無線通信方法、無線接收裝置、無線發(fā)送裝置和無線通信系統(tǒng)的制作方法

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專利名稱：無線通信方法、無線接收裝置、無線發(fā)送裝置和無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用多個天線進行通信的無線通信方法、無線接收裝置、無線發(fā)送裝置和無線通信系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，作為高效率地利用有限的頻帶，實現(xiàn)高質(zhì)量且高速的傳輸?shù)?br> 系統(tǒng)，M I MO (Multiple-I叩ut Multiple-Output)系統(tǒng)備受矚目。MIM0 系統(tǒng)為，在發(fā)送接收雙方使用多個天線，通過多個固有向量在相同頻帶同時發(fā)送接收獨立的信號的系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)與單天線系統(tǒng)相比，通過使用多個天線，能夠在不增加頻帶的情況下增加傳輸通信容量，并能夠提高傳輸速度。
為了進一步提高應用了MIMO技術的無線通信系統(tǒng)的傳輸速度，提出了在應用了MIMO的系統(tǒng)中引入STTD (Space-Time Transmit Diversity)的技術。STTD是，使用2個天線，通過經(jīng)由相應的天線傳輸?shù)拇a元間的編碼，
不僅獲得時間上的分集增益而且獲得空間上的分集增益的技術。所提出的技術為在使用4個發(fā)送天線的系統(tǒng)中引入STTD技術，所以該結(jié)構(gòu)被稱為 DSTTD (Double-STTD)結(jié)構(gòu)。
另外，為了進一步提高采用上述的DSTTD結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的吞吐量，提出
了在DSTTD中引入AMC的DSTTD-SGRC(DSTTD-Sub-Group Rate Control) 。 AMC 技術為自適應地且高速地變更調(diào)制方式或糾錯編碼率的技術。例如，傳播環(huán)境越好，則使用越快速的調(diào)制方式，使糾錯編碼率越大，所以能夠提高傳輸速度，并能夠提高系統(tǒng)的吞吐量。
當前，DSTTD以及DSTTD-SGRC己成為3GPP(3rd Generation Partner Project)標準，并且在將來，其為在應用MIMO的系統(tǒng)中最有可能被采用的技術。也就是說，通過在MIMO系統(tǒng)中同時應用STTD技術和AMC技術，能夠實現(xiàn)自適應空間分集。

發(fā)明內(nèi)容
因為在上述DSTTD以及DSTTD-SGRC的無線通信系統(tǒng)中，由多個天線構(gòu) 成的信道每時每刻都在變化，如果考慮該變化并進行處理，則能夠進一步提高系統(tǒng)整體的性能。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠考慮信道隨時間變化，提高系統(tǒng)整體的性能的無線通信系統(tǒng)、無線接收裝置、無線發(fā)送裝置和無線通信方法。
本發(fā)明的技術思想為，在接收端對時變的信道進行估計，并根據(jù)信道估計結(jié)果來計算多個發(fā)送天線的所有組合的各組合下的系統(tǒng)整體的性能，由此決定使系統(tǒng)整體的性能成為最佳的特定的組合，并將決定結(jié)果反饋給發(fā)送端。發(fā)送端使用從接收端反饋的決定結(jié)果，選擇發(fā)送天線的特定的組合，并使用該特定的組合的發(fā)送天線來發(fā)送被STTD編碼的信號。由此，實現(xiàn)基于信道變動的自適應STTD，并能夠總是將系統(tǒng)的性能維持為最佳的狀態(tài)。
例如，本發(fā)明的第一種形態(tài)所采用的結(jié)構(gòu)為，一種無線通信系統(tǒng)，其包括無線發(fā)送裝置，使用多個發(fā)送天線來發(fā)送多個信號；以及無線接收裝置，使用多個接收天線來接收所述多個信號，所述無線接收裝置具有信道估計單元，使用所述多個信號來進行信道估計，并生成信道估計矩陣; 決定單元，使用所述信道估計矩陣求所述多個發(fā)送天線的所有組合下的所述無線通信系統(tǒng)整體的性能，并決定使該性能成為最佳的特定的組合；以
及通知單元，將與所述特定的組合有關的信息通知所述無線發(fā)送裝置，所
述無線發(fā)送裝置具有天線選擇單元，根據(jù)從所述無線接收裝置通知的所述特定的組合，選擇用于發(fā)送的所述發(fā)送天線；以及發(fā)送單元，使用所述被選擇的發(fā)送天線來發(fā)送所述多個信號。
根據(jù)本發(fā)明，在使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)中，能夠提高系統(tǒng)整體的性能。

圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的MIM0系統(tǒng)的主要的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示在本發(fā)明的實施方式1的MIM0系統(tǒng)中選擇天線的組合的處理的順序圖3是表示決定本發(fā)明的實施方式1的天線選擇用參數(shù)的處理的順序的流程圖4是表示用于求本發(fā)明的實施方式2的各子流的吞吐量所使用的表的圖5是表示求本發(fā)明的實施方式2的系統(tǒng)整體的吞吐量的處理的順序
的流程圖；以及
圖6是表示對應用本發(fā)明的情況下和不應用本發(fā)明的情況下的無線通信系統(tǒng)的性能進行比較的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。 (實施方式l)
圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的MIM0系統(tǒng)100的主要的結(jié)構(gòu)的方框圖。這里，作為使用多個天線的無線通信系統(tǒng)，以應用了AMC以及STTD的 MIMO系統(tǒng)100為例進行說明。
MIM0系統(tǒng)100具有無線發(fā)送裝置150和無線接收裝置160。無線發(fā)送裝置150由S/P(串行/并行)變換單元101、 AMC單元102-1 102-m/2(以下，有時總稱為層C單元102)、 STTD編碼單元103-1 103-m/2(以下，有時總稱為 STTD編碼單元103)、天線選擇單元201以及發(fā)送天線104-1 104-nr(以下，有時總稱為發(fā)送天線104)構(gòu)成，無線接收裝置160由接收天線105-1 105-m(以下，有時總稱為接收天線105)、信道估計單元108、天線選擇用參數(shù)決定單元202、 AMC參數(shù)決定單元107以及MIM0檢測單元106構(gòu)成。
在無線發(fā)送裝置150中，S/P變換單元101對輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)(Tx Data) 實施S/P變換處理，生成n，/2個子流后，分別輸出到AMC單元102-1 102-n.,/2。以下，在S/P變換單元101中所生成的各子流記為S,，S2，…，SnT,2。根據(jù)通過反饋信道109從無線接收裝置160反饋的各個A1C參數(shù)M, M^，AMC 單元102-1 102-m/2的各單元對從S/P變換單元101輸入的各子流S, S^
進行自適應調(diào)制以及信道編碼處理(以下，有時稱為AMC處理)。STTD編碼單元103-1 103-n「/2的各單元對從AMC單元102-1 102-m/2的各單元輸入的、經(jīng)過了AMC處理的子流S, S,實施STTD處理，并將所生成的兩個信號分別輸出到天線選擇單元201。也就是說，從一個子流生成兩個發(fā)送信號，由此一個子流對應兩個發(fā)送天線。
天線選擇單元201根據(jù)通過反饋信道109從無線接收裝置160反饋的天線選擇用參數(shù)C，將從STTD編碼單元103-1 103-"/2輸入的各個信號分別自適應地輸出到發(fā)送天線104-1 104-ni中的一個。例如，天線選擇單元201 根據(jù)天線選擇用參數(shù)C，將從STTD編碼單元103-l輸入的兩個信號中的一個信號輸出到發(fā)送天線104-5，將另一個信號輸出到發(fā)送天線104-10。也就是說，天線選擇用參數(shù)C表示發(fā)送天線104-1 104-m的一種組合，并表示從STTD編碼單元103-l 103-m/2輸入的多個發(fā)送信號與多個發(fā)送天線 104-1 104-m的對應關系。這樣，因為使用自適應地被選擇的發(fā)送天線的特定的組合來發(fā)送由STTD編碼單元103-l 103-nT/2實施了STTD的信號，所以這樣的STTD在這里稱為自適應STTD。
在無線接收裝置160中，接收天線105-1 105-m接收從發(fā)送天線
104- 1 104-m發(fā)送的信號。信道估計單元108通過使用由接收天線105-1
105- n,i接收的信號中的導頻信道信號或由其他的方法來進行信道估計，將表示當前的信道的特性的信道估計矩陣H輸出到天線選擇用參數(shù)決定單元 202以及MIM0檢測單元106。
天線選擇用參數(shù)決定單元202根據(jù)從信道估計單元108輸入的信道估計矩陣H，求發(fā)送天線的所有組合的各組合下的各子流的STTD解碼后的
SINR(Signal to Interference and Noise Ratio),進而，決定使系統(tǒng)整體的性能成為最佳的發(fā)送天線的特定的組合，以獲得天線選擇用參數(shù)C。天線選擇用參數(shù)決定單元202中的天線選擇用參數(shù)C的詳細的決定處理將后述。天線選擇用參數(shù)決定單元202將信道估計矩陣H或發(fā)送天線的所有組合的各組合下的各子流的STTD解碼后的SINR輸出到AMC參數(shù)決定單元107。而且，天線選擇用參數(shù)決定單元202將天線選擇用參數(shù)C輸出到MIMO檢測單元106以用于下次接收處理，，并且通過反饋信道109將天線選擇用參數(shù)C 反饋給無線發(fā)送裝置150的天線選擇單元201以用于下次發(fā)送處理，。
AMC參數(shù)決定單元107使用從天線選擇用參數(shù)決定單元202輸入的、發(fā) 送天線的所有組合的各組合下的各子流的STTD解碼后的SINR，來進行決定 AMC參數(shù)M的處理。AMC參數(shù)M由AMC單元102-l 102-nT/2的各單元中使用的各AMC參數(shù)M, M^構(gòu)成，并且是基于各子流S, S^經(jīng)過的信道的特性，使系統(tǒng)的性能成為最佳的自適應調(diào)制以及信道編碼參數(shù)。另外，為了削減反饋用的系統(tǒng)資源的消耗，作為各AMC參數(shù)M, M^，也可不反饋調(diào)制方式以及信道編碼的編碼率本身，而只反饋用于表示調(diào)制方式以及信道編碼的編碼率的識別號。AMC參數(shù)決定單元107為了用于下次發(fā)送處理，通過反饋信道109將AMC參數(shù)M反饋給無線發(fā)送裝置150的AMC單元102。 AMC參數(shù)決定單元107還為了用于下次接收處理，將AMC參數(shù)M輸出到MIM0檢測單元106。
MIM0檢測單元106使用在前一次接收處理中從天線選擇用參數(shù)決定單元202輸入的天線選擇用參數(shù)C和從細C參數(shù)決定單元107輸入的AMC參數(shù)M，從由接收天線105-l 105-ra妾收的接收信號中檢測作為發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入到無線發(fā)送裝置150的Tx Data。具體而言，MIMO檢測單元106首先對由接
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收天線105接收的接收信號實施ZF(Zero Forcing)或MMSE (Minimum Mean Square Error)等空間分離處理，并檢測m/2個子流。對所檢測出的各子流進一步實施STTD解碼處理、解調(diào)和信道解碼處理、以及P/S變換處理，并輸出從無線發(fā)送裝置150發(fā)送的數(shù)據(jù)，即Rx Data。這里，接收數(shù)據(jù)記為Rx Data。 MIM0檢測單元106中的STTD解碼處理為STTD編碼單元103中的STTD編碼處理的反處理；MIM0檢測單元106中的自適應解調(diào)以及信道解碼處理為 AMC單元102中的AMC處理的反處理。
天線選擇用參數(shù)決定單元202使用反饋信道109來將天線選擇用參數(shù)C 反饋給天線選擇單元201，而且AMC參數(shù)決定單元107也使用反饋信道109來將AMC參數(shù)M反饋給AMC單元102。
圖2是表示在本實施方式的MIM0系統(tǒng)100中選擇天線的組合的處理的順序圖。每次無線發(fā)送裝置150進行發(fā)送時都進行該順序圖所示的處理。在該圖中，ST(步驟)301、 ST302、 ST303、 ST304以及ST308表示無線接收裝置160的動作，ST305、 ST306以及ST307表示無線發(fā)送裝置150的動作。
首先，信道估計單元108進行信道估計，獲得信道估計矩陣H(ST301)。接著，天線選擇用參數(shù)決定單元202進行天線選擇用參數(shù)決定處理，以決定天線選擇用參數(shù)C(ST302)。接著，AMC參數(shù)決定單元107決定AMC參數(shù) M(ST303)。接著，天線選擇用參數(shù)決定單元202將天線選擇用參數(shù)C輸出到 M頂0檢測單元106， AMC參數(shù)決定單元107將AMC參數(shù)M輸出到MIM0檢測單元 106(ST304)。而且在ST304，天線選擇用參數(shù)決定單元202將天線選擇用參數(shù)C反饋給無線發(fā)送裝置150的天線選擇單元201， AMC參數(shù)決定單元107將 AMC參數(shù)M反饋給認C單元102。接著，AMC單元102使用從AMC參數(shù)決定單元107反饋的AMC參數(shù)M，對輸入到無線發(fā)送裝置150的發(fā)送數(shù)據(jù)Tx Data實施 AMC處理(ST305)。接著，在STTD編碼單元103進行STTD編碼處理(ST306)。接著，天線選擇單元201使用從天線選擇用參數(shù)決定單元202反饋的天線選擇用參數(shù)C,進行天線選擇并對發(fā)送信號進行發(fā)送(ST307)。接著，在接收從無線發(fā)送裝置150發(fā)送的信號的無線接收裝置160中，MIM0檢測單元106 使用AMC參數(shù)M以及天線選擇用參數(shù)C，檢測各子流，實施STTD解碼處理、解調(diào)處理、信道解碼處理以及P/S處理，并在獲得接收數(shù)據(jù)Rx Data之后輸出該數(shù)據(jù)(ST308)。
圖3是表示在天線選擇用參數(shù)決定單元202中決定天線選擇用參數(shù)C的處理的順序的流程圖。該流程圖示出比圖2所示的ST302更詳細的處理。
在本實施方式中，為實現(xiàn)自適應STTD，根據(jù)通信信道的條件來表示選擇多個發(fā)送天線的組合的處理。在多個發(fā)送天線的個數(shù)為nT的情況下，這些發(fā)送天線104-1 104-m的可能組合的總數(shù)為下面的式(l)中示出的K，以下，用C,、 C2、…、Ck表示各組合。式1
2("''2-').("7./2)！
例如，在iit二4的情況下，發(fā)送天線104-1 104-4的可能組合的總數(shù)K為3，各組合為"={(1，2);(3，4)}、 C2= {(1， 3) ; (2, 4)}、 C,二Kl,4);(2，3M。這里，因為n^4，所以在無線發(fā)送裝置150設置的STTD 編碼單元的數(shù)量(m/2)為2，組合CfKl，4):(2，3M表示由STTD編碼單元 103-1輸出的兩個信號通過第1發(fā)送天線104-l以及第4發(fā)送天線104-4被發(fā) 送，由STTD編碼單元103-2輸出的兩個信號通過發(fā)送天線104-2以及發(fā)送天
線104-3被發(fā)送。以下，將例如(1，4)或(2,3)那樣的發(fā)送從相同的STTD編碼單元輸出的兩個信號的兩個天線稱為一組。這里，如果確定了一組天線，可不考慮該兩個信號與構(gòu)成該一組的兩個天線之間的對應關系。也就是說，等式(1,4) = (4，1)成立。另外，如果決定了天線的所有組，各STTD編碼單元與各天線組之間的對應關系對系統(tǒng)整體的性能沒有影響，所以可不考慮該對應關系。也就是說，等式0{(1，4):(2，3)} = {(2，3);(1,4)}也成
首先，ST401示出決定天線選擇用參數(shù)C的處理的開始，作為該處理的初始條件，信道估計矩陣H為己知。也就是說，信道估計矩陣H為，在進行決定天線選擇用參數(shù)C的處理之前，由信道估計單元108的估計處理而獲得的。
接著，在ST402，天線選擇用參數(shù)決定單元202求發(fā)送天線的所有組合的各組合下的各子流的STTD解碼后的SI服(i， j)。這里，SINR(i，j)的第l 因子"i" (i^,2，…，K)為發(fā)送天線的組合的標號，第2因子"j"表示各子流的標號。發(fā)送天線的組合的變化可用信道估計矩陣H的對應的列的變換(列彼此的置換)來表示，所以求發(fā)送天線的所有組合下的各流的STTD解碼后的SINR就是求對應于信道估計矩陣H的各列變換的各子流的STTD解碼后的SINR。換言之，就是求對應于信道估計矩陣H的各子流的STTD解碼后的SINR的各列變換。以下為具體的說明。例如，如果將對應于信道估計矩陣H的發(fā)送天線的組合設為C"組合C3下的各子流的STTD解碼后的SINR用 SINR(3， j)(j二l，2，…，rh/2)來表示。接著，因為組合C,是組合C:,的列變換，所以與C,對應的SINR(l， j)可通過對與C:,對應的S頂R(3， j)進行同樣的列變
換后求出。同樣，與所有組合C, CK的各組合對應的SINR(i， j)也可通過對 SINR(3, j)進行列變換后被求出。
另外，為了求上述的SINR(3, j)，需要求各子流的STTD解碼前的 SINR(這里，記為SINR， (3， j))， SINR， (3， j)為對各子流所求出的SINR，該各子流通過在MIMO檢測單元106中進行ZF或MMSE等空間分離處理而被分離出。獲得SINR， (3，j)后，SINR(3， j)可通過對SINR， (3，j)加上STTD編碼增益求出。也就是說，如果將STTD編碼增益設為G，則 SINR(3, j)=G*SINR， (3， j)。
接著，在ST403，天線選擇用參數(shù)決定單元202使用在ST402所求出的
SINR(i, j)(這里i二l， 2,…，K、 j=l， 2,…，nT/2)來求發(fā)送天線的所有組合的
各組合下的系統(tǒng)整體的性能。這里，作為系統(tǒng)整體的性能求系統(tǒng)整體的總通信容量。例如，通過下述的式(2)，計算發(fā)送天線的所有組合的各組合
下的系統(tǒng)整體的總通信容量Ri (這里i二l， 2,…，K)。式2
《-Slog2(l + S/7W (,》')),'=1,2,...,/: …(2)
如式(2)所示，系統(tǒng)整體的總通信容量Ri為發(fā)送天線的組合Ci下的各流
的通信容量的總和，并且基于香農(nóng)公式，通過使用發(fā)送天線的各組合的各流的STTD解碼后的SINR(i， j)來獲得。
接著，在ST404，選擇系統(tǒng)整體的總通信容量Ri為最大的i ，并將其決定為天線選擇用參數(shù)C。
接著，ST405表示天線選擇用參數(shù)決定單元202中天線選擇用參數(shù)的決定處理的結(jié)束。在圖2所示的順序的ST304，將在上述的天線選擇用參數(shù)C
的決定處理的ST404中所決定的天線選擇用參數(shù)C反饋給無線發(fā)送裝置150 的天線選擇單元201。
這樣，根據(jù)本實施方式，在使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)中，每次發(fā)送時選擇并決定天線的組合，以使系統(tǒng)整體的性能成為最佳，所以能夠提高無線通信系統(tǒng)的總通信容量，并能夠提高傳輸速度。
另外，在本實施方式中，在決定天線選擇用參數(shù)C的處理中，以使用 SINR的情況為例進行了說明，但也可使用SNR(Siginal to Noise Ratio)。
此外，在本實施方式中，以一個子流對應兩個發(fā)送天線而被發(fā)送的情況為例進行了說明，但是不限于此，一個子流對應兩個以上的發(fā)送天線而被發(fā)送也可。
(實施方式2)
本實施方式基本與實施方式l相同，所不同的點是在由天線選擇用參數(shù)決定單元202決定天線選擇用參數(shù)C的處理中，作為系統(tǒng)整體的性能不是
使用基于香農(nóng)公式求出的系統(tǒng)整體的總通信容量，而是使用系統(tǒng)整體的實際的吞吐量。也就是說，圖3所示的流程圖的ST403以及ST404的處理以外的部分與實施方式l相同，所以這里省略有關ST403以及ST404的處理以外的部分的說明。
圖4所示的表是用于求各子流的吞吐量所使用的表。該表，表示多個調(diào)制方式以及糾錯編碼率的組合，其中，第1列表示該組合被附加的等級M，第2列表示糾錯編碼參數(shù)，以及第3列表示調(diào)制參數(shù)。第4列表示，使用同一行的第2列所示的糾錯編碼率和第3列所示的調(diào)制方式的組合，來實際對子流實施AMC處理并進行通信的情況下的子流的吞吐量。這里，對應于
M尸0(j:0，l，…，nT/2)的"不傳輸"的參數(shù)表示不使用子流S」來發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，所對應的吞吐量T為O。
圖5是表示求系統(tǒng)整體的吞吐量的處理順序的流程圖。即，該圖表示圖3所示流程圖的ST403的詳細步驟。
首先，在ST431，作為求系統(tǒng)整體的吞吐量的處理的初始條件，天線選擇用參數(shù)決定單元202設定i^。這里，i表示發(fā)送天線的組合的標號。
接著，在ST432，天線選擇用參數(shù)決定單元202求發(fā)送天線的組合Ci下的各子流的吞吐量T(i，l)、T(i，2)、…、T(i，rh/2)。這里，T(i， j)的第l因子 "i" (i^，2，…，K)表示發(fā)送天線的組合的標號，第2因子"j" (j二l，2,…，m/2)表示各子流。例如，決定組合C,下的各子流S,、S2、…、S^ 各自的吞吐量T(l，l)、T(l，2)、…、T(l，riT/2)。作為求各T(1， j) (j二l、2、… m/2)例如T(1， l)的方法，根據(jù)圖3所示的流程圖的ST402中所求出的 SINR(l，l),參照圖4的表，決定滿足規(guī)定的BER或FER條件且使吞吐量成為最大的等級M例如M4，與其對應的吞吐量為T(l， l)二l. 5。
接著，在ST433，天線選擇用參數(shù)決定單元202求在ST432所求出的各子流的吞吐量的總和，即發(fā)送天線的組合Ci下的系統(tǒng)整體的吞吐量 Ti二T(i， 1)+T(i，2)+…+T(i,m/2)。例如，求在ST431所求出的組合C，下的系統(tǒng)整體的吞吐量TpT(l， 1)+T(l,2)+…+T(l，rv「/2)。
接著，在ST434，天線選擇用參數(shù)決定單元202判定i〈K是否成立。在為i〈K時，i增加l后返回到ST432，通過反復進行ST432 ST433求發(fā)送天線的所有組合的各組合下的各子流的吞吐量的總和Ti(i二1，2，…，K)。另一方面，在不為i〈K時，g卩i達到M時，結(jié)束該處理，并進入圖3所示的流程
圖的ST404。
接著，在圖3所示的流程圖的ST404，天線選擇用參數(shù)決定單元202選擇使Tj (這里i二l， 2，…K)的值成為最大的i，并將其決定為天線選擇用參數(shù)C。
這樣，通過選擇使系統(tǒng)整體的吞吐量成為最大的天線的組合，能夠提高系統(tǒng)的頻率利用效率。
另外，在本實施方式，AMC參數(shù)決定單元107也可使用與實施方式1相同的發(fā)送天線的所有組合的各組合下的各子流的STTD解碼后的SINR，來決定AMC參數(shù)M，在對于與由天線選擇用參數(shù)決定單元202決定的天線選擇用參數(shù)C對應的發(fā)送天線的特定的組合下，也可使用圖4的ST432的方法來決定與各子流對應的等級M,、M2、…、M。v2。在此情況下，對應于該所決定的等級 M,、M2、…、M^的各子流的吞吐量的總和與天線選擇用參數(shù)決定單元202在圖 4所示的ST404中選擇的Ti的最大值一致。
以上，說明了本發(fā)明的各實施方式。
圖6是表示對應用本發(fā)明的情況下和不應用本發(fā)明的情況下的無線通信系統(tǒng)的性能進行比較的圖。該系統(tǒng)中，使用4個發(fā)送天線以及兩個接收天線來進行通信，通信信道為平衰落信道(Hat fading channel)。另外，調(diào)制方式包含BPSK、 QPSK、 8PSK以及16QAM， BER的上限值為10—3。在該圖中，橫軸表示SNR(Signal to Noise Ratio),豎軸表示系統(tǒng)的性能的頻率利用效率。另外，空心圓點表示應用本發(fā)明的情況下的頻率利用效率，實心圓點表示不應用本發(fā)明的情況下的頻率利用效率。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明能夠提高無線通信系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)、無線發(fā)送裝置、無線接收裝置以及無線通信方法不限于上述各實施方式，能夠進行各種變更后實施。
本發(fā)明的無線發(fā)送裝置以及無線接收裝置可裝載在MIMO方式的移動通信系統(tǒng)中的通信終端裝置以及基站裝置，由此能夠提供與上述有相同的作用效果的通信終端裝置、基站裝置以及移動通信系統(tǒng)。
此外，這里以硬件構(gòu)成本發(fā)明的情況為例進行了說明，但是本發(fā)明也可通過軟件來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明的發(fā)送天線的組合的選擇方法的演算法通過編程語言進行記述，將該程序存儲在存儲器，并通過信息處理單元來運行它，從而能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明的無線發(fā)送裝置以及無線接收裝置相同的功能。
本發(fā)明的一個形態(tài)是使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線通信方法，所述無線通信系統(tǒng)的接收端執(zhí)行以下步驟進行信道估計，計算發(fā)送天線的所有組合下的各子流的STTD解碼后的SINR;根據(jù)所述發(fā)送天線的所有組合下的各子流的SINR，計算所述發(fā)送天線的所有組合下的總傳輸性能的參數(shù)，并從所述發(fā)送天線的所有組合中，將所述總傳輸性能的參數(shù)為最佳的發(fā)送天線的組合作為當前選擇的組合，以獲得天線選擇參數(shù)；根據(jù)在所述被選擇的組合下進行計算而獲得的、各子流的STTD解碼后的 SINR，對各子流選擇自適應調(diào)制編碼參數(shù)；以及使用反饋信道，向發(fā)送端反饋所述天線選擇參數(shù)和所述被選擇的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，在所述無線通信系統(tǒng)的發(fā)送端執(zhí)行以下步驟；根據(jù)從所述接收端反饋的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，對發(fā)送數(shù)據(jù)進行自適應調(diào)制和編碼；以及進行STTD編碼，根據(jù)從所述接收端反饋的天線選擇參數(shù)來選擇天線的組合，并使用所述被選擇的
天線的組合來發(fā)送所述發(fā)送數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，所述接收端進一步執(zhí)行以下步驟根據(jù)以前所保存的所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)以及所述天線選擇參數(shù)，進行STTD解碼處理以及自適應解調(diào)解碼處理，以便取得原始的發(fā)送數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，所述總傳輸性能的參數(shù)為所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，所述無線通信系統(tǒng)的總通信容
量為基于香農(nóng)(Shannon)公式，通過使用所述發(fā)送天線的所有組合下的 SINR來獲得。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，所述總傳輸性能的參數(shù)為自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，所述自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量為對應于所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)的吞吐量的總和。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為在上述形態(tài)中，在所述發(fā)送端進行的自適應調(diào) 制編碼、STTD以及天線組合選擇是按照一個子流對應于兩個或兩個以上的
固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行的。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為，使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線接收裝置，其采用以下結(jié)構(gòu)，包括信道估計單元，對信道進行估計；天線選擇參數(shù)決定單元，根據(jù)所述估計單元的輸出，計算發(fā)送天線的所有組合下的各子流的STTD解碼后的SINR，而且根據(jù)所述發(fā)送天線的所有組合下的各子流的SINR，計算所述發(fā)送天線的所有組合下的總傳輸性能的參數(shù)，并從所述發(fā)送天線的所有組合中，將所述總傳輸性能的參數(shù)為最好的
發(fā)送天線的組合作為當前選擇的組合，將天線選擇參數(shù)和在所述被選擇的
天線組合下所計算出的各子流的STTD解碼后的SINR輸出，并將所述天線選擇參數(shù)反饋給發(fā)送端；自適應調(diào)制編碼參數(shù)選擇單元，根據(jù)在從所述天線選擇參數(shù)決定單元收到的、所述被選擇的天線組合下所計算出的各子流的 STTD解碼后的SINR，對各子流選擇自適應調(diào)制編碼參數(shù)，并將所述被選擇的自適應調(diào)制編碼參數(shù)反饋給發(fā)送端；以及MIMO檢測單元，根據(jù)以前所保存的所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)以及所述天線選擇參數(shù)，進行STTD解碼處理以及自適應解調(diào)解碼處理，以取得原始的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在上述形態(tài)中，所述總傳輸性能的參數(shù)為所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量。
本發(fā)明的另一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在上述形態(tài)中，所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量為基于香農(nóng)公式，通過使用所述發(fā)送天線的所有組合下的 SINR來獲得。
本發(fā)明的另一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在上述形態(tài)中，所述總傳輸性能的參數(shù)為自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量。
本發(fā)明的另一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在上述形態(tài)中，所述自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量為對應于所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)的吞吐量的總和。
本發(fā)明的另一個形態(tài)為使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線發(fā)送裝置，其采用的結(jié)構(gòu)，包括自適應調(diào)制編碼單元，根據(jù)從接收端反饋的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行自適應調(diào)制以及編碼；STTD編碼單元，進行STTD編碼；以及天線選擇單元，根據(jù)從接收端反饋的天線選擇參數(shù)，選擇天線的組合，并使用所述被選擇的天線的組合來發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個形態(tài)采用的結(jié)構(gòu)為，在上述形態(tài)中，在所述發(fā)送端進
行的自適應調(diào)制編碼、STTD以及天線組合選擇是按照一個子流對應于兩個
或兩個以上的固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行的。
本說明書基于2005年1月13日申請的中國專利申請第200510004365. 2 號。其內(nèi)容全部包含于此。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)、無線發(fā)送裝置、無線接收裝置以及無線通信方法能夠適用在使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)等用途。
權利要求
1、一種使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線通信方法，在所述無線通信系統(tǒng)的接收端執(zhí)行以下步驟對信道進行估計，計算發(fā)送天線的所有組合下的各子流的STTD解碼后的SINR；根據(jù)所述發(fā)送天線的所有組合下的各子流的SINR，計算所述發(fā)送天線的所有組合下的總傳輸性能的參數(shù)，并從所述發(fā)送天線的所有組合中，將所述總傳輸性能的參數(shù)為最佳的發(fā)送天線的組合作為當前選擇的組合，由此獲得天線選擇參數(shù)；根據(jù)在所述選擇的組合下進行計算而獲得的各子流的STTD解碼后的SINR，對各子流選擇自適應調(diào)制編碼參數(shù)；以及使用反饋信道，向發(fā)送端反饋所述天線選擇參數(shù)和所述選擇的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，在所述無線通信系統(tǒng)的發(fā)送端執(zhí)行以下步驟根據(jù)從所述接收端反饋的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，對發(fā)送數(shù)據(jù)進行自適應調(diào)制和編碼；以及進行STTD編碼，根據(jù)從所述接收端反饋的天線選擇參數(shù)來選擇天線的組合，并使用所述選擇的天線的組合來發(fā)送所述發(fā)送數(shù)據(jù)。
2、如權利要求l所述的無線通信方法，其中，還執(zhí)行以下步驟根據(jù) 以前所保存的所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)以及所述天線選擇參數(shù)，進行STTD 解碼處理以及自適應解調(diào)解碼處理，以取得原始的發(fā)送數(shù)據(jù)。
3、如權利要求l所述的無線通信方法，其中，所述總傳輸性能的參數(shù) 為所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量。
4、如權利要求3所述的無線通信方法，其中，所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量為基于香農(nóng)(Shannon)公式，通過使用所述發(fā)送天線的所有組合下的SINR來獲得。
5、如權利要求l所述的無線通信方法，其中，所述總傳輸性能的參數(shù) 為自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量。
6、如權利要求5所述的無線通信方法，其中，所述自適應調(diào)制編碼的實際吞吐量為對應于所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)的吞吐量的總和。
7、如權利要求l所述的無線通信方法，其中，在所述發(fā)送端進行的自適應調(diào)制編碼、STTD和天線組合的選擇是按照一個子流對應于兩個或兩個以上的固定發(fā)送天線的方式執(zhí)行的。
8、一種使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線接收裝置，包括信道估計單元，對信道進行估計；天線選擇參數(shù)決定單元，根據(jù)所述估計單元的輸出，計算發(fā)送天線的所有組合下的各子流的STTD解碼后的SINR，而且根據(jù)所述發(fā)送天線的所有組合下的各子流的SINR，計算所述發(fā)送天線的所有組合下的總傳輸性能的參數(shù)，并從所述發(fā)送天線的所有組合中，將所述總傳輸性能的參數(shù)為最好的發(fā)送天線的組合作為當前選擇的組合，將天線選擇參數(shù)和在所述被選擇的天線組合下所計算出的各子流的STTD解碼后的SINR輸出，并將所述天線選擇參數(shù)反饋給發(fā)送端；自適應調(diào)制編碼參數(shù)選擇單元，根據(jù)在從所述天線選擇參數(shù)決定單元收到的、所述被選擇的天線組合下所計算出的各子流的STTD解碼后的 SINR，對各子流選擇自適應調(diào)制編碼參數(shù)，并將所述被選擇的自適應調(diào)制編碼參數(shù)反饋給發(fā)送端；以及MIM0檢測單元，根據(jù)以前所保存的所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)以及所述天線選擇參數(shù)，進行STTD解碼處理以及自適應解調(diào)解碼處理，以取得原始的數(shù)據(jù)。
9、如權利要求8所述的無線接收裝置，其中，所述總傳輸性能的參數(shù) 為所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量。
10、如權利要求9所述的無線接收裝置，其中，所述無線通信系統(tǒng)的總通信容量為基于香農(nóng)公式，通過使用所述發(fā)送天線的所有組合下的SINR 來獲得。
11、如權利要求8所述的無線接收裝置，其中，所述總傳輸性能的參數(shù)為自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量。
12、如權利要求ll所述的無線接收裝置，其中，所述自適應調(diào)制編碼的實際的吞吐量為對應于所述自適應調(diào)制編碼參數(shù)的吞吐量的總和。
13、一種使用多個天線進行通信的無線通信系統(tǒng)的無線發(fā)送裝置，包括自適應調(diào)制編碼單元，根據(jù)從接收端反饋的自適應調(diào)制編碼參數(shù)，對數(shù)據(jù)進行自適應調(diào)制以及編碼；STTD編碼單元，進行STTD編碼；以及天線選擇單元，根據(jù)從接收端反饋的天線選擇參數(shù)，選擇天線的組合，并使用所述被選擇的天線的組合來發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
14、如權利要求l所述的無線通信方法，其中，按照一個子流對應于兩個或兩個以上的固定發(fā)送天線的方式，執(zhí)行在所述發(fā)送端進行的自適應調(diào)制編碼、STTD和天線組合的選擇。
15、一種無線通信系統(tǒng)，其具有使用多個發(fā)送天線來發(fā)送多個信號的無線發(fā)送裝置和使用多個接收天線來接收所述多個信號的無線接收裝置，所述無線接收裝置具有信道估計單元，使用所述多個信號來進行信道估計，并生成信道估計矩陣；決定單元，使用所述信道估計矩陣求所述多個發(fā)送天線的所有組合下的所述無線通信系統(tǒng)整體的性能，并決定使該性能成為最佳的特定的組合；以及通知單元，將與所述特定的組合有關的信息通知所述無線發(fā)送裝置，所述無線發(fā)送裝置具有天線選擇單元，根據(jù)從所述無線接收裝置通知的所述特定的組合，選擇用于發(fā)送的所述發(fā)送天線；以及發(fā)送單元，使用所述被選擇的發(fā)送天線來發(fā)送所述多個信號。
全文摘要
公開能夠?qū)崿F(xiàn)自適應STTD(Space-time Transmit Diversity)的無線通信系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，接收裝置通過信道估計來計算多個發(fā)送天線的所有組合下的各子流的SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)，和多個發(fā)送天線的所有組合下的系統(tǒng)整體的性能，并決定使系統(tǒng)整體的性能成為最佳的特定的組合，由此獲得天線選擇用參數(shù)。另外，使用所決定的特定的組合下的各子流的SINR來決定AMC參數(shù)。發(fā)送裝置根據(jù)從接收裝置反饋的AMC參數(shù)來進行AMC以及STTD，而且根據(jù)從接收裝置反饋的天線選擇用參數(shù)來選擇發(fā)送天線的特定的組合并進行發(fā)送。
文檔編號H04B7/02GK101103576SQ20068000234
公開日2008年1月9日申請日期2006年1月12日優(yōu)先權日2005年1月13日
發(fā)明者佘小明, 李繼峰申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社

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