發(fā)送裝置、接收裝置、發(fā)送方法、接收方法
【專利摘要】取得部（32）取得以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣。第1導出部（34）通過對傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，來導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣，并導出與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣。第2導出部（36）導出特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度。判定部（38）判定特異值間的差異程度是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)。
【專利說明】發(fā)送裝置、接收裝置、發(fā)送方法、接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及執(zhí)行使用了多個天線的無線通信的發(fā)送裝置、接收裝置、發(fā)送方法、接收方法。
【背景技術(shù)】 [0002]在無線LAN那樣的無線通信系統(tǒng)中，尋求通信速度的高速化。用于實現(xiàn)通信速度的高速化的技術(shù)之一，有MIMO (Multiple-1nput and Multiple-Output:多入多出)。在MIMO中，從多個發(fā)送天線空間多路(multiplexing)地發(fā)送獨立的信號序列，并通過多個接收天線接收信號序列。所接收到的信號序列被基于各發(fā)送接收天線間的傳輸路徑特性的矩陣進行解調(diào)(例如參照專利文獻1、2)。
[0003]〔在先技術(shù)文獻〕
[0004]〔專利文獻〕
[0005]〔專利文獻I〕日本特開2008-236054號公報
[0006]〔專利文獻2〕日本特開2009-49966號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]〔發(fā)明所要解決的課題〕
[0008]一般在MMO中，為實現(xiàn)多路傳輸，希望有與要發(fā)送的信號序列的數(shù)量相應(yīng)的數(shù)量的獨立的傳輸路徑。這樣的傳輸路徑相當于相關(guān)性低的空間，例如存在反射波的空間。此時，振幅、相位、延遲等參數(shù)不同。但也有時在相關(guān)性高的空間內(nèi)使用無線通信系統(tǒng)。相關(guān)性高的空間例如接近于無反射空間。此時，振幅、相位、延遲的參數(shù)的任一者的相關(guān)都變高。其結(jié)果，在接收側(cè)將難以進行數(shù)據(jù)的分離，多路傳輸變得困難。
[0009]本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而研發(fā)的，其目的在于提供一種在各種傳輸路徑環(huán)境下都能實現(xiàn)多路傳輸?shù)募夹g(shù)。
[0010]〔用于解決課題的手段〕
[0011]為解決上述課題，本發(fā)明一個方案的發(fā)送裝置包括:取得部，取得以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣；第I導出部，通過對取得部取得的傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣，并導出與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣?’第2導出部，導出第I導出部所導出的特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度；判定部，判定在第2導出部中導出的特異值間的差異程度是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)；以及發(fā)送部，在判定部判定為在范圍內(nèi)時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號的運算結(jié)果，在判定部判定為在范圍外時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號及修正矩陣的運算結(jié)果。
[0012]通過該方案，根據(jù)特異值間的差異程度來決定是使用權(quán)矢量與修正矩陣的組合、還是使用權(quán)矢量，故能在各種傳輸路徑環(huán)境下實現(xiàn)多路傳輸。
[0013]可以還包括:存儲部，當判定部判定為在范圍內(nèi)時，存儲取得部所取得的傳輸路徑矩陣；生成部，當判定部判定為在范圍外時，基于取得部所取得的傳輸路徑矩陣和存儲部所存儲的傳輸路徑矩陣，生成修正矩陣。在該情況下，基于差異程度在范圍內(nèi)時的傳輸路徑矩陣和差異程度在范圍外時的傳輸路徑矩陣來生成修正矩陣，故能接近差異程度在范圍內(nèi)時的傳輸路徑矩陣。
[0014]發(fā)送部可以在從多個天線發(fā)送修正矩陣、權(quán)矩陣及信號的運算結(jié)果時，通知修正矩陣的使用。在該情況下，由于通知修正矩陣的使用，故能使其執(zhí)行適合的處理。
[0015]本發(fā)明的另一方案是一種接收裝置。該裝置包括:接收部，在以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣被執(zhí)行特異值分解而導出了配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣和與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣，并且特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)時，利用多個天線從發(fā)送裝置接收被運算于權(quán)矩陣所包含的發(fā)送權(quán)矢量的信號；導出部，基于接收部接收到的信號，導出接收權(quán)矢量；以及處理部，通過使用導出部導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對接收部接收到的信號的數(shù)組合成。當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，接收部接收被運算成發(fā)送權(quán)矢量和修正矩陣的信號；當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，導出部停止接收權(quán)矢量的導出；當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，處理部通過使用在導出部中已導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行對接收部接收到的信號的數(shù)組合成。
[0016]通過該方案，根據(jù)特異值間的差異程度而使用權(quán)矢量與修正矩陣的組合或使用權(quán)矢量，故能在各種傳輸路徑環(huán)境下實現(xiàn)多路傳輸。
[0017]本發(fā)明的再一個方案是一種發(fā)送方法。該方法包括:取得以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣的步驟；通過對所取得的傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，來導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣，并導出與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣；導出被配置在所導出的特異值矩陣中的特異值間的差異程度的步驟；判定所導出的特異值間的差異程度是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)；以及當判定為在范圍內(nèi)時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號的運算結(jié)果，當判定為在范圍外時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號及修正矩陣的運算結(jié)果。
[0018]本發(fā)明的再一個方案是一種接收方法。該方法包括:在以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣被執(zhí)行特異值分解而導出了配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣和與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣，并且特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)時，利用多個天線從發(fā)送裝置接收被運算于權(quán)矩陣所包含的發(fā)送權(quán)矢量的信號的步驟；基于接收到的信號導出接收權(quán)矢量的步驟；通過使用所導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對接收到信號的數(shù)組合成的步驟。當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，進行接收的步驟接收被運算為發(fā)送權(quán)矢量和修正矩陣的信號；當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，進行導出的步驟停止接收權(quán)矢量的導出；當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，進行執(zhí)行的步驟通過使用已導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對所接收到的信號的數(shù)組合成。
[0019]此外，將以上構(gòu)成要素的任意組合、本發(fā)明的表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)、記錄介質(zhì)、計算機程序等間變換后的實施方式，作為本發(fā)明的方案也是有效的。[0020]〔發(fā)明效果〕
[0021]通過本發(fā)明，能在各種傳輸路徑環(huán)境下實現(xiàn)多路傳輸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明實施例的通信系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
[0023]圖2是表示圖1的發(fā)送裝置的構(gòu)成的圖。
[0024]圖3的(a) - (d)是表示圖1的通信系統(tǒng)中的傳輸路徑特性的一例的圖。
[0025]圖4的(a) - (c)是表示圖2的第I附加器至第4附加器中的設(shè)定的一例的圖。
[0026]圖5是表示從圖2的發(fā)送裝置發(fā)送的包信號的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖6是表示圖1的接收裝置的構(gòu)成的圖。
[0028]圖7是表示圖2的發(fā)送裝置的發(fā)送步驟的流程圖。
[0029]圖8是表示圖6的接收裝置的接收步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]在具體說明本發(fā)明之前，先簡述其概要。本發(fā)明的實施例涉及執(zhí)行MMO傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，特別涉及通過SVD(singular value decomposition)決定發(fā)送權(quán)矢量的通信系統(tǒng)。如前所述，若空間的相關(guān)性較低，則能進行基于MMO的多路傳輸，但空間的相關(guān)性越變高、接收側(cè)的數(shù)據(jù)分離越變得困難，故越會變得不適于多路傳輸。因此，希望在空間的相關(guān)性較高時，也實現(xiàn)MMO傳輸。此外，在MMO的接收側(cè)，一般會有運算量増大的傾向，故也希望抑制運算量的増大。因此，本實施例的通信系統(tǒng)執(zhí)行以下處理。
[0031]發(fā)送裝置取得傳輸路徑矩陣。傳輸路徑矩陣是以發(fā)送側(cè)的各個天線與接收側(cè)的各個天線之間的傳輸路徑特性為元素的矩陣。發(fā)送裝置通過對傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解而取得酉矩陣。酉矩陣相當于應(yīng)分別乘于MIMO中的多個流的發(fā)送權(quán)矢量的集合。此外，計算用特異值分解的特異值較大者除以較小者后的值(以下稱作“特異值比”)。若特異值比接近1，則空間的相關(guān)性較低，特異值比越變大、空間的相關(guān)性越變高。若特異值比接近1，則與通常的基于SVD的MIMO傳輸同樣地進行基于發(fā)送權(quán)矢量的加權(quán)。
[0032]另一方面，當特異值變大時，發(fā)送裝置生成修正矩陣，進行基于發(fā)送權(quán)矢量的加權(quán)，并執(zhí)行基于修正矩陣的運算。在此，修正矩陣是通過從空間相關(guān)性較低時的傳輸路徑矩陣減去空間相關(guān)性較高時的傳輸路徑矩陣而導出的。像這樣在空間相關(guān)性較高時使用修正矩陣，故不論空間相關(guān)性如何，都能進行穩(wěn)定的M頂O傳輸。
[0033]圖1表示本發(fā)明實施例的通信系統(tǒng)100的構(gòu)成。通信系統(tǒng)100包括發(fā)送裝置10和接收裝置12。發(fā)送裝置10包括被總稱為發(fā)送用天線14的第I發(fā)送用天線14a、第2發(fā)送用天線14b，接收裝置12包括被總稱為接收用天線16的第I接收用天線16a、第2接收用天線16b。
[0034]在此，從2個發(fā)送用天線14分別發(fā)送的發(fā)送信號的組合(以下稱作“發(fā)送信號矢量”)被表示為X，2個接收用天線16分別接收的接收信號的組合(以下稱作“接收信號矢量”)被表示為R。進而，以2個發(fā)送用天線14和2個接收用天線16之間的傳輸路徑特性為元素的矩陣(以下稱作“傳輸路徑矩陣”)被表示為H。此外，發(fā)送信號矢量和接收信號矢量分別包含2個元素，傳輸路徑矩陣包含4個元素。接收信號矢量如下所示。[0035]R=HX...( I)
[0036]在此，為使說明清楚，忽略噪聲項。對傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，如下所示。
[0037]H=UΣVh...(2)
[0038]U和V是酉矩陣，Σ是在對角元素具有特異值的特異值矩陣。發(fā)送裝置10對發(fā)送權(quán)矢量設(shè)定V后，式(I)成為如下所示。
[0039]R=HVX=UΣX...(3)
[0040]此外，在接收裝置12對接收權(quán)矢量設(shè)定Vh后，數(shù)組(array)信號處理結(jié)果Y如下所示。
[0041]Y=UhR= ΣX...(4)
[0042]如前所述，Σ是特異值矩陣，故發(fā)送信號矢量X就被具有特異值大小的增益地接收。最終，發(fā)送信號矢量X被如下這樣取得。
[0043]X= Σ^1Y *.* (5)
[0044]以上處理是通過如下步驟來進行的。接收裝置12基于來自發(fā)送裝置10的信號導出傳輸路徑矩陣H。接收裝置12將傳輸路徑矩陣H反饋給發(fā)送裝置10，發(fā)送裝置10根據(jù)傳輸路徑矩陣H算出V矩陣(以下稱作“權(quán)矩陣”)。這些處理采用公知技術(shù)即可，故在此省略說明。
[0045]發(fā)送裝置10發(fā)送使傳輸路徑矩陣推定用信號(導言！preamble)的矩陣P乘以權(quán)矩陣后的信號。接收裝置12中的接收導言矩陣如下所示。
[0046]Z=HVP=UΣP...(6)
[0047]接收裝置12從接收導言矩陣如下這樣推定傳輸路徑矩陣。
[0048]E=Z*P_1=UΣ...(7)
[0049]此時，推定傳輸路徑矩陣E被導出為υΣ，而不是H。
[0050]然后，發(fā)送裝置10發(fā)送出發(fā)送信號矢量，接收裝置12取得接收信號矢量。接收信號矢量如式(3)所示。接收裝置12通過將接收信號矢量R解碼而取得發(fā)送信號矢量X。從接收裝置12來看的發(fā)送信號矢量X的等效傳輸路徑為υΣ，故通過將其從接收信號矢量中消除，來取得發(fā)送信號矢量X。此外，υΣ已被推定為推定傳輸路徑矩陣Ε。
[0051]例如在進行ZF (Zero-Forcing:迫零)接收的情況下，如下所示。
[0052]E-1R= Σ -1UHU Σ X=X...(8 )
[0053]即，通過對用于傳輸路徑推定的導言也乘以權(quán)矩陣，在接收裝置12中推定的傳輸路徑矩陣由U矩陣和Σ矩陣形成。在發(fā)送裝置10中，通過使用推定的傳輸路徑矩陣，以ZF接收等取得發(fā)送信號矢量X。進而，在本實施例中根據(jù)空間相關(guān)性的大小執(zhí)行追加的處理。關(guān)于該處理，將在后面說明。
[0054]圖2表示發(fā)送裝置10的構(gòu)成。發(fā)送裝置10包括被總稱為乘法部20的第I乘法部20a、第2乘法部20b、第3乘法部20c、第4乘法部20d，被總稱為加法部22的第I加法部22a、第2加法部22b，第I振蕩器24，被總稱為混頻器26的第I混頻器26a、第2混頻器26b、第3混頻器26c、第4混頻器26d，補充傳輸路徑生成部28，第2振蕩器30，取得部32，第I導出部34，第2導出部36，判定部38，存儲部40，生成部42，設(shè)定部44，以及控制部46。補充傳輸路徑生成部28包括被總稱為SW50的第lSW50a、第2SW50b、第3SW50c、第4SW50d，被總稱為分配器52的第I分配器52a、第2分配器52b，被總稱為附加器54的第I附加器54a、第2附加器54b、第3附加器54c、第4附加器54d，以及被總稱為加法器56的第I加法器56a、第2加法器56b ο
[0055]取得部32取得將多個發(fā)送用天線14與未圖示的多個接收用天線16之間的傳輸路徑特性配置為元素的傳輸路徑矩陣H。傳輸路徑矩陣H在未圖示的接收裝置12中被導出，取得部32介由無線線路從接收裝置12取得傳輸路徑矩陣H。進而，為使接收裝置12導出傳輸路徑矩陣H，發(fā)送裝置10從各個發(fā)送用天線14將傳輸路徑矩陣推定用信號預(yù)先發(fā)送給接收裝置12。這樣的處理采用公知技術(shù)即可，故在此省略詳細的說明。
[0056]第I導出部34通過對取得部32取得的傳輸路徑矩陣H執(zhí)行特異值分解，導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣Σ。此外，第I導出部34導出與特異值矩陣Σ對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣V。第I導出部34將特異值矩陣Σ輸出給第2導出部36，并將權(quán)矩陣V輸出給設(shè)定部44。第2導出部36取得第I導出部34導出的特異值矩陣Σ中所配置的特異值。在特異值矩陣Σ具有2行2列大小時，第2導出部36取得2個特異值。在此，將2個特異值中的較大者稱為第I特異值，將較小者稱為第2特異值。進而，第2導出部36通過使第I特異值除以第2特異值來導出特異值比。特異值比相當于特異值間的差異程度。第2導出部36將特異值比輸出給判定部38。
[0057]判定部38判定在第2導出部36中導出的特異值比是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)。例如判定特異值比是否在I以上、1.4以下，或大于1.4。這相當于判定2個特異值是接近、還是有較大差異。在此，說明傳輸路徑矩陣H與特異值比的關(guān)系。圖3的(a)- (d)表示通信系統(tǒng)100中的傳輸路徑特性的一例。圖3的(a)表示2個發(fā)送用天線14和2個接收用天線16之間形成的傳輸路徑特性80。第I傳輸路徑特性80a被形成在第I發(fā)送用天線14a與第I接收用天線16a之間，第2傳輸路徑特性80b被形成在第I發(fā)送用天線14a與第2接收用天線16b之間，第3傳輸路徑特性80c被形成在第2發(fā)送用天線14b與第I接收用天線16a之間，第4傳輸路徑特性80d被形成在第2發(fā)送用天線14b與第2接收用天線16b之間。
[0058]在此，為使說明清楚，假定各傳輸路徑特性80為實數(shù)。在圖3的(a)中，假定第I傳輸路徑特性80a為“1”，第2傳輸路徑特性80b為“-0.4”，第3傳輸路徑特性80c為“0.5”，第4傳輸路徑特性80d為“ 1.2”。在該情況下，第I特異值成為“ 1.30”，第2特異值成為“1.08”，特異值比成為“1.2037”。此時是包含于前述范圍內(nèi)的?？梢哉f這樣的傳輸路徑特性80的相關(guān)性較低。
[0059]在反射波的影響變小、成為更長距離傳輸時，發(fā)送用天線14與接收用天線16間的各個傳輸路徑特性80變成幾乎相同的相位和振幅。這被表現(xiàn)為空間的相關(guān)性較高。在傳輸路徑特性80完全相同時，傳輸路徑矩陣成為線性相關(guān)，故無法求取逆矩陣。即使傳輸路徑特性80并非完全相同，在傳輸路徑特性80為幾乎相同的相位和振幅時，逆矩陣的元素的值也會變大，故變得容易發(fā)生溢出。在圖3的(b)中，假定第I傳輸路徑特性80a為“1”，第2傳輸路徑特性80b為“0.8”，第3傳輸路徑特性80c為“0.9”，第4傳輸路徑特性80d為“1.1”。此時，第I特異值成為“1.91”，第2特異值成為“0.01”，特異值比成為“191”。這相當于發(fā)送側(cè)的相關(guān)和接收側(cè)的相關(guān)都較大的情況。
[0060]在圖3的(C)中，假定第I傳輸路徑特性80a為“1”，第2傳輸路徑特性80b為“-0.7”，第3傳輸路徑特性80c為“0.9”，第4傳輸路徑特性80d為“-0.6”。此時，第I特異值成為“1.63”，第2特異值成為“0.02”，特異值比成為“81.5”。這相當于發(fā)送側(cè)的相關(guān)較大的情況。在圖3的(d)中，假定第I傳輸路徑特性80a為“ 1”，第2傳輸路徑特性80b為“0.8”，第3傳輸路徑特性80c為“-0.8”，第4傳輸路徑特性80d為“-0.7”。此時，第I特異值成為“1.66”，第2特異值成為“0.04”，特異值比成為“41.5”。這相當于接收側(cè)的相關(guān)較大的情況。返回圖2。
[0061 ] 存儲部40在判定部38判定為在范圍內(nèi)時，存儲取得部32所取得的傳輸路徑矩陣
H。即，存儲部40存儲被判定為在范圍內(nèi)的最新的傳輸路徑矩陣H。生成部42在判定部38判定為在范圍外時，基于取得部32所取得的傳輸路徑矩陣H和存儲部40所存儲的傳輸路徑矩陣(以下稱作“已知傳輸路徑矩陣”)，生成修正矩陣W。如前所述，在圖3的(b)_ Cd)的情況下，接收裝置12導出用于MMO傳輸?shù)哪婢仃囎兊美щy。因此，基于MMO傳輸?shù)目臻g多路變得困難。為應(yīng)對此情況，生成部42生成修正矩陣W，并將其在發(fā)送時加到實際空間傳輸路徑中，強制地形成無相關(guān)傳輸路徑，使得能進行多路空間傳輸。此外，修正矩陣W有時也稱作補充傳輸路徑。
[0062]下面具體說明生成部42的處理。在判定部38判定為在范圍內(nèi)時，生成部42不生成修正矩陣W。因此，在MMO傳輸時，不進行修正矩陣W的附加。另一方面，在判定部38判定為在范圍外時，生成部42如下這樣生成修正矩陣W。
[0063]修正矩陣Iwl=已知傳輸路徑矩陣|y|-傳輸路徑矩陣IH卜..(9)
[0064]圖4的(a) - (C)表不第I附加器54a至第4附加器54d中的設(shè)定的一例。圖4的(a)_ (c)中的傳輸路徑特性80分別對應(yīng)于圖3的(b)_ (d)。此外，已知傳輸路徑矩陣對應(yīng)于圖3的(a)。圖4的(a)相對于圖3的(b)中的傳輸路徑特性80，所導出的修正矩陣W被設(shè)定給附加器54。其結(jié)果，即使是圖3的(b)中的傳輸路徑特性80，也能取得與圖3的(a)同樣的相關(guān)性。關(guān)于圖4的(b)、(c)也是一樣。返回圖2。
[0065]設(shè)定部44從第I導出部34取得權(quán)矩陣V。權(quán)矩陣V例如為2行2列的矩陣時，在權(quán)矩陣中包含有2個2行I列的發(fā)送權(quán)矢量。設(shè)定部44對第I乘法部20a和第2乘法部20b設(shè)定一個發(fā)送權(quán)矢量，并對第3乘法部20c和第4乘法部20d設(shè)定另一個發(fā)送權(quán)矢量。第I乘法部20a和第2乘法部20b使一個流信號與一個發(fā)送權(quán)矢量相乘，第3乘法部20c和第4乘法部20d使另一流信號與另一發(fā)送權(quán)矢量相乘。第I加法部22a將第I乘法部20a的相乘結(jié)果和第3乘法部20c的相乘結(jié)果相加。這(以下稱作“第I信號”)相當于應(yīng)從第I發(fā)送用天線14a發(fā)送的信號。此外，第2加法部22b將第2乘法部20b的相乘結(jié)果和第4乘法部20d的相乘結(jié)果相加。這相當于應(yīng)從第2發(fā)送用天線14b發(fā)送的信號。
[0066]第I振蕩器24產(chǎn)生預(yù)定頻率的本地信號。第I混頻器26a基于來自第I振蕩器24的本地信號對第I信號進行頻率變換，第2混頻器26b基于來自第I振蕩器24的本地信號對第2信號進行頻率變換。在此，例如進行向中間頻帶的頻率變換。此外，將進行了向中間頻帶的變換后的第I信號和第2信號也分別稱作第I信號和第2信號。
[0067]當判定部38判定為在范圍內(nèi)時，第lSW50a將第I信號輸出給第3SW50c，第3SW50c將第I信號輸出給第3混頻器26c。此外，當判定部38判定為在范圍內(nèi)時，第2SW50b將第2信號輸出給第4SW50d，第4SW50d將第2信號輸出給第4混頻器26d。這相當于將補充傳輸路徑生成部28的處理旁路掉，相當于從多個發(fā)送用天線14發(fā)送權(quán)矩陣V所包含的發(fā)送權(quán)矢量與流信號的運算結(jié)果。[0068]第2振蕩器30產(chǎn)生預(yù)定頻率的本地信號。第3混頻器26c基于來自第2振蕩器30的本地信號對第I信號進行頻率變換，第4混頻器26d基于來自第2振蕩器30的本地信號對第2信號進行頻率變換。在此，例如進行向無線頻帶的頻率變換。此外，將進行了向無線頻帶的變換后的第I信號和第2信號也分別稱為第I信號和第2信號。第I發(fā)送用天線14a發(fā)送第I信號，第2發(fā)送用天線14b發(fā)送第2信號。
[0069]當判定部38判定為在范圍外時，第lSW50a將第I信號輸出給第I分配器52a，第2SW50b將第2信號輸出給第2分配器52b。第I分配器52a將第I信號輸出給第I附加器54a和第2附加器54b,第2分配器52b將第2信號輸出給第3附加器54c和第4附加器54d。第I附加器a將在生成部42中生成的修正矩陣W中的、對應(yīng)的元素的值附加于第I信號。該附加相當于通過矢量運算進行相乘。第2附加器54b至第4附加器54d也執(zhí)行同樣的處理。
[0070]第I加法器56a使來自第I附加器54a的輸出信號與來自第3附加器54c的輸出信號相加，第2加法器56b使來自第2附加器54b的輸出信號與來自第4附加器54d的輸出信號相加。第3SW50c將從第I加法器56a輸入的信號輸出到第3混頻器26c，第4SW50d將從第2加法器56b輸入的信號輸出到第4混頻器26d。這樣,在空間的相關(guān)性較高時,從多個發(fā)送用天線14發(fā)送權(quán)矩陣V所包含的發(fā)送權(quán)矢量與流信號及修正矩陣W的運算結(jié)果，相關(guān)性被降低。
[0071]圖5表示從發(fā)送裝置10發(fā)送的包信號的結(jié)構(gòu)。上面一行相當于一個流信號，下面一行相當于另一個流信號。在各流信號中，按順序配置有訓練信號、補充有無信號、數(shù)據(jù)信號。在此，訓練信號相當于前述的傳輸路徑矩陣推定用信號。訓練信號對未圖示的接收裝置12來說是已知的信號，在一個流信號和另一個流信號中被規(guī)定為彼此不同的模式。
[0072]補充有無信號是用于將在補充傳輸路徑生成部28中是否進行了基于修正矩陣W的補充通知給接收裝置12的I比特的信號。例如若補充有無信號為“0”，則沒有進行基于修正矩陣W的補充，若補充有無信號為“ I ”，則進行了基于修正矩陣W的補充。即，在將修正矩陣W與權(quán)矩陣及流信號的運算結(jié)果從多個發(fā)送用天線14發(fā)送時，通知修正矩陣W的使用。補充有無信號在各流信號中是相同的值。數(shù)據(jù)信號為應(yīng)對MIMO傳輸而在2個流信號中不同。
[0073]該構(gòu)成在硬件上能由任意計算機的CPU、存儲器及其它LSI實現(xiàn)，軟件上由被載入存儲器的程序等實現(xiàn)，但在此，描繪了由它們協(xié)作實現(xiàn)的功能塊。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員當理解這些功能塊能僅由硬件、僅由軟件、或由它們的組合以各種各樣的形式實現(xiàn)。
[0074]圖6表示接收裝置12的構(gòu)成。接收裝置12包括振蕩器60，被總稱為混頻器62的第I混頻器62a、第2混頻器62b，被總稱為處理部64的第I處理部64a、第2處理部64b，導出部66，傳輸路徑矩陣計算部68，抽取部70，以及控制部72。第I處理部64a包括被總稱為乘法部74的第I乘法部74a、第2乘法部74b，以及累加部76。
[0075]振蕩器60產(chǎn)生預(yù)定頻率的本地信號。第I混頻器62a基于來自振蕩器60的本地信號，對在第I接收用天線16a中接收到的信號進行頻率變換。另外，第2混頻器62b基于來自振蕩器60的本地信號，對在第2接收用天線16b中接收到的信號進行頻率變換。在此，例如進行向基帶的頻率變換。傳輸路徑矩陣計算部68基于來自第I混頻器62a和第2混頻器62b的信號，推定傳輸路徑特性，由此生成傳輸路徑矩陣H。傳輸路徑矩陣H的生成采用公知技術(shù)即可，故在此省略說明。此外，在傳輸路徑特性的推定中，使用在未圖示的發(fā)送裝置10中未發(fā)送出發(fā)送權(quán)矢量的信號。進而，所生成的傳輸路徑矩陣H被介由無線線路發(fā)送給發(fā)送裝置10。
[0076]導出部66輸入來自第I混頻器62a和第2混頻器62b的信號。在此，所輸入的信號相當于在未圖示的發(fā)送裝置10中發(fā)送了發(fā)送權(quán)矢量的信號。導出部66基于所輸入的信號、特別是訓練信號，導出接收權(quán)矢量。接收權(quán)矢量的導出采用公知技術(shù)即可，故在此省略說明。
[0077]處理部64通過使用在導出部66中導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行對來自第I混頻器62a和第2混頻器62b的信號的數(shù)組合成(array synthesis)。第I處理部64a執(zhí)行針對一個流信號的處理，第2處理部64b執(zhí)行與另一個流信號對應(yīng)的處理。例如，在第I處理部64a中，第I乘法部74a和第2乘法部74b執(zhí)行接收權(quán)矢量的相乘，累加部76執(zhí)行相乘結(jié)果的累加。抽取部70從被數(shù)組合成后的信號中抽取出補充有無信號。若補充有無信號為“1”，則抽取部70將使用了修正矩陣W這一情況通知給導出部66。若補充有無信號為“0”，則也可以不進行抽取部70的通知。
[0078]如前所述，若補充有無信號為“1”，則在發(fā)送裝置10中特異值比處于預(yù)先規(guī)定的范圍外，所輸入的信號還被運算了修正矩陣W。在輸入了來自抽取部70的通知時，導出部66停止接收權(quán)矢量的導出。此時，導出部66將在補充有無信號為“O”時已導出的接收權(quán)矢量輸出給處理部64。處理部64通過使用來自導出部66的接收權(quán)矢量，來使用數(shù)組合成。
[0079]下面說明基于以上構(gòu)成的通信系統(tǒng)100的動作。圖7是表示發(fā)送裝置10的發(fā)送步驟的流程圖。取得部32取得傳輸路徑矩陣H(S10)。第2導出部36計算特異值比X(S12)。若特異值比X在I以上且1.4以下(S14的Y)，則存儲部40存儲傳輸路徑矩陣H作為已知傳輸路徑矩陣Y (S16)。發(fā)送裝置10執(zhí)行MMO傳輸(S22)。若特異值比X并非在I以上且1.4以下(S14的N)，則生成部42通過從已知傳輸路徑矩陣Y減去傳輸路徑矩陣H，來生成修正矩陣W (S18)。補充傳輸路徑生成部28執(zhí)行基于修正矩陣W的修正(S20)。發(fā)送裝置10執(zhí)行MIMO傳輸(S22)。
[0080]圖8是表示接收裝置12的接收步驟的流程圖。導出部66計算接收權(quán)矢量(S40)。若抽取部70沒有抽取出補充有無信號“1”(S42的N)，則導出部66存儲接收權(quán)矢量(S44)。處理部64執(zhí)行對數(shù)據(jù)信號的數(shù)組合成(S48 )。若抽取部70抽取出了補充有無信號“ I ”(S42的Y)，則導出部66讀出接收權(quán)矢量(S46)。處理部64執(zhí)行對數(shù)據(jù)信號的數(shù)組合成(S48)。
[0081]通過本發(fā)明的實施例，根據(jù)特異值比的大小來決定是使用發(fā)送權(quán)矢量與修正矩陣的組合、還是使用發(fā)送權(quán)矢量，故能根據(jù)需要降低相關(guān)性。此外，在空間的相關(guān)性較高時，使用修正矩陣來降低相關(guān)性，故在各種傳輸路徑環(huán)境下都能實現(xiàn)多路傳輸。此外，由于基于特異值比在范圍內(nèi)時的傳輸路徑矩陣和特異值比在范圍外時的傳輸路徑矩陣生成修正矩陣，故能接近于特異值比在范圍內(nèi)時的傳輸路徑矩陣。此外，由于在各種各樣的相關(guān)空間傳輸路徑下都能進行數(shù)據(jù)多路傳輸，故能順暢地傳輸高容量數(shù)據(jù)。另外，由于會通知修正矩陣的使用，故能使得執(zhí)行適合于它的數(shù)組合成處理。
[0082]另外，根據(jù)特異值間的差異程度來使用權(quán)矢量與修正矩陣的組合、或使用權(quán)矢量，故在各種各樣的傳輸路徑環(huán)境下都能實現(xiàn)多路傳輸。此外，由于僅進行是否處于預(yù)先規(guī)定的特異值比的范圍的判定，故能立刻確定空間的相關(guān)性是否較低，能減少因秩虧等需要較多運算時間的狀況的發(fā)生。另外，在接收裝置中，通過預(yù)先存儲已知傳輸路徑矩陣或基于它求得的逆矩陣的解，從而空間傳輸路徑被補充，故能使傳輸矩陣接近于已知傳輸路徑矩陣。另外，能大幅縮短用于解逆矩陣的運算時間。
[0083]以上基于實施例說明了本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員當理解，該實施例只是例示，其各構(gòu)成要素和各處理過程的組合可以有各種各樣的變形例，并且這樣的變形例也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0084]在本發(fā)明的實施例中，發(fā)送用天線14的數(shù)量和接收用天線16的數(shù)量都為“2”，故特異值矩陣所包含的特異值的數(shù)量也為“2”。但并不限于此，例如發(fā)送用天線14的數(shù)量和接收用天線16的數(shù)量也可以比“2”大，特異值矩陣所包含的特異值的數(shù)量也可以比“2”大。此時，通過用最小的特異值除最大的特異值來取得特異值比。另外，還可以通過用第二大的特異值除最大的特異值來取得特異值比。根據(jù)本變形例，在發(fā)送用天線14的數(shù)量和接收用天線16的數(shù)量比2大時也能適用本發(fā)明。
[0085]在本發(fā)明的實施例中，判定部38將預(yù)先規(guī)定的范圍定為I以上、1.4以下。但不限于此，例如1.4也可以是其它的值。該值只要通過例如仿真試驗等設(shè)定即可。通過本變形例，能設(shè)定最佳的范圍。
[0086]〔標號說明〕
[0087]10發(fā)送裝置、12接收裝置、14發(fā)送用天線、16接收用天線、20乘法部、22加法部、24第I振蕩器、26混頻器、28補充傳輸路徑生成部、30第2振蕩器、32取得部、34第I導出部、36第2導出部、38判定部、40存儲部、42生成部、44設(shè)定部、46控制部、50SW、52分配器、54附加器、56加法器、60振蕩器、62混頻器、64處理部、66導出部、68傳輸路徑矩陣計算部、70抽取部、72控制部、74乘法部、76累加部、100通信系統(tǒng)。
[0088]〔工業(yè)可利用性〕
[0089]通過本發(fā)明，在各種各樣的傳輸路徑環(huán)境下都能實現(xiàn)多路傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)送裝置，其特征在于，包括: 取得部，取得以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣， 第I導出部，通過對上述取得部取得的傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣，并導出與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣， 第2導出部，導出上述第I導出部所導出的特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度， 判定部，判定在上述第2導出部中導出的特異值間的差異程度是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)，以及 發(fā)送部，在上述判定部判定為在范圍內(nèi)時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號的運算結(jié)果，在上述判定部判定為在范圍外時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號及修正矩陣的運算結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其特征在于，還包括: 存儲部，在上述判定部判定為在范圍內(nèi)時，存儲上述取得部所取得的傳輸路徑矩陣，以及 生成部，在上述判定部判定為在范圍外時，基于上述取得部取得的傳輸路徑矩陣和上述存儲部存儲的傳輸路徑矩陣，生成修正矩陣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 上述發(fā)送部在從多個天線發(fā)送修正矩陣與權(quán)矩陣及信號的運算結(jié)果時，通知修正矩陣的使用。
4.一種接收裝置，其特征在于，包括: 接收部，在以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣被執(zhí)行特異值分解而導出了配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣和與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣，并且特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)時，利用多個天線從發(fā)送裝置接收被運算于權(quán)矩陣所包含的發(fā)送權(quán)矢量的信號， 導出部，基于上述接收部接收到的信號，導出接收權(quán)矢量，以及處理部，通過使用上述導出部導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對上述接收部接收到的信號的數(shù)組合成； 其中，當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述接收部接收被運算成發(fā)送權(quán)矢量和修正矩陣的信號； 當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述導出部停止接收權(quán)矢量的導出； 當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述處理部通過使用在上述導出部中已導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行對上述接收部接收到的信號的數(shù)組合成。
5.一種發(fā)送方法，其特征在于，包括: 取得以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣的步驟，通過對所取得的傳輸路徑矩陣執(zhí)行特異值分解，來導出配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣，并導出與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣， 導出被配置在所導出的特異值矩陣中的特異值間的差異程度的步驟， 判定所導出的特異值間的差異程度是否在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)，以及當判定為在范圍內(nèi)時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號的運算結(jié)果，當判定為在范圍外時，從多個天線發(fā)送出權(quán)矩陣所包含的權(quán)矢量與信號及修正矩陣的運算結(jié)果。
6.一種接收方法，其特征在于， 在以發(fā)送側(cè)的多個天線與接收側(cè)的多個天線之間的傳輸路徑特性為元素的傳輸路徑矩陣被執(zhí)行特異值分解而導出了配置有特異值的對角矩陣的特異值矩陣和與特異值矩陣對應(yīng)的酉矩陣的權(quán)矩陣，并且特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)時，利用多個天線從發(fā)送裝置接收被運算于權(quán)矩陣所包含的發(fā)送權(quán)矢量的信號的步驟， 基于接收到的信號導出接收權(quán)矢量的步驟，以及 通過使用所導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對接收到信號的數(shù)組合成的步驟； 其中，當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述進行接收的步驟接收被運算為發(fā)送權(quán)矢量和修正矩陣的信號； 當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述進行導出的步驟停止接收權(quán)矢量的導出； 當特異值矩陣中所配置的特異值間的差異程度在預(yù)先規(guī)定的范圍外時，上述進行執(zhí)行的步驟通過使用已導出的接收權(quán)矢量，來執(zhí)行針對所接收到的信號的數(shù)組合成。
【文檔編號】H04B7/04GK103797740SQ201280044321
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月24日
【發(fā)明者】野尻成和 申請人:Jvc建伍株式會社