專利名稱：多載波通信方法和多載波通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多載波通信方法和多載波通信裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，多路徑衰減對移動無線通信環(huán)境的影響很大。在超寬頻帶(ultra broad frequency bands)發(fā)射中，頻率選擇性衰落(selective fading)的效果進一步增加，并成為降低系統(tǒng)性能的因素。
作為防止衰落導(dǎo)致的性能降低的方法，考慮了分集的使用。傳統(tǒng)上，最初使用的是接收分集，其處理在接收端執(zhí)行。近來使用了發(fā)射分集，其中發(fā)射端執(zhí)行分集發(fā)射，從而可以在減少移動終端負載的同時，用簡化的操作獲得分集效果。
一種傳統(tǒng)發(fā)射分集是STTD(Space Time coding based Transmit antennaDiversity，基于時空編碼的發(fā)射天線分集)，其中使用多個天線使發(fā)射信號同時發(fā)射，并對其進行最大比組合(maximal-ratio combining)，以獲得分集增益(例如，“Performance of OFDM-CDMA systems with Transmit Diversity of ForwardLink Transmission”(“具有前向鏈接發(fā)射的發(fā)射分集的OFDM-CDMA系統(tǒng)的性能”)，Incheol JEONG and Masao NAKAGAWA，Technical Report of IEICE)。STTD發(fā)射分集方案按時序改變發(fā)射信號，以便對來自多個天線的信號編碼并發(fā)射。
圖1是說明傳統(tǒng)STTD方案中的發(fā)射分集的示意圖。
圖中，從天線1，在時間t0發(fā)射信號S0，并在時間t1發(fā)射信號S1；同時從天線2，在時間t0發(fā)射信號-S1*，并在時間t1發(fā)射信號S0*。這些信號在接收端相加，并乘以轉(zhuǎn)移函數(shù)h0或h1，從而在時機t0獲得接收信號r0，在時機t1獲得接收信號r1。換句話說，獲得如下述公式(1)和(2)所表達的接收信號r0和r1。另外，公式中“*”表示復(fù)共軛。
t0∶r0＝h0S0-h1S1*…(1)t1∶r1＝h0S1+h1S0*…(2)
由于信號S0和S1共存于公式(1)和(2)中，故不能抽取信號S0和S1。因此，將r0與h0*的乘積和h1與r1*的乘積相加得到公式(3)，其中接收信號S0r表示為S0乘以常數(shù)(h0*h0和h1h1*)。
S0r＝h0*r0+h1r1*＝h0*h0S0-h0*h1S1*+h0*h1S1*+h1h1*S0＝h0*h0S0+h1h1*S0…(3)相似地，將r0*與-h1的乘積和h0*與r1的乘積相加得到公式(4)，其中接收信號S1r表示為S1乘以常數(shù)(h1h1*和h0*h0)。
S1r＝-h1r0*+h0*r1＝-h1h0*S0*+h1h1*S1+h0*h0S1+h0*h1S0*＝h1h1*S1+h0*h0S1…(4)預(yù)先在接收端通過信道估計(channel estimating)測量并確定轉(zhuǎn)移函數(shù)h0和h1，由此獲得最大比組合的結(jié)果。由STTD發(fā)射分集組合的信號等同于在接收端執(zhí)行最大比組合的信號。此外，盡管上述例子圖解了使用兩個信號，S0和S1的情形，使用兩個或更多信號的情形獲得相同的結(jié)果。
STTD發(fā)射分集如上所述。
這樣，在傳統(tǒng)STTD發(fā)射分集中，改變組成發(fā)射數(shù)據(jù)的信道比特的時序或相位。然而，改變時序或相位導(dǎo)致延時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多載波通信方法和多載波通信裝置，能夠減少處理延遲，并具有與STTD發(fā)射分集相同的效率。
上述目的通過使用多載波發(fā)射方案在頻域?qū)Πl(fā)射數(shù)據(jù)編碼實現(xiàn)。


圖1是說明傳統(tǒng)STTD方案中的發(fā)射分集的示意圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的多載波發(fā)射裝置的構(gòu)造的方框圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的多載波發(fā)射裝置中的發(fā)射分集的示意圖；以及圖4是說明根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的多載波接收裝置的構(gòu)造的方框圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(第一個實施例)圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的多載波發(fā)射裝置的構(gòu)造的方框圖。
圖中，本實施例的多載波發(fā)射裝置具有SFTD(Space Frequency Codingbased Transmit antenna Diversity，基于空間頻率編碼的發(fā)射天線分集)編碼部分10、串行/并行(S/P)變換部分11、串行/并行(S/P)變換部分12、IDFT(離散傅里葉逆變換)部分13、IDFT(離散傅里葉逆變換)部分14、并行/串行(P/S)變換部分15、并行/串行(P/S)變換部分16、發(fā)射天線17和發(fā)射天線18。
SFTD編碼部分10調(diào)整(SFTD編碼)按時間序列輸入的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……的相位和頻率排列順序，以輸出到與兩個天線相連的多個部分。在這里，部分10輸出未調(diào)整的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……和已調(diào)整的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號-S1*、S0*、……。未調(diào)整發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……在串行/并行變換部分11進行并行變換，輸入到IDFT部分13。IDFT部分13對所輸入的并行發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……執(zhí)行頻率變換并輸出。并行/串行變換部分15對來自IDFT部分13的信號執(zhí)行串行變換，從而向發(fā)射天線17輸出OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)信號。
同時，所調(diào)整的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號-S1*、S0*、……在串行/并行變換部分12進行并行變換，被輸入到IDFT部分14。IDFT部分14對所輸入的并行發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號-S1*、S0*、……執(zhí)行頻率變換并輸出。并行/串行變換部分16對來自IDFT部分14的信號執(zhí)行串行變換，從而向發(fā)射天線18輸出OFDM(正交頻分復(fù)用)信號。
這樣，SFTD編碼部分10調(diào)整按時間序列輸入的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……的相位和頻率排列順序，以提供給與兩個天線相連的多個部分。串行/并行變換部分11和12對所提供的發(fā)射信號執(zhí)行并行變換，IDFT部分13和14與并行/串行變換部分15和16產(chǎn)生OFDM信號，并且從發(fā)射天線17和18發(fā)射信號。
在本發(fā)明中，由于使用多載波方案以多個頻帶同時發(fā)射信號，因此對于在時間軸上交換發(fā)射信號組分的相位和頻率排列順序，與傳統(tǒng)處理相比可以顯著地減少處理延遲。同樣地在使用多載波方案的SFTD發(fā)射分集中，如在STTD發(fā)射分集中，可以抽取所接收的數(shù)據(jù)，對其進行最大比率組合。
圖3是說明本實施例的SFTD方案中的發(fā)射分集的示意圖。
如圖所示，從發(fā)射天線17，信號S0以頻率F0發(fā)射，而信號S1以頻率F1發(fā)射；同樣從發(fā)射天線18，信號-S1*以頻率F0發(fā)射，而信號S0*以頻率F1發(fā)射。這些信號在接收端相加，并乘以轉(zhuǎn)移函數(shù)H0或H1，從而在頻率F0的定時獲得接收信號R0，而在頻率F1的定時獲得接收信號R1。換句話說，獲得如下述公式(5)和(6)所表達的接收信號r0和r1。另外，公式中“*”表示復(fù)共軛。
f0∶r0＝h0S0+h1(-S1*)…(5)f1∶r1＝h0S1+h1S0*…(6)由于信號S0和S1共存于公式(5)和(6)中，故不能抽取信號S0和S1。因此，將r0與h0*的乘積和h1與r1*的乘積相加得到公式(7)，其中接收信號S0r表示為S0乘以常數(shù)(h0*h0和h1h1*)。
S0r＝h0*r0+h1r1*＝h0*h0S0-h0*h1S1*+h0*h1S1*+h1h1*S0＝h0*h0S0+h1h1*S0…(7)相似地，將r0*與-h1的乘積和h0*與r1的乘積相加得到公式(8)，其中接收信號S1r表示為S1乘以常數(shù)(h1h1*和h0*h0)。
S1r＝-h1r0*+h0*r1＝-h1h0*S0*+h1h1*S1+h0*h0S1+h0*h1S0*＝h1h1*S1+h0*h0S1…(8)預(yù)先在接收端通過信道估計測量并確定轉(zhuǎn)移函數(shù)h0和h1，由此獲得最大比組合的結(jié)果。由SFTD發(fā)射分集組合的信號等同于在接收端執(zhí)行最大比組合的信號。此外，盡管上述例子說明了使用兩個信號，S0和S1的情形，使用兩個或更多信號的情形獲得相同的結(jié)果。
因此，根據(jù)本實施例的多載波發(fā)射裝置，由于使用多載波方案以多個頻帶同時發(fā)射信號，因此對于如同在傳統(tǒng)STTD發(fā)射分集中，在時間軸上交換發(fā)射信號組分的相位和頻率排列順序，與傳統(tǒng)處理相比可以顯著地減少處理延遲。另外，可以提供多載波通信裝置和多載波通信方法，在獲得STTD發(fā)射分集的效果的同時，能夠減少處理延遲。
此外，盡管在本發(fā)明中使用OFDM作為多載波發(fā)射方案，本發(fā)明不限于該方案，并可以使用其它方法(例如，使用有限頻帶實現(xiàn)多載波發(fā)射的方法，其中所述有限頻帶通過對每個子載波執(zhí)行載波頻率調(diào)制而獲得)。
進一步，根據(jù)本實施例，如圖2所示，對按時間序列輸入的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號S0、S1、……以頻率排列和相位進行調(diào)整；沒有具體地限制對頻率排列和相位的調(diào)整。換句話說，可以在發(fā)射端和接收端之間預(yù)先確定交換事項，或者發(fā)射端可以將相位和頻率排列順序的交換信息添加到導(dǎo)頻信號等中，同時，接收端基于該信息抽取發(fā)射信號組分。
(第二個實施例)圖4是圖解本發(fā)明第二個實施例的多載波接收裝置的構(gòu)造的方框圖。
圖中，本實施例的多載波接收裝置具有接收天線20、串行/并行(S/P)變換部分21、DFT(Discrete Fourier Transform，離散傅里葉變換)部分22、并行/串行(P/S)變換部分23、信道估計部分24和SFTD解碼部分25。
串行/并行變換部分21對接收天線20接收到的OFDM信號執(zhí)行并行變換，從而抽取每個頻率組分的信號。DFT部分22對串行/并行變換部分21抽取的信號執(zhí)行OFDM解調(diào)，以獲得每個頻率組分的接收信號r0、r1、……。并行/串行變換部分23對DFT部分22獲得的每個頻率組分的接收信號r0、r1、……執(zhí)行串行變換并輸出。信道估計部分24使用接收信號中的導(dǎo)頻信號等估計信道條件，并輸出信道估計值h0和h1，即信道估計結(jié)果。SFTD解碼部分25使用接收信號和信道估計值h0和h1執(zhí)行SFTD解碼，并由此獲得原始發(fā)射數(shù)字符號S0、S1、……。
這樣，根據(jù)本實施例的多載波接收裝置，可以解調(diào)從前述實施例中的多載波發(fā)射裝置發(fā)射的OFDM信號，并獲得原始發(fā)射數(shù)字符號S0、S1、……。因此，組合該多載波接收裝置與第一個實施例中的多載波發(fā)射裝置，可以實現(xiàn)多載波通信裝置，在獲得STTD發(fā)射分集的效果的同時，能夠減少處理延遲。
此外，盡管在本發(fā)明中使用OFDM作為多載波發(fā)射方案，本發(fā)明不限于該方案，并可以使用其它方法(例如，使用有限頻帶實現(xiàn)多載波發(fā)射的方法，其中所述有限頻帶通過對每個子載波執(zhí)行載波頻率調(diào)制而獲得)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種多載波通信裝置和多載波通信方法，在獲得STTD發(fā)射分集的效果的同時，能夠減少處理延遲。
本申請是基于2001年5月14日提交的日本專利申請No.2001-143490，其完整內(nèi)容作為參考明確結(jié)合于此。
本發(fā)明適用于陸上數(shù)字廣播裝置和高速無線LAN(local area network，局域網(wǎng))。
權(quán)利要求
1.一種多載波通信方法，包括在發(fā)射端，以時間序列調(diào)整發(fā)射信號組分的相位和頻率排列順序，以產(chǎn)生發(fā)射信號；以及使用至少兩個天線發(fā)射信號，在接收端，使用一個天線接收從發(fā)射端發(fā)射的無線電信號；以及組合所接收的無線電信號的多個頻率組分，以抽取發(fā)射信號組分。
2.一種多載波通信裝置，包括至少兩個發(fā)射天線；信號產(chǎn)生部分，其以時間序列調(diào)整發(fā)射信號組分的相位和頻率排列順序，并由此產(chǎn)生至少兩個發(fā)射信號；以及發(fā)射部分，其將信號產(chǎn)生部分產(chǎn)生的至少兩個發(fā)射信號分別從發(fā)射天線發(fā)射。
3.如權(quán)利要求2的多載波發(fā)射裝置，其中發(fā)射部分將信號產(chǎn)生部分產(chǎn)生的至少兩個發(fā)射信號的每一個變換為正交頻分多路復(fù)用信號，以從各自的一個發(fā)射天線發(fā)射。
4.多載波接收裝置，包括單個接收天線；以及發(fā)射信號組分捕獲部分，其組合接收天線接收的接收信號的多個頻率組分，以抽取發(fā)射信號組分。
5.如權(quán)利要求4的多載波接收裝置，其中發(fā)射信號組分捕獲部分對接收信號執(zhí)行正交頻分多路復(fù)用解調(diào)，并基于解調(diào)后的信號和使用該解調(diào)后的信號估計出的信道估計值，抽取發(fā)射信號組分。
6.多載波通信裝置，包括如權(quán)利要求2的多載波發(fā)射裝置；以及如權(quán)利要求4的多載波接收裝置。
7.多載波通信裝置，包括如權(quán)利要求3的多載波發(fā)射裝置；以及如權(quán)利要求5的多載波接收裝置。
全文摘要
SFTD編碼部分(10)產(chǎn)生至少兩個發(fā)射信號，其中調(diào)整了構(gòu)成時間序列的發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字符號的相位和頻率排列順序。每一個信號被串行/并行變換部分(11、12)變換成并行信號，隨后被IDFT部分(13、14)與并行/串行變換部分(15、16)變換成OFDM信號以便發(fā)射。因此，通過使用多載波變換方法，可以在頻率方向上對傳統(tǒng)上只能在時間軸方向上編碼的內(nèi)容編碼?？梢栽跍p少處理延遲的同時，獲得與STTD發(fā)射分集方法相同的分集效果。
文檔編號H04B7/08GK1462519SQ02801614
公開日2003年12月17日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者須增淳, 平松勝彥, 三好憲一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社