CN1906881A - 信道估计装置和多进多出通信系统 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明的信道估计装置，包括：输入单元(2)，其可操作以从多个接收机(10)、(11)接收若干条信道信息(5)，其中该多个接收机(10)、(11)可操作以通过多个信道执行MIMO通信；估计单元(3)，其可操作以根据由输入单元(2)接收的若干条信道信息(5)来集中地估计该多个信道的状态，藉此生成估计结果(6)；以及输出单元(4)，其可操作以将估计结果(6)馈送到所述多个接收机(10)、(11)。结果，抑制了来自其它适合于MIMO通信的通信设备的干扰，从而改进了的通信质量和容量二者。

Description

信道估计装置和多进多出通信系统

技术领域

本发明涉及可操作以提供空间多路复用通信中的改进的通信质量和容量的技术，具体地，涉及多进/多出通信(下文中称为MIMO通信)。

背景技术

与单天线到单天线或者多天线到单天线通信相比，MIMO通信提供了动态增加的通信容量。

在所引用的参考文献1(“On limits of wieless communication in fadingenvironments when using multiple antennas”，G.J.Foschini and M.J.Gans，1998Wireless Personal Communications)中公开了MIMO通信的机制。

在所引用的参考文献2(已公布了的日本专利申请公开No.2000-101667)和参考文献3(已公布了的日本专利申请公开No.2001-237751)中公开了基于多天线的通信系统。

根据MIMO通信，每个天线都可以处理窄带信号，但是根据例如最大比例组合而将多个天线所接收的大量窄带信号组合在一起，结果增加了通信容量。

此时，MIMO通信接收机估计信道，从而以最大比例组合计算最佳组合比例。

然而，存在这样的情况：可操作以通过特定频带执行MIMO通信的MIMO通信系统位置邻近于可操作以通过与上面相同频带执行MIMO通信的不同MIMO通信系统。在这种情况下，如图9所示，从后一MIMO通信系统发送的无线电波充当了前一MIMO通信系统的干扰波。这引起了干扰波使通信质量降级的问题，并伴随了通信容量减少的问题。

具体地，根据迄今可用的MIMO通信，每个接收机估计信道，并因此不能对相邻MIMO通信之间形成的信道进行估计。这引起了另一个问题：干扰波不可抑制，继而降低了通信质量和容量二者。

图9是图解现有技术MIMO通信系统的的方框图。

第一MIMO通信组100包括第一发射机102和与该第一发射机102进行通信的第一接收机103。第一发射机102和第一接收机103中的每一个都包括多个天线以进行通信。通过多个天线进行的通信提供了增加了的通信容量。

第一接收机103包括信道估计装置110，其可操作以估计第一发射机102和第一接收机103之间的信道状态。用估计结果作为用于对第一接收机103上的每个天线所接收的信号进行加权的基础系数。该加权系数使每个天线能最佳地接收期望的信号。

当第二MIMO通信组101位置邻近于第一MIMO通信组100时，通过第二发射机111从第二MIMO通信组101传送的无线电波108、109到达第一接收机103。从第二发射机111传送的无线电波充当对第一接收机103的干扰波。例如，从第二发射机111传送的无线电波108、109以及从第一发射机102传送的无线电波106、107都到达第一接收机103上的天线105。在该MIMO通信中，并不期望传送的无线电波108、109到达天线105。结果，信道估计装置110不可能估计所传送的无线电波108、109穿行的信道，并且，当天线105接收所有信号时，所传送的无线电波108、109的影响是不可抑制的。

因此，已传送的无线电波108、109起干扰波的作用，从而防碍天线105适当地接收所有信号，伴随着降低了通信的质量和容量二者。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的一个目的是提供一种信道估计装置和通信系统，从而提供改进的通信质量和容量。

本发明的第一方面提供一种信道估计装置，包括：输入单元，其可操作以从多个接收机接收若干条信道信息，其中所述多个接收机可操作以通过多个信道执行MIMO通信；估计单元，其可操作以根据输入单元所接收的所述若干条信道信息来集中地估计所述多个信道的状态，从而生成估计结果；以及输出单元，其可操作以将估计结果馈送到所述多个接收机。

上面的系统提供了一对邻近MIMO通信组之间减少了的干扰，结果改善了通信质量和容量二者。

本发明的第二方面提供了一种信道估计装置，其中多个接收机中的每一个包括：多个天线；和多个接收单元，其每一个都连接到多个天线中对应的一个。在本信道估计装置中，若干条信道信息中的每一条都是由多个接收单元中的每一个所接收的信号的接收电功率。

上面的系统使用接收电功率来估计信道，并从而容易且准确地估计信道状态。

本发明的第三方面提供了一种信道估计装置，其中估计单元用每个预定电功率值除接收电功率，从而生成估计结果。

上面系统允许便利的信道估计。

本发明的第四方面提供了一种信道估计装置，其中估计单元为所有多个信道生成估计结果。

上面的系统估计由MIMO通信接收机形成的所有信道，并且由该接收机使用据此提供的估计结果。因此，减少了来自不同的邻近MIMO通信组的干扰，从而提供改进了的通信质量和容量。

本发明的第五方面提供了一种信道估计装置，其中估计结果是与该多个信道一样多的多个估计结果的组合。

上面的系统允许每一个MIMO通信接收机根据所有所形成信道的估计结果来最优地接收信号。

本发明的第六方面提供了一种信道估计装置，其中多个接收单元中的每一个拥有用于对接收电功率加权的加权系数。在本信道估计装置中，估计单元生成作为估计结果的系数。该系数对应于所述加权系数。

上面的系统允许每一个MIMO通信接收机根据信道估计结果来加权接收信号。因此，可根据多个所形成信道的状态来接收信号。每个接收机可以方便地使用估计结果来以改进了的精确度接收信号。

本发明的第七方面提供了一种信道估计装置，其中输出单元将系数集合(coefficient set)馈送到多个接收机。该系数集合包括所述系数。

上面的系统允许每个接收机容易且适当地使用信道估计结果。

本发明的第八方面提供了一种信道估计装置，其中系数集合中的系数在数量上对应于多个接收机所拥有的所有多个天线。

上面的系统允许每一个接收机直接使用估计结果，以便对每个接收机所接收的信号加权。结果，当对每个接收机所接收的信号进行了加权时就反映了信道状态，结果减少了干扰。

本发明的第九方面提供了一种适于MIMO通信的通信设备，包括：输入单元，其可操作以从多个接收机接收若干条信道信息，其中所述多个接收机可操作以通过多个信道执行MIMO通信；估计单元，其可操作以根据输入单元所接收的若干条信道信息来集中估计该多个信道的状态，藉此产生估计结果；以及输出单元，其可操作来将估计结果馈送到多个接收机。

上面的系统提供了一对邻近的MIMO通信组之间减少的干扰，结果改进了通信质量和容量二者。由于通信设备具有信道估计能力，所以易于构建通信系统。

本发明的第十方面提供了一种通信系统，包括：多个接收机，可操作以通过多个信道提供MIMO通信；以及信道估计装置，其可操作以估计所述多个信道的状态。该信道估计装置包括：输入单元，其可操作以从多个接收机接收若干条信道信息；估计单元，其可操作以根据输入单元所接收的若干条信道信息来集中估计所述多个信道的状态，从而生成估计结果；以及输出单元，其可操作以将估计结果馈送到所述多个接收机。

上面的系统提供了一对邻近的MIMO通信组之间的减少的干扰，结果改进了通信质量和容量二者。

本发明的第十一方面提供了一种通信系统，其中多个接收机中的每一个包括：多个天线；以及多个接收单元，其每一个都连接到多个天线中对应的一个。在本通信系统中，若干条信道信息中的每一个都是多个接收单元的每一个所接收的信号的接收电功率。

上面的系统使用接收电功率来估计信道，从而容易且准确地估计了信道状态。

本发明的第十二方面提供了一种通信系统，其中估计单元用每个预定电功率值来除接收电功率，从而生成估计结果。

上面的系统允许容易的信道估计。

本发明的第十三方面提供了一种通信系统，其中估计单元为所有多个信道生成估计结果。

上面的系统估计通过MIMO通信接收机形成的所有信道，并且由该接收机使用据此提供的估计结果。结果，减少了来自不同的邻近MIMO通信组的干扰，从而提供了改进的通信质量和容量。

本发明的第十四方面提供了一种通信系统，其中估计结果是与多个信道一样多的多个估计结果的组合。

上面的系统允许每一个MIMO通信接收机根据所有所形成信道的估计结果来最优地接收信号。

本发明的第十五方面提供了一种通信系统，其中多个接收单元中的每一个拥有用于对接收电功率加权的加权系数。在本通信系统中，估计单元生成作为估计结果的系数。该系数对应于加权系数。

上面的系统允许每一个MIMO通信接收机根据信道估计结果来对接收信号加权。因此，可根据多个信道的状态来接收信号。每个接收机可以方便地使用估计结果来以改进的精确度接收信号。

本发明的第十六方面提供了一种通信系统，其中输出单元将系数集合馈送到多个接收机。该系数集合包括所述系数。

上面系统允许每个接收机容易且适当地使用信道估计结果。

本发明的第十七方面提供了一种通信系统，其中系数集合中的系数在数量上对应于多个接收机所拥有的所有多个天线。

上面的系统允许每一个接收机直接使用估计结果，以便对每个接收机所接收的信号加权。因此，当对每个接收机所接收的信号进行了加权时就反映了信道状态，结果减少了干扰。

本发明的第十八方面提供了一种通信系统，其中通过所述多个接收机中的至少两个接收机所拥有的天线来进行MIMO通信。

上面的系统提供了一种MIMO通信系统，其中可操作地利用该MIMO通信中的未使用的天线。因此，实现了灵活的通信系统。

本发明的上面和其它目的、特征和优点将从下面的结合附图的描述阅读中变得显而易见，在附图中相同的附图标记指的是相同的部件。

附图说明

图1是图解了根据本发明的第一实施例的信道估计装置的方框图；

图2是图解了根据第一实施例的通信系统的方框图；

图3是图解了根据第一实施例的通信系统的方框图；

图4是图解了根据第一实施例的通信系统的方框图；

图5是图解了根据第一实施例的多个接收机的方框图；

图6是图解了根据第一实施例的所述多个接收机的方框图；

图7是图解了根据第二实施例的通信系统的方框图；

图8是图解了根据第三实施例的通信系统的方框图；以及

图9是图解了现有技术MIMO通信系统的方框图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例。

需要注意的是，这里论述的每个接收机可以兼作发射机，同时这里论述的每个发射机可以兼作接收机。每一个接收机和发射机都不限于具有信号接收或发送能力。

也需要注意的是，这里论述的MIMO通信是多进/多出系统，并包括通过多个天线进行的各种类型的通信。

第一实施例

现在结合图1至6描述根据第一实施例的信道估计装置和根据其的通信系统。

图1是图解根据本发明的信道估计装置的方框图。

信道估计装置1包括下面所述的部件。输入单元2可操作以接收若干条信道信息5。所述若干条信道信息5是从多个MIMO通信接收机(未示出)输出的。估计单元3可操作以根据输入单元2所接收的若干条信道信息5来估计多个信道的状态。该多个信道是由多个MIMO通信接收机(未示出)形成的。估计单元3可操作以生成估计结果，并将所生成的估计结果馈送到输出单元4。输出单元4可操作以将估计结果6馈送到所述多个接收机(未示出)。

此时，估计单元3集中估计多个信道的状态。由于信道估计装置1从多个接收机(未示出)接收信道信息5，所以估计单元3可以估计由多个接收机(未示出)形成的所有多个信道的状态。因此，即使存在邻近的MIMO通信接收机，也估计了所有信道的状态。

尽管估计单元3可以估计所有信道的状态，但估计单元3可以根据信道估计的规范而可替换地仅估计一些信道。

如上所述，集中地估计由多个MIMO通信接收机形成的多个信道的状态，藉此可以实现可操作以抑制相邻接收机之间的干扰的MIMO通信。

参考图2至图5来描述具体行为。

图2是图解了根据本实施例的通信系统的方框图。

参考图2，将两对发射机或接收机组、或一对MIMO通信组示出为位置彼此邻近，以提供每个MIMO通信组中的MIMO通信。

第一MIMO通信组8包括第一发射机12和第一接收机10。类似地，第二MIMO通信组9包括第二发射机13和第二接收机11。更具体地，这一对MIMO通信组被布置为彼此相邻。此时，第一和第二MIMO通信组8、9使用相同的频带分别进行通信。

因此，来自第二发射机13的信号是第一接收机10所不希望的，并可为干扰波。类似地，来自第一发射机12的信号是第二接收机11所不希望的，并可为干扰波。

在信道估计装置1中，输入单元2从第一和第二接收机10、11二者接收信道信息5。

估计单元3根据输入单元2所接收的信道信息5来估计由第一和第二MIMO通信组8、9所形成的所有多个信道的状态。

通过输出单元4将估计单元3所提供的估计结果6从其中馈送到第一和第二接收机10、11。由于估计结果6包括了这一对MIMO通信组中的所有信道的估计结果，所以第一和第二接收机10、11可以根据所有信道的估计来调整信号接收。

例如，以可调方式来对每个接收机上的每个天线接收信号的电平加权。第一和第二接收机10、11所接收的估计结果6包括第一和第二MIMO通信组8、9二者所形成的信道的估计结果。因此，第一接收机10也可能了解在第二发射机13和第一接收机10之间形成的信道的状态，并因此可能在接收到所有信号之前减少来自第二发射机13的信号。类似地，第二接收机11同样可能了解在第一发射机12和第二接收机11之间形成的信道的状态，并可能在接收到所有信号之前减少来自第一发射机12的信号。

参考图3详细描述信道估计。

图3是图解根据本实施例的通信系统的方框图。

在第一MIMO通信组8中的第一发射机12和第一接收机10之间进行MIMO通信。

类似地，在第二MIMO通信组9中的第二发射机13和第二接收机11之间进行MIMO通信。

第一发射机12、第一接收机10、第二发射机13、和第二接收机11中的每一个都包括多个天线。第一发射机12包括天线18、19。第一接收机10包括天线14、15。第二发射机13包括天线20、21。第二接收机11包括天线16、17。

尽管图3的接收机和发射机中的每一个都包括两个天线，但是它们的每一个都可以可替换地包括三个或更多天线。

在每一个MIMO通信组中，发射机可具有与接收机上的天线一样多的天线，或者具有比接收机上的天线更多或更少的天线。在每一个MIMO通信组中，可以提供与接收机一样多的发射机，或可以提供比接收机更多或更少的发射机。例如，可以提供单个发射机和可操作以与该发射机进行MIMO通信的多个接收机。

现在简短论述MIMO通信。

在MIMO通信中，多个天线中的每一个都可操作以发送窄带信号。在每一个接收机中，在每一个天线上对每个天线所接收的每个信号加权，以经历最大比率组合，从而对所有天线所接收的窄带信号进行解调制。因此，可获得已增加了的通信容量。

可选择的是，可以调整发射机和接收机上的几个天线之间的方向性，藉此允许接收机上的天线仅通过通信中使用的目标天线接收信号。

例如，第一接收机10上的天线14与第一发射机12上的天线18进行通信。第一接收机10上的天线15与第一发射机12上的天线19进行通信。此时，将天线18、14之间的方向性调整到最大程度，同时将天线19、14之间的方向性调整到最小程度，据此允许天线14仅从天线18接收信号。类似地，将天线15、18之间的方向性调整到最小程度，同时将天线15、19之间的方向性调整到最大程度，据此允许天线15仅从天线19接收信号。

即使使用多个天线来多路复用通过相同频带进行的通信，上面的处理步骤也允许每一个天线适当地接收信号。因此，实现了更高的通信容量。

然而，如图3所示，当一对不同的MIMO通信组对位置彼此邻近时，存在更大数量的信道。因此，任一个天线接收穿过该大量信道的不同信号。

在图3中，第一接收机10上的天线14接收来自第二发射机13上的天线20、21的信号以及来自第一发射机12上的天线18、19的信号。

因此，天线14接收来自天线18的发送信号“s1”与信道“h11”相乘的信号、来自天线19的发送信号“s2”与信道“h21”相乘的信号、来自另一个MIMO通信组中的天线20的发送信号“s3”与信道“h31”相乘的信号、以及来自天线21的发送信号“s4”与信道“h41”相乘的信号。

更具体地，用下面的等式表达天线14上的接收信号“r1”：

r1＝(h11×s1)+(h21×s2)+(h31×s3)+(h41×s4)。

类似地，通过与对应的一个信道相乘的来自天线18至21中的每一个的发送信号的组合来表达天线15上的接收信号“r2”。类似地分别表达天线16和17上的其它接收信号“r3”和“r4”。

用以下[公式1]表达接收信号“r1、r2、r3和r4”：

[公式1]

$\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ r_3\\ r_4\end{array}\right)\left(\begin{array}{cccc}{h}_{11}& h_{21}& h_{31}& h_{41}\\ h_{12}& h_{22}& h_{32}& h_{42}\\ h_{13}& h_{23}& h_{33}& h_{43}\\ h_{14}& h_{24}& h_{34}& h_{44}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{s}_1\\ s_2\\ s_3\\ s_4\end{array}\right)$

因此，当估计例如信道“h11”的状态时，基于估计结果来对信号加权，并从而允许每一个天线在接收所有信号之前减少不期望的信号。

例如，天线14对除发送信号“s1”之外的信号加权，以便在接收所有信号之前减少除该发送信号“s1”之外的那些信号。

用[公式1]中示出的行列式表示诸如“h11”的信道，其中[公式1]包括发送信号“s1”至“s4”和接收信号“r1”至“r4”的组合。因此，通过用发送信号“s1”至“s4”来分别除以接收信号“r1”至“r4”来估计诸如“h11”的信道。由信道估计装置1来进行诸如“h11”的信道的估计。

接下来阐述信道估计装置1如何估计诸如“h11”的每一个信道的状态。

第一和第二接收机10、11评估接收电功率作为每个接收信号“r1、r2、r3和r4”的电功率信息，并且第一和第二接收机10、11将所获得的电功率信息馈送到信道估计装置1作为信道信息5。

输入单元2将所接收的信道信息5移交到估计单元3。

估计单元3基于信道信息5计算诸如“h11”的每个信道的状态。从而，允许接收到信道信息5的估计单元3识别包含在信道信息5中的接收电功率(“r1、r2、r3和r4”中的电功率)的值。发送信号“s1、s2、s3和s4”包含由发射机确定的发送电功率，并且发送电功率也是已知的。因此，估计单元3识别已知的发送电功率的值以及接收电功率的那些值。

因此，估计单元3将包含在信道信息5中的接收电功率(“r1、r2、r3和r4”中的电功率)和已知的发送电功率(“s1、s2、s3和s4”中的电功率)施加到用[公式1]定义的行列式，据此计算诸如“h11”的每个信道的状态。

此时，集中估计从“h11”至“h44”的所有信道的状态。更具体地，集中估计在MIMO通信中使用的所有信道的状态。

因此，估计了跨越第一和第二MIMO通信组8、9形成的信道的状态以及在第一和第二MIMO通信组8、9内形成的单独信道的状态。

可选择的是，估计单元3可以根据信道估计的规范仅估计部分信道。

可选择的是，可以参考电压或者电流而不是电功率来估计信道。

估计单元3将计算结果馈送到输出单元4。此时，已经计算了所有信道“h11”至“h44”的状态。

输出单元4将来自估计单元3的计算结果作为估计结果6馈送到第一和第二接收机10、11。因此，估计结果6包含所有信道“h11”至“h44”的估计值。

可选择的是，输出单元4可以根据信道估计的规范而为第一和第二接收机10、11中的每一个馈送不同估计结果6，并且第一接收机10接收的估计结果6不同于第二接收机11所接收的估计结果。

为了接收所有信号，接收到估计结果6的第一和第二接收机10、11根据来自估计结果6的所有信道“h11”至“h44”的估计值来减少不期望的信号。例如，第一和第二接收机10、11中的每一个根据信道估计结果6改变天线方向性，以便减小不期望的信号电功率。已改变的天线方向性将天线14和除天线18之外的发射机天线之间的方向性调整至最小程度，从而天线14主要接收来自天线18的发送信号“s1”，其中发送信号“s1”是MIMO通信所需要的。类似地，将这些处理步骤施加到其它接收机天线。如上面刚刚阐述的方向性调整防止第一和第二接收机10、11之间的干扰，否则该干扰将作为在第一和第二接收机10、11之间相互通信的信号出现。因此，即使存在多个邻近MIMO通信组，也可实现没有降低通信质量和容量二者的MIMO通信。

接下来参考图4和5阐述如何将估计结果6与连接到接收机上的天线的接收单元中的加权系数相关联的。

图4是图解根据本实施例的通信系统的方框图。图5是图解根据本实施例的多个接收机的方框图。

第一接收机10分别包括天线14、15和接收单元22、23。操作接收单元22、23以分别通过天线14和15接收信号。

接收单元22和23分别拥有MIMO通信加权系数26和27。

类似地，第二接收机11分别包括天线16、17和接收单元24、25。操作接收单元24、25以分别通过天线16和17接收信号。

接收单元24和25分别拥有MIMO通信加权系数28和29。

接收单元22、23、24和25基于加权系数26、27、28和29分别执行接收信号的最大比例组合。因此，接收单元22、23、24和25有可能在没有第一和第二接收机10、11之间的干扰的情况下接收信号。

为此目的，图4的估计单元3基于信道信息5计算对应于加权系数26至29的系数。

估计单元3包括系数集合生成单元200。

系数集合生成单元200可操作以生成系数集合201，该系数的组合对应于加权系数26至29。因为每个天线接收穿过与所有天线一样多的信道的信号，系数集合201包括与多个MIMO通信接收机(或者图4的第一和第二接收机10、11)上的所有天线(或者图4的四个天线14至17)一样多的系数。可选择的是，系数集合201可包括在数量上不同于所有天线的系数。

将由系数集合生成单元200生成的系数集合201通过输出单元4而从其中输出到第一和第二接收机10、11。

在接收单元22至25中，用系数集合201作为通过接收单元22至25接收的信号的加权系数。更具体地，用系数集合201分别作为接收22、23、24和25中的加权系数26、27、28和29。

接收单元22至25根据由系数集合201确定的加权系数26至29来接收并加权信号。由于基于信道状态估计结果生成了系数集合201，所以接收单元22至25有可能考虑到多个信道来接收信号。因此，由于接收单元22至25接收根据系数集合201加权的所有信号，所以能够以高精确度接收到期望的信号。

接下来参考图5阐述基于系数集合201的信号接收。

图5是图解根据本实施例的通信系统的部分的方框图。

第一接收机10包括天线14、连接到天线14的接收单元22、天线15、和连接到天线15的接收单元23。接收单元22和23分别包括加权系数26和27。

类似地，第二接收机11包括天线16、连接到天线16的接收单元24、天线17、和连接到天线17的接收单元25。接收单元24和25分别包括加权系数28和29。

用从信道估计装置1接收的系数集合201更新加权系数26、27、28和29。如图5所示，用系数集合“201a”更新加权系数26，并从而将其用于加权通过接收单元22接收的信号；用系数集合“201b”更新加权系数27，并从而将其用于加权通过接收单元23接收的信号；用系数集合“201c”更新加权系数28，并从而将其用于加权通过接收单元24接收的信号；以及用系数集合“201d”更新加权系数29，并从而将其用于加权通过接收单元25接收的信号。

对应于加权系数26的系数集合“201a”包括四个不同的系数7/10、1/10、1/10、和1/10，并且用系数集合“201a”更新的加权系数26提供了值7/10、1/10、1/10、和1/10。接收单元22通过天线14接收信号“A”、“B”、“C”、和“D”。信号“A”、“B”、“C”、和“D”穿过四个不同的信道。接收单元22用值为7/10、1/10、1/10、和1/10的加权系数26来分别乘以信号“A”、“B”、“C”、和“D”。

结果，单独地接收和加权已经到达天线14的多个信号“A”、“B”、“C”、和“D”。类似地，分别用其它接收单元23至25来加权已经到达剩余天线15至17的多个信号。

加权接收信号抑制了第一和第二接收机10、11之间不期望的干扰，并且可实现具有更高的通信质量和容量的MIMO通信。

如上所述，信号估计装置1中的系数集合201是基于在MIMO通信中形成的多个信道的估计，并用作接收单元22至25中的加权系数，从而可以得到可操作以抑制第一和第二接收机10、11之间不期望的干扰的MIMO通信。

还优选的是，估计单元3基于干扰消除系统或者最大似然估计方法来估计信道。

尽管图3和其它图图解了包括与接收机一样多的发射机的这一对邻近MIMO通信组，但是类似地可以用包括单个发射机和多个接收机的替代MIMO通信组。

例如，如图6所图解的，类似地可以有可操作以在一个发射机30和两个接收机(或者第一和第二接收机10、11)之间进行MIMO通信的MIMO通信组。

在包括图6的MIMO通信组的通信系统中，信道估计装置1集中估计由第一和第二接收机10、11中的每一个形成的多个信道的状态。所有信道的集中估计提供了可操作以抑制两个接收机(第一和第二接收机10、11)之间的不期望干扰的MIMO通信。

可以用分离的电路或者用相同的电路来形成输入单元2、估计单元3、和输出单元4。可以用IC或LSI形成输入单元2、估计单元3、和输出单元4中的至少一个。用IC或LSI构建的单元实现了尺寸减小和更少的功率消耗。

尽管本实施例阐述了一对MIMO通信组，但是作为选择可以有三个或更多MIMO通信组。

MIMO通信也可以用在无线LAN和进行中(in-plant)的无线电传送中。同样可以将MIMO通信使用在分集通信(diversity conmmunication)中。

优选地，将根据本实施例的信道估计装置1合并在诸如无线LAN之类的伴随有多个天线的无线通信设备或系统中。可单独地使用信道估计装置1或可选地将其嵌入在通信系统中。

类似地，期望将本实施例的通信系统嵌入在伴随多个天线的各类无线通信中，或者优选地将本实施例的通信系统施加到与其它装置和设备组合的不同系统中。

第二实施例

现在参考图7描述第二实施例。

本实施例阐述了为至少一个适合MIMO通信的通信装置配备了信道估计功能的系统。

图7是图解根据本实施例的通信系统的方框图。

通过多个信道在第一发射机12和第一接收机10之间进行MIMO通信。第一接收机和接收机12、10中的每一个包括几个天线。在第一发射机12和第一接收机10二者上的多个天线之间形成多个信道。

通过多个信道在第二发射机13和通信设备40之间进行MIMO通信。第二接收机13和通信设备40中的每一个包括几个天线。在第二发射机13和通信设备40二者上的多个天线之间形成多个信道。通信设备40用作接收机。在图7中，每个发射机具有信号发送功能，同时每个接收机具有信号接收功能，并且将它们分别称作发射机和接收机。可选择的是，发射机可以附加地具有信号接收功能，同时接收机可以附加地具有信号发送功能。尽管在图7中当作接收机，通信设备40可以可替换地也具有信号发送功能，或者可以具有单个功能。

具有多个天线的通信设备40和连接到该多个天线的多个接收单元41包括如下所述的其它部件。

输入单元2可操作以接收来自通信设备40中的多个接收单元41的信道信息42、和来自第一接收机10的信道信息42。更具体地，输入单元2接收在包括输入单元2的通信设备40中的信道信息42、以及来自另一个接收机(或者图7的第一接收机10)的信道信息42。

估计单元3可操作以根据通过输入单元2接收的信道信息42来估计每个信道的状态。此时，集中估计在第一发射机12和通信设备40之间形成的几个信道的状态。结果，估计单元3估计例如在第二发射机13和第一接收机10之间形成的信道、以及在第一发射机12和通信设备40之间形成的信道。

输出单元4可操作以输出来自估计单元3的估计结果6。此时，将估计结果6从输出单元4输出到在包括输出单元4的通信单元40中的接收单元41，并输出到第一接收机10中的接收单元41。

在第一接收机10和通信设备40的每一个中，接收单元41中的每一个根据所接收的估计结果6来加权信号，或者基于所接收的估计结果6来调整天线方向性，从而最佳地接收信号。

例如，根据估计结果6来调整在MIMO通信中使用的天线对的方向性，以便提供最大方向性，同时据此调整除在MIMO通信中使用的天线对之外的其它天线的方向性以提供最小的方向性。结果，提供了可操作以抑制来自与MIMO通信无关的其它发射机的不期望干扰的MIMO通信。因此，即使邻近另一个MIMO通信组，也实现了更高的通信质量和容量。

可选择的是，由于估计结果6对应于系数集合，该系数集合包括对应于在接收单元41中使用的加权系数的系数，接收单元41可以根据系数集合来加权所接收的信号。反映基于多个信道的估计结果6来加权信号，并且避免了来自其它发射机的不期望的干扰。结果，提供了可操作以抑制来自与MIMO通信无关的另一个发射机的不期望干扰的MIMO通信。因此，即使邻近另一个MIMO通信组，也实现了更高的通信质量和容量。

如上所述，将信道估计能力嵌入在能够接收和发送MIMO通信中的信号的通信设备，藉此容易地构建了具有更高的通信质量和更高的传送容量的特征的通信系统。具体地，在其中合并了信道估计能力的通信设备有助于形成更高灵活性的通信系统。

可以用分离的电路或者相同的电路来形成输入单元2、估计单元3、和输出单元4中的每一个。可以选择的是，可以用IC或LSI形成输入单元2、估计单元3、和输出单元4中的至少一个。用IC或LSI形成的单元提供了尺寸减小和更少的功率消耗。

作为又一个选择，可以用IC或者LSI形成包括接收单元41的单元，从而进一步实现尺寸减小。

尽管本实施例阐述了一对MIMO通信组，但是可以使用三个或更多MIMO通信组。

发射机在数量上可以不同于接收机。

MIMO通信可用于无线LAN和进行中(in-plant)的无线电传送。同样可以将MIMO通信使用在分集通信中。

优选地，将根据本实施例的通信设备40实现在可操作以进行诸如无线LAN的无线通信的通信设备和调制解调器中。

第三实施例

现在参考图8描述第三实施例。

本实施例阐述了包括MIMO通信组的通信系统，该MIMO通信通信组可操作以通过布置在多个接收机之中的两个或更多接收机中的天线提供MIMO通信。

图8是图解根据本实施例的通信系统的方框图。

通信系统50包括发射机51、第一接收机10、第二接收机11、和信道估计装置1。

发射机51、第一接收机10和第二接收机11中的每一个都包括多个天线。

通过发射机51上的天线60、61以及第一接收机10上的天线62、62而在发射机51和第一接收机10之间进行MIMO通信。

通过发射机51上的天线80、81以及第二接收机11上的天线82、83而在发射机51和第二接收机10之间进行MIMO通信。

没有使用以下天线：发射机51上的天线71、72；第一接收机10上的天线72；以及第二接收机11上的天线73。

根据本实施例，可操作地利用未使用的天线，以便提供其间的MIMO通信。MIMO通信组52可操作以通过天线70、71、72和73在其间提供MIMO通信。更具体地，将信号从发射机51上的天线70、71发送到第一接收机上的天线72和第二接收机11上的天线73二者。

将天线72、73分别布置在不同的接收机上，确切地说，图8的第一和第二接收机10、11上。结果，解调单元53通过天线72、73二者接收信号。此时，第一接收机10将通过天线72接收的信号馈送到解调单元53中。

可以在第二接收机11或者第一接收机10中提供解调单元53。在形成MIMO通信组52之前，优选的是，第一和第二接收机10、11彼此协商以确定它们是否共享未使用的天线。

如上所述，由解调单元53接收通过布置在不同的接收机上的天线所接收的信号，藉此未使用天线可操作地可用了。

具体地，有时候在伴随有几个天线的MIMO通信中出现未使用的天线，并且共享了另一个接收机上的天线以形成新的MIMO通信组，藉此可操作地使用未使用的天线。

当使用了布置在两个或更多接收机上的天线以便形成MIMO通信组时，允许信道估计装置1估计多个所形成的信道，并且信号可在抑制了来自其它天线的干扰的状态下接收。

更具体地，即使存在多个邻近的MIMO通信组，可操作以集中估计发射机和接收机之间形成的多个信道的信道估计装置1也抑制了多个邻近MIMO通信组之中的不期望干扰，藉此可得到具有更高通信质量和更高通信容量的特征的MIMO通信。具体地，当可操作地利用未使用的天线以形成MIMO通信组时，总是将多个MIMO通信组排列为彼此接近，从而导致了多个邻近MIMO通信组之中的不期望的相互干扰的问题；然而，操作了可操作以集中估计多个信道的信道估计设备1来克服上述问题。

结果，提供了伴随有更高的通信质量和容量的MIMO通信，同时可操作地利用了未使用的天线。

尽管示出了在图8中形成的在两个不同的接收机(确切地说第一和第二接收机10、11)上布置有未使用天线的MIMO通信组，但是也可以形成在三个或更多接收机上布置有未使用天线的替换MIMO通信组。

可以选择的是，可以使用两个或更多发射机。

本发明提供了具有更高的通信质量和容量的MIMO通信，其中抑制了多个邻近MIMO通信组之中的不期望的相互干扰。

具体地，使用相同频带的MIMO通信组中的多个邻近接收机可操作以根据每个信道的状态来接收已经到达所述多个接收机的不期望的电波，藉此可适当地接收期望的信号，而不允许不期望的电波成为干扰波。

此外，可操作以集中估计多个信道的信道估计装置抑制所有接收机之中的不期望的干扰。因此，即使将许多MIMO通信设备安装在诸如家庭的狭小空间中时，也可以实现具有更高的通信质量和容量的MIMO通信。

况且，将具有信道估计能力的通信设备合并在MIMO通信组的一部分中，从而容易地构建高度灵活的通信系统。

此外，用信道估计装置来集中估计多个信道，藉此形成可操作地利用存在于两个或更多接收机上的未使用天线的MIMO通信组，而没有导致接收机之间的不期望干扰。

已经参考附图描述了本发明的优选实施例，应该理解的是，本发明不限于这些精确描述，并且，在不脱离在所附权利要求所限定的本发明的范围或精神的情况下，本领域的技术人员可以在其中产生各种改变和变化。

工业适用性

优选地，本发明可适用于适合MIMO通信的通信设备或诸如使用多个天线的无线LAN之类的系统、以及使用多个天线的基于线多路复用系统的无线调制解调器中。

Claims (18)

1.一种信道估计装置，包括：

输入单元，其可操作以从多个接收机接收若干条信道信息，所述多个接收机可操作以通过多个信道执行MIMO通信；

估计单元，其可操作以根据由所述输入单元接收的若干条信道信息来集中地估计所述多个信道的状态，藉此生成估计结果；以及

输出单元，其可操作以将估计结果馈送到所述多个接收机。

2.如权利要求1所述的信道估计装置，其中所述多个接收机中的每一个包括：多个天线和多个接收单元，所述多个接收单元中的每一个都连接到所述多个天线中对应的一个，并且其中所述若干条信道信息中的每一条都是由所述多个接收单元中的每一个所接收的信号的接收电功率。

3.如权利要求2所述的信道估计装置，其中所述估计单元用每一个预定电功率值来除接收电功率，从而生成估计结果。

4.如权利要求1所述的信道估计装置，其中所述估计单元为所有多个信道生成估计结果。

5.如权利要求4所述的信道估计装置，其中估计结果是与所述多个信道一样多的多个估计结果的组合。

6.如权利要求2所述的信道估计装置，其中所述多个接收单元中的每一个拥有用于对接收电功率加权的加权系数，并且其中所述估计单元生成作为估计结果的系数，该系数对应于所述加权系数。

7.如权利要求6所述的信道估计装置，其中所述输出单元将系数集合馈送到所述多个接收机，该系数集合包括所述系数。

8.如权利要求7所述的信道估计装置，其中该系数集合中的系数在数量上对应于所述多个接收机所拥有的所述全部多个天线。

9.一种适合于MIMO通信的通信设备，包括：

输入单元，其可操作以从多个接收机接收若干条信道信息，所述多个接收机可操作以通过多个信道执行MIMO通信；

估计单元，其可操作以根据所述输入单元所接收的若干条信道信息来集中估计该多个信道的状态，藉此生成估计结果；以及

输出单元，其可操作以将估计结果馈送到所述多个接收机。

10.一种通信系统，包括：

多个接收机，其可操作以通过多个信道提供MIMO通信；以及

信道估计装置，其可操作以估计所述多个信道的状态，

其中所述信道估计装置包括：

输入单元，其可操作以从所述多个接收机接收若干条信道信息；

估计单元，其可操作以根据所述输入单元所接收的若干条信道信息来集中估计多个信道的状态，藉此生成估计结果；以及

输出单元，其可操作以将估计结果馈送到所述多个接收机。

11.如权利要求10所述的通信系统，其中所述多个接收机中的每一个包括：多个天线和以及多个接收单元，所述多个接收单元中的每一个都连接到所述多个天线中对应的一个，并且其中若干条信道信息中的每一条都是所述多个接收单元中的每一个所接收的信号的接收电功率。

12.如权利要求11所述的通信系统，其中所述估计单元用每一个预定电功率值来除接收电功率，从而生成估计结果。

13.如权利要求10所述的通信系统，其中所述估计单元为所有多个信道生成估计结果。

14.如权利要求13所述的通信系统，其中估计结果是与所述多个信道一样多的多个估计结果的组合。

15.如权利要求11所述的通信系统，其中所述多个接收单元中的每一个拥有用于对接收电功率加权的加权系数，并且其中所述估计单元生成作为估计结果的系数，该系数对应于所述加权系数。

16.如权利要求15所述的通信系统，其中所述输出单元将系数集合馈送到所述多个接收机，该系数集合包括所述系数。

17.如权利要求16所述的通信系统，其中该系数集合中的系数在数量上对应于所述多个接收机所拥有的所述全部多个天线。

18.如权利要求10所述的通信系统，其中MIMO通信是通过所述多个接收机中的至少两个接收机所拥有的天线而进行的。

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