專利名稱：無線發(fā)送裝置及預(yù)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線發(fā)送裝置及預(yù)編碼方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，MIMO (Multiple-Input Multiple-Output 多輸入多輸出)系統(tǒng)受到關(guān)注。在MIMO系統(tǒng)中，無線發(fā)送裝置將發(fā)送數(shù)據(jù)(流)分別從多個發(fā)送天線端口空分復用并發(fā)送，無線接收裝置將在傳播路徑上多個發(fā)送數(shù)據(jù)彼此混雜而成的接收數(shù)據(jù)空間分離成原來的發(fā)送數(shù)據(jù)并接收(例如，參照非專利文獻1) ο在MIMO系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)送天線端口數(shù)為Ntx、接收天線端口數(shù)為Nrx的情況下，可復用的流數(shù)通過下式(1)而獲得。min(Ntx, Nrx). . . (1)其中，函數(shù)min(x，y)是返回χ及y中的較小的值的函數(shù)。即，可復用的流數(shù)為發(fā)送天線端口數(shù)Ntx及接收天線端口數(shù)Nrx中的較小的數(shù)。此外，在MIMO系統(tǒng)中，在發(fā)送帶寬因數(shù)據(jù)傳輸率提高而擴寬并且產(chǎn)生多路徑的情況下，一般而言，利用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交頻分復用)等，將各流的多路徑環(huán)境變換成單徑環(huán)境(即，路徑數(shù)為1)來處理。另外，作為MIMO系統(tǒng)的擴展方式，提出了在發(fā)送天線端口數(shù)多于接收天線端口數(shù)的情況下，利用在傳播路徑中產(chǎn)生的多路徑來增加流數(shù)的方式(例如，參照非專利文獻2)。 具體而言，設(shè)發(fā)送天線端口數(shù)為Ntx、接收天線端口數(shù)為Nrx、路徑數(shù)為M的情況下，可復用的流數(shù)通過下式( 而獲得。min (Ntx, NrxXM)…(2)現(xiàn)有技術(shù)文獻非專利文獻非專禾丨J 文獻 1 :"0n Limits of Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multiple Antennas","Wireless Personal Communications 6 pp. 311-335，，，" 1998”，"G. J. F0SCHINI and M. J. GANS”非專利文獻2:安達、安達、小島、武田，“周波數(shù)選択性f ^才、^ (二杉It 6 M I M 0 f Y彳、義容量^考察”，2008年電子信息通信學會綜合大會BS-1-4，2008(F. Adachi, K. Adachi, Y. Kojima, K. Takeda, “ Study on ΜΙΜΟ Channel Capacity in A Frequency-selective Channel" , IEICE General Conference, BS-1-4, March 2008)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題作為保證某一規(guī)定的傳輸質(zhì)量的容量，定義有中斷容量(Outage Capacity)。例如，的中斷容量被定義為對于信道的(100-q) %所保證的數(shù)據(jù)率。作為一個例子，用圖1的實線表示10%的中斷容量。在圖1中，橫軸表示數(shù)據(jù)率(傳輸率)，縱軸表示累積分布函數(shù)(CDF Cumulative Distribution Function)。如圖1所示，能夠無差錯地進行通信的傳輸率為3. 9bps/Hz以下的幾率為10%。換言之，在以3. 9bps/Hz的傳輸率進行通信的情況下，不能無差錯地進行通信的幾率為10%。另外，圖2示出了接收SNR(Signal to Noise Ratio 信噪比，或接收功率)與分組差錯率之間的關(guān)系。如圖2所示，有以下關(guān)系接收SNR(接收功率)越高，分組的差錯率越低。另外，唯一地確定滿足期望的差錯率(例如，圖2所示的10%)的接收SNR(接收功率)Y。這里，在如式( 所示的現(xiàn)有技術(shù)中，有時通過多路徑數(shù)或接收功率不能增加中斷容量。以下，具體地進行說明。首先，說明多路徑的數(shù)目少而每條路徑的接收功率大的情況。這里，說明發(fā)送天線端口為4個，接收天線端口為1個，期望分組差錯率為圖2所示的10 %的情況(即， MISO(Multiple-Input Single-Output 多輸入單輸出)信道的情況)。例如，在多路徑僅為直達波及延遲波的總計為2路徑(M=》的情況下，按照式O)，可復用的流數(shù)為2(= min(4, 0X1)))。即，盡管發(fā)送天線端口數(shù)為4個，但無線發(fā)送裝置只能空分復用兩個流。另外，無線發(fā)送裝置的總發(fā)送功率在傳播路徑中被分配到多路徑，所以路徑數(shù)越少，每一路徑的接收功率越大。因此，在路徑數(shù)M = 2的情況下，每一路徑的接收功率變大， 大于滿足圖2所示的期望分組差錯率10%的接收功率γ的可能性變大。此時，分組差錯率低于期望分組差錯率(10%)的可能性大。但是，在中斷容量的計算中，無論分組差錯率降低多少都不會有助于增加中斷容量。因此，即使通過增大每一路徑的接收功率來使分組差錯率低于期望分組差錯率，但因為可復用的流數(shù)僅為二個，所以中斷容量也并不增加。艮口， 在各路徑中，大于滿足期望的差錯率的接收功率Y的功率被浪費。接著，說明多路徑的數(shù)目多而每條路徑的接收功率小的情況。例如，說明接收天線端口為1個、直達波及延遲波共計為8路徑(M = 8)、期望分組差錯率為圖2所示的10%的情況。無線發(fā)送裝置的總發(fā)送功率呈現(xiàn)出路徑數(shù)越多每一路徑的接收功率越小。因此，在路徑數(shù)M = 8的情況下，每一路徑的接收功率變得小于滿足圖2所示的期望分組差錯率10% 的接收功率Y的可能性增大。因此，按照式O)，雖然可復用的流數(shù)為8( = 8X1)，但無法得到滿足期望分組差錯率(10% )的接收功率Y，由于未能滿足期望差錯率，因此無法增加中斷容量。這樣，因多路徑的數(shù)目及接收功率、即傳播路徑的狀況而發(fā)生無法增加中斷容量的情況。本發(fā)明的目的在于，提供能夠根據(jù)傳播路徑的狀況而可靠地增加中斷容量的無線發(fā)送裝置及預(yù)編碼方法。解決問題的方案本發(fā)明的無線發(fā)送裝置將多個流發(fā)送到無線接收裝置，該無線發(fā)送裝置所采用的結(jié)構(gòu)包括決定單元，基于期望多路徑數(shù)和接收天線端口數(shù)，決定空分復用流數(shù)，所述期望多路徑數(shù)基于檢測多路徑數(shù)、所述無線接收裝置的所述接收天線端口數(shù)和所述多個流的期望差錯率算出；分割單元，將發(fā)送數(shù)據(jù)分割為所述空分復用流數(shù)的所述多個流；計算單元， 基于所述期望多路徑數(shù)、所述空分復用流數(shù)和信道估計值，計算發(fā)送權(quán)重；以及預(yù)編碼單元，利用所述發(fā)送權(quán)重，對所述多個流進行預(yù)編碼。本發(fā)明的預(yù)編碼方法，包括基于檢測多路徑數(shù)、接收天線端口數(shù)和多個流的期望差錯率，計算期望多路徑數(shù)；基于所述期望多路徑數(shù)和所述接收天線端口數(shù)，決定空分復用流數(shù)；將發(fā)送數(shù)據(jù)分割為所述空分復用流數(shù)的多個流；基于所述期望多路徑數(shù)、所述空分復用流數(shù)和信道估計值，計算發(fā)送權(quán)重；以及利用所述發(fā)送權(quán)重，對所述多個流進行預(yù)編碼。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)傳播路徑的狀況而可靠地增加中斷容量。


圖1是表示中斷容量與⑶F之間的關(guān)系的圖。圖2是表示接收SNR和分組差錯率之間的關(guān)系的圖。圖3是表示本發(fā)明第1實施方式的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4是表示本發(fā)明第1實施方式的無線接收裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖5是表示本發(fā)明第1實施方式的各調(diào)制方式的每比特的接收SNR和分組差錯率之間的關(guān)系的圖。圖6是表示本發(fā)明第1實施方式的每比特的接收SNR與傳輸率之間的關(guān)系的圖。圖7是表示本發(fā)明第1實施方式的無線接收裝置檢測的多路徑的圖。圖8是以公式表示本發(fā)明第1實施方式的系統(tǒng)時的方框圖。圖9是表示本發(fā)明第1實施方式的預(yù)編碼處理的步驟的時序圖。圖10是表示本發(fā)明第2實施方式的預(yù)編碼處理的步驟的時序圖。圖11是表示本發(fā)明第2實施方式的反饋信息的圖。圖12是表示本發(fā)明第2實施方式的其他預(yù)編碼處理的步驟的時序圖。圖13是表示本發(fā)明第2實施方式的其他反饋信息的圖。圖14是表示本發(fā)明第3實施方式的預(yù)編碼處理的步驟的時序圖。圖15是表示本發(fā)明第4實施方式的預(yù)編碼處理的步驟的時序圖。圖16A是表示本發(fā)明變形方式的流分布的圖。
圖16B是表示本發(fā)明變形方式的其他流分布的圖。
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。(第1實施方式)圖3示出了本實施方式的無線發(fā)送裝置100的結(jié)構(gòu)。在圖3所示的無線發(fā)送裝置100中，與可復用發(fā)送的天線數(shù)(即，發(fā)送天線端口數(shù))Ntx相對應(yīng)地具備天線101-1 101-Ntx。另外，分別與天線101-1 IOl-Ntx相對應(yīng)地具備RF發(fā)送單元113-1 113-Ntx。另外，與由復用數(shù)決定單元1072決定的流復用數(shù) (即，空分復用流數(shù))Nmux相對應(yīng)地具備流數(shù)據(jù)處理單元110-1 110-Nmux。在圖3所示的無線發(fā)送裝置100中，RF接收單元102分別通過天線101_1 天線 IOl-Ntx接收從后述的無線接收裝置200發(fā)送了的控制信息，并對該控制信息進行下變頻、A/D轉(zhuǎn)換等接收處理。RF接收單元102將經(jīng)接收處理的控制信息輸出到控制信息解調(diào)單元 103。另外，該控制信息中包含由無線接收裝置200決定了的期望多路徑數(shù)(Lreq)、由無線接收裝置200設(shè)定了的可接收的天線數(shù)(Nrx)及由無線接收裝置200生成了的包含發(fā)送天線(天線101-1 天線101-Ntx)的信道信息(信道估計值)的合成信道矩陣(H)?？刂菩畔⒔庹{(diào)單元103解調(diào)從RF接收單元102輸入的控制信息，并將解調(diào)后的控制信息輸出到期望多路徑數(shù)提取單元104、可接收天線數(shù)提取單元105及信道矩陣提取單元 106。期望多路徑數(shù)提取單元104根據(jù)從控制信息解調(diào)單元103輸入的控制信息提取期望多路徑數(shù)Lreq，并將提取到的期望多路徑數(shù)Lreq輸出到時間/空間分配決定單元107?？山邮仗炀€數(shù)提取單元105根據(jù)從控制信息解調(diào)單元103輸入的控制信息提取可接收天線數(shù)Nrx，并將提取到的可接收天線數(shù)Nrx輸出到時間/空間分配決定單元107。信道矩陣提取單元106根據(jù)從控制信息解調(diào)單元103輸入的控制信息提取合成信道矩陣H，并將提取到的合成信道矩陣H輸出到發(fā)送權(quán)重計算單元108。從高層向時間/空間分配決定單元107輸入表示可發(fā)送天線數(shù)Ntx及發(fā)送數(shù)據(jù)類別(數(shù)據(jù)信道、控制信道、分組信道、話音信道等)的信息。時間/空間分配決定單元107根據(jù)輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)類別決定可復用發(fā)送的天線數(shù) Ntx0另外，時間/空間分配決定單元107的多路徑數(shù)決定單元1071將從期望多路徑數(shù)提取單元104輸入的期望多路徑數(shù)Lreq決定為用于發(fā)送權(quán)重計算的多路徑數(shù)。另外，時間/ 空間分配決定單元107的復用數(shù)決定單元1072基于從期望多路徑數(shù)提取單元104輸入的期望多路徑數(shù)Lreq、從可接收天線數(shù)提取單元105輸入的可接收天線數(shù)Nrx，按照下式(3)， 決定流復用數(shù)Nmux。Nmux = LreqXNrx ... (3)并且，多路徑數(shù)決定單元1071將決定了的多路徑數(shù)Lreq輸出到發(fā)送權(quán)重計算單元108，復用數(shù)決定單元1072將決定了的流復用數(shù)Nmux輸出到發(fā)送權(quán)重計算單元108及流分割處理單元109。此外，時間/空間分配決定單元107也可以獨立地決定流復用數(shù)Nmux 及多路徑數(shù)(即，發(fā)送延遲波數(shù))。發(fā)送權(quán)重計算單元108基于從多路徑數(shù)決定單元1071輸入的期望多路徑數(shù)Lreq、 從復用數(shù)決定單元1072輸入的流復用數(shù)Nmux及從信道矩陣提取單元106輸入的合成信道矩陣H，計算時域的發(fā)送權(quán)重(時間預(yù)編碼矩陣)W(t)及空域的發(fā)送權(quán)重(空間預(yù)編碼矩陣)W(s)。這里，發(fā)送權(quán)重計算單元108計算出多個流數(shù)據(jù)通過期望多路徑數(shù)Lreq個多路徑在無線接收裝置200中被接收的發(fā)送權(quán)重(W(t))。然后，發(fā)送權(quán)重計算單元108將時域的發(fā)送權(quán)重W(t)分別輸出到流數(shù)據(jù)處理單元110-1 IlO-Nmux的各時間預(yù)編碼處理單元 1103，并將空域的發(fā)送權(quán)重W(S)輸出到空間預(yù)編碼處理單元111。流分割處理單元109將輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)分割為數(shù)目為從復用數(shù)決定單元1072輸入的流復用數(shù)Nmux的多個流數(shù)據(jù)。然后，流分割處理單元109將多個(Nmux個)流數(shù)據(jù)分別輸出到對應(yīng)的流數(shù)據(jù)處理單元110-1 IlO-Nmux的塊生成單元1101。流數(shù)據(jù)處理單元110-1 IlO-Nmux分別具有塊生成單元1101、調(diào)制單元1102及時間預(yù)編碼處理單元1103。以下，具體說明流數(shù)據(jù)處理單元110-1 IlO-Nmux的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
塊生成單元1101將從流分割處理單元109輸入的流數(shù)據(jù)塊化成例如由N樣本 (碼元)構(gòu)成的塊。另外，塊生成單元1101對生成了的每個塊附加循環(huán)前綴(CP=Cyclic Prefix)。然后，塊生成單元1101將進行了塊化的流數(shù)據(jù)輸出到調(diào)制單元1102。調(diào)制單元1102對從塊生成單元1101輸入的流數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并將調(diào)制后的流數(shù)據(jù)輸出到時間預(yù)編碼處理單元1103。時間預(yù)編碼處理單元1103利用從發(fā)送權(quán)重計算單元108輸入的時域的發(fā)送權(quán)重 W(t)，對從調(diào)制單元1102輸入的流數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼。具體而言，時間預(yù)編碼處理單元1103 將時域的發(fā)送權(quán)重W(t)與流數(shù)據(jù)相乘。然后，時間預(yù)編碼處理單元1103將乘以了發(fā)送權(quán)重W(t)的流數(shù)據(jù)輸出到空間預(yù)編碼處理單元111?？臻g預(yù)編碼處理單元111利用從發(fā)送權(quán)重計算單元108輸入的空域的發(fā)送權(quán)重 W(S)，對分別從流數(shù)據(jù)處理單元110-1 IlO-Nmux的各時間預(yù)編碼處理單元1103輸入的多個流數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼。具體而言，空間預(yù)編碼處理單元111將空域的發(fā)送權(quán)重W(S)與多個流數(shù)據(jù)相乘。然后，空間預(yù)編碼處理單元111將乘以了發(fā)送權(quán)重W(S)的流數(shù)據(jù)(Ntx個數(shù)據(jù))分別輸出到對應(yīng)的RF發(fā)送單元113-1 113-Ntx?？刂菩诺勒{(diào)制單元112對包含可發(fā)送天線數(shù)Ntx的控制信道進行調(diào)制，并將調(diào)制后的控制信道分別輸出到RF發(fā)送單元113-1 113-Ntx。RF發(fā)送單元113-1 113-Ntx對于分別從天線101-1 101-Ntx發(fā)送的導頻(未圖示)、從空間預(yù)編碼處理單元111輸入的流數(shù)據(jù)及從控制信道調(diào)制單元112輸入的控制信道，進行D/A轉(zhuǎn)換、放大及上變頻等發(fā)送處理。并且，RF發(fā)送單元113-1 113-Ntx將發(fā)送處理后的信號從天線101-1 IOl-Ntx向無線接收裝置200發(fā)送。由此，向無線接收裝置 200發(fā)送多個流數(shù)據(jù)。接著，說明本實施方式的無線接收裝置。圖4示出了本實施方式的無線接收裝置 200的結(jié)構(gòu)。在圖4所示的無線接收裝置200中，與可接收天線數(shù)Nrx相對應(yīng)地具備天線
201-1 201-Nrx。另外，分別與天線201-1 201_Nrx相對應(yīng)地具備接收信號處理單元
202-1 202-Nrx。接收信號處理單元202-1 202-Nrx分別具備RF接收單元2021、數(shù)據(jù)解調(diào)單元 2022、導頻解調(diào)單元2023、信道估計單元20 及多路徑數(shù)檢測單元2025。以下，具體說明接收信號處理單元202-1 202-Nrx的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。接收信號處理單元202-1 202-Nrx的各RF接收單元2021對分別通過天線 201-1 201-Nrx輸入的接收信號進行下變頻、A/D轉(zhuǎn)換等接收處理。并且，RF接收單元 2021將接收信號所包含的數(shù)據(jù)信號輸出到數(shù)據(jù)解調(diào)單元2022，將接收信號所包含的導頻輸出到導頻解調(diào)單元2023，將接收信號所包含的控制信道輸出到控制信道解調(diào)單元203。數(shù)據(jù)解調(diào)單元2022對從RF接收單元2021輸入的數(shù)據(jù)信號進行解調(diào)，并將解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號輸出到流分離單元205。導頻解調(diào)單元2023對從RF接收單元2021輸入的、無線發(fā)送裝置100的每個發(fā)送天線端口(天線101-1 101-Ntx)的導頻進行解調(diào)，并將解調(diào)后的導頻輸出到信道估計單元 2(m0信道估計單元20M利用從導頻解調(diào)單元2023輸入的導頻，對多路徑的每條路徑進行信道估計。然后，信道估計單元20M將估計出的信道估計值輸出到多路徑數(shù)檢測單元 2025、流分離單元205及信道矩陣生成單元207。多路徑數(shù)檢測單元2025利用從信道估計單元20M輸入的信道估計值，檢測多路徑數(shù)M。這里，多路徑數(shù)檢測單元2025檢測的多路徑數(shù)(檢測多路徑數(shù))M是未經(jīng)無線發(fā)送裝置100進行預(yù)編碼處理時的多路徑數(shù)。然后，多路徑數(shù)檢測單元2025將檢測到的多路徑數(shù)M輸出到期望多路徑數(shù)決定單元204?？刂菩诺澜庹{(diào)單元203對從接收信號處理單元202-1 202_Nrx的各RF接收單元2021輸入的控制信道進行解調(diào)，并提取解調(diào)后的控制信道所包含的可復用發(fā)送天線數(shù) Ntx0然后，控制信道解調(diào)單元203將提取到的可復用發(fā)送天線數(shù)Ntx輸出到期望多路徑數(shù)決定單元204及流分離單元205。從高層對期望多路徑數(shù)決定單元204、流分離單元205及控制信息調(diào)制單元208輸入可接收天線數(shù)Nrx。期望多路徑數(shù)決定單元204基于從接收信號處理單元202-1 202_Nrx的各多路徑數(shù)檢測單元2025輸入的多路徑數(shù)M、輸入的可接收天線數(shù)Nrx、多個流數(shù)據(jù)的期望差錯率及從控制信道解調(diào)單元203輸入的可復用發(fā)送天線數(shù)Ntx，決定期望多路徑數(shù)Lreq。例如， 期望多路徑數(shù)決定單元204計算每1流的接收功率成為滿足圖2所示的期望差錯率所需的接收功率(接收SNR) γ的多路徑數(shù)，并將該多路徑數(shù)決定為期望多路徑數(shù)Lreq。然后，期望多路徑數(shù)決定單元204將決定了的期望多路徑數(shù)Lreq輸出到流分離單元205及控制信息調(diào)制單元208。這里，無線接收裝置200將NrxXLreq的流以空域及時域的二維方式進行分離。因此，在Lreq = 1的情況下，全部的流在空域被復用，在Lreq = Ntx的情況下，全部的流在時域被復用。流分離單元205利用從接收信號處理單元202-1 202_Nrx的各個信道估計單元20M輸入的信道估計值、從控制信道解調(diào)單元203輸入的可復用發(fā)送天線數(shù)Ntx及從期望多路徑數(shù)決定單元204輸入的期望多路徑數(shù)Lreq，根據(jù)從接收信號處理單元202_1 202-Nrx的各數(shù)據(jù)解調(diào)單元2022分別輸入的數(shù)據(jù)信號，在空域及時域?qū)?NmuxXLreq)個流進行分離。然后，流分離單元205將分離了的流輸出到流結(jié)合處理單元206。流結(jié)合處理單元206將從流分離單元205輸入的流進行結(jié)合，并將結(jié)合后的數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)輸出。信道矩陣生成單元207利用從接收信號處理單元202-1 202_Nrx的各個信道估計單元20M輸入的信道估計值，生成包含與無線發(fā)送裝置100的發(fā)送天線端口(天線 101-1 IOl-NtX)對應(yīng)的信道信息的合成信道矩陣H。然后，信道矩陣生成單元207將生成了的合成信道矩陣H輸出到控制信息調(diào)制單元208?？刂菩畔⒄{(diào)制單元208對包含從期望多路徑數(shù)決定單元204輸入的期望多路徑數(shù) Lreq、從信道矩陣生成單元207輸入的合成信道矩陣H及可接收天線數(shù)Nrx的控制信息進行調(diào)制，并將調(diào)制后的控制信息輸出到RF發(fā)送單元209。RF發(fā)送單元209對從控制信息調(diào)制單元208輸入的控制信息進行D/A轉(zhuǎn)換、放大及上變頻等發(fā)送處理，并將發(fā)送處理后的控制信息從天線201-1 201-Nrx向無線發(fā)送裝置100發(fā)送。接著，說明本實施方式的預(yù)編碼處理的詳細情況。
首先，說明滿足圖2所示的期望差錯率的接收功率(接收SNR) γ的設(shè)定方法。圖5示出了調(diào)制方式為QPSK、16QAM、64QAM時的、與每比特的接收SNR(接收功率) 相對應(yīng)的分組差錯率。這里，雖然調(diào)制級數(shù)越大，以1碼元能夠發(fā)送的比特數(shù)越多，但是在以1碼元發(fā)送的比特之間，差錯率上產(chǎn)生偏差。具體而言，以1碼元發(fā)送的比特中的低位的比特比高位的比特容易發(fā)生誤碼。因此，如圖5所示，與每比特的接收功率相對應(yīng)的分組差錯率是，QPSK最低，調(diào)制級數(shù)越大，分組差錯率越高。另外，調(diào)制級數(shù)越大，低位的比特不發(fā)生誤碼的接收功率進一步變大。具體而言，如圖5所示，為了得到相同的分組差錯率(例如， 圖5所示的分組差錯率10%)，調(diào)制級數(shù)越大，每比特所需的接收功率越高。此外，這里，作為調(diào)制方式，對QAM方式進行了說明，但即使是PSK方式等其他的調(diào)制方式也同樣能夠顯出上述特性(圖幻。即，即使是PSK方式等其他的調(diào)制方式，也具有以下特性越增加以1碼元發(fā)送的比特數(shù)，越增加與每比特的接收SNR(接收功率)相對應(yīng)的分組差錯率。接著，圖6示出了對每比特的接收SNR(接收功率)的傳輸率。如圖6所示，在改變QPSK的復用數(shù)的情況下，得到與每比特的接收功率成正比的傳輸率。對此，如圖6所示， 在如自適應(yīng)調(diào)制(AMC Adaptive Modulating and Coding 自適應(yīng)調(diào)制與編碼)等那樣地改變調(diào)制級數(shù)的情況下，每比特的接收功率越高(即，通過自適應(yīng)調(diào)制，調(diào)制級數(shù)越大)，越不能得到與接收功率成正比的傳輸率。這是由于如圖5所示那樣，調(diào)制級數(shù)越大，分組差錯率越高。即，為了得到與每比特的接收SNR(接收功率)成正比的傳輸率(容量)，與如自適應(yīng)調(diào)制那樣改變調(diào)制級數(shù)(即，改變通過1碼元傳輸?shù)谋忍財?shù))相比，以QPSK等的每比特的接收SNR特性上良好的調(diào)制方式來并行傳輸信號，并且改變該并行數(shù)的方式更能夠提高傳輸率(容量)。即，無線接收裝置200根據(jù)傳播路徑的狀況例如接收SNR (接收功率)，不改變調(diào)制方式，而改變并行發(fā)送QPSK的發(fā)送復用數(shù)，S卩，在本實施方式中，通過改變空間及時間的二維地復用的流復用數(shù)Nmux來進行通信，從而預(yù)期傳輸率(容量)的增大。著眼于上述特性，無線接收裝置200的期望多路徑數(shù)決定單元204決定期望多路徑數(shù)Lreq，以使接收信號(多個流數(shù)據(jù))的各流數(shù)據(jù)的接收功率(接收SNR)成為滿足QPSK 通信中的期望差錯率的值。另外，無線發(fā)送裝置100的時間/空間分配決定單元107基于由基于QPSK通信中的規(guī)定差錯率計算出的期望多路徑數(shù)Lreq，決定流復用數(shù)Nmux。另外， 無線發(fā)送裝置100的發(fā)送權(quán)重計算單元108控制發(fā)送權(quán)重，以使無線接收裝置200接收的信號(多個流數(shù)據(jù))的各流數(shù)據(jù)的接收SNR(接收功率)成為滿足QPSK通信中的期望差錯率的值。例如，如圖7所示，在Nrx= 1的情況下(多路徑數(shù)和流復用數(shù)相同的情況下)， 無線接收裝置200決定各路徑的接收功率成為滿足期望差錯率的值(γ = Yqpsk)的期望多路徑數(shù)Lreq。這里，Y ^psk是進行QPSK通信時滿足期望差錯率的接收功率(接收SNR)。然后，無線發(fā)送裝置100以使多個流數(shù)據(jù)通過無線接收裝置200所反饋的期望多路徑數(shù)Lreq 個多路徑由無線接收裝置200接收的方式，計算出發(fā)送權(quán)重。S卩，在圖7中，無線發(fā)送裝置100即使在接收功率(接收SNR)變大的情況下，也不增大調(diào)制級數(shù)，而是通過增加多路徑數(shù)以使各路徑的接收功率變?yōu)閅qpsk,從而增加流復用數(shù)。換言之，無線發(fā)送裝置100增加時域下的流的復用數(shù)。這樣，始終使用QPSK作為調(diào)制方式，并改變進行QPSK通信的流的復用數(shù)，從此能夠如圖6所示那樣得到與接收功率成正比的傳輸率，能夠增加中斷容量。
接著，說明無線發(fā)送裝置100的發(fā)送權(quán)重計算單元108中的發(fā)送權(quán)重W(t)及W(s) 的計算方法。在以下的說明中，設(shè)可復用發(fā)送天線數(shù)為Ntx，設(shè)流復用數(shù)為Nmux。另外，1流通過由N樣本(碼元)組成的1塊(CP的附加單位)來構(gòu)成。另外，設(shè)可接收天線數(shù)Nrx 為1(即，MISO系統(tǒng))。此時，無線接收裝置200的天線的CP除去后的接收塊信號以下式(4)來表示。
權(quán)利要求
1.無線發(fā)送裝置，將多個流發(fā)送到無線接收裝置，該無線發(fā)送裝置包括決定單元，基于期望多路徑數(shù)和接收天線端口數(shù)，決定空分復用流數(shù)，所述期望多路徑數(shù)基于檢測多路徑數(shù)、所述無線接收裝置的所述接收天線端口數(shù)和所述多個流的期望差錯率算出；分割單元，將發(fā)送數(shù)據(jù)分割為所述空分復用流數(shù)的所述多個流；計算單元，基于所述期望多路徑數(shù)、所述空分復用流數(shù)和信道估計值，計算發(fā)送權(quán)重；以及預(yù)編碼單元，利用所述發(fā)送權(quán)重，對所述多個流進行預(yù)編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，所述決定單元基于所述期望多路徑數(shù)，決定所述空分復用流數(shù)，所述期望多路徑數(shù)基于四相相移鍵控通信中的所述期望差錯率算出。
3.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，所述計算單元計算所述多個流通過所述期望多路徑數(shù)的多路徑在所述無線接收裝置中被接收的所述發(fā)送權(quán)重。
4.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，所述計算單元計算通過由時間軸的權(quán)重和空間軸的權(quán)重構(gòu)成的矩陣表示的所述發(fā)送權(quán)重。
5.預(yù)編碼方法，包括基于檢測多路徑數(shù)、接收天線端口數(shù)和多個流的期望差錯率，計算期望多路徑數(shù)； 基于所述期望多路徑數(shù)和所述接收天線端口數(shù)，決定空分復用流數(shù)； 將發(fā)送數(shù)據(jù)分割為所述空分復用流數(shù)的多個流；基于所述期望多路徑數(shù)、所述空分復用流數(shù)和信道估計值，計算發(fā)送權(quán)重；以及利用所述發(fā)送權(quán)重，對所述多個流進行預(yù)編碼。
全文摘要
公開了能夠根據(jù)傳播路徑的狀況而可靠地增加中斷容量的無線發(fā)送裝置。本裝置是將多個流發(fā)送到無線接收裝置的無線發(fā)送裝置(100)，時間/空間分配決定單元(107)基于期望多路徑數(shù)和接收天線端口數(shù)決定空分復用流數(shù)，該期望多路徑數(shù)基于檢測多路徑數(shù)、無線接收裝置的接收天線端口數(shù)及多個流的期望差錯率算出，流分割處理單元(109)將發(fā)送數(shù)據(jù)分割為空分復用流數(shù)的多個流，發(fā)送權(quán)重計算單元(108)基于期望多路徑數(shù)、空分復用流數(shù)及信道估計值，計算出發(fā)送權(quán)重，時間預(yù)編碼處理單元(1103)及空間預(yù)編碼處理單元(111)利用發(fā)送權(quán)重對多個流進行預(yù)編碼。
文檔編號H04J99/00GK102326348SQ201080008778
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者三好憲一, 中尾正悟, 今村大地, 安達文幸, 高岡辰輔, 齊藤佳子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社