專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如用于在多個(gè)無(wú)線站之間通信的無(wú)線LAN(局域網(wǎng))之類的無(wú)線通信系統(tǒng)，具體涉及用于實(shí)現(xiàn)在諸如家庭的通信環(huán)境中的寬帶無(wú)線傳輸?shù)臒o(wú)線通信系統(tǒng)。
更具體而言，本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于通過(guò)通信擴(kuò)展傳輸容量，其中所述通信中，使用空間復(fù)用(MIMO通信)，并且用于將具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)配對(duì)。具體上，本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于使用MIMO通信方案一次串行發(fā)送大量數(shù)據(jù)，避免了解碼特性的變差。
背景技術(shù)：
關(guān)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的正規(guī)標(biāo)準(zhǔn)可以包括例如IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))802.111(例如，參見(jiàn)非專利文件1)、HiperLAN/2(例如，參見(jiàn)非專利文件2或3)、IEEE802.15.3和藍(lán)牙通信。IEEE802.11已經(jīng)依賴于無(wú)線通信方案和頻帶的不同而增強(qiáng)了諸如IEEE802.11a(例如，參見(jiàn)非專利文件4)、b和g。
IEEE802.11a支持用于實(shí)現(xiàn)最大通信速度54Mbps的調(diào)制方案。但是，期望具有一種用于實(shí)現(xiàn)通信速度的更高比特率的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在IEEE802.11n中，為了建立用于實(shí)現(xiàn)超過(guò)100Mbps的實(shí)際業(yè)務(wù)量的高速度的無(wú)線LAN技術(shù)，下一代無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)正在被開(kāi)發(fā)。
作為用于實(shí)現(xiàn)更高速度的無(wú)線通信的技術(shù)，MIMO(多輸入多輸出)通信正在引起關(guān)注。這是用于通過(guò)下述方式來(lái)擴(kuò)展傳輸容量和實(shí)現(xiàn)通信速度的改進(jìn)的技術(shù)使用在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的多個(gè)相應(yīng)天線元件來(lái)實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用傳輸信道(以下也稱為“MIMO信道”)。在MIMO通信中，由于空間復(fù)用的利用而獲得良好的頻率利用效率。
在MIMO通信方案中，發(fā)射機(jī)向多個(gè)天線分布發(fā)送數(shù)據(jù)，并且通過(guò)多個(gè)虛擬MIMO信道將其發(fā)送，接收機(jī)通過(guò)處理由多個(gè)天線接收的信號(hào)來(lái)獲得接收數(shù)據(jù)。MIMO通信方案利用如上所述的信道特征，并且不同于僅僅發(fā)送/接收自適應(yīng)陣列。即，發(fā)射機(jī)對(duì)于多個(gè)發(fā)送信號(hào)執(zhí)行時(shí)空編碼，所述多個(gè)發(fā)送信號(hào)隨后被復(fù)用、分布到M個(gè)天線并且被發(fā)送到多個(gè)MIMO信道。接收機(jī)對(duì)于由N個(gè)天線經(jīng)由信道接收的接收信號(hào)執(zhí)行時(shí)空解碼，以獲得接收數(shù)據(jù)。在這種情況下，信道模型由在發(fā)射機(jī)周圍的無(wú)線電波環(huán)境(傳送功能)、信道空間的結(jié)構(gòu)(傳送功能)和在接收機(jī)周圍的無(wú)線電波環(huán)境(傳送功能)構(gòu)成。在從每個(gè)天線發(fā)送的復(fù)用信號(hào)的情況下，發(fā)生串?dāng)_。但是，通過(guò)在接收機(jī)的信號(hào)處理，可以正確地提取每個(gè)復(fù)用信號(hào)而沒(méi)有串?dāng)_。
作為MIMO傳輸方案，提出了多種方案；但是，如何按照天線配置而在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間交換信道信息是實(shí)現(xiàn)的一個(gè)大問(wèn)題。
在交換信道信息的情況下，容易執(zhí)行僅僅從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送已知信息(前同步信息(preamble information))的方法。在這種情況下，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)彼此獨(dú)立地執(zhí)行空間復(fù)用傳輸。并且這被稱為開(kāi)環(huán)類型的MIMO傳輸。作為這種方法的一種擴(kuò)展，存在一種閉環(huán)的MIMO傳輸，用于也通過(guò)從接收機(jī)向發(fā)射機(jī)反饋前同步信息來(lái)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間產(chǎn)生理想的空間正交信道。
開(kāi)環(huán)類型的MIMO傳輸可以包括例如V-BLAST(垂直貝爾實(shí)驗(yàn)室分層時(shí)空時(shí)鐘)方案(參見(jiàn)專利文件1)。發(fā)射機(jī)不提供天線加權(quán)系數(shù)矩陣，而是僅僅復(fù)用和發(fā)送每個(gè)天線的信號(hào)。換句話說(shuō)，整體省略用于獲得天線加權(quán)系數(shù)矩陣的反饋程序。發(fā)射機(jī)在發(fā)送復(fù)用信號(hào)之前例如對(duì)于每個(gè)天線以時(shí)分的方式插入用于在接收機(jī)執(zhí)行信道估計(jì)的訓(xùn)練信號(hào)。另一方面，接收機(jī)在信道估計(jì)單元使用訓(xùn)練信號(hào)來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，并且計(jì)算對(duì)應(yīng)于每個(gè)天線對(duì)的信道信息矩陣H。通過(guò)巧妙地組合迫零和取消，改善了通過(guò)利用由取消引起的每個(gè)天線的自由度的信噪比，并且增強(qiáng)了解碼肯定度。
而且，作為閉環(huán)MIMO傳輸?shù)睦硐胄问剑阎环NSVD-MIMO方案，用于使用傳播路徑函數(shù)的奇異值分解(SVD)(例如參見(jiàn)非專利文件5)。
在SVD-MIMO傳輸中，通過(guò)執(zhí)行其元素表示與每個(gè)天線對(duì)對(duì)應(yīng)的信道信息的數(shù)值矩陣、即信道信息矩陣H的奇異值分解來(lái)獲得UDVH，并且獲得發(fā)送天線加權(quán)系數(shù)矩陣V和接收天線加權(quán)系數(shù)矩陣UH。因此，每個(gè)MIMO信道被表達(dá)為具有作為每個(gè)本征值λi的平方根的對(duì)角元素的對(duì)角矩陣D，并且可以復(fù)用信號(hào)以發(fā)送而沒(méi)有串?dāng)_。在這種情況下，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)邏輯上獨(dú)立的、空分(空間正交復(fù)用)傳輸信道。
一般假定，基于傳輸信道信息，發(fā)射機(jī)計(jì)算最佳天線加權(quán)系數(shù)和優(yōu)化被應(yīng)用到在閉環(huán)類型的MIMO方案中的每個(gè)發(fā)送天線的比特流的編碼率和調(diào)制方案，由此可以實(shí)現(xiàn)更適當(dāng)?shù)男畔鬏敗５?，存在一個(gè)問(wèn)題為了被引入作為真實(shí)的系統(tǒng)，閉環(huán)類型的MIMO通信在由于發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的移動(dòng)而引起大信道波動(dòng)的情況下需要從接收機(jī)向發(fā)射機(jī)的較高頻率的反饋。
下面說(shuō)明開(kāi)環(huán)類型和閉環(huán)類型的MIMO通信。
圖7示意地示出了開(kāi)環(huán)類型的MIMO發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的配置。在這種情況下，發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，其中包括前同步信號(hào)(TxPreamble)，用于估計(jì)傳播路徑。接收機(jī)獲得基于所接收的前同步信號(hào)的信道矩陣H，并且使用根據(jù)信道矩陣H計(jì)算的接收天線加權(quán)來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)劃分的加權(quán)接收。從接收機(jī)向發(fā)射機(jī)不執(zhí)行反饋程序。
圖8示意地示出了閉環(huán)類型的MIMO發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的配置。在這種情況下，發(fā)射機(jī)發(fā)送前同步信號(hào)(TxPreamble)，用于估計(jì)傳播路徑。接收機(jī)可以獲得基于所接收的前同步信號(hào)的信道矩陣H，并且發(fā)送前同步信號(hào)的反饋(RxPreamble)，用于估計(jì)傳播路徑。發(fā)射機(jī)可以獲得基于所接收的前同步信號(hào)的信道矩陣H。而且，發(fā)射機(jī)獲得基于所獲得的信道矩陣H的發(fā)送加權(quán)矩陣，并且執(zhí)行附加了前同步信號(hào)(TxPreamble2)的數(shù)據(jù)幀的加權(quán)發(fā)送。接收機(jī)可以獲得基于前同步信號(hào)(TxPreamble2)的新信道矩陣，并且使用從信道矩陣計(jì)算的接收加權(quán)矩陣來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)幀的加權(quán)接收。
有可能在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間交換前同步信號(hào)(TxPreamble和RxPreamble)以及用于求得隱藏端子(hidden terminal)的RTS/CTS序列。而且，發(fā)射機(jī)可以僅僅發(fā)送一次前同步信號(hào)。而且，在傳播路徑的可逆性有效的情況下，可以以從RxPreamble到TxPreamble的順序進(jìn)行發(fā)送。
因此，在開(kāi)環(huán)類型和閉環(huán)類型的發(fā)送方案中，接收機(jī)使用用于估計(jì)特定時(shí)間的信道信息的前同步信息，并且解調(diào)剩余的數(shù)據(jù)劃分。
在用于根據(jù)從傳播路徑條件獲得的信道矩陣H來(lái)執(zhí)行加權(quán)的發(fā)送/接收的通信系統(tǒng)(諸如MIMO傳輸方案)中，信道矩陣H隨著時(shí)間而改變成為一個(gè)問(wèn)題。信道矩陣H因?yàn)樵诶缡覝鼗蚱渌h(huán)境中的改變或在由于人或器件的移動(dòng)而導(dǎo)致的反射路徑的改變等而在每個(gè)時(shí)刻改變。特別是，在一次發(fā)送大量數(shù)據(jù)的情況下，隨著時(shí)間出現(xiàn)信道波動(dòng)，并且前同步信息的精度變差，因此問(wèn)題顯現(xiàn)出來(lái)。
例如，在圖8所示的閉環(huán)類型的MIMO通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送的處理中，如果發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)，則現(xiàn)實(shí)的是，發(fā)射機(jī)在必要時(shí)在固定時(shí)段插入TxPreamble(見(jiàn)圖9)，并且接收機(jī)連續(xù)地獲得信道矩陣以建立通信。此時(shí)，在閉環(huán)類型的情況下，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)已經(jīng)建立了發(fā)送天線加權(quán)，不用說(shuō)，前同步信息的精度變差大大地影響解碼特性。
日本未審查專利公開(kāi)第Hei 10-84324號(hào)[非專利文件1]國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999(E)ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.1，1999版本，第11部分無(wú)線LAN介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范[非專利文件2]ETSI標(biāo)準(zhǔn)ETSI TS 101 761-1 V1.3.1寬帶無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)(BRAN)；HIPERLAN類型2；數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層；部分1基本數(shù)據(jù)傳送功能[非專利文件3]ETSI TS 101 761-2 V1.3.1寬帶無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)(BRAN)；HIPERLAN類型2；數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層；部分2無(wú)線鏈路控制(RLC)子層[非專利文件4]用于信息技術(shù)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充—在系統(tǒng)——局域網(wǎng)和城域網(wǎng)—之間的電信和信息交換—具體要求—部分11無(wú)線LAN介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范在5GHZ頻帶中的高速物理層。
http//radio3.ee.uec.ac.jp/MIMO(IEICE_TS).pdf(2003年10月24日)發(fā)明內(nèi)容期望提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)，它能夠以通信擴(kuò)展傳輸容量，其中所述通信中，使用空間復(fù)用(MIMO)通信；將具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)配對(duì)。
也期望提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)，用于使用MIMO通信方案一次串行發(fā)送大量數(shù)據(jù)，避免了由信道矩陣隨著時(shí)間的改變而引起的解碼特性的變差。
按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供了一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)形成一對(duì)，并且空間地復(fù)用和通信信號(hào)。無(wú)線通信系統(tǒng)包括閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送用于獲得信道信息的信號(hào)，接收機(jī)向發(fā)射機(jī)發(fā)送所述信道信息的反饋；開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，僅僅發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送用于獲得信道信息的信號(hào)；模式切換器，被配置來(lái)在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式之間切換。
在這種上下文中，術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”表示多個(gè)裝置(或用于實(shí)現(xiàn)特定功能的功能模塊)的邏輯組。不確定是否所述裝置或功能模塊被包括在單個(gè)機(jī)殼中。
在按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)中，具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)形成一對(duì)，并且空間復(fù)用信號(hào)以執(zhí)行MIMO通信。
一般，MIMO通信系統(tǒng)被大致地劃分為用于僅僅從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送已知信息(前同步信息)的開(kāi)環(huán)類型和用于通過(guò)也從接收機(jī)向發(fā)射機(jī)反饋前同步信息來(lái)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間產(chǎn)生理想的空間正交信道的閉環(huán)類型。
閉環(huán)類型的MIMO方案可以實(shí)現(xiàn)更適當(dāng)?shù)男畔l(fā)送。但是，存在一個(gè)問(wèn)題閉環(huán)類型的MIMO方案在由于發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的移動(dòng)而引起大的信道波動(dòng)的情況下需要從接收機(jī)向發(fā)射機(jī)的較高頻率的反饋。
例如，在一次發(fā)送大量數(shù)據(jù)的情況下，隨著時(shí)間出現(xiàn)信道波動(dòng)，并且前同步信息的精度變差，因此問(wèn)題顯現(xiàn)出來(lái)。即，由于在連續(xù)數(shù)據(jù)通信期間的信道波動(dòng)，信道矩陣改變，并且發(fā)送加權(quán)矩陣V因此改變。假定發(fā)射機(jī)繼續(xù)通過(guò)閉環(huán)類型的MIMO通信而使用舊的發(fā)送加權(quán)矩陣V。結(jié)果，雖然應(yīng)當(dāng)原始地形成其空間正交性被保持的邏輯獨(dú)立的MIMO信道，但是由于在要使用的發(fā)送加權(quán)矩陣V和正確的發(fā)送加權(quán)矩陣Vnew之間的差別而導(dǎo)致在MIMO信道之間出現(xiàn)串?dāng)_，因此解碼特性變得極差。
按照通常表示閉環(huán)類型的MIMO方案的SVD-MIMO通信，可以在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間原始地形成理想的空間正交信道；但是，作為在長(zhǎng)的數(shù)據(jù)通信期間中斷學(xué)習(xí)信道矩陣的結(jié)果，在閉環(huán)類型的MIMO通信中的接收機(jī)的解碼特性變差到與具有在開(kāi)環(huán)類型的MIMO方案中的特別低的解碼特性的迫零(ZF)相同的程度。這部分地因?yàn)閮煞N加權(quán)方案類似地在迫零中通過(guò)作為接收加權(quán)的信道逆矩陣H-1來(lái)復(fù)用接收信號(hào)，或者在SVD-MIMO中通過(guò)作為接收加權(quán)的UH來(lái)復(fù)用接收信號(hào)。
本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為在變差的解碼特性的狀態(tài)中繼續(xù)閉環(huán)類型的MIMO方案是無(wú)益的，通過(guò)除了迫零之外的開(kāi)環(huán)類型的MIMO通信來(lái)執(zhí)行接收處理帶來(lái)更好的解碼特性。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)組合地使用開(kāi)環(huán)類型和閉環(huán)類型的MIMO方案，并且模式切換器按照在傳播路徑中的改變?cè)陂]環(huán)類型的空間復(fù)用通信模式和開(kāi)環(huán)類型的空間復(fù)用通信模式之間無(wú)縫切換，以便可以將解碼特性的變差限制在特定限度內(nèi)。
例如，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)傳輸期間，一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定數(shù)量的比特或預(yù)定的發(fā)送時(shí)間。因此，通過(guò)停止無(wú)益的閉環(huán)MIMO通信和切換到好于迫零的開(kāi)環(huán)MIMO通信模式，防止解碼特性變差。
或者，模式切換器可以在下列情況下切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式響應(yīng)于在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)傳輸期間誤差率已經(jīng)超過(guò)預(yù)定值的消息，估計(jì)到信道矩陣具有隨著時(shí)間改變。
而且，在采用SVD-MIMO通信來(lái)作為閉環(huán)MIMO通信的情況下，接收機(jī)可以即使在數(shù)據(jù)接收期間也通過(guò)信道估計(jì)來(lái)獲得信道矩陣H，并且也獲得通過(guò)奇異值分解的正確發(fā)送加權(quán)矩陣Vnew。接收機(jī)可以將正確的傳輸加權(quán)矩陣Vnew與發(fā)射機(jī)繼續(xù)使用的舊V相比較，當(dāng)在正確的傳輸加權(quán)矩陣Vnew和舊V之間的差別超過(guò)預(yù)定值時(shí)估計(jì)信道矩陣已經(jīng)隨著時(shí)間改變，并且切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
而且，發(fā)射機(jī)在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下發(fā)送所述發(fā)射機(jī)未施加發(fā)送加權(quán)V的數(shù)據(jù)，由此可以限制接收機(jī)的解碼特性的變差。
而且，接收機(jī)使用除了用于在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下根據(jù)從傳播路徑條件獲得的信道矩陣的逆矩陣來(lái)提供接收加權(quán)的通信方案(例如迫零)之外的開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式(諸如MMSE、BLAST、MMSE+BLAST和最大似然性估計(jì))，以便與僅僅繼續(xù)使用閉環(huán)空間復(fù)用通信模式的情況相比較可以獲得更好的解碼特性，即使已經(jīng)改變了傳播路徑。
在按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)可以在下列情況切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式響應(yīng)于在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)傳輸期間一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定數(shù)量的比特或預(yù)定的發(fā)送時(shí)間的消息，估計(jì)到信道矩陣具有隨著時(shí)間改變。在這種情況下，發(fā)射機(jī)發(fā)送所述發(fā)射機(jī)未施加發(fā)送加權(quán)的數(shù)據(jù)，并且也向接收機(jī)通知發(fā)射機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式?；蛘撸憫?yīng)于來(lái)自接收機(jī)的接收機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式的信息，發(fā)射機(jī)也可以切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
而且，接收機(jī)可以按照通過(guò)奇異值分解連續(xù)獲得的發(fā)送加權(quán)V的改變和諸如接收誤差率的提高等的接收特性的變差，估計(jì)信道矩陣已經(jīng)隨著時(shí)間改變，從而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。在這種情況下，接收機(jī)切換到開(kāi)環(huán)MIMO通信方案，諸如MMSE、BLAST、MMSE+BLAST和最大似然性估計(jì)，以避免通過(guò)連續(xù)的閉環(huán)類型而導(dǎo)致的解碼特性的變差。而且，接收機(jī)向發(fā)射機(jī)通知接收機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式?；蛘?，響應(yīng)于來(lái)自發(fā)射機(jī)的發(fā)射機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式的信息，接收機(jī)也可以切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
而且，按照本發(fā)明的第二實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，它以計(jì)算機(jī)可讀形式被描述，以便在具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行用于空間復(fù)用和向具有多個(gè)天線的接收機(jī)發(fā)送信號(hào)的處理。所述計(jì)算機(jī)程序包括步驟根據(jù)來(lái)自接收機(jī)的反饋信息而執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信模式使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行加權(quán)發(fā)送；響應(yīng)于要一次發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定數(shù)量的比特或預(yù)定發(fā)送時(shí)間的信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行非加權(quán)發(fā)送；并且執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
而且，按照本發(fā)明的第三實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，它以計(jì)算機(jī)可讀形式被描述，以便在具有多個(gè)天線的接收機(jī)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行用于從具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)接收信號(hào)的處理。所述計(jì)算機(jī)程序包括步驟在發(fā)送加權(quán)已經(jīng)被發(fā)射機(jī)施加的假設(shè)下執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)可以執(zhí)行加權(quán)接收；響應(yīng)于在接收特性的改變而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)執(zhí)行加權(quán)接收；并且在發(fā)送加權(quán)已經(jīng)被發(fā)射機(jī)應(yīng)用的假設(shè)下執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信。
按照本發(fā)明的第二和第三實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序被定義為以計(jì)算機(jī)可讀形式描述的計(jì)算機(jī)程序，以便在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)特定的處理。換句話說(shuō)，當(dāng)按照本發(fā)明的第二和第三實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序被安裝在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示出合作效果，并且作為通信裝置而工作。多個(gè)這樣的通信裝置可以被激活以構(gòu)建一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。以這種方式，有可能提供類似于按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)的效果。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)，它在下述方面極為出色能夠以通信擴(kuò)展傳輸容量，其中所述通信中，使用空間復(fù)用(MIMO通信將具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)配對(duì)。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種無(wú)線通信系統(tǒng)，它在下述方面極為出色能夠使用MIMO通信方案一次串行發(fā)送大量數(shù)據(jù)，避免了由信道矩陣隨著時(shí)間的改變而引起的解碼特性的變差。
可以通過(guò)參見(jiàn)實(shí)施例的下述說(shuō)明和所附的權(quán)利要求的說(shuō)明來(lái)容易地確定的本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了在具有用于發(fā)送和接收的三個(gè)相應(yīng)天線的MIMO假設(shè)下關(guān)于每個(gè)通信方案的Eb/No對(duì)比特誤差率特性。
圖2示意地示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在其中共存閉環(huán)類型和開(kāi)環(huán)類型的MIMO通信系統(tǒng)中工作的發(fā)射機(jī)的功能配置。
圖3是示出發(fā)射機(jī)的操作處理的流程圖。
圖4示出了發(fā)送天線加權(quán)單元的內(nèi)部配置。
圖5示意地示出了按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在其中共存閉環(huán)類型和開(kāi)環(huán)類型的MIMO通信系統(tǒng)中工作的接收機(jī)的功能配置。
圖6是示出接收機(jī)的操作處理的流程圖。
圖7示意地示出了開(kāi)環(huán)類型的MIMO發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的配置(現(xiàn)有技術(shù)中的示例)。
圖8示意地示出了閉環(huán)類型的MIMO發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的配置(現(xiàn)有技術(shù)中的示例)。
圖9示出了發(fā)送數(shù)據(jù)的配置示例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種MIMO通信系統(tǒng)，其中，具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)形成一對(duì)，并且空間地復(fù)用和通信信號(hào)。在下面的說(shuō)明中，假定所述系統(tǒng)用于諸如房屋中的低移動(dòng)性環(huán)近境中。首先，說(shuō)明在現(xiàn)有技術(shù)中的閉環(huán)類型的MIMO通信方案及其問(wèn)題，然后參照附圖和方程來(lái)詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送/接收方案。
首先，接收信號(hào)y被表達(dá)如下y＝Hx+n(1)其中，x是發(fā)送信號(hào)，H是傳播信道信息，n是噪音項(xiàng)。
通過(guò)執(zhí)行信道矩陣H的奇異值分解(SVD)，信道矩陣H被表達(dá)如下H＝UDVH(2)其中，矩陣VH表示矩陣V的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣(Hamiltonian)。一般，原始矩陣與其復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣的乘積是單位矩陣(V·VH＝I)。因此，在例如圖8所示的閉環(huán)類型MIMO通信中，假定接收機(jī)從TxPreamble獲得信道矩陣H并且發(fā)射機(jī)獲得基于來(lái)自接收機(jī)的反饋RxPreamble的發(fā)送天線加權(quán)V以使用發(fā)送天線加權(quán)V來(lái)執(zhí)行加權(quán)的發(fā)送，則在接收機(jī)的接收信號(hào)y’被表達(dá)如下y’＝H(Vx)＝UDx (3)而且，假定接收機(jī)執(zhí)行從TxPreamble獲得的信道矩陣H的奇異值分解并且使用所獲得的接收加權(quán)UH來(lái)執(zhí)行加權(quán)接收，則接收信號(hào)y”被表達(dá)如下y”＝UHy’＝UHUDx＝Dx (4)其中，D表示對(duì)角矩陣，并且被表達(dá)如下 即，在SVD-MIMO發(fā)送中，通過(guò)執(zhí)行其元素表示對(duì)應(yīng)于每個(gè)天線對(duì)的信道信息的數(shù)值矩陣、即信道信息矩陣H的奇異值分解來(lái)獲得UDVH，并且獲得發(fā)送天線加權(quán)系數(shù)矩陣V和接收天線加權(quán)系數(shù)矩陣UH。因此，每個(gè)MIMO信道被表達(dá)為具有作為每個(gè)本征值λi的平方根的對(duì)角元素的對(duì)角矩陣D，并且可以復(fù)用信號(hào)以發(fā)送而沒(méi)有串音。
方程(5)示出了通過(guò)功率增益來(lái)提供發(fā)送信號(hào)。因此，在閉環(huán)類型MIMO通信中的接收架構(gòu)一般與迫零(或趨于零)相同，除了使用H-或UH來(lái)作為接收加權(quán)的差別。
在一次串行發(fā)送大量數(shù)據(jù)的情況下，存在信道矩陣隨著時(shí)間改變的問(wèn)題。即，實(shí)際上，在大信道波動(dòng)或一次發(fā)送長(zhǎng)數(shù)據(jù)的情況下，從來(lái)自發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)部分的開(kāi)始位置的前同步信息獲得的信道矩陣H的精度變差。假定最初接收信號(hào)y’是通過(guò)下列方程而獲得的y’＝H(Vx)＝UDVH(Vx) (6)但是，假定信道矩陣由于傳播路徑的波動(dòng)而改變到Hnew，則實(shí)際接收信號(hào)ynew被表達(dá)如下ynew＝Hnew(Vx)＝UnewDnewVHnew(Vx)(7)當(dāng)然，即使接收機(jī)使用基于從前同步信息獲得的Hnew的接收天線加權(quán)系數(shù)Unew來(lái)接收信號(hào)，也不形成正交信道。在邏輯上獨(dú)立的MIMO信道之間出現(xiàn)串音，并且導(dǎo)致其中剩余干擾波的接收系列。
這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生是因?yàn)榘l(fā)送天線加權(quán)V的精度由于衰落的信道波動(dòng)而變差。在這個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)從閉環(huán)類型MIMO通信向開(kāi)環(huán)類型MIMO通信無(wú)縫地切換，由接收機(jī)單獨(dú)的操作來(lái)處理發(fā)送加權(quán)V的精度變差，以改變解碼特性。
接收機(jī)在測(cè)量發(fā)送加權(quán)矩陣V的精度之前存儲(chǔ)舊V。接收機(jī)根據(jù)使用新發(fā)送前同步(位于數(shù)據(jù)部分的開(kāi)始位置)估計(jì)的新發(fā)送加權(quán)矩陣Vnew來(lái)以特定時(shí)段計(jì)算相關(guān)值，并且將所述相關(guān)值與基準(zhǔn)門(mén)限值相比較。例如，可以按照下列方程來(lái)計(jì)算相關(guān)值ρρ=E[Vij*vijnew]E[|Vij|2]E[|Vijnew|2]---(8)]]>其中E[·]表示總體均值。
在這種情況下，如果發(fā)送前同步被乘以舊的發(fā)送加權(quán)矩陣V，則可以通過(guò)下述方式來(lái)獲得新發(fā)送加權(quán)矩陣Vnew即，將HnewV(從前同步信息估計(jì)的)乘以VH并且計(jì)算下列方程HnewVVH＝Hnew
＝UnewDnewVHnew(9)發(fā)送矩陣V的精度變差是由于信道矩陣波動(dòng)。可以根據(jù)接收誤差率的變差而不是通過(guò)V的精度變差在舊V和新Vnew之間的相關(guān)性來(lái)檢測(cè)V的精度變差。
當(dāng)接收機(jī)確認(rèn)V的精度已經(jīng)變差超過(guò)參考門(mén)限值時(shí)，接收機(jī)停止執(zhí)行閉環(huán)類型MIMO通信，并且確定開(kāi)環(huán)類型MIMO通信的最佳接收方案。
在本上下文中，所述最佳接收方案指的是諸如MMSE(最小均方誤差)、BLAST(貝爾分層架構(gòu)時(shí)空編碼)、MMSE+BLAST、最大似燃性估計(jì)等的方案。但是，在硬件設(shè)計(jì)不允許多個(gè)接收方案的情況下，設(shè)置了除了ZF的接收方案來(lái)備用。作為參考，圖1示出了在具有3個(gè)用于發(fā)送和接收的相應(yīng)天線的MIMO的假設(shè)下的Eb/No對(duì)比特誤差率特性。如圖1所示，一般，以下列順序來(lái)獲得開(kāi)環(huán)類型的較好解碼特性。(已知單獨(dú)的MMSE特性近乎類似于BLAST。)ZF＜MMSE＜BLAST＜MMSE+BLAST＜最大似然性估計(jì)按照上述選擇的一種算法，根據(jù)接收信號(hào)ynew＝Hnew(Vx)并且使用(Hnew·V)-來(lái)獲得下面的方程(HnewV)-ynew＝(HnewV)-·Hnew(Vx)＝x (10)在也發(fā)送不與發(fā)送加權(quán)矩陣V相乘的前同步的情況下，使用所存儲(chǔ)的舊V來(lái)解碼前同步以建立(HnewV)-。
如果使用方程(10)來(lái)執(zhí)行接收操作，則在V的顯著精度變差時(shí)，如果使用被插入到圖9所示的數(shù)據(jù)部分中的周期前同步信息來(lái)更新信道矩陣H，則預(yù)期在復(fù)合iid.信道環(huán)境下解碼特性隨機(jī)地(stochastically)接近ZF的那些。即，作為在長(zhǎng)的數(shù)據(jù)通信期間已經(jīng)中斷信道矩陣的學(xué)習(xí)的結(jié)果，在閉環(huán)類型MIMO通信中的接收機(jī)的解碼特性變差到與在開(kāi)環(huán)類型MIMO方案中的特別低的解碼特性的ZF的那些相同的程度。
在本實(shí)施例中，通過(guò)根據(jù)如上所述的發(fā)送加權(quán)V的波動(dòng)來(lái)切換接收方案，與僅僅繼續(xù)使用閉環(huán)類型的情況相比較，可以保持極高質(zhì)量的接收特性。而且，因?yàn)樵陂_(kāi)始使用閉環(huán)類型來(lái)接收信號(hào)，因此與僅僅使用開(kāi)環(huán)類型的情況相比較可以獲得更好的接收特性。而且，結(jié)果，也可能僅僅使用開(kāi)環(huán)類型的接收方案。開(kāi)環(huán)類型的終端可以僅僅使用從前同步計(jì)算的(HnewV)-來(lái)接收信號(hào)，并且閉環(huán)類型和開(kāi)環(huán)類型MIMO通信方案可以共存。
而且，可以有用于停止發(fā)送——其中使用發(fā)送天線加權(quán)V——和使用下述方法來(lái)切換到全閉環(huán)類型MIMO方案的方法。第一種方法如下。接收機(jī)檢測(cè)V的精度變差，并且向發(fā)射機(jī)通知使用另一種通信器件——諸如PHS或傳感器網(wǎng)絡(luò)器件——來(lái)執(zhí)行開(kāi)環(huán)類型通信，以便停止發(fā)送天線加權(quán)V的增加。此時(shí)，如果向每個(gè)發(fā)送分路應(yīng)用不同的編碼或調(diào)制深度，則必須在發(fā)送前必要時(shí)切換編碼或調(diào)制深度。
第二種方法如下。在執(zhí)行了一系列閉環(huán)類型的程序后，可以預(yù)先確定連續(xù)比特的發(fā)送數(shù)量、周期等，通過(guò)它們可以將發(fā)送天線加權(quán)V的精度保持在容許限度內(nèi)，并且根據(jù)上面預(yù)定的項(xiàng)目來(lái)將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO方案。此時(shí)，如果向每個(gè)發(fā)送分路應(yīng)用不同的編碼或調(diào)制深度，則必須在發(fā)送前必要時(shí)切換編碼或調(diào)制深度。
圖2示意地示出了按照這個(gè)實(shí)施例的、在其中閉環(huán)類型和開(kāi)環(huán)類型共存的MIMO通信系統(tǒng)中工作的發(fā)射機(jī)10的功能配置。
如圖2所示，發(fā)射機(jī)10具有多個(gè)發(fā)送天線11-1、11-2、...、11-m，并且使用在發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)接收天線的接收機(jī)(后述)之間形成的多個(gè)流來(lái)執(zhí)行MIMO通信。
數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元13-1、13-2、...、13-m編碼和調(diào)制每個(gè)流的發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送天線加權(quán)單元12按照閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的操作模式來(lái)向每個(gè)流施加天線加權(quán)。
控制單元14按照閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的操作模式來(lái)控制發(fā)送加權(quán)。
發(fā)射機(jī)10一般工作在閉環(huán)類型MIMO通信模式中，根據(jù)來(lái)自接收機(jī)的反饋信息而獲取適當(dāng)?shù)陌l(fā)送天線加權(quán)V，并且通過(guò)增加加權(quán)來(lái)更適當(dāng)?shù)匕l(fā)送信息。
響應(yīng)于一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定比特?cái)?shù)量或預(yù)定發(fā)送時(shí)間的信息，控制單元14估計(jì)信道矩陣已經(jīng)隨著時(shí)間改變，并且切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式。圖3示出了發(fā)射機(jī)10的操作處理。這種操作防止在閉環(huán)類型MIMO通信中的接收機(jī)的解碼特性變差到與在開(kāi)環(huán)類型MIMO方案中具有特別低的解碼特性的ZF的那些相同的程度。
控制單元14向接收機(jī)通知發(fā)射機(jī)10端已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式?；蛘?，響應(yīng)于接收機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式的來(lái)自接收機(jī)的信息，控制單元14可以切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式。
圖4示出了發(fā)送天線加權(quán)單元12的內(nèi)部配置。如圖4所示，在閉環(huán)類型MIMO通信模式下，每個(gè)流發(fā)送數(shù)據(jù)被乘以天線加權(quán)。但是，在開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式下，發(fā)送天線加權(quán)單元12被切換使得數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)，并且沒(méi)有發(fā)送加權(quán)地發(fā)送數(shù)據(jù)。
圖5示意地示出了按照這個(gè)實(shí)施例的、在其中閉環(huán)類型和開(kāi)環(huán)類型共存的MIMO通信系統(tǒng)中工作的接收機(jī)20的功能配置。
如圖5所示，接收機(jī)20具有多個(gè)接收天線21-1、21-2、...、21-n并且使用在接收機(jī)和具有多個(gè)發(fā)送天線的發(fā)射機(jī)之間形成的多個(gè)流來(lái)執(zhí)行MIMO通信。
數(shù)據(jù)再現(xiàn)單元23-1、23-2、...、23-n解調(diào)和解碼每個(gè)流的發(fā)送數(shù)據(jù)。接收天線加權(quán)單元22按照閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的操作模式向每個(gè)接收流施加天線加權(quán)。
接收機(jī)20一般工作在閉環(huán)類型MIMO通信模式中，根據(jù)來(lái)自發(fā)射機(jī)的參考信號(hào)來(lái)獲取信道矩陣H，并且向發(fā)射機(jī)發(fā)送反饋信息。接收機(jī)20通過(guò)添加接收天線加權(quán)來(lái)更適當(dāng)?shù)匕l(fā)送信息。
按照通過(guò)信道矩陣的奇異值分解而連續(xù)獲得的發(fā)送加權(quán)V的改變和諸如接收誤差率的提高等接收特性的變差，控制單元24估計(jì)信道矩陣已經(jīng)隨著時(shí)間而改變，并且切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式。圖6示出了接收機(jī)20的操作處理。這種操作防止在閉環(huán)類型MIMO通信中的解碼特性變差到與具有在開(kāi)環(huán)類型的MIMO方案中的特別低的解碼特性的ZF的那些相同的程度。
控制單元24向發(fā)射機(jī)10通知接收機(jī)20端已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式?；蛘撸憫?yīng)于發(fā)射機(jī)已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式的來(lái)自發(fā)射機(jī)10的信息，控制單元24可以切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式。接收機(jī)端已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)類型的空間復(fù)用通信模式的信息可以通過(guò)與數(shù)據(jù)通信信道相同的MIMO通信而被發(fā)送到發(fā)射機(jī)；但是，可以使用除了MIMO通信信道之外的無(wú)線通信方案——諸如無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)送信道或傳感器網(wǎng)絡(luò)等——來(lái)發(fā)送所述信息。
接收天線加權(quán)單元22按照由控制單元24確定的接收方案來(lái)確定天線加權(quán)。在開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式下，應(yīng)用了除了迫零之外的通信方案，諸如MMSE、BLAST、MMSE+BLAST、最大似然性估計(jì)等。
在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的每個(gè)接收架構(gòu)中，可以在接收方案中共享多個(gè)電路處理單元，其中包括諸如Moore Penrose和LU分解的多個(gè)通用逆矩陣運(yùn)算電路、用于天線加權(quán)的復(fù)共軛倍增電路和多個(gè)關(guān)于CDM和OFDM解碼的運(yùn)算電路。
已經(jīng)參照特定的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明。但是，顯然本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下改變或修改所述實(shí)施例。即，本發(fā)明已經(jīng)以例證的形式被公開(kāi)，并且說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)解釋為限定性的。為了理解本發(fā)明的主題，應(yīng)當(dāng)參見(jiàn)所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)和具有多個(gè)天線的接收機(jī)形成一對(duì)，并且空間地復(fù)用和通信信號(hào)，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送用于獲得信道信息的信號(hào)，并且接收機(jī)向發(fā)射機(jī)發(fā)送所述信道信息的反饋；開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，僅僅發(fā)射機(jī)向接收機(jī)發(fā)送用于獲得信道信息的信號(hào)；以及模式切換器，被配置來(lái)在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式之間切換。
2.按照權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)傳輸期間，一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定數(shù)量的比特或預(yù)定的發(fā)送時(shí)間。
3.按照權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)傳輸期間，誤差率已經(jīng)超過(guò)預(yù)定值。
4.按照權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下，接收機(jī)通過(guò)接收從發(fā)射機(jī)發(fā)送的參考信號(hào)來(lái)找到信道矩陣H，通過(guò)執(zhí)行將信道矩陣H奇異值分解為UDVH來(lái)獲得接收加權(quán)矩陣UH、對(duì)角矩陣D和發(fā)送加權(quán)矩陣V，并且向發(fā)射機(jī)發(fā)送所述發(fā)送加權(quán)矩陣V的反饋，SVD-MIMO通信被執(zhí)行，其中發(fā)射機(jī)使用發(fā)送加權(quán)矩陣V來(lái)執(zhí)行加權(quán)發(fā)送，并且接收機(jī)使用接收加權(quán)矩陣UH來(lái)執(zhí)行加權(quán)接收，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，通過(guò)奇異值分解獲得的發(fā)送加權(quán)矩陣V在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)發(fā)送期間已經(jīng)改變到超出預(yù)定值。
5.按照權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，發(fā)射機(jī)在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)射機(jī)未向所述數(shù)據(jù)施加發(fā)送加權(quán)。
6.按照權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，接收機(jī)在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下根據(jù)從傳播路徑條件獲得的信道矩陣的逆矩陣H-來(lái)執(zhí)行除了用于提供接收加權(quán)之外的通信方案的開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信操作。
7.一種無(wú)線通信裝置，具有多個(gè)天線，用于空間地復(fù)用信號(hào)和向具有多個(gè)天線的接收機(jī)發(fā)送信號(hào)，所述無(wú)線通信裝置包括閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，所述裝置根據(jù)來(lái)自接收機(jī)的反饋信息而執(zhí)行加權(quán)發(fā)送；開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，所述裝置執(zhí)行非加權(quán)發(fā)送；以及模式切換器，被配置來(lái)在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式之間切換。
8.按照權(quán)利要求7的無(wú)線通信裝置，其中，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下在數(shù)據(jù)發(fā)送期間，一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定的比特量或預(yù)定的發(fā)送時(shí)間。
9.按照權(quán)利要求7的無(wú)線通信裝置，其中，模式切換器向接收機(jī)通知模式已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
10.按照權(quán)利要求7的無(wú)線通信裝置，其中，響應(yīng)于來(lái)自模式已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式的接收機(jī)的信息，模式切換器切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
11.按照權(quán)利要求7的無(wú)線通信裝置，其中，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下，所述裝置從接收機(jī)接收用于獲取發(fā)送加權(quán)矩陣V的反饋信息，并且執(zhí)行通過(guò)發(fā)送加權(quán)矩陣V執(zhí)行加權(quán)發(fā)送的SVD-MIMO發(fā)送；并且所述裝置在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下發(fā)送所述裝置未施加發(fā)送加權(quán)V的數(shù)據(jù)。
12.一種無(wú)線通信裝置，具有多個(gè)天線，用于從具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)接收復(fù)用信號(hào)，所述無(wú)線通信裝置包括閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，所述裝置向發(fā)射機(jī)發(fā)送信道信息的反饋；開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，其中，所述裝置不向發(fā)射機(jī)發(fā)送信道信息的反饋；模式切換器，被配置來(lái)在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式和開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式之間切換。
13.按照權(quán)利要求12的無(wú)線通信裝置，其中，模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下在數(shù)據(jù)發(fā)送期間，誤差率已經(jīng)超過(guò)預(yù)定值。
14.按照權(quán)利要求12的無(wú)線通信裝置，其中，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下，所述裝置通過(guò)接收從發(fā)射機(jī)發(fā)送的參考信號(hào)來(lái)找到信道矩陣H，通過(guò)執(zhí)行將信道矩陣H奇異值分解為UDVH來(lái)獲得接收加權(quán)矩陣UH、對(duì)角矩陣D和發(fā)送加權(quán)矩陣V，并且執(zhí)行SVD-MIMO通信，其中所述裝置使用接收加權(quán)矩陣UH來(lái)執(zhí)行加權(quán)接收，并且向發(fā)射機(jī)發(fā)送發(fā)送加權(quán)矩陣V的反饋，以及模式切換器響應(yīng)于下述信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式即，在閉環(huán)空間復(fù)用通信模式下的數(shù)據(jù)發(fā)送期間，通過(guò)奇異值分解獲得的發(fā)送加權(quán)矩陣V已經(jīng)改變到超出預(yù)定值。
15.按照權(quán)利要求12的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，模式切換器向發(fā)射機(jī)通知模式已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
16.按照權(quán)利要求12的無(wú)線通信裝置，其中，響應(yīng)于來(lái)自模式已經(jīng)切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式的發(fā)射機(jī)的信息，模式切換器切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
17.按照權(quán)利要求12的無(wú)線通信裝置，其中，所述裝置在開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式下根據(jù)從傳播路徑條件獲得的信道矩陣的逆矩陣H-來(lái)執(zhí)行除了用于提供接收加權(quán)之外的通信方案的開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信操作。
18.一種無(wú)線通信方法，用于在具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)中空間地復(fù)用信號(hào)和向具有多個(gè)天線的接收機(jī)發(fā)送信號(hào)，所述無(wú)線通信方法包括步驟根據(jù)來(lái)自接收機(jī)的反饋信息來(lái)執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行加權(quán)發(fā)送；響應(yīng)于一次要發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定的比特量或預(yù)定的發(fā)送時(shí)間的信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行非加權(quán)發(fā)送；執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信。
19.一種無(wú)線通信方法，用于在具有多個(gè)天線的接收機(jī)中從具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)接收復(fù)用信號(hào)，所述無(wú)線通信方法包括步驟在發(fā)射機(jī)已經(jīng)施加了發(fā)送加權(quán)的假設(shè)下執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)執(zhí)行加權(quán)接收；響應(yīng)于接收特性的改變而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)執(zhí)行加權(quán)發(fā)送；在發(fā)送加權(quán)已經(jīng)被發(fā)射機(jī)施加的假設(shè)下執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信。
20.一種計(jì)算機(jī)程序，它以計(jì)算機(jī)可讀形式被描述，以便在具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行用于空間復(fù)用和向具有多個(gè)天線的接收機(jī)發(fā)送信號(hào)的處理，所述計(jì)算機(jī)程序包括步驟根據(jù)來(lái)自接收機(jī)的反饋信息而執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信模式，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信模式使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行加權(quán)發(fā)送；響應(yīng)于要一次發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定數(shù)量的比特或預(yù)定發(fā)送時(shí)間的信息而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式使得發(fā)射機(jī)執(zhí)行非加權(quán)發(fā)送；并且執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信模式。
21.一種計(jì)算機(jī)程序，它以計(jì)算機(jī)可讀形式被描述，以便在具有多個(gè)天線的接收機(jī)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行用于從具有多個(gè)天線的發(fā)射機(jī)接收信號(hào)的處理，所述計(jì)算機(jī)程序包括步驟在發(fā)送加權(quán)已經(jīng)被發(fā)射機(jī)施加的假設(shè)下執(zhí)行閉環(huán)空間復(fù)用通信，所述閉環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)可以執(zhí)行加權(quán)接收；響應(yīng)于接收特性的改變而切換到開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信，所述開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信使得接收機(jī)執(zhí)行加權(quán)接收；并且在發(fā)送加權(quán)已經(jīng)被發(fā)射機(jī)施加的假設(shè)下執(zhí)行開(kāi)環(huán)空間復(fù)用通信。
全文摘要
在本發(fā)明中，為了在避免由于信道矩陣隨著時(shí)間的改變而導(dǎo)致的解碼特性的變差的同時(shí)使用MIMO通信方案一次串行發(fā)送大量數(shù)據(jù)，一種無(wú)線通信系統(tǒng)組合地使用開(kāi)環(huán)類型和閉環(huán)類型MIMO通信模式，并且在閉環(huán)類型MIMO通信模式下數(shù)據(jù)發(fā)送期間響應(yīng)于一次發(fā)送的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定比特量或預(yù)定發(fā)送時(shí)間的信息而切換到開(kāi)環(huán)類型MIMO通信模式。通過(guò)中斷無(wú)益的閉環(huán)類型MIMO通信和切換到好于迫零的開(kāi)環(huán)類型MIMO通信，防止解碼特性變差。
文檔編號(hào)H04B7/04GK1691536SQ20051006845
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者澤井亮 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社