CN101107792B

CN101107792B - 无线电设备

Info

Publication number: CN101107792B
Application number: CN200680003246.8A
Authority: CN
Inventors: 中尾正悟
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Zhongheng Technology Co ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: TW201419782A; JP2009027752A; CN103220030A; JP3989512B2; WO2007032413A1; US20110170485A1; TW200718105A; US8976732B2; TWI422176B; US8380141B2; JP4884488B2; KR101124122B1; CN103220030B; JP2007236000A; TWI499233B; KR20080007514A; EP1925104A1; CN101107792A; KR20090115823A; DE602006019279D1

Abstract

与接口(IF)单元、调制单元和基带处理单元协作的控制单元产生了由多个流组成的分组信号。在将分配给多个流之一的第一已知信号用作参考，并针对分配给另一流的第一已知信号执行第一已知信号内的周期时间平移时，控制单元也针对分配给没有分配流的扩展已知信号执行按时间平移。事先给予时间平移量一定程度的优先级，以及针对分配了数据信号的流，控制单元使用按照降序程度的优先级的时间平移量。针对没有分配数据信号的流，控制单元使用按照降序程度的优先级的时间平移量。

Description

无线电设备

技术领域

本发明涉及一种无线电设备，更具体地，涉及一种使用多个子载波的无线电设备。

背景技术

OFDM(正交频分复用)调制方案是可以实现高速数据传输并在多路径环境中很稳健的多载波通信方案之一。该OFDM调制方案已经应用于诸如IEEE 802.11a/g和HIPERLAN/2之类的无线LAN(局域网)标准中。在这种无线LAN中的分组信号通常经由时变信道环境进行传输，并且还受到频率选择性衰落的影响。因此，接收设备通常动态执行信道估计。

为了接收设备可以执行信道估计，在分组信号内提供了两种已知信号。一种是为脉冲串(burst)信号开始处的所有子载波提供的已知信号，即所谓前同步码或训练信号。另一种是为分组信号的数据区域中的部分子载波提供的已知信号，即所谓导频信号(例如，见以下现有技术列表中的参考文献(1))。

现有技术列表

(1)Sinem Coleri，Mustafa Ergen，Anuj Puri和Ahmad Bahai，“Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDMSystems”，IEEE Transactions on broadcasting，vol.48，No.3，pp.223-229，2002年9月。

在无线通信中，自适应阵列天线技术是实现频率资源的有效利用的技术之一。在自适应阵列天线技术中，通过控制要在多根天线中分别进行处理的信号的幅度和相位来控制天线的方向性图案。通过使用这种自适应阵列天线技术以实现更高数据传输速率的技术之一是MIMO(多入多出)系统。在该MIMO系统中，每个发射装置和接收装置均配备有多根天线，对要并行传输的分组信号进行设置(以下，将在分组数据中并行传输的每个数据称为“流”)。即，针对发射设备和接收设备之间的通信来设置至最大天线数量的流，从而提高了数据传输速率。

此外，将该MIMO系统与OFDM调制方案组合导致了更高的数据传输速率。在MIMO系统中，还可以通过增加或减少数据通信要使用的天线数量来调整数据速率。此外，可以通过向MIMO系统应用自适应调制来更加详细地调整数据速率。为了更加可靠地执行数据速率的调整，发射设备应当从接收设备中获取与适于发射设备和接收设备之间的无线电信道的数据速率有关的信息(以下将它称为“速率信息”)。为了提高像这样地速率信息的精度，期望通过接收设备来相应地获取发射设备中的多根天线和包含在接收设备中的多根天线之间的信道特性。

以下是MIMO系统中发射设备和接收设备的天线中的方向性图案组合的示例。一个示例是发射设备的天线具有全向图案、以及接收设备的天线具有在自适应阵列信号处理中的图案的情况。另一示例是发射设备和接收设备的天线均具有自适应阵列信号处理中的图案。这也被称为波束形成。在前一情况下，可以对系统进行简化。然而，在后一情况下，可以更加详细地对天线的方向性图案进行控制，从而可以提高天线特性。由于在后一情况下发射设备执行用于发射的自适应阵列信号处理，所以有必要事先从接收设备接收估计信道所需的已知信号。

为了提高速率信息的精度以及上述需求中波束形成的精度，有必要以高精度获取信道特性。为了提高信道特性获取中的精度，期望分别获取包含于发射设备和接收设备中的多根天线之间的信道特性。出于此因，发射设备或接收设备从所有天线传输用于信道估计的已知信号。以下，将从多根天线传输的用于信道估计的已知信号称为“训练信号”，该信号独立于数据通信要使用的天线数量。

在这些条件下，本发明的发明人认识到要解决以下问题。当发射训练信号时，包含用于信道估计的已知信号(以下称为“信道估计已知信号”)的流的数量不同于包含数据的流的数量。在信道估计已知信号之前，在接收侧分配用于设置AGC(自动增益控制)的已知信号，以下称为“AGC已知信号”。当仅在分配数据的流中分配AGC已知信号时，在未在信道估计已知信号之前接收到AGC已知信号的状态下接收信道估计已知信号之一。具体地，当AGC已知信号的强度在接收侧变小时，将AGC增益设置为大到一定程度的值。这样，当未分配AGC已知信号的流的信道估计已知信号的强度更大时，存在可以将所述信道估计已知信号放大至由AGC引起失真的程度的很大的可能性。结果，基于所述信道估计已知信号的信道估计中的差错变大。

另一方面，当将AGC已知信号分配给分配了信道估计已知信号的流时，分配了AGC已知信号的流的数量不同于分配了数据的流的数量。因此，存在AGC已知信号所设置的增益不适于数据调制的可能性。结果，解调数据会出现差错。

发明内容

在这样的条件下做出本发明，本发明的一般目的是提供一种无线电设备，用于在发射用于信道估计的已知信号时，防止接收特性的恶化。

为了解决上述问题，根据本发明的一个实施例的无线电设备是用于发射由多个流组成的分组信号的无线电设备，以及所述设备包括：生成单元，用于按照以下方式来生成分组信号，所述方式为：将数据信号分配给多个流中的至少一个，在分配了所述数据信号的流中的数据信号之前分配已知信号，以及针对没有分配所述数据信号的流，将扩展已知信号分配给与分配了已知信号和分配了数据信号的时间(timing)不同的时间；以及发射机，用于发射由生成单元所生成的分组信号。使用分配给分配了数据信号的流之一的已知信号作为参考，生成单元将已知信号内的周期时间平移作用于分配给其它流的已知信号，并将时间平移作用于分配给没有分配数据的流的扩展已知信号；以及事先给予时间平移量一定程度的优先级，以及从具有分配了数据信号的流的最高程度优先级的时间平移量起，依次顺序地使用时间平移量，而从具有没有分配数据信号的流的最高程度优先级的时间平移量起，依次顺序地使用时间平移量。

根据本实施例，分配给分配了数据信号的流的已知信号的时间与分配给没有分配数据信号的流的已知信号的时间相关地交错，从而使这两个流的接收功率彼此更为接近。结果，可以防止接收中的任何精度的降低。

通过在时域中重复预定单元来形成已知信号和扩展已知信号，以及可以以在流中保持正交关系的方式来定义预定单元中的符号组合，以及对于多个流中的每个，固定预定单元中的符号组合。在这种情况下，符号的组合是固定的，从而可以使处理更加简单。

通过在时域中重复预定单元来形成已知信号和扩展已知信号，可以以在流中保持正交关系的方式来定义预定单元中的符号组合，以及可以事先给予预定单元中的符号组合一定程度的优先级，以及从具有分配了数据信号的流的最高程度优先级的符号组合起，依次顺序地使用符号组合，而从具有没有分配数据信号的流的最高程度优先级的符号组合起，依次顺序地使用符号组合。在这种情况下，从具有最高程度优先级的符号组合起，依次顺序地使用符号组合，从而可以将公共电路用于没有分配数据的流的信道特性的计算和分配了数据的流的信道特性的计算中。

本发明的另一实施例还涉及一种无线电设备，该设备是用于发射由多个流组成的分组信号的无线电设备，以及所述设备包括：生成单元，用于按照以下方式来生成分组信号，所述方式为：将数据信号分配给多个流中的至少一个，在分配了所述数据信号的流中的数据信号之前分配已知信号，以及针对没有分配所述数据信号的流，将扩展已知信号分配给与分配了已知信号和分配了数据信号的时间不同的时间；以及发射机，用于发射由生成单元所生成的分组信号。使用分配给分配了数据信号的流之一的已知信号作为参考，生成单元将已知信号内的周期时间平移作用于分配给其它流的已知信号，并将时间平移作用于分配给没有分配数据的流的扩展已知信号，以及向多个流中的每个设置时间平移量的不同值。

根据本实施例，从分配给没有分配数据信号的流的已知信号的时间处平移分配给分配了数据信号的流的已知信号的时间。结果，这两个流的接收功率可以彼此更为接近，因而可以防止接收中的任何精度的降低。

生成单元将周期时间平移作用于数据信号，并将分配了数据信号的流的时间平移量用作时间平移量。在这种情况下，可以对数据信号进行解调。

以上所述的无线电设备中的任一个还可以包括修改单元，用于将修改后的信号输出至发射机。修改单元可以包括：第一处理单元，用于将分配了数据信号的流的数量扩展至多个流的数量，然后，对于扩展流，使用分配给扩展流之一的已知信号作为参考，将已知信号中的周期时间平移作用于分配给其它流的已知信号；以及第二处理单元，用于将没有分配数据信号的流的数量扩展至多个流的数量，然后，对于扩展流，使用分配给扩展流之一的扩展已知信号作为参考，将扩展已知信号中的周期时间平移作用于分配给其它流的扩展已知信号。可以按照以下方式来设置时间平移量，所述方式为：使用于第一处理单元中扩展流的时间平移量的相应值分别等于用于第二处理单元中扩展流的时间平移量的相应值。

可以将生成单元中时间平移量的绝对值设置为大于修改单元中的时间平移量的绝对值。

数据可以包括多个流。已知信号可以包括多个流。控制信号可以包括多个流。

应当注意，前述构成元素的任意组合、以及方法、设备、系统、记录介质、计算机程序等形式的本发明的实施方式也是有效的，并由本发明的实施例所涵盖。

此外，本发明的发明内容不必描述所有必要特征，从而本发明还可以是这些所描述特征的子组合。

附图说明

参照示例性而非限制性的附图，将仅通过示例来描述实施例，在多个附图中，类似的元件以类似的数字进行编号，其中：

图1示出了根据本发明实施例的多载波信号的频谱；

图2示出了根据本发明实施例的通信系统的结构；

图3A和3B示出了图2中示出的通信系统中的分组格式；

图4A至4C示出了图2中示出的通信系统中用于训练信号的分组格式；

图5示出了最终在图2中示出的通信系统中传输的分组信号的分组格式；

图6示出了图2中示出的第一无线电设备的结构；

图7示出了图6中示出的频域信号的结构；

图8示出了图6中示出的基带处理单元的结构；

图9示出了图8中示出的接收处理单元的结构；

图10示出了图8中示出的发射处理单元的结构；以及

图11A至11C示出了图2中示出的通信系统中用于训练信号的不同分组格式的其它类型。

具体实施方式

基于并不意欲限制本发明范围而是举例说明本发明的以下实施例来描述本发明。实施例中所描述的本发明的所有特征和组合对于本发明来说不是必须需要的。

在具体描述之前给出了本发明的概述。本发明的实施例涉及包括至少两个无线电设备的MIMO系统。无线电设备之一与发射设备相对应，而另一无线电设备与接收设备相对应。发射设备生成包括多个流的一个分组信号。具体地，将对在发射设备发射训练信号时执行的处理进行描述。任何已知技术均可以用于使用上述速率信息和波束形成的自适应调制处理，因而将省略重复性的解释。如先前所述，如果分配了AGC已知信号的流的数量与分配了信道估计已知信号的流的数量不同，则有可能接收设备中信道特征估计中的差错将会恶化。为此，在本实施例中将执行以下过程。

发射设备将用于信道估计的已知信号分为分配了数据信号的流的一部分、以及没有分配数据信号的流的一部分。这里，将与分配了数据信号的流相对应的信道估计已知信号的那部分称为第一已知信号，以及将与没有分配数据信号的流相对应的信道估计已知信号的那部分称为第二已知信号。发射设备将第一已知信号分配给AGC已知信号之后的位置，而将第二已知信号分配给第一已知信号之后的位置。此外，发射设备将数据信号分配至第二已知信号之后的位置。换言之，对于分配了数据信号的流，发射设备将空白持续时间放置在AGC已知信号和第一已知信号之后的位置，并将数据信号分配至空白持续时间之后的位置。这里，空白持续时间与在没有分配数据信号的流中分配了第二已知信号的持续时间相对应。

为了改进接收特性，期望要分配给多个流的AGC已知信号中的相关性和要分配给多个流的信道估计已知信号中的相关性分别较小(以下，也将“用于AGC的已知信号(AGC已知信号)”和“用于信道估计的已知信号(信道估计已知信号)”共同称为“已知信号”)。就这一点，在已知信号中执行周期时间平移。通常将这种处理称为CCD(周期时延分集)。在本实施例中，根据多个流的数量来定义时间平移量，此外，给予另外的这样的时间平移量相应程度的优先级。发射设备从给予了最高程度优先级的时间平移量起依次使用第一已知信号，以及还从给予了最高程度优先级的时间平移量起依次使用第二已知信号。即，更频繁地使用了具有相同值的时间平移量，因而使处理更加简单。

图1示出了根据本发明实施例的多载波信号的频谱。具体地，图1示出了OFDM调制方案中的信号频谱。通常将OFDM调制方案中的多个载波之一称为子载波。然而，这里通过“子载波编号”来指定子载波。在MIMO系统中，定义了56个子载波，即子载波编号“-28”至“28”。应当注意，将子载波编号“0”设为空，以减小基带信号中直流分量的影响。另一方面，在与MIMO系统不兼容的系统(以下称为“原有系统”)中定义了52个子载波，即子载波编号“-26”至“26”。原有系统的一个示例是符合IEEE802.11a标准的无线LAN。时域中一个信号的单元是包括多个子载波的一个信号的单元，以及该单元将被称为“OFDM符号”。

通过可变设置的调制方案来对相应的子载波进行调制。这里所使用的是BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)、16-QAM(正交调幅)和64-QAM中的调制方案之一。

将传统编码作为纠错方案应用于这些信号。将传统编码的编码速率设置为1/2、3/4等。可变地设置要并行传输的数据的个数。以分组信号来传输数据，以及将要并行传输的每个分组信号称为先前所述的“流”。结果，由于可变地设置了调制方案的模式和编码速率值及流的数量，所以也可变地设置数据速率。应当注意，可以通过这些因素的任意组合或这些因素之一来确定“数据速率”。如果原有系统中的调制方案是BPSK，以及编码速率是1/2，则数据速率将是6Mbps。另一方面，如果调制方案是BPSK，以及编码速率是3/4，则数据速率将是9Mbps。

图2示出了根据本发明实施例的通信系统100的结构。通信系统100包括第一无线电设备10a和第二无线电设备10b，它们通常被称为“无线电设备10”。第一无线电设备10a包括第一天线12a、第二天线12b、第三天线12c和第四天线12d，通常将它们称为“天线12”，以及第二无线电设备10b包括第一天线14a、第二天线14b、第三天线14c和第四天线14d，通常将它们称为“天线14”。这里，第一无线电设备10a与发射设备相对应，而第二无线电设备10b与接收设备相对应。

将以通信系统100的结构来描述MIMO系统的概况。这里假设数据从第一无线电设备10a发送至第二无线电设备10b。第一无线电设备10a分别从第一天线12a至第四天线12d发射多个流的数据。结果，数据速率变得更高。第二无线电设备10b通过第一天线14a至第四天线14d来接收多个流的数据。第二无线电设备10b通过自适应阵列信号处理来分离所接收的信号，并独立地对多个流的数据进行解调。

由于这里天线12的个数是“4”，以及天线14的个数也是“4”，所以天线12与天线14之间信道组合的个数是“16”。由h_ij来表示第i天线12i至第j天线14j之间的信道特性。在图2中，由h₁₁来表示第一天线12a和第一天线14a之间的信道特性，由h₁₂来表示第一天线12a和第二天线14b之间的信道特性，由h₂₁来表示第二天线12b和第一天线14a之间的信道特性，由h₂₂来表示第二天线12b和第二天线14b之间的信道特性，以及由h₄₄来表示第四天线12d和第四天线14d之间的信道特性。为了清楚的示出，在图2中省略了其它信道。应当注意，可以互换第一无线电设备10a和第二无线电设备10b的角色。这里假设将训练信号从第一无线电设备10a发送至第二无线电设备10b。

图3A和3B示出了通信系统100的分组格式。图3A和3B中示出的分组格式不是训练信号的格式，而是普通分组信号的格式。图3A表示流的数量是“4”的情况，以及图3B表示流的数量是“2”的情况。在图3A中，假设要发送包含于四个流中的数据，以及以从顶行到底行的顺序示出了与第一至第四流相对应的分组格式。在与第一流相对应的分组信号中，将“L-STF”、“HT-LTF”等分配作为前同步码信号。“L-STF”，“L-LTF”，“L-SIG”和“HT-SIG”分别是用于AGC设置的已知信号、用于信道估计的已知信号、与原有系统兼容的控制信号、以及与MIMO系统兼容的控制信号。例如，与MIMO系统兼容的控制信号具有与包括在其中的流的数量有关的信息。“HT-STF”和“HT-LTF”分别是与MIMO系统兼容的用于AGC设置的已知信号和用于信道估计的已知信号。另一方面，“DATA 1”是数据信号。应当注意，L-LTF和HT-LTF不但用于AGC设置，而且用于时间估计。

在与第二流相对应的分组信号中，将“L-STF(-50ns)”，“HT-LTF(-400ns)”等分配作为前同步码信号。以及在与第三流相对应的分组数据中，将“L-STF(-100ns)”，“HT-LTF(-200ns)”等分配作为前同步码信号。以及，在与第四流相对应的分组数据中，将“L-STF(-150ns)”，“HT-LTF(-600ns)”等分配作为前同步码信号。这里，“-400ns”等指示CDD中的时间平移量。CDD是以下处理：以预定间隔沿后向将时域波形平移一平移量，然后在预定间隔的报头部分中，周期性地分配以预定间隔从最后部分中推出的波形。因此，“L-STF(-50ns)”是给予了周期性时间平移-50ns的时延“L-STF”。应当注意，通过800ns持续时间的重复来构造每个L-STF和HT-STF，以及通过3.2μs持续时间的重复来构造诸如HT-LTF之类的其它部分中的每个。还应注意，对“DATA 1”至“DATA 4”进行CCD处理，以及时间平移量是与之前分配给它的HT-LTF的时间平移量相同的值。

在第一流中，以“HT-LTF”，“-HT-LTF”，“HT-LTF”和“-HT-LTF”的顺序从顶部分配HT-LTF。这里，在所有流中，将以这种顺序的上述信号称为“第一分量”、“第二分量”、“第三分量”和“第四分量”。接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量减(-)第二分量(+)第三分量减(-)第四分量”，提取第一流的期望信号。接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量+第二分量+第三分量+第四分量”，提取第二流的期望信号。接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量-第二分量-第三分量+第四分量”，提取第三流的期望信号。接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量+第二分量-第三分量-第四分量”，提取第四流的期望信号。应当注意，通过矢量运算来进行加法和减法处理。

如同原有系统，“52”个子载波用于从“L-LTF”至“HT-SIG1”的部分等。应当注意，“52”个子载波中的“4”个子载波与导频信号相对应。另一方面，“HT-LTF”等以及之后使用“56”个子载波。

图3B与图3A中示出的分组格式的第一流和第二流类似。这里，图3B中“HT-LTF”的分配与图3A中“HT-LTF”的分配不同。即，仅存在HT-LTF的第一分量和第二分量。在第一流中，从顶部以“HT-LTF”和“HT-LTF”的顺序来分配HT-LTF。接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量+第二分量”，提取第一流的期望信号。此外，接收设备通过针对所有流的接收信号计算“第一分量-第二分量”，提取第二流的期望信号。

图4A至4C示出了通信系统100的训练信号的分组格式。图4A表示分配了数据信号的流的数量是“2”，以及图4B和4C是分配了数据信号的流的数量是“1”的情况。即，将数据信号分配给图4A中第一流和第二流中的每个，而将数据信号分配给图4B和图4C中的第一流。至图4A的第一流和第二流中的HT-LTF的分配与图3B中的分配相同。然而，在其之后的位置中，在第一流和第二流中设置空白持续时间。另一方面，在第三和第四流中，将HT-LTF分配给与第一流和第二流中的空白持续时间相对应的位置。以及，在分配于第三和第四流中的HT-LTF之后，将数据分配给第一和第二流。

如上所述的分配使分配了“HT-STF”的流的数量等于分配了数据的流的数量，从而包含于由“HT-STF”设置的增益中的差错在接收设备处变小，因而防止了数据信号接收特性的降低。此外，由于分配给第三和第四流的“HT-LTF”仅分配给这两个流，所以包含于由“HT-STF”设置的增益中的差错在接收设备处变小，因而防止了信道估计精度的下降。

这里，假设以降序“0ns”，“-400ns”，“-200ns”和“-600ns”的顺序定义了时间平移量的优先级程度。换言之，“0ns”具有最高程度的优先级，以及“-600ns”具有最低程度的优先级。因此，将值“0ns”和“-400ns”分别用作第一流和第二流中的时间平移量。在第三流和第四流中，也将值“0ns”和“-400ns”分别用作时间平移量。结果，第一流中的“HT-LTF”和“HT-LTF”组合也用于第三流，以及第二流中的“HT-LTF(-400ns)”和“-HT-LTF(-400ns)”组合也用于第四流，因而使处理更加简单。

至图4B的第一流中的HT-LTF的分配与至图3B的第一流的HT-LTF的分配相同。这里，仅将“HT-LTF”分配给一个位置。然而，在其之后的位置上，在第一流中设置空白持续时间。另一方面，在第二至第四流中，将HT-LTF分配给与第一流中的空白持续时间相对应的位置。以及在分配于第二至第四流中的HT-LTF之后，将数据分配给第一流。以与图4B的分组格式相同的方式来构造图4C的分组格式。然而，图4C中“HT-LTF”的符号组合与图4B中的不同。这里，对“HT-LTF”的符号组合进行定义，从而在流中保持正交关系。此外，在图4C中，对“HT-LTF”的符号组合进行定义，以对于多个流中的每个来固定“HT-LTF”的符号组合。

分配给第二至第四流的HT-LTF与分配给图3A中的第一至第三流的HT-LTF相同。即，甚至将具有较高程度优先级的“0ns”，“-400ns”和“-200ns”用于第二至第四流中。

图5示出了最终在通信系统100中传输的分组信号的分组格式。图5与图4A分组信号的修改版本相对应。至图5的“HT-SIG”的分配与图3A中的分配相同。在分配给图4A的第一和第二流的“HT-STF”和“HT-LTF”之前执行要在下面进行解释的正交矩阵的操作。结果，生成了“HT-STF1”至“HT-STF4”。同样也应用于“HT-LTF”。此外，通过相应的时间平移量“0ns”，“-50ns”，“-100ns”和“-150ns”，针对第一至第四流中的每个来执行CDD。应当注意，对第二CDD中时间平移量的绝对值进行设置，从而使该绝对值小于HT-STF和HT-LTF的第一CDD的时间平移量的绝对值。针对分配给第三流和第四流的“HT-LTF”，“DATA 1”等来执行类似的处理。针对图4B执行类似的处理，因而生成了使用第一至第四流的分组信号。

图6示出了第一无线电设备10a的结构。第一无线电设备10a包括第一无线电单元20a、第二无线电单元20b、...以及第四无线电单元20d(将它们称为“无线电单元20”)、基带处理单元22、调制解调器单元24、IF单元26和控制单元30。所涉及的信号包括第一时域信号200a、第二时域信号200b、...以及第四时域信号200d(将它们通常称为“时域信号200”)、以及第一频域信号202a、第二频域信号202b、第三频域信号202c、以及第四频域信号202d(通常将它们称为“频域信号202”)。第二无线电设备10b具有与第一无线电设备10a类似的结构。因此，在以下的描述中，与接收操作有关的描述与第二无线电设备10b的处理相对应，而与发射操作有关的描述与第一无线电设备10a的处理相对应。这种对应关系也可以反转。

作为接收操作，无线电单元20执行由天线12接收的射频信号的频率转换，从而得到基带信号。无线电单元20将基带信号作为时域信号200输出至基带处理单元22。包括同相分量和正交分量的基带信号通常应当由两条信号线进行传输。为了图示的清楚，这里仅通过单条信号线来呈现基带信号。AGC(自动增益控制)单元和A-D转换单元也包括在内。AGC单元设置“L-STF”和“HT-STF”中的增益。

作为发射操作，无线电单元20执行来自基带处理单元22的基带信号的频率转换，从而得到射频信号。这里，来自基带处理单元22的基带信号也被指示为时域信号200。无线电单元20将射频信号输出至天线12。即，无线电单元20从天线12发射射频分组信号。PA(功率放大器)和D-A转换单元也包括在内。这里，假设时域信号200是转换为时域的多载波信号并且是数字信号。

作为接收操作，基带处理单元22将多个时域信号200分别转换为频域信号，并针对转换后的频域信号执行自适应阵列信号处理。然后，基带处理单元22输出自适应阵列信号处理的结果，作为频域信号202。一个频域信号202与在所传输的多个流中分别包含的数据相对应。作为发射操作，基带处理单元22从调制解调器单元24输入用作频域中信号的频域信号202，将频域信号转换至时域，然后通过将转换后的信号分别与多根天线12相关联，以时域信号来输出这样转换后的信号。

假设由控制单元30来指定要在发射处理中使用的天线12的数量。这里，假设频域信号202(频域中的信号)包含多个子载波分分量，如图1所示。为了图示的清楚，以子载波编号的顺序来设置频域信号，并形成串行信号。

图7示出了频域信号的结构。这里假设图1中示出的子载波编号“-28”至“28”的组合构成了“OFDM符号”。第“i”OFDM符号是以子载波编号“1”至“28”和子载波编号“-28”至“-1”的顺序设置的子载波分量。还假设第“(i-1)”OFDM符号位于第“i”OFDM之前，以及“(i+1)”OFDM符号位于第“i”OFDM之后。应当注意，在图3A等中示出的“L-SIG”等中，将“-26”至“26”的组合用于一个“OFDM符号”。

现在返回图6。为了产生与图3A和3B及图4A和4B相对应的分组格式，基带处理单元22执行CDD。基带处理单元22执行引导矩阵(steering matrix)的乘法来获得如图5所示的变形或修改后的分组格式。之后将讨论这种处理。

作为接收处理，调制解调器单元24对从基带处理单元22输出的频域信号22进行解调和去交织。对于每个子载波执行解调。调制解调器单元24将解调后的信号输出至IF单元26。作为发射处理，调制解调器单元24执行交织和调制。调制解调器单元24将调制后的信号输出至基带处理单元22，作为频域信号202。当执行发射处理时，通过控制单元30来指定调制方案。

作为接收处理，IF单元26将从多个调制解调器单元24输出的信号组合，然后形成一个数据流。IF单元26对一个数据流进行解码。IF单元26将解码数据流输出。作为发射处理，IF单元26输入一个数据流，然后对它进行编码，之后将编码后的数据流分离。然后，IF单元26将分离后的数据输出至多个调制解调器单元24。当执行发射处理时，通过控制单元30来指定编码速率。这里，编码的示例是卷积编码，而解码的示例是维特比解码。

控制单元30控制第一无线电设备10a的时间等。与IF单元26、调制解调器单元24和基带处理单元22协作，控制单元30产生由图3A和3B、图4A和4B及图5中示出的多个数据流所构造的分组信号。尽管这里省略了对产生图3A和3B中示出的分组信号的处理的描述，但是优选地，应该执行与用于产生图4A和4B及图5中示出的分组信号的处理相对应的处理的相关部分。

对于基带处理单元22，控制单元30将数据分配给多个流中的至少一个，并将HT-LTF分配给分配了数据的流中所述数据之前的位置。这与在图4A中示出的第一流和第二流中的设置相对应。对于没有分配所述数据的流，控制单元30将HT-LTF分配给与分配了HT-LTF和分配了数据的时间不同的时间。这与在图4A中示出的第三流和第四流中的设置相对应。作为以上的结果，基带处理单元22产生了图4A中示出的分组格式的分组信号。

对于基带处理单元22，控制单元30对分配给分配了数据的流的HT-LTF等应用CDD。CDD与将分配给流之一的HT-LTF用作参考、并将HT-LTF内的周期时间平移作用于分配给其它流的HT-LTF的处理相对应。控制单元30还将CDD作用于分配给没有分配数据的流的HT-LTF。控制单元30事先建立时间平移量的优先级程度。这里，如先前所述，“0ns”具有最高程度的优先级，以及在这之后，以降序的“-400ns”，“-200ns”和“-600ns”的顺序来定义时间平移量的优先级程度。

此外，针对分配了数据的流，控制单元30让基带处理单元22使用降序程度的优先级的时间平移量。例如，在图4A的情况下，将“0ns”用于第一流，以及将“-400ns”用于第二流。此外，针对没有分配数据的流，控制单元30让基带处理单元22使用降序程度的优先级的时间平移量。例如，在图4A的情况下，将“0ns”用于第三流，以及将“-400ns”用于第四流。控制单元30还让基带处理单元22对数据应用CDD，并让基带处理单元22使用分配了数据的流的时间平移量作为时间平移量。

利用上述处理，在产生了图4A和4B中示出的分组格式的分组信号之后，控制单元30让基带处理单元22对这些分组信号进行修改或变形，并将修改后的分组信号传输至无线电单元20。即，控制单元30将图4A中示出的分组格式修改或变形为图5中示出的格式。在将分配了数据的流的数量扩展至多个流的数量时，基带处理单元22将CDD应用于这样扩展的流。在将没有分配数据的流的数量扩展为多个流的数量时，基带处理单元22将CDD应用于这样扩展的流。这里，由控制单元30按照以下方式来设置时间平移量，所述方式为：使分配了数据的流的时间平移量的值等于没有分配数据的流的时间平移量的值。

在硬件方面，可以通过CPU、存储器和任意计算机的其它LSI来实现如上所述的这种结构。在软件方面，可以通过具有通信功能的存储器加载程序等来实现如上所述的这种结构，但是这里所绘出和描述的是将二者结合而实现的功能块。因此，本领域技术人员可以理解，可以以如仅硬件、仅软件或其组合的各种形式来实现这些功能块。

图8示出了基带处理单元22的结构。基带处理单元22包括用于接收50的处理单元和用于发射52的处理单元。接收处理单元50执行与基带处理单元22的操作中与接收操作相对应的一部分操作。即，接收处理单元50针对时域信号200执行自适应阵列信号处理，因而获得了接收权重矢量。然后接收处理单元50以频域信号202输出阵列合成的结果。应当注意，接收处理单元50可以基于频域信号202生成速率信息。关于速率信息的生成，将已知技术用于上述目的，并在此省略对它的解释。

发射处理单元52执行与基带处理单元22的操作中的发射操作相对应的一部分。即，发射处理单元52将频域信号22进行转换，从而生成时域信号200。发射处理单元52分别将多个流与多根天线12相关联。发射处理单元52应用如图4A和4B所示的CDD。发射处理单元52可以执行使用引导矩阵的操作。发射处理单元52最终输出时域信号。另一方面，发射处理单元52可以在发射如图3A和3B所示的分组信号时执行波束形成。关于波束形成，将已知技术用于上述目的，并在此省略对它的解释。

图9示出了接收处理单元50的结构。接收处理单元50包括FFT单元74、权重矢量推导单元76以及第一组合单元80a、第二组合单元80b、第三组合单元80c和第四组合单元80d(通常将它们称为“组合单元80”)。

FFT单元74针对时域信号200执行FFT，从而将时域信号200转换为频域值。假设频域值如图7所示构造。即，经由一条信号线输出一个时域信号200的频域值。

权重矢量推导单元76在逐载波的基础上根据频域值推导出权重矢量。推导出权重矢量以与多个流中的每个相对应，以及一个流的权重矢量包含与每个流的天线个数相对应的因子。将HT-LTF等用于推导与多个流中的每个相对应的权重矢量。为了推导权重矢量，可以使用自适应算法，或者可以使用信道特征。由于可以将已知技术用于自适应算法等的处理，所以在这里省略对它的解释。当推导权重矢量时，权重矢量推导单元76执行如先前所述的第一分量减(-)第二分量(+)第三分量(-)第四分量等操作。如先前所述，最终对于每个子载波、天线12和流，分别推导出权重。

组合单元80将由FFT单元74转换的频域值和来自权重矢量推导单元76的权重矢量组合。例如，作为要执行乘法的权重矢量，从来自权重矢量推导单元76的权重矢量中选择与一个子载波和第一流相对应的权重。所选权重具有与每根天线12相对应的值。

作为要执行乘法的另一权重矢量，从由FFT单元74转换的频域值中选择与一个子载波相对应的值。所选值包含与每根天线12相对应的值。应当注意，所选权重和所选值属于相同的子载波。尽管分别与天线12相关联，但是分别对所选权重和所选值进行乘法运算，并将乘法结果相加。结果，推导出与第一流中的一个子载波相对应的值。在第一组合单元80a中，针对其它子载波执行上述处理，从而推导出与第一流相对应的数据。执行类似的处理以推导出分别与第二至第四流相对应的数据。将推导出的第一至第四流分别作为第一频域信号202a至第四频域信号202d输出。

图10示出了发射处理单元52的结构。发射处理单元52包括分发单元66和IFFT单元68。IFFT单元68针对频域信号202执行IFFT，然后输出时域信号。结果，IFFT单元68输出与每个流相对应的时域信号。

分发单元66将来自IFFT单元68的流与天线12相关联。为了产生与图3A和3B及图4A和4B相对应的分组信号，分发单元66执行CDD。将CDD表示为以下等式(1)中的矩阵C。

C(l)＝diag(1，exp(-j2πlδ/Nout)，…，exp(-j2πlδ(Nout-1)/Nout))(1)

其中，δ指示平移量，l指示子载波编号。在逐子载波的基础上进行流与矩阵C的乘法。即，分发单元66在每个流中的L-STF等内执行周期时间平移。通过上述优先级程度来设置时间平移量，以与图3A和 3B及图4A和4B相对应。

分发单元66可以将在图4A和4B中所产生的训练信号分别与引导矩阵相乘，从而将训练信号的流的数量增加至多个流的数量。在执行乘法之前，分发单元66将输入信号的程度扩展至多个流的数量。在图4A的情况下，在分配给第一和第二流的“HT-STF”等中，输入的信号数量是“2”，这将由这里的“Nin”表示。因此，由矢量“Nin×1”来指示输入数据。多个流的数量是“4”，并由这里的“Nout”表示。分发单元66将输入数据的程度从Nin扩展至Nout。换言之，将矢量“Nin×1”扩展至矢量“Nout×1”。这样，将“0”插入从第(Nin+1)行至第Nout行的分量。另一方面，对于分配给图4A的第三和第四流的“HT-LTF”，到Nin的分量是“0’s”，以及将HT-LTF(-200ns)等插入从第(Nin+1)行至第Nout行的分量。

由以下等式(2)来表示引导矩阵

S(l)＝C(l)W (2)

引导矩阵是“Nout×Nout”矩阵。W是“Nout×Nout”正交矩阵。正交矩阵的示例是Walsh矩阵。这里，l是子载波编号，以及在逐子载波的基础上进行引导矩阵的乘法。C表示如上所述的CDD。这里，对时间平移量进行定义，从而对于多个流来说分别不同。即，例如，分别将第一至第四流的时间平移量定义为“0ns”，“-50ns”“-100ns”和“-150ns”。

这里，将对这些实施例的修改进行描述。在目前为止描述的实施例中，当让基带处理单元22执行CCD时，控制单元30按照给予其的预定程度的优先级的降序，使用时间平移量。然而，在这些修改中，控制单元30针对多个流，分别定义不同值的时间平移量。

图11A至11B示出了在通信系统100中用于训练信号的另一不同分组格式。图11A至11B分别与图4A至4B相对应。这里，控制单元30为第一流定义了“0ns”的时间平移量，为第二流定义了“-400ns”的时间平移量，为第三流定义了“-200ns”的时间平移量，为第四流定义了“-600ns”的时间平移量。结果，在图11A中，分别将“-200ns”和“-600ns”的时间平移量作为图4A的“0ns”和“-400ns”的替代来用于第三和第四流。另一方面，在图11B中，将“-400ns”、“-200ns”和“-600 ns”的时间平移量作为图4B的“0ns”、“-400ns”和“-200ns”的替代而分别用于第二至第四流。

以与图11B的分组格式相同的方式来构造图11C的分组格式。然而，图11C中“HT-LTF”的符号组合与图4B中的不同。这里，事先给予“HT-LTF”的符号组合优先级程度。即，对优先级的程度进行定义，从而图3A第一流中的符号组合具有最高程度的优先级，以及在第四流中的符号组合具有最低程度的优先级。此外，对于分配了数据信号的流，以从具有最高程度优先级的符号组合起依次使用符号组合，以及对于没有分配数据信号的流，以从具有最高程度优先级的符号组合起依次使用符号组合。如果符号组合与以上所述的方式相同，则在接收设备通过执行+(加)和-(减)运算时取得相应的分量时，可以将公共电路用于没有分配数据信号的流中的“HT-LTF”部分的信道特性的计算、以及分配了数据信号的流中的“HT-LTF”部分的信道特性的计算。

根据本发明的实施例，在生成训练信号时，使分配了HT-STF的流的数量与分配了数据的流的数量相同。因此，由HT-STF设置的增益与数据相对应，因而防止了数据接收特性的降低。在生成训练信号时，从分配给没有分配数据的流的HT-LTF的时间起，平移分配给分配了数据的流的HT-LTF的时间，从而使这两个流的接收功率彼此更加接近。作为使这两个流的接收功率彼此更加接近的结果，甚至在没有将HT-STF分配给没有分配数据的流时，也可以防止通过所述流对信道特性估计的任何恶化。

通过定义时间平移量的优先级程度、并从具有分配了数据的流以及没有分配数据的流的最高程度的优先级的时间平移量起依次使用时间平移量，可以使用更多的相同时间平移量。此外，通过使用更多的相同时间平移量，可以是处理更加简单。此外，当多个流的数量是“2”，以及分配了数据的流的数量是“1”时，接收设备可以根据HT-LTF的接收条件来向发射设备指示多个流中的哪个要分配有数据。换言之，可以执行传输分集。

由于分配给多个流的相应HT-LTF的时间平移量具有相同的值，所以接收设备可以在分配了数据的流中发生改变时容易地进行处理。由于分别为多个流设置不同的时间平移量，所以可以统一执行处理。此外，这种统一执行的处理使处理更加简单。甚至当在后续分组信号中增加了分配了数据的流的个数时，已经以相同的时间平移量传输了具有该增加的流的HT-LTF，从而接收设备可以使用已经推导出的时间等。由于其可以使用已经推导出的时间等，接收设备可以容易地处理分配了数据的流的数量中的增加。

基于实施例进行了本发明的描述。这些实施例仅是示例性的，并且本领域技术人员应当理解，可以对每个分量和过程的组合进行修改，以及这种修改在本发明的范围内。

根据本发明的实施例，描述给出了在多个流的数量是“4”的情况。然而，本发明并不限于此，例如，多个流的数量可以少于“4”或者可以大于“4”。与本例一起，在前一情况下，天线12的数量可以小于“4”，以及在后一情况下，可以大于“4”。根据该修改，本发明可以应用于各种数量的流。

尽管已经使用特定术语对本发明的优选实施例进行了描述，但是这种描述仅用于示例性目的，应当理解，可以在不偏离所附权利要求的精神和范围的情况下做出改变和变化。

实用性

可以防止在发射用于信道估计的已知信号的时间处的接收特性的降低。

Claims

1.一种无线电设备，用于在多输入多输出(MIMO)系统中，发射由多个流组成的分组信号，所述无线电设备包括：

生成单元，用于按照以下方式来生成分组信号，所述方式为：在所述MIMO系统中，将数据信号分配给所述多个流中的至少一个，在分配了所述数据信号的流中的数据信号之前分配用于信道估计的第一已知信号，以及针对没有分配所述数据信号的流，将用于信道估计的第二已知信号分配给与分配了第一已知信号的时间和分配了数据信号的时间不同的时间；以及

发射机，用于发射由所述生成单元所生成的分组信号，

其中，使用分配给分配了数据信号的流之一的第一已知信号作为参考，所述生成单元在第一已知信号内，对分配给其它流的第一已知信号进行周期时间平移，并对分配给没有分配数据的流的第二已知信号进行时间平移；以及

事先对时间平移量赋予优先级，以及对于分配了数据信号的流，从具有最高优先级的时间平移量起，依次顺序地使用时间平移量，并且对于没有分配数据信号的流，从具有最高优先级的时间平移量起，依次顺序地使用时间平移量。

2.如权利要求1所述的无线电设备，其中，所述生成单元通过在时域中重复预定信号单元来形成第一已知信号和第二已知信号，并按照在流中保持正交关系的方式来定义预定信号单元中的符号组合，以及对于多个流中的每个流，固定预定信号单元中的符号组合，其中所述预定信号单元是包括多个子载波的一个信号的单元。

3.如权利要求1所述的无线电设备，其中，所述生成单元通过在时域中重复预定信号单元来形成第一已知信号和第二已知信号，并按照在流中保持正交关系的方式来定义预定信号单元中的符号组合，以及事先对预定信号单元中的符号组合赋予优先级，以及

对于分配了数据信号的流，从具有最高优先级的符号组合起，依次顺序地使用符号组合，并且对于没有分配数据信号的流，从具有最高优先级的符号组合起，依次顺序地使用符号组合。

4.如权利要求1所述的无线电设备，其中，所述生成单元对数据信号进行周期时间平移，并将分配了数据信号的流的时间平移量用作时间平移量。

5.如权利要求1所述的无线电设备，还包括：修改单元，用于修改在所述生成单元中所生成的分组信号，并将修改后的分组信号输出至所述发射机，

所述修改单元包括：

第一处理单元，用于将分配了数据信号的流的数量增加至所述多个流的数量，然后，对于增加的流，使用分配给增加的流之一的第一已知信号作为参考，在第一已知信号内，对分配给其它流的第一已知信号进行周期时间平移；以及

第二处理单元，用于将没有分配数据信号的流的数量增加至所述多个流的数量，然后，对于增加的流，使用分配给增加的流之一的第二已知信号作为参考，在第二已知信号内，对分配给其它流的第二已知信号进行周期时间平移，

其中，所述第一处理单元按照以下方式来设置时间平移量，所述方式为：使所述第一处理单元中用于增加的流的时间平移量的相应值分别等于所述第二处理单元中用于增加的流的时间平移量的相应值。

6.如权利要求5所述的无线电设备，其中，所述生成单元使用的时间平移量的绝对值被设置为大于所述修改单元使用的时间平移量的绝对值。