具体实施方式
以下,将参照附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图4是表示根据本发明的实施方式1的发送接收装置的结构的方框图。图4的发送接收装置100的结构主要包括调制单元101、多路复用单元102、乘法单元103-1至103-n、无线发送单元104-1至104-n、天线105-1至105-n、天线106、无线接收单元107、切换单元108以及存储单元109。
另外,和发送接收单元100进行通信的发送接收单元200的结构主要包括天线201-1至201-n、无线接收单元202-1至202-n、多路复用分解单元203、解调单元204、信道估计单元205、信道变化判定单元206、存储单元207、发送权重生成单元208、反馈信息控制单元209、无线发送单元210以及天线211。
在图4中,调制单元101对发送数据进行调制后,将其输出到多路复用单元102。多路复用单元102将发送数据分配给各个天线,并输出到对应于各个天线的乘法单元103-1至103-n。乘法单元103-1至103-n每一个都将从切换单元108输出的发送权重乘以发送数据,并且将相乘后的发送数据输出到无线发送单元104-1至104-n。无线发送单元104-1至104-n将发送数据变换成射频后,将其作为无线信号通过天线105-1至105-n来发送。
无线接收单元107通过天线106接收从发送接收装置200发送来的无线信号,将其变换、解调、解码成基频,从解调后的信号中提取发送权重、进行经方向性控制的空分复用通信的指令、进行不经方向性控制的空分复用通信的指令、以及表示没有信道变化的信息,并且将其输出到切换单元108。
切换单元108将发送权重输出到存储单元109。再者,当无线接收单元107接收发送权重时,切换单元108将发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。再者,当无线接收单元107接收包括进行不经方向性控制的空分复用通信的指令的信号时,切换单元108将表示不进行方向性控制的“1”作为发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。此外,当无线接收单元107接收包括表示没有信道变化的信息的信号时,切换单元108提取存储在存储单元109中的发送权重,并且将其输出到乘法单元103-1至103-n。存储单元109存储发送权重。
接下来,将说明发送接收装置200的结构。在图4中,无线接收单元202-1至202-n将通过天线201-1至201-n接收的信号从射频变换成基频,并且将变换后的信号输出到多路复用分解单元203和信道估计单元205。多路复用分解单元203使用信道估计单元205的信道估计结果,将从无线接收单元202-1至202-n输出的信号汇集成单个数据流,并且将其输出到解调单元204。解调单元204从接收到的数据中去除干扰成分,并且对信号分别进行分离来获得接收数据。
信道估计单元205使用包括在接收信号中的已知码元进行信道估计,并且将信道估计结果输出到多路复用分解单元203和信道变化判定单元206。
信道变化判定单元206求出存储在存储单元207中的在上次的处理中估计的信道估计结果和当前估计的信道估计结果之间的相关值,以求出信道变化的程度。然后,信道变化判定单元206根据信道变化的程度来判断,是进行经方向性控制的空分复用通信,还是进行不经方向性控制的空分复用通信,并且将判断结果输出到发送权重生成单元208和反馈信息控制单元209。再者,信道变化判定单元206将信道估计结果输出到存储单元207和发送权重生成单元208。
另外,信道变化判定单元206的结构如图5所示。图5是表示根据本发明的实施方式1的发送接收装置的信道变化判定单元206的结构的方框图。在图5中,信道变化判定单元206的构成主要包括信道相关单元241和信道变化判断单元242。
在图5中,信道相关单元241从存储单元207中提取在上次的处理中估计的信道估计结果,求出在该上次的处理中估计的信道估计结果和当前估计的信道估计结果之间的相关值,以求出信道变化的程度,并且将其输出到存储单元207、发送权重生成单元208以及信道变化判断单元242。
信道变化判断单元242根据信道变化的程度来判断,是进行经方向性控制的空分复用通信,还是进行不经方向性控制的空分复用通信,并且将判断结果输出到发送权重生成单元208和反馈信息控制单元209。存储单元207存储信道估计结果。再者,信道变化判断单元242当判断出没有信道变化时,将表示没有信道变化的判断结果输出到发送权重生成单元208和反馈信息控制单元209。
当信道变化判定单元206判断进行经方向性控制的空分复用通信时,发送权重生成单元208从信道估计结果中生成发送权重,并且将其输出到反馈信息控制单元209。当信道变化判定单元206判断进行不经方向性控制的空分复用通信时或者判断出没有信道变化时,发送权重生成单元208不生成发送权重。
反馈信息控制单元209根据信道变化判定单元206的判定结果,选择发送权重、进行经方向性控制的空分复用通信的指令、进行不经方向性控制的空分复用通信的指令、或者表示没有信道变化的信息,并且将其输出到无线发送单元210。无线发送单元210对从反馈信息控制单元209输出的信息进行调制,变换成射频后,将其作为无线信号通过天线211来发送。
接下来,将说明根据本实施方式的发送接收装置的操作。图6是表示根据本实施方式的发送接收装置的操作的流程图。
图6中,在ST251,发送接收装置200通过天线201-1至201-n接收信号后,在ST252,信道估计单元205使用信号的已知码元进行信道估计。具体地说,求出信道响应矩阵。在多路复用分解单元203中,使用该信道矩阵来分离复用的信号。
在ST253,将信道矩阵送给信道变化判定单元206,并且比较该信道矩阵与存储在存储单元207中的前一时刻的信道矩阵之间的信道相关值。在此,“前一时刻”为例如表示信道估计处理的周期为上一次的情况。
在此,如果假设不同的信道矩阵为A和B,并且,假设各个矩阵的元素分别为aij和bij,则这2个矩阵A和B的信道相关值p就可以根据下式(1)来计算。
(公式1)
在ST254,更新存储单元207的内容。然后,在ST255,根据由公式(1)求出的相关值,根据信道变化的程度来判断是进行经方向性控制的空分复用通信,还是进行不经方向性控制的空分复用通信,并且选择要发送给发送接收装置100的信息。
当信道相关值大于或等于规定阈值时,判断出能够得到在发送接收装置100中的源于方向性控制的效果,并且处理进入ST256,信道变化判定单元206将信道矩阵发送给发送权重生成单元208。然后,在ST257,反馈信息控制单元209将发送权重反馈给发送接收装置100。
另外,当信道相关值小于规定阈值时,则判断为当前由于信道变化大而因此不能得到源于方向性控制的效果,并且处理进入ST258,信道变化判定单元206将表示不进行方向性控制的一般空分复用发送的比特发送给反馈信息控制单元209。其后,由反馈信息控制单元209将该比特反馈给发送接收装置100。
再者,当信道相关值为1,也就是说,当在两次的信道观测范围内完全没有信道变化时,处理进入ST259。然后,当发送接收装置100接收表示进行根据方向性控制的空分复用发送的比特时,处理进入ST260,且信道变化判定单元206将表示信道状态没有变化的情况的比特发送给反馈信息控制单元209。然后,在ST257中,反馈信息控制单元209将比特反馈给发送接收装置100。
另一方面,当从发送端接收了表示进行了一般的空分复用发送的比特时,信道变化判定单元206根据以往发生较大变化的信道变得已不发生变化的情况,判断能够进行根据方向性控制的空分复用发送,处理进入ST258,将信道矩阵发送给发送权重生成单元208,并且将生成的发送权重发送给反馈信息控制单元209。然后,在ST257中,将发送权重反馈给发送接收装置100。
接下来,将说明发送接收装置100的操作。发送接收装置100,在ST261中,接收由发送接收装置200发送的反馈信息,而在ST262,对发送方法进行切换判定。当发送接收装置200反馈发送权重时,切换单元108判断为根据新的方向性控制进行空分复用发送,且处理进入ST263。在存储单元109中,当发送权重被反馈来时,更新所存储的权重,且为下次的反馈信息做准备。然后,在ST264,切换单元108,输出接收的发送权重,而在ST265,乘法单元103-1至103-n,使用该发送权重对被调制的信号进行加权处理后,将其发送出去。此时,附加上表示进行根据方向性控制的空分复用发送的比特。通过该附加,在发送接收装置200能够判断是根据方向性控制的发送,并且,通过乘上接收信号权重能够容易地进行多路分解。
另外,当发送接收装置200反馈指示空分复用发送的比特时,处理进入ST266,切换单元108判断进行一般的空分复用发送,将所有发送权重全部作为“1”加权到被调制的信号来发送。因为当前发送权重为“1”,所以不进行方向性控制,能够进行一般的空分复用发送。此时,附加表示在发送时进行一般的空分复用发送的比特。由此,发送接收装置200能够判断是根据一般的空分复用发送,并且,能够进行多路分解运算。
然后,当发送接收装置200反馈表示没有信道变化的情况的比特时,处理进入ST267,切换单元108判断用在前一时刻使用的发送权重进行方向性控制,提取存储在存储单元109中的发送权重,使用该发送权重对被调制的信号进行加权后,将其发送出去。此时,附加表示进行根据方向性控制的空分复用发送的比特。由此,在发送接收装置200能够判断是根据方向性控制的发送,并且,通过乘上接收信号权重能够容易地进行多路分解。再者,在存储单元109中,当发送权重被反馈时,更新所存储的权重,为下次的反馈信息做准备。
如上所述,根据本实施方式的发送接收装置,通过在不同定时接收的已知码元的信道之间的相关程度来判断信道变化是否在能够进行经方向性控制的空分复用通信的范围内,从而能够正确地实施进行经方向性控制的空分复用通信的判断,以便提高传输效率。
再者,根据本实施方式的发送接收装置,在传播路径环境没有变化的状态下不发送发送权重,从而能够降低控制信息的传输量。
再者,根据本实施方式的发送接收装置,在几乎没有信道变化的状态下,因为可以持续使用相同的发送权重,所以能够避免多次发送数值大致相同的发送权重,从而降低控制信道的传输量。
(实施方式2)
图7是表示根据本发明的实施方式2的发送接收装置的结构的方框图。但是,与图4的结构相同的部分附以与图4相同的标号,其详细说明从略。
图7的发送接收装置300与图4的发送接收装置200的不同之处在于,发送接收装置300包括无线发送单元301以及天线302,发送包含已知码元的无线信号。再者,图7的发送接收装置400与图4的发送接收装置100不同之处在于,发送接收装置400包括天线401、无线接收装置402、信道估计单元403、天线变化判定单元404、存储单元405、发送权重生成单元406、定时单元407以及切换单元408,并且,判断在以空分复用方式进行发送的一端是否进行方向性控制。
在图7中,无线发送单元301通过天线302发送包含已知码元的无线信号。
无线接收单元402通过天线401接收从发送接收装置300发送的无线信号,通过将其变换成基频、解调、解码来提取已知码元,并且将其输出到信道估计单元403。信道估计单元403,使用包含在接收信号中的已知码元进行信道估计,并且将信道估计结果输出到信道变化判定单元404。
信道变化判定单元404求出存储在存储单元405中的、在上次的处理中估计的信道估计结果和当前估计的信道估计结果之间的相关值,以求出信道变化的程度。然后,信道变化判定单元404根据信道变化的程度来判断是进行经方向性控制的空分复用通信,还是进行不经方向性控制的空分复用通信,并且将判断结果输出到发送权重生成单元406和切换单元408。再者,信道变化判定单元404将信道估计结果输出到存储单元405和发送权重生成单元406。再者,信道变化判定单元404,当判断没有信道变化时,将表示没有信道变化的判断结果输出到发送权重生成单元406和切换单元408。存储单元405存储信道估计结果。
当信道变化判定单元404判断为进行经方向性控制的空分复用通信时,发送权重生成单元406根据信息估计结果生成发送权重,并且将其输出到切换单元408。再者,当信道变化判定单元404判断进行不经方向性控制的空分复用通信时或者判断没有信道变化时,发送权重生成单元406不生成发送权重。
切换单元408将发送权重输出到存储单元109。再者,当信道变化判定单元404判定进行经方向性控制的空分复用通信时,并且不输出表示没有信道变化的信息时,切换单元408将发送权重生成单元406生成的发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。再者,当信道变化判定单元404判定进行不经方向性控制的空分复用通信时,切换单元408将表示不进行方向性控制的“1”作为发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。再者,当信道变化判定单元404判定进行经方向性控制的空分复用通信时,并且输出表示没有信道变化的情况的信息时,切换单元408提取存储在存储单元109中的发送权重,并且将其输出到乘法单元103-1至103-n。存储单元109存储发送权重。另外,关于信道变化判定单元404和切换单元408的判定操作和指令,与实施方式1相同。
定时单元407测定发送权重生成单元406生成发送权重的时间,并且将测定结果输出到切换单元408。切换单元408,在发送权重生成单元406生成发送权重的时间长于或等于规定时间时,判断不能进行经方向性控制的空分复用通信,并且将表示不进行方向性控制的“1”作为发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。
接下来,将说明根据本实施方式的发送接收装置的操作。图8是表示根据本实施方式的发送接收装置的操作的流程图。
图8中,在ST451,发送接收装置400通过天线401接收信号后,然后,在ST452,信道估计单元403使用信号的已知码元进行信道估计。具体地说,信道估计单元403求出信道响应矩阵。
再者,在ST453,将信道矩阵发送给信道变化判定单元404,并且比较其与存储在存储单元405中的前一时刻的信道矩阵的信道相关值。在此,“前一时刻”为例如表示信道估计处理的周期为上一次的情况。
在ST454,更新存储单元405中的内容。然后,在ST455,根据由公式(1)求出的相关值,再根据信道变化的程度来判断是进行经方向性控制的空分复用通信,还是进行不经方向性控制的空分复用通信。
当信道相关值大于或等于规定阈值时,判断能够得到在发送接收装置400中的源于方向性控制的效果,并且处理进入ST456,信道变化判定单元404将信道矩阵发送给发送权重生成单元406。
另外,当信道相关值小于规定阈值时,则判断为当前由于信道变化大而因此不能得到源于方向性控制的效果,并且处理进入ST458,信道变化判定单元404将表示不进行方向性控制的一般空分复用发送的比特发送给切换单元408。
再者,当信道相关值为1,换句话说,当在两次的信道观测范围内完全没有信道变化时,处理进入ST459。然后,当进行根据方向性控制的空分复用发送时,处理进入ST460,信道变化判定单元404将表示信道状态没有变化的比特发送给切换单元408。
另一方面,当进行一般的空分复用发送时,信道变化判定单元404根据以往发生较大变化的信道变得已不发生变化的情况,判断能够进行根据方向性控制的空分复用发送,并且处理进入ST458,信道变化判定单元404将信道矩阵发送给发送权重生成单元406,并且将生成的发送权重发送给切换单元408。
在ST462,对发送方法进行切换判定。当由发送接收装置400反馈发送权重时,切换单元408判断进行根据新的方向性控制的空分复用发送,并且处理进入ST463。在存储单元109中,当生成发送权重时,更新所存储的发送权重,且为下次的发送做准备。然后,在ST464,切换单元408输出生成的发送权重,且在ST465,乘法单元103-1至103-n使用该发送权重对被调制的信号进行加权后,将其发送出去。
另外,当在发送接收装置400中进行空分复用发送时,处理进入ST466,切换单元408判断进行一般的空分复用发送,将发送权重全部作为“1”加权到被调制的信号来发送。因为当前发送权重为1,所以能够不进行方向性控制而进行一般的空分复用发送。
然后,当在发送接收装置400中判断没有信道变化时,处理进入ST467,且切换单元408判断用在前一时刻使用的发送权重进行方向性控制,提取存储在存储单元109中的发送权重,并且,使用该发送权重对被调制的信号进行加权处理后,将其发送出去。再者,在存储单元109中,当发送权重被反馈时,更新所存储的权重,为下次的反馈信息做准备。
如上所述,根据本实施方式的发送接收装置和发送接收方法,根据在不同定时接收的已知码元的信道之间的相关程度,判断信道变化是否为在能够进行经方向性控制的空分复用通信的范围内,从而能够正确地实施进行经方向性控制的空分复用通信的判断,以便提高传输效率。
再者,根据本实施方式的发送接收装置,当自信道估计时起至生成发送权重时为止的时间超过规定时间时,不使用生成的发送权重来进行不经方向性控制的空分复用通信,从而能够防止由于发送时的传播路径环境和信道估计时的传播路径环境之间的不同而引起的、经方向性控制的空分复用通信的传输效率的降低。
再者,根据本实施方式的发送接收装置,只有在进行经方向性控制的空分复用通信时生成发送权重,从而能够节约为了在不经方向性控制的空分复用通信中生成发送权重的运算资源。
(实施方式3)
图9是表示根据本发明的实施方式3的发送接收装置的结构的方框图。但是,与图4的结构相同的部分附以与图4相同的标号,其详细说明从略。图9的发送接收装置500与图4的发送接收装置200不同之处在于,发送接收装置500包括无线发送单元501以及天线502,发送在发送权重生成开始处的定时信息。再者,图9的发送接收装置600的结构主要包括天线601、无线接收单元602、定时单元603以及切换单元604。
在图9中,无线发送单元501通过天线502发送作为无线信号的发送权重生成开始和结束的定时信息。
无线接收单元602通过天线601接收从发送接收装置500发送的无线信号,将其变换成基频、解调、解码,从解调后的信号中提取发送权重、进行经方向性控制的空分复用通信的指令、进行不经方向性控制的空分复用通信的指令、或者表示没有信道变化的信息,将其输出到切换单元604,并且提取发送权重生成开始和结束的定时信息,且将其输出到定时单元603。
切换单元604将发送权重输出到存储单元109。再者,当无线接收单元602接收发送权重时,切换单元604将发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。然后,当无线接收单元602接收包括进行不经方向性控制的空分复用通信的指令的信号时,切换单元604将表示不进行方向性控制的“1”作为发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。再者,当无线接收单元602接收包括表示没有信道变化的信息的信号时,切换单元604提取存储在存储单元109中的发送权重,并且将其输出到乘法单元103-1至103-n。存储单元109存储发送权重。
定时单元603根据发送权重生成开始和结束的定时信息来测定发送权重生成单元208生成发送权重的时间,并且将测定结果输出到切换单元604。切换单元604在发送权重生成单元208生成发送权重的时间长于或等于规定时间时,判断不能进行经方向性控制的空分复用通信,并且将表示不进行经方向性控制的1作为发送权重输出到乘法单元103-1至103-n。
如上所述,根据本实施方式的发送接收装置,在上述实施方式1的效果的基础上,当自信道估计时起至生成发送权重时为止的时间超过规定时间时,不使用生成的发送权重来进行不经方向性控制的空分复用通信,从而能够防止由于发送时的传播路径环境和信道估计时的传播路径环境之间的不同而引起的、经方向性控制的空分复用通信的传输效率的降低。
另外,本发明不只限于上述实施方式,还可以进行各种变更来实施。例如,在上述实施方式中,说明了作为发送接收装置来进行的情况,但是,本发明不只限于此,可以将该发送接收方法作为软件来执行。
例如,也可以预先将用于执行上述发送接收方法的程序存储在只读存储器(ROM:Read Only Memory)中,由中央处理器(CPU:Central Processor Unit)来操作该程序。
再者,也可以将用于执行上述发送接收方法的程序存储在计算机可读存储介质中,且可以将存储在存储介质中的程序存储到计算机的随机存储器(RAM:Random Access Memory)中,使计算机按照程序来操作。