CN101884187B - 无线通信系统、接收装置、发送装置、无线通信方法、接收方法和发送方法 - Google Patents

无线通信系统、接收装置、发送装置、无线通信方法、接收方法和发送方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种组合了MIMO空间复用和双偏振波传送的系统。通过以简单的电路结构配置该系统，提供了就空间和偏振波而言以高精度对双重复用的信号解复用的无线通信系统。该无线通信系统是其中使用多个天线并且形成多个固定传送信道的MIMO通信系统。该无线通信系统包括发送部和接收部。发送部执行对从发送天线发送的信号的MIMO空间复用以及使用相互正交的两个偏振无线电波在同一频带中对两个独立信号的双偏振波传送。接收站具有干扰补偿器和连接到干扰补偿器的MIMO信号处理电路。干扰补偿器通过自适应控制去除在接收天线处接收的信号的偏振波之间的干扰成分。MIMO信号处理电路独立于干扰补偿器的信号处理地对MIMO空间复用信号进行解复用。

Description

无线通信系统、接收装置、发送装置、无线通信方法、接收方法和发送方法
技术领域
本发明涉及使用微波或毫米波的无线通信系统，更具体而言涉及用于在有限频带内进行更高容量传送的无线通信系统、接收装置、发送装置、无线通信方法、接收方法和发送方法。
背景技术
微波或毫米波通信系统是具有固定的发送和接收站的视距通信系统，最近对作为移动通信基础设施的这种通信系统的需求正在迅速增长。随着移动通信的越来越大的流量，需要进一步增大传送容量。
根据这种市场需求，传统上用于干线系统中的利用XPIC(CrossPolarization Interference Canceller，偏振波间干扰消除器)的双偏振波传送已经得到了标准使用。目前的典型高容量系统被配置为使用带宽为28MHz的128 QAM(正交幅度调制)来传送两个STM(同步传输模式)-1信号。为了使传送容量增大到超过这种系统，可以使调制电平的数目大于128，并使带宽宽于28MHz。
然而，相对于增大所谓的C/N(载波噪声功率比)而言，增大调制电平的数目对于容量增大的效果是有限的，从而导致成本效率较低的缺点。加宽带宽会以噪声带宽的幅度减小系统增益，其缺点是设备功耗增大。更宽的带宽(例如56MHz)在一些国家可能是不可得的。60GHz及以上的高频带可用于提供宽频带，而太高的频率会增大部件成本并且具有由于空气对无线电波的吸收而造成的传送距离极短的缺点。
在上述限制下，很难进一步增大微波或毫米波通信系统的容量。
如上所述，在具有固定的发送和接收站并且使用几千兆赫到几万兆赫的频带的微波或毫米波通信系统中，使用无线电波的两种偏振波来在同一频带中传送两个独立信号的双偏振波传送方法被采用来作为增大传送容量的手段。由于传送质量因为偏振波间干扰而恶化，实现了用于消除该干扰的XPIC。XPIC参考其他偏振波的信号来提取其自身偏振波中的干扰成分泄漏，并且从其自身偏振波的信号中减去干扰成分以进行干扰消除(例如，参见NPL1)。利用XPIC的双偏振波传送方法对于相同的带宽使传送容量加倍。然而，为了实现容量的进一步增大，除了增大带宽以外没有其他手段。
顺便说一下，作为非视距通信系统的移动通信和无线LAN系统通过MIMO(多输入多输出)技术而增大了传送容量，这些MIMO技术使用多个天线来进行发送和接收。由于环境反射，在接收侧接收到多个信号。取决于通信设备本身或者导致散射的周围物体的移动，反射的状态随着时间而变。使用多个天线进行发送和接收相当于存在多个传送信道的情形，从而可在同一频带内传送与天线数目相对应的独立信号。然而，不存在使用双偏振波的移动通信系统。
迄今为止认为，与移动系统的MIMO技术相同的MIMO技术不适用于用于视距通信的微波或毫米波通信系统。其原因如下。发送-接收距离(例如，几公里到几十公里)与天线安装的可行间隔(例如几米)相比极大，并且在没有恒定散射环境的情况下，从各个天线发送的信号相互之间的相关性极高。结果，传送频带看起来只有一个，并且在同一频带中能够传送的信号的数目变成一个。即，在视距通信系统中，诸如移动单元实际使用的那种基于MIMO的并行通信信道是不成立的。
然而，在某些条件下，即使在视距无散射环境中，也可以形成多个独立的通信信道。其原理在NPL 2的第174至175页中记载如下，NPL 2是与本申请相关的现有技术文献。在天线间隔较宽的情况下，从多个发送天线到达单个接收天线的信号具有基本相同的发送距离，从而可被认为具有相同的幅度。然而，由于高频，发送距离的微小差异会导致不同的相位。这种相位差异的存在使得通信信道矩阵H(H的元素是天线之间的传递函数，以幅度和相位的复数表示来表现)的秩(rank)等于矩阵H的阶(order)。即，独立通信信道的数目与天线数目相同。例如，在两个天线的阵列的情况下，矩阵H是秩为2的2乘2方阵，从而形成了两个通信信道。当为发送和接收分别使用两个天线的阵列时，通信信道矩阵H由下式给出：
[式1]
H = h 11 h 12 h 21 h 22
其中hij是从发送天线j到接收天线i的复数传递函数(相位项*幅度相)(后一下标表示发送侧)。通信信道矩阵H的秩是独立通信信道的数目。
这里重要的是，基于这种原理的通信信道的形成在几何条件下是固定的，而不像普通MIMO那样是随机可变的。作为示例，将描述图1的配置。在传送距离为R并且RF频率为f1的情况下，天线安装间隔被设定为使得从发送侧(Tx)的两个天线发送的信号被接收侧(Rx)的单个天线接收，其中相位差异(在图中是R1与R3之间的差异和R2与R4之间的差异)为λ/4(λ是一个波长)。要从两个天线发送的信号A和B被赋予π/2的相位差异。因此，在接收天线的任一个处，信号A被增强，而信号B被消去，在另一个天线处则相反。这使得在接收侧能够将以相同频率发送的两个信号分成两个。这种信号分离不需要通信信道的散射环境，这与普通的随机MIMO不一样。
然而，NPL2中记载的MIMO系统的原理仅在非常特殊的条件下才成立。该原理从而是不现实的，因为这种条件很容易由于天线之间的实际安装间隔的误差或者由于天线在风中或因振动而发生的小摆动而不成立。
作为解决此问题的手段，申请人提交的作为本申请之前的相关技术的未公布的PTL1记载了一种MIMO系统，其可以应用在移动MIMO中使用的SVD(奇异值分解)以及其他矩阵运算来形成稳定的通信信道，而无论前述可变因素存在与否。
换言之，未公布的PTL 1中记载的MIMO信号处理技术可被应用到NPL 2中示出的原理配置，以通过稳定的空间复用来增大甚至视距通信系统的传送容量。
{引用列表}
{专利文献}
{NPL 1}：Junji Namiki和Shigeru Takahara，“Adaptive Receiver forCross-Polarized Digital Transmission”，International Conference onCommunications，June14-18，1981，Conference Record.Volume3.(A82-4377822-32)New York，Institute of Electrical and Electronics Engineers，Inc.，1981，p.46.3.1-46.3.5。
{NPL 2}：P.F.Driessen和G.J.Foschini，“On the capacity formula formultiple input multiple output wireless channels：a geometric interpretation，”IEEE Trans.Comm.，vol.47，no.2，pp.173-176，February 1999。
{PTL 1}：日本专利申请No.2006-312277，“System and Method ofMIMO Communication with Deterministic Communication Channels”、申请日2006年11月17日(未公布)。
发明内容
{技术问题}
具体而言，实际需求的传送容量是1 Gbps(G比特/秒)，这是GbE(千兆比特以太网(TM))所需的。
为了在带宽为56MHz的情况下单用MIMO实现1 Gbps，需要四天线配置，这与非MIMO系统相比使天线成本变成四倍。用于微波和毫米波通信系统中的天线的大小为几十厘米到几米，并且被安装在天线塔、建筑物屋顶等等上。这种天线的大小不小，并且成本不低，这与无线LAN天线不一样。从而，就保证安装位置而言和成本而言，使用四个相对大且昂贵的天线的阵列通常是不现实的。双偏振波传送不需要额外的天线，从而由两天线MIMO和双偏振波传送的组合产生的传送容量的四倍增大提供了一种高成本效率的配置。
同时，更宽的带宽和增加调制电平的调制方法具有以下问题。
现在的设备即使是将56MHz带宽用于双偏振波传送，也只能实现STM-4(620Mbps)。为了使容量加倍，需要将带宽增大到112MHz，或者使用能够以单个符号传送14比特的16384QAM。考虑到最多达38GHz的频带，上述两种都是不现实的。
通过加宽带宽来增大容量的缺点在于可用带宽是受官方管制的。通过加宽带宽来增大容量的另一个缺点在于作为无线通信系统的一个重要指标的系统增益将会降低。其原因在于增大信号带宽也将增大噪声带宽，这降低了接收的阈值电场。足够宽的带宽在60GHz和更高频带中是可得的，而这种频带由于空气的高吸收而不能够进行长距离传送。
如果NPL 2和未公布的PTL 1中记载的空间复用能够与传统的基于XPIC的双偏振波传送相组合，则微波或毫米波通信系统的传送容量可以通过偏振波复用而加倍，并且通过两天线MIMO空间复用而进一步加倍，从而总共变成了四倍。
然而，NPL 2和未公布的PTL 1只包含对空间复用的记载，却没有记载与双偏振波传送方法的组合。
在将NPL 2和未公布的PTL 1中记载的MIMO与XPIC相组合的无线通信系统中，如下文中将要描述的参考示例中所示(参见图2)，四个信号以在空间上和偏振波上合成的形式被接收。为了适当地解调，认为必须布置除去其他三个信号的干扰的四个电路。甚至也不能保证这种配置正确工作。因此认为很难简单地组合空间复用和双偏振传送。
考虑到前述问题，本发明的一个目的是提供一种组合MIMO空间复用和双偏振波传送的系统，以及构造具有简单电路配置的系统，从而提供对在空间上和偏振波上被双重复用的信号精确解调的无线通信系统。
{解决问题的方案}
为了解决前述问题，根据本发明的无线通信系统是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)系统，该无线通信系统包括：发送部，对于要从发送侧的各个天线发送的信号，该发送部执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送；以及接收部，该接收部包括干扰消除器和MIMO信号处理电路，该干扰消除器对由接收侧的各个天线接收的信号执行用于通过自适应控制除去偏振波之间的干扰成分的信号处理，该MIMO信号处理电路独立于干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间复用的解复用的信号处理。
根据本发明的接收装置是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的接收装置，该接收装置包括：干扰消除器，该干扰消除器对由接收侧的各个天线接收的信号执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；以及连接到干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于干扰消除器的信号处理执行MIMO空间解复用的信号处理。
根据本发明的发送装置是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的发送装置，对于要从发送侧的各个天线发送的信号该发送装置执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送。
根据本发明的无线通信方法是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的无线通信方法，该方法包括：对于要从发送侧的各个天线发送的信号，执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送；以及相互独立地执行针对由接收侧的各个天线接收的信号的用于通过自适应控制除去偏振波之间的干扰成分的信号处理和用于MIMO空间复用的解复用的信号处理。
根据本发明的接收方法是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的接收方法，该方法包括：相互独立地执行针对由接收侧的各个天线接收的信号的用于通过自适应控制除去偏振波之间的干扰成分的信号处理和用于MIMO空间解复用的信号处理。
根据本发明的发送方法是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的发送方法，该方法包括对于要从发送侧的各个天线发送的信号执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送。
根据本发明的解调器是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的解调器，该解调器包括：干扰消除器，该干扰消除器执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；以及连接到干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间解复用的信号处理。
根据本发明的调制器是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的调制器，对于要从发送侧的各个天线发送的信号，该调制器执行用于执行MIMO空间复用的信号处理以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送的信号处理。
根据本发明的信号处理电路是一种使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO(多输入多输出)通信系统的信号处理电路，该信号处理电路包括：干扰消除器，该干扰消除器执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；以及连接到干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间解复用的信号处理。
根据本发明的一种半导体器件包括如上所述的信号处理电路。
{本发明的有利效果}
根据本发明，可以提供一种组合MIMO空间复用和双偏振波传送的系统并且构造具有简单电路配置的系统，从而提供对在空间上和偏振波上被双重复用的信号精确解调的无线通信系统。
附图说明
图1是说明根据相关技术的基于信道长度的差异的MIMO的示图。
图2是根据本发明的参考示例的无线通信系统的接收侧的框图。
图3是根据本发明的示例1和2的无线通信系统的发送侧的框图。
图4是根据本发明的示例1的无线通信系统的接收侧的框图。
图5是图4的DEM电路的框图。
图6是图4的MIMO信号处理电路的框图。
图7是图4的干扰消除器(DEM XPIC1)的框图。
图8是图7的XPIC电路的框图。
图9是根据本发明的示例2的无线通信系统的接收侧的框图。
图10是图9的干扰消除器(DEM XPIC2)的框图。
图11是根据本发明的示例3的无线通信系统的发送侧的框图。
图12是根据本发明的示例3的无线通信系统的接收侧的框图。
图13是根据本发明的示例4的无线通信系统的发送侧的框图。
图14是根据本发明的示例4的无线通信系统的接收侧的框图。
图15是根据本发明的示例5的无线通信系统的发送侧的框图。
图16是根据本发明的示例5的无线通信系统的接收侧的框图。
{标号列表}
11：第一接收天线
12：第二接收天线
13：第一发送天线
14：第二接收天线
21、22、23、24：接收器
31、32：解调器(示例1)
41、42：MIMO信号处理电路
51、52、53、54：干扰消除单元(示例1)
61、62、63、64：干扰消除单元(示例2)
71、72、73、74：解调器(示例2)
101、102、103、104：发送器
201、202、203、204：调制器
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述根据本发明的无线通信系统、接收装置、发送装置、无线通信方法、接收方法和发送方法的示例性实施例。
在详细描述本发明的示例之前，将参考图2描述相关参考示例(配置示例)。
首先考虑使用多个天线来形成多个固定传送信道的MIMO通信系统，其中组合使用了MIMO空间复用和双偏振波传送，其中双偏振波传送使用无线电波的两个各不相同的偏振波，即V(垂直)偏振波和H(水平)偏振波。在这种情况下，接收侧需要执行两类信号处理，或者说MIMO空间解复用和用于消除不同偏振波之间的干扰成分的干扰消除。这里，MIMO空间解复用和偏振波间干扰消除这两类信号处理中的每一类都需要以等同于单独执行该信号处理时的精度来执行。图2示出了用于该目的的电路配置的示例。
图2所示的无线通信系统是在组合MIMO和XPIC的接收机中的应用。图中所示的接收机包括两个天线(ANT1和ANT2)11和12、在输出侧针对V偏振的无线电波和H偏振的无线电波设置的四个接收器(Rx)21至24、以及四个解调器(DEM电路)81至84。
解调器81包括构成其自身偏振波的均衡器的DEM 801以及三个干扰消除器(IC1至IC3)811至813。其他解调器82至84具有相同的配置。各个干扰消除器811至813的输入信号是在各个解调器(DEM1至DEM4)81至84中的半同步检测的结果，这些结果是以数字值(DEM*S(*是数字1至4中的任何一个，除自身号码以外))表现的。
解调器81至84是消除由于具有V偏振的无线电波和H偏振的无线电波的双偏振波传送而发生的偏振波间干扰的功能和MIMO空间解复用的功能的实现，其形式是并行布置在天线11和12的输出侧的干扰消除器。在这种示例中，要被解调的一个信号直接受到两个干扰，包括来自相同偏振波的空间复用的干扰，和与同一天线上的另一偏振波的干扰。干扰信号本身也与其他信号相干扰。即，一信号经历来自所有其他信号的干扰。其解决方案需要用于消除相应的三种干扰的干扰消除器。这就是图2中所示的干扰消除器811至813。它们的输出都被减去以便进行干扰消除。
解调器81至84中的每一个具有相同的配置。干扰消除器811至813不是可共享的，因为所有的输入信号是分别不同的。单个解调器包括大电路规模的三个干扰消除器(如果包括其自身偏振波的均衡器DEM 801的话则是四个)。整个电路规模是四倍那么大。这种配置就成本和功耗而言可能超出了实际可行的范围。
如上所述，如果组合MIMO和XPIC的无线通信系统被配置为在天线的输出侧并行地实现消除由于双偏振波传送而发生的偏振波间干扰的功能和MIMO空间解复用的功能，则存在电路规模增大和就成本和功耗而言超过了实际可行的范围的问题。
为了解决前述问题，本发明的示例提供了一种MIMO无线通信系统，其使用多个天线来形成多个固定传送信道，其中对空间复用的MIMO信号解复用的功能和偏振波间干扰消除(XPIC)的功能是在接收侧提供的，并且对空间复用的信号解复用和偏振波间干扰消除这两个功能被级联地独立连接，使得这些功能中的任一个在另一信号处理之前先被处理。这种具有简单配置的无线通信系统在同一频带中传送四个或更多个独立的信号。
更具体而言，在本发明的示例中，在接收侧提供包括用于空间解复用的信号处理和用于消除偏振波间干扰的XPIC在内的两个功能。这两个功能被级联连接，使得两类复用中的任一类首先被解复用或干扰消除，然后是另一信号处理。这使得可以通过仅使用包括MIMO和XPIC所必需的信号处理电路在内的最低限度必要电路对两类复用信号进行解复用，而不会发生精度降低。
下面总结特性。
NPL 2中记载的空间复用是基于可归因于信道长度的差异的信号相位差异的，因此也适用于视距通信。然而，前提极为严格，并且易于因为现有的劣化因素而不能成立。作为补偿，采用了根据未公布的PTL 1(申请人的在前申请)的普通MIMO中使用的信号处理电路。向要发送的信号应用相互正交的导频信号使得可以在不使用其他干扰成分的情况下提取关于要解调的信号的相位信息。诸如偏振波间干扰之类的与相位差异无关的因素对于MIMO的条件成立没有影响。
同时，通过参考干扰源信号提取干扰成分来执行偏振波间干扰消除。用于干扰消除的信号处理完全不会受干扰信号和被干扰信号是否被空间复用的影响。
空间复用和偏振波间干扰可以是彼此没有影响的独立信号处理。因此，组合两类复用(空间和偏振波)的系统只需要空间复用专门系统和双偏振波传送专门系统所需的电路。
下面，将结合其中用于接收和发送的天线的数目为两个的最基本配置，参考附图来描述本发明的示例。
示例1
首先，将分别描述根据本发明的示例1的通信系统的发送侧(发送站、发送机、发送装置或发送部)和接收侧(接收站、接收机、接收装置或接收部)的配置和操作。至于与MIMO信号处理有关的配置，发送侧和接收侧都是基于PTL 1的图5中所示的配置示例4的(其中在接收侧计算通信信道矩阵H的酉矩阵(unitary matrix)；并且在发送侧和接收侧都使用用于各个天线的独立本地振荡器)。
[发送侧的配置]
图3示出了根据示例1的通信系统的发送侧的配置示例。
图3所示的通信系统包括发送侧的四个组件：四个发送器(Tx)201至204；四个调制器(MOD)101至104；两个发送天线(天线1(ANT1)(以下称之为“第一发送天线”)和天线2(ANT2)(以下称之为“第二发送天线”))13和14；IF(中频)本地振荡器(IF LO)96；以及RF(射频)本地振荡器(RF LO)92。
如图3所示，发送侧发送四个BB(基带)信号(S1 In至S4 In)。例如，当整体上构成STM-4发送装置时，每个BB信号是STM-1(155.52Mbps)信号。
调制器101至104输入相应的BB信号，并且周期性地向其中插入导频信号。调制器101至104随后通过使用来自IF本地振荡器96的LO信号通过正交调制将这些信号频率转换成IF调制信号(IF信号)，并将结果输出到相应的发送器201至204。
发送器201至204通过使用来自RF本地振荡器92的IF信号将输入的IF信号频率转换成RF频带信号(RF信号)，将RF信号放大到发送输出电平，并且将结果输出到第一发送天线(天线1：ANT1)13和第二发送天线(天线2：ANT2)14。
调制器101至104之间的本地振荡器(IF LO)96和发送器201至204之间的本地振荡器(RF LO)92在频率上是同步的，但在相位上可能是不同的。各个BB信号的时钟同步的条件依据解调器的配置而变。稍后将在描述解调器后描述该条件。
调制器101至104都具有相同的IF频率并且发送器201至204都具有相同的RF频率(然而，不是同步的)。四个信号具有相同的发送频带。连接到相同天线的两个RF信号具有不同偏振波(通常称为V(垂直)和H(水平))。两个发送天线13和14之间的距离dT与RF信号的波长λ相比足够地宽。两个发送天线13和14可以在水平上或垂直上间隔开，只要该方向与接收侧的两个接收天线的间隔方向(下文将描述)一致即可。RF信号的波长λ由以下式子给出：
[式2]
λ＝c/f
在以上式子中，c是光的速度，3×108(m/s)，f是RF信号的频率(Hz)。波长λ是以m为单位的。例如，在RF频率为30GHz的情况下，波长大约为0.01m，或者说1cm。因为这样短的波长，单独利用NPL2的原理构造的固定MIMO系统是不现实的。更具体而言，除非整个系统维持毫米精度，否则建立MIMO传递信道的前提不会成立。很难以毫米精度来设定天线的安装间隔。另外，安装在天线塔上的天线的位置在风中以及由于其他因素而缓慢且微小地但却是不断地变化。因此，以mm为单位固定可归因于信道长度差异的接收信号之间的相位差异，是不现实的。
PTL 1的配置提供了对这种问题的解决方案。PTL 1示出了各种配置，而这里的描述涉及只在接收侧执行MIMO信号处理的配置。这对于其他配置也应同样成立。以下描述将在假设发送侧的天线距离dT和接收侧的天线距离dR相等的情况下给出。然而，在PTL 1中表明即使距离不相等也可构造MIMO系统。
假定通信信道具有V/H偏振波间干扰，从前述各发送器201至204发送的信号在每个信号上叠加有其他三个信号的情况下到达接收侧。
如上所述，在根据示例1的通信系统中，执行双偏振波传送，以通过利用V和H(无线电波的两个相互正交的偏振波)以及MIMO空间复用，在同一频带中从发送侧的两个发送天线13和14向下文将要描述的接收侧的两个接收天线发送两个独立信号。
[接收侧的配置]
图4示出了根据示例1的通信系统的接收侧的配置示例。
图4所示的通信系统包括接收侧的两个接收天线(天线1(ANT1)(以下称之为“第一接收天线”)和天线2(ANT2)(以下称之为“第二接收天线”)11和12。四个接收器(Rx)21至24、两个解调器(DEM电路)31和32、两个MIMO信号处理电路41和42、四个干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54、RF本地振荡器(RF LO)91、以及IF本地振荡器(IF LO)95被设置在第一和第二接收天线11和12的输出侧。
第一接收天线11和第二接收天线12被安装成相互距离dR。
在四个接收器21至24之中，连接到第一接收天线11的两个接收器21和22把由第一接收天线11接收的RF信号分离成V偏振信号和H偏振信号。接收器21和22通过使用从RF本地振荡器91提供来的LO信号将各个分离的信号频率转换成IF信号，并且将各个转换后的IF信号分别输出到用于V偏振波的解调器31和用于H偏振波的解调器32。四个接收器21至24中连接到第二接收天线12的两个接收器23和24也执行这样的操作。基于偏振波的分离不是理想的，而是会产生相互干扰成分。因此，即使在通信信道中没有发生偏振波间干扰，干扰成分也不是零。这对于发送天线也成立。原本期望接收的信号(期望，Desire)的功率和不同偏振波的干扰信号(非期望，Undesire)的功率之间的比率将被称为D/U(期望与非期望功率比)。
通过前述操作，四个接收器21至24的输出之中的相同偏振波的信号被输入到相应的解调器(DEM电路)31和32。
图5示出了DEM电路31和32的内部配置的示例。
如图5所示，DEM电路包括两个解调电路(Q(正交)DEM电路)301和302、两个A/D转换器303和304、以及两个相关器(CORR)305和306。
Q-DEM电路301和302通过使用从IF本地振荡器95提供来的相同或异步LO信号(IF LO)对各IF信号(S1 In、S2 In)进行正交解调，将结果频率转换成两个BB信号，并且将这些BB信号分别输出到A/D转换器303和304。
A/D转换器303和304将两个频率转换后的BB信号转换成相应的数字信号，并且将这些数字信号(S1 Out、S2 Out)分别输出到相关器305和306和MIMO信号处理电路41和42。这一级的LO频率通常不需要与接收信号的载波频率同步。频率的差异由后续级中的载波恢复电路来校正(半同步检测)。
相关器305和306从相应的两个经A/D转换的数字信号中提取出与导频信号(下文描述)相对应的信号部分。相关器305和306利用被应用到要解调的信号的导频信号来执行相关计算，从而确定通信信道矩阵H的元素，以获得相位差异信息。通过这种相关计算确定的通信信道矩阵H的元素将被用作MIMO信号处理电路41和42中的系数(C1 Out至C4Out)。
图6示出了MIMO信号处理电路41和42的内部配置的示例。
图6所示的MIMO信号处理电路包括复数乘法器电路(乘法器401至404和加法器405和406)。利用这种电路配置，MIMO信号处理电路对从DEM电路的相关器305和306提供来的系数(C1至C4)和与DEM电路的输出相对应的输入信号(S1 In、S2 In)执行矩阵运算。该运算对两个空间复用的信号(S1 Out、S2 Out)进行解复用，同时去除了可变因素对不发生时间性变化或者只发生极缓慢变化(例如天线安装间隔的误差和天线位置在风中的变化)的MIMO条件的影响。
应当注意，根据导频信号确定的通信信道矩阵H的元素原本由幅度和相位构成。然而，只需要考虑相位，因为通信信道具有几乎相同的信道长度，并且幅度只有极小的差异，因而可被视为相对相同。这一点在NPL 2中也有提及。导频信号具有预先确定的已知固定模式。周期性接收的导频信号相对于原始模式的偏离量可被计算来在接收侧获得通信信道矩阵H的元素(信息)。MIMO信号处理电路41和42的系数(C1至C4)是根据通信信道矩阵H的元素来确定的。
MIMO信号处理电路41和42中每一个的两个输出(S1 Out、S2Out)是以相同的偏振发送并被不同的接收天线接收的信号。对于V偏振波和H偏振波都执行相同的处理。在来自两个MIMO信号处理电路41和42的四个输出之中，由相同接收天线接收的信号被一起输入到干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54。
图7示出了DEM XPIC1电路51至54的内部配置的示例。
图7所示的DEM XPIC1电路包括载波恢复电路(CARR REC)501、XDEM电路502、XPIC电路(对应于本发明的干扰消除器)503、以及加法器504。载波恢复电路501完全除去在待解调的自身信号(自身偏振波输入)中剩余的载波相位旋转。XDEM电路502接收由载波恢复电路501生成的数字LO信号(sin和cos)，并且使用该LO信号来向作为用于干扰消除的参考信号输入的另一偏振波的信号(他方偏振波输入)赋予载波相位旋转。XPIC电路503对从被解调的自身信号获得的误差信号和XDEM电路502的输出信号进行相关，以创建干扰成分的复本。加法器504从被干扰的自身信号中减去干扰成分的复本。
图8示出了XPIC电路503的内部配置的示例。
图8所示的XPIC电路503包括FIR(有限冲击响应)滤波器(包括移位寄存器514、乘法器515以及加法器516)以及抽头控制电路517。
抽头控制电路517对与FIR滤波器的每个抽头相对应的XPIC输入信号511和误差信号512进行相关，并且对结果积分以自动生成抽头系数C1至C5。XPIC电路503的输出513或者复本最终被从被干扰的自身信号中减去以便除去干扰。
XDEM电路502向他方偏振波的信号赋予相位旋转的目的在于使得在发送和接收接收器之间发生干扰时V和H信号的载波频率之间的关系被完好无损地输入到XPIC电路503中。换言之，接收侧的所有RF和IF LO频率在V与H之间都是同步的，使得XPIC可以将BB信号维持到干扰发生时刻的相位关系，而不论发送侧在V和H载波频率之间的差异如何。结果，XPIC电路503可以提取干扰成分。由于XPIC的操作原理已经广为所知，所以这里不再给出进一步描述。如果接收侧的V和H偏振波的RFLO是异步的，则在与自身偏振波信号相加之前的某一级需要插入用于消除频率差异的电路。即，在任何情况下，接收侧的LO最终需要在频率上同步。另一偏振波的解调器中的XPIC进行完全相同的操作，只不同V和H改变位置。
因此，即使偏振波间干扰成分随时间而变，干扰消除单元(DEMXPIC1电路)51至54也通过相应改变干扰成分的复本的自适应控制来消除了偏振波间干扰成分。
图4所示的干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54从而输出被给予了空间解复用和偏振波间干扰消除的高质量的信号(S1 Out至S4Out)。
如上所述，图4的示例1首先在MIMO信号处理电路41和42中执行空间解复用，然后在干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54中执行偏振波间干扰消除。这与图2所示的并行信号处理不同。下面将描述这种配置正常工作的原因。
在没有偏振波间干扰的情况下，空间解复用如PTL 1中所述在MIMO信号处理电路中执行，将不对其进行具体描述。与PTL 1的唯一不同在于存在偏振波间干扰。为了论述偏振波间干扰对空间解复用的影响，首先将描述偏振波间干扰如何发生。偏振波间干扰由于因通信信道遇到降雨时的雨滴而引起的偏振平面偏离以及天线XPD(偏振波间鉴别)的劣化而发生。不论是否存在这种偏振波间干扰的因素，从不同天线发送的同一偏振波的两个信号都通过完全相同的信道被接收。
根据本发明的空间复用是基于两个信号之间由于信号间信道长度差异而引起的相位差异的。给定完全相同的信道长度，空间复用因此将不受通信信道的独立性的影响。因此，偏振波间干扰对于MIMO信号处理没有影响。即，空间解复用可通过MIMO信号处理执行，忽略偏振波间干扰。在存在偏振波间干扰的情况下，在干扰完好无损的情况下执行空间解复用。空间解复用处理不会增大或减小偏振波间干扰的量，偏振波间干扰的存在与否也不会影响空间解复用的精确度。下文中将从数学上证明这一点。
在空间解复用完成之后，只存在四类具有普通偏振波间干扰的信号。换言之，只存在独立的两对普通双偏振波传送，并且干扰可通过XPIC来消除。
因此，在图4的示例1中，通过首先执行空间解复用、然后执行偏振波间干扰消除的时序处理，可以适当地执行解调。
[对导频信号的描述]
首先，将描述典型的导频信号。
导频信号是被周期性地插入到要发送的一系列信号中以便在接收侧获得关于通信信道矩阵H的信息的具有固定模式的信号。具体而言，导频信号包括一定数目的QPSK(正交相移键控)发送符号。发送一个在发送侧和接收侧已知的信号使得可以从接收信号掌握通信信道的影响。即使在多电平QAM解调器的情况下，导频信号部分也是用QPSK来发送的，因为导频信号的信号点落在相当于QPSK的坐标上。
在PTL 1所示的具有两个发送天线和两个接收天线的空间复用系统的情况下，相互正交的导频信号被指派给从各个天线发送的信号。
两个模式在以下情况下被称为是正交的：各相应的发送符号的坐标被彼此相乘，并且所有符号的乘法加起来为0。即，以下式子成立：
[式3]
Σ i = 1 n p 1 ( i ) · p 2 ( i ) = 0
其中p1(i)和p2(i)是两个正交导频信号(复数表示的发送符号的坐标)，并且n是符号的数目。
在接收侧，可以通过以下相关计算来确定通信信道矩阵H的元素：
[式4]
h 11 = Σ i = 1 n r 1 ( i ) · p 1 ( i )
h 12 = Σ i = 1 n r 2 ( i ) · p 1 ( i )
h 21 = Σ i = 1 n r 1 ( i ) · p 2 ( i )
h 22 = Σ i = 1 n r 2 ( i ) · p 2 ( i )
在前述式子中，r1(i)是在发送导频信号时第一接收天线的接收信号。类似地，r2(i)是第二接收天线的接收信号。如果两个发送天线以及两个接收天线彼此间隔地足够远，则从第一发送天线发送的信号将不会到达接收侧的第二接收天线，反之亦然。在这种情况下，h12和h21为0。这对应于两个完全独立的通信信道的情形。如果两个天线相互接近，则另外天线处的接收电平增大，因此h12和h21具有一定的值。
另一方面，在具有偏振波间复用但没有空间复用的系统中，可以通过对接收信号和干扰信号进行相关来创建干扰成分的复本。从而将不使用导频信号。
接下来，将描述根据本发明的导频信号的应用方法。这说明了如何可利用导频信号来正确地提取关于通信信道矩阵H的信息，而不论偏振波间干扰如何。
本发明的示例涉及四个信号，偏振的和空间的。这四个信号经历相互正交的各不相同的导频信号p1至p4。这里，导频信号p1被应用到从第一发送天线发送的V偏振波V1，p2被应用到从第一发送天线发送的H偏振波H1，p3被应用到从第二发送天线发送的V偏振波V2，并且p4被应用到从第二发送天线发送的H偏振波H2。
例如，当四个信号V1、H1、V2和H2的叠加接收信号在接收侧与导频信号p1相关时，所得到的相关值只包含关于V偏振信号V1的相位差异信息，因为导频信号p1和其他导频信号p2至p4是相互正交的。这对于其他的也成立，从而可以仅获得关于期望解调的信号的相位差异信息。
V偏振信号被收集到图4的解调器31。计算由第一接收天线11接收的V偏振信号V1与导频信号p1之间的相关以及由第二接收天线12接收的V偏振信号V2与导频信号p3之间的相关。通过两个相关计算确定的相关系数被提供给MIMO信号处理电路41，从而空间复用的信号被解复用。这里，偏振波间干扰对于信号的正交性没有影响，并且在MIMO信号处理电路41时保持不变。这对于H偏振信号也同样成立。输入到解调器32的两个H偏振信号H1和H2和导频信号p2和p4被相关，并且所得到的系数被用于H偏振波的空间解复用。
对于偏振波间干扰的前提，D/U应当在从∞(无干扰)到最小1(0dB)的范围中。这种条件确保了从待解调的信号与导频信号之间的相关计算获得的相位信息是关于待解调的信号。
[本发明中的LO频率与相位之间的关系]
如图3所示，发送侧包括分别处于IF级和RF级的本地振荡器(LO)96和92。在没有MIMO的普通双偏振波传送系统中，两个本地振荡器都不提供V与H之间的同步。如图4所示，接收侧也包括处于IF级和RF级的本地振荡器(LO)91和95。在普通的双偏振波传送系统中，为了XPIC功能，两个本地振荡器都需要提供V与H之间的同步。在实践中，相同的IF LO信号被用于从IF信号到BB信号的频率转换。在PTL 1中，用于各个天线的LO信号是相互异步的。在示例1中，发送侧的LO信号可具有相位差异，但频率是同步的。接收侧的LO信号也是相互同步的。
在以下描述中，S1指的是要从第一发送天线13发送的V偏振信号V1和H偏振信号H1的总和。S2指的是要从第二发送天线14发送的V偏振信号V2和H偏振信号H2的总和。被第一接收天线11接收的空间复用信号将被称为R1。被第二接收天线12接收的空间复用信号将被称为R2。另外，从MIMO信号处理电路41输出的第一V偏振信号将被称为Y1，并且第二V偏振信号将被称为Y2。
于是，根据导频信号p1和p3计算的MIMO信号处理电路41的系数由以下式子给出。
用于V偏振波的解调器31执行用于V偏振波的导频信号p1和p3之间的相关计算。这允许了不考虑空间复用和偏振波间干扰的相位检测。计算出的系数与PTL 1中示出的相同(忽略幅度系数1/√2)，从而MIMO信号处理由以下计算示出：
[式5]
Y 1 Y 2 = 1 j j · e - jθ 2 e - jθ 2 R 1 R 2
这里假定α和β是相当于D/U的幅度比(当α＝0时D/U＝∞，当α＝1时D/U＝0；这对于β同样成立)，S1和S2由以下式子表达。以V1的相位为基准的H1、V2和H2的相位将分别由θ1、θ2、θ3表示。这种相位应当涵盖LO信号之间的相位差异以及可归因于由于偏离的天线位置引起的信道长度差异的相位差异。如果天线位置没有偏离，则S2以π/2的延迟在S1之后到达第一接收天线。类似地，S1以π/2的延迟在S2之后到达第二接收天线。MIMO信号处理电路41的输出因此如下：
[式6]
S1＝V1+αH1·ejθ1
S2＝V2·ejθ2+βH2·ejθ3
R1＝S1-jS2
R2＝S2-jS1
Y1＝R1+jR2
＝S1-j·S2+j(S2-jS1)
＝V1(1+1)+αH1·ejθ1(1+1)-jV2·ejθ2(1-1)-jβH2·ejθ3(1-1)
＝2(V1+αH1·ejθ1)
Y2＝R2·e-jθ2+jR1·e-jθ2
＝（S2-jS1)·e-jθ2+j（S1-jS2)·e-jθ2
＝V2·ejθ2·e-jθ2(1+1)+βH2·ejθ3·e-jθ2(1+1)-jV1·θ-jθ2(1-1)-jαH1·ejθ1·e-jθ2（1-1)
＝2（V2+βH2·ej(θ2-θ2))
前述式子表明MIMO信号处理电路41输出在第一接收天线11处接收的V偏振信号V1和在第二接收天线12处接收的V偏振信号V2，两者都包含偏振波间干扰。
用于H偏振波的解调器32类似地执行用于H偏振波的导频信号p2和p4之间的相关计算。结果，MIMO信号处理电路42输出在第一接收天线11处接收的H偏振信号H1和在第二接收天线12处接收的H偏振信号H2，两者都包含偏振波间干扰。
即，为要插入到四个信号中的导频信号选择相互正交的模式使得可以提取欲用于空间解复用的相位信息，而不论偏振波间干扰的程度如何。相位信息还可用于正常执行空间解复用，使得MIMO信号处理电路41和42在偏振波间干扰成分完好无损的情况下进行输出。
换言之，要周期性地插入到一系列发送信号中以便获得关于通信信道矩阵的信息的导频信号优选为一系列相互正交的信号，而无论这些信号是要从不同天线发送的信号还是要从相同天线发送的不同偏振波的信号。
以上描述是在假设发送侧的LO频率同步的情况下给出的。实际上，如果相位差异随时间而变，则存在频率差异。前述式子表明这种频率差异的存在是可允许的。即，尽管频率有差异，但如果可以正确地检测到所产生的相位差异，则也可以维持正交空间复用通信信道。检测到相位差异的范围取决于导频信号与整个信号的比率以及信号速度。对于大量的导频信号或者对于发送高速信号的装置，频率差异的可允许范围增大。由于IFLO的频率较低，所以频率差异如此之小，以至于在实际使用中IF LO不需要同步。取决于电路实现的条件，以异步方式使用不同LO，并且以同步方式使用同一LO。这对于RF LO也同样成立；如果频率差异足够小，则不需要频率同步。
如上所述，根据本示例，提供了以下效果。
第一个效果是两个信号运算(MIMO和XPIC)的独立、时序执行使得不需要涉及不必要地多的信号的运算。这允许了简单的电路配置。
第二个效果是两个信号运算都是线性处理，并且不论哪个先被执行都提供相同的结果。因此，可以选择适合于装置实现的电路配置。
第三个效果是确保了解调操作的稳定性，因为在理论上是支持独立执行两个信号运算的。这由前述式子([式3]至[式6])表明。更具体而言，根据本示例的MIMO空间复用是基于两个信号之间由于信号间信道长度差异而引起的相位差异的。给定完全相同的信道长度，空间复用因此将完全不受通信信道的独立性的影响。偏振波间干扰从而对于MIMO信号处理没有影响，并且可以通过MIMO信号处理执行空间解复用，而忽略偏振波间干扰。即，在存在偏振波间干扰的情况下，空间解复用是在干扰完好无损的情况下执行的。空间解复用处理不会增大或减小偏振波间干扰的量，偏振波间干扰的存在与否也不会影响空间解复用的精确度。
第四个效果得自于MIMO和双偏振波传送的组合本身。单独使用MIMO使传送容量变为四倍需要四个天线的阵列，而MIMO和双偏振波传送的组合只要求两个天线的阵列，这意味着高成本效率。带宽扩展和双偏振波传送的组合为了带宽扩展而导致系统增益的降低，而在没有带宽扩展的情况下MIMO和双偏振波传送的组合则不会降低系统增益。
示例2
接下来，将参考图9和10来描述根据本发明的示例2的通信系统。
从以上的图6和8可以看出，MIMO信号处理和XPIC信号处理都是线性运算。即，不论哪个先被执行都获得同样的结果。在示例2的接收侧的配置中，按与示例1相反的顺序，XPIC被布置在MIMO信号处理电路之前。
图9示出了根据示例2的通信系统的接收侧的配置示例。
图9所示的通信系统的接收侧与图4是几乎相同的组件。因此将省略对其的详细描述。如图9所示，第一和第二天线11和12与用于V偏振信号和H偏振信号的接收器21至24相连接，在接收器21至24的输出侧布置了相应的四个干扰消除单元(DEM XPIC1电路)61至64。在后级中设置了两个MIMO信号处理电路41和42，并且在后级中设置了四个DEM电路71至74。
图10示出了干扰消除单元61至64的内部配置的示例。
图10所示的DEM XPIC2电路包括如上所见的图5中示出的DEM电路的两个解调电路(Q-DEM电路)301和302和A/D转换器303和304，以及以上所见的图7中示出的DEM XPIC1电路的XPIC电路(对应于本发明的干扰消除器)503和加法器504。与示例1的配置相比，A/D转换的执行位置在解调操作之前。这意味着除了A/D转换器和其他功能的组合之外没有实质差异。
只要提取了干扰成分，就能够消除偏振波间干扰，而无论源信号是否被空间复用。如果可以根据DEM XPIC2电路61至64的输出信号生成误差信号，就可以对XPIC电路503的输入信号和该误差信号进行相关，以创建空间复用形式的干扰复本。即，在执行基于XPIC的干扰消除时可以忽略空间复用。XPIC处理不会改变空间复用的通信信道的正交性，空间复用也不会影响基于XPIC的干扰消除的精确度。在干扰消除完成之后，只有两个具有普通空间复用的信号，这两个信号可以MIMO信号处理电路41和42解复用。
在图9的示例2中，从而可以通过首先执行偏振波间干扰消除、随后执行空间解复用的时序处理来适当执行解调。在示例2的情况下，在接收侧XPIC首先操作以进行干扰消除，随后是导频信号的检测。偏振波间干扰显然对于关于通信信道矩阵的信息的提取没有影响。
[时钟同步]
由于需要在相同的定时观看导频信号并且需要在所有电路中使用经A/D转换的信号，所以四个系列的发送信号需要在时钟上同步。
在示例2中，首先分离不同偏振波的信号，这要求逐偏振波的时钟同步。为了适当地操作，发送侧只需要同步各相同偏振波的时钟。
[其他示例]
以上描述涉及了两个发送天线和两个接收天线的最高成本效率的情况。然而，本发明的配置可被应用到甚至三天线配置或四天线配置，而没有实质差异(参见下文将要描述的示例5)。这可以与天线数目成比例地增大传送容量。使用多少个天线取决于对成本效率的判断。利用多面天线的空间复用在PTL 1中记载。
迄今为止是基于用于实际使用的半同步解调来给出描述的。然而，应当理解，本发明也可应用到同步检测解调器。在这种情况下，示例1和2对于第一级中的DEM电路都使用同步LO信号。根据从最终级中的解调的结果获得的误差信号来生成控制信号(APC信号)。这样就不需要后级中的载波同步电路。
描述还涉及了用于将IF信号转换成BB信号的部件包括模拟正交解调电路的情况。然而，该部件可通过A/D转换和数字正交解调电路来实现。或者，通过模拟乘法器进行的频率转换之后可以是A/D转换和数字正交解调电路。该部件可具有任何电路配置，而对于本发明的效果没有实质影响。可以基于信号速度、IF频率等等来选择最优配置。
在本发明中，对于调制电平的数目没有具体限制。QPSK可用于提供具有大容量的高系统增益的系统(但该容量自然小于128-QAM的)。另一方面，如果成本不成问题，则可以使用256-QAM或更高的超级多电平调制方法来最大化容量。
由于MIMO空间复用和双偏振波传送期间的偏振波间干扰可被独立处理，所以本发明的发送机和接收机中的MIMO信号处理电路可被实现来包括PTL1的所有配置(配置示例1至7)。下面，将参考图11至16来描述这种示例。
示例3
图11示出了根据本发明的示例3的无线通信系统的发送侧(发送部)的配置。在图11的示例中，图3所示的根据示例1的无线通信系统的发送侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例1和2的发送侧(其中通信信道矩阵H的酉矩阵是在发送侧计算的)。
与以上所见的图3的配置(示例1)一样，图11所示的无线通信系统是在发送侧有两个发送天线13a和13b并且在接收侧有两个接收天线11a和11b并且在发送侧和接收侧之间形成相互正交的固定传送信道的MIMO系统(视距通信系统)。
在图11中，dT表示两个发送天线13a和13b之间的安装距离(元件距离)，dR表示两个接收天线11a和11b之间的安装距离(元件距离)，R表示传送信道的发送-接收距离，并且Δθ表示发送天线和接收天线之间的对角路径相对于对向传送信道的角度。λ表示要发送的RF信号的波长，表示由于天线位置的变化引起的第二接收天线13b的RF信号的相移。
在图11所示的无线通信系统中，发送侧和接收侧之间的通信信道的通信信道矩阵H(包括以上提及的四个元素h11、h12、h21和h22)在MIMO中应用SVD(奇异值分解)矩阵运算之后被表达为H＝U·Λ1/2·VH。这里，V是在发送侧的矩阵运算中使用的酉矩阵(VH是矩阵V的埃尔米特转置)，U是在接收侧的矩阵运算中使用的酉矩阵，并且Λ1/2是奇异正交矩阵。为了在发送侧利用酉矩阵V进行矩阵运算，用于构造酉矩阵的反馈信息被从接收侧传递到发送侧。
图11所示的MIMO系统的发送部输入四个BB信号S1至S4，并且对于要从发送侧的两个天线13a和13b发送的信号s1和s2，执行了MIMO空间复用以及使用无线电波的两个相互正交的偏振波V和H在同一频带中传送两个独立信号的双偏振波传送。发送部包括用于V偏振波的调制器101a和用于H偏振波的调制器101b。两个调制器101a和101b分别对应于图3所示的用于V偏振波的调制器101和102和用于H偏振波的调制器103和104。调制器101a和101b分别包括复数乘法器电路(使用酉矩阵V的四个元素V11、V12、V21和V22作为其系数的四个乘法器，以及将相乘的信号相加的两个加法器)。
用于V偏振波的调制器101a执行以下MIMO空间复用信号处理：将两个BB信号S1和S2并行输入到乘法器；将这些信号分别乘以酉矩阵V的四个元素V11、V12、V21和V22将S1和V11的相乘信号和S2和V21的相乘信号相加成V偏振信号V1；以及将S1和V12的相乘信号和S2和V22的相乘信号相加成V偏振信号V2。通过该信号处理获得的V偏振信号V1和V2分别被发送到第一和第二发送天线13a和13b。
同时，用于H偏振波的调制器101b执行以下MIMO空间复用信号处理：将两个BB信号S3和S4并行输入到乘法器；将这些信号分别乘以酉矩阵V的四个元素V11、V12、V21和V22；将S3和V11的相乘信号和S4和V12的相乘信号相加成H偏振信号H1；以及将S3和V21的相乘信号和S4和V22的相乘信号相加成H偏振信号H2。通过该信号处理获得的H偏振信号H1和H2分别被发送到第一和第二发送天线13a和13b。
因此，V偏振信号V1和H偏振信号H1(同一频带中的两个独立信号)作为要从第一发送天线13a发送的信号s1经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。V偏振信号V2和H偏振信号H2(同一频带中的两个独立信号)作为要从第二发送天线13b发送的信号s2经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。
图12示出了根据本发明的示例3的无线通信系统的接收侧的配置。在图12的示例中，图4所示的根据示例1的无线通信系统的接收侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例1至3的接收侧(其中通信信道矩阵H的酉矩阵是在发送侧计算的，或者通信信道矩阵H的酉矩阵是在接收侧计算的，并且独立的本地振荡器被用于发送侧的各个天线)。
与前述示例1中一样，图12所示的MIMO系统的接收部包括：对接收侧的两个接收天线11a和11b接收的两个信号r1和r2执行用于MIMO空间解复用的信号处理的两个MIMO信号处理电路41a和41b；以及具有执行用于通过自适应控制来除去偏振波间干扰成分的信号处理的四个XPIC电路51a至51d的干扰消除部。MIMO信号处理电路和干扰消除部是级联连接的，并且每个信号处理是独立执行的。
两个MIMO信号处理电路41a和41b分别对应于图4所示的用于V偏振波的MIMO信号处理电路41和用于H偏振波的MIMO信号处理电路42。MIMO信号处理电路41a和41b分别包括复数乘法器电路(使用酉矩阵U的埃尔米特转置UH的四个元素U11、U12、U21、U22作为其系数的四个乘法器，以及将相乘的信号相加的两个加法器。
其中，用于V偏振波的MIMO信号处理电路41a将由第一接收天线11a接收的信号r1的包含两个空间复用的BB信号S1和S2的V偏振信号V1以及由第二接收天线11b接收的信号r2的包含两个空间复用的BB信号S1和S2的V偏振信号V2并行输入到乘法器，使得这些信号分别被乘以矩阵UH的四个元素U11、U12、U21和U22。在各个输出侧，V1和U11的相乘信号和V2和U12的相乘信号被加法器相加，并且V1和U21的相乘信号和V2和U22的相乘信号被加法器相加。这样，空间复用的MIMO信号被解复用。通过这种信号处理获得的两个相加信号分别被发送到XPIC电路51a和51b以及XPIC电路51c和51d。
同时，用于H偏振波的MIMO信号处理电路41b将由第一接收天线11a接收的信号r1的包含两个空间复用的BB信号S3和S4的H偏振信号H1以及由第二接收天线11b接收的信号r2的H偏振信号H2并行输入到乘法器，使得这些信号分别被乘以矩阵UH的四个元素U11、U12、U21和U22。在各个输出侧，H1和U11的相乘信号和H2和U12的相乘信号被加法器相加，并且H1和U21的相乘信号和H2和U22的相乘信号被加法器相加。这样，空间复用的MIMO信号被解复用。通过这种信号处理获得的两个相加信号分别被发送到XPIC电路51a和51b以及XPIC电路51c和51d。
MIMO信号处理电路41a和41b的前述信号处理通过使用酉矩阵U的四个元素U11、U12、U21和U22的矩阵运算对空间复用的信号解复用，同时去除了可变因素对不发生时间性变化或者只发生极缓慢变化(例如天线安装间隔的误差和天线位置在风中的变化)的MIMO前提条件的影响。
XPIC电路51a至51d分别对应于图4所示的干扰消除单元(DEMXPIC1电路)51至54。XPIC电路51a至51d包括与前述相同的载波恢复电路、XDEM电路、XPIC电路(FIR滤波器和抽头控制电路)以及加法器，并且执行以下信号处理。即，载波恢复电路完全除去在待解调的自身信号中剩余的载波相位旋转。XDEM电路接收由载波恢复电路生成的数字LO信号，并且使用该LO信号来向作为干扰消除的参考信号输入的他方偏振波的信号赋予载波相位旋转。XPIC电路对从被解调的自身信号获得的误差信号和XDEM电路的输出信号进行相关以创建干扰成分的复本。加法器从被干扰的自身信号中减去干扰成分的复本。XPIC电路51a至51d从而分别输出被给予了空间解复用和偏振波间干扰消除的四个BB信号S1、S3、S2和S4。
示例4
图13示出了根据本发明的示例4的无线通信系统的发送侧的配置。在图13的示例中，图3所示的根据示例1的无线通信系统的发送侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例3至5的发送侧(其中通信信道矩阵H的酉矩阵是在接收侧计算的，并且独立的本地振荡器被用于发送侧的各个天线或者发送侧和接收侧的各个天线)。
与以上所见的图11的示例3相比，图13所示的发送侧的配置的不同之处在于取代两个调制器101a和101b设置了用于V偏振波和H偏振波的调制器111a和111b。调制器111a和111b包括将用于各个天线13a和13b的不同导频信号(Pilot 1、Pilot 2)加到四个输入BB信号S1至S4的加法器，以及将相加信号乘以来自相应的独立本地振荡器的LO信号(LO1至LO4)的乘法器。在这种情况下，如图所示，传送信道的通信信道矩阵H(＝U.Λ1/2.VH)的元素h11、h12、h21和h22分别具有值1、-j、(关于矩阵运算的更多细节，请参见PTL 1)。图中的粗箭头表示利用与√2和√2成比例的传送信道质量构造的虚拟正交传送信道。
在用于V偏振波的调制器111a中，加法器将各个不同的导频信号(Pilot 1、Pilot 2)添加(插入)到输入的BB信号S1和S2，然后乘法器将结果乘以来自相应本地振荡器(LO1和LO2)的相互正交的LO信号(LO1信号和被乘以的LO2信号)以进行频率转换。用于V偏振波的调制器111a从而生成了与S1相对应的V偏振信号V1和与S2相对应的V偏振信号V2，并且将信号V1和V2分别输出到第一和第二发送天线13a和13b。
同时，在用于H偏振波的调制器111b中，加法器将相互正交的导频信号(Pilot 1、Pilot 2)添加(插入)到输入的BB信号S3和S4，然后乘法器将结果乘以来自相应本地振荡器(LO3和LO4)的相互正交的LO信号(LO3信号和被乘以的LO4信号)以进行频率转换。用于H偏振波的调制器111b从而生成了与S3相对应的H偏振信号H1和与S4相对应的H偏振信号H2，并且将信号H1和H2分别输出到第一和第二发送天线13a和13b。
结果，V偏振信号V1和H偏振信号H1(同一频带中的两个独立信号)作为要从第一发送天线13a发送的信号s1经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。V偏振信号V2和H偏振信号H2(同一频带中的两个独立信号)作为要从第二发送天线13b发送的信号s2经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。
图14示出了根据本发明的示例4的无线通信系统的接收侧的配置。在图14的示例中，图4所示的根据示例1的无线通信系统的接收侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例4和5的接收侧(其中通信信道矩阵H的酉矩阵是在接收侧计算的，并且独立的本地振荡器被用于发送侧和接收侧的各个天线)。
与以上所见的图12的示例3相比，图14的接收侧的配置的不同之处在于取代于两个MIMO信号处理电路41a和41b和四个XPIC电路51a至51d，设置了用于V偏振波和H偏振波的MIMO信号处理电路42a和42b以及四个XPIC电路52a至52d。
其中，两个MIMO信号处理电路42a和42b分别对应于图4所示的用于V偏振波的MIMO信号处理电路41和用于H偏振波的MIMO信号处理电路42。MIMO信号处理电路42a和42b各自包括复数乘法器电路(输入相互正交的LO信号的两个乘法器、使用酉矩阵U的埃尔米特转置UH的四个元素U11、U12、U21和U22作为其系数的四个乘法器，以及将相乘信号相加的两个加法器)。在这种情况下，矩阵UH的四个元素U11、U12、U21和U22分别具有值1/√2、 以及XPIC电路52a至52d分别对应于图4所示的干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54，并且包括与前述相同的载波恢复电路、XDEM电路、XPIC电路(FIR滤波器和抽头控制电路)和加法器。
用于V偏振波的MIMO信号处理电路42a将来自第一接收天线11a的V偏振信号V1和来自第二接收天线11b的V偏振信号V2输入到乘法器，使得这些信号被乘以两个相互正交的LO信号(LO1信号和被乘以的LO信号)以便进行频率转换。用于V偏振波的MIMO信号处理电路42a从输出信号r1和r2中检测各信号V1和V2中包括的导频信号，随后将信号r1和r2并行输入到相应乘法器。乘法器随后将这些信号分别乘以矩阵UH的四个元素的值(1//2、 以及在输出侧，通过相应的加法器，r1和√2的相乘信号以及r2和的相乘信号被相加，并且r1和的相乘信号以及r2和的相乘信号被相加。这样，空间复用的MIMO信号被解复用。通过这种信号处理获得的两个相加信号分别被发送到XPIC电路52a和52b以及XPIC电路52c和52d。
同时，用于H偏振波的MIMO信号处理电路42b将来自第一接收天线11a的H偏振信号H1和来自第二接收天线11a的H偏振信号H2输入到乘法器，使得这些信号被乘以两个相互正交的LO信号(LO1信号和被乘以的LO信号)以便进行频率转换。用于H偏振波的MIMO信号处理电路42b从输出信号r1和r2中检测各信号H1和H2中包括的导频信号，随后将信号r1和r2并行输入到相应乘法器。乘法器随后将这些信号分别乘以矩阵UH的四个元素的值(1/√2、 以及)。在输出侧，通过相应的加法器，r2和√2的相乘信号以及r2和的相乘信号被相加，并且r1和的相乘信号以及r2和的相乘信号被相加。这样空间复用的MIMO信号被解复用。通过这种信号处理获得的两个相加信号分别被发送到XPIC电路52a和52b以及XPIC电路52c和52d。
MIMO信号处理电路42a和42b的前述信号处理通过使用酉矩阵U的四个元素的矩阵运算对空间复用的信号解复用，同时去除了可变因素对不发生时间性变化或者只发生极缓慢变化(例如天线安装间隔的误差和天线位置在风中的变化)的MIMO前提条件的影响。
XPIC电路52a至52d分别对应于图4所示的干扰消除单元(DEMXPIC1电路)51至54。XPIC电路52a至52d包括与前述相同的载波恢复电路、XDEM电路、XPIC电路(FIR滤波器和抽头控制电路)以及加法器，并且执行以下信号处理。即，载波恢复电路完全除去在待解调的自身信号中剩余的载波相位旋转。XDEM电路接收由载波恢复电路生成的数字LO信号，并且使用该LO信号来向作为干扰消除的参考信号输入的他方偏振波的信号赋予载波相位旋转。XPIC电路对从被解调的自身信号获得的误差信号和XDEM电路的输出信号进行相关以创建干扰成分的复本。加法器从被干扰的自身信号中减去干扰成分的复本。XPIC电路52a至52d从而分别输出被给予了空间解复用和偏振波间干扰消除的四个BB信号S1、S3、S2和S4。
因此，本示例提供了与前述第三示例3相同的操作和效果。此外，导频信号在发送侧是在没有从接收侧到发送侧的反馈信息的情况下在本地振荡器的处理之前生成的。导频信号在接收侧是在本地振荡器的处理被检测的。从而，不论是在发送侧使用独立本地振荡器还是在接收侧使用独立本地振荡器，在发送侧不对酉矩阵进行运算的配置都可以形成相互正交的传送信道。
不例5
图15示出了根据本发明的示例5的无线通信系统的发送侧的配置。在图15的示例中，图3所示的根据示例1的无线通信系统的发送侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例6和7的发送侧(有三或四个天线，其中酉矩阵是在接收侧计算的，并且独立的本地振荡器被用于发送侧的各个天线或者发送侧和接收侧的各个天线)。
与以上所见的图13的示例4相比，图15所示的发送侧的配置的不同之处在于除了两个发送天线13a和13b之外还设置了第三发送天线13c，并且取代用于V偏振波和H偏振波的两个调制器111a和111b设置了调制器121。调制器121包括将六个输入BB信号乘以来自相应的独立本地振荡器(LO)的相互正交的LO信号的多个乘法器。图中的粗箭头表示利用与√3、√3和√3成比例的传送信道质量构造的虚拟正交传送信道。
调制器121对六个输入BB信号S1至S6执行以下处理。
1)利用一乘法器，将BB信号S1乘以来自一本地振荡器(LO)的LO信号，并且将相乘信号作为V偏振信号V1输出到第一发送天线13a。
2)利用一乘法器，将BB信号S2乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的输出，并且将相乘信号作为V偏振信号V2输出到第二发送天线13b。
3)利用一乘法器，将BB信号S3乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的输出，并且将相乘信号作为V偏振信号V3输出到第三发送天线13c。
4)利用一乘法器，将BB信号S4乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的输出，并且将相乘信号作为H偏振信号H1输出到第一发送天线13a。
5)利用一乘法器，将BB信号S5乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的输出，并且将相乘信号作为H偏振信号H2输出到第二发送天线13b。
6)利用一乘法器，将BB信号S6乘以通过将来自一本地振荡器
(LO)的LO信号乘以而获得的输出，并且将相乘信号作为H偏振信号H3输出到第三发送天线13c。
因此，V偏振信号V1和H偏振信号H1(同一频带中的两个独立信号)作为要从第一发送天线13a发送的信号s1经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。
V偏振信号V2和H偏振信号H2(同一频带中的两个独立信号)作为要从第二发送天线13b发送的信号s2经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。
另外，V偏振信号V3和H偏振信号H3(同一频带中的两个独立信号)作为要从第三发送天线13c发送的信号s3经历了MIMO空间复用以及通过使用无线电波的相互正交的两个偏振波进行的双偏振波传送。
图16示出了根据本发明的示例5的无线通信系统的接收侧的配置。在图16的示例中，图4所示的根据示例1的无线通信系统的接收侧的配置被应用到PTL 1中记载的配置示例6至7的接收侧(具有三或四个天线，其中酉矩阵是在接收侧计算的，并且独立的本地振荡器被用于发送侧的各个天线或者发送侧和接收侧的各个天线)。
与以上所见的图14的示例4相比，图16的接收侧的配置的不同之处在于除了两个接收天线11a和11b之外还设置了第三接收天线11c，并且取代两个MIMO信号处理电路42a和42b和四个XPIC电路52a至52d设置了MIMO信号处理电路43和六个XPIC电路53a至53d。
MIMO信号处理电路43执行以下处理。
1)利用一乘法器，将来自第一接收天线11a的V偏振信号V1乘以来自一本地振荡器(LO)的LO信号，并且将输出信号r1输出到两个XPIC电路53a和53b。
2)利用一乘法器，将来自第二接收天线11b的V偏振信号V2乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的信号，并且将输出信号r2输出到两个XPIC电路53c和53d。
3)利用一乘法器，将来自第三接收天线11c的V偏振信号V3乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的信号，并且将输出信号r2输出到两个XPIC电路53e和53f。
4)利用一乘法器，将来自第一接收天线11a的H偏振信号H1乘以来自一本地振荡器(LO)的LO信号，并且将输出信号r3输出到两个XPIC电路53a和53b。
5)利用一乘法器，将来自第二接收天线11b的H偏振信号H2乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的信号，并且将输出信号r3输出到两个XPIC电路53c和53d。
6)利用一乘法器，将来自第三接收天线11c的H偏振信号H3乘以通过将来自一本地振荡器(LO)的LO信号乘以而获得的信号，并且将输出信号r3输出到两个XPIC电路53e和53f。
XPIC电路53a至53f对应于图4所示的干扰消除单元(DEM XPIC1电路)51至54。XPIC电路53a至53f包括与前述相同的载波恢复电路、XDEM电路、XPIC电路(FIR滤波器和抽头控制电路)以及加法器，并且执行以下信号处理。即，载波恢复电路完全除去在待解调的自身信号中剩余的载波相位旋转。XDEM电路接收由载波恢复电路生成的数字LO信号，并且使用该LO信号来向作为干扰消除的参考信号输入的他方偏振波的信号赋予载波相位旋转。XPIC电路对从被解调的自身信号获得的误差信号和XDEM电路的输出信号进行相关以创建干扰成分的复本。加法器从被干扰的自身信号中减去干扰成分的复本。XPIC电路53a至53f从而分别输出被给予了空间解复用和偏振波间干扰消除的六个BB信号S1、S4、S2、S5、S3和S6。
因此，本示例可提供与前述第三示例3相同的操作和效果。
至此，已经参考前述示例描述了本发明。然而，本发明并不限于前述示例。本发明的配置和细节在本发明的范围内可以经历本领域的技术人员可理解的各种修改。
本申请基于2007年11月30日提交的在先日本专利申请No.2007-310697并要求其优先权，这里通过引用将该申请的全部内容结合进来。
{工业应用性}
本发明可应用到使用微波或毫米波并在有限频带内执行更高容量的传送的无线通信系统。

Claims (25)

1.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO无线通信系统，该无线通信系统包括：
发送部，对于从发送侧的各个天线的信号发送，该发送部执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送；以及
接收部，该接收部包括干扰消除器和MIMO信号处理电路，该干扰消除器对由接收侧的各个天线接收的信号执行用于通过自适应控制除去所述偏振波之间的干扰成分的信号处理，该MIMO信号处理电路独立于所述干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间复用的解复用的信号处理，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离、以及从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差被调节来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，所述干扰消除器通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，
其中，周期性地插入到构成要从所述发送侧发送的信号的发送信号系列中的导频信号是在要发送的所有信号之间相互正交的信号系列，插入所述导频信号是为了获得关于所述传送信道的通信信道矩阵的信息，
其中，所述MIMO信号处理电路通过根据所述导频信号确定所述通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对空间复用的独立信号进行解复用。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述干扰消除器和所述MIMO信号处理电路被级联连接。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述MIMO信号处理电路被布置在所述干扰消除器之前的级。
4.根据权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述MIMO信号处理电路被布置在所述干扰消除器之后的级。
5.根据权利要求1所述的无线通信系统，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
6.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的接收装置，该接收装置包括：
干扰消除器，该干扰消除器对由接收侧的各个天线接收的信号执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；
连接到所述干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于所述干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间解复用的信号处理，
其中，在考虑到从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差和接收侧的固定天线之间的距离的情况下调节所述固定天线之间的距离来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，所述干扰消除器通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，以及
其中，所述MIMO信号处理电路通过根据导频信号确定通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对两个空间复用的独立信号进行解复用。
7.根据权利要求6所述的接收装置，其中，所述干扰消除器和所述MIMO信号处理电路被级联连接。
8.根据权利要求7所述的接收装置，其中，所述MIMO信号处理电路被布置在所述干扰消除器之前的级。
9.根据权利要求7所述的接收装置，其中，所述MIMO信号处理电路被布置在所述干扰消除器之后的级。
10.根据权利要求6所述的接收装置，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
11.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的发送装置，
对于从发送侧的各个天线的信号发送，该发送装置执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差与接收侧的固定天线之间的距离一起被调节来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，以及
其中，周期性地插入到构成要从所述发送侧发送的信号的发送信号系列中的导频信号是在要发送的所有信号之间相互正交的信号系列，插入所述导频信号是为了获得关于所述传送信道的通信信道矩阵的信息。
12.根据权利要求11所述的发送装置，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
13.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的无线通信方法，该方法包括：
对于从发送侧的各个天线的信号发送，执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送；以及
相互独立地执行针对由接收侧的各个天线接收的信号的用于通过自适应控制除去所述偏振波之间的干扰成分的信号处理和用于MIMO空间复用的解复用的信号处理，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离、以及从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差被调节来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，
其中，周期性地插入到构成要从所述发送侧发送的信号的发送信号系列中的导频信号是在要发送的所有信号之间相互正交的信号系列，插入所述导频信号是为了获得关于所述传送信道的通信信道矩阵的信息，以及
其中，通过根据所述导频信号确定所述通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对空间复用的独立信号进行解复用。
14.根据权利要求13所述的无线通信方法，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
15.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的接收方法，该方法包括：
相互独立地执行针对由接收侧的各个天线接收的信号的用于通过自适应控制除去偏振波之间的干扰成分的信号处理和用于MIMO空间解复用的信号处理，
其中，在考虑到从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差和接收侧的固定天线之间的距离的情况下调节所述固定天线之间的距离来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，
其中，通过根据导频信号确定通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对两个空间复用的独立信号进行解复用。
16.根据权利要求15所述的接收方法，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
17.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的发送方法，该方法包括
对于从发送侧的各个天线的信号发送，执行MIMO空间复用以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差与接收侧的固定天线之间的距离一起被调节来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，以及
其中，周期性地插入到构成要从所述发送侧发送的信号的发送信号系列中的导频信号是在要发送的所有信号之间相互正交的信号系列，插入所述导频信号是为了获得关于所述传送信道的通信信道矩阵的信息。
18.根据权利要求17所述的发送方法，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
19.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO无线通信系统的解调器，该解调器包括：
干扰消除器，该干扰消除器执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；以及
连接到所述干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于所述干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间解复用的信号处理，
其中，在考虑到从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差和接收侧的固定天线之间的距离的情况下调节所述固定天线之间的距离来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，所述干扰消除器通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，以及
其中，所述MIMO信号处理电路通过根据导频信号确定通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对两个空间复用的独立信号进行解复用。
20.根据权利要求19所述的解调器，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
21.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO无线通信系统的调制器，
对于从发送侧的各个天线的信号发送，该调制器执行用于执行MIMO空间复用的信号处理以及通过利用无线电波的两个相互正交的偏振波在同一频带内传送两个独立信号的双偏振波传送的信号处理，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差与接收侧的固定天线之间的距离一起被调节来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，以及
其中，周期性地插入到构成要从所述发送侧发送的信号的发送信号系列中的导频信号是在要发送的所有信号之间相互正交的信号系列，插入所述导频信号是为了获得关于所述传送信道的通信信道矩阵的信息。
22.根据权利要求21所述的调制器，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
23.一种使用多个天线来形成多个固定传送信道并且在固定视距环境中执行多输入多输出MIMO传送的MIMO通信系统的信号处理电路，该信号处理电路包括：
干扰消除器，该干扰消除器执行用于通过自适应控制除去无线电波的两个相互正交的偏振波之间的干扰成分的信号处理；以及
连接到所述干扰消除器的MIMO信号处理电路，该MIMO信号处理电路独立于所述干扰消除器的信号处理地执行用于MIMO空间解复用的信号处理，
其中，在考虑到从发送侧的各个天线发送的信号之间的相位差和接收侧的固定天线之间的距离的情况下调节所述固定天线之间的距离来使得能在固定视距环境中执行MIMO发送，
其中，所述干扰消除器通过根据所述偏振波之间的干扰成分的变化创建并调整所述干扰成分的复本并从自身偏振波的被干扰信号中减去所述复本，来除去所述干扰成分，
其中，所述MIMO信号处理电路通过根据导频信号确定通信信道矩阵的多个元素，在不考虑所述偏振波之间的干扰的情况下，检测用于空间解复用的相位信息，并且通过利用检测到的相位信息来对空间复用的独立信号进行解复用。
24.根据权利要求23所述的信号处理电路，
其中，发送侧的固定天线之间的距离、接收侧的固定天线之间的距离被调节为使得从发送侧的固定天线中包括的第一天线到接收侧的固定天线中包括的任意天线之间的第一距离与从发送侧的固定天线中包括的第二天线到接收侧的固定天线中包括的所述任意天线之间的第二距离之间的差与从所述第一天线和第二天线分别发送的第一信号和第二信号的波长的四分之一相等，并且
其中，第一天线处的第一信号和第二天线处的第二信号之间的相位差被调节为与所述第一信号和第二信号的波长的二分之一相等。
25.一种半导体器件，包括根据权利要求23所述的信号处理电路。
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