通信系统、发送装置以及接收装置制造方法
【专利摘要】本发明得到在DSTBC方式中，不降低传送容量就能够推测传送路的通信系统。一种通信系统，包括通过DSTBC方式进行通信的发送装置(10)以及接收装置(20)，在所述发送装置(10)中，作为DSTBC的起始码元，对一个为具有信号功率的既知信号、其余为信号功率0的既知信号进行时空编码而发送到所述接收装置(20)，所述接收装置(20)使用从所述发送装置(10)接收到的时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
【专利说明】通信系统、发送装置以及接收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过DSTBC(DifferentialSpace-Time Block Coding:差分空时块编码)进行通信的通信系统。
【背景技术】
[0002]以往，在DSTBC方式中，针对进行了差分编码的调制信号进行时间空间块编码。由此，能够在得到发送分集的同时，无需进一步通过延迟检波推测传送路就能够检测信号。但是，由于差分编码的影响仅通过相位调制进行传送，所以在使用多值调制时的传送特性上存在界限。
[0003]针对该问题，在下述专利文献I中公开了如下技术:将码元组分割为2个子组，用I个子组进行相位调制映射，使用另I个子组进行相位调制信号的缩放(scaling)，从而除了相位差以外在振幅差上还承载信息，由此能够进行多值调制。另外，在下述非专利文献I中公开了如下技术:通过使用最大似然检测对DSTBC信号进行解码，从而能够对使用了QAM(Quadrature Amplitude Modulat1n:正交振幅调制)的DSTBC调制信号进行解调。
[0004]专利文献1:日本专利第4181131号
[0005]非专利文献1:Meixia Tao, Roger S.Cheng, ” Differential Space-Time BlockCodes，” IEEE Global Telecomm.Conf.Nov.2001
【发明内容】
[0006]但是，根据上述以往的技术，是使用了延迟检波的通信方式，无法应用于通信路容量比延迟检波大的同步检波的通信方式。另外，未记载在使用同步检波的情况下接收侧所需要的传送路的推测方法。因此，在使用同步检波方式的情况下，为了接收侧推测传送路而发送导频信号，从而存在传送容量降低这样的问题。
[0007]本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种在DSTBC方式中，不降低传送容量就能够推测传送路的通信系统。
[0008]为了解决上述课题并达成目的，本发明的通信系统，包括通过DSTBC(Differential Space-Time Block Coding)方式进行通信的发送装置以及接收装置，其特征在于，在所述发送装置中，作为DSTBC的起始码元而对一个为具有信号功率的既知信号、其余为信号功率O的既知信号进行时空编码而发送到所述接收装置，所述接收装置使用从所述发送装置接收到的时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
[0009]根据本发明，起到在DSTBC方式中，不降低传送容量就能够推测传送路这样的效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是示出实施方式I的通信系统的结构例的图。
[0011]图2是示出DSTBC编码部的时空编码处理的动作的图。
[0012]图3是示出实施方式2的通信系统的结构例的图。
[0013]图4是示出实施方式2的起始码元的信号配置的图。
[0014]图5是示出实施方式3的起始码元的信号配置的图。
[0015]符号说明
[0016]10、10a:发送装置；11-1?11-m:调制部；12、12a:既知信号生成部;13、13_1?
13-m=DSTBC编码部；14-1,14-2:发送天线;15-1、15-2:频率映射部;16-1、16-2:逆离散傅立叶变换部；20、20a:接收装置；21:接收天线；22、22a:既知信号生成部；23、23a:传送路推测部；24、24-1?24-m =DSTBC解码部;25、25_1?25_m:解调部。
【具体实施方式】
[0017]以下，根据附图，详细说明本发明的通信系统的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。
[0018]实施方式1.
[0019]图1是示出本实施方式的通信系统的结构例的图。通信系统包括发送装置10和接收装置20。在发送装置10与接收装置20之间通过DSTBC方式进行通信。
[0020]发送装置10具备:调制部11-1、11_2，将信息比特变换为调制信号而映射；既知信号生成部12，生成DSTBC中使用的使用了的既知信号的起始码元；DSTBC编码部13，对调制信号进行DSTBC编码；以及2个发送天线14-1、14-2，将DSTBC编码后的调制信号发送到接收装置20。另外，在本实施方式的说明中仅记载了起到重要的作用的功能，对一般的功能省略了说明。关于后述的接收装置20以及实施方式2以后说明的结构也是同样的。
[0021]接收装置20具备:接收天线21，接收来自发送装置10的发送信号；既知信号生成部22，生成与发送装置10的既知信号生成部12相同的既知信号；传送路推测部23，使用起始码元来进行传送路推测；DSTBC解码部24，使用传送路推测值进行同步检波，对差分化了的信号进行解码；以及解调部25，对作为DSTBC解码部24的输出的调制信号进行解调。
[0022]接下来，说明发送装置10中的发送处理。首先，调制部11-1、11_2将所输入的信息比特序列映射到调制信号。此时，关于信号的调制方式无限制。
[0023]DSTBC编码部13使用从调制部11_1、11_2输入的2个调制信号进行差分时空编码。图2是示出DSTBC编码部13的时空编码处理的动作的图。DSTBC编码部13在时刻O输入在既知信号生成部12中生成的起始码元(X(l，X1)，对起始码元(?, X1)进行时空编码。
[0024]具体而言，DSTBC编码部13在时刻O将发送信号(Xc^-X1*)输出到发送天线14_1、
14-2，在时刻I将发送信号(Xl，X0*)输出到发送天线14-1、14-2。另外，*表示复共轭。接下来，DSTBC编码部13使用起始码元(X(l，X1)对时刻2的输入调制信号(S(l，S1)如下述式
(I)那样进行DSTBC编码，在时刻2将发送信号(x2，_x/)输出到发送天线14-1、14-2，在时刻3将发送信号(x3，X2*)输出到发送天线14-1、14-2。
[0025]【式I】
r I Γ* "Ir.....1
父’ Χ/\ ****** Χ| I Sn
[0026]= ,!I.** (-- I χ.ι LxI χ(_ IsU
[0027]以后，同样地，DSTBC编码部13使用在时刻2k-2、2k_l发送的发送信号(x2k_2，X21ri)对时刻2k的输入调制信号(S21rf^2H)如下述式⑵那样进行DSTBC编码，在时刻2k将发送信号(x2k，-x2k+1*)输出到发送天线14-1、14-2，在时刻2k+l将发送信号(x2k+1，χ2；)输出到发送天线14-1、14-2。
[0028]【式2】
[0029]=-?-十叫…(t}
Lx2k.‘丨 j LxM I xH J-sJfc-1 ?
[0030]发送天线14-1、14-2将从DSTBC编码部13输入的时空编码处理后的信号在上述时刻分别发送到接收装置20。另外，例如，如果在时刻O的发送信号(?，-X1*)的情况下，则发送天线14-1发送发送信号Xtl，发送天线14-2发送发送信号-X1'
[0031]此处，在发送装置10中，关于作为由既知信号生成部12生成的起始码元的既知信号使一方的码元具有信号功率，并使另一方的码元的发送功率为O。由此，在发送装置10中，在发送了起始码元的时刻O、时刻1，仅2个发送天线14-1、14-2中的某一个发送天线发送信号。例如，在使Xtl的发送功率为O的情况下，发送天线14-1、14-2在时刻O发送发送信号(0，-<)，在时刻I发送发送信号(Xl，0)。此时，在发送装置10中，在时刻O仅发送天线14-2发送信号，在时刻I仅发送天线14-1发送信号。
[0032]接下来，说明接收装置20中的接收处理。在接收装置20中，在接收天线21中，接收发送装置10在时刻O以及时刻I发送了的信号，传送路推测部23使用包括此时接收到的起始码元的接收信号、和由既知信号生成部22生成的与发送装置10相同的既知信号，进行传送路的推测。
[0033]时刻O以及时刻I的来自发送装置10的发送信号仅被从发送天线14-1、14_2中的一方的发送天线发送，所以在传送路推测部23中，通过使用时刻O以及时刻I的接收信号，能够独立地推测发送装置10的发送天线14-1、14-2与本装置的接收天线21的天线之间的传送路信息。例如，在使Xtl的发送功率为O的情况下，传送路推测部23能够在时刻O推测与发送天线14-2的传送路，能够在时刻I推测与发送天线14-1的传送路。
[0034]在接收装置20中，DSTBC解码部24使用传送路推测值，对接着的时刻2以后的接收信号进行同步检波，之后通过进行差分化来解码而得到调制信号。解调部25对解码后的调制信号进行解调。由此，在接收装置20中，能够检测期望的信息比特。
[0035]如以上说明，根据本实施方式，发送装置10针对作为起始码元的既知信号(X(l，X1)，使一方的码元具有信号功率，使另一方的码元的发送功率为0，在发送起始码元的时刻
O、时刻1，仅2个发送天线14-1、14-2中的某一个发送天线发送信号。然后，在接收装置20中，传送路推测部23使用在时刻O以及时刻I的起始码元的接收信号来推测传送路。由此，在接收装置20中，能够在实现DSTBC方式的同时，用起始码元进行传送路推测，得到解码后的调制信号并进行解调，从而能够检测从发送装置10最初发送的期望的信息比特。这样，在本实施方式的通信系统中，通过使用能够实现比延迟检波大的通信路容量的同步检波，能够提高传送容量。
[0036]另外，在本实施方式中，说明了发送天线数是2个的情况，但不限于此，即使在3个以上的情况下，也能够通过同样的操作独立地推测各天线之间的传送路。例如，在使发送天线数为3个的情况下，在发送装置侧，在时刻O、时刻I以及时刻2发送起始码元时，在各个时刻，仅从I个发送天线发送信号，使来自其余的发送天线的功率为O。由此，在接收装置侧能够推测接收天线与各发送天线之间的传送路信息。
[0037]另外，在实施方式2中后述，但即使天线在发送起始码元的时刻，发出进行传送路推测时不会扩大推测误差的程度的功率，也能够得到同样的效果。
[0038]实施方式2.
[0039]在本实施方式中，说明使用了 OFDM (Orthogonal Frequency Divis1nMultiplexing:正交频分复用)信号的DSTBC发送接收的情况。说明与实施方式I不同的部分。
[0040]图3是示出本实施方式的通信系统的结构例的图。通信系统包括发送装置1a和接收装置20a。在发送装置1a与接收装置20a之间，通过使用了 OFDM信号的DSTBC方式进行通信。
[0041]发送装置1a具备:调制部11-1、11_2、…、ll_m，将信息比特变换为调制信号而映射；既知信号生成部12a，针对每个频率子载波，生成既知信号；DSTBC编码部13_1、13-2、…、13-m,对调制信号，针对每个频率子载波进行DSTBC编码；频率映射部15_1、15_2，对频域的DSTBC信号进行频率映射；逆离散傅立叶变换部16-1、16-2，对频率映射后的信号进行逆离散傅立叶变换来形成OFDM信号；以及2个发送天线14-1、14-2，将OFDM信号发送到接收装置20a。
[0042]接收装置20a具备:接收天线21，接收来自发送装置1a的发送信号；离散傅立叶变换部26，将时域的信号变换为频域的信号；既知信号生成部22a，生成与发送装置1a的既知信号生成部12a相同的既知信号；传送路推测部23a，使用起始码元来进行传送路推测；DSTBC解码部24-1、24-2、…、24_m，使用传送路推测值，针对每个频率子载波，对DSTBC信号进行解码；以及解调部25-1、25-2、…、25_m，针对每个频率子载波，对作为来自各DSTBC解码部24-1、24-2、->24-m的输出的调制信号分别进行解调。
[0043]接下来，说明发送装置1a中的发送处理。首先，调制部11-1、11_2、…、ll_m将输入的信息比特序列映射到调制信号。
[0044]DSTBC编码部13-1、13-2、…、13_m对通过调制部11_1、11_2、…、ll_m映射的调制信号，分别针对每个频率子载波，进行DSTBC编码。具体而言，在DSTBC编码部13_1、13-2、...、13-πι中，能够如下述式(3)那样表示在时刻2k、2k+l发送的第η子载波的发送信号。由此，能够考虑为等同于在发送装置1a中，通过DSTBC编码部13-1、13-2、…、13_m针对每个频率子载波形成了实施方式I (参照图2)的DSTBC编码部13。
[0045]【式3】
[0046]
【权利要求】
1.一种通信系统，包括通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信的发送装置以及接收装置，其特征在于， 在所述发送装置中，作为DSTBC的起始码元，对一个为具有信号功率的既知信号、其余为信号功率O的既知信号进行时空编码而发送到所述接收装置， 所述接收装置使用从所述发送装置接收到的时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于， 所述发送装置具备: 发送侧既知信号生成单元，作为DSTBC用的起始比特，生成其中之一具有信号功率、其余为信号功率O的既知信号； DSTBC码单元，使用映射了信息比特的调制信号以及所述起始比特，进行DSTBC编码；以及 2个以上的发送天线，将DSTBC编码后的信号发送到所述接收装置， 所述接收装置具备: 接收天线，接收来自所述发送装置的信号； 接收侧既知信号生成单元，生成与所述发送侧既知信号生成单元相同的既知信号；传送路推测单元，使用接收信号中包含的被DSTBC编码了的所述起始码元以及由所述接收侧既知信号生成单元生成的既知信号，针对每个天线之间独立地推测所述发送天线以及所述接收天线之间的传送路；以及 DSTBC解码单元，使用所述传送路推测单元中的传送路推测结果，对接收信号进行使用了同步检波的DSTBC解码。
3.一种通信系统，包括通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信的发送装置以及接收装置，其特征在于， 在所述发送装置中，作为DSTBC的起始码元，在各天线各频率子载波中，仅在发送起始码元的时刻中的I个时刻插入具有信号功率的码元而使其他时刻的码元的信号功率为O，对配置为在各频率子载波中各个发送天线发送的信号中插入具有信号功率的码元的时刻不相遇的OFDM即正交频分复用信号进行时空编码，并发送到所述接收装置， 所述接收装置使用从所述发送装置接收到的被时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各频率子载波中的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于， 所述发送装置具备: 发送侧既知信号生成单元，作为DSTBC用的起始比特，针对每个频率子载波生成既知信号; 多个DSTBC码单元，使用映射了信息比特的调制信号以及所述起始比特，进行DSTBC编码； 频率映射单元，对从多个DSTBC码单元输入的被DSTBC编码了的信号进行频率映射； 逆离散傅立叶变换单元，根据作为频率映射后的信号的频域信号生成OFDM信号；以及 2个以上的发送天线，将所述OFDM信号发送到所述接收装置， 在所述频率映射单元中，在从各发送天线发送的各频率子载波中，仅在发送起始码元的时刻中的I个时间插入具有信号功率的码元，使其他时刻的码元的信号功率为0，且设为在各频率子载波中各发送天线发送的信号中插入具有信号功率的码元的时刻不相遇的配置，向所述逆离散傅立叶变换单元输出所述起始比特， 所述接收装置具备: 接收天线，接收来自所述发送装置的信号； 离散傅立叶变换单元，根据OFDM信号的接收信号生成频域信号； 接收侧既知信号生成单元，生成与所述发送侧既知信号生成单元相同的既知信号； 传送路推测单元，使用接收信号中包含的被DSTBC编码了的所述起始码元以及由所述接收侧既知信号生成单元生成的既知信号，针对每个天线之间独立地推测各频率子载波中的所述发送天线与所述接收天线之间的传送路；以及 DSTBC解码单元，使用所述传送路推测单元中的传送路推测结果，对接收信号进行使用了同步检波的DSTBC解码。
5.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于， 所述发送装置在所述起始码元中，在一部分的频率子载波中插入数据码元， 所述接收装置针对配置有数据码元的频率子载波，使用配置有既知信号的其他频率子载波的传送路推测值来推测传送路。
6.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于， 所述频率映射单元在一部分的频率子载波中配置数据码元， 所述传送路推测单元针对配置有数据码元的频率子载波，使用配置有既知信号的其他频率子载波的传送路推测值来推测传送路。
7.—种发送装置，通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信，与接收装置一起构成通信系统，其特征在于， 作为DSTBC的起始码元，对一个为具有信号功率的既知信号、其余为信号功率O的既知信号进行时空编码而发送到所述接收装置。
8.根据权利要求7所述的发送装置，其特征在于，具备: 发送侧既知信号生成单元，作为DSTBC用的起始比特，生成一个具有信号功率、其余为信号功率O的既知信号； DSTBC码单元，使用映射了信息比特的调制信号以及所述起始比特，进行DSTBC编码；以及 2个以上的发送天线，将DSTBC编码后的信号发送到所述接收装置。
9.一种发送装置，通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信，与接收装置一起构成通信系统，其特征在于， 作为DSTBC的起始码元，在各天线各频率子载波中，仅在发送起始码元的时刻中的I个时刻插入具有信号功率的码元而使其他时刻的码元的信号功率为0，对配置为在各频率子载波中各个发送天线发送的信号中插入具有信号功率的码元的时刻不相遇的OFDM即正交频分复用信号进行时空编码，并发送到所述接收装置。
10.根据权利要求9所述的发送装置，其特征在于，具备: 发送侧既知信号生成单元，作为DSTBC用的起始比特，针对每个频率子载波生成既知信号; 多个DSTBC码单元，使用映射了信息比特的调制信号以及所述起始比特，进行DSTBC编码； 频率映射单元，对从多个DSTBC码单元输入的被DSTBC编码了的信号进行频率映射； 逆离散傅立叶变换单元，根据作为频率映射后的信号的频域信号生成OFDM信号；以及 2个以上的发送天线，将所述OFDM信号发送到所述接收装置， 在所述频率映射单元中，在从各发送天线发送的各频率子载波中，仅在发送起始码元的时刻中的I个时间插入具有信号功率的码元，使其他时刻的码元的信号功率为0，设为在各频率子载波中各发送天线发送的信号中插入具有信号功率的码元的时刻不相遇的配置，向所述逆离散傅立叶变换单元输出所述起始比特。
11.根据权利要求9所述的发送装置，其特征在于， 在所述起始码元中，在一部分的频率子载波中插入数据码元。
12.根据权利要求10所述的发送装置，其特征在于， 所述频率映射单元在一部分的频率子载波中配置数据码元。
13.一种接收装置，通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信，与发送装置一起构成通信系统，其特征在于， 在所述发送装置作为DSTBC的起始码元，对一个为具有信号功率的既知信号、其余为信号功率O的既知信号进行时空编码而发送的情况下， 使用从所述发送装置接收到的被时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
14.根据权利要求13所述的接收装置，其特征在于，具备: 接收天线，接收来自所述发送装置的信号； 接收侧既知信号生成单元，生成与所述发送装置相同的既知信号； 传送路推测单元，使用接收信号中包含的被DSTBC编码了的所述起始码元以及由所述接收侧既知信号生成单元生成的既知信号，针对每个天线之间独立地推测所述发送装置具备的2个以上的发送天线与所述接收天线之间的传送路；以及 DSTBC解码单元，使用所述传送路推测单元中的传送路推测结果，对接收信号进行使用了同步检波的DSTBC解码。
15.一种接收装置，通过DSTBC即差分空时块编码方式进行通信，与发送装置一起构成通信系统，其特征在于， 在所述发送装置作为DSTBC的起始码元，在各天线各频率子载波中，仅在发送起始码元的时刻中的I个时刻插入具有信号功率的码元而使其他时刻的码元的信号功率为0，对配置为在各频率子载波中各个发送天线发送的信号中插入具有信号功率的码元的时刻不相遇的OFDM即正交频分复用信号进行时空编码而发送的情况下， 使用从所述发送装置接收到的被时空编码了的所述起始码元，独立地推测所述发送装置的发送天线与本装置的接收天线的各频率子载波中的各天线之间的传送路，通过使用了同步检波的DSTBC解码对接收信号进行解码。
16.根据权利要求15所述的接收装置，其特征在于，具备: 接收天线，接收来自所述发送装置的信号； 离散傅立叶变换单元，根据OFDM信号的接收信号生成频域信号； 接收侧既知信号生成单元，生成与所述发送装置相同的既知信号； 传送路推测单元，使用接收信号中包含的被DSTBC编码了的所述起始码元以及由所述接收侧既知信号生成单元生成的既知信号，针对每个天线之间独立地推测各频率子载波中的所述发送装置具备的2个以上的发送天线与所述接收天线之间的传送路；以及 DSTBC解码单元，使用所述传送路推测单元中的传送路推测结果，对接收信号进行使用了同步检波的DSTBC解码。
17.根据权利要求15所述的接收装置，其特征在于， 在所述发送装置在所述起始码元中，在一部分的频率子载波中插入了数据码元的情况下， 针对配置有数据码元的频率子载波，使用配置有既知信号的其他频率子载波的传送路推测值来推测传送路。
18.根据权利要求16所述的接收装置，其特征在于， 在所述发送装置在所述起始码元中，在一部分的频率子载波中插入了数据码元的情况下， 所述传送路推测单元针对配置有数据码元的频率子载波，使用配置有既知信号的其他频率子载波的传送路推测值来推测传送路。
【文档编号】H04J11/00GK104137436SQ201380010949
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年1月23日 优先权日:2012年2月27日
【发明者】梅田周作, 加藤泰典 申请人:三菱电机株式会社