个天线发送。具体而言，在2个天线发送时应用SFBC(Space Frequency Block Code，空间频率块码)，在4个天线发送时应用SFBC以及FSTD(Frequency ShiftTransmit Diversity，频率偏移发送分集)。此外，关于CRS，也最多支持4个天线发送的MIMO复用。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:3GPP TR25.913[1]
发明内容
发明要解决的课题
在上述的LTE(Rel8-LTE)方式的***中，使用1.4MHz～20MHz的可变频带，能够实现下行线路中最大300Mbps以及上行线路中75Mbps左右的传输速率。此外，在UMTS网络中，以进一步的宽带化以及高速化为目的，还在研究LTE的后继的***(例如，LTE-Advanced(LTE-A))。例如，在LTE-A中，预定将作为LTE标准的最大***频带的20MHz扩展到100MHz左右。
此外，在LTE-A标准中，作为LTE标准的最大发送天线数的4个天线扩展到8个天线。即，在LTE-A中，应用具备8个天线的无线基站装置，预定关于用户数据等的发送，最大支持8个天线发送。但是，关于PDCCH、BCH以及CRS的发送，在LTE-A中只规定至4个天线发送(4层发送)。
本发明是鉴于这样的点而完成的，其目的在于，提供一种能够实现即使是在无线基站装置具备的天线数多于下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号的发送层数的情况下也保持了良好的传输质量的无线通信的无线基站装置、无线通信方法以及无线通信***。
用于解决课题的手段
本发明的无线基站装置的特征在于，具备：多个发送天线；权重乘法部，在通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重；以及发送部，将通过所述权重乘法部被乘以发送权重的信号从各发送天线发送。
本发明的无线通信***的特征在于，具备无线基站装置以及移动台装置，该无线基站装置具备：多个发送天线；权重乘法部，在通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重；以及发送部，将通过所述权重乘法部被乘以发送权重的信号从各发送天线发送，该移动台装置具备：接收部，接收来自所述无线基站装置的信号；以及下行信道分离部，将在所述接收部中接收到的接收信号分离为参考信号、控制信道以及广播信道。
本发明的无线通信方法的特征在于，具备：在从具备多个发送天线的无线基站装置通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重的步骤；以及将乘以了所述发送权重的信号从各发送天线发送的步骤。
发明效果
根据本发明，能够实现即使是在无线基站装置具备的天线数多于下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号的发送层数的情况下也不会对发送放大器施加大的限制而保持了良好的传输质量的无线通信。
附图说明
图1是从具备8个天线的无线基站装置发送PDCCH等时的一例的说明图。
图2是应用本发明的虚拟天线化而发送PDCCH等时的说明图。
图3是用于说明本发明的无线基站装置的发送部的概略结构的图。
图4是第一发送权重(权重矩阵Ｗ)的一例的说明图。
图5是第二发送权重(权重矩阵Ｗ)的一例的说明图。
图6是选择了互相关低的发送天线之间作为虚拟天线化的组合的发送天线的说明图。
图7是选择了互相关高的发送天线之间作为虚拟天线化的组合的发送天线的说明图。
图8是应用本发明的无线通信方法的无线通信***的结构的说明图。
图9是本发明的实施例的无线基站装置的功能框图。
图10是本发明的实施例的移动台装置的功能框图。
具体实施方式
如上所述，在作为LTE的后继***而探讨的无线通信***(例如，LTE-A方式的***)中，应用具备8个天线的无线基站装置(以下，简称为基站)eNB，预定关于用户数据等的发送，最大支持8个天线发送。但是，关于PDCCH、BCH以及CRS的发送，在LTE-A***中只规定至4层发送。
在这样的状况下，作为从具备8个天线的基站eNB发送PDCCH、BCH以及CRS的方法，考虑以下的2种方法。第1是在8个天线中的特定的4个天线中具备高于其他的4个天线的输出的发送放大器，从特定的4个天线发送的方法(第一方法)。第2是不变更发送放大器的输出(即，在8个天线中具备具有同等的输出的发送放大器)而从任意的4个天线发送的方法(第二方法)。
在第一方法中，如图1A所示，通过从与高的输出的发送放大器相对应的特定的4个天线发送PDCCH、BCH以及CRS，能够确保覆盖范围。但是，存在在发送天线间产生不均衡(imbalance)，发送放大器设计或发送控制变得复杂的问题。另一方面，在第二方法中，如图1B所示，PDCCH、BCH以及CRS的发送功率成为一半的结果，覆盖范围降低。由此，例如，存在不能对小区端部的用户装置UE提供所需的信息，***整体的吞吐量特性降低的问题。
另外，近年来，探讨着如下的虚拟天线化(Antenna Virtualization)技术：通过从发送机(例如，基站eNB)的各发送天线对信号进行预编码后发送，从而以与实际的天线数不同的虚拟天线数发送。本发明人着眼于对PDCCH、BCH以及CRS等的物理信道发送应用该虚拟天线化技术，从而不会引起发送天线间的不均衡的问题或覆盖范围降低的问题而能够确保期望的吞吐量特性的点，实现了本发明。
即，本发明的要点在于，关于PDCCH、BCH以及CRS的发送，如图2所示，对从基站eNB具备的多个发送天线(例如，8个天线或4个天线)发送的发送信号乘以预编码权重，物理上使用全部发送天线而发送，但虚拟天线化为少于全部发送天线的天线数(例如，4个天线或2个天线)而发送。另外，由于PDCCH以及BCH使用CRS进行解调，所以在实现虚拟天线化时，在它们的物理信道中被乘以相同的预编码权重。
图3是用于说明本发明的基站eNB的发送部的概略结构的图。在图3中，表示基站eNB具备8根发送天线TX1～TX8，这些发送天线TX1～TX8经由发送放大器PA1～PA8连接到虚拟天线化用权重乘法部(以下，简称为权重乘法部)AV的情况。另外，在图3中，为了便于说明，表示PDCCH、BCH以及CRS分别作为4层的发送信号s1～s4输入到权重乘法部AV的情况。发送信号s1～s4也能够称为发送流s1～s4。
在图3所示的发送部的结构中，4个发送信号s1～s4在权重乘法部AV中被乘以预先确定的发送权重(预编码权重)，变更为8个信号x1～x8。被变更的8个信号x1～x8输入到发送放大器PA1～PA8而进行放大，并经由发送天线TX1～TX8通过下行链路输出到用户装置UE。
即，在图3所示的发送部中，在权重乘法部AV中对发送信号s1～s4乘以预先确定的发送权重，对每个发送流进行加权，从而虽然在物理上使用发送天线TX1～TX8而发送，但实现向少于全部发送天线TX1～TX8的天线数(这里，4个天线)的虚拟天线化。
若使用数学式来表示图3所示的发送部中的信号处理，则成为以下的(式1)。
(式1)
x＝Ｗs
这里，x表示与通过权重乘法部AV而变更的信号对应的矩阵(以下，称为变更信号矩阵)，Ｗ表示与权重乘法部AV中的发送权重对应的矩阵(以下，称为权重矩阵)，s表示与输入到权重乘法部AV的发送信号对应的矩阵(以下，称为发送信号矩阵)。
此时，分别使用以下的(式2)、(式3)以及(式4)来表示发送信号矩阵s、权重矩阵Ｗ以及变更信号矩阵x。
(式2)
s∈CSt×1
(式3)
Ｗ∈CMt×St
(式4)
x∈CMt×1
即，若使用图3所示的例，则发送信号矩阵s为4行×1列的矩阵(即，St＝4)，权重矩阵Ｗ为8行×4列的矩阵(即，Mt＝8)，变更信号矩阵x为8行×1列的矩阵。
例如，权重乘法部AV能够应用使得各发送天线TX1～TX8的平均发送功率成为相同的发送权重。此时，由于能够将与各发送天线TX1～TX8对应的发送放大器PA1～PA8的性能全部活用，所以不降低发送放大器PA1～PA8的工作效率就能够获得发送分集效果。其结果，能够实现即使是在基站eNB具备的发送天线数多于PDCCH、BCH或者CRS的发送层数的情况下也保持了良好的传输质量的无线通信。
此外，权重乘法部AV能够应用使得将各发送流(即，发送信号s1～s4)的平均发送功率成为相同的发送权重。此时，由于能够将全部发送流以相同程度的通信质量发送，所以能够避免特定的发送流因衰落变动等而不能到达的事态，能够获得发送分集效果。其结果，能够实现即使是在基站eNB具备的发送天线数多于PDCCH、BCH或者CRS的发送层数的情况下也保持了良好的传输质量的无线通信。
以下，说明在权重乘法部AV中发送信号所乘以(发送信号矩阵s)的发送权重(权重矩阵Ｗ)的具体例。以下，为了便于说明，如图3所示，说明从基站eNB将PDCCH、BCH或者CRS从8根发送天线TX1～TX8发送的情况。
第一发送权重以将各发送流从流间不重复的多个发送天线TX1～TX8发送的方式确定矩阵分量。作为第一发送权重，考虑以下情况：从传输相同的发送流的多个发送天线发送振幅以及相位相等的相同信号的情况(发送权重(1-1))以及对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加振幅变动和/或相位偏移而发送的情况(发送权重(1-2))。尤其，在发送权重(1-2)中，考虑以下情况：施加时间上固定的振幅变动以及相位偏移量的情况(发送权重1-2-1)以及时间上随机或者周期性地切换振幅变动以及相位偏移量的情况(发送权重1-2-2)。根据第一发送权重，由于以将发送流从流间不重复的多个发送天线TX1～TX8发送的方式确定矩阵分量，所以不需要基站eNB中的复杂的控制而能够实现虚拟天线化。
图4是第一发送权重(权重矩阵Ｗ)的一例的说明图。图4A表示发送权重(1-1)的一例，图4B表示发送权重(1-2)的一例。此外，图4C表示发送权重(1-2-1)的一例，图4D表示发送权重(1-2-2)的一例。另外，在图4中，各权重矩阵Ｗ中的行相当于发送流(发送信号s1～s4)，各权重矩阵Ｗ中的列相当于发送天线TX1～TX8。在图5所示的发送权重中也是同样的。
在图4A所示的发送权重(1-1)中，矩阵分量被确定为从发送天线TX1、TX5发送发送信号s1、从发送天线TX2、TX6发送发送信号s2、从发送天线TX3、TX7发送发送信号s3、从发送天线TX4、TX8发送发送信号s4。另外，对发送信号s1～s4施加的振幅以及相位被设定为相同。根据发送权重(1-1)，由于从传输相同的发送流的多个发送天线发送振幅以及相位相等的相同信号，所以通过在基站eNB中进行简单的信号处理而实现虚拟天线化的同时能够获得空间分集增益。
在图4B所示的发送权重(1-2)中，矩阵分量被确定为从发送天线TX1、TX2发送发送信号s1、从发送天线TX3、TX4发送发送信号s2、从发送天线TX5、TX6发送发送信号s3、从发送天线TX7、TX8发送发送信号s4。此外，对发送信号s1施加的振幅变动以及相位偏移量在发送天线TX1、TX2中设定为相同的值，另一方面，对发送信号s2施加的振幅变动以及相位偏移量在发送天线TX3、TX4间设定为不同的值(固定值)。对发送信号s3、s4施加的振幅变动以及相位偏移量也与对发送信号s2施加的振幅变动以及相位偏移量相同地，在发送天线TX5、TX6间、发送天线TX7、TX8间设定为不同的值(固定值)。根据发送权重(1-2)，由于对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加振幅变动和/或相位偏移而发送，所以能够不需要基站eNB中的复杂的信号处理而提高分集增益。
在图4C所示的发送权重(1-2-1)中，矩阵分量也被确定为从发送天线TX1、TX2发送发送信号s1、从发送天线TX3、TX4发送发送信号s2、从发送天线TX5、TX6发送发送信号s3、从发送天线TX7、TX8发送发送信号s4。此外，对于来自发送发送信号s1的一个发送天线(发送天线TX2)的信号的振幅变动以及相位偏移量相对于另一个发送天线(发送天线TX1)中的振幅变动以及相位偏移量在时间上固定。关于发送信号s2、s3、s4也是同样的。另外，在图4C中，i表示用于指定相位偏移量的索引。根据发送权重(1-2-1)，由于对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加在时间上固定的振幅变动以及相位偏移量而发送，所以能够提高分集增益。
在图4D所示的发送权重(1-2-2)中，与图4C所示的发送权重(1-2-1)的不同点在于，对于来自发送发送信号s1～s4的一个发送天线(发送天线TX2、TX4、TX6、TX8)的信号的振幅变动以及相位偏移量相对于另一个发送天线(发送天线TX1、TX3、TX5、TX7)中的振幅变动以及相位偏移量在时间上随机或者周期性地切换。另外，在图4D中，w表示用于指定相位偏移量的角速度，t表示用于指定时间的索引。根据发送权重(1-2-2)，由于对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加在时间上随机或者周期性地切换的振幅变动以及相位偏移量而发送，所以能够随着时间经过而切换振幅变动以及相位偏移量，因此，能够进一步提高分集增益。另外，关于上述，说明了在时间上切换发送权重的情况，但相同地，也能够在频率上切换发送权重。此时，能够获得频率分集。
第二发送权重以将各发送流在流间允许重复而从多个发送天线TX1～TX8发送的方式确定矩阵分量。作为第二发送权重，考虑发送在各发送流中相互正交的信号的情况(发送权重(2-1))。尤其，在发送权重(2-1)中，考虑以下情况：施加在时间上固定的振幅变动以及相位偏移量的情况(发送权重(2-1-1))以及在时间上随机或者周期性地切换振幅变动以及相位偏移量的情况(发送权重(2-1-2))。根据第二发送权重，由于以将各发送流在流间允许重复而从多个发送天线TX1～TX8发送的方式确定矩阵分量，所以即使是在来自发送天线的传输特性恶化的情况下，也能够避免在用户装置UE中不能接收特定的发送流的事态。
图5是第二发送权重(权重矩阵Ｗ)的一例的说明图。图5表示发送权重(2-1)的一例(更具体而言，发送权重(2-2-1)的一例)。
在图5所示的发送权重(2-1)中，以从全部发送天线TX1～TX8发送全部发送流(发送信号s1～s4)的方式确定矩阵分量。此外，在图5所示的发送权重(2-1)中，以来自各发送天线TX1～TX8的信号正交的方式确定矩阵分量。根据发送权重(2-1)，由于以来自各发送天线TX1～TX8的信号正交的方式确定矩阵分量，所以能够避免发送流相互干扰的事态，能够提高分集增益。
尤其，根据发送权重(2-1-1)，由于对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加在时间上固定的振幅变动以及相位偏移量而发送，所以能够提高分集增益。另一方面，根据发送权重(2-1-2)，由于对来自传输相同的发送流的多个发送天线的信号施加在时间上随机或者周期性地切换的振幅变动以及相位偏移量而发送，所以能够随着时间经过而切换振幅变动以及相位偏移量，因此，能够进一步提高分集增益。另外，关于上述，说明了在时间上切换发送权重的情况，但相同地，也能够在频率上切换发送权重。此时，能够获得频率分集。
第三发送权重以对各发送流在基站eNB以及用户装置UE间施加与BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)或者QPSK(QuadraturePhase Shift Keying，正交相移键控)对应的振幅变动以及相位偏移量的方式确定矩阵分量。根据第三发送权重，通过使用BPSK或QPSK这样的简单的码，不会提高在乘以发送权重时需要的基站eNB的信号处理的负荷，能够获得发送分集效果。
第四发送权重确定了在LTE-A方式的MIMO***中用于下行链路共享信道信号(PDSCH：物理下行链路共享信道)的预编码的码簿中确定的矩阵分量。根据第四发送权重，能够实现在LTE-A方式的MIMO***中用于PDSCH的预编码时的码簿具有的高指向性增益以及反馈效率的提高。
在LTE-A方式的MIMO***中，作为期待MU-MIMO传输时的用户装置UE的量化处理中的量化误差的降低以及对于基站eNB的反馈信息量的降低的技术，探讨着如下方法：用户装置UE以及基站eNB的双方具有2个码簿(以下，适当地称为“双码簿”)，将不同的通信频带作为对象以不同的周期反馈包含PMI(Precording Matrix Indicator，预编码矩阵指示符)的反馈信息。
在利用了该双码簿的MIMO***中，预定将其中一个码簿用作长周期/宽带用的第一码簿(以下，称为码簿Ｗ1)且将另一个码簿用作短周期/窄带用的第二码簿(以下，称为码簿Ｗ2)。在该MIMO***中，由于通过具有2个码簿Ｗ1、Ｗ2而能够增大有效的码簿的大小，可期待用户装置UE的量化处理中的量化误差的降低。此外，由于在码簿Ｗ1中，相比码簿Ｗ2，不需要频繁地反馈反馈信息，可期待反馈信息的降低。
在第四发送权重中，通过使用这样的码簿Ｗ1以及Ｗ2进行对于各发送流的预编码来实现虚拟天线化。此时，在第四发送权重中，考虑如下情况：将码簿Ｗ1以及Ｗ2的双方在时间或者频率上循环应用的情况(发送权重(4-1))以及将码簿Ｗ1在时间或者频率上固定而将码簿Ｗ2在时间或者频率上循环应用的情况(发送权重(4-2))。
根据发送权重(4-1)，不需要为了实现虚拟天线化而定义新的发送权重，且能够获得与PDSCH的发送时同等的发送分集效果。此外，根据发送权重(4-2)，除了上述的效果之外，还能够降低在乘以发送权重时需要的基站eNB的信号处理的负荷。一般，在用户装置UE的收容范围被扇区化的基站eNB中，在码簿Ｗ1中确定的矩阵分量在某种程度上被固定。因此，在如发送权重(4-2)那样，只将码簿Ｗ2在时间或者频率上循环应用的情况下，能够降低在乘以发送权重时需要的基站eNB的信号处理的负荷的同时能够获得与PDSCH的发送时同等的发送分集效果。
另外，除了将上述的第一～第四发送权重乘以发送信号s1～s4之外，也能够对从各发送天线TX1～TX8输出的每个发送波束应用循环延迟分集(CDD：Cyclic Delay Diversity)。这里，CDD是通过在发送天线间对相同的信号赋予不同的循环延迟量而发送，从而避免码元间干扰的同时获得频率分集的方式。另外，CDD例如能够通过调整通过权重乘法部AV而被乘以的发送权重而应用。这样，通过对从各发送天线TX1～TX8输出的每个发送波束应用CDD，能够避免码元间干扰的同时获得频率分集，所以能够在各发送流间获得分集增益。
若使用数学式来表示此时的基站eNB的发送部的信号处理，则成为以下的(式5)。
(式5)
x＝ＷVs
这里，V表示对每个发送天线偏移了从各发送天线TX1～TX8输出的发送波束的发送定时的矩阵。此时，矩阵V使用以下的(式6)表示。
(式6)
V＝diag(e-2πj0/n，e-2πj1/n，…，e-2πj(n-1)/n)
在上述的第一～第四发送权重中，选择多个发送天线TX1～TX8中的任意的2个发送天线作为虚拟天线化的组合，传输相同的发送流。在选择虚拟天线化的组合时，从提高发送分集增益的观点出发，能够应用以下的2个方法。
作为第一选择方法，考虑选择互相关低的发送天线之间作为虚拟天线化的组合的方法。作为第一选择方法，例如考虑如图6A所示那样在线性极化天线(linear polarized antenna)中选择在物理上分离的多个天线元件作为虚拟天线化的组合的情况和如图6B所示那样在交叉极化天线(cross polarizedantenna)中选择一个或者多个不同的极化元件作为虚拟天线化的组合的情况。
在通过第一选择方法而选择虚拟天线化的组合的情况下，由于能够抑制相同的发送流间的干扰的发生，所以能够提高发送分集增益。
此外，作为第二选择方法，考虑选择互相关高的发送天线之间作为虚拟天线化的组合的方法。作为第二选择方法，例如考虑如图7A所示那样在线性极化天线中选择在物理上靠近的多个天线元件作为虚拟天线化的组合的情况和如图7B所示那样在交叉极化天线中选择一个或者多个相同的极化元件作为虚拟天线化的组合的情况。
在通过第二选择方法而选择虚拟天线化的组合的情况下，能够提高发送分集增益。
接着，说明使用上述的发送权重而实现虚拟天线化的无线通信方法以及应用这样的无线通信方法的无线基站装置(基站装置)以及移动台装置(移动台)的实施例。以下，以将LTE以及LTE-A作为对象的无线接入***为例进行说明，但并不限制对于除此之外的***的应用。
图8是应用本发明的无线通信方法的无线通信***的结构的说明图。如图8所示，无线通信***1000以LTE***为基础，包括基站装置200和与基站装置200进行通信的多个移动台100(1001、1002、1003、……、100n，n为n＞0的整数)。基站装置200与上位站、例如接入网关装置300连接，接入网关装置300与核心网络400连接。移动台100n在小区50中与基站装置200通过LTE进行通信。另外，所述接入网关装置300也可以被称为MME/SGＷ(Mobility Management Entity/Serving Gateway，移动性管理实体/服务网关)。
各移动台(1001、1002、1003……100n)具有相同的结构、功能、状态，因此以下只要没有特别说明，则作为移动台100n进行说明。此外，为了便于说明，与基站装置进行无线通信的是移动台，但更一般地，可以是既包括移动终端也包括固定终端的用户装置(UE：User Equipment)。
在无线通信***1000中，作为无线接入方式，针对下行链路应用OFDMA(正交频分多址)，针对上行链路应用SC-FDMA(单载波频分多址)。如上所述，OFDMA是将频带分割为多个窄的频带(子载波)，对各子载波映射数据后进行通信的多载波传输方式。SC-FDMA是将***频带对每个终端分割为由一个或连续的资源块构成的频带，多个终端利用互相不同的频带，从而降低终端间的干扰的单载波传输方式。
这里，说明LTE***中的通信信道。关于下行链路，使用参考信号、在各移动台100n中共享的物理下行链路共享信道(PDSCH)、物理下行链路控制信道(下行L1/L2控制信道)。通过参考信号而传输CRS、CSI-RS以及DM-RS。通过物理下行链路共享信道而传输用户数据的信号。通过物理下行链路控制信道，DM-RS序列信息、调度信息、使用物理下行链路共享信道进行通信的用户ID或该用户数据的传输格式的信息(即，Downlink SchedulingInformation，下行链路调度信息)、以及使用物理上行链路共享信道进行通信的用户ID或该用户数据的传输格式的信息(即，Uplink Scheduling Grant，上行链路调度许可)等被通知。
此外，在下行链路中，发送物理广播信道(Physical-Broadcast Channel(P-BCH))或动态广播信道(Dynamic Broadcast Channel(D-BCH))等的广播信道。通过P-BCH而传输的信息为主信息块(Master Information Block(MIB))，通过D-BCH而传输的信息为***信息块(System Information Block(SIB))。D-BCH映射到PDSCH，由基站装置200传输到移动台100n。
关于上行链路，使用在各移动台100中共享使用的物理上行链路共享信道(PUSCH)、和作为上行链路的控制信道的物理上行链路控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel)。通过物理上行链路共享信道而传输用户数据。通过物理上行链路控制信道而传输用于下行链路MIMO传输的预编码信息、对于下行链路的共享信道的送达确认信息或下行链路的无线质量信息(CQI:Channel Quality Indicator)等。
此外，在上行链路中，定义了用于初始连接等的物理随机接入信道(PRACH)。移动台100在PRACH中发送随机接入前导码。
接着，参照图9以及图10，说明本发明的实施例的基站装置200以及移动台100。图9是本发明的实施例的基站装置200的功能框图，主要表示基带处理部的发送功能结构。图10是本发明的实施例的移动台100的功能框图，主要表示基带处理部的接收功能结构。另外，图9以及图10所示的基站装置200以及移动台100的功能模块是为了说明本发明而简化的，设为具有通常基站装置200以及移动台100具有的功能。
本实施例的基站装置200具有多个发送天线#1～#N，通过从各发送天线对PDCCH、BCH以及CRS进行预编码而发送，从而虽然在物理上使用全部发送天线#1～#N而发送，但能够虚拟天线化为少于全部发送天线#1～#N的天线数(例如，4个天线或2个天线)而发送。另外，以下，为了便于说明，将基站装置200具备的实际的天线数设为8根进行说明。
如图9所示，基站装置200对每个虚拟天线具备：CRS序列生成部201，生成CRS；下行控制信息生成部202，生成下行控制信息；广播信息生成部203，生成广播信息；复用部204，将这些在CRS序列生成部201中生成的CRS、在下行控制信息生成部202中生成的下行控制信息以及在广播信息生成部203中生成的广播信息在无线资源(时间资源以及频率资源)上进行复用。另外，在图9中，仅示出了与虚拟天线#1有关的功能块，但与其他的虚拟天线对应的功能块也具有相同的结构。
此外，基站装置200对每个发送天线具备：预编码权重乘法部205，对在复用部204中复用的信号进行预编码；下行信道复用部206，对通过该预编码权重乘法部205被乘以预编码权重的信号进行下行信道复用；快速傅里叶反变换部(IFFT)207，对进行了信道复用的信号实施快速傅里叶反变换；CP附加部208，对进行了快速傅里叶反变换的信号附加循环前缀(CP)；以及发送放大器209，对附加了CP的信号进行放大。另外，在图9中，仅示出了与发送天线#1有关的功能块，但与其他的发送天线对应的功能块也具有相同的结构。
CRS序列生成部201生成与虚拟天线数对应的CRS。例如，在虚拟天线数为“4”的情况下，生成4天线量的CRS#1～#4。在CRS序列生成部201中生成的CRS输出到复用部204。
下行控制信息生成部202生成与虚拟天线数对应的下行控制信息。下行控制信息生成部202主要生成在PDCCH中传输的下行控制信息。在下行控制信息中，例如包含表示通过调度器而分配的子载波位置等的PDSCH以及PUSCH的调度信息、调制方法、信道编码率、预编码信息等的格式信息等。在下行控制信息生成部202中生成的下行控制信息输出到复用部204。
广播信息生成部203生成与虚拟天线数对应的广播信息。广播信息生成部203主要生成在BCH中传输的广播信息。在广播信息中，例如包含用于接收上述的PDCCH所需的***带宽或基站的发送天线数等的信息。在广播信息生成部203中生成的广播信息输出到复用部204。
预编码权重乘法部205使用预先确定的预编码权重，对在复用部204中复用的信号进行预编码。更具体而言，预编码部205使用上述的第一～第四发送权重(预编码权重)对PDCCH、BCH以及CRS进行预编码。
例如，在利用第一发送权重的情况下，使用被确定为将各发送流从在流间不重复的发送天线#1～#8发送的矩阵分量进行预编码，在利用第二发送权重的情况下，使用被确定为将各发送流在流间允许重复而从发送天线#1～#8发送的矩阵分量进行预编码。此外，在利用第三发送权重的情况下，使用被确定为对各发送流在基站装置200以及移动台100间施加与BPSK或QPSK对应的振幅变动以及相位偏移量的矩阵分量进行预编码，在利用第四发送权重的情况下，使用在LTE-A方式的MIMO***中以用于下行链路共享信道信号(PDSCH)的预编码的码簿中确定的矩阵分量进行预编码。
下行信道复用部206对通过预编码权重乘法部205而被乘以预编码权重的下行信道信号(PDCCH、BCH以及CRS)和其他的需要的下行信道进行复用。进行了信道复用的信号在快速傅里叶反变换部207中进行快速傅里叶反变换而变换为时域上的信号，在CP附加部208中附加成为防止码元间干扰的保护间隔的循环前缀之后，通过发送放大器209放大而发送。
在基站装置200中，对每个发送天线进行如以上的发送处理。这样，对每个发送天线，在预编码权重乘法部205中，通过以预先确定的发送权重进行预编码，能够实现即使是在基站装置200具备的发送天线数多于PDCCH、BCH或者CRS的发送层数的情况下也保持了良好的传输质量的无线通信。
参照图10，说明本发明的实施例的移动台100。本实施例的移动台100从基站装置200接收通过下行链路发送的包含PDCCH、BCH或者CRS的信号。PDCCH、BCH或者CRS从接收信号分离之后，PDCCH以及BCH分别用于下行链路控制信息以及广播信息的提取，CRS用于共享/专用控制信道的信道估计。
如图10所示，移动台100包括：CP除去部101，从接收信号除去循环前缀；快速傅里叶变换部(FFT)102，对除去了CP的接收信号实施快速傅里叶变换；以及下行信道分离部103，将接收信号分离为参考信号、控制信道以及广播信道。
此外，移动台100包括：CRS信道估计部104，基于在通过下行信道分离部103分离的参考信号中包含的CRS，进行信道估计；下行控制信息解调/解码部105，根据在通过下行信道分离部103分离的控制信道中包含的PDCCH(或者PDSCH)，对下行控制信息进行解调/解码；以及广播信息解调/解码部106，根据在通过下行信道分离部103分离的广播信道中包含的BCH，对广播信息进行解调/解码。
下行信道分离部103对通过快速傅里叶变换部102进行了快速傅里叶变换而从时序的信号分量变换为频率分量的串的接收信号进行子载波解映射，分离为参考信号、控制信道以及广播信道。
在通过下行信道分离部103分离的参考信号的接收码元中，CRS输入到CRS信道估计部104。此外，在通过下行信道分离部103分离的控制信道中包含的PDCCH(或者PDSCH)输入到下行控制信息解调/解码部105。此外，在通过下行信道分离部103分离的广播信道中包含的BCH输入到广播信息解调/解码部106。
CRS信道估计部104根据接收到的CRS信息，进行用于下行同步检波的信道估计。CRS信道估计部104的信道估计结果转交给下行控制信息解调/解码部105以及广播信息解调/解码部106。广播信息解调/解码部106基于CRS信道估计部104的信道估计结果，对广播信息进行解调以及解码。通过广播信息解调/解码部106而解调的广播信息转交给下行控制信息解调/解码部105。下行控制信息解调/解码部105基于来自CRS信道估计部104的信道估计结果以及来自广播信息解调/解码部106的广播信息，对下行控制信息进行解调以及解码。
这样，在移动台100中，即使是在应用虚拟天线化而以基站装置200具备的实际的发送天线数发送PDCCH、BCH或者CRS的情况下，也能够获取PDCCH、BCH或者CRS而适当地对下行控制信息、广播信息进行解码，且适当地进行信道估计。
以上，利用上述的实施方式详细说明了本发明，但本领域技术人员应该明白本发明并非限定于在本说明书中说明的实施方式。本发明能够作为修正以及变更方式来实施而不脱离权利要求书的记载所决定的本发明的宗旨以及范围。从而，本说明书的记载仅以例示说明为目的，对本发明不具有任意限制性意思。
例如，在上述实施方式中，说明了鉴于在LTE-A方式的***中，规定最大支持8个天线发送，而关于PDCCH、BCH以及CRS的发送，在LTE-A***中只支持至4天线发送的实情，关于PDCCH、BCH以及CRS的发送应用虚拟天线化技术的情况。但是，关于CRS的发送，从进一步削减开销的观点也能够应用。
关于CRS的接收，移动台100只要能够接收一个CRS，就能够解调共享数据信道或者公共控制信道。因此，在基站装置200中，不需要必须对应于实际的天线数而发送全部CRS。因此，将CRS仅发送进行了虚拟天线化的天线数而不发送对应于实际的天线数的全部CRS，作为实施方式来说是好的。从这样的观点出发，在本发明中，例如，在具备4天线以上的基站装置200中，通过将有关CRS的发送的虚拟天线数设定为2个天线，能够将对CRS分配的无线资源限定于2个天线量。由此，能够对应于虚拟天线化的天线数而削减对无线资源分配的CRS数，能够降低开销。另外，在Rel8-LTE中，由于数据信道信号(PDSCH)使用CRS而解调，所以在仅发送进行了虚拟天线化的天线数目的CRS的情况下，也需要在数据信道信号中应用相同的虚拟天线化。
本申请基于2011年12月5日申请的特愿2011-265749。将其内容全部包含于此。

Claims (21)

1.一种无线基站装置，其特征在于，具备：
多个发送天线；
权重乘法部，在通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重；以及
发送部，将通过所述权重乘法部被乘以发送权重的信号从各发送天线发送。
2.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得将各发送流从发送流间不重复的多个所述发送天线发送。
3.如权利要求2所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得从发送相同的发送流的多个发送天线发送振幅以及相位相等的相同的信号。
4.如权利要求2所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得对来自发送相同的发送流的多个发送天线的信号施加振幅变动和/或相位偏移量而发送。
5.如权利要求4所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得施加时间或者频率上固定的振幅变动以及相位偏移量而发送。
6.如权利要求4所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得时间或者频率上随机或者周期性地切换振幅变动以及相位偏移量而发送。
7.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得将各发送流在发送流间允许重复而从多个发送天线发送。
8.如权利要求7所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得来自各发送天线的信号正交。
9.如权利要求8所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得施加时间或者频率上固定的振幅变动以及相位偏移量而发送。
10.如权利要求8所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得时间或者频率上随机或者周期性地切换振幅变动以及相位偏移量而发送。
11.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得对各发送流在无线基站装置以及用户装置间施加与BPSK或者QPSK对应的振幅变动以及相位偏移量。
12.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以在为了下行共享信道数据的MIMO传输而使用的长周期/宽带用的第一码簿以及短周期/窄带用的第二码簿中确定的发送权重。
13.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
所述权重乘法部乘以矩阵分量被确定的发送权重，使得在发送相同的发送流的多个发送天线间对相同的信号赋予不同的循环延迟量而发送。
14.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
作为发送相同的发送流的多个发送天线，选择互相关低的发送天线。
15.如权利要求14所述的无线基站装置，其特征在于，
由线性极化天线构成所述多个发送天线，选择在物理上分离的多个天线元件作为发送相同的发送流的多个发送天线。
16.如权利要求14所述的无线基站装置，其特征在于，
由交叉极化天线构成所述多个发送天线，选择一个或者多个不同的极化元件作为发送相同的发送流的多个发送天线。
17.如权利要求1所述的无线基站装置，其特征在于，
作为发送相同的发送流的多个发送天线，选择互相关高的发送天线。
18.如权利要求17所述的无线基站装置，其特征在于，
由线性极化天线构成所述多个发送天线，选择在物理上靠近的多个天线元件作为发送相同的发送流的多个发送天线。
19.如权利要求17所述的无线基站装置，其特征在于，
由交叉极化天线构成所述多个发送天线，选择一个或者多个相同的极化元件作为发送相同的发送流的多个所述发送天线。
20.一种无线通信***，其特征在于，具备：
无线基站装置，该无线基站装置具备：多个发送天线；权重乘法部，在通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重；以及发送部，将通过所述权重乘法部被乘以发送权重的信号从各发送天线发送；以及
移动台装置，该移动台装置具备：接收部，接收来自所述无线基站装置的信号；以及下行信道分离部，将在所述接收部中接收到的接收信号分离为参考信号、控制信道以及广播信道。
21.一种无线通信方法，其特征在于，具备：
在从具备多个发送天线的无线基站装置通过少于全部发送天线数的发送层发送下行控制信道、广播信道以及小区固有参考信号中的至少一个时，虚拟化为少于全部发送天线数的天线数，并且，乘以使得各发送天线或者各发送流的平均发送功率成为相同的发送权重的步骤；以及
将乘以了所述发送权重的信号从各发送天线发送的步骤。
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