无线通信系统、无线通信装置和无线通信方法及计算机程序制造方法及图纸

公开了无线通信系统、无线通信装置和无线通信方法及计算机程序。所述无线通信系统包括发射器和接收器，所述发射器和接收器中的每一个均具有两个或更多天线，所述系统包括：信道条件确定单元，其确定发射器与接收器之间的信道的条件；以及制式控制单元，其根据由信道条件确定单元获得的确定结果，改变发射器中的发射制式和接收器中的接收制式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在一对发射器和接收器(其每一个均具有两个或更多天线)之间 具有通过空间多路复用(MIM0)通信系统增大的传输容量的数据通信的无线通信系统、无 线通信装置、无线通信方法及计算机程序。更具体地说，本专利技术涉及无线通信系统、无线通 信装置、无线通信方法及计算机程序，其中每一个发射器和接收器在线性区域和非线性区 域之一中使用波形均衡(equalization)算法来进行发射和接收，以达到最佳的链路特性。
技术介绍
如今，无线网络作为取代有线通信系统的新的通信系统正在引起注意。无线网 络的示例性标准可以包括电气和电子工程师协会(IEEE)802. 11和IEEE 802.15。 IEEE 802. 11a/g是采用正交频分复用(OFDM)调制(其为多载波系统)的无线LAN的标准。 尽管IEEE802. lla/g标准支持实现最大54Mbps传输速度的调制制式，但是存在 更高比特率的下一代无线LAN标准的日益增加的需求。如今，多输入多输出(MIMO)通 信系统作为提供高速无线通信的技术正在引起注意。在作为IEEE802. 11的扩展标准的 IEEE802. lln(TGn)中采用0FDM_MIM0通信系统。 MIMO是在发射器和接收器(其每一个均具有多个天线元件)之间提供空间多路复 用流的通信系统。发射器通过空间地和时间地编码数据来多路复用多个传输数据，并将数 据经由多个发射天线发射到信道。接收器空间地和时间地解码经由所述信道在多个接收天 线接收到的信号，以将所述信号分离为多个传输数据。以这种方式，可以在不引起多个流之 间的串扰的情况下获得原始数据。MMO通信系统可以根据天线的数量增大传输容量，并且 在不需要扩展频带的情况下提高传输速度。MIMO通信系统利用空间多路复用，这确保了更 大的频率利用效率。MIMO通信系统利用信道特性，并因此区别于简单的发射和接收采用阵 列。 在MIMO通信系统中，由接收器使用信道矩阵H来计算用于空间地多路复用来自多 个发射支路的多个传输流的传输权重矩阵和用于空间地分离已空间多路复用的信号的接 收权重矩阵。信道矩阵H是具有与一对发射和接收天线对应的元素信道信息的数值矩阵。 这里的信道信息表示具有相位和幅度分量的传输函数。通常，通过执行包括在发射器和接 收器之间用于激励信道矩阵的训练序列(其具有已知的参考码元)的帧交换序列信道矩 阵，可以估计信道矩阵。 在MMO通信系统中，作为可以提供最佳的链路特性的制式之一，SVD-MMO是已知 的。所述制式通过信道矩阵H到UDVH( S卩，H = UDVH)中的奇异值分解(SVD :奇异值分解) 来获得传输聚束(beam-forming)矩阵V。 还提出了用于在接收聚束已空间多路复用信号的接收器从信道矩阵H获得接收 权重矩阵的相对简单的算法。其示例包括迫零(ZF，zero force)，其基于完全移除串扰的 逻辑来简单地使用用于接收权重矩阵的信道矩阵H的逆矩阵H—1 ;以及最小均方误差(匪SE)接收制式，其中基于最大化信号的电功率与平方误差(即，串扰电功率与噪声功率之和)的 比率的逻辑来从信道矩阵H计算接收权重矩阵W。所述比率也被称为SNR。匪SE是在接收 器中采用噪声功率的概念，并有意地产生串扰以获得接收权重矩阵W的算法。已知与ZF相 比，匪SE有利地用在具有大量噪声的环境中。 用于空间地分离已空间多路复用信号的另一种算法是最大似然检测(MLD)，其通 过与所有可能的发射信号序列样式进行匹配，来估计最大似然发射序列。尽管MLD作为出 色性能的接收制式是已知的，但是它具有的问题在于，操作范围很大，并且因此安装困难。 已经提出了通过SVD-MMO通信制式与MLD接收制式的组合，在降低SVD和MLD的 操作负荷的同时提高SVD的原始接收特性的无线通信系统(例如，参见日本待审查专利申 i青公开No. 2007-110203)。 因此在发射侧与接收侧之间形成了完全正交的信道，以提供最佳的链路特性。接收器可以接收任意接收制式的信号，只要所述制式是线性区域估计制式即可。 然而，专利技术人已经发现，在发射器的发射天线的数量等于通过传输聚束形成的传输流的数量时，当将相同的调制制式分配给多个流时，难以获得MLD接收制式(其是用于估计非线性区域的制式)的期望的特性改进效果，并且在某些通信条件下(即，信道矩阵H的条件下)，关于聚束传输分组，在MLD或匪SE接收制式中所述特性变得相等。
技术实现思路
因此，期望提供用于在一对发射器和接收器(其每一个均具有两个或更多天线) 之间具有通过空间多路复用(MIMO)通信系统增大的传输容量的数据通信的无线通信系 统、无线通信装置、无线通信方法和计算机程序。 还期望提供无线通信系统、无线通信装置、无线通信方法及计算机程序，其中每一 个发射器和接收器在线性区域和非线性区域之一中使用波形均衡算法来进行发射和接收， 以达到最佳的链路特性。 还期望提供无线通信系统、无线通信装置、无线通信方法及计算机程序，其中每一 个发射器和接收器根据信道矩阵H的条件，使用波形均衡算法来进行发射和接收，以达到 最佳的链路性能。 本专利技术的第一实施例是无线通信系统，其包括发射器和接收器，所述发射器和接 收器中的每一个均具有两个或更多天线，所述系统包括信道条件确定单元，其确定发射器 与接收器之间的信道的条件；以及制式控制单元，其根据由信道条件确定单元获得的确定 结果，改变发射器中的发射制式和接收器中的接收制式。 这里使用的术语制式表示多个装置(或具有特定功能的功能模块)的逻辑集 合，而无论是否在单个外壳中容纳所述多个装置或多个功能模块。 本专利技术的第二实施例是根据第一实施例的无线通信系统，其中，信道条件确定单 元计算在发射器与接收器之间估计的信道矩阵的行列式和特征值的秩中之一，以确定可以 用于通信的流的数量以及调制制式；制式控制单元，当在以基于信道条件确定单元获得的 确定结果之内的所述流数量或调制制式建立通信时，采用发射器中基于线性区域均衡算法 的发射制式和基于线性区域均衡算法的接收制式，而当以在信道条件确定单元的确定结果 之外所述流数量或调制制式建立通信时，取消发射器中基于线性区域均衡算法的发射制式的采用，并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。 本专利技术的第三实施例是根据第二实施例的无线通信系统，其中信道条件确定单元 确定在发射器与接收器之间的信道矩阵的秩数和SNR ;制式控制单元当信道矩阵的秩数足 够高以允许两个或更多流通过时，采用发射器中基于线性区域均衡算法的发射制式和接收 器中基于线性区域均衡算法的接收制式；以及当将信道矩阵的秩数降低到两个或更多流不 能通过的程度但两个或更多流的SNR高时，取消发射器中基于线性区域均衡算法的发射制 式的采用并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。 本专利技术的第四实施例是根据第二实施例的无线通信系统，其中当关于M个发射天 线要传送M个流时，制式控制单元取消发射器中基于线性区域均衡算法的发射制式的采 用，并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。 本专利技术的第五实施例是根据第二实施例的无线通信系统，其中如果采用根据非线 性区域波形均衡算法的接收制式，则接收器响应于来自发射器的发射包括训练序列的发声 分组以便激励信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信系统，其包括发射器和接收器，所述发射器和接收器中的每一个均具有两个或更多天线，所述系统包括：信道条件确定单元，其确定所述发射器与所述接收器之间的信道的条件；以及制式控制单元，其根据由所述信道条件确定单元获得的确定结果，改变所述发射器中的发射制式和所述接收器中的接收制式。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-10 263961/08一种无线通信系统，其包括发射器和接收器，所述发射器和接收器中的每一个均具有两个或更多天线，所述系统包括信道条件确定单元，其确定所述发射器与所述接收器之间的信道的条件；以及制式控制单元，其根据由所述信道条件确定单元获得的确定结果，改变所述发射器中的发射制式和所述接收器中的接收制式。2. 根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述信道条件确定单元计算在所述发射器与所述接收器之间估计的信道矩阵的行列式和特征值的秩中的一个，以确定可以用于通信的流的数量以及可以用于通信的调制制式；所述制式控制单元当以在由所述信道条件确定单元获得的确定结果之内的所述流数量或调制制式建立通信时，采用所述发射器中基于线性区域均衡算法的发射制式和基于线性区域均衡算法的接收制式，而当以在所述信道条件确定单元的所述确定结果之外的所述流数量或调制制式建立通信时，取消所述发射器中基于线性区域均衡算法的所述发射制式的采用，并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。3. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中所述信道条件确定单元确定在所述发射器与所述接收器之间的所述信道矩阵的秩数禾口 SNR ;所述制式控制单元当所述信道矩阵的所述秩数足够高以允许两个或更多流通过时，采用所述发射器中基于线性区域均衡算法的发射制式和所述接收器中基于线性区域均衡算法的接收制式；以及当将所述信道矩阵的秩数降低到两个或更多流不能通过的程度但两个或更多流的SNR高时，取消所述发射器中基于线性区域均衡算法的所述发射制式的采用并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。4. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，当关于M个发射天线要发射M个流时，所述制式控制单元取消所述发射器中基于线性区域均衡算法的所述发射制式的采用，并采用基于非线性区域均衡算法的接收制式。5. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，如果采用根据非线性区域波形均衡算法的接收制式，则所述接收器响应于来自所述发射器的传送包括训练序列的发声分组以便激励信道矩阵的请求，返回具有无效发声的响应分组。6. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，当从M天线发射器接收到其中指定了所述流数量的链路适配请求时，所述接收器返回具有无效发声的响应分组。7. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述信道条件确定单元根据依照在所述发射器与所述接收器之间的信道的SNR以及所述信道矩阵的特征值的线性评估函数所提供的特征值、单独关于SNR的评估、以及用于确定所述信道的条件是否不适于所述非线性区域均衡算法的评估函数，来确定所述发射器是否应该采用基于线性区域均衡算法的发射制式。8. 根据权利要求7所述的无线通信系统，其中不适于非线性区域均衡算法的信道条件是所述信道矩阵H是在各接收天线之间获得不适当的功率增益的酉矩阵的信道条件；以及所述制式控制单元根据确定结果在所述接收器中应用基于线性区域均衡算法的接收制式。9. 根据权利要求8所述的无线通信系统，其中，所述信道条件确定单元基于聚束分组的信道矩阵H，以来自所述发射天线的信道的总电功率估计特征值，以所估计的特征值归一化所述信道矩阵H，计算所归一化的信道矩阵H'的每一天线的元素是否彼此正交，并且如果所述计算结果小于预定阈值则确定所述信道矩阵H是酉矩阵。10. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述信道条件确定单元具有用于检查的几个星座模型，根据所述信道矩阵H的获取来计算度量距离，并且如果所述度量距离小于预定阈值，则确定所述发射器不应该执行聚束。11. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述信道条件确定单元具有用于检查的几个星座模型，根据所述信道矩阵H的获取来计算到基于非线性区域均衡算法的接收制式的度量距离，并且如果所述度量距离小于预定阈值，则确定所述发射器不应该执行聚束。12. 根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，如果确定所述接收器当前正在接收聚束传输信号，那么所述接收器采用基于线性区域均衡算法的接收制式。13. 根据权利要求12所述的无线通信系统，其中，当所述信道矩阵H是在各接收天线之间获得不适当的功率增益的酉矩阵时，所述接收器确定所述接收器当前正在接收聚束传输信号。14. 根据权利要求13所述的无线通信系统，其中，所述接收器基于聚束分组的信道矩阵H估计特征值，以来自所述发射天线的信道的总电功率估计特征值，以所估计的特征值归一化所述信道矩阵H，计算所归一化的信道矩阵H'的每一天线的元素是否彼此正交，并且如果所述计算结果小于预定阈值则确定所述信道矩阵H是酉矩阵。15. —种无线通信装置，包括两个或更多天线；信道条件确定单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽井亮，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]