專利名稱：無(wú)線傳輸系統(tǒng)、無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線傳輸系統(tǒng)(也包括在一個(gè)機(jī)殼(housing)中實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信設(shè) 備)、接收側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線通信方法。更具體地，本發(fā)明涉及將空分復(fù)用應(yīng)用于無(wú) 線傳輸多個(gè)發(fā)送對(duì)象信號(hào)的機(jī)制。
背景技術(shù)：
作為在置于相對(duì)短距離(例如，幾厘米到十幾厘米內(nèi))中的不同電子裝置之間或 者電子裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，例如，LVDS(低壓差分信號(hào))是已知的。然而，最近 隨著傳輸信息量的進(jìn)一步增加以及傳輸速度的進(jìn)一步增加，功耗的增加、由反射等引起的 信號(hào)失真的影響的增加、非必要(unnecessary)輻射的增加等成為了問題。例如，LVDS達(dá) 到了諸如視頻信號(hào)(包括圖像拾取信號(hào))、計(jì)算機(jī)圖像等的信號(hào)(在實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上)在裝置 中高速發(fā)送的極限。
作為對(duì)抗傳輸數(shù)據(jù)速度增加問題的手段，增加布線線路(wiring lines)數(shù)以通過 信號(hào)的并行傳輸來(lái)降低每一條信號(hào)線路的傳輸速度看起來(lái)是一種可能的想法。然而，剛剛 描述的對(duì)抗手段(coimtermeasure)引起輸入和輸出端子數(shù)的增加。所以，要求印刷板或線 纜(cable)布線方案的復(fù)雜性、半導(dǎo)體芯片大小的增加等。此外，因?yàn)檠刂季€系統(tǒng)高速發(fā) 送大量數(shù)據(jù)，所以電磁場(chǎng)干擾的問題發(fā)生。
LVDS或者增加布線線路數(shù)的技術(shù)中牽涉的所有問題由通過導(dǎo)電(electric)布線 線路的信號(hào)傳輸所引起。因此，作為用于解決由沿著導(dǎo)電布線線路的信號(hào)傳輸引起的問題 的方法，對(duì)于信號(hào)傳輸消除導(dǎo)電布線線路看起來(lái)是一種可能的想法。
并且，應(yīng)用其中在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)提供多個(gè)通信單元來(lái)執(zhí)行雙工傳輸?shù)目辗謴?fù)用 看起來(lái)是一種可能的想法。然而，在應(yīng)用空分復(fù)用的情況下，要求信道之間的干擾對(duì)抗手 段。應(yīng)用ΜΙΜ0(多輸入多輸出)系統(tǒng)作為用于解決上述問題的技術(shù)是一種可能的想法(例 如，參考日本專利特開No. 2009-055228、日本專利特開No. 2009-049632和日本專利特開 No. 2009-33588，在下文中被分別稱為專利文件1至3)。
專利文件1至3針對(duì)相對(duì)于裝置內(nèi)或不同裝置之間的無(wú)線傳輸而言在相對(duì)長(zhǎng)距離 中的無(wú)線傳輸，并公開了將MIMO處理和OFDM調(diào)制方法相組合的應(yīng)用。換言之，在專利文件 1至3中公開的MIMO處理依賴于OFDM調(diào)制方法。發(fā)明內(nèi)容
然而，在考慮裝置內(nèi)或不同裝置之間相對(duì)短距離中的無(wú)線傳輸?shù)那闆r下，認(rèn)為不 總是需要與OFDM調(diào)制方法一起使用MIMO處理。此外，如果波長(zhǎng)變短，則還實(shí)現(xiàn)了天線的方 向性的效果。因此，仍然認(rèn)為不需要使用結(jié)合OFDM調(diào)制方法的MIMO處理。
因此，期望的是提供在其中應(yīng)用MIMO處理來(lái)適合于裝置內(nèi)或不同裝裝置之間的 無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸系統(tǒng)、無(wú)線通信設(shè)備和無(wú)線通信方法。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線傳輸方法中，在電子裝置的機(jī)殼中布置用于發(fā)送的通信單元和用于接收的通信單元。
用于發(fā)送的通信單元使用用于調(diào)制的載波信號(hào)來(lái)頻率轉(zhuǎn)換發(fā)送對(duì)象信號(hào)以生成 調(diào)制信號(hào)，并將所生成的調(diào)制信號(hào)發(fā)信號(hào)到無(wú)線信號(hào)傳輸路徑。優(yōu)選地，用于發(fā)送的通信單 元調(diào)制相同載頻的載波信號(hào)。用于接收的通信單元解調(diào)通過無(wú)線信號(hào)傳輸路徑接收的調(diào)制 信號(hào)以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。優(yōu)選地，用于接收的通信單元將通過無(wú)線信 號(hào)傳輸路徑接收的信號(hào)用作注入(injection)信號(hào)以生成與用于調(diào)制的載波信號(hào)同步的 用于解調(diào)的載波信號(hào)。然后，用于接收的通信單元使用用于解調(diào)的載波信號(hào)來(lái)頻率轉(zhuǎn)換通 過無(wú)線信號(hào)傳輸路徑接收的調(diào)制信號(hào)以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
簡(jiǎn)而言之，在電子裝置的機(jī)殼內(nèi)布置的發(fā)送側(cè)的通信單元和類似地在可能與布置 有發(fā)送側(cè)的通信單元的電子裝置相同或不同的電子裝置的機(jī)殼中布置的接收側(cè)的通信單 元之間配置無(wú)線信號(hào)傳輸路徑。然后，在兩個(gè)通信單元之間無(wú)線執(zhí)行信號(hào)傳輸。
這里，在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)制中，將空分復(fù)用應(yīng)用到裝置內(nèi)或不同裝置之間的無(wú)線 傳輸。為此，在發(fā)送側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備上提供多個(gè)發(fā)送天線，并且還在接收側(cè)的相應(yīng)無(wú)線通 信設(shè)備上提供多個(gè)接收天線，使得發(fā)送天線和通信天線以相互一一對(duì)應(yīng)關(guān)系相應(yīng)。在每組 相應(yīng)天線之間，由接收天線接收作為直達(dá)波從發(fā)送天線輻射的期望波。然而，在相互不相應(yīng) 的那些發(fā)送和接收天線之間，由接收天線接收作為直達(dá)波從發(fā)送天線輻射的非必要波。
此外，接收側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備采用針對(duì)多個(gè)發(fā)送對(duì)象信號(hào)的所有信道僅僅調(diào)制載 波信號(hào)的幅度的方法。接收側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備包括解調(diào)功能單元和傳輸特性校正單元。解 調(diào)功能單元解調(diào)通過接收天線接收的調(diào)制信號(hào)。對(duì)于解調(diào)處理，采用包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢 測(cè)電路而不是同步檢測(cè)。
傳輸特性校正單元基于由解調(diào)功能單元解調(diào)并分別相應(yīng)于接收天線的解調(diào)信號(hào)， 執(zhí)行基于發(fā)送天線和接收天線之間的傳輸空間的傳輸特性的校正計(jì)算處理也就是MIMO處 理，以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
簡(jiǎn)而言之，在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)制中，由接收天線接收的、用載波信號(hào)的幅度調(diào)制的 期望波和非必要波的調(diào)制信號(hào)被解調(diào)，也就是期望波和非必要波的合成波，首先通過包絡(luò) 檢測(cè)或平方律檢測(cè)解調(diào)，然后經(jīng)歷基帶區(qū)域中的MIMO處理?？紤]接收側(cè)諸如包絡(luò)檢測(cè)或平 方律檢測(cè)的解調(diào)處理，對(duì)于所有信道采用僅僅調(diào)制幅度的方法。此外，在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)制 中，處理傳輸空間的傳輸特性，使得期望波和非必要波被定義為從發(fā)送天線發(fā)射并到達(dá)接 收天線的直達(dá)波，并且在由傳輸特性校正單元進(jìn)行的接收側(cè)的MIMO處理中，執(zhí)行基于定義 傳輸特性的矩陣的逆矩陣計(jì)算。
這里，確定天線布置以方便于MIMO處理。作為該實(shí)例中的視點(diǎn)，存在定義作為期 望波的天線間距離和非必要波的天線間距離之差的路徑差的方法、規(guī)定定義傳輸函數(shù)的矩 陣元素的另一方法、以及定義解調(diào)處理和由傳輸特性校正單元進(jìn)行的接收側(cè)的MIMO處理 的再一方法。
在規(guī)定路徑差的情況下，在用λ c代表載波信號(hào)的波長(zhǎng)、并用零代表依賴于天線 的方向性的相位特性的情況下，將路徑差設(shè)置為(ηΛ) λ c作為路徑條件。當(dāng)發(fā)現(xiàn)依賴于天 線的方向性的相位特性時(shí)，用依賴于從發(fā)送天線發(fā)出的期望波或非必要波的幅射角和到相 應(yīng)接收天線的入射角的量來(lái)校正相位特性。
如果將上述路徑條件代入規(guī)定矩陣元素的方法，則這表示設(shè)置路徑差使得規(guī)定傳5輸特性的矩陣中期望波的元素僅僅用實(shí)數(shù)項(xiàng)代表，同時(shí)非必要波的元素也僅僅用實(shí)數(shù)項(xiàng)代 表。另一方面，如果通過解調(diào)處理和由傳輸特性校正單元進(jìn)行的接收側(cè)的MIMO處理，將第 一條件代入規(guī)定矩陣元素的方法，則首先執(zhí)行由接收天線接收的接收信號(hào)的包絡(luò)檢測(cè)或平 方律檢測(cè)，以執(zhí)行解調(diào)而無(wú)需執(zhí)行正交檢測(cè)或同步檢測(cè)。然后，在傳輸特性校正中，對(duì)于接 收信道的每個(gè)信道，對(duì)所解調(diào)的解調(diào)分量執(zhí)行與相應(yīng)于期望信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正計(jì)算 和與相應(yīng)于非期望信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正計(jì)算。接著，將與相應(yīng)于期望信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng)有 關(guān)的經(jīng)校正的信號(hào)和與相應(yīng)于關(guān)于其他接收天線的信道的非期望信號(hào)的虛數(shù)項(xiàng)有關(guān)的經(jīng) 校正的信號(hào)相加以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
使用本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了適合于不同裝置之間或裝置內(nèi)的無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)臋C(jī) 制，其中在接收側(cè)應(yīng)用MIMO處理，而無(wú)需一起使用OFDM方法。通過將MIMO處理應(yīng)用到接 收側(cè)，可以減小天線距離。
因?yàn)閷⑵谕ê头潜匾ň鳛橹边_(dá)波來(lái)處理，所以變得有可能管理與期望波和 非必要波有關(guān)的路徑差，并且變得有可能確定天線布置以方便于接收側(cè)的MIMO處理。具體 地，考慮通過包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)來(lái)執(zhí)行解調(diào)，確定天線布置。所以，相比于沒有應(yīng)用本 發(fā)明的可選情況，可以減小MIMO處理的計(jì)算規(guī)模。
優(yōu)選地，用于調(diào)制和解調(diào)的載波信號(hào)使用公共頻率。在以這種方式使用公共頻率 的情況下，因?yàn)樵诓煌诺乐g載頻的影響確定地變得相同，因此可以確定地且有效地執(zhí) 行基帶區(qū)域中的MIMO處理。另外，相比于信道的載頻相互不同的可選情況，可以減小用于 調(diào)制和解調(diào)的電路規(guī)模。
結(jié)合附圖，從下面的描述和所附權(quán)利要求中，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將 變得明顯，其中用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分或元件。


圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)的信號(hào)接口的功能配置的框圖2A至2E是圖示信號(hào)的復(fù)用的示意圖3A至3C是圖示實(shí)施例中采用的空分復(fù)用的合適條件或應(yīng)用條件的示意圖4A至4F是示出用于應(yīng)用空分復(fù)用的毫米波信號(hào)傳輸路徑的通常結(jié)構(gòu)的示意 圖5A至5C是圖示通信處理信道中的調(diào)制功能單元和解調(diào)功能單元的配置例子的 框圖6A至6D是圖示在多信道和空分復(fù)用之間的關(guān)系中實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)抗手段的緩和 (moderation)的基本機(jī)制的框圖7A和7B是圖示接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的計(jì)算的示意圖8是圖示接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的計(jì)算方法的基礎(chǔ)的示意圖9A和9B分別是圖示涉及兩個(gè)信道的接收側(cè)的MIMO處理的基礎(chǔ)的示意圖和圖 解視圖IOA至IOC是圖示涉及兩個(gè)信道的路徑差和信道矩陣之間的關(guān)系的示意圖IlA至IlD是圖示涉及兩個(gè)信道的天線布置的限制條件的第一例子的示意圖12A至12D是圖示涉及兩個(gè)信道的天線布置的限制條件的第二例子的示意圖；6
圖13是圖示路徑差的調(diào)整方法的示意圖，其中天線具有依賴于方向性的相位特 性；
圖14和15是圖示在涉及三個(gè)或更多個(gè)天線對(duì)的情況下MIMO處理的應(yīng)用方法的 示意圖16A和16B是圖示在三維布置發(fā)送和接收天線的情況下的應(yīng)用方法的示意圖17A和17B是示出通過數(shù)字處理執(zhí)行接收側(cè)的MIMO處理的基本配置的框圖18是示出第一實(shí)施例的接收MIMO系統(tǒng)的示意圖19是圖示第二實(shí)施例的接收MIMO系統(tǒng)的示意圖20A至20C是圖示由接收側(cè)的天線接收的期望波和不需要波的合成信號(hào)的情形 的圖形視圖；以及
圖21A至21D是圖示包絡(luò)檢測(cè)和平方律(square-law)檢測(cè)之間的差別的示意圖。
具體實(shí)施方式
在下面，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。當(dāng)在不同的實(shí)施例中區(qū)分功能元件 時(shí)，將諸如A、B、C等的英文字母的參考字符應(yīng)用到功能元件，以及當(dāng)不需要特別區(qū)分它們 來(lái)描述實(shí)施例時(shí)，省略這樣的參考字符。將參考字符的省略類似地應(yīng)用到附圖。
要注意的是，以如下順序描述本發(fā)明
1.通信處理信道基礎(chǔ)(空分復(fù)用)
2.空分復(fù)用的應(yīng)用技術(shù)
3.調(diào)制和解調(diào)(平方檢測(cè)和包括檢測(cè)的應(yīng)用)
4.多信道傳輸和空分復(fù)用之間的關(guān)系
5.接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的概要計(jì)算處理、與載頻的關(guān)系、與天線布置的關(guān)系、與方向性的關(guān)系、三個(gè)或更多信道的應(yīng)用、三維布置的應(yīng)用、數(shù)字處理
6.接收MIMO系統(tǒng)第一和第二實(shí)施例
首先，當(dāng)描述本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)時(shí)，為了幫助理解本實(shí)施例的機(jī)制，首先描 述基本的通常配置。在這之后，描述作為本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)中的特征部分的接收側(cè) 所應(yīng)用的MIMO處理的細(xì)節(jié)。
<通信處理信道基礎(chǔ)>
圖1至2E示出了本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)。具體地，圖1從功能配置的角度示出 了本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY的信號(hào)接口。圖2A至2E圖示了信號(hào)的復(fù)用。
雖然在下面描述的用于本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)的載頻是毫米波帶(waveband) 的頻率，但是本實(shí)施例的機(jī)制不僅僅可以應(yīng)用到使用毫米波帶的載頻的情況，還可以應(yīng)用 到使用諸如亞(sub)毫米波帶之類的更短波長(zhǎng)帶中的載頻的另一情況，例如，本實(shí)施例的 無(wú)線傳輸系統(tǒng)用于數(shù)字記錄和重現(xiàn)設(shè)備、地波電視接收機(jī)、便攜式電視機(jī)、游戲機(jī)和計(jì)算 機(jī)。
[功能配置]
如圖1所示，配置無(wú)線傳輸系統(tǒng)1Y，使得作為第一無(wú)線設(shè)備的例子的第一通信設(shè) 備100Y和作為第二無(wú)線設(shè)備的例子的第二通信設(shè)備200Y通過毫米波信號(hào)傳輸路徑9相互 耦連，并使用毫米波帶執(zhí)行信號(hào)傳輸。毫米波信號(hào)傳輸路徑9是無(wú)線信號(hào)傳輸路徑的例子。將發(fā)送對(duì)象的信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換為適于寬帶傳輸?shù)暮撩撞◣У男盘?hào)，并發(fā)送所得到的信號(hào)。
本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY特征在于，通過使用多個(gè)成對(duì)的傳輸耦合器 (coupler) 108和208，包括多個(gè)這樣的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的信道。設(shè)置多個(gè)信道的毫 米波信號(hào)傳輸路徑9，使得它們?cè)诳臻g上不相互干擾或不受干擾影響，并且可以沿著用于信 號(hào)傳輸?shù)亩鄠€(gè)信道使用相同頻率來(lái)同時(shí)執(zhí)行通信。
術(shù)語(yǔ)“沒有空間干擾”表示可以相互獨(dú)立地發(fā)送多個(gè)信道的信號(hào)。因此，在下文中 將其機(jī)制稱為“空分復(fù)用”。當(dāng)考慮用于傳輸信道的多信道(multi-channeling)時(shí)，如果不 應(yīng)用空分復(fù)用，則需要應(yīng)用頻分復(fù)用來(lái)使得不同的載頻用于不同的信道。然而，如果應(yīng)用空 分復(fù)用，則即使使用相同的載頻，也可以實(shí)現(xiàn)傳輸而不受干擾的影響。
“空分復(fù)用”可以是在其中可以傳輸作為電磁波的毫米波信號(hào)的三維空間中形成 多個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的任何方法。具體地，方法不限于自由空間中多個(gè)信道 的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的配置。例如，在由作為實(shí)體的電介質(zhì)材料配置可以在其中傳輸 作為電磁波的毫米波信號(hào)的三維空間的情況下，可以在電介質(zhì)材料中形成多個(gè)信道的毫米 波信號(hào)傳輸路徑9。此外，多個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9中的每一個(gè)不限于自由空間， 而可以具有電介質(zhì)傳輸路徑、空心波導(dǎo)等的形式。
由第一通信單元或第一毫米波傳輸設(shè)備以及第二通信單元或第二毫米波傳輸設(shè) 備來(lái)配置無(wú)線傳輸設(shè)備或系統(tǒng)。此外，在放置在相對(duì)短距離中的第一通信單元和第二通信 單元之間，通過毫米波信號(hào)傳輸路徑發(fā)送被轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)的發(fā)送對(duì)象的信號(hào)。本實(shí)施 例中的術(shù)語(yǔ)“無(wú)線傳輸”表示發(fā)送對(duì)象的信號(hào)沒有沿著導(dǎo)電布線線路而是通過無(wú)線，在本例 子中，通過毫米波傳輸。
術(shù)語(yǔ)“相對(duì)短距離”表示比用于廣播或普通無(wú)線傳輸?shù)膱?chǎng)內(nèi)或室外的通信設(shè)備之 間的距離短的距離，以及傳輸范圍可以是可以被指定為封閉(closed)空間的范圍。術(shù)語(yǔ) “封閉空間”表示如下狀態(tài)中的空間從空間的內(nèi)部泄露到空間的外部的電波很少，并且從 空間的外部到達(dá)空間的內(nèi)部或者從空間的外部入侵到空間的內(nèi)部的電波很少。典型地，術(shù) 語(yǔ)“封閉空間”表示如下狀態(tài)，即由具有對(duì)無(wú)線電波的屏蔽效果的機(jī)殼或機(jī)箱包圍全部空 間。
例如，無(wú)線傳輸可以是一個(gè)電子裝置的機(jī)殼中的板間(inter-board)通信、相同 板上的芯片間通信、以及在如將一個(gè)電子裝置安裝在另一電子裝置的情況下的集成多個(gè)電 子設(shè)備的情況下的設(shè)備間通信。
雖然上述的“集成”典型地表示通過在它們之間進(jìn)行安裝來(lái)使兩個(gè)電子裝置完全 相互接觸的狀態(tài)，但是它可以是兩個(gè)電子裝置之間的傳輸范圍可以被基本上指定為封閉空 間的狀態(tài)。此外，包括如下情況，其中在相互之間具有間隔的狀態(tài)中也就是在諸如幾厘米至 十幾厘米內(nèi)之類的相對(duì)短距離中將兩個(gè)電子裝置放置在預(yù)定位置的狀態(tài)，并且可以看作基 本上相互集成電子裝置。簡(jiǎn)而言之，集成表示其中無(wú)線電波從由兩個(gè)電子裝置配置的空間 的內(nèi)部到外部泄露很少、以及其中電波可以傳播并且相反地來(lái)自空間外部的電波很少到達(dá) 或入侵空間的內(nèi)部的任何狀態(tài)。
在下文中，一個(gè)電子裝置的機(jī)殼中的信號(hào)傳輸被稱為機(jī)殼內(nèi)信號(hào)傳輸，以及在下 文中，在集成(包括下面描述中的“基本集成”)多個(gè)電子裝置的狀態(tài)中的信號(hào)傳輸被稱為 裝置間信號(hào)傳輸。在機(jī)殼內(nèi)信號(hào)傳輸?shù)那闆r下，發(fā)送側(cè)的通信設(shè)備或通信單元或發(fā)射機(jī)以及接收側(cè)的通信設(shè)備或通信單元或接收機(jī)被容納在相同的機(jī)殼中，以及在通信單元或者發(fā) 射機(jī)和接收機(jī)之間形成無(wú)線信號(hào)傳輸路徑的本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)是電子裝置本身。另 一方面，在裝置間信號(hào)傳輸?shù)那闆r下，發(fā)送側(cè)的通信設(shè)備或通信單元或發(fā)射機(jī)以及接收側(cè) 的通信設(shè)備或通信單元或接收機(jī)被容納在彼此不同的電子裝置的單獨(dú)的(individual)機(jī) 殼中。此外，當(dāng)在預(yù)定位置處布置并集成兩個(gè)電子裝置時(shí)，在兩個(gè)電子裝置中的通信單元或 者發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間形成無(wú)線信號(hào)傳輸路徑，使得構(gòu)建本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)。
在跨越毫米波信號(hào)傳輸路徑提供的通信設(shè)備中，以成對(duì)且相互耦連關(guān)系來(lái)放置發(fā) 射機(jī)和接收機(jī)。在一個(gè)通信設(shè)備和另一通信設(shè)備之間的信號(hào)傳輸可以單向也就是在一個(gè)方 向上執(zhí)行或者可以雙向執(zhí)行。例如，在第一通信單元充當(dāng)發(fā)送側(cè)的設(shè)備以及第二通信單元 充當(dāng)接收側(cè)的設(shè)備的情況下，將發(fā)射機(jī)放置在第一通信單元中，并將接收機(jī)放置在第二通 信單元中。在第二通信單元充當(dāng)發(fā)送側(cè)的設(shè)備以及第一通信單元充當(dāng)接收側(cè)的設(shè)備的情況 下，將發(fā)射機(jī)放置在第二通信單元中，并將接收機(jī)放置在第一通信單元中。
發(fā)射機(jī)包括，例如，用于對(duì)發(fā)送對(duì)象的信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理來(lái)生成毫米波信號(hào)的發(fā) 送側(cè)信號(hào)生成器，也就是用于將發(fā)送對(duì)象的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，以及 用于將由發(fā)送側(cè)信號(hào)生成器生成的毫米波信號(hào)與用于發(fā)送毫米波信號(hào)的傳輸路徑或毫米 波信號(hào)傳輸路徑相耦合的發(fā)送側(cè)信號(hào)耦合器。優(yōu)選地，發(fā)送側(cè)信號(hào)生成器與用于生成發(fā)送 對(duì)象的信號(hào)的功能單元集成地提供。
例如，發(fā)送側(cè)信號(hào)生成器包括調(diào)制電路，并且調(diào)制電路調(diào)制發(fā)送對(duì)象的信號(hào)。發(fā)送 側(cè)信號(hào)生成器對(duì)由調(diào)制電路調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換以生成毫米波信號(hào)。作為原則，直接 將發(fā)送對(duì)象的信號(hào)轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)看起來(lái)是一種可能的想法。發(fā)送側(cè)信號(hào)耦合器將由發(fā) 送側(cè)信號(hào)生成器生成的毫米波信號(hào)提供給毫米波信號(hào)傳輸路徑。
另一方面，接收機(jī)包括，例如，用于接收通過毫米波信號(hào)傳輸路徑發(fā)送到此的毫米 波信號(hào)的接收側(cè)信號(hào)耦合器，以及用于對(duì)由接收側(cè)信號(hào)耦合器接收的毫米波信號(hào)或輸入信 號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理來(lái)生成作為發(fā)送對(duì)象的信號(hào)的正常電信號(hào)的接收側(cè)信號(hào)生成器，也就是用 于將毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)換為發(fā)送對(duì)象的電信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，接收側(cè)信號(hào)生成器與用 于接收發(fā)送對(duì)象的信號(hào)的功能單元集成地提供。例如，接收側(cè)信號(hào)生成器包括解調(diào)電路，并 對(duì)毫米波信號(hào)執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換來(lái)生成輸出信號(hào)。解調(diào)電路解調(diào)輸出信號(hào)來(lái)生成發(fā)送對(duì)象的信 號(hào)。作為原則，將毫米波信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為發(fā)送對(duì)象的信號(hào)看起來(lái)是一種可能的想法。
具體地，當(dāng)試圖實(shí)現(xiàn)信號(hào)接口時(shí)，使用毫米波信號(hào)以非接觸且非線纜 (cable-less)方式傳輸發(fā)送對(duì)象的信號(hào)，也就是不使用導(dǎo)電布線線路傳輸。優(yōu)選地，使用毫 米波信號(hào)至少執(zhí)行信號(hào)傳輸，特別是要求高速和大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像信號(hào)或高速時(shí)鐘信號(hào) 等的傳輸。具體地，在本實(shí)施例中，使用毫米波信號(hào)執(zhí)行過去通過導(dǎo)電布線線路執(zhí)行的信號(hào) 傳輸。通過使用毫米波帶執(zhí)行信號(hào)傳輸，可以實(shí)現(xiàn)(^bps數(shù)量級(jí)的高速信號(hào)傳輸，并且可以 容易地限制毫米波信號(hào)具有影響的范圍，并且還得到由剛剛描述的特性產(chǎn)生的效果。
這里，可以配置信號(hào)耦合器，使得第一通信單元和第二通信單元可以通過毫米波 信號(hào)傳輸路徑來(lái)發(fā)送毫米波信號(hào)。例如，信號(hào)耦合器可以單獨(dú)包括例如天線結(jié)構(gòu)或天線耦 合器，或者可以被配置來(lái)使得執(zhí)行信號(hào)的耦合而無(wú)需包括天線結(jié)構(gòu)。
雖然可以由空氣也就是由自由空間來(lái)配置“用于發(fā)送毫米波信號(hào)的毫米波信號(hào)傳 輸路徑”，但是優(yōu)選地，毫米波信號(hào)傳輸路徑包括用于發(fā)送毫米波信號(hào)同時(shí)將毫米波信號(hào)限制在傳輸路徑中的結(jié)構(gòu)。如果積極利用剛剛描述的特性，則可以任意確定毫米波信號(hào)傳輸 路徑的布局(layout)，例如類似導(dǎo)電布線線路那樣。
雖然作為如上所述的這樣的毫米波限制結(jié)構(gòu)或無(wú)線信號(hào)限制結(jié)構(gòu)，典型地考慮到 例如波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以應(yīng)用由下文中被稱為電介質(zhì)傳輸路 徑或毫米波電介質(zhì)傳輸路徑的、能夠發(fā)送毫米波信號(hào)的電介質(zhì)材料配置的結(jié)構(gòu)、或者配置 傳輸路徑的以及在其中以包圍傳輸路徑的方式提供用于抑制毫米波信號(hào)的外部輻射的屏 蔽材料且屏蔽材料的內(nèi)部為空心的空心波導(dǎo)。通過向電介質(zhì)材料或屏蔽材料提供柔軟性 (flexibility)，可以實(shí)現(xiàn)毫米波信號(hào)傳輸路徑的布局。
順便說(shuō)一下，在所謂的自由空間的空氣的情況下，每個(gè)信號(hào)耦合器包括天線結(jié)構(gòu)， 使得通過天線結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行短距離空間中的信號(hào)傳輸。另一方面，在使用由電介質(zhì)材料配置 的設(shè)備的情況下，雖然可以應(yīng)用天線結(jié)構(gòu)，但這不是必要的。
[在其中應(yīng)用空分復(fù)用的系統(tǒng)配置]
圖1示出了根據(jù)本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)1Y。參考圖1，如可以從上述關(guān)于空分 復(fù)用的基本描述中意識(shí)到的，本發(fā)明的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY包括在第一通信設(shè)備100Y和第二 通信設(shè)備200Y之間插入(interpose)的多個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9。
這里，從第一通信設(shè)備100Y向第二通信設(shè)備200Y發(fā)送多個(gè)不同信號(hào)是1至 Ni)，以及從第二通信設(shè)備200Y向第一通信設(shè)備100Y發(fā)送另外多個(gè)不同信號(hào)是1至 N2)。
雖然在下文中描述細(xì)節(jié)，但是半導(dǎo)體芯片103包括發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110和接 收側(cè)信號(hào)生成單元120，以及另一半導(dǎo)體芯片203包括發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收側(cè)信 號(hào)生成單元220。雖然在圖1中給出了權(quán)宜的圖示，但是對(duì)m個(gè)信道中的每一個(gè)提供發(fā)送 側(cè)信號(hào)生成單元110和接收側(cè)信號(hào)生成單元220，或者換言之，提供m個(gè)這樣的發(fā)送側(cè)信號(hào) 生成單元110和m個(gè)這樣的接收側(cè)信號(hào)生成單元220，以及對(duì)于N2個(gè)信道中的每一個(gè)提供 發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收側(cè)信號(hào)生成單元120，或者換言之，提供N2個(gè)這樣的發(fā)送側(cè) 信號(hào)生成單元210和N2個(gè)這樣的接收側(cè)信號(hào)生成單元120。
因?yàn)榭辗謴?fù)用允許同時(shí)使用相同的頻帶，所以可以提高通信速度，并且可以保證 從第一通信設(shè)備100Y到第二通信設(shè)備200Y的m個(gè)信道的信號(hào)傳輸和從第二通信設(shè)備 200Y到第一通信設(shè)備100Y的N2個(gè)信道的信號(hào)傳輸?shù)碾p向通信的同時(shí)性。特別地，毫米波 波長(zhǎng)短，并且可以預(yù)期(expect)由距離引起的衰減效果。此外，即便在偏移小的情況下，也 就是即便在傳輸信道之間的空間距離短的情況下，干擾也不太可能發(fā)生，并且可以容易地 實(shí)現(xiàn)取決于地點(diǎn)的相互不同的傳播信道。
如圖1所示，本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY包括每個(gè)包含毫米波傳輸端子、毫米波 傳輸路徑、天線等的傳輸路徑耦合器108和208的“m+N2”個(gè)信道以及毫米波信號(hào)傳輸路 徑9的“N1+N2”個(gè)信道。每個(gè)參考字符具有后綴“_@”(@是1至m+N2)。從而，可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)發(fā)送和接收獨(dú)立執(zhí)行毫米波傳輸?shù)娜p工傳輸系統(tǒng)。
首先，具體描述在本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY中提供的功能元件。要注意的是， 雖然關(guān)于在半導(dǎo)體集成電路或芯片上形成功能元件的例子給出下面的描述，但是這不是必 要的。
在第一通信設(shè)備100Y中提供可以執(zhí)行毫米波通信的半導(dǎo)體芯片103，并且還在第二通信設(shè)備200Y中提供可以執(zhí)行毫米波通信的半導(dǎo)體芯片203。這里，僅僅將需要高速且大量發(fā)送的信號(hào)作為用毫米波帶通信的對(duì)象，而未將可 以低速且小量發(fā)送的或者可以視為諸如電源之類的DC電流的其他信號(hào)作為轉(zhuǎn)換為毫米波 信號(hào)的對(duì)象。使用與傳統(tǒng)機(jī)制相類似的機(jī)制，在板之間連接包括電源的不作為轉(zhuǎn)換為毫米 波信號(hào)的對(duì)象的信號(hào)。在下文中，將在轉(zhuǎn)換到毫米波之前的發(fā)送對(duì)象的原始電信號(hào)統(tǒng)稱為
基帶信號(hào)。 [第一通信設(shè)備]第一通信設(shè)備100Y包括板102、安裝在板102上且能夠執(zhí)行毫米波帶通信的半導(dǎo) 體芯片103以及安裝在板102上的傳輸路徑耦合器108。半導(dǎo)體芯片103是在其中集成有 LSI (大規(guī)模集成電路)功能單元104和作為毫米波信號(hào)生成單元的信號(hào)生成單元107的系 統(tǒng)LSI。盡管沒有示出，可以以別的方式配置LSI功能單元104和信號(hào)生成單元107，使得 它們不被集成。在LSI功能單元104和信號(hào)生成單元107被形成為分離的(separate)單 元的情況下，因?yàn)橛锌赡軓挠糜谒鼈冎g的信號(hào)傳輸?shù)耐ㄟ^導(dǎo)電布線線路的信號(hào)傳輸中產(chǎn) 生問題，所以優(yōu)選地將它們形成為單個(gè)集成電路。在它們被形成為分離的單元的情況下，優(yōu) 選地以短距離放置LSI功能單元104和信號(hào)生成單元107這兩個(gè)芯片以最小化布線長(zhǎng)度， 從而最小化可能的不利影響。布置信號(hào)生成單元107和傳輸路徑耦合器108以具有數(shù)據(jù)的雙向性。為此，信號(hào) 生成單元107包括發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元和接收側(cè)信號(hào)生成單元。雖然可以為發(fā)送側(cè)和接收 側(cè)分別提供這樣的傳輸路徑耦合器108，但是這里單個(gè)傳輸路徑耦合器108用于發(fā)送和接 收兩者。為了實(shí)現(xiàn)“雙向通信”，在其中使用毫米波傳輸信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的一 個(gè)信道或核(core)的單核(single-core)雙向通信的情況下，應(yīng)用在其中應(yīng)用時(shí)分復(fù)用 (TDM)的半雙工系統(tǒng)、頻分復(fù)用(FDM)等。然而，在時(shí)分復(fù)用的情況下，因?yàn)闀r(shí)分地執(zhí)行發(fā)送和接收的分離，所以沒有實(shí)現(xiàn)在 其中同時(shí)執(zhí)行從第一通信設(shè)備100Y到第二通信設(shè)備200Y的信號(hào)傳輸和從第二通信設(shè)備 200Y到第一通信設(shè)備100Y的信號(hào)傳輸?shù)摹半p向通信的同時(shí)性”也就是“單核同時(shí)雙向傳 輸”。通過頻分復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)單核同時(shí)雙向傳輸。因?yàn)轭l分復(fù)用使用不同的頻率來(lái)發(fā)送和接收，如圖2A所示，所以毫米波信號(hào)傳輸 路徑9必須具有相對(duì)大的傳輸帶寬。另外，為了通過頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)復(fù)用傳輸也就是多信道 傳輸，需要使用用于調(diào)制的不同載頻來(lái)將各個(gè)(individual)信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換到不同頻帶 Fi內(nèi)的頻率中，以生成毫米波的信號(hào)并在相同方向或相反方向上發(fā)送其載頻彼此不同的毫 米波信號(hào)，如圖2B所示。在不同的頻率用于傳輸?shù)脑撉闆r下，在所示例子中，對(duì)于從發(fā)送側(cè) 信號(hào)生成單元110側(cè)到接收側(cè)信號(hào)生成單元220側(cè)的信道，以及對(duì)于接收，在所示例子中， 對(duì)于從發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210側(cè)到接收側(cè)信號(hào)生成單元120側(cè)的另一信道，需要進(jìn)一步 增加傳輸帶寬，如圖2C至2D所示。在該點(diǎn)上，如果應(yīng)用空分復(fù)用，則不僅僅對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙向通信，還對(duì)于實(shí)現(xiàn)復(fù)用傳輸 也就是多信道傳輸，可以將相同的頻帶應(yīng)用到信道。因此，存在對(duì)傳輸帶寬沒有限制的優(yōu) 勢(shì)。半導(dǎo)體芯片103可以不直接安裝在板102上，而可以被形成為半導(dǎo)體封裝，其中半導(dǎo)體芯片103被安裝在插入板上，并使用諸如環(huán)氧樹脂之類的樹脂澆鑄(molded)，并將此 安裝在板102上。特別地，插入板(interposer board)用作芯片安裝板，并在插入板上提 供半導(dǎo)體芯片103?？梢允褂镁哂性谥T如大約從二到十的范圍之類的固定范圍內(nèi)的相對(duì)介 電常數(shù)的、由例如熱加強(qiáng)(thermally reinforced)的樹脂和銅箔的組合形成的片部件部件 (sheet member)來(lái)形成插入板。半導(dǎo)體芯片103與傳輸路徑耦合器108相連。每個(gè)傳輸路徑耦合器108由包括例 如天線耦合單元、天線端子、微帶(microstrip)線、天線等的天線結(jié)構(gòu)來(lái)形成。要注意的 是，還有可能應(yīng)用直接在芯片上形成天線的技術(shù)，使得傳輸路徑耦合器108也被合并在半 導(dǎo)體芯片103中。

LSI功能單元104執(zhí)行第一通信設(shè)備100Y的主要應(yīng)用控制，并且包括例如用于處 理將被發(fā)送給相對(duì)方的各種信號(hào)的電路以及用于處理從相對(duì)方接收的各種信號(hào)的電路。信號(hào)生成單元107或電信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將來(lái)自LSI功能單元104的信號(hào)轉(zhuǎn)換為毫米 波信號(hào)，并執(zhí)行通過毫米波信號(hào)傳輸路徑9的毫米波信號(hào)的信號(hào)傳輸控制。具體地，信號(hào)生成單元107包括發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110和接收側(cè)信號(hào)生成單元 120。發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110與傳輸路徑耦合器108相互合作來(lái)形成發(fā)送單元也就是發(fā) 送側(cè)的通信單元。同時(shí)，接收側(cè)信號(hào)生成單元120與傳輸路徑耦合器108相互合作來(lái)形成 接收單元也就是接收側(cè)的通信單元。發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110包括并串轉(zhuǎn)換器114、調(diào)制器115、頻率轉(zhuǎn)換器116和放 大器117，以執(zhí)行輸入信號(hào)的信號(hào)處理來(lái)生成毫米波的信號(hào)。要注意的是，調(diào)制器115和頻 率轉(zhuǎn)換器116可以被形成為直接轉(zhuǎn)換類型的單元。接收側(cè)信號(hào)生成單元120包括放大器124、頻率轉(zhuǎn)換器125、解調(diào)器126和串并轉(zhuǎn) 換器127，以便執(zhí)行由傳輸路徑耦合器108接收的毫米波的電信號(hào)的信號(hào)處理來(lái)生成輸出 信號(hào)。頻率轉(zhuǎn)換器125和解調(diào)器126可以被形成為直接轉(zhuǎn)換類型的單元。在不應(yīng)用本配置的情況下，對(duì)于在其中使用并行傳輸?shù)亩鄠€(gè)信號(hào)的并行接口規(guī) 范，提供并串轉(zhuǎn)換器114和串并轉(zhuǎn)換器127，但是對(duì)于串行接口規(guī)范，它們是不要求的。并串轉(zhuǎn)換器114將并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)信號(hào)，并將串行數(shù)據(jù)信號(hào)提供給調(diào)制 器115。調(diào)制器115調(diào)制發(fā)送對(duì)象信號(hào)，并將所調(diào)制的發(fā)送對(duì)象信號(hào)提供給頻率轉(zhuǎn)換器116。 調(diào)制器115可以基本上是以幅度、頻率和相位中的至少一種調(diào)制發(fā)送對(duì)象信號(hào)的類型，或 者可以以它們的任意組合來(lái)調(diào)制。例如，在模擬調(diào)制的情況下，例如，幅度調(diào)制(AM)和向量調(diào)制可用。作為向量調(diào) 制，頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)可用。在數(shù)字調(diào)制的情況下，例如，幅移鍵控(ASK)、頻 移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)以及調(diào)制幅度和相位的幅相移鍵控(amplitude phase shift keying, APSK)可用。作為幅相調(diào)制，正交幅度調(diào)制(QAM)是有代表性的。順便說(shuō)一下，在本實(shí)施例中，根據(jù)MIMO處理，采用由發(fā)送對(duì)象信號(hào)僅僅調(diào)制幅度 的方法。頻率轉(zhuǎn)換器116對(duì)由調(diào)制器1115調(diào)制之后的發(fā)送對(duì)象信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換以生成 毫米波的電信號(hào)，并將毫米波電信號(hào)提供給放大器117。毫米波的電信號(hào)是具有基本上在 30GHz至300GHz范圍內(nèi)的頻率的電信號(hào)。使用“基本上”的原因是頻率可以是任何頻率，使 用該頻率得到由毫米波通信產(chǎn)生的效果，并且下限不限于30GHz同時(shí)上限不限于300GHz。
雖然頻率轉(zhuǎn)換器116可以采用各種各樣的電路配置，但是例如它可以具有包括頻 率混合電路也就是混頻器電路以及本地振蕩電路的配置。本地振蕩電路生成用于調(diào)制的載 波，也就是載波信號(hào)或參考載波。頻率混合電路將或用來(lái)自并串轉(zhuǎn)換器114的信號(hào)乘上或 調(diào)制由本地振蕩電路生成的毫米波帶中的載波以生成毫米波帶中的調(diào)制信號(hào)，并將調(diào)制信 號(hào)提供給放大器117。放大器117放大頻率轉(zhuǎn)換之后的毫米波的電信號(hào)，并將所放大的電信號(hào)提供給傳 輸路徑耦合器108。放大器117通過未示出的天線端子與雙向傳輸路徑耦合器108相連。傳輸路徑耦合器108將由傳輸側(cè)信號(hào)生成單元110生成的毫米波的信號(hào)發(fā)送給毫 米波信號(hào)傳輸路徑9，并從毫米波信號(hào)傳輸路徑9接收毫米波的信號(hào)，并將所接收的毫米波 信號(hào)輸出給接收側(cè)信號(hào)生成單元120。 由天線耦合單元配置傳輸路徑耦合器108。天線耦合單元配置傳輸路徑耦合器 108或信號(hào)耦合單元的例子或一部分。天線耦合單元狹義來(lái)講是耦合半導(dǎo)體芯片中的電子 電路和在芯片內(nèi)部或外部放置的天線的塊，而從廣義來(lái)講，是信號(hào)耦合半導(dǎo)體芯片和毫米 波信號(hào)傳輸路徑9的塊。例如，天線耦合單元至少包括天線結(jié)構(gòu)。此外，在將時(shí)分復(fù)用應(yīng)用 到發(fā)送和接收的情況下，在傳輸路徑耦合器108中提供天線切換(changeover)單元也就是 天線共享單元。天線結(jié)構(gòu)是耦合單元中的通向毫米波信號(hào)傳輸路徑9的結(jié)構(gòu)，并且可以是任何結(jié) 構(gòu)，只要它將毫米波帶中的電信號(hào)耦合到毫米波信號(hào)傳輸路徑9，但天線結(jié)構(gòu)不表示天線本 身。例如，配置天線結(jié)構(gòu)來(lái)包括天線端子、微帶線和天線。在相同芯片中形成天線切換單元 的情況下，除了天線切換單元之外的天線端子和微帶線配置傳輸路徑耦合器108。發(fā)送側(cè)的天線將基于毫米波的信號(hào)的電磁波輻射給毫米波信號(hào)傳輸路徑9。同時(shí)， 接收側(cè)的天線從毫米波信號(hào)傳輸路徑9接收毫米波的電磁波。微帶線將天線端子和天線互 連，并將發(fā)送側(cè)的毫米波的信號(hào)從天線端子發(fā)送給天線，而將接收側(cè)的毫米波的信號(hào)從天 線發(fā)送給天線端子。在天線共用于發(fā)送和接收的情況下，使用天線切換單元。例如，當(dāng)要將毫米波信號(hào) 的信號(hào)發(fā)送給作為相對(duì)方的第二通信設(shè)備200Y側(cè)時(shí)，天線切換單元將天線連接到發(fā)送側(cè) 信號(hào)生成單元110。另一方面，當(dāng)要接收來(lái)自作為相對(duì)方的第二通信設(shè)備200Y的毫米波的 信號(hào)時(shí)，天線切換單元將天線連接到接收側(cè)信號(hào)生成單元120。雖然在板102上與半導(dǎo)體芯 片103分離地提供天線切換單元，但是天線切換單元的位置不限于此，而相反可以在半導(dǎo) 體芯片103中提供天線切換單元。在相互分離地提供用于發(fā)送和接收的天線的情況下，可 以省略天線切換單元。接收側(cè)信號(hào)生成單元120與傳輸路徑耦合器108相連。接收側(cè)信號(hào)生成單元120 包括放大器124、頻率轉(zhuǎn)換器125、解調(diào)器126和串并轉(zhuǎn)換器127以及統(tǒng)一化(unification) 處理單元128以便對(duì)由傳輸路徑耦合器108接收的毫米波的電信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理來(lái)生成輸 出信號(hào)。要注意的是，可以將頻率轉(zhuǎn)換器125和解調(diào)器126形成為直接轉(zhuǎn)換類型的單元。接收側(cè)的放大器124與傳輸路徑耦合器108相連，并且放大天線接收之后的毫米 波的電信號(hào)，并將所放大的電信號(hào)提供給頻率轉(zhuǎn)換器125。頻率轉(zhuǎn)換器125頻率轉(zhuǎn)換所放大 的毫米波電信號(hào)，并將經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的信號(hào)提供給解調(diào)器126。解調(diào)器126解調(diào)經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的 信號(hào)以獲取基帶信號(hào)，并將基帶信號(hào)提供給串并轉(zhuǎn)換器127。
串并轉(zhuǎn)換器127將串行接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行輸出數(shù)據(jù)，并將并行輸出數(shù)據(jù)提供給 LSI功能單元104。在以上述這樣的方式 配置半導(dǎo)體芯片103的情況下，輸入信號(hào)經(jīng)受并行到串行轉(zhuǎn) 換，并且得到的串行信號(hào)被發(fā)送給半導(dǎo)體芯片203。同時(shí)，來(lái)自半導(dǎo)體芯片203的接收信號(hào) 經(jīng)受串行到并行轉(zhuǎn)換。因此，減少了毫米波轉(zhuǎn)換對(duì)象的信號(hào)的數(shù)量。在第一通信設(shè)備100Y和第二通信設(shè)備200Y之間的原始信號(hào)傳輸是串行傳輸?shù)那?況下，不需要提供并串轉(zhuǎn)換器114和串并轉(zhuǎn)換器127。本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY的特征之一在于，在第一通信設(shè)備100Y中，在接收 側(cè)信號(hào)生成單元120中的解調(diào)器126和串并轉(zhuǎn)換器127之間提供共用于所有m個(gè)信道的 MIMO處理器603。類似地，在第二通信設(shè)備200Y中，在解調(diào)器226和串并轉(zhuǎn)換器227之間 提供共用于所有N2個(gè)信道的MIMO處理器604。在下文中描述MIMO處理器603和604的細(xì)節(jié)。雖然這里描述了基本配置，但這僅僅是例子，并且分別在半導(dǎo)體芯片103和203中 容納傳輸側(cè)信號(hào)生成單元110、接收側(cè)信號(hào)生成單元120、發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收 側(cè)信號(hào)生成單元220的形式不限于在上文中參考圖1描繪的那樣。例如，可以使用僅僅包括 容納一個(gè)信道的發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110和接收側(cè)信號(hào)生成單元120的信號(hào)生成單元107 的半導(dǎo)體芯片103以及僅僅包括容納一個(gè)信道的發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收側(cè)信號(hào)生 成單元220的信號(hào)生成單元207的半導(dǎo)體芯片203來(lái)配置系統(tǒng)。此外，可以將發(fā)送側(cè)信號(hào) 生成單元110、接收側(cè)信號(hào)生成單元120、發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收側(cè)信號(hào)生成單元 220容納在個(gè)別(individually)不同的半導(dǎo)體芯片103和203中來(lái)配置系統(tǒng)。依賴于這樣 的修改，可以配置系統(tǒng)以滿足附=N2 = N。應(yīng)該容納在半導(dǎo)體芯片103和203中的功能單元不需要以第一通信設(shè)備100Y側(cè) 和第二通信設(shè)備200Y側(cè)之間的成對(duì)關(guān)系來(lái)被容納，而可以以任意組合被容納。例如，可以 形成第一通信設(shè)備100Y來(lái)使得用于發(fā)送側(cè)的m個(gè)信道和接收側(cè)的N2個(gè)信道的功能單元 被容納在一個(gè)芯片中，同時(shí)配置第二通信設(shè)備200Y來(lái)使得發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收 側(cè)信號(hào)生成單元220被容納在彼此不同的半導(dǎo)體芯片203中。順便說(shuō)一下，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中在信道的解調(diào)器126和串并轉(zhuǎn)換器127之間 提供共用于所有信道的MIMO處理器603、并在信道的解調(diào)器226和串并轉(zhuǎn)換器227之 間提供共用于所有信道的MIMO處理器604，所以優(yōu)選的是，接收系統(tǒng)使用在其中個(gè)別 (individually)容納用于附個(gè)信道和N2個(gè)信道的功能單元的芯片。雖然沒有排除在接收 系統(tǒng)中使用用于每個(gè)信道的芯片，但是在該情況下，在用于接收系統(tǒng)的個(gè)別(individual) 信道的芯片與在其中容納有MIMO處理器603和604 (可以將其容納在接收系統(tǒng)的芯片之一 中)的芯片之間，要求芯片外部的布線線路，以便將MIMO處理器603和604插入到解調(diào)器 126和串并轉(zhuǎn)換器127之間或者解調(diào)器220和串并轉(zhuǎn)換器227之間。另一方面，關(guān)于發(fā)送系統(tǒng)，這樣的限制不適用，因此，將多個(gè)信道的功能單元容納 在一個(gè)芯片中還是個(gè)別的不同芯片中不構(gòu)成基本問題。然而，優(yōu)選地，將多個(gè)信道的功能單 元容納在一個(gè)芯片中，以便針對(duì)不同信道的載波信號(hào)使用公共或相同頻率。信道的載頻可以彼此相同或彼此不同。例如，在使用電介質(zhì)傳輸路徑或空心波導(dǎo) 的情況下，因?yàn)楹撩撞ū幌拗圃谒鼈兊膬?nèi)部，所以可以阻止毫米波干擾。因此，即使使用相同頻率，也不存在問題。另一方面，在自由空間傳輸路徑的情況下，如果頻率空間傳輸路徑 彼此分開一定距離，則在使用相同頻率的情況下不存在問題。然而，在頻率空間傳輸路徑僅 以小距離分開的情況下，應(yīng)該使用不同的頻率。然而，為了有效執(zhí)行MIMO處理或最小化接 收側(cè)的解調(diào)功能單元的電路規(guī)模，優(yōu)選地，不考慮毫米波信號(hào)傳輸路徑9的形式，也就是即 使在毫米波信號(hào)傳輸路徑9是自由空間傳輸路徑的情況下，使用公共載頻。例如，為了實(shí)現(xiàn)雙向通信，除了空分復(fù)用之外，時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用也可用。作為 使用一個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的方法，采用其中通過時(shí)分 復(fù)用切換發(fā)送和接收的半雙工方法以及通過頻分復(fù)用同時(shí)執(zhí)行發(fā)送和接收的全雙工方法 之一。然而，時(shí)分復(fù)用具有不能并發(fā)執(zhí)行發(fā)送和接收的問題。此外，如圖2A至2C所示， 頻分復(fù)用具有毫米波信號(hào)傳輸路徑9必須具有大頻率帶寬的問題。相反，在應(yīng)用空分復(fù)用的本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY中，可以將相同載頻設(shè)置應(yīng) 用到多個(gè)信號(hào)傳輸信道也就是應(yīng)用到多個(gè)信道。因此，有利于重用載頻也就是針對(duì)多個(gè)信 道使用相同的頻率。即使毫米波信號(hào)傳輸路徑9不具有大帶寬，也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā) 送和接收。如果在相同方向上使用多個(gè)傳輸信道、并同時(shí)使用相同頻帶，則可以實(shí)現(xiàn)通信速 度的增加。在N個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9用于N個(gè)(N = m =N2)基帶信號(hào)的情況下， 為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸和接收，必須將時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用應(yīng)用到發(fā)送和接收。相反，在應(yīng)用空 分復(fù)用中，使用2N個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9，因此，同樣關(guān)于雙向發(fā)送和接收，可以 使用不同信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9也就是使用彼此完全獨(dú)立的傳輸路徑來(lái)執(zhí)行發(fā)送。 簡(jiǎn)而言之，在毫米波帶中通信的對(duì)象的N個(gè)信號(hào)用于發(fā)送和接收的情況下，即使沒有執(zhí)行 如時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或碼分復(fù)用這樣的復(fù)用處理，也可以通過2N個(gè)信道的單獨(dú)毫米波信 號(hào)傳輸路徑9來(lái)發(fā)送N個(gè)不同信號(hào)。[第二通信設(shè)備]第二通信設(shè)備200Y包括大體上與第一通信設(shè)備100Y相似的功能配置。用兩百中 的參考數(shù)字來(lái)代表第二通信設(shè)備200Y的各個(gè)功能單元，并且用包括與第一通信設(shè)備100Y 相同的十位和各位數(shù)字的參考字符來(lái)代表與第一通信設(shè)備100Y相似的功能單元。由發(fā)送 側(cè)信號(hào)生成單元210和傳輸路徑耦合器208來(lái)形成發(fā)送單元，以及由接收側(cè)信號(hào)生成單元 220和傳輸路徑耦合器208來(lái)形成接收單元。LSI功能單元204執(zhí)行第二通信設(shè)備200Y的主要應(yīng)用控制，并且包括例如用于處 理將被發(fā)送給相對(duì)方的各種信號(hào)的電路以及用于處理從相對(duì)方接收的各種信號(hào)的另一電路。[連接和操作] 在廣播和無(wú)線通信中通常使用頻率轉(zhuǎn)換并發(fā)送輸入信號(hào)的技術(shù)。在這樣的應(yīng)用 中，使用相對(duì)復(fù)雜的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等，其可以處理如下這樣的問題α)可以在什么范圍 中執(zhí)行通信(關(guān)于熱噪聲的S/N比的問題)，β )如何處理反射和多徑傳輸以及Y )如何抑 制其他信道帶來(lái)的干擾和影響。相反，在本配置中使用的信號(hào)生成單元107和207被用在 毫米波帶中，毫米波帶是比廣播和無(wú)線通信中廣泛使用的復(fù)雜發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中所使用的 頻率高的頻帶。從而，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)λ小，所以可以容易地重用頻率，因此，使用適合于彼此相鄰放置的許多設(shè)備之間通信的信號(hào)生成器。使用本配置，與利用導(dǎo)電布線線路的已有信號(hào)接口不同，如上所述，使用毫米波帶來(lái)執(zhí)行信號(hào)傳輸以靈活處理高速傳輸和大量數(shù)據(jù)傳輸。例如，僅僅使要求高速傳輸或大量 數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)作為毫米波帶中通信的對(duì)象。依賴于系統(tǒng)配置，通信設(shè)備100Y和200Y對(duì) 于低速傳輸或少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)或者對(duì)于電源，包括已有導(dǎo)電布線線路的接口也就是端 子和連接器的接口。信號(hào)生成單元107對(duì)從LSI功能單元104輸入的輸入信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理以生成毫 米波的信號(hào)。通過諸如微帶線、帶線路(strip line)、共面線路或隙縫(slot)線路之類的 傳輸路徑來(lái)將信號(hào)生成單元107與傳輸路徑耦合器108相連，使得通過傳輸路徑耦合器108 將所生成的毫米波的信號(hào)提供給毫米波信號(hào)傳輸路徑9。傳輸路徑耦合器108具有天線結(jié)構(gòu)，并具有將發(fā)送到此的毫米波的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電 磁波并以信號(hào)發(fā)送(signaling)電磁波的功能。傳輸路徑耦合器108與毫米波信號(hào)傳輸路 徑9相耦連，使得由傳輸路徑耦合器108轉(zhuǎn)換的電磁波被提供給毫米波信號(hào)傳輸路徑9的 一端部分，第二通信設(shè)備200Y的傳輸路徑耦合器208與毫米波信號(hào)傳輸路徑9的另一端相 耦連。因?yàn)樵诘谝煌ㄐ旁O(shè)備100Y側(cè)的傳輸路徑耦合器108和第二通信設(shè)備200Y側(cè)的傳輸 路徑耦合器208之間提供毫米波信號(hào)傳輸路徑9，所以毫米波帶中的電磁波被傳播到毫米 波信號(hào)傳輸路徑9。第二通信設(shè)備200Y側(cè)的傳輸路徑耦合器208與毫米波信號(hào)傳輸路徑9相連。傳 輸路徑耦合器208接收被發(fā)送到毫米波信號(hào)傳輸路徑9的另一端的電磁波，將電磁波轉(zhuǎn)換 為毫米帶(millimeter band)的信號(hào)，并將毫米帶的信號(hào)提供給作為基帶信號(hào)生成單元的 信號(hào)生成單元207。信號(hào)生成單元207對(duì)所轉(zhuǎn)換的毫米波的信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理以生成輸出 信號(hào)也就是基帶信號(hào)，并將所生成的輸出信號(hào)提供給LSI功能單元204。同時(shí)，在前面的描述中，從第一通信設(shè)備100Y到第二通信設(shè)備200Y執(zhí)行信號(hào)傳 輸，同樣類似地，從第二通信設(shè)備200Y的LSI功能單元204到第一通信設(shè)備100Y執(zhí)行信號(hào) 傳輸。從而，可以雙向發(fā)送毫米波的信號(hào)。這里，相比于基本配置的無(wú)線傳輸系統(tǒng)1Y，通過導(dǎo)電布線線路執(zhí)行信號(hào)傳輸?shù)男?號(hào)傳輸系統(tǒng)具有如下問題。i)雖然要求傳輸數(shù)據(jù)的高速傳輸和大量數(shù)據(jù)傳輸，但是導(dǎo)電布線線路的傳輸速度 和傳輸能力存在限制。ii)為了處理實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的高速傳輸?shù)膯栴}，增加布線線路的數(shù)量來(lái)達(dá)到傳輸 數(shù)據(jù)的并行傳輸同時(shí)減小每一條信號(hào)線路的傳輸速度看起來(lái)是一種可能的對(duì)策。然而，該 對(duì)策增加了輸入和輸出端子的數(shù)量。所以，要求印刷電路板和線纜布線方案變復(fù)雜、連接器 單元和電接口的物理尺寸增加等。這使得上述元件的形狀變復(fù)雜，導(dǎo)致元件可靠性的惡化 和成本的增加這樣的問題。iii)當(dāng)基帶信號(hào)的頻帶的帶寬隨著電影圖像或計(jì)算機(jī)圖像的信息量的明顯增加 一起增加時(shí)，EMC(電磁兼容性)的問題變得更加顯著。例如，在使用導(dǎo)電布線線路的情況 下，布線線路充當(dāng)天線，并且與天線的調(diào)諧頻率相應(yīng)的信號(hào)受到干擾。此外，由布線線路的 阻抗失配引起的反射或共振使得不必要的輻射發(fā)生。由于采用對(duì)抗這樣的問題的對(duì)策，所 以電子裝置的配置變復(fù)雜。
iv)除了 EMC之外，如果反射存在，則由接收側(cè)的碼元之間的干擾引起的傳輸錯(cuò)誤 或由妨害的跳入引起的傳輸錯(cuò)誤也變?yōu)閱栴}。同時(shí)，基本配置的無(wú)線傳輸系統(tǒng)IY不使用導(dǎo)電布線線路而使用毫米波來(lái)執(zhí)行信 號(hào)傳輸。要從LSI功能單元104發(fā)送給LSI功能單元204的信號(hào)被轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)，該 毫米波信號(hào)通過傳輸路徑耦合器108和208之間的毫米波信號(hào)傳輸路徑9發(fā)送。因?yàn)楹撩?波信號(hào)傳輸是無(wú)線傳輸，所以不需要關(guān)注布線線路形狀或連接器的位 置，因此，對(duì)布局的限制的問題不太經(jīng)常發(fā)生。因?yàn)閷?duì)于其傳輸被改變?yōu)楹撩撞ǖ男盘?hào)傳輸 的信號(hào)、可以省略布線線路或端子，所以消除了 EMC的問題。大體上因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備100Y和 200Y不包括使用毫米波帶的頻率的任何其他功能單元，所以可以容易地實(shí)現(xiàn)針對(duì)EMC的對(duì) 策。因?yàn)榈谝煌ㄐ旁O(shè)備100Y和第二通信設(shè)備200Y之間的傳輸是在它們彼此靠近放置 的狀態(tài)中的無(wú)線傳輸、從而是固定位置之間或已知位置關(guān)系中的信號(hào)傳輸，所以獲得如下 優(yōu)點(diǎn)。1)容易恰當(dāng)設(shè)計(jì)發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間的傳播信道或波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。2)通過設(shè)計(jì)用于封住(enclosing)發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的傳輸路徑耦合器的電介質(zhì) 結(jié)構(gòu)以及傳輸信道也就是毫米波信號(hào)傳輸路徑9的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以通過自由空間傳輸來(lái)達(dá) 到高可靠性的良好傳輸。3)因?yàn)橛糜诠芾頍o(wú)線傳輸?shù)目刂破鳌鄳?yīng)于本實(shí)施例中的LSI功能單元 104——的控制也不需要像通常的無(wú)線通信執(zhí)行那樣來(lái)動(dòng)態(tài)、適應(yīng)或頻繁地執(zhí)行，所以可以 相比于通常的無(wú)線通信減小由控制產(chǎn)生的開銷。所以，可以預(yù)期到小型化、功耗的減小和速 度的增加。4)在生產(chǎn)或設(shè)計(jì)時(shí)，如果校準(zhǔn)無(wú)線傳輸環(huán)境來(lái)把握每個(gè)單獨(dú)產(chǎn)品的離散度 (dispersion)等，則可以通過參考離散度的數(shù)據(jù)等以執(zhí)行傳輸而預(yù)期高質(zhì)量通信。5)即使反射存在，因?yàn)檫@是固定反射，所以可以在接收側(cè)通過小的均衡器來(lái)容易 地消除反射的影響。同樣可以通過預(yù)設(shè)或靜態(tài)控制來(lái)執(zhí)行均衡器的設(shè)置，并且可以容易地 實(shí)現(xiàn)。此外，因?yàn)槭褂貌ㄩL(zhǎng)短的毫米波帶中的無(wú)線通信，所以可以預(yù)期如下優(yōu)點(diǎn)。a)因?yàn)榭梢酝ㄟ^毫米波通信來(lái)確保寬的通信帶寬，所以有可能使用高數(shù)據(jù)率是簡(jiǎn)單的。b)用于傳輸?shù)念l率可以遠(yuǎn)離用于不同基帶信號(hào)處理的頻率，因此，毫米波和基帶 信號(hào)之間的頻率干擾不太可能發(fā)生。c)因?yàn)楹撩撞◣е械牟ㄩL(zhǎng)短，所以可以使取決于波長(zhǎng)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和天線小。另外， 因?yàn)榫嚯x衰減大且衍射小，所以可以容易地執(zhí)行電磁屏蔽。d)可以容易地阻礙毫米波，并且可以阻止毫米波泄露到外部，特別是對(duì)于固定位 置之間或已知位置關(guān)系中的信號(hào)傳輸。雖然在本實(shí)施例的描述中，作為無(wú)線傳輸系統(tǒng)的例子描述了執(zhí)行毫米波帶中的通 信的系統(tǒng)，但是其應(yīng)用范圍不限于使用毫米波帶來(lái)通信的系統(tǒng)?？商娲兀梢詰?yīng)用比毫米 波帶低的頻帶或者相反比毫米波帶高的頻帶中的通信。例如，可以應(yīng)用微波波帶。然而，在 對(duì)于機(jī)殼內(nèi)的信號(hào)傳輸或不同裝置之間的信號(hào)傳輸中采用MIMO處理也就是逆矩陣計(jì)算處理的情況下，在各種部件的尺寸和波長(zhǎng)之間的關(guān)系中使用其波長(zhǎng)不過分長(zhǎng)也不過分短的毫 米波被認(rèn)為是最有效的。〈空分復(fù)用的應(yīng)用技術(shù)〉 圖3A至3C圖示了在本實(shí)施例中采用的“空分復(fù)用”的合適條件也就是應(yīng)用條件。 圖4A至4F示出了用于應(yīng)用“空分復(fù)用”的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的結(jié)構(gòu)的略圖。[空分復(fù)用的合適條件]圖3A至3C具體圖示了在應(yīng)用空分復(fù)用的情況下設(shè)置合適條件的方式。例如，如 圖3A所示，可以用“L[dB] = 101οδιο((4π(1/λ)2)... (A) ”來(lái)代表自由空間的傳播損耗L， 其中d是距離，以及λ是波長(zhǎng)。如圖3Α至3C所示，考慮兩種空分復(fù)用。在圖3Α至3C中，用“ΤΧ”代表發(fā)射機(jī)并 用“RX ”代表接收機(jī)。參考字符“_100”代表第一通信設(shè)備100Υ側(cè)，以及“_200”代表第二 通信設(shè)備200Υ側(cè)。參考圖3Β，第一通信設(shè)備100Υ包括發(fā)射機(jī)ΤΧ_100_1和ΤΧ_100_2的兩 個(gè)信道，以及第二通信設(shè)備200Υ包括接收機(jī)RX_200_1和RX_200_2的兩個(gè)信道。具體地， 在發(fā)射機(jī)TX_100_1和接收機(jī)RX_200_1之間以及在發(fā)射機(jī)TX_100_2和接收機(jī)RX_200_2之 間，執(zhí)行從第一通信設(shè)備100Y側(cè)到第二通信設(shè)備200Y側(cè)的信號(hào)傳輸。換言之，通過兩個(gè)信 道執(zhí)行從第一通信設(shè)備100Y側(cè)到第二通信設(shè)備200Y側(cè)的信號(hào)傳輸。同時(shí)，參考圖3C，第一通信設(shè)備100Y包括發(fā)射機(jī)TX_100和接收機(jī)RX_100，而第二 通信設(shè)備200Y包括發(fā)射機(jī)TX_200和接收機(jī)RX_200。具體地，在發(fā)射機(jī)TX_100和接收機(jī) RX.200之間執(zhí)行從第一通信設(shè)備100Υ側(cè)到第二通信設(shè)備200Υ側(cè)的信號(hào)傳輸，以及在發(fā)射 機(jī)ΤΧ_200和接收機(jī)RX_100之間執(zhí)行從第二通信設(shè)備200Y側(cè)到第一通信設(shè)備100Y側(cè)的信 號(hào)傳輸。將不同的信道用于發(fā)送和接收，并且可以通過全雙工傳輸執(zhí)行從和向兩個(gè)裝置的 數(shù)據(jù)的發(fā)送(TX)和接收(RX)。給定不具有方向性的天線，得到必要的DU[dB]也就是期望波和非必要波之間的 必要比例所需的、天線間距離Cl1和空間信道距離d2具體地自由空間傳輸路徑9B之間的空 間距離的關(guān)系，根據(jù)等式(A)，通過"Cl2M1 = 10DU/2°. · · (B) ”給出。例如，如果DU = 20dB,則(Vd1 = 10。并且空間信道距離d2必須是天線間距離(I1 的十倍。因?yàn)橥ǔＬ炀€具有一些方向性，所以即便在自由空間傳輸路徑9B的情況下，也可 以將空間信道距離d2設(shè)置得更短。例如，如果到通信相對(duì)方的天線的距離短，則可以將天線的發(fā)送功率抑制得低。如 果發(fā)送功率足夠低、并且可以在相互足夠遠(yuǎn)離的位置處安裝天線對(duì)，則可以將成對(duì)的天線 之間的干擾抑制得足夠低。特別是在毫米波通信中，因?yàn)楹撩撞ǖ牟ㄩL(zhǎng)短，所以距離衰減大 且衍射小，因此，可以容易地實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用。例如，即便使用自由空間傳輸路徑9B，也可以將 空間信道距離d2也就是自由空間傳輸路徑9B之間的空間距離設(shè)置得比天線間距離Cl1的十 倍小。在具有毫米波限制結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)傳輸路徑或空心波導(dǎo)的情況下，因?yàn)榭梢园l(fā)送毫 米波同時(shí)將它限制在內(nèi)部，所以可以將空間信道距離d2也就是自由空間傳輸路徑之間的空 間距離設(shè)置得比天線間距離Cl1的十倍更短。特別是與自由空間傳輸路徑9B相比，可以進(jìn) 一步減小信道距離。[用于空分復(fù)用的毫米波信號(hào)傳輸路徑的結(jié)構(gòu)的例子]
圖4A至4F示出了用于空分復(fù)用的毫米波信號(hào)傳輸路徑的結(jié)構(gòu)的幾個(gè)例子。當(dāng)冀 圖增加傳輸信道的數(shù)量時(shí)，在不應(yīng)用空分復(fù)用的情況下，例如應(yīng)用頻分復(fù)用來(lái)在不同信道 之間使用不同的載頻看起來(lái)是一種可能的想法。然而，如果應(yīng)用空分復(fù)用，則即使使用相同 的載頻，仍可以執(zhí)行同時(shí)的信號(hào)傳輸而不受干擾影響。具體地，只要在通過其可以發(fā)送毫米波信號(hào)或電磁波的三維空間中形成多個(gè)信道 的獨(dú)立的毫米波信號(hào)傳輸路徑9，就可以使用任何配置來(lái)實(shí)現(xiàn)“空分復(fù)用”。從而，配置不限 于如下特定配置在自由空間中形成多個(gè)信道的自由空間傳輸路徑9B，使得它們彼此相距 不發(fā)生干擾的距離(參考圖4A)。例如，如圖4B所示，在自由空間中提供多個(gè)信道的自由空間傳輸路徑9B的情況 下，可以在每對(duì)相鄰的傳輸信道之間布置用于妨害無(wú)線電波的傳播的結(jié)構(gòu)也就是毫米波阻 塞體MX，用于抑制傳輸信道之間的干擾。毫米波阻塞體MX可以是或者可以不是導(dǎo)體。
多個(gè)信道的毫米波信號(hào)傳輸路徑9中的每一個(gè)可以被配置為自由空間傳輸路徑 9B，使得信號(hào)例如在機(jī)殼中的空間中傳播。然而，自由空間不是必須要求的，取而代之，可以 使用毫米波限制結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，由波導(dǎo)管、電介質(zhì)線路或者電介質(zhì)部件的內(nèi)部的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來(lái) 形成毫米波限制結(jié)構(gòu)，使得它具有在毫米波帶中有效發(fā)送電磁波的特性。例如，可以采用如圖4C所示的電介質(zhì)傳輸路徑9A，其被配置為包括具有固定范圍 內(nèi)的相對(duì)介質(zhì)常數(shù)和固定范圍內(nèi)的介質(zhì)衰耗因數(shù)的電介質(zhì)材料。例如，如果將電介質(zhì)材料 填充在整個(gè)機(jī)殼中，則在傳輸路徑耦合器108和傳輸路徑耦合器208之間放置電介質(zhì)傳輸 路徑9A而不是自由空間傳輸路徑?；蛘?，可以通過利用作為由電介質(zhì)材料形成的并具有某 直徑的線狀部件的電介質(zhì)線路來(lái)將傳輸路徑耦合器108的天線和傳輸路徑耦合器208的天 線彼此相連而配置電介質(zhì)傳輸路徑9A?！肮潭ǚ秶笨梢允窃谄浞秶鷥?nèi)可以達(dá)到本配置的效果的相對(duì)介電常數(shù)或介質(zhì)衰 耗因數(shù)的任何范圍，并且相對(duì)介電常數(shù)或介質(zhì)衰耗因數(shù)可以具有該范圍內(nèi)的值。簡(jiǎn)而言之， 電解質(zhì)材料可以是可以傳輸毫米波并具有可以達(dá)到本配置的效果的特性的任何材料。因?yàn)?本配置的效果不僅僅依賴于電介質(zhì)材料本身，還與傳輸路徑長(zhǎng)度或毫米波的頻率有關(guān)，所 以可能不需要明確地確定相對(duì)介電常數(shù)或介質(zhì)衰耗因數(shù)。然而，作為例子，可以以下面的方 式來(lái)確定它們。為了允許毫米波的信號(hào)在電介質(zhì)傳輸路徑9A中高速傳輸，優(yōu)選地，電解質(zhì)材料的 相對(duì)介電常數(shù)大約是2至10，并且更優(yōu)選地，大約是3至6，以及優(yōu)選地，電解質(zhì)材料的介質(zhì) 衰耗因數(shù)是0.00001至0.01，更優(yōu)選地，大約是0.00001至0.0001。作為滿足上述這樣的 條件的電介質(zhì)材料，基于丙烯酸樹脂、基于氨基甲酸酯樹脂、基于環(huán)氧樹脂、基于硅樹脂、基 于聚酰亞胺和基于氰基丙烯酸鹽粘合劑的材料可用。除非特別指明，將上述電解質(zhì)材料的 相對(duì)介電常數(shù)和介質(zhì)衰耗常數(shù)的這樣的范圍類似地應(yīng)用到本配置中。在毫米波限制結(jié)構(gòu)中配置電介質(zhì)傳輸路徑9A的情況下，如圖4D所示，可以將用于 抑制毫米波信號(hào)的外部輻射的金屬部件等的電介質(zhì)屏蔽部件也就是毫米波阻塞體MY提供 在電介質(zhì)傳輸路徑9A的外圍，以抑制毫米波的外部輻射。優(yōu)選地，將毫米波阻塞體MY設(shè)置 為電路板上諸如地電勢(shì)之類的固定電勢(shì)。在由導(dǎo)體形成毫米波阻塞體MY的情況下，可以用 比不由導(dǎo)體形成毫米波阻塞體MY的情況下更高程度的確定性來(lái)確保屏蔽性能。作為毫米波限制結(jié)構(gòu)的另一例子，可以使用由屏蔽部件包圍在其外圍并具有空心結(jié)構(gòu)的空心波導(dǎo)9L。例如，如圖4E所示，構(gòu)造空心波導(dǎo)9L，使得由作為屏蔽部件的例子的 導(dǎo)體MZ包圍其外圍，并且它是空心的?？梢栽诒舜艘韵鄬?duì)關(guān)系放置的兩塊板的任何一塊上 提供包圍導(dǎo)體MZ。包圍導(dǎo)體MZ和板之一之間的傳播損耗L、更具體地、從導(dǎo)體MZ的一端到 相對(duì)板的間隙長(zhǎng)度被設(shè)置為相比毫米波的波長(zhǎng)足夠低的值。在包圍的屏蔽部件被形成為導(dǎo) 體MZ的情況下，可以用比不由導(dǎo)體形成它的情況下更高程度的確定性來(lái)確保屏蔽性能。如果將圖4B和4E相互比較，則空心波導(dǎo)9L具有與在自由空間傳輸路徑9B中放 置毫米波阻塞體MX的自由空間傳輸路徑9B相似的結(jié)構(gòu)，但與自由空間傳輸路徑9B不同之 處在于，以包圍天線這樣的方式提供作為毫米波屏蔽部件的例子的導(dǎo)體MZ。因?yàn)閷?dǎo)體MZ的 內(nèi)部是空心的，所以沒有必要使用電介質(zhì)材料，并且可以以低成本來(lái)簡(jiǎn)單且容易地配置毫 米波信號(hào)傳輸路徑9。優(yōu)選地，將導(dǎo)體MZ設(shè)置為諸如板上的地電勢(shì)之類的固定電勢(shì)。空心波導(dǎo)9L的配置不限于 其中由板上的導(dǎo)體MZ形成包圍物的情況，而可以配置 空心波導(dǎo)9L使得在相對(duì)厚的板中形成可以是或者可以不是通孔(through-hole)的孔，使 得孔的壁面(wall face)被用作包圍物，如圖4F所示?？卓梢跃哂兄T如圓形、三角形或四 邊形之類的任意截面形狀。在該實(shí)例中，板充當(dāng)屏蔽部件?？梢栽诒舜艘韵鄬?duì)關(guān)系放置的 一對(duì)板中的一個(gè)或兩個(gè)板中形成孔?？梢杂没蛘呖梢圆挥秒娊橘|(zhì)部件覆蓋孔的側(cè)壁。在將 孔形成為通孔的情況下，應(yīng)該在半導(dǎo)體芯片的背面(rear face)上或者附于半導(dǎo)島體芯片 的底面來(lái)放置天線。在孔沒有被形成為通孔但形成為底部的孔或盲孔的情況下，應(yīng)該在孔 的底部安裝天線。因?yàn)殡娊橘|(zhì)傳輸路徑9A和空心波導(dǎo)9L通過其包圍物將毫米波限制在其中，所以 它們可以達(dá)到如下這樣的優(yōu)點(diǎn)可以用相對(duì)低的損耗來(lái)有效傳輸毫米波，抑制毫米波的外 部輻射，以及可以相對(duì)容易地采取EMC對(duì)抗手段。作為毫米波限制結(jié)構(gòu)的另一例子，在由作為實(shí)體的電介質(zhì)材料配置可以傳輸作為 電磁信號(hào)的毫米波信號(hào)的三維空間的情況下，在電介質(zhì)材料上形成多個(gè)信道的獨(dú)立的毫米 波信號(hào)傳輸路徑9特別是電介質(zhì)傳輸路徑9A(在該段落中這個(gè)類似地適用于)。例如，由 電介質(zhì)材料配置在其上安裝有電子電路部分的印刷板、并將印刷板用作電介質(zhì)傳輸路徑9A 看起來(lái)是一種可能的想法。在該實(shí)例中，在板中形成多個(gè)獨(dú)立電介質(zhì)傳輸路徑9A看起來(lái)是 一種可能的想法。在應(yīng)用空分復(fù)用的情況下，采用如下系統(tǒng)配置可能看起來(lái)是一種可能的想法該 系統(tǒng)配置包括各種類型的毫米波信號(hào)傳輸路徑9，其被組合來(lái)使得毫米波信號(hào)傳輸路徑9 之一被形成為自由空間傳輸路徑9B，以及毫米波信號(hào)傳輸路徑9中的另外一個(gè)被形成來(lái)具 有類似電介質(zhì)傳輸路徑9A或空心波導(dǎo)9L的毫米波限制結(jié)構(gòu)?！凑{(diào)制和解調(diào)〉圖5A和5B示出了通信處理信道中的調(diào)制功能單元和解調(diào)功能單元的配置例子。[調(diào)制功能單元]圖5A示出了在發(fā)送側(cè)提供的調(diào)制功能單元8300的配置。由并串轉(zhuǎn)換器114將諸 如12比特的圖像信號(hào)之類的發(fā)送對(duì)象的信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速串行數(shù)據(jù)串，并將其提供給調(diào)制 功能單元8300。調(diào)制功能單元8300可以根據(jù)調(diào)制方法采用各種各樣的電路配置。然而，例如，如 果采用僅僅調(diào)制幅度的方法，則調(diào)制功能單元8300X應(yīng)該被配置來(lái)使得它包括混頻器8302和發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304。充當(dāng)?shù)谝惠d波信號(hào)生成單元的發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304生成將用于調(diào)制的載波信 號(hào)也就是調(diào)制載波信號(hào)。充當(dāng)?shù)谝活l率轉(zhuǎn)換器的混頻器8302將或用來(lái)自與并串轉(zhuǎn)換器114 相應(yīng)的并串轉(zhuǎn)換器8114的信號(hào)乘上或調(diào)制由發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304生成的毫米波帶中的 載波，以生成毫米波帶中的調(diào)制信號(hào)。調(diào)制信號(hào)被提供給與放大器117相應(yīng)的放大器8117。 由放大器8117放大調(diào)制信號(hào)，并從天線8136輻射。[解調(diào)功能單元]
圖5B和5C示出了在接收側(cè)提供的解調(diào)功能單元8400X的配置。雖然解調(diào)功能單 元8400可以具有與發(fā)送側(cè)的調(diào)制方法相應(yīng)的范圍內(nèi)的各種電路配置，但是在這里假設(shè)解 調(diào)功能單元8400采用在僅僅調(diào)制幅度的情況下所應(yīng)用的方法，以相應(yīng)于上面給出的調(diào)制 功能單元8300的描述。如圖5B所示，第一例子的解調(diào)功能單元8400包括2輸入型的混頻器8402或混合 器電路作為幅度檢測(cè)電路8403的例子，并使用從其可以得到與所接收的毫米波信號(hào)的包 絡(luò)的幅度的平方成比例增加的檢測(cè)輸出的平方律檢測(cè)電路。在混頻器8402后面的級(jí)提供濾波器處理器8410、作為時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)(OTR)單元的 時(shí)鐘恢復(fù)單元8420以及與串并轉(zhuǎn)換器127相應(yīng)的串并轉(zhuǎn)換器(S-P)8127。例如，濾波器處 理器8410包括低通濾波器(LPF)。將由天線8236接收的毫米波接收信號(hào)輸入到與放大器224相應(yīng)的可變?cè)鲆嫘偷?放大器8224，并且通過它來(lái)對(duì)毫米波接收信號(hào)執(zhí)行幅度調(diào)整。將放大器8224的輸出信號(hào)提 供給解調(diào)功能單元8400。具體地，將來(lái)自放大器8224的幅度調(diào)整后的接收信號(hào)同時(shí)輸入到 通過其生成平方信號(hào)的混頻器8402的兩個(gè)輸入端。將平方信號(hào)提供給濾波器處理器8410。 濾波器處理器8410的低通濾波器從由混頻器8402生成的平方信號(hào)中去除高頻分量以生成 從發(fā)送側(cè)發(fā)送的輸入信號(hào)的波形也就是基帶信號(hào)。將基帶信號(hào)提供給時(shí)鐘恢復(fù)單元8402。時(shí)鐘恢復(fù)單元8420 (CDR)基于基帶信號(hào)恢復(fù)采樣時(shí)鐘，并用所恢復(fù)的采用時(shí)鐘采 樣基帶信號(hào)以生成接收數(shù)據(jù)串。將所生成的接收數(shù)據(jù)串提供給串并轉(zhuǎn)換器8227 (S-P)，通過 它來(lái)恢復(fù)諸如12比特的圖像信號(hào)的并行信號(hào)。雖然對(duì)于時(shí)鐘恢復(fù)可以使用各種方法，但是 例如采用碼元同步方法。應(yīng)注意的是，對(duì)于幅度檢測(cè)電路8403使用不具有平方律特性的簡(jiǎn)單包絡(luò)檢測(cè) 電路而不是平方律檢測(cè)電路來(lái)配置看起來(lái)是一種可能的想法，如圖5C所示的第二例子 的情況。包絡(luò)檢測(cè)電路具有如下優(yōu)點(diǎn)它不存在輸入_輸出特性的二次變形(secondary strain)的問題，雖然這樣的二次變形影響平方律檢測(cè)電路。<多信道傳輸和空分復(fù)用之間的關(guān)系>圖6A至6D圖示了在多信道傳輸和空分復(fù)用之間的關(guān)系中實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)抗手段的緩 和的基本機(jī)制。作為用于實(shí)現(xiàn)多信道傳輸?shù)募夹g(shù)之一，應(yīng)用在上文參考圖1至4F描述的空分復(fù)用 看起來(lái)是一種可能的想法。然而，在通信發(fā)送和接收對(duì)之間使用不同載頻看起來(lái)也是一種 可能的想法。也就是，可以通過頻分復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)多信道傳輸。如果使用不同的載頻，則也可 以容易地實(shí)現(xiàn)全雙工雙向傳輸，并且也有可能實(shí)現(xiàn)如下情形多個(gè)半導(dǎo)體芯片(例如，發(fā)送 側(cè)信號(hào)生成單元Iio和接收側(cè)信號(hào)生成單元220的組以及發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元210和接收側(cè)信號(hào)生成單元120的組)在電子裝置的機(jī)殼內(nèi)相互獨(dú)立地通信。[問題]然而，如果以這種方式基于頻分復(fù)用來(lái)采用多信道配置，則如可以從上文參考圖 2A至2E給出的頻率復(fù)用的描述中意識(shí)到的，需要確保對(duì)于整個(gè)毫米波信號(hào)傳輸路徑9的相 當(dāng)大的使用帶(band)。這對(duì)于類似電解質(zhì)傳輸路徑9A的其帶寬受限的傳輸路徑將產(chǎn)生問 題，雖然自由空間傳輸路徑9B可以滿足該要求。同時(shí)，可以將空分復(fù)用容易地應(yīng)用到裝置內(nèi)或不同裝置之間的無(wú)線通信，并且因 為在不同的信道之間可以使用相同的載頻，所以存在消除對(duì)傳輸帶寬的限制的優(yōu)點(diǎn)。然而， 使用空分復(fù)用，要求如上文參考圖4A至4F描述的這樣的干擾對(duì)抗手段。例如，使用如上文 參考圖4A描述的這樣的自由空間傳輸路徑9B，需要確保發(fā)送(接收)天線之間有足夠的距 離。然而，這表示對(duì)于信道之間的距離存在限制，并且在需要在有限空間內(nèi)放置大量天線對(duì) (傳輸信道)的情況下產(chǎn)生問題。

作為用于干擾對(duì)抗手段的另一技術(shù)，采用用于阻止發(fā)送(接收)天線之間無(wú)線電 波的傳播這樣的結(jié)構(gòu)看起來(lái)是一種可能的想法，例如如圖4B所示。并且，采用如上文參考 圖4C至4F描述的電介質(zhì)傳輸路徑9A或空心波導(dǎo)9L這樣的限制結(jié)構(gòu)以減小信道之間的距 離看起來(lái)是一種可能的想法。然而，這些技術(shù)具有要求比自由空間傳輸路徑9B更高成本的 困難點(diǎn)。[針對(duì)問題的對(duì)抗手段的原則]因此，提出本實(shí)施例的無(wú)線傳輸系統(tǒng)1作為如下系統(tǒng)該系統(tǒng)即便在毫米波信號(hào) 傳輸路徑9被形成為自由空間傳輸路徑9B的情況下，也可以緩和對(duì)干擾對(duì)抗手段的要求的 程度，以實(shí)現(xiàn)通過空分復(fù)用的復(fù)用傳輸?！熬徍蛯?duì)干擾對(duì)抗手段的要求的程度”表示有可能 減小信道之間的距離而無(wú)需毫米波阻塞體MX或者可以緩和干擾對(duì)抗手段?；靖拍钍怯锌赡芡ㄟ^在接收側(cè)提供MIMO處理器603和604來(lái)減小信道之間的 距離，以從基帶信號(hào)處理的方面采取干擾對(duì)抗手段。MIMO處理器603和604是對(duì)與多個(gè)天線136 (發(fā)送天線)相應(yīng)的多個(gè)發(fā)送對(duì)象信 號(hào)中的每一個(gè)、基于天線136和天線236 (接收天線)之間的毫米波信號(hào)傳輸路徑9的傳輸 特性來(lái)執(zhí)行校正計(jì)算的傳輸特性校正單元的例子。用信道矩陣來(lái)代表傳輸特性，并且作為 校正計(jì)算，對(duì)信道的發(fā)送對(duì)象信號(hào)執(zhí)行逆矩陣計(jì)算。該校正計(jì)算(逆矩陣計(jì)算)的意義是使得有可能通過校正解調(diào)信號(hào)的傳輸特性來(lái) 獲取從其消除了傳輸特性影響的發(fā)送對(duì)象信號(hào)作為所處理的信號(hào)。在針對(duì)信道的調(diào)制方法 彼此相同的情況下，完全消除基于天線236接收的非必要波的解調(diào)分量。在針對(duì)信道的調(diào) 制方法彼此不同的情況下，雖然不能完全消除非必要波的分量，但是可以通過解調(diào)處理的 應(yīng)對(duì)處理(treatment)來(lái)阻止非必要波的影響。這里，本實(shí)施例中的MIMO處理器603和604的MIMO處理特征在于，它是僅僅旨 在針對(duì)每個(gè)天線的發(fā)送和接收之間的直達(dá)波的MIMO處理。這與用于可以在不同裝置之間 或機(jī)殼內(nèi)執(zhí)行的無(wú)線傳輸?shù)钠胀∕IMO處理非常不同，其中普通MIMO處理成為了處理多個(gè) 接收信號(hào)的信號(hào)處理。這是因?yàn)樽鳛閺陌l(fā)送側(cè)發(fā)送的無(wú)線電波被機(jī)殼內(nèi)的部件、墻等反射 或折射、從而相同的無(wú)線電波從多個(gè)不同的路線(route)到達(dá)接收側(cè)的多徑傳輸?shù)膶?duì)抗手 段，一個(gè)接收天線處理還包括沿著與傳輸從發(fā)送天線發(fā)射的直達(dá)波所沿著的路線不同的不同路線傳輸?shù)姆瓷?波的多個(gè)接收信號(hào)。這是因?yàn)?，在裝置內(nèi)或不同裝置之間的無(wú)線信號(hào)傳輸中使用具有相對(duì)短波長(zhǎng)的毫 米波或(微波)的情況下，有可能在形成空分復(fù)用所應(yīng)用的毫米波傳輸路徑9的空間中基 本上消除妨害無(wú)線傳輸?shù)恼系K，并且在該實(shí)例中，很少需要考慮被反射的波的影響。如果在多徑環(huán)境中在接收側(cè)接收來(lái)自多個(gè)路徑的無(wú)線電波，則因?yàn)樵谒鼈冎g路 徑距離不同，所以在不同的路徑之間無(wú)線電波從發(fā)送側(cè)到達(dá)接收側(cè)所需的時(shí)間不同。因此， 接收側(cè)接收具有相互偏離(displaced)的相位的多個(gè)無(wú)線電波。所以，接收信號(hào)的波形失 真，導(dǎo)致可能不能接收信號(hào)的可能性。作為對(duì)抗這個(gè)的對(duì)抗手段，應(yīng)用MIMO處理看起來(lái)是 一種可能的想法。在該實(shí)例中，涉及信道矩陣的方法也變?yōu)樽袷囟鄰綄?duì)抗手段。然而，本實(shí)施例中的MIMO處理不同于如剛剛所述的用于多徑對(duì)抗手段這樣的 MIMO處理，并且涉及信道矩陣的方法也不同于用于多徑對(duì)抗手段的方法。然而，雖然在反射波大量存在的環(huán)境中容易求解信道矩陣的逆矩陣，但是在僅僅 存在直達(dá)波而沒有反射波的真實(shí)環(huán)境中存在可能很難得到信道矩陣的逆矩陣的可能性。在 本實(shí)施例中，限制天線布置以防止難于得到信道矩陣的逆矩陣。因此，雖然在下文中描述細(xì)節(jié)，但是在本實(shí)施例中，天線布置(發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的 天線之間的距離)被設(shè)置到預(yù)定距離，使得可以減小MIMO處理中所要求的乘法器(放大器 的部件)和加法器的數(shù)量，并且符合該設(shè)置來(lái)設(shè)置接收側(cè)的MIMO處理。換言之，確定天線 布置使得可以減小MIMO處理的數(shù)量，并且僅僅針對(duì)符合該天線布置的直達(dá)波執(zhí)行接收側(cè) 的MIMO處理。所描述的關(guān)系影響在解調(diào)功能單元8400中是否要求正交檢測(cè)或同步檢測(cè)。如果 正交檢測(cè)或同步檢測(cè)不必要，則可以應(yīng)用包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)。雖然在下文中描述細(xì)節(jié)， 但是本實(shí)施例采用通過設(shè)置發(fā)送側(cè)的天線136和接收側(cè)的天線236的天線間距離來(lái)應(yīng)用包 絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)的配置，使得可以消除對(duì)這樣的正交檢測(cè)或同步檢測(cè)的需要。總之，通過將MIMO處理應(yīng)用到接收側(cè)，緩和了對(duì)于在應(yīng)用自由空間傳輸路徑9B的 情況下干擾對(duì)抗手段的需求。此外，通過在不同信道之間共同使用載頻，在接收側(cè)有可能在 基帶中執(zhí)行MIMO處理，并且通過限制天線布置，減小了 MIMO處理量(逆矩陣計(jì)算量)。雖然在下文描述的實(shí)施例中使用各個(gè)信道公共的載頻，但是這不是必須的，而各 個(gè)信道的載頻至少需要處于相互同步的關(guān)系中。通常用于空分復(fù)用的基本方法是使不同的 信道中的載頻彼此共用(或相等)。如果將共同的頻率應(yīng)用到發(fā)送側(cè)的載波信號(hào)，則因?yàn)檩d 頻的影響確定地在每個(gè)信道之間相等，所以可以確定地有效執(zhí)行基帶區(qū)域中的MIMO處理。 在不同信道之間載頻不同的情況下，在接收側(cè)要求用于提供與每個(gè)信道的每個(gè)載頻相應(yīng)的 解調(diào)器和頻率選擇濾波器的這樣的對(duì)抗手段，導(dǎo)致系統(tǒng)規(guī)模的增加。在那些方面，在每個(gè)信 道之間使用公共載頻呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。MIMO處理通常要求復(fù)數(shù)處理(或相應(yīng)處理)并增大電路規(guī)模。相反，通過注意到 將僅僅直達(dá)波確定為處理對(duì)象的事實(shí)來(lái)限制天線布置、并執(zhí)行符合天線布置的信號(hào)處理， 可以減小MIMO計(jì)算量(逆矩陣計(jì)算量)。雖然在圖6A所示的第一例子中，接收側(cè)具有針對(duì)N個(gè)信道的一個(gè)芯片配置，但是 發(fā)送側(cè)具有對(duì)于每個(gè)信道使用在其中容納有調(diào)制功能單元8300 (MOD)的半導(dǎo)體芯片103的 配置。從而，圖6A所示的第一例子中具有N 1配置。然而，這不是在將MIMO處理應(yīng)用到接收側(cè)的情況下的必需要求。例如，圖6B所示的第二例子具有1 1配置，其中接收側(cè)具有一個(gè)芯片配置，并且 發(fā)送側(cè)也具有一個(gè)芯片配置。在采用第二例子的配置的情況下，因?yàn)榘l(fā)送側(cè)具有一個(gè)芯片 配置，所以不需要發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110中的調(diào)制功能單元8300包括針對(duì)每個(gè)信道的 發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304。具體地，應(yīng)該僅僅為一個(gè)信道提供發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304，并在 剩余信道中，應(yīng)該使用由發(fā)送側(cè)本地振蕩器8304生成的載波信號(hào)自身來(lái)執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換(調(diào) 制)。圖6C所示的第三例子具有1 N配置，其中發(fā)送側(cè)具有一個(gè)芯片配置，并且接收 側(cè)具有針對(duì)每個(gè)信道使用芯片的配置。圖6D所示的第四例子具有N N配置，其中發(fā)送側(cè) 針對(duì)每個(gè)信道使用芯片，并且接收側(cè)也針對(duì)每個(gè)信道使用芯片。在第三或第四例子中，在各 (individual)信道的解調(diào)功能單元8400 (DEMOD)和串并轉(zhuǎn)換器8227之間提供所有信道共 用的MIMO處理器604。 在下面，具體描述執(zhí)行MIMO處理的本發(fā)明的無(wú)線傳輸系統(tǒng)1，其中注意MIMO處理。 將注意的是，除非特別指明指出，描述從第一通信設(shè)備100到第二通信設(shè)備200的單邊通信 以簡(jiǎn)化描述。此外，假設(shè)發(fā)送系統(tǒng)具有作為最佳形式的芯片配置，其中在一個(gè)半導(dǎo)體芯片 103中容納每個(gè)容納有調(diào)制功能單元8300的M個(gè)信道的第一通信設(shè)備100。并且，接收系 統(tǒng)具有作為最佳形式的芯片配置，其中在一個(gè)半導(dǎo)體芯片203中容納每個(gè)容納有解調(diào)功能 單元8400的M個(gè)信道的所有接收側(cè)信號(hào)生成單元220。簡(jiǎn)而言之，從合并有容納M個(gè)信道 的發(fā)送側(cè)信號(hào)生成單元110的一個(gè)半導(dǎo)體芯片103的第一通信設(shè)備100到合并有容納M個(gè) 信道的接收側(cè)信號(hào)生成單元220的一個(gè)半導(dǎo)體芯片203的第二通信設(shè)備200執(zhí)行通信。<接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的概要>圖7A至17B圖示了接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的概要。具體地，圖7A和7B圖示 了接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的計(jì)算。圖8圖示了接收側(cè)所應(yīng)用的MIMO處理的計(jì)算技術(shù)的 基礎(chǔ)。圖9A和9B圖示了在使用兩個(gè)信道的情況下接收側(cè)的MIMO處理的基礎(chǔ)。圖IOA至 IOC圖示了在使用兩個(gè)信道的情況下路徑差和信道矩陣之間的關(guān)系。圖IlA至IlD圖示了 在使用兩個(gè)信道的情況下針對(duì)天線布置的限制條件的參考例子(被稱為第一例子)。圖12A 至12D圖示了在使用兩個(gè)信道的情況下針對(duì)天線布置的本實(shí)施例(被稱為第二例子)的限 制條件。圖13圖示了在天線具有依賴于方向性的相位特性的情況下路徑差的調(diào)整或校正 方法。圖14和15圖示了在使用三個(gè)或更多天線對(duì)的情況下MIMO處理的應(yīng)用技術(shù)。圖16A 至16B圖示了在三維布置用于發(fā)送和接收的天線的情況下MIMO處理的應(yīng)用技術(shù)。圖17A 和17B圖示了在通過數(shù)字處理執(zhí)行接收側(cè)的MIMO處理的情況下的基本配置。[ΜΙΜΟ處理的計(jì)算]圖7Α和圖7Β圖示了與本實(shí)施例中應(yīng)用的MIMO處理的計(jì)算方法有關(guān)的方法。在圖 7Α和7Β中，為了使用在空分復(fù)用中的M個(gè)傳輸信道，使用M個(gè)天線136和236。從發(fā)送側(cè) 的每個(gè)天線136將毫米波信號(hào)發(fā)送給以與天線136處于相對(duì)關(guān)系放置的接收側(cè)的天線236。參考圖7Α和7Β，實(shí)線指示從天線136_1直接發(fā)送給以與天線136_1相對(duì)關(guān)系放置 的天線236_1的期望波。同時(shí)，虛線指示從天線136_1發(fā)送給沒有以與天線136_1相對(duì)關(guān)系 放置的另一天線236_2的非必要波或干擾波。期望波和非必要波兩者分別是從天線136_1 直接發(fā)送給天線236_1和236_2的直達(dá)波。
這里，用下面給出的表達(dá)式(1-1)代表MIMO處理的計(jì)算所應(yīng)用的信道矩陣H。在 M行和M列的信道矩陣H中，在矩陣元素hi，j中，i = j的元素是與期望波有關(guān)的元素，而 i Φ j的元素是與非必要波有關(guān)的元素。此外，用下面給出的表達(dá)式(1-2)代表此時(shí)的接收 信號(hào)r。在表達(dá)式(1-2)中，s代表發(fā)送信號(hào)以及ν代表噪聲。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線傳輸系統(tǒng)，包括多個(gè)天線對(duì)，每個(gè)天線對(duì)包括相互對(duì)應(yīng)的發(fā)送天線和接收天線的組合，并且被放置來(lái) 使得從第一天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的無(wú)線電信號(hào)作為期望波直接到達(dá)所述第一天線對(duì)的 接收天線，同時(shí)從不同于所述第一天線對(duì)的第二天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的無(wú)線電信號(hào)作為 非必要波直接到達(dá)所述第一天線對(duì)的接收天線；調(diào)制功能單元，針對(duì)每個(gè)天線對(duì)提供，并且適于用發(fā)送對(duì)象信號(hào)調(diào)制載波信號(hào)，以及從 相應(yīng)天線對(duì)的發(fā)送天線發(fā)送所調(diào)制的載波信號(hào)，多個(gè)發(fā)送對(duì)象信號(hào)的所有信道的所述調(diào)制 功能單元采用僅僅調(diào)制幅度的方法；解調(diào)功能單元，適于使用包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)來(lái)檢測(cè)關(guān)于所有信道接收的調(diào)制信 號(hào)；以及傳輸特性校正單元，適于基于由所述解調(diào)功能單元解調(diào)并分別相應(yīng)于接收天線的解調(diào) 信號(hào)、基于發(fā)送天線和接收天線之間傳輸空間的傳輸特性來(lái)執(zhí)行校正計(jì)算，以獲取與發(fā)送 對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中對(duì)于多個(gè)接收天線的信道的每個(gè)，所述傳輸 特性校正單元針對(duì)由所述解調(diào)功能單元解調(diào)的解調(diào)分量，執(zhí)行與相應(yīng)于期望信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng) 有關(guān)的校正計(jì)算以及與相應(yīng)于非期望信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正計(jì)算，并且將與相應(yīng)于期望 信號(hào)的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正信號(hào)和與相應(yīng)于關(guān)于不同接收天線的信道的非期望信號(hào)的實(shí)數(shù) 項(xiàng)有關(guān)的校正信號(hào)相加，以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中設(shè)置路徑差，使得能夠僅僅用實(shí)數(shù)項(xiàng)代表定 義傳輸特性的矩陣的期望波的每個(gè)元素，同時(shí)能夠僅僅用實(shí)數(shù)項(xiàng)代表定義傳輸特性的矩陣 的非必要波的每個(gè)元素，其中每個(gè)路徑差是發(fā)送和接收天線之間的期望波的天線間距離和 非必要波的天線間距離之差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中，在用λc代表所述解調(diào)功能單元中使用的載 波信號(hào)的波長(zhǎng)、并用零代表依賴于天線的方向性的相位特性的情況下，將作為發(fā)送天線和 接收天線之間的期望波的天線間距離和非必要波的天線間距離之差的路徑差設(shè)置為(η/2) λ c，η是大于等于1的正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中所述參數(shù)η是偶數(shù)，并將所述路徑差設(shè)置為 mXc，其中m是大于等于1的正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中所述參數(shù)η是奇數(shù)，并將所述路徑差設(shè)置為 (m-1/2) λ c，其中m是大于等于1的正整數(shù)，以及發(fā)送側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備設(shè)置調(diào)制程度，使得期望波和非必要波的合成信號(hào)不發(fā)生相位 反轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中，在用θ1代表從所述第一天線對(duì)的發(fā)送天線 的期望波的輻射角和到所述第一天線對(duì)的接收天線的期望波的入射角、用θ 2代表從所述 第二天線對(duì)的發(fā)送天線的非必要波的輻射角和到所述第一天線對(duì)的接收天線的非必要波 的入射角、以及用和汐2)分別代表依賴于發(fā)送天線和接收天線的方向性的相位特 性的情況下，通過-、φ α{Θ2) - φ α{θ\)) / ；校正相位差。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，其中對(duì)于所有信道，由所述調(diào)制功能單元和所述 解調(diào)功能單元使用的載波信號(hào)具有公共頻率。
9.一種用于下述系統(tǒng)的無(wú)線通信設(shè)備，所述系統(tǒng)包括多個(gè)天線對(duì)，每個(gè)天線對(duì)包括相 互對(duì)應(yīng)的發(fā)送天線和接收天線的組合，并且被放置來(lái)使得從第一天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的 無(wú)線電信號(hào)作為期望波直接到達(dá)所述第一天線對(duì)的接收天線，同時(shí)從不同于所述第一天線 對(duì)的第二天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的無(wú)線電信號(hào)作為非必要波直接到達(dá)所述第一天線對(duì)的 接收天線，所述無(wú)線通信設(shè)備包括解調(diào)功能單元，相應(yīng)于每個(gè)接收天線而提供，并適于使用包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)來(lái)檢 測(cè)所接收的在其中僅僅調(diào)制載波信號(hào)的幅度的調(diào)制信號(hào)；以及傳輸特性校正單元，適于基于由所述解調(diào)功能單元解調(diào)并分別相應(yīng)于接收天線的解調(diào) 信號(hào)、基于發(fā)送天線和接收天線之間傳輸空間的傳輸特性來(lái)執(zhí)行校正計(jì)算，以獲取與發(fā)送 對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的無(wú)線通信設(shè)備，其中對(duì)于多個(gè)接收天線的信道的每個(gè)，所述傳輸 特性校正單元針對(duì)由所述解調(diào)功能單元解調(diào)的解調(diào)分量，執(zhí)行與相應(yīng)于期望波的實(shí)數(shù)項(xiàng)有 關(guān)的校正計(jì)算以及與相應(yīng)于非必要波的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正計(jì)算，并且將與相應(yīng)于期望波的 實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的校正信號(hào)和與相應(yīng)于關(guān)于不同接收天線的信道的非必要波的實(shí)數(shù)項(xiàng)有關(guān)的 校正信號(hào)相加，以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
11.一種用于系統(tǒng)的無(wú)線傳輸方法，所述系統(tǒng)包括多個(gè)天線對(duì)，每個(gè)天線對(duì)包括相互對(duì) 應(yīng)的發(fā)送天線和接收天線的組合，并且被放置來(lái)使得從一個(gè)天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的無(wú)線 電信號(hào)作為期望波直接到達(dá)所述一個(gè)天線對(duì)的接收天線，同時(shí)從不同于所述一個(gè)天線對(duì)的 另一天線對(duì)的發(fā)送天線輻射的無(wú)線電信號(hào)作為非必要波直接到達(dá)所述一個(gè)天線對(duì)的接收 天線，所述無(wú)線傳輸方法包括如下步驟由發(fā)送側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備執(zhí)行，對(duì)于多個(gè)發(fā)送對(duì)象信號(hào)的所有信道，僅僅調(diào)制載波信 號(hào)的幅度并通過空分復(fù)用無(wú)線發(fā)送所調(diào)制的載波信號(hào)；由接收側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備執(zhí)行，對(duì)于針對(duì)所有信道接收的所調(diào)制的信號(hào)，使用包絡(luò)檢 測(cè)或平方律檢測(cè)以獲取解調(diào)信號(hào)；由所述接收側(cè)的無(wú)線通信設(shè)備執(zhí)行，基于分別相應(yīng)于接收天線的解調(diào)信號(hào)、基于發(fā)送 天線和接收天線之間傳輸空間的傳輸特性來(lái)執(zhí)行校正計(jì)算，以獲取與發(fā)送對(duì)象信號(hào)相應(yīng)的 輸出信號(hào)。
全文摘要
在這里公開了一種無(wú)線傳輸系統(tǒng)。在第一通信裝置上提供發(fā)送天線，同時(shí)在相應(yīng)的第二通信裝置上提供分別相應(yīng)于發(fā)送天線的接收天線。每個(gè)接收天線從相應(yīng)的發(fā)送天線接收作為直達(dá)波的期望波，并從不同的發(fā)送天線接收作為直達(dá)波的非必要波。第一通信裝置對(duì)于所有信道僅僅調(diào)制載波信號(hào)的幅度。第二通信裝置通過包絡(luò)檢測(cè)或平方律檢測(cè)解調(diào)由接收天線接收的期望波和非必要波的合成波，并基于發(fā)送和接收天線之間傳輸空間的傳輸特性來(lái)對(duì)解調(diào)信號(hào)執(zhí)行校正操作，以獲取發(fā)送對(duì)象信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/04GK102035582SQ20101029429
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
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