专利名称：Mimo无线数据传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在发送方和接收方分别使用至少两个以上天线进行数据传输的无线装置、和包括该无线装置的MIMO无线传输系统，特别涉及在图像数据和文件转发等数据尺寸较大时的无线传输中，适合于要求高传输效率的使用环境的无线发送接收设备的结构及其控制方法。
背景技术：
作为以往的MIMO无线通信系统，公开了使用多个天线来增加传输容量的技术(参照非专利文献1)。并且，公开了以对一个MIMO传输中的发送接收之间的信道信息(CSI Channel State Information)进行特异值展开得到的固有值为基础传输数据的、被称为固有模式传输的方法(参照非专利文献2)。另外，公开了以CSI为基础确定MIM0-0FDM中的调制方式的方法(参照非专利文献3)。图2表示以往的MIM0-0FDM无线设备的结构。 MIM0-0FDM无线设备由MAC部11、基带部21、RF部30和天线40构成。MAC部由发送缓冲器101、帧检查程序(FCS)附加部103、FCS检查部106、接收缓冲器108、CSI用存储器105和MAC控制部104b构成，进行存取控制。在发送时，对发送缓冲器内的数据附加FCS后输出给基带部21。在接收时，进行从基带部21输出的数据的错误检测，把其结果通知MAC控制部104b。基带部21由以下部分构成编码器部201 ；穿孔(puncture)部202 ；将数据分割为 MIMO的流数的剖析器216 ；交织器203 ；调制部204 ；发送MIMO处理部205 ；逆FFT部206 ； 保护间隔(guard interval)附加部207 ；并行/串行转换部208 ；串行转换部209 ；保护间隔删除部210 ；FFT部211 ；接收MIMO处理部212 ；解调部213 ；去交织部214 ；并行/串行转换部216 ；纠错部215。在发送时，对从MAC部11输入的数据进行编码002、203)、插入Q04)、经由发送 MIMO处理部205的MIMO处理、OFDM调制Q06 208)后，输出给RF部30。在接收时，解调从RF部30输入的接收信号，并输出给MAC部11。单元206 208具有进行OFDM调制的功能，单元209 211具有解调OFDM信号的功能。在固有模式传输时，在发送数据前预先从接收方获取从发送方到接收方的CSI，根据对该CSI进行特异值分解得到的发送向量，在发送MIMO处理部205进行MIMO处理。在RF部30中，在发送时把从基带部21输入的信号增频变频为高频信号，输出给天线40。在接收时降频变频从天线40输入的接收信号，输出给基带部21。天线40进行从 RF部30输入的信号向空间中的放射、以及接收信号向RF部30的输出。按照上述结构进行MIMO传输时，可以进行多个流的同时传输。作为再发送方式已经公开了以下方法，分割为扇区，对各个扇区附加错误检测符号并发送，在接收方检查附加给各个扇区的错误检测符号，由此可以对每个扇区检查有无错误，进行以该扇区为单位的再发送(参照专利文献4)。非专利文献 1G. J. Foschini,"Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using Multi-Element Antennas,，，Bell Laboratories Technical Journal, Vol. 1, No. 2,pp.41—59, Autumn. 1996非专利文献 2J. B. Andersen, "Array gain and capacity for known random channels with multiple element arrays at both ends, ”IEEE Juornal on Selected Areas Communications, Vol. 18, No,11，pp.2127-2178, Nov. 2000非专利文献 3 Pengfei Xia, Shengli Zhou, and Georgios B. Giannakis, "Adaptive MIMO—OFDM Based on Partial Channel State Information, "IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 52, No. 1, January 2004专利文献4日本专利特表2002-538711号公报以往，在帧的最后附加错误检测用符号，在接收方进行是否能够正确接收帧的检查，当存在错误时，从接收方向发送方进行再发送请求。此时，由于在帧的最后附加了错误检测用符号FCS，所以能够检测帧内存在错误，但由于不清楚产生错误的部位，所以在再次发送时需要再次发送整体完全相同的帧。特别是在数据尺寸较大时，如果再次发送所有数据，将存在效率变差的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种MIMO无线传输系统，能够有效进行在由于通信路径的变化和接收设备的杂音及其他干扰使得接收数据产生了错误的情况下进行的再发送。为了解决上述问题，本发明的MIMO数据传输系统，由使用MIMO发送数据的第1无线设备和接收数据的第2无线设备构成，第1无线设备具有将发送数据全部或一部分分割为多个子帧的单元；对该子帧分别附加错误检测符号的单元；和再次发送由接收了发送数据的第2无线设备通知的具有错误的子帧的单元，第2无线设备具有检测从所述第1无线设备发送的各个子帧的错误的单元；将用于特定产生了错误的子帧的识别符通知所述第1 无线设备的单元。用于解决上述问题的其他手段为使用MIMO发送数据的无线数据传输装置，具有将发送数据分割为与MIMO的传输流数相等的数量，对该分割的每个发送数据附加错误检测符号，并作为MIMO的传输流发送的单元。以往在发送数据并产生了再发送的情况下，再次全部发送已发送的所有数据，与此相比，根据本发明，只再次发送包括产生了错误的部分的发送数据的一部分，所以再发送数据减少。因此，可以缩短数据发送所需要的时间。另外，在MIMO传输中，对于发送数据，按照流数将数据分割发送，在再次发送时对按照每个流分割的各个数据附加错误检测符号，从而在再次产生再发送的情况时，能够进一步减少再再发送的数据量，可以提高数据传输的效率。另外，作为MIMO传输方式，在使用固有模式传输时以及按照流数将数据分割发送时，根据发送方和接收方之间的通信路径的状态，各个流的调制方式和编码方式不同，因此各自的数据长度不同。在这种情况下，分配给固有值较小的流的数据与其他流相比，数据量减少。并且，固有值较小的传输路径与其他传输路径相比，具有时间变动量增大且不稳定的特征，与发送方推测的传输状态不同的概率提高，容易产生错误。但是，作为本发明的效果， 按照每个流进行错误检测，所以针对最不稳定的传输路径的再次发送，由于再发送数据减少，所以能够提高再发送的效率。
图1是表示本发明涉及的无线设备的结构的图。图2是表示以往的无线设备的结构的图。图3是表示本发明涉及的MIMO数据传输系统的图。图4是表示存取点的结构的图。图5是表示用户终端的结构的图。图6是表示发送数据的处理步骤的图。图7是表示接收数据的处理步骤的图。图8是表示一个子帧中存在数据错误时的处理步骤的图。图9是表示一个子帧中存在数据错误时的再发送处理步骤的10是表示存取点和多个用户终端之间的通信步骤的图。图11是表示存取点的处理步骤的图。图12是表示用户终端的处理步骤的图。
具体实施例方式以下，使用
本发明的实施例。说明实施方式1。图3表示MIMO数据传输系统1的整体结构。该系统1由1台存取点(AP :Access Point) 2 和多个用户终端(UT :User ^Terminal) 3 构成。AP2 和 UT3 分另Ij 具有多个天线，在AP2和UT3之间进行MIMO传输。AP2与有线网络4连接，并通过该网络4 连接因特网5。图4表示AP2的单元结构。AP2由以下部分构成介质存取控制部(MAC =Media Access Control) IOa ；基带部 20 ；高频部(RF Radiο Frequency) 30 ；天线 40 ；以太网(注册商标)物理层/MAC层接口 50a ；总线60 ；存储器70 ；控制部80a。MAC部IOa是控制数据的传递的部分。AP2的MAC部IOa进行存取控制，并且以时分方式进行与多个UT3的数据交换。关于数据的发送接收步骤将在后面具体叙述。基带部20具有以下功能根据来自MAC部IOa的控制，进行将要发送的数据的编码、调制、MIMO处理等，向RF部30输出发送基带信号的功能；对从RF部30输入的接收基带信号进行MIMO处理、解调、纠错处理，并作为接收数据输出给MAC部IOa的功能。RF部30 具有以下功能将从基带部20输入的发送基带信号增频变频为载波频率输出给天线40的功能；降频变频由天线40接收的高频信号，并作为接收基带信号输出给基带部20的功能。 天线40具有以下功能将从RF30输入的高频信号放射到空间中的功能；接收在空间中传播的信号并输出给RF部30的功能。以太网(注册商标)物理层/MAC层接口 50a是用于连接有线网络和AP2的接口。在UT3经由有线网络4向其他装置发送数据时、和其他装置经由有线网络4向UT3发送数据时，将数据暂且存储在存储器70中，然后根据控制部80a 的指示，通过总线60输出给MAClOa和以太网(注册商标)物理层/MAC层接口 50a。图5表示UT3的单元结构。UT3具有MAC部10b、基带部20、RF部30、天线40、接口 50b、总线60、存储器70和控制部80b，通过接口 50b与外部装置的计算机90等相连接。 其中，基带部20、RF部30、天线40、总线60、存储器70具有与AP2相同的功能。MAC部IOb 按照来自AP2的控制帧进行数据的交换。接收数据被存储在存储器70中，并按照控制部 80b的控制通过I/D50b输出给计算机90。使用图1说明AP和UT的MAC部、BB部的具体结构。首先说明发送时的动作。在现有技术中，在发送缓冲器101附加错误检测符号，并从MAC部11输出给基带部21，其中发送缓冲器101的数据被输入剖析器102，在此根据CSI105确定MAC控制部10 的各个传输流的调制方式和编码率，以使传输效率为最佳。并且据此确在各个流传输的数据量，剖析器 102据此分割发送数据，输出给FCS部103。在基带部20中，对应来自FCS部的输出，存在编码部201。在数据的传输速度变为高速时，接收方的纠错部215的处理将跟不上，所以对应纠错部215的数量设置多个发送方的编码部201。在接收时，将去交织(de-interleave)部214的输出分别输入纠错部215，使多个纠错部215同时动作。纠错部215的输出被输入FCS部106，对它们进行错误检测。由此，可以检测按照MIMO的每个流分割发送的子帧的错误，检测到错误的FCS部 106通知MAC控制部10 是哪个子帧产生了错误。由此，MAC控制部10 可以将产生了错误的子帧通知发送方。在发送方，只再次发送由接收方通知的相应于产生了错误的子帧的数据，从而可以不用再次发送所有发送数据来再次发送数据，可以提高传输效率。此处，具体示出本实施例的MAClO和基带部20的动作。图6表示固有模式传输时的发送数据的处理步骤。以下表示本实施例的各个要素。AP3和UT3均具有各4个发送接收天线40。调制方式如表1所示，假设包括从利用1码元(symbol)表示1比特的BPSK到利用1码元表示6比特的64QAM。并且，假设使用卷积编码作为纠错编码，假设编码率包括表2所示的4种。
权利要求
1.一种无线数据传输系统，包括第1无线设备，其使用MIMO发送数据；以及第2无线设备，其接收该数据， 其中所述第1无线设备将所发送的数据分割为多个子帧，对所述子帧中的每一个附加错误检测符号，对所述子帧附加所发送的数据的识别符，发送已经附加了所述识别符的子帧，以及再次发送所发送的数据中具有错误的子帧，该子帧是由接收所发送的数据的所述第2无线设备通知的， 以及，所述第2无线设备检测从所述第1无线设备发送的各个子帧的错误，将产生了错误的子帧通知给所述第1无线设备。
2.根据权利要求1所述的无线传输系统，所述第2无线设备还被安排为检查已经附加了公共识别符的子帧中的错误。
3.根据权利要求2所述的无线传输系统，所述第2无线设备还被安排为如果检查的结果没有检测出错误则将所述子帧合并为数据。
4.根据权利要求1所述的无线传输系统，所述第1无线设备对由接收所发送的数据的所述第2无线设备通知的子帧的数据进行分割，并且该子帧是由所述第2无线设备通知的，进一步分割为多个错误检测符号，每个错误检测符号使用子流的流来发送，以使用MIMO传输模式的流进行发送。
5.一种使用MIMO发送数据的无线数据传输装置，包括进行MIMO处理，以便分别通过MIMO的传输流发送子帧的MIMO处理部； 如果从接收了所发送的数据的终端站接收到对任一个发送数据的再发送请求，则将发送数据分割为数量与MIMO的传输流数量相等的子帧的剖析器；以及对经由所述MIMO处理部发送的每个子帧附加错误检测符号的帧检查程序(FCS)附加部。
6.一种接收使用MIMO发送的数据的MIMO无线数据接收机，具有MIMO接收处理部，将接收数据分割为按照MIMO的每个传输流分割的子帧；和帧检查程序(FCQ检查部，根据与每个子帧对应的错误符号以子帧为单位进行所述接收数据的错误检测；合并部，合并与公共识别符对应的多个子帧；传输部，在对任一个子帧检测到接收错误时，请求是所述接收数据的发件人的MIMO无线数据传输装置再次发送该子帧。
7.一种无线数据传输系统，包括第1无线设备，其使用MIMO发送数据；以及第2无线设备，其接收该数据，其中所述第1无线设备对发送数据附加错误检测符号，发送所述发送数据，接收对检测到从所述第1设备发送的所述发送数据的错误进行指示的通知，在接收了所述通知之后将所述发送数据分割成多个子帧，以及对每个子帧附加错误检测符号并发送每个子帧。
8.根据权利要求7所述的无线数据传输系统，所述第1无线设备使用本征模式传输的流来发送所述发送数据和所述子帧。
9.根据权利要求8所述的无线数据传输系统， 其中使用MIMO传输模式作为从所述第1无线设备向所述第2无线设备的传输， 所述第1无线设备根据与所述第2无线设备之间的信道状态信息，确定相对MIMO传输模式的各个流的调制方式和编码率，根据所述调制方式和编码率将所述发送数据分割为多个子帧。
10.根据权利要求9所述的MIMO无线数据传输系统，其中，所述第1无线设备具有将由所述第2无线设备通知的产生了错误的子帧的数据， 进一步分割为子流进行发送的单元。
11.根据权利要求6所述的MIMO无线数据传输系统， 其中所述第1无线设备根据调制方式和编码率，将所述发送数据分割为在所述发送数据所对应的码元时间与分割后所对应的码元时间之间相等的子帧。
全文摘要
提供一种MIMO无线传输系统，能够有效进行在由于通信路径的变化和接收设备的杂音及其他干扰使得接收数据产生了错误的情况下进行的再发送。本发明的MIMO无线数据传输系统，在第1无线设备使用MIMO发送数据，第2无线设备接收该数据，第1无线设备将发送数据全部或一部分分割为多个子帧，对该子帧的每一个附加错误检测符号，使用固有模式传输的流发送该各个子帧，再次发送由接收了发送数据的第2无线设备通知的、该数据中具有错误的子帧，第2无线设备检测从所述第1无线设备发送的各个子帧的错误，将产生了错误的子帧通知所述第1无线设备。
文档编号H04J99/00GK102158328SQ20111009670
公开日2011年8月17日 申请日期2007年2月28日 优先权日2006年8月31日
发明者山本敬亮, 志田雅昭, 早濑茂规 申请人:株式会社日立制作所