专利名称：：信号生成方法及信号生成装置的制作方法
技术领域：
：(与相关申请有关的参考)在2011年2月18日提出的日本专利申请2011-033771号、2011年3月9日提出的日本专利申请2011-051842号、2011年4月19日提出的日本专利申请2011-093544号、及2011年4月28日提出的日本专利申请2011-102101号中包含的权利要求、说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部被引用于本申请中。本发明尤其涉及进行使用了多天线(mult1-antenna)的通信的发送装置及接收装置。
背景技术：
：以往，作为使用多天线的通信方法，例如有被称为MMO(Multiple-1nputMultiple-Output)的通信方法。在以MMO为代表的多天线通信中，通过分别对多个系列的发送数据进行调制，并从不同的天线同时发送各调制信号，来提高数据的通信速度。图23表示发送天线数为2、接收天线数为2、发送调制信号(发送流)数为2时的收发装置的结构的一例。在发送装置中，对编码后的数据进行交错，对交错后的数据进行调制，并进行频率替换等，从而生成发送信号，发送信号被从天线发送。此时，从发送天线在同一时刻按同一频率分别发送不同的调制信号的方式是空间复用MMO方式。此时，在专利文献I中提出了一种在每个发送天线中具备不同的交错模式的发送装置。也就是说，在图23的发送装置中2个交错器(πa、Jib)具有相互不同的交错模式。而且，在接收装置中，如非专利文献1、非专利文献2所示，通过反复进行利用软值的检波方法(图23中的MIMOdetector),来提高接收品质。可是，作为无线通信中的实际传播环境的模型，存在以瑞利衰落环境为代表的NLOS(non-lineofsight)环境和以莱斯衰落环境为代表的LOS(lineofsight)环境。在发送装置中发送单个调制信号，在接收装置中对由多个接收天线接收到的信号进行最大比合成、并对最大比合成后的信号进行解调及解码的情况下，在LOS环境、特别是表示直接波的接收功率相对于散射波的接收功率的的大小的莱斯因子较大的环境下，能够获得良好的接收品质。但是，根据传输方式(例如空间复用MIMO传输方式)的不同，会产生若莱斯因子增大则接收品质劣化的问题。(参见非专利文献3)图24(A)(B)表示，在瑞利衰落环境及莱斯因子K=3、10、16dB的莱斯衰落环境下，对LDPC(low-densityparity-check)编码后的数据进行了2X2(2天线发送、2天线接收)空间复用MMO传输的情况下的BER(BitErrorRate)特性(纵轴:BER，横轴:SNR(signal-to-noisepowerratio))的模拟结果的一例。图24(A)表示,不进行反复检波的Max-1og-APP(参见非专利文献1、非专利文献2)(APP:aposteriorprobability))的BER特性，图24(B)表示，进行反复检波后的Max-1og-APP(参见非专利文献1、非专利文献2)(反复次数为5次)的BER特性。从图24(A)(B)可知，无论是否进行反复检波，在空间复用MIMO系统中，都能够确认到若莱斯因子增大则接收品质变坏的情况。由此可知，具有“在空间复用MIMO系统中，在传播环境变得稳定时接收品质变坏”这样的、在以往的发送单个调制信号的系统中不存在的空间复用MMO系统固有的课题。广播或多播通信是必须适应各种各样的传播环境的服务，用户持有的接收机和广播站之间的电波传播环境当然有可能是LOS环境。将具有上述课题的空间复用MIMO系统应用到广播或多播通信中时，在接收机中电波的接收电场强度较高，但是可能产生因接收品质的劣化而无法接受服务的现象。也就是说，为了在广播或多播通信中釆用空间复用MIMO系统，期望在NLOS环境及LOS环境的任一个的情况下，都获得一定程度的接收品质的MIMO传输方式的开发。在非专利文献8中，阐述了从来自通信对象的反馈信息中选择用于预编码的码本(预编码矩阵(也称为预编码权重矩阵))的方法，但是如上所述，像广播或多播通信那样，在无法得到来自通信对象的反馈信息的状况下进行预编码的方法，却完全没有记述。另一方面，在非专利文献4中，阐述了在没有反馈信息时也能够应用的、随着时间来切换预编码矩阵的方法。在该文献中，阐述了作为用于预编码的矩阵而使用酉矩阵、并且随机切换酉矩阵的方法，但是对于上述的对于LOS环境下的接收品质的劣化的应用方法却完全没有记述，仅记述了随机切换。当然，完全没有记载用于改善LOS环境的接收品质的劣化的预编码方法以及预编码矩阵的构成方法。在先技术文献专利文献1:国际公开第2005/050885号非专利文献I,Achievingnear-capacityonamultipIe-antennachannel，，IEEETransactiononcommunications,vol.51,n0.3,pp.389-399,March2003.非专利文献2!“PerformanceanalysisanddesignoptimizationofLDPC-codedMIMOOFDMsystems，，IEEETrans.SignalProcessing.，vol.52,n0.2,pp.348-361，Feb.2004.非专利文献3:“BERperformanceevaluationin2x2MIM0spatialmultiplexingsystemsunderRicianfadingchannels，，，IEICETrans.Fundamentals,vol.E91-A，n0.10，pp.2798-2807，Oct.2008.非专利文献4:“Turbospace-timecodeswithtimevaryinglineartransformations，，，IEEETrans.Wirelesscommunications,vol.6,n0.2,pp.486-493，Feb.2007.非专利文献5,LikelihoodfunctionforQR-MLDsuitableforsoft-decisionturbodecodinganditsperformance，，，IEICETrans.Commun.，vol.E88-B,n0.1，pp.47-57，Jan.2004.非专利文献6Shannon限界乃道標:“ParalIelconcatenated(Turbo)coding”，“Turbo(iterative)decoding”iO周辺”電子情報通信学会、信学技法IT98-51非专利文献7!“AdvancedsignalprocessingforPLCs:Wavelet_0FDM，，，Proc.0fIEEEInternationalsymposiumonISPLC2008，pp.187-192，2008.非专利文献8:D.J.Love,andR.W.heath，Jr.，“Limitedfeedbackunitaryprecodingforspatialmultiplexingsystems，，，IEEETrans.1nf.Theory,vol.51,n0.8,pp.2967-1976，Aug.2005.非专利文献9:DVBDocumentA122,Framingstructure,channelcodingandmodulationforasecondgenerationdigitalterrestrialtelevisionbroadcastingsystem(DVB-T2)，June2008.非专利文献10:L.Vangelista，N.Benvenuto，andS.Tomasin，“Keytechnologiesfornext-generationterrestrialdigitaltelevisionstandardDVB-T2，，，IEEECommun.Magazine,v0.47，n0.10，pp.146—153，Oct.2009.非专利文献11:Τ.0hgane，T.Nishimura,andY.0gawa，“ApplicationofspacedivisionmultiplexingandthoseperformanceinaMIMOchannel，，，IEICETrans.Commun.，v0.88-B，n0.5，pp.1843-1851，May2005.非专利文献12:R.G.Gallager，“Low_densityparity-checkcodes，，，IRETrans.1nform.Theory,IT-8,pp-21-28，1962.非专利文献13:D.J.C.Mackay，“Gooderror-correctingcodesbasedonverysparsematrices，”IEEETrans.1nform.Theory,vol.45，n0.2，pp399_431，Marchl999.非专利文献14:ETSIEN302307，“Secondgenerationframingstructure,channelcodingandmodulationsystemsforbroadcasting,interactiveservices,newsgatheringandotherbroadbandsatelliteapplications，“v.LL2，June2006.非专利文献15:Y.-LUeng，andC._C.Cheng，“afast-convergencedecodingmethodandmemory-efficientVLSIdecoderarchitectureforirregularLDPCcodesintheIEEE802.16estandards，”IEEEVTC_2007Fall，pp.1255-1259.非专利文献16:S.M.Alamout1、“Asimpletransmitdiversitytechniqueforwirelesscommunications，，，IEEEJ.Select.AreasCommun.,vol.16,n0.8,pp.1451-1458，0ctl998.非专利文献17:V.Tarokh，H.Jafrkhani，andA.R.Calderbank、“Space_timeblockcodingforwirelesscommunications!Performanceresults、，，IEEEJ.Select.AreasCommun.，vol.17，n0.3，n0.3，pp.451—460，Marchl999.
发明内容本发明的目的在于，提供一种能够改善LOS环境下的接收品质的MMO系统。本发明所涉及的信号生成方法用来从多个基带信号生成以同一频带且同一时刻发送的多个信号，其特征为，对于从第I多个比特所生成的第I基带信号Si和从第2多个比特所生成的第2基带信号s2的双方执行相位变更，生成相位变更后的第I基带信号Si’和相位变更后的第2基带信号s2，，将上述相位变更后的第I基带信号Si’放大u倍，将上述相位变更后的第2基带信号s2’放大V倍，u和V是相互不同的实数，对将上述相位变更后的第I基带信号Si’放大u倍后的信号和将上述相位变更后的第2基带信号s2，放大V倍后的信号，实施依据规定矩阵F的加权合成，生成第I加权合成信号zl和第2加权合成信号z2，来作为以上述同一频带且同一时刻发送的多个信号，上述第I加权合成信号zl及上述第2加权合成信号z2满足(zl、z2)T=F(uXsl’，vXs2’)τ，对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大V倍后的第2基带信号s2实施的相位变更量分别是一边切换N个相位变更量的候选一边选择出的一个相位变更量，上述N个相位变更量的各自在规定的期间内至少被选择一次。另外，本发明所涉及的信号生成装置用来从多个基带信号生成以同一频带且同一时刻发送的多个信号，其特征为，具备:相位变更部，对从第I多个比特所生成的第I基带信号Si和从第2多个比特所生成的第2基带信号S2的双方执行相位变更，生成相位变更后的第I基带信号Si’和相位变更后的第2基带信号s2’；功率变更部，将上述相位变更后的第I基带信号Si’放大u倍，将上述相位变更后的第2基带信号s2，放大V倍，u和V是相互不同的实数；加权合成部，对于将上述相位变更后的第I基带信号Si’放大u倍后的信号和将上述相位变更后的第2基带信号s2，放大V倍后的信号，实施依据规定矩阵F的加权合成，生成第I加权合成信号zl和第2加权合成信号z2，来作为以上述同一频带且同一时刻发送的多个信号；上述第I加权合成信号zl及上述第2加权合成信号z2满足(zl、z2)τ=FUXsl’，vXs2’)T，对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大v倍后的第2基带信号s2实施的相位变更量分别是一边切换N个相位变更量的候选一边选择出的一个相位变更量，上述N个相位变更量的候选的各自在规定的期间内至少被选择一次。这样，根据本发明，能够提供改善LOS环境下的接收品质的劣化的信号生成方法、信号生成装置，所以能够在广播或多播通信中对预想内的用户提供品质较高的服务。图1是空间复用MMO传输系统中的收发装置的结构例。图2是帧结构的一例。图3是应用相位变更方法时的发送装置的结构例。图4是应用相位变更方法时的发送装置的结构例。图5是帧结构的例子。图6是相位变更方法的例子。图7是接收装置的结构例。图8是接收装置的信号处理部的结构例。图9是接收装置的信号处理部的结构例。图10是解码处理方法。图11是接收状态的例子。图12是应用相位变更方法时的发送装置的结构例。图13是应用相位变更方法时的发送装置的结构例。图14是帧结构的例子。图15是帧结构的例子。图16是帧结构的例子。图17是帧结构的例子。图18是帧结构的例子。图19是映射方法的一例。图20是映射方法的一例。图21是加权合成部的结构例。图22是码元的排序方法一例。图23是空间复用MMO传输系统中的收发装置的结构例。图24是BER特性例。图25是相位变更方法的例子。图26是相位变更方法的例子。图27是相位变更方法的例子。图28是相位变更方法的例子。图29是相位变更方法的例子。图30是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图31是能够获得较高的接收品质的调制信号的帧结构例。图32是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图33是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图34是使用块码时的I个编码后的块所需要的码元数、时隙数的变化例。图35是使用块码时的2个编码后的块所需要的码元数、时隙数的变化例。图36是数字广播用系统的整体结构图。图37是表示接收机结构例的框图。图38是表示多路复用数据的结构的图。图39是示意地表示各流在多路复用数据中如何被多路复用的图。图40是表示在PES数据包列中视频流如何被存储的详细图。图41是表示多路复用数据中的TS数据包和源数据包的结构的图。图42是表示PMT的数据结构的图。图43是表示多路复用数据信息的内部结构的图。图44是表示流属性信息的内部结构的图。图45是影像显示、声音输出装置的结构图。图46是通信系统的结构一例。图47是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图48是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图49是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图50是能够获得较高的接收品质的调制信号的码元配置例。图51是发送装置的结构例。图52是发送装置的结构例。图53是发送装置的结构例。图54是发送装置的结构例。图55是表示基带信号替换部的图。图56是发送装置的结构例。图57是分配部的动作的一例。图58是分配部的动作的另一例。图59是表示基站及终端的关系的通信系统的一例。图60是发送信号的频率分配的一例。图61是发送信号的频率分配的一例。图62是表不基站、中继器和终端的关系的通彳目系统的一例。图63是来自基站的发送信号的频率分配的一例。图64是来自中继器的发送信号的频率分配的一例。图65是中继器的接收部和发送部的结构的一例。图66是基站发送的信号的数据格式的一例。图67是发送装置的结构例。图68是表示基带信号替换部的附图。图69是加权、基带信号的替换及相位变更方法的一例。图70是采用OFDM方式的发送装置的结构例。图71是帧结构的例子。图72是与调制方式相应的时隙数和相位变更值的例子。图73是与调制方式相应的时隙数和相位变更值的例子。图74是DVB-T2标准中的广播站发送的信号的帧结构的概要。图75是在同一时刻存在2种以上信号的例子。图76是发送装置的结构例。图77是帧结构的例子。图78是帧结构的例子。图79是帧结构的例子。图80是1-Q平面上的16QAM的情况下的信号点配置例。图81是1-Q平面上的QPSK的情况下的信号点配置例。图82是示意地表示接收装置所取得的对数似然比的绝对值的例子。图83是接收装置取得的对数似然比的绝对值的最佳例。图84是与加权合成部相关的信号处理部的结构例。图85是与加权合成部相关的信号处理部的结构例。图86是1-Q平面上的64QAM的情况下的信号点配置例。图87是每一时间的调制方式、功率变更值及相位变更值的设定例。图88是每一时间的调制方式、功率变更值及相位变更值的设定例。图89是与加权合成部相关的信号处理部的结构例。图90是与加权合成部相关的信号处理部的结构例。图91是每一时间的调制方式、功率变更值及相位变更值的设定例。图92是每一时间的调制方式、功率变更值及相位变更值的设定例。图93是与加权合成部相关的信号处理部的结构例。图94是1-Q平面上的16QAM及QPSK的信号点配置例。图95是1-Q平面上的16QAM及QPSK的信号点配置例。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。(实施方式I)详细说明本实施方式的发送方法、发送装置、接收方法及接收装置。在进行本说明之前，说明作为以往系统的空间复用MMO传输系统中的发送方法、解码方法的概要。图1表示NtXN,空间复用MMO系统的结构。对信息矢量z实施编码及交错(interleave)。然后,作为交错的输出，得到编码后比特的矢量u=(U1,…，uNt)。其中，设Ui=Uil,…，uiM)(Μ:每个码元的发送比特数)。若设发送矢量s=(s1;…，sNt)T,则来自发送天线耵的表达为发送信号Si=mapUi),若将发送能量标准化，则表达为E{|Si|2}=Es/Nt(匕:每信道的总能量)。而且，若设接收矢量为y=(y1;…，yft)τ，则如公式(I)那样表达。[数式I]权利要求1.一种信号生成方法，从多个基带信号生成以同一频带且同一时刻发送的多个信号，将从第I多个比特生成的第I基带信号Si放大U倍，将从第2多个比特生成的第2基带信号s2放大V倍，上述u和上述V是相互不同的实数，对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大V倍后的第2基带信号s2的双方进行相位变更，生成相位变更后的信号uXSi’及相位变更后的信号vXs2’，对于上述相位变更后的信号uXSi’和上述相位变更后的信号vXs2’，进行依据规定的矩阵F的加权合成，生成第I加权合成信号zl和第2加权合成信号z2，来作为以上述同一频带且同一时刻发送的多个信号，上述第I加权合成信号zl及上述第2加权合成信号z2满足(zl、z2)T=F(uXsi，、vXs2，)τ,对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大V倍后的第2基带信号s2实施的相位变更量分别是一边切换N个相位变更量的候选一边选择出的一个相位变更量，上述N个相位变更量分别在规定的期间内至少被选择一次。2.一种信号生成装置，从多个基带信号生成以同一频带且同一时刻发送的多个信号，该信号生成装置具备:功率变更部，将从第I多个比特生成的第I基带信号Si放大u倍，将从第2多个比特生成的第2基带信号s2放大V倍，上述u和上述V是相互不同的实数；相位变更部，对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大V倍后的第2基带信号s2的双方进行相位变更，生成相位变更后的信号uXSi’及相位变更后的信号vXs2’；以及加权合成部，对上述相位变更后的信号uXsl’和上述相位变更后的信号vXs2’，进行依据规定矩阵F的加权合成，生成第I加权合成信号zl和第2加权合成信号z2，来作为以上述同一频带且同一时刻发送的多个信号；上述第I加权合成信号zl及上述第2加权合成信号z2满足(zl、z2)T=F(uXsi，、vXs2，)τ,对上述放大u倍后的第I基带信号Si及上述放大V倍后的第2基带信号s2实施的相位变更量分别是一边切换N个相位变更量的候选一边选择出的一个相位变更量，上述N个相位变更量的候选分别在规定的期间内至少被选择一次。全文摘要一种发送方法，以同一频率同时发送第1调制信号和第2调制信号，通过对两个信号使用固定的预编码矩阵进行预编码，规则地切换第1调制信号或者第2调制信号至少一个的相位并发送，来在接收装置中提高数据的接收品质。文档编号H04J99/00GK103109482SQ20128000206公开日2013年5月15日申请日期2012年1月20日优先权日2011年2月18日发明者村上丰,木村知弘,大内干博申请人:松下电器产业株式会社