通信系统、通信设备和接收设备技术方案

本发明专利技术涉及一种通信系统、通信设备和接收设备。更具体而言，涉及一种通信系统，包括：发送设备，具有多个发送天线，所述发送天线根据多输入多输出（MIMO）方案发送多个信号；接收设备，具有多个接收天线，所述接收天线根据MIMO方案接收多个信号。该发送设备被配置为：将前导码信号添加到在根据正交频分复用（OFDM）方案调制的发送信号之中在最早定时处向接收设备发送的发送信号，所述发送信号从发送天线输出。该发送设备不将前导码信号添加到除了在最早定时处发送的发送信号以外的发送信号。

【技术实现步骤摘要】
通信系统、通信设备和接收设备相关申请的交叉引用该申请涉及并要求享有根据35U.S.C§119（e）、于2012年8月27日申请、序列号为61,693,349的临时申请的优先权，通过引用将该临时申请的内容并入本文。
本公开涉及无线地发送根据OFDM（正交频分复用）方案调制的信号的通信系统，该通信系统所应用的通信设备，以及接收无线地发送的信号的接收设备。
技术介绍
近年来，基于使用OFDM的调制方案的高速通信（例如LTE（长期演进）、WiMAX（全球微波互联接入）等）已投入到实际使用中。OFDM具有保护间隔，因此在频率可选的多路径中非常有用，并且在OFDM中实现MIMO（多输入多输出）比在其他调制方案中更容易。也就是说，因为FFT（快速傅立叶变换）允许在频域中容易地执行信号处理，所以能够便利复杂信道矩阵的估计和信号分离。此外，在单个基站和使用相同频率的许多终端之间建立通信的多用户MIMO（MU-MIMO）被认为是其所应用的技术。虽然仅将MIMO作为来自基站端的通信的目标，亦即目前的下行链路，正在实现研究以在将来将MIMO应用到来自移动终端的发送（上行链路）。根据MIMO，通过从多个天线并行发送不同的信号而实现高速通信，然而，这是基于前提：在所有信号之间没有任何延迟，并且在其间获得精确的时间协定。在基站中，可通过执行高精度的硬件而实现该协定。然而，当从移动终端执行MIMO发送时，很难为终端中的多个发送路径中的每一个获得精确的时间协定。高度精确的同步技术由于其受限的尺寸和功耗而不能被引入到移动终端中。此外，在MU-MIMO的情况下，由于在发送中发生的终端之间的相对延迟而难以执行MIMO发送。对于OFDM接收，有必要精确地检测FFT帧。其中错误地执行帧检测的情况将予以考虑。当早于帧的最初开始执行FFT并且帧的最初开始点在保护间隔内时，FFT之后的子载波的正交性被保持。然而，保护间隔长度减小，并且其变得不可能避免想要的多路径。另一方面，当开始FFT的时间晚于帧的初始开始点时，符号间干扰发生在信号流尾部部分，而子载波之间的正交性不被保持。因此，实现许多想法以在接收机中获取同步。图1示出了通过应用使用OFDM的调制方案而接收MIMO发送的接收设备10。图1的接收设备10具有两个接收路径：路径＃0和路径＃1。路径＃0的接收路径包括天线11a连接的高频单元（以下称之为“RF单元”）12a。用模数转换器13a将用RF单元12a接收的信号转换成数字数据。通过被配置为检测前导码（preamble）的匹配滤波器14a，用模数转换器13a转换的数据被提供给相关检测单元15。相关检测单元15通过自相关或互相关检测FFT帧的头部位置（同步点）。基于用相关检测单元15检测的FFT帧的头部，保护间隔消除单元16a从接收的FFT帧消除保护间隔。从中用保护间隔消除单元16a消除保护间隔的数据被提供给FFT单元17a，用FFT单元17a取回调制到各个子载波中的数据，并且路径＃0的取回的接收数据被提供给接收数据处理单元18。关于路径＃1的接收路径，配置与路径＃0的接收路径的配置相同。也就是说，用天线11b所连接的RF单元12b接收的信号被依次提供给模数转换器13b、匹配滤波器14b、相关检测单元15、保护间隔消除单元16b和FFT单元17b，并且路径＃1的接收数据被提供给接收数据处理单元18。在专利文献1中，公开了通过自相关操作和互相关操作的FFT帧头检测。[文献列表][专利文献][PTL1]公开号为2006-238367的日本未审查的专利申请如图1所示，就用于MIMO的接收设备来说，有必要收集各个接收支路的信号以用相关检测单元15执行自相关或互相关操作。执行这种类型的处理是基于以下前提的，即从发送端上的多个天线发送的信号的时间和频率都彼此精确地一致。然而，当将来在上行链路上执行MIMO发送时，假设存在以下情况，即其中在从发送侧上的多个天线发送的信号之间不能确保时间或频率的精度。也就是说，当移动终端执行MIMO发送时，从移动终端中的发送数据处理系统输出的发送信号在到达各个信道的天线之前可能具有各自的延迟，这防止天线之间的同步。负责各自延迟的因素包括：功率放大器的群延迟之间的差异、发送带通滤波器的群延迟之间的差异、以及各种陷波滤波器和匹配电路的群延迟之间的差异。例如，由于构成放大器的有源元件之间的差异，功率放大器的群延迟之间有差异。虽然功率放大器具有相同的配置，但是群延迟之间有进一步的差异，取决于温度或施加的电压。当有两个天线时，存在几纳秒的群延迟差异。发送带通滤波器具有约10纳秒的群延迟，这显著地取决于通带或环境温度。虽然显著地取决于将使用的部件的性能，根据各自的情况确定是否应该在各个路径上安装各种陷波滤波器以减少与其他频带的分量干扰。考虑到元件的特性而安装匹配电路，用以满足元件之间的特性。其部件的电路配置和数量是可变的，并且经常有必要提供具有不同配置的两个路径。当预先获得延迟量时，通过执行相位校正而实现从这种延迟的恢复。然而，移动终端的延迟量通常随终端而有所不同。此外，由于其随温度的波动和随时间的波动，难于估计延迟量。此外，当在上行链路上执行MIMO发送时，在执行信道估计时出现问题。根据MIMO，信道由行列式（以下称之为“H-矩阵”）表示。基于发送信号中提供的导频（pilot）而估计H-矩阵，并分离信号。然而，当由于相对延迟而在发送信号之间发生FFT帧的位移时，任何单点上的固定导致不正确的导频解调的问题。安排导频，以便OFDM的频率和时间范围在多个发送路径之间彼此不重叠。因此，如果可以某种方式指定其中安排导频的每个FFT帧，则可正确地找出导频。也就是说，当有如图2所示的接收路径＃0和接收路径＃1的两个路径时，其中安排导频的FFT帧处于不同的定时。GI表示保护间隔。在这个示例中，当从发送端发送信号时，在两个接收路径＃0和1之间发生约4纳秒的相对延迟。在接收路径＃0上，检测其中已发送导频信号的部分a，并与定时同步地执行解调。此外，在接收路径＃1上，也检测其中已发送导频信号的部分b，并与定时同步地执行解调。此示例的发送信号是用QPSK调制的信号。当如图2所示执行接收时，以图3左下方所示的矩阵形式表示MIMO信道。从路径＃0中估计h00和h01，而从路径＃1中估计h10和h11。在那时，由于帧同步的处理，发生在两个路径之间的时间延迟并不影响接收导频。此处，数据接收开始，并且两个路径的数据片在发送过程中在时间上彼此重叠。通过使用先前获得的H-矩阵的逆矩阵分离两个路径的信号，从而解调数据片。然而，在那时，两个路径的接收数据的片包括如图2所示的路径之间的延迟δ。因此，用相移执行解调，该相移干扰适当的信号分离。也就是说，通过使用不受延迟δ影响的H-矩阵，执行包括延迟δ的信号的分离。图4A和图4B示出了由于接收和解调获得的示例性星座。图4A示出了理想的接收状态的情况。在理想的状态中，接收符号被固定到四个位置。另一方面，当执行包括延迟δ的信号的分离时，接收符号的位置不固定，而解调以失败结束。专利技术人认识到，在执行MIMO发送时，即使发生相对延迟，也有必要执行正确的接收。
技术实现思路
根据本公开的通信系统，前导码信号被添加到根据OFDM方案调制的发送信号之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信系统，包括：发送设备，具有多个发送天线，所述发送天线根据多输入多输出（MIMO）方案发送多个信号；以及接收设备，具有多个接收天线，所述接收天线根据MIMO方案接收多个信号，其中所述发送设备被配置为：将前导码信号添加到在根据正交频分复用（OFDM）方案调制的发送信号之中在最早定时处向所述接收设备发送的发送信号，所述发送信号从所述发送天线输出；以及其中所述发送设备不将前导码信号添加到除了在最早定时处发送的发送信号以外的发送信号。

【技术特征摘要】
2012.08.27 US 61/693,3491.一种通信系统，包括：发送设备，具有多个发送天线，所述发送天线根据多输入多输出(MIMO)方案发送多个信号，所述多个信号互相之间具有相对延迟地被发送；以及接收设备，具有多个接收天线，所述接收天线根据MIMO方案接收多个信号，其中所述发送设备被配置为：将前导码信号添加到在根据正交频分复用(OFDM)方案调制的发送信号之中在最早定时处向所述接收设备发送的发送信号，所述发送信号从所述发送天线输出；其中所述发送设备不将前导码信号添加到除了在最早定时处发送的发送信号以外的发送信号；以及其中，所述接收设备将基于由所述多个接收天线之中的第一接收天线接收的前导码信号获取的帧同步信号确定为同步获取信号，并使用所获取的同步获取信号为由每个接收天线接收的信号执行帧同步处理。2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，在除了在最早定时处发送的发送信号以外的发送信号中，在前导码信号的部分中提供空信号。3.一种通信设备，包括：发送信号处理单元，其将前导码信号添加到在根据正交频分复用(OFDM)方案调制的多个发送信号之中在最早定时发送的发送信号，所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：楠繁雄，
申请(专利权)人：索尼移动通信株式会社，
类型：发明
国别省市：