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CN106716860B - 无线发送台 - Google Patents

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CN106716860B
CN106716860B CN201580051088.2A CN201580051088A CN106716860B CN 106716860 B CN106716860 B CN 106716860B CN 201580051088 A CN201580051088 A CN 201580051088A CN 106716860 B CN106716860 B CN 106716860B
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Abstract

无线发送台具有：多个发送天线元件，将电信号转换为电波并发射电波；预编码器，通过对提供给发送天线元件的电信号施加预编码权重，从而控制从发送天线元件发射的电波的波束的方向；以及至少一个功率调整单元，对提供给至少一部分发送天线元件的电信号的功率进行调整，使得提供给多个发送天线元件的电信号的功率的差异缩减。

Description

无线发送台
技术领域
本发明涉及无线发送台。
背景技术
在无线通信的领域中，有效地利用通过在无线发送台和无线接收台的双方使用多个天线来执行发送接收，从而实现信号传输的高速化以及高质量化的MIMO(多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output))传输方式。
为了实现信号传输的进一步的高速化和干扰降低，正在研究在能够确保天线的小型化和宽带宽的高频带(例如，10GHz以上)中，使用了大量的天线元件(例如，100个元件以上)的大规模MIMO(Massive MIMO)传输方式(例如，专利文献1)。例如，在UMTS(通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System))的LTE-A以后的移动通信系统中，正在研究大规模MIMO传输方式。
在大规模MIMO中，与以往的MIMO相比，能够实施使用了大量的天线元件的高级的预编码(precoding)。在该说明书中，预编码是如下技术：进行波束成型(BeamForming)的同时，为了发送在空间上分离的多个流，对提供给天线元件的电信号施加权重(加权系数)，从而调整电信号的相位以及振幅，控制从天线元件发射的电波的波束的方向。波束成型是如下技术：通过控制多个天线元件来控制波束的指向性以及形状。在MIMO中，由于能够对各天线元件进行相位以及振幅的控制，所以被使用的天线元件的数目越多则波束控制的自由度越高。用于预编码的权重(预编码权重)基于无线发送台和无线接收台之间的传输路径的信道状态信息(CSI)而被选择。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2013-232741号公报
发明内容
发明要解决的课题
不限定于大规模MIMO，在MIMO中，无线发送台为了发送多个流而进行预编码，所以提供给多个发送天线元件中的特定的发送天线元件的电信号的功率比提供给其他发送天线元件的电信号的功率极其高。认为预编码的结果是，提供给各发送天线元件的电信号的功率依赖于发送天线元件整体的排列、所使用的预编码算法、该发送天线元件的位置以及波束的发送方向。
因此，在MIMO中，尤其在大规模MIMO中，信号的峰值对平均功率比(PAPR)提高。这里的PAPR是提供给某发送天线元件的最大功率相对于提供给所有发送天线元件的功率的平均的比率。一般在无线发送台中，提供给多个发送天线元件的电信号的功率在多个功率放大器中分别被放大。功率放大器存在输入和输出的线性被维持的范围，若被提供高的功率，则在输出的信号中产生非线性失真，因此，通信质量下降。此外，因非线性失真而产生与期望的频率不同的频率分量，通过使用这样的频率来发送电波，对于其他设备或者其他系统的干扰增加。
以往，正在进行OFDM(正交频分复用(Orthogonal Frequency-divisionMultiplexing))中的PAPR的降低方式的研究。但是，在OFDM中，因对于特定的子载波的功率高于对于其他子载波的功率而导致PAPR提高。在MIMO中，多个电信号通过相同的天线而被合成是问题，OFDM中的PAPR的降低方式虽然起到作用但效果是有限的。
因此，本发明提供一种提供给多个发送天线元件的电信号的功率的差异被缩减的无线发送台。
用于解决课题的手段
本发明的无线发送台具备：多个发送天线元件，将电信号转换为电波并发射电波；预编码器，通过对提供给所述发送天线元件的电信号施加预编码权重，从而控制从所述发送天线元件发射的电波的波束的方向；以及至少一个功率调整单元，对提供给至少一部分发送天线元件的电信号的功率进行调整，使得提供给所述多个发送天线元件的电信号的功率的差异缩减。
发明效果
在本发明中，提供给多个发送天线元件的电信号的功率的差异被缩减。因此，即使是在提供给发送天线元件的电信号的功率通过功率放大器而被放大的情况下，也能够降低从功率放大器输出的信号的非线性失真。
附图说明
图1是用于说明大规模MIMO的概要的图。
图2是用于说明大规模MIMO的波束成型的效果的图。
图3是用于说明通过大规模MIMO的波束成型而被形成的波束的形状的图。
图4是表示配置有使用大规模MIMO的小型小区基站的异构网络的概略图。
图5是表示本发明的第一实施方式的无线发送台和无线接收台的结构的框图。
图6是表示第一实施方式的无线发送台的大规模MIMO的发送天线集的立体图。
图7是表示调查了在不具有功率调整单元的无线发送台通过固有模式预编码而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。
图8是表示调查了在不具有功率调整单元的无线发送台通过迫零而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。
图9是表示调查了在不具有功率调整单元的无线发送台通过将信道矩阵的埃尔米特转置用作预编码矩阵的预编码算法而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。
图10是用于说明第一实施方式的功率调整的图。
图11是表示第一实施方式的无线发送台的变形的框图。
图12是表示本发明的第二实施方式的无线发送台的框图。
图13是表示调查了在第二实施方式的无线发送台发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。
图14是表示本发明的第三实施方式的无线发送台的框图。
图15是表示可成为本发明的无线发送台的组移动性(Group mobility)中继站的用途的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的各种实施方式。
大规模MIMO
说明本发明的实施方式的大规模MIMO传输方式。在使用多个发送天线执行无线通信的大规模MIMO中，通过多个流的复用而实现高的无线通信速度(数据速率)。此外，由于进行波束成型时的天线控制的自由度提高，所以实现比以往高级的波束成型。因此，实现干扰量的降低以及无线资源的有效利用。适应于大规模MIMO的无线发送台具备的发送天线的数目并不限定，例如为32条以上，有时为100条以上或1000条以上。
在大规模MIMO中，能够有效地使用高频带(例如，10GHz以上的频带)。在高频带中，与低频带相比，容易确保归结到高速通信的宽的带宽(例如，200MHz以上)的无线资源。此外，由于发送天线的大小与信号的波长成比例，所以在使用无线信号的波长短的高频带的情况下，能够将发送天线进一步小型化。另一方面，由于频率越高则传播损耗越增大，所以即使假设使用相同的发送功率而从基站发送了无线信号，在使用了高频带的情况下，与使用低频带的情况相比，其结果是移动台中的接收信号强度下降。但是，使用高频带所导致的接收信号强度的下降能够通过大规模MIMO的波束成型增益而补偿。
图1是示意性地表示与频率相应的波束(无线信号)的到达范围的图。由于以往的基站1(例如，宏小区基站)使用低频带进行无线通信，所以即使不实施大规模MIMO而使用宽度宽的发射模式的波束，也能够使波束到达远处。另一方面，使用高频带的基站2在不实施大规模MIMO而使用宽度宽的发射模式的波束2A的情况下，不能使波束到达远处。但是，在基站2利用大规模MIMO的波束成型，由此发射细的发射模式的波束2B的情况下，能够使波束到达比较远处。
波束成型是如下技术：关于多个天线，通过对电波的振幅以及相位进行控制，从而对电波的波束提供指向性。如图2所示，在对各天线仅仅提供发送信号s的情况下，从这些天线发射的波束2A的宽度宽，波束不能到达远处。另一方面，通过对提供给各天线的发送信号s施加适当的预编码权重w1～wn(n为天线数目)，从这些天线发射宽度窄的一个以上的波束2B1、2B2，波束2B1、2B2到达比较远处。还能够同时且使用相同的频率将一个以上的发送波束面向多个无线接收台的各个无线接收台。天线数目越多，则越能够使波束数目增加，将波束的宽度缩窄，高精度地控制波束的方向。波束的宽度越窄，则越能得到高的增益(即，在无线接收台中能够以高的功率来接收信号)。
如图3所示，通过波束成型而被形成的波束2B的形状被天线的排列所限制。在图3中，表示与纸面平行的波束2B的剖面，但实际的波束2B的形状当然是立体的。在天线被排列为横向一列的情况下，形成具有纵向长且横向短的剖面的波束2B，在天线被排列为纵向一列的情况下，形成具有横向长且纵向短的剖面的波束2B。在天线被排列为纵横都是多列的情况下，可形成纵横窄的波束2B。
波束成型不仅为了在无线发送台中形成发送波束而使用，还使用于在无线接收台中通过对使用接收天线而接收到的信号施加权重而形成接收波束。将无线发送台中的波束成型称为发送波束成型，将无线接收台中的波束成型称为接收波束成型。
异构网络
图4表示使用大规模MIMO的基站的配置的例。图4所示的无线通信网络具备宏小区基站10、中央控制台(MME(移动性管理实体(Mobility Management Entity)))12以及小型小区基站20。宏小区基站10以及小型小区基站20与用户装置(移动台、UE(用户设备(UserEquipment)))30进行通信。在图4中，仅图示了一个用户装置30，但各基站与多个用户装置30进行通信。
宏小区基站10不使用大规模MIMO，但使用低频带(例如，2GHz带域),从宏小区基站10发射的电波到达远处。在图4中，标号10A表示宏小区基站10的宏小区区域。由于宏小区基站10具有宽的覆盖范围，所以与用户装置30稳定地连接。
小型小区基站20使用高频带(例如，10GHz带域)。小型小区基站20使用大规模MIMO，但从小型小区基站20发射的电波的到达范围(小型小区基站20的小型小区区域20A)比宏小区区域10A小。因此，小型小区基站20和用户装置30通过视线(line-of-sight)来连接的可能性高，此时，小型小区基站20和用户装置30之间的无线信道中频率选择性小。小型小区基站20使用宽的带宽(例如，200MHz以上)，适合高速通信。
小型小区基站20被配置为小型小区区域20A与宏小区区域10A重叠。进入到小型小区区域20A的用户装置30与小型小区基站20进行通信。典型地，小型小区基站20配置在预测为存在大量的用户装置30且业务量多的热点。在图4中，只图示了一个小型小区基站20，但在宏小区区域10A中能够配置多个小型小区基站20。这样，图示的网络是具有覆盖范围不同的不同种类的基站的异构网络。
用户装置30具有支持与多个基站同时进行通信的多连接(MultipleConnectivity)的功能。典型地，对进入到小型小区区域20A的用户装置30，小型小区基站20进行有效利用了基于宽的带宽的高速这样的优点的数据通信，另一方面，宏小区基站10维持与用户装置30的连接的同时，对用户装置30发送控制信号，从用户装置30接收与小型小区基站20的连接所需的信号。此时，宏小区基站10起到维持用户装置30向无线通信网络的连接以及用户装置30的移动性的效果。即，小型小区基站20负责U平面(用户平面(userplane))，宏小区基站10负责C平面(控制平面(control plane))。小型小区基站20不仅与用户装置30进行数据通信，还可以与用户装置30交换数据通信中需要的若干个控制信号。宏小区基站10和小型小区基站20共享高层次的控制信息。
宏小区基站10对小型小区基站20提供进入到小型小区区域20A的用户装置30与小型小区基站20进行通信所需的信息(辅助信息(Side information))。将这样的宏小区基站10进行的用户装置30和小型小区基站20的通信的支援称为宏辅助或者网络辅助。在图4的例中，小型小区基站20和宏小区基站10连接到中央控制台12，中央控制台12对两者之间的信息进行中继。但是，小型小区基站20和宏小区基站10也可以直接连接。
在该网络中，在下行链路的无线通信中使用OFDMA(正交频分多址(OrthogonalFrequency Division Multiple Access))，在上行链路的无线通信中使用SC-FDMA(单载波频分多址(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access))。小型小区基站20的下行链路的无线通信不仅受益于OFDMA的复用，还受益于MIMO的空间复用。
在图4的例中，宏小区基站10和小型小区基站20使用相同的无线接入技术(RAT(Radio Access Technology))。例如，宏小区基站10和小型小区基站20可以进行遵照LTE-A或者其以后的3GPP(第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project))的标准的通信。但是，宏小区基站10和小型小区基站20也可以使用不同的RAT。例如，宏小区基站10和小型小区基站20中的任一个也可以进行遵照WiFi(注册商标)等无线LAN的标准的通信。
以下，举小型小区基站20为无线发送台、用户装置30为无线接收台的例，说明本发明的实施方式。但是，本发明的无线发送台并不限定于小型小区基站20，也可以是具有多个发送天线和对从这些发送天线发射的电波的波束的方向进行控制的机构的其他通信装置。
第一实施方式
图5是表示本发明的第一实施方式的无线发送台和无线接收台的结构的框图。如图5所示，无线发送台具备预编码器(precoder)40、NT个快速傅里叶逆变换器42、NT个保护间隔(GI)赋予器44、NT个功率调整单元46、NT个功率放大器48以及NT个发送天线元件50。
发送天线元件50构成大规模MIMO的发送天线集51。预编码器40对数据信号的M条流提供预编码权重，生成NT个电信号。这样，通过对电信号提供预编码权重，从发送天线元件50发射的电波的波束的方向受到控制。NT个电信号在快速傅里叶逆变换器42中进行快速傅里叶逆变换，并通过GI赋予器44被赋予保护间隔后，提供给功率调整单元46。
功率调整单元46对提供给至少一部分发送天线元件50的电信号的功率(提供给功率放大器48的电信号的功率)进行调整，使得提供给NT个发送天线元件50的电信号的功率(提供给NT个功率放大器48的电信号的功率)的差异被缩减。在图5中，示出了NT个功率调整单元46，但功率调整单元46也可以设置与进行功率调整的电信号的数目相同的数目。功率放大器48以一定的放大率来放大电信号。这些功率放大器48具有相同的性能。
预编码器40可以是全数字类型(full digital type)，也可以是混合类型(hybridtype)。全数字类型的预编码器40为了全部发送天线元件50的各个发送天线元件50，具有用于预编码的数字电路。混合类型的预编码器40具有数字电路和模拟的相位旋转元件，通过相位旋转元件而大致控制波束的方向，另一方面，通过数字电路而详细控制波束的方向。
从无线发送台的发送天线元件50发射的电波通过由H所示的传播路径，被无线接收台的接收天线元件62所接收。
无线接收台具备NR个接收天线元件62、NR个保护间隔(GI)去除器64、NR个快速傅里叶变换器66以及后编码器68。
来自于被接收天线元件62所接收到的电波的电信号通过保护间隔(GI)去除器64而被去除保护间隔，在快速傅里叶变换器66中进行快速傅里叶变换后，被提供给后编码器68。后编码器68对NR个电信号提供后编码矩阵，再现数据信号的M条流。
各子载波中的后编码后的接收信号矢量
y能够通过下述的式(1)表示。
y＝BHPs+Bn…(1)
在此，
B是M×NT的预编码矩阵，
H是NR×NT的信道矩阵，
P是NR×M的后编码矩阵，
s是发送信号矢量，
n是由无线接收台的热噪声所引起的噪声矢量。
无线接收台通过利用了式(1)的公知的方法来再现数据信号的M条流。
在用于通过无线发送台的预编码器40而提供预编码矩阵的算法(预编码算法)中，例如有固有模式预编码(本征预编码(eigenmode precoding))、迫零(Zero Forcing(ZF))、将信道矩阵的埃尔米特转置(Hermitian transpose)用作预编码矩阵的方法以及非线性波束成型(nonlinear beam forming)等。这些算法是公知的，详细的不进行说明。
图6是表示本实施方式的无线发送台的大规模MIMO的发送天线集51的立体图。如图6所示，该发送天线集51是横向(x方向)为16个且纵向(y方向)为16个的正方形一致平面阵列，具有256个发送天线元件50。天线元件50的横向的间隔Δx是所使用的波长的一半，纵向的间隔Δz也是所使用的波长的一半。
不限定于大规模MIMO，在MIMO中，无线发送台为了发送多个流而进行预编码，所以提供给多个发送天线元件中的特定的发送天线元件的电信号的功率比提供给其他发送天线元件的电信号的功率极其高。认为预编码的结果是，提供给各发送天线元件的电信号的功率依赖于发送天线元件整体的排列、所使用的预编码算法、该发送天线元件的位置以及波束的发送方向。
图7是表示调查了在不具有功率调整单元46的无线发送台通过固有模式预编码而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。在模拟中，设想由图6所示的发送天线集相对于发送天线集构成的平面以90°的角度发射16个流，设想具有Nakagami/莱斯分布的衰落(K＝10dB，K为莱斯系数)的传播路径，计算出提供给各发送天线元件50的电信号的功率的时间平均值。
从图7可知，在发送天线集的中央配置的发送天线元件50中的功率低，而在发送天线集的端部配置的发送天线元件50中的功率显著高。尤其，在发送天线集的四角配置的发送天线元件50中的功率极其高。
图8是表示调查了在不具有功率调整单元46的无线发送台通过迫零而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。在模拟中，设想由图6所示的发送天线集相对于发送天线集构成的平面以90°的角度发射16个流，设想具有Nakagami/莱斯分布的衰落(K＝10dB)的传播路径，计算出提供给各发送天线元件50的电信号的功率的时间平均值。
从图8可知，在发送天线集的中央配置的发送天线元件50中的功率低，而在发送天线集的端部配置的发送天线元件50中的功率显著高。尤其，在发送天线集的四角配置的发送天线元件50中的功率极其高。在迫零中，与固有模式预编码相比，端部中的功率高，动态范围进一步上升。
图9是表示调查了在不具有功率调整单元46的无线发送台通过将信道矩阵的埃尔米特转置用作预编码矩阵的预编码算法而发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。在模拟中，设想由图6所示的发送天线集相对于发送天线集构成的平面以90°的角度发射16个流，设想具有Nakagami/莱斯分布的衰落(K＝10dB)的传播路径，计算出提供给各发送天线元件50的电信号的功率的时间平均值。但是，在该预编码算法中，流的角度被限定于90°。从图9可知，此时，功率的分布非常平坦，动态范围小。
从图7～图9的模拟结果，理解到在设置用于缩减提供给发送天线元件50的电信号的功率的差异的功率调整单元46的情况下，优选如下调整功率。
·在无线发送台中使用固有模式预编码或者迫零的情况下，应使提供给在发送天线集51的端部配置的发送天线元件50的电信号的功率衰减。尤其，应使提供给在发送天线集51的四角配置的发送天线元件50(图10的发送天线元件50C)的电信号的功率比提供给在四角以外的端部配置的发送天线元件50(图10的发送天线元件50E)的电信号的功率进一步衰减。在图10中，发送天线元件50E在发送天线集51的4个端部分别具有1列，但也可以具有2列。
·取而代之或者除此之外，在无线发送台中使用固有模式预编码或者迫零的情况下，应使提供给在发送天线集51的中央配置的发送天线元件50的电信号的功率增加。
·应通过在无线发送台中使用的预编码算法来决定是否应进行功率调整。
·应通过在无线发送台中使用的预编码算法来决定功率调整的程度。
·若在无线发送台中只使用一个预编码算法，则功率调整的程度可以是固定的。
·若在无线发送台中只使用将信道矩阵的埃尔米特转置用作预编码矩阵的预编码算法，则有可能可以不进行功率调整。但是，此时也可以进行功率调整。
·关于功率调整的手段的细节，将在后面叙述，但也可以进一步使用以往的OFDM中的PAPR降低手段。此时，作为在PAPR降低中使用的参数，可以使用预编码算法或天线元件的信息。
图5所示的各功率调整单元46的最简单的结构是衰减率为固定的衰减器或者放大率为固定的放大器。若在无线发送台中只使用一个预编码算法(例如，固有模式预编码或者迫零)，则衰减率或者放大率可以是固定的。即，功率调整单元46只要将提供给发送天线元件50的电信号的功率(提供给功率放大器48的电信号的功率)仅调整预先设定的调整量即可。能够对所使用的预编码算法选择衰减率或者放大率即调整量，使得提供给多个发送天线元件50的电信号的功率的差异被缩减(优选地，使得功率的时间平均值成为一致)。
提供给在发送天线集51的四角以外的端部配置的发送天线元件50(图10的发送天线元件50E)的电信号的功率在作为衰减器的功率调整单元46中被衰减即降低。提供给在发送天线集51的四角配置的发送天线元件50(图10的发送天线元件50C)的电信号的功率也在作为衰减器的功率调整单元46中被衰减。优选关于发送天线元件50C的衰减量比关于发送天线元件50E的衰减量大。提供给其他发送天线元件50(在发送天线集51的中央配置的发送天线元件50)的电信号的功率在作为放大器的功率调整单元46中被放大即增加。
关于不具有功率调整单元46的无线发送台，能够通过模拟或者实验来调查提供给各发送天线元件50的电信号的功率(例如，功率的时间平均)，并基于调查结果来选择功率调整单元46的衰减率或者放大率即调整量。例如，衰减率可以是功率的倒数。
在对提供给发送天线集51的所有发送天线元件50的电信号(提供给所有功率放大器48的电信号的功率)分别设置功率调整单元46的情况下，能够容易使提供给发送天线集51的所有发送天线元件50的电信号(提供给所有功率放大器48的电信号的功率)的功率的时间平均值设为一致。此外，由于降低在发送天线集51的包括四角的端部中的功率，在无线发送台整体中能够使用的功率上产生余量，所以能够使提供给发送天线集51的各发送天线元件50的电信号的功率整体增加。
但是，要是设置多个功率调整单元46的话，电路的规模变大，功耗也增大。因此，可以只设置作为衰减器的功率调整单元46，只调整提供给发送天线集51的端部的发送天线元件50的电信号的功率，也可以只设置作为放大器的功率调整单元46，只调整提供给发送天线集51的中央的发送天线元件50的电信号的功率。
如以上所述，在本实施方式中，提供给多个发送天线元件的电信号的功率的差异被缩减。因此，即使是在提供给发送天线元件的电信号的功率被功率放大器48所放大的情况下，也能够降低从功率放大器48输出的信号的非线性失真。
图11表示第一实施方式的无线发送台的变形。在该变形中，预编码器40使用从不同的预编码算法(例如，固有模式预编码以及迫零)中所选择的预编码算法，对提供给发送天线元件50的电信号提供预编码权重。功率调整单元46是衰减率为可变的衰减器或者放大率为可变的放大器。该无线发送台具有功率控制单元52，功率控制单元52根据在预编码器40中使用的预编码算法，对功率调整单元46的调整量(在功率调整单元46为衰减器时是衰减率，在功率调整单元46为放大器时是放大率)进行调整。因此，功率调整单元46根据在预编码器40中使用的预编码算法，变更功率的调整量。功率控制单元52可以是通过计算机程序而动作的CPU(中央处理单元(central processing unit))。在该变形中，功率调整单元46可以对成为功率调整的对象的至少一部分发送天线元件50进行设置，也可以对所有发送天线元件50进行设置来调整提供给所有发送天线元件50的电信号的功率。
关于不具有功率调整单元46的无线发送台，能够通过各预编码算法中的模拟或者实验来调查提供给各发送天线元件50的电信号的功率(例如，功率的时间平均)，并基于调查结果来选择功率调整单元46的衰减率或者放大率即调整量。例如，衰减率可以是功率的倒数。
在该变形中，除了上述的实施方式的效果之外，在无线发送台中能够使用多个预编码算法的情况下，能够根据在预编码器40中使用的预编码算法，适当地变更功率的调整量。
第二实施方式
图12表示本发明的第二实施方式的无线发送台。在图12中，为了表示与图5共同的结构元素而使用相同的标号，不详细说明这些结构元素。
第二实施方式的无线发送台具有对提供给至少一部分发送天线元件50的电信号的功率进行测量的多个测量单元54和功率控制单元56。测量单元54可以对成为功率调整的对象的至少一部分发送天线元件50进行设置，也可以对所有发送天线元件50进行设置来测量提供给所有发送天线元件50的电信号的功率。
功率调整单元46是衰减率为可变的衰减器或者放大率为可变的放大器。与第一实施方式相同地，功率调整单元46可以对成为功率调整的对象的至少一部分发送天线元件50进行设置，也可以对所有发送天线元件50进行设置来调整提供给所有发送天线元件50的电信号的功率。
功率控制单元56可以是通过计算机程序而动作的CPU。功率控制单元56基于功率控制单元56的测量结果，计算提供给各发送天线元件50的电信号的功率的时间平均或者归一化功率，并根据这些时间平均功率或者归一化功率，对功率调整单元46的调整量(在功率调整单元46为衰减器时是衰减率，在功率调整单元46为放大器时是放大率)进行调整。因此，功率调整单元46基于在测量单元54中所测量的功率(更具体而言，根据时间平均功率或者归一化功率)，变更功率的调整量。例如，衰减率可以是时间平均功率或者归一化功率的倒数。此时，功率调整单元46对提供给发送天线元件的电信号的功率，乘以时间平均功率或者归一化功率的倒数。
图13是表示调查了在该实施方式的无线发送台发射电波时的发送功率的分布的模拟结果的图表。在模拟中，设想由图6所示的发送天线集相对于发送天线集构成的平面以90°的角度发射16个流，设想具有Nakagami/莱斯分布的衰落(K＝10dB)的传播路径，计算出提供给各发送天线元件50的电信号的功率的时间平均值。在模拟中，对提供给发送天线集51的所有发送天线元件50的电信号的功率(提供给所有功率放大器48的电信号的功率)的各个，乘以该功率的时间平均或者归一化功率的倒数。在模拟中，关于固有模式预编码、迫零、将信道矩阵的埃尔米特转置用作预编码矩阵的预编码算法，调查功率分布，获得了与图13所示的相同的结果。从图13可知，功率的时间平均值的分布是平坦的，能够使功率的时间平均值设为一致。
如以上所述，在该实施方式中，提供给多个发送天线元件的电信号的功率的差异被缩减。因此，即使是在提供给发送天线元件的电信号的功率被功率放大器48所放大的情况下，也能够降低从功率放大器48输出的信号的非线性失真。此外，在该实施方式中，功率调整单元46基于在测量单元54中所测量的功率，调整提供给至少一部分发送天线元件50的电信号的功率，所以能够根据实际的功率，适当地变更功率的调整量。此外，在无线发送台中能够使用多个预编码算法的情况下，能够根据在预编码器40中使用的预编码算法，适当地变更功率的调整量。
第三实施方式
图14表示本发明的第三实施方式的无线发送台。在图14中，为了表示与图12共同的结构元素而使用相同的标号，不详细说明这些结构元素。第三实施方式的无线发送台具备信息发送单元58。信息发送单元58也可以是CPU。
信息发送单元58生成表示功率控制单元56进行的功率调整单元46中的功率的调整结果的信息，并将该信息发送给无线接收台。信息的发送形式可以是直接表示信息的控制信息。或者，也可以不设置特殊的信息发送单元58，对参考信号进行与在功率调整单元46中进行的功率调整相同的功率调整，无线接收台估计功率的调整结果。即，也可以将功率的调整结果间接通知给无线接收台。
如上所述，在功率调整单元46对提供给至少一部分发送天线元件50的电信号的功率进行调整的情况下，在发送天线集51中形成的实际的波束的方向与在预编码器40的预编码矩阵中产生的波束的方向不同。通过无线发送台将功率调整单元46中的功率的调整结果通知给无线接收台，无线接收台进行例如对后编码器68的后编码矩阵进行校正等处理，从而能够进行适合实际的波束的接收处理。第三实施方式是第二实施方式的修正，但上述的修正也可以在第一实施方式及其变形中进行应用。
其他变形
以上，例示大规模MIMO来说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于大规模MIMO，还能够应用于其他MIMO。发送天线集的发送天线元件的数目并不限定于256，例如可以是9，发送天线集并不限定于正方形阵列，也可以是圆形阵列或者其他形状的阵列。
在上述的实施方式中，小型小区基站20为无线发送台，用户装置30为无线接收台，但也可以是无线发送台为GM(组移动性)中继站，无线接收台为基站15。图15表示GM中继站的用途。GM中继站200固定地搭载在可移动的交通工具100上，具备大规模MIMO的天线集220。GM中继站200与基站15进行通信，至少在对于基站15的上行链路通信中使用大规模MIMO。基站15可以是宏小区基站10，也可以是小型小区基站20。GM中继站200与用于与用户装置30进行通信的发送接收天线210进行通信。GM中继站200对基站15和交通工具100内的用户装置30的通信进行中继。即，GM中继站200将从基站15发送的发往交通工具100内的任一个用户装置30的下行链路信号例如在天线集220中接收，在发送接收天线210中发送发往该用户装置30的下行链路信号。此外，GM中继站200在发送接收天线210中接收从交通工具100内的任一个用户装置30发送的上行链路信号，在天线集220中向基站15发送上行链路信号的波束。交通工具100是可容纳不特定且多个用户的公交车、列车、电车、其他公共交通机构的交通工具，但也可以是自家用车等个人用的交通工具。这样，为了由同样移动的多个用户装置30构成的组而中继信号，所以中继站200被称为GM(组移动性)中继站。
在上述的实施方式中，在功率放大器48的前级配置了功率调整单元46，但本发明并不限定于实施方式。只要能够调整提供给功率放大器48的电信号的功率，则功率调整单元46能够配置在任意的位置。
标号说明
2基站、10宏小区基站、12中央控制台、15基站(无线接收台)、20小型小区基站(无线发送台)、30用户装置(无线接收台)、40预编码器、42快速傅里叶逆变换器、44保护间隔(GI)赋予器、46功率调整单元、48功率放大器、50发送天线元件、51发送天线集、52功率控制单元、54测量单元、56功率控制单元、58信息发送单元、62接收天线元件、64保护间隔(GI)去除器、66快速傅里叶变换器、68后编码器、100交通工具、200GM中继站(无线发送台)、210发送接收天线、220天线集。

Claims (7)

1.一种无线发送台，具备：
多个发送天线元件，将电信号转换为电波并发射电波；
预编码器，通过对提供给所述发送天线元件的电信号施加预编码权重，从而控制从所述发送天线元件发射的电波的波束的方向；以及
至少一个功率调整单元，对提供给至少一部分发送天线元件的电信号的功率进行调整，使得提供给所述多个发送天线元件的电信号的功率的差异缩减，
所述功率调整单元使提供给在排列的所述多个发送天线元件中配置在端部的发送天线元件的电信号的功率减少。
2.如权利要求1所述的无线发送台，其特征在于，
所述功率调整单元使提供给在排列的所述多个发送天线元件中配置在中央的发送天线元件的电信号的功率增加。
3.如权利要求1所述的无线发送台，其特征在于，
所述功率调整单元将提供给所述至少一部分发送天线元件的电信号的功率仅调整预先设定的调整量。
4.如权利要求1所述的无线发送台，其特征在于，
所述预编码器使用从不同的预编码算法中所选择的预编码算法，对提供给所述发送天线元件的电信号施加预编码权重，
所述功率调整单元根据在所述预编码器中使用的预编码算法，变更功率的调整量。
5.如权利要求1所述的无线发送台，其特征在于，
还具备测量单元，该测量单元对提供给所述至少一部分发送天线元件的电信号的功率进行测量，
所述功率调整单元基于在所述测量单元中所测量的功率，对提供给所述至少一部分发送天线元件的电信号的功率进行调整。
6.如权利要求5所述的无线发送台，其特征在于，
所述功率调整单元对提供给所述至少一部分发送天线元件的电信号的功率，乘以在所述测量单元中所测量的提供给所述至少一部分发送天线元件的电信号的功率的时间平均或者归一化功率的倒数。
7.如权利要求1所述的无线发送台，其特征在于，
将所述功率调整单元中的功率的调整结果通知给无线接收台。
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