CN1794609A - 通信系统和用于其的发射器－接收器 - Google Patents

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Abstract

本发明用于在MIMO通信方法中实现系统的最优功率控制。当在多个接收器中，根据MIMO通信方法的接收算法进行解码时，每个接收器获得来自与该接收器配对的发射器的接收信号的接收功率电平，并基于接收功率与预定值的比较结果来生成发射器功率控制信号。例如，如果接收功率电平低于预定值，则用于指示提高发射器功率的发射器功率控制信号被生成，否则，用于指示降低发射器功率的发射器功率控制信号被生成。所生成的控制信号从接收器被发送到与该接收器配对的发射器。每个发射器根据接收的控制信号来控制发射器功率。

Description

通信系统和用于其的发射器-接收器
技术领域
本发明涉及通信系统和用于其的发射器-接收器，更具体而言，涉及MIMO(多输入多输出)通信方法中的功率控制。
背景技术
在个人无线电通信系统中，带宽带来了更高的通信速率。这些技术之一是所谓的MIMO(见日本专利早期公开No.2003-348057)方法。在MIMO通信方法中，发射器1和接收器2都具有多个天线，其中要被发射的高速数据被分割为N个部分，并且经由发射器1上的各个天线发射，而被发射的数据通过对由接收器2上的M(M≥N)个天线所接收的信号执行预定的信号处理而被恢复，如图3所示。
即，在发射器1中，要被发射的数据被数据分割部件11分割为N个部分，并经由N个发射电路12-1到12-N从N个天线发射。在接收器2中，被发射的数据经由M个天线和接收电路21-1到21-M被接收，从而数据被数据合成部件22恢复。
数据以根据从每个天线发射的信号的速度的频带中的速率的N倍被发射。由于以此方式从多个天线发射的不同信号在接收方被叠加和接收，因此从各天线发射的信号不能被直接分离。因此，在接收方准备了多个天线，从而通过分析经由不同的发射信道接收的多个信号队列(signal row)来分离信号。
作为该MIMO通信方法的应用示例，可通过连接在普通模式中不执行MIMO通信的多个通信装置来实现MIMO通信，如日本专利早期公开No.2003-332963所述。在图4中，发射器1-1到1-N和接收器2-1到2-N在普通模式下彼此独立，但是在执行MIMO通信时，通过连接多个发射器和接收器来实现MIMO通信装置。
输入发射器1-1的发射数据首先被数据分割部件11分割，一部分数据经由发射电路12从天线被发射，另一部分被输出到发射器1-2。在发射器1-2中，来自发射器1-1的数据也被分割，一部分数据从天线被发射，另一部分被输出到发射器1-3。以此方式，发射数据被分割并从N个发射器被发射，从而N倍于普通模式中发射能力的数据可被发射。
在接收方，在接收器2-1到2-M中每一个的接收电路21处接收的数据被数据合成部件22合成，并根据MIMO接收算法被解码。以此方式，来自发射器1-1到1-N的信号被M个接收器接收，从而通过MIMO通信方法实现了高速接收。
在不采用上述MIMO配置的情形下，通常，发射方的发射器功率是根据来自接收方的反馈信号而被控制的，如图5所示。即，在接收器2中，控制控制信号由功率控制信号生成部件23从接收电路21的接收信号生成，并经由发射电路24发射。在发射器1中，该功率控制信号被接收电路13和功率控制信号提取部件14接收，从而发射电路12的发射器功率基于所接收的功率控制信号而被控制。
如果这样的常用发射器功率控制方法被直接应用于MIMO配置，则功率控制信号是基于每个接收器的接收功率而独立生成的，从而存在这样的缺点，即无法获得作为整体系统的最优发射器功率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种通信系统和用于该系统的发射器-接收器，其中在MIMO通信方法中该系统的功率控制可被最优地控制。
本发明提供了一种通信系统，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M(M≥N)个接收器接收，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述系统在如预先定义的那样与所述N个发射器中的每一个配对的所述M个接收器中的每一个中包括：控制信息生成装置，用于基于来自与所述接收器配对的发射器的接收信号，来生成用于与所述接收器配对的发射器的发射器功率控制信息；以及发射装置，用于将所述发射器功率控制信息发送到与所述接收器配对的发射器。
本发明提供了一种用于通信系统的接收器，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M(M≥N)个接收器接收，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述接收器包括：控制信息生成装置，用于基于来自与所述接收器配对的发射器的接收信号，来生成用于与所述接收器配对的发射器的发射器功率控制信息；以及发射装置，用于将所述发射器功率控制信息发送到与所述接收器配对的发射器。
此外，本发明还提供了一种用于通信系统的发射器，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M(M≥N)个接收器接收，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述发射器包括：用于接收发射器功率控制信息的装置，所述发射器功率控制信息基于来自与所述发射器配对的接收器的发射装置的接收信号而被生成；以及用于基于所述发射器功率控制信息来控制所述发射器功率的装置。
下面描述本发明的操作。当在接收方根据MIMO通信方法的接收算法进行解码时，每个接收器根据来自与接收器配对的发射器的接收信号来生成发射器功率控制信息。例如，接收信号的接收功率电平被与预定参考值相比较，如果接收功率电平低于预定参考值，则用于指示提高发射器功率的发射器功率控制信号被生成，否则，用于指示降低发射器功率的发射器功率控制信号被生成。所生成的发射器功率控制信息从接收器被发送到与接收器配对的发射器，发射器根据接收到的发射器功率控制信息来控制发射器功率。
当每个接收器生成发射器功率控制信息时，来自与接收器配对的发射器的接收信号的接收质量可被测量，并被与预定的参考接收质量相比较，从而可基于该比较结果来生成发射器功率控制信息。
附图说明
图1是示出了本发明实施例的示意图；
图2是用于说明图1的数据合成部件22的细节的示意图；
图3是示出现有技术的一个示例的示意图；
图4是示出现有技术的另一示例的示意图；以及
图5是示出现有技术的又一示例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。图1是根据本发明实施例的通信系统的框图。假设发射器1-1到1-N和接收器2-1到2-M(M≥N)在普通模式下是独立的个体发射器和接收器。在实现MIMO通信的过程中，通过连接发射器1-1到1-N和连接接收器2-1到2-M来构成MIMO通信装置，如图1所示。
在图1中，与图3相同或相似的部件由相同的标号表示。所有发射器1-1到1-N具有相同的配置，所有接收器2-1到2-M具有相同的配置。
参照图1，输入发射器1-1的发射数据首先被数据分割部件11分割，一部分数据经由发射电路12从天线被发射，另一部分被输出到发射器1-2。在发射器1-2中，来自发射器1-1的数据也被分割，一部分数据从发射器1-2的天线被发射，另一部分被输出到发射器1-3。以此方式，发射数据被分割并从N个发射器被发射，从而N倍于普通模式下的发射能力的数据可被发射。
在接收方，在每个接收器2-1到2-M的接收电路21中接收的数据被数据合成部件22合成，并根据MIMO接收算法被解码。以此方式，来自发射器1-1到1-N的信号被M个接收器接收，从而通过MIMO通信方法实现了高速接收。上述配置和操作与利用图3的传统方法相同。
这里，与N个发射器1-1到1-N配对的M个接收器2-1到2-M是预先定义的。因为M≥N，所以每个发射器1-1到1-N都必须与一个接收器配对。
在每个接收器2-1到2-M中，数据合成部件22根据MIMO算法对数据解码，而且用于与该接收器配对的发射器的发射器功率控制信号基于来自与该接收器配对的发射器的接收信号而被生成。每个发射器1-1到1-N根据来自与所述发射器配对的接收器的发射器功率控制信号来控制发射器功率。在图1中，M＝N，发射器功率控制信号由虚线表示。
参见图2，下面描述接收器的数据合成部件22的细节。图2仅示出了接收器2-1的数据合成部件22，但是其他的接收器具有相同的数据合成部件配置。数据合成部件22具有数据分析电路221、数据合成电路222和接收功率计算电路223。数据合成部件22输入来自接收电路21的接收信号，其中来自所有发射器1-1到1-N的信号是经由接收器2-1的天线被接收和输入接收电路21。数据分析电路221输入该接收信号，还输入来自其他接收器的接收电路的输出信号(在图1中，为了简明起见，省略了用于输入来自其他接收器的接收电路的输出信号的信号线)。
这样做的原因是，在MIMO通信方法中，通过除了采用经由每个接收器的天线接收的信号以外还采用经由其他接收器的天线接收的信号，可在每个接收器中更准确地分析和合成接收数据。因此，数据分析电路221工作为从接收器2-1到2-M处接收的信号中仅提取来自与接收器2-1配对的发射器1-1的接收信号。
下面描述该提取方法。由于来自每个发射器的信号包含发射器固有的帮助接收器接收的导频信号，该导频信号是从接收信号中提取出的，从而来自发射器1-1的信号被识别和提取。
因此，在接收器2-1的数据分析电路221中，基于导频信号，仅提取来自与接收器2-1配对的发射器1-1的接收信号。接收器2-1的数据合成电路222将以此方式被提取的来自发射器1-1的接收信号与在接收器2-2到2-M中被类似地提取的来自发射器1-2到1-N的接收信号进行合成，并输出合成信号。在接收器2-1的数据合成电路221中获得的来自发射器1-1的接收信号被输入接收功率计算电路223，在这里，来自与接收器2-1配对的发射器1-1的接收信号的接收功率被计算。该计算得到的接收功率被输出到接收器2-1的功率控制信号生成部件23。
类似地，在每个接收器2-2到2-M中，来自与该接收器配对的发射器的接收信号的接收功率电平由该接收器的数据合成部件22计算，并被提供到接收器的功率控制信号生成部件23。
在接收器2-1的功率控制信号生成部件23中，以此方式计算的接收功率电平被与预定参考值相比较。关于比较结果，如果接收功率电平较低，则指示提高发射器功率的发射器功率控制信号被生成，否则，指示降低发射器功率的发射器功率的发射器功率控制信号被生成，从而发射器功率控制信号从接收器2-1的发射电路24被发送到与接收器2-1配对的发射器1-1。上述操作在接收器2-2到2-M中被类似地执行。
在每个发射器1-1到1-N中，来自与发射器配对的接收器的发射器功率控制信号被接收电路13接收，并被功率控制信号提取部件14提取，从而发射电路12的发射器功率根据发射器功率控制信号而被控制。以此方式，每个发射器的发射器功率通过控制发射器的发射器功率而被控制在预定值上，从而可获得整个系统的最佳发射器功率。
用于生成发射器功率控制信号的预定参考值被选择为通信系统所需的最佳值。例如，预定参考值优选地可被选择为使得指示接收信号的接收质量的SIR(信噪比)或BLER(块差错率)变为预定值或其邻近值。
在上述实施例中，发射器功率控制信号从接收方被发送到发射方。在本发明的另一实施例中，接收功率电平和预定值之间的差在接收方被计算，有关该差的信息从接收方被发送到发射方，并在发射方被提取。发射方控制发射器功率，从而对应于该差的水平的功率被添加到发射器功率。
此外，在上述实施例中，来自发射器的接收信号的接收功率电平被用来在每个接收器中生成发射器功率控制信号。在另一实施例中，来自发射器的接收信号的例如SIR或BLER等接收质量在接收方被测量，测量所得的接收质量被与预定接收质量(目标质量)比较，并且用于与该接收器配对的发射器的发射器功率控制信息基于该比较结果被生成。
即，如果测量得到的接收质量比预定接收质量差，则用于指示提高发射器功率的发射器功率控制信息被生成，否则，用于指示降低发射器功率的发射器功率控制信息被生成。
在此情形下，对应于测量得到的接收质量和预定接收质量之间的差的发射器功率控制信息被发送到与接收器配对的发射器，该发射器根据发射器功率控制信息来提高或降低发射器功率。此外，有关测量得到的接收质量和预定接收质量之间的差的信息可从接收方被发送到发射方。在此情形下，有关差的信息在发射方被提取，从而发射器功率被控制，于是对应于该差的水平的功率被添加到发射器功率。
发射器功率控制信号可利用点到点通信方法被发送或接收。例如，可采用CDMA(码分多址)方法或TDMA(时分多址)方法，但本发明并不限于这些方法。
利用本发明，通过组合用于普通目的的发射器和接收器，可实现利用MIMO通信方法的高速通信，还可使得每个发射器的功率变得合适。

Claims (17)

1.一种通信系统，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M个接收器接收，其中M≥N，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述系统在如预先定义的那样与所述N个发射器中的每一个配对的所述M个接收器中的每一个中包括：
控制信息生成装置，用于基于来自与所述接收器配对的发射器的接收信号，来生成用于与所述接收器配对的发射器的发射器功率控制信息；以及
发射装置，用于将所述发射器功率控制信息发送到与所述接收器配对的发射器。
2.如权利要求1所述的通信系统，其中所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号是从由所述M个接收器接收的信号中提取出的。
3.如权利要求1所述的通信系统，其中所述系统在所述N个发射器中的每一个中包括发射器功率控制装置，用于基于所述来自与所述发射器配对的接收器的发射器功率控制信息来控制所述发射器功率。
4.如权利要求1所述的通信系统，其中所述控制信息生成装置基于所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号的接收功率电平来生成所述发射器功率控制信息。
5.如权利要求4所述的通信系统，其中所述控制信息生成装置根据所述接收功率电平与预定功率电平的比较结果来生成所述发射器功率控制信息。
6.如权利要求1所述的通信系统，其中所述控制信息生成装置基于所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号的接收质量来生成所述发射器功率控制信息。
7.如权利要求6所述的通信系统，其中所述控制信息生成装置根据所述接收质量与预定接收质量的比较结果来生成所述发射器功率控制信息。
8.一种用于通信系统的接收器，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M个接收器接收，其中M≥N，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述接收器包括：
控制信息生成装置，用于基于来自与所述接收器配对的发射器的接收信号，来生成用于与所述接收器配对的发射器的发射器功率控制信息；以及
发射装置，用于将所述发射器功率控制信息发送到与所述接收器配对的发射器。
9.如权利要求8所述的接收器，其中所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号是从由所述M个接收器接收的信号中提取出的。
10.如权利要求8所述的接收器，其中所述控制信息生成装置基于所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号的接收功率电平来生成所述发射器功率控制信息。
11.如权利要求10所述的接收器，其中所述控制信息生成装置根据所述接收功率电平与预定功率电平的比较结果来生成所述发射器功率控制信息。
12.如权利要求8所述的接收器，其中所述控制信息生成装置基于所述来自与所述接收器配对的发射器的接收信号的接收质量来生成所述发射器功率控制信息。
13.如权利要求12所述的接收器，其中所述控制信息生成装置根据所述接收质量与预定接收质量的比较结果来生成所述发射器功率控制信息。
14.一种用于通信系统的发射器，其中要被发射的信号被分割为N个部分，并且从N个发射器发射，从所述N个发射器发射的信号被M个接收器接收，其中M≥N，从所述N个发射器发射的信号在所述M个接收器中的每一个接收器处被合成，所述发射器包括：
用于接收发射器功率控制信息的装置，所述发射器功率控制信息基于来自与所述发射器配对的接收器中的发射装置的接收信号而生成的；以及
用于基于所述发射器功率控制信息来控制所述发射器功率的装置。
15.如权利要求14所述的发射器，其中所述来自所述发射器的接收信号是从由所述M个接收器接收的信号中提取出的。
16.如权利要求14所述的发射器，其中所述发射器功率控制信息是基于所述来自所述发射器的接收信号的接收功率电平而生成的。
17.如权利要求14所述的发射器，其中所述发射器功率控制信息是基于所述来自所述发射器的接收信号的接收质量而生成的。
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