CN101189818A - 无线发送装置、无线接收装置及信号配置方法 - Google Patents

Abstract

公开了能够减轻对MIMO信道的信道估计所带来的处理负荷的信号配置方法。在该方法中，信号被配置到具有导频区间和数据区间的发送帧格式。导频信号被配置到所述导频区间。在重复信道估计(ICE)中使用的ICE数据信号被配置到数据区间内的ICE数据区间。在ICE中不使用的MIMO数据信号被配置到数据区间内的MIMO数据区间。

Description

无线发送装置、无线接收装置及信号配置方法

技术领域

本发明涉及在MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统的无线发送中使用的无线发送装置、无线接收装置及信号配置方法。

背景技术

近年来，作为在无线通信中实现传输速率的高速化的一种技术上的方法，MIMO系统备受瞩目。例如在专利文献1所述的MIMO系统中，多个数据流通过MIMO信道，换言之，从具有多根天线的发送设备向具有多根天线的接收设备并行传输。

为了更可靠地提高传输速率，高精度地估计无线信道的传播路径特性(信道估计)是非常重要的。到现在为止，提出了各种各样的信道估计方法。

例如在专利文献2所述的信道估计方法中，使用图1所示的帧格式。具体而言，用于信道估计的导频信号(P)被插入到数据信号(数据码元)的系列中，而且，用于各个信道的估计的导频信号在该插入区间被时分复用。如果使用这样的导频信号进行信道估计，则在进行某个信道的估计时能够避免其它信道的干扰，从而能够提高信道估计的精确度。然而，在衰落的变动周期短于导频信号插入区间的周期的情况下，该信道估计方法有时无法跟踪衰落变动。另外，导频信号是对接收设备而言为已知的信号，而数据信号是对接收设备而言为未知的信号。

例如在专利文献3所述的信道估计方法中，为了提高对衰落变动的跟踪性，进行重复信道估计(iterative channel estimation)。具体而言，使用在具有图2所示的帧格式的接收码元中的导频信号进行通常的信道估计(在以下的说明中，将使用导频信号的信道估计称为“初次信道估计(first channelestimation)”，从而与使用数据信号的“重复信道估计”区别)之后，基于该信道估计结果(第一信道估计结果)对接收码元中的数据信号进行虚拟判定(tentative decision)。进而，使用数据信号的虚拟判定值进行重复信道估计。然后，通过将重复信道估计的结果与第一信道估计结果合成，从而能够得到最终的信道估计结果。

专利文献1：日本专利申请特开第2002-217752号公报

专利文献2：日本专利申请特开第2003-338802号公报

专利文献3：日本专利申请特开第2000-82978号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述以往的重复信道估计是对SIMO(Single-Input Multiple-Output)信道的信道估计的适用例子。在将该信道估计方法扩展到MIMO信道时，为了估计包含在接收信号中的多个流中从某根天线发送的流受到的信道增益，就需要生成除此之外的流各自的接收复本(replica)，并从接收信号减去接收复本的繁琐的处理。而且，在以往的重复信道估计中，进行了所有的数据信号的虚拟判定。因此，存在处理负荷会显著增加的问题。

本发明的目的是提供无线发送装置、无线接收装置及信号配置方法，能够减轻对MIMO信道的信道估计所带来的处理负荷。

解决问题的方案

本发明的无线发送装置为发送具有导频信号区间和数据信号区间的发送信号的无线发送装置，包括：多根天线；生成单元，分别将在重复信道估计中使用的第一数据信号配置到所述数据信号区间内的第一区间，而将在重复信道估计中不使用的第二数据信号配置到所述数据信号区间内的第二区间，从而生成所述发送信号；以及发送单元，从所述多根天线发送由所述生成单元生成的所述发送信号。

本发明的无线接收装置包括：多根天线；接收单元，通过所述多根天线接收具有导频信号区间和数据信号区间的接收信号，所述接收信号是在所述数据区间内的第一区间配置了第一数据信号，而且在所述数据区间内的第二区间配置了第二数据信号的接收信号；以及信道估计单元，在所述第一数据信号和所述第二数据信号中，只使用所述第一数据信号进行重复信道估计。

本发明的信号配置方法将信号配置到具有导频信号区间和数据信号区间的帧格式的信号配置方法，包括：将导频信号配置到所述导频信号区间；将在重复信道估计中使用的第一数据信号配置到所述数据信号区间内的第一区间；将在所述重复信道估计中不使用的第二数据信号配置到所述数据信号区间内的第二区间。发明效果

根据本发明，能够减轻对MIMO信道的信道估计所带来的处理负荷。

附图说明

图1是表示以往的发送帧格式的一例的图；

图2是表示以往的发送帧格式的其它例子的图；

图3是表示本发明的实施方式1的无线发送装置的结构的方框图；

图4是以时间和空间的观点表现本发明的实施方式1的发送帧格式的图；

图5是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式1的发送帧格式的图；

图6是表示本发明的实施方式1的无线接收装置的结构的方框图；

图7是表示本发明的实施方式1的无线接收装置的结构的变形例的方框图；

图8是表示本发明的实施方式2的无线发送装置的结构的方框图；

图9是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式2的发送帧格式的图；

图10是表示本发明的实施方式3的无线发送装置的结构的方框图；

图11是以时间和空间的观点表现本发明的实施方式3的发送帧格式的图；

图12是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式3的发送帧格式的图；

图13是以时间和空间的观点表现本发明的实施方式3的发送帧格式的变形例的图；

图14是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式3的发送帧格式的变形例的图；

图15是表示本发明的实施方式3的无线接收装置的结构的方框图；

图16是表示本发明的实施方式4的无线发送装置的结构的方框图；

图17是以时间和空间的观点表现本发明的实施方式4的发送帧格式的图；

图18A是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式4的发送帧格式的图；

图18B是以时间和功率的观点表现本发明的实施方式4的发送帧格式的图；

图19是表示本发明的实施方式4的无线接收装置的结构的方框图；

图20A是用于说明本发明的实施方式4的DICE提取动作的图；

图20B是用于说明本发明的实施方式4的DICE提取动作的图；

图20C是用于说明本发明的实施方式4的DICE提取动作的图；以及

图20D是用于说明本发明的实施方式4的DICE提取动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图3是表示本发明的实施方式1的无线发送装置的结构的方框图。无线发送装置100包括：发送天线选择单元101；纠错编码单元102-1、102-2、102-3和102-4；数据调制单元103-1、103-2、103-3和103-4；数据映射单元104-1、104-2、104-3和104-4；功率控制单元105-1、105-2、105-3和105-4；导频信号复用单元106-1、106-2、106-3和106-4；发送RF单元107-1、107-2、107-3和107-4；天线108-1、108-2、108-3和108-4；以及数据速率计算单元109。

另外，在本实施方式中以各自具有四根天线的发送设备(无线发送装置100)和接收设备(后述的无线接收装置150)为例，对通过4×4的MIMO信道的无线通信进行说明，但是本发明可以适用于各自具有两根以上的天线而形成MIMO信道的发送设备和接收设备。

另外，纠错编码单元102-1至102-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的纠错编码单元时，记述为“纠错编码单元102-a”(a为1至4的任意的整数)。另外，数据调制单元103-1至103-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的数据调制单元时，记述为“数据调制单元103-a”。另外，数据映射单元104-1至104-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的数据映射单元时，记述为“数据映射单元104-a”。另外，功率控制单元105-1至105-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的功率控制单元时，记述为“功率控制单元105-a”。另外，导频信号复用单元106-1至106-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的导频信号复用单元时，记述为“导频信号复用单元106-a”。另外，发送RF单元107-1至107-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的发送RF单元时，记述为“发送RF单元107-a”。另外，天线108-1至108-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的天线时，记述为“天线108-a”。

数据速率计算单元109基于从无线接收装置150作为反馈信息而通知的每根天线的CQI(Channel Quality Indicator)，计算与发送天线数目相应的数据速率。另外，数据速率计算单元109决定使数据速率最大的发送天线的数目，进而从天线108-1至108-4中选择所决定的数目的天线。在无线接收装置150的初次信道估计中使用的导频信号、在无线接收装置150的重复信道估计(ICE：Iterative Channel Estimation)中不使用的数据信号(MIMO数据信号)以及在无线接收装置150的重复信道估计中使用的数据信号(ICE数据信号)中，只对MIMO数据信号进行数据速率的计算。每根天线的CQI作为与发送信号相关联的前馈信息(feedforward information)，从无线发送装置100发送到无线接收装置150。

另外，CQI表示线路质量。线路质量有时也被表示为CSI(Channel StateInformation)。

发送天线选择单元101根据数据速率计算单元109的天线选择结果，将单流(single stream)分到与天线108-1至108-4的每一根对应的子流。这里，单流为由要发送到无线接收装置150的数据信号构成的单一的信号序列。另外，将对应于天线108-a的子流称为“流#a”。也就是说，流#a为包括要从天线108-a发送的数据信号的信号序列。

纠错编码单元102-a对发送天线选择单元101所分的流#a进行纠错编码。纠错编码中使用适合于CQI的编码率。

数据调制单元103-a对进行了纠错编码的流#a进行调制。调制中使用适合于CQI的调制方式(例如，QPSK、16QAM等)。

数据映射单元104-a将调制后的流#a映射到规定的发送帧格式。具体而言，数据映射单元104-a将属于流#a的数据信号(以下称为“D#a”)分别映射到MIMO数据区间和ICE数据区间。对于更具体的映射动作，将在后面叙述。

功率控制单元105-a对映射到发送帧格式的流#a的发送功率进行控制。对于更具体的发送功率控制动作，将在后面叙述。

导频信号复用单元106-a通过将要从天线108-a发送的导频信号(以下称为“P#a”)映射到发送帧格式，来将P#a复用到D#a。对于更具体的复用动作，将在后面叙述。数据映射单元104-a和导频信号复用单元106-a的组合构成生成部件，该生成部件将ICE数据信号配置到ICE数据区间，将MIMO数据信号配置到MIMO数据区间，并将导频信号配置到导频区间，从而生成发送信号。

发送RF单元107-a对复用了P#a后的流#a进行包括上变频等的规定的发送RF处理，并将发送RF处理后的信号从天线108-a发送。

这里，使用图4所示的发送帧格式，更具体地说明映射处理和复用处理的例子。

图4中使用时间轴和空间轴表现一帧量的发送信号的发送帧格式。

这里所例示的发送信号具有导频区间和数据区间，而且数据区间由MIMO数据区间和ICE数据区间构成。ICE数据区间被形成为ICEZ(IterativeChannel Estimation Zone)，该ICEZ是有关ICE数据信号的插入位置(定时)的指定区域。导频区间和ICE数据区间被互相分开配置。而且，在导频区间和ICE数据区间之间配置了MIMO数据区间。进而，MIMO数据区间被配置在ICE数据区间的紧前和紧后的各个位置。

在由数据速率计算单元109选择了天线108-a时，数据映射单元104-a将D#a映射到MIMO数据区间的所有区间。映射到MIMO数据区间的D#a为MIMO数据信号，即在重复信道估计中不使用。另外，在未选择天线108-a时，数据映射单元104-a不将D#a映射到MIMO数据区间的所有区间。

而且，数据映射单元104-a将D#a映射到在ICE数据区间中分配到流#a的区间(分配区间#a)。映射到分配区间#a的D#a为ICE数据信号，即在重复信道估计中使用。就数据映射单元104-a而言的分配区间#a，对其它的数据映射单元而言为非分配区间。因此，其它的数据映射单元不对非分配区间进行任何映射。换而言之，保护信号(G)被映射到非分配区间。由此，能够避免属于某个子流的ICE数据信号受到来自其它子流的干扰，并提高ICE数据信号的虚拟判定值的可靠性(接收质量)，进而能够提高信道估计的精确度。

另外，数据映射单元104-1至104-4在ICE数据区间将D#1至D#4分别配置到互不重复的区间。由此，能够避免属于各个子流的ICE数据信号受到来自其它子流的干扰，并能够提高所有的ICE数据信号的虚拟判定值的可靠性。

另外，导频信号复用单元106-1至106-4通过将P#1至P#4分别映射到导频区间内的规定部分，来对P#1至P#4进行时分复用。

接着，使用图5所示的发送帧格式，更具体地说明发送功率控制处理的例子。图5中使用时间轴和表示功率的大小的轴表现图4所示的发送帧格式。

功率控制单元105-1至105-4将在数据区间的发送功率保持恒定。在MIMO数据区间，功率控制单元105-1至105-4基于数据速率计算单元109的天线选择结果，将预定的总发送功率分配到各个子流。在选择了多根天线时，对所选择的各根天线均等地分配发送功率。另外，在ICE数据区间，功率控制单元105-1至105-4将总发送功率全部都分配到某些子流。因此，在由数据速率计算单元109选择了多根天线时，与流#a在MIMO数据区间的发送功率相比，流#n在ICE数据区间的发送功率会增大。由此，能够进一步提高ICE数据信号的虚拟判定值的可靠性。

另外，虽然在图5的例子中对所有的数据信号进行QPSK调制，但是也可以通过其它调制方式进行调制。另外，虽然在导频区间的发送功率和数据区间的发送功率相等，但是导频区间的发送功率也可以与数据区间的发送功率不同。

图6是表示本发明的实施方式1的无线接收装置的结构的方框图。图6的无线接收装置150包括：天线151-1、151-2、151-3和151-4；接收RF单元152-1、152-2、152-3和152-4；信号提取单元153-1、153-2、153-3和153-4；MIMO解调单元154；数据解调单元155-1、155-2、155-3和155-4；DICE提取单元156-1、156-2、156-3和156-4；纠错解码单元157-1、157-2、157-3和157-4；前馈信息解调单元158；虚拟判定单元159；数据再调制单元160；信道估计单元161；以及解调加权生成单元162。

另外，天线151-1至151-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的天线时，记述为“天线151-b”(b为1至4的任意的整数)。另外，接收RF单元152-1至152-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的接收RF单元时，记述为“接收RF单元152-b”。另外，信号提取单元153-1至153-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的信号提取单元时，记述为“信号提取单元153-b”。另外，数据解调单元155-1至155-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的数据解调单元时，记述为“数据解调单元155-b”。另外，DICE提取单元156-1至156-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的DICE提取单元时，记述为“DICE提取单元156-b”。另外，纠错解码单元157-1至157-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的纠错解码单元时，记述为“纠错解码单元157-b”。

前馈信息解调单元158对从无线发送装置100作为前馈信息而发送的CQI进行解调。

接收RF单元152-b通过天线151-b接收无线信号，并对接收信号进行包括下变频等的规定的接收RF处理，得到基带信号(BB#b)。

信号提取单元153-b从BB#b提取导频信号，同时生成ICE数据信号的复制(copy)。提取导频信号后的BB#b被输出到MIMO解调单元154，提取出的导频信号和生成的复制被输出到信道估计单元161。

MIMO解调单元154使用由解调加权生成单元162生成的解调加权，对从信号提取单元153-1至153-4输入的所有的基带信号进行MIMO解调。由此，得到与天线151-1至151-4的每一根对应的子流。以下，将各个子流称为“流#b”。流#b被输出到数据解调单元155-b。

数据解调单元155-b基于适合于由前馈信息解调单元158解调的CQI的调制方式，对流#b进行解调。

DICE提取单元156-b从解调后的流#b提取ICE数据信号(DICE：Data forIterative Estimation)。ICE提取数据信号后的流#b被输出到纠错解码单元157-b，而且提取出的ICE数据信号被输出到虚拟判定单元159。

纠错解码单元157-b对从DICE提取单元156-b输入的流#b进行纠错解码。

虚拟判定单元159对从DICE提取单元156-1至156-4输入的ICE数据信号进行虚拟判定，得到虚拟判定值。

数据再调制单元160使用与在无线发送装置100中使用的调制方式相同的调制方式，对得到的虚拟判定值进行再调制。通过再调制得到的再调制数据信号被输出到信道估计单元161。

信道估计单元161进行后述的信道估计，得到信道估计值。

解调加权生成单元162基于信道估计值生成用于MIMO解调时的运算处理(例如，ZF(Zero Forcing)运算、MMSE(Minimum Mean Square Error)运算等)的解调加权。另外，在通过最大似然解调MLD(Maximum Likelihood Detection)等进行MIMO解调时，也可以不生成解调加权。

另外，即使在使用与前述的无线接收装置150的结构不同的结构时，也能通过MIMO信道接收从无线发送装置100发送的发送信号。例如，可以使用图7所示的无线接收装置170。无线接收装置170是无线接收装置150的变形例。无线接收装置170中，在数据解调单元155-1至155-4的后级配置了纠错解码单元157-1至157-4，而且在纠错解码单元157-1至157-4的后级配置了DICE提取单元156-1至156-4。

这里，具体说明由无线接收装置150的信道估计单元161进行的重复信道估计。

通过了各个接收RF单元152-1至152-4的接收信号R，可以由以下的式(1)或式(2)表示。

R＝HX+N  ...(1)

R＝(r₁  r₂  r₃  r₄)^T＝[r_n]_4×1  ...(2)

这里，H表示信道矩阵，X表示发送信号，N表示热噪声分量。而且，发送信号X汇总地表示导频信号X_(p)k、MIMO数据信号X_(d)k以及ICE数据信号X_(DICE)k。信道矩阵H、发送信号X、热噪声分量N、导频信号X_(p)k、MIMO数据信号X_(d)k以及ICE数据信号X_(DICE)k，分别可以由以下的式(3)至(8)表示。另外，n为接收天线号(在本实施方式中，n为1至4的整数)，m为发送天线号(在本实施方式中，m为1至4的整数)，K为时间方向的码元号。

H＝[h_nm]_4×4  ...(3)

X＝[x_m]_4×1  ...(4)

N＝[n_n]_4×1 ...(5)

X_(p)k＝[x_(p)m，k]_4×1 ...(6)

X_(d)k＝[x_(d)m，k]_4×1  ...(7)

X_(DICE)k＝[x_(DICE)m，k]_4×1  ...(8)

如果将接收信号R分为接收导频信号R_(p)k、接收MIMO数据信号R_(d)k以及接收ICE数据信号R_(DICE)k，可以由以下的式(9)表示。

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{\left(p\right),k}=H_{\left(p\right)k}{X}_{\left(p\right)k}+N_{\left(p\right),k},(1\≤k\≤4)\\ R_{\left(d\right),k}=H_{\left(d\right)k}{X}_{d\left(k\right)}+N_{\left(d\right),k},(1\≤k\≤N_s-8)\\ R_{\left(\mathrm{DICE}\right),k}=H_{\left(\mathrm{DICE}\right),k}{X}_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}+N_{\left(\mathrm{DICE}\right),k},(1\≤k\≤4)\end{array}\right....\left(9\right)$

另外，N_s表示一个帧内的码元数。

另外，导频信号X_(p)k和ICE数据信号X_(DICE)k，可以由以下的式(10)定义。

$X_{\left(p\right)k}={\left[x_{\left(p\right)m,k}\right]}_{4\×1}=\left\{\begin{array}{c}{x}_{\left(p\right)m,k}(\mathrm{ifm}=k)\\ 0(\mathrm{ifm}\≠k)\end{array}\right.$

$X_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}={\left[x_{\left(\mathrm{DICE}\right)m,k}\right]}_{4\×1}=\left\{\begin{array}{c}{x}_{\left(\mathrm{DICE}\right)m,k}(\mathrm{ifm}=k)\\ 0(\mathrm{ifm}\≠k)\end{array}\right....\left(10\right)$

在信号提取单元153-1至153-4，得到接收导频信号R_(p)k和接收ICE数据信号的复制信号R_(DICE)k。在初次信道估计中，只使用接收导频信号R_(p)k。对流#m的信道估计值可以由以下的式(11)计算。另外，“·”表示内积运算，“*”表示复数共轭。另外，上标的数字表示信道估计次数。

${\hat{h}}_k^{\left(1\right)}=R_{\left(p\right)k}\·X_{\left(p\right)k}^{*}...\left(11\right)$

例如使用在初次信道估计中的信道估计值，信道估计矩阵可以由以下的式(12)表示。

${\hat{H}}^{\left(1\right)}=\left(\begin{array}{cccc}{\hat{h}}_1^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_2^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_3^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_4^{\left(1\right)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}{\hat{h}}_{11}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{12}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{13}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{14}^{\left(1\right)}\\ {\hat{h}}_{21}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{22}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{23}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{24}^{\left(1\right)}\\ {\hat{h}}_{31}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{32}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{33}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{34}^{\left(1\right)}\\ {\hat{h}}_{41}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{42}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{43}^{\left(1\right)}& {\hat{h}}_{44}^{\left(1\right)}\end{array}\right)...\left(12\right)$

在第二次以后的信道估计，即在重复信道估计中，除了接收导频信号R_(p)k之外还使用复制信号R_(DICE)k，进而使用由DICE提取单元156-1至156-4提取的提取ICE数据信号D_(DICE)k。提取ICE数据信号D_(DICE)k可以由以下的式(13)表示。

$D_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}=h_k^{\left(1\right)*}\·R_{\left(\mathrm{DICE}\right),k},(1\≤k\≤4)...\left(13\right)$

在虚拟判定单元159，对提取ICE数据信号D_(DICE)k进行虚拟判定，得到虚拟判定值。在数据再调制单元160对虚拟判定值进行再调制，得到再调制数据信号。在信道估计单元161，为了得到对流#m的信道估计值，首先进行复制信号和再调制数据信号的内积的运算。作为内积运算的结果，得到瞬时信道估计值。该运算可以由以下的式(14)表示。

${\hat{h}}_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}^{\left(1\right)}=R_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}\·X_{\left(\mathrm{DICE}\right)k}^{*}...\left(14\right)$

进而，为了提高对衰落变动的跟踪性，使用初次信道估计中的信道估计值和前述的瞬时信道估计值进行线性插值等的处理，作为其结果，得到第二次信道估计中的信道估计值。由此更新信道估计矩阵。在解调加权生成单元162生成的解调加权，随着信道估计矩阵的更新而被更新。

在第三次以后的信道估计中也执行与上述同样的处理。

如上所述，根据本实施方式，由于将ICE数据信号配置到ICE数据区间，将MIMO数据信号配置到MIMO数据区间，并将导频信号配置到导频区间，因此能够避免对所有的数据信号进行虚拟判定，能够减轻对MIMO信道的信道估计所带来的处理负荷。

(实施方式2)

图8是表示本发明的实施方式2的无线发送装置的结构的方框图。另外，本实施方式中说明的无线发送装置200具有与实施方式1中说明的无线发送装置100同样的基本结构。因此，对与在实施方式1中说明过的结构相同的结构部分附加相同的标号，并省略其详细说明。

无线发送装置200具有在无线发送装置100中以可变调制单元201-1至201-4代替数据调制单元103-1至103-4的结构。可变调制单元201-1至201-4具有互相相同的结构。所以，将它们中的任意的可变调制单元记述为“可变调制单元201-a”。

可变调制单元201-a执行与数据调制单元103-a同样的动作，但是与数据调制单元103-a的动作的不同之处在于，使用与对MIMO数据信号进行调制时所使用的调制阶数(也称为“调制电平(modulation level)”)不同的调制阶数，对ICE数据信号进行调制。

在实施方式1的数据调制单元103-a，例如图5所示，通过互相相同的调制阶数的调制方式对MIMO数据信号和ICE数据信号进行调制，与此相对，在本实施方式的可变调制单元201-a，例如图9所示，通过QPSK对MIMO数据信号进行调制，而通过调制阶数高于QPSK的16QAM，对ICE数据信号进行调制。

这样，根据本实施方式，能够减轻ICE数据区间的数据速率的降低。

另外，从本实施方式的无线发送装置200发送的发送信号，可以通过具有与实施方式1中说明的无线接收装置150相同的基本结构的无线接收装置(未图示)接收。在该无线接收装置中，对MIMO数据信号和ICE数据信号，基于在各自的调制中使用过的调制方式进行解调。

(实施方式3)

图10是表示本发明的实施方式3的无线发送装置的结构的方框图。另外，本实施方式中说明的无线发送装置300具有与实施方式1中说明的无线发送装置100同样的基本结构。因此，对与在实施方式1中说明过的结构相同的结构部分附加相同的标号，并省略其详细说明。

无线发送装置300具有在无线发送装置100中以数据映射单元301-1至301-4和数据速率计算单元302代替数据映射单元104-1至104-4和数据速率计算单元109的结构。数据映射单元301-1至301-4具有互相相同的结构。所以，将它们中的任意的数据映射单元记述为“数据映射单元301-a”。

数据速率计算单元302基于从后述的无线接收装置350作为反馈信息而通知的CQI和后述的DICE插入ON/OFF信号，计算与发送天线数目相应的数据速率。

另外，数据速率计算单元302决定使数据速率最大的发送天线的数目，进而从天线108-1至108-4中选择所决定的数目的天线。在导频信号、MIMO数据信号以及ICE数据信号中，只对MIMO数据信号进行数据速率的计算。CQI和DICE插入ON/OFF信号，作为与发送信号相关联的前馈信息，从无线发送装置300发送到无线接收装置350。

数据映射单元301-a将调制后的流#a映射到规定的帧格式。

这里，使用图11所示的发送帧格式，更具体地说明映射处理的例子。图11中使用时间轴和空间轴表现发送信号的一个帧分量的发送帧格式。在这里所例示的发送帧格式中，设定了规定的导频区间、规定的MIMO数据区间以及ICEZ。

在DICE插入ON/OFF信号表示对流#a插入ICE数据信号的指示(插入ON)时，数据映射单元301-a将D#a映射到在ICEZ中的分配到流#a的区域(分配区域#a)。就数据映射单元301-a而言的分配区域#a，对其它的数据映射单元而言为非分配区域。因此，其它的数据映射单元不对非分配区域进行任何映射。换而言之，保护信号(G)被映射到非分配区域。映射到分配区域#a的D#a为ICE数据信号，即在重复信道估计中使用。而且，在对非分配区域映射了保护信号时，与该区域对应的区间为ICE数据区间。

另外，在DICE插入ON/OFF信号表示对流#a不插入ICE数据信号的指示(插入OFF)时，数据映射单元301-a也将D#a映射到分配区域#a。就数据映射单元301-a而言的分配区域#a，就其它的数据映射单元而言为非分配区域。但是，在DICE插入ON/OFF信号表示对流#a的插入OFF时，数据映射单元301-a以外的各个数据映射单元，以由数据速率计算单元302选择与该数据映射单元对应的天线为条件，将数据信号映射到非分配区域。此时，映射到分配区域#a的D#a和映射到非分配区域的数据信号，不是在重复信道估计中使用的ICE数据信号，而是在重复信道估计中不使用的MIMO数据信号。因此，在保护信号被映射到非分配区域时，与该区域对应的区间为MIMO数据区间。

另外，在由数据速率计算单元302选择天线108-a时，数据映射单元301-a将D#a映射到规定的MIMO数据区间的所有区间。映射到规定的MIMO数据区间的D#a为MIMO数据信号，即在重复信道估计中不使用。另外，在未选择天线108-a时，数据映射单元301-a不将D#a映射到规定的MIMO数据区间的所有区间。

图12中例示了对图11所示的发送帧格式的发送信号进行的发送功率控制处理的结果。另外，虽然在图12的例子中通过QPSK对MIMO数据信号进行调制，而且通过16QAM对ICE数据信号进行调制，但是所使用的调制方式并不局限于前述的调制方式。

另外，在本实施方式的无线发送装置300中，可以使用DICE插入间隔信号代替DICE插入ON/OFF信号，或者与DICE插入ON/OFF信号同时使用。

这里，以使用了DICE插入间隔信号的情况为例，更具体地说明在数据映射单元301-a的映射处理。与图11所示的格式同样地，图13中所例示的发送帧格式除了规定的导频区间和规定的MIMO数据区间之外，还具有ICEZ。

数据映射单元301-a基于DICE插入间隔信号表示的插入间隔，将ICE数据信号映射到ICEZ内。对ICEZ中的未映射ICE数据信号的区域，映射MIMO数据信号。在图13所示的例子中，在流#1至#4中流#1的DICE插入间隔最短，其次短的是流#2和流#3，而流#4的DICE插入间隔最长。这样，DICE插入间隔可以对每个流个别地且可变地设定。图14中例示了对图13所示的发送帧格式的发送信号进行的发送功率控制处理的结果。

图15是表示本发明的实施方式3的无线接收装置的结构的方框图。本实施方式的无线接收装置350具有对实施方式1中说明的无线接收装置150追加了衰落变动观测单元351、DICE间隔决定单元352以及反馈信息生成单元353的结构。

衰落变动观测单元351对各个子流的衰落变动速度进行观测。

DICE间隔决定单元352决定是否在各个流中插入ICE数据信号。换而言之，DICE间隔决定单元352基于衰落变动速度，从天线108-1至108-4中自适应地选择要发送ICE数据信号的天线。例如，如果对从某根天线发送的流进行观测而得到的衰落变动速度快于规定的电平，则决定使对该流的ICE数据信号的插入ON，而如果观测出的衰落变动速度慢于规定的电平，则决定使ICE数据信号的插入OFF。

另外，DICE间隔决定单元352也可以基于观测出的衰落变动速度的顺序决定对各个流的ICE数据信号的插入间隔。例如，使对观测出的衰落变动速度相对快的流的ICE数据信号的插入间隔更短，而使对观测出的衰落变动速度相对慢的流的ICE数据信号的插入间隔更长。

反馈信息生成单元353生成表示是否插入ICE数据信号的决定结果的DICE插入ON/OFF信号。另外，在决定了ICE数据信号的插入间隔时，反馈信息生成单元353生成表示该决定结果的DICE插入间隔信号。所生成的DICE插入ON/OFF信号和/或DICE插入间隔信号，作为反馈信息被反馈到无线发送装置300。

如上所述，根据本实施方式，能够减轻在ICE数据区间的数据速率的降低，而且能够提高对信道变动的跟踪性。

另外，也可以将在本实施方式中说明的无线发送装置300的结构与在实施方式2中说明的无线发送装置200的结构组合而实施。

(实施方式4)

图16是表示本发明的实施方式4的无线发送装置的结构的方框图。另外，本实施方式中说明的无线发送装置400具有与实施方式1中说明的无线发送装置100同样的基本结构。因此，对与在实施方式1中说明过的结构相同的结构部分附加相同的标号，并省略其详细说明。

无线发送装置400具有在无线发送装置100中以数据速率计算单元402和数据映射单元401-1至401-4代替数据速率计算单元109和数据映射单元104-1至104-4的结构。数据映射单元401-1至401-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的数据映射单元时，记述为“数据映射单元401-a”。

数据速率计算单元402基于从后述的无线接收装置450作为反馈信息而通知的每根天线的CQI，计算与发送天线数目相应的数据速率。另外，数据速率计算单元402决定使数据速率最大的发送天线的数目，进而从天线108-1至108-4中选择所决定的数目的天线。在导频信号、MIMO数据信号以及ICE数据信号中，只对MIMO数据信号进行数据速率的计算。

另外，数据速率计算单元402基于每根天线的CQI，生成质量排序信息(quality ranking information)。质量排序信息是表示所有的天线之间的CQI的排序的信息。每根天线的CQI和质量排序信息，作为与发送信号相关联的前馈信息，从无线发送装置400发送到无线接收装置450。

数据映射单元401-a将调制后的流#a映射到规定的帧格式。

这里，使用图17所示的发送帧格式，更具体地说明映射处理的例子。图17中使用时间轴和空间轴表现一帧量的发送信号的发送帧格式。这里所例示的发送信号具有导频区间和数据区间，数据区间由MIMO数据区间和ICE数据区间构成。ICE数据区间被形成为ICEZ。而且，ICE数据区间被区分为四个区间。这四个区间按时间轴上从前到后的顺序分别被称为“1流复用区间”、“2流复用区间”、“3流复用区间”以及“4流复用区间”。在各个流复用区间中的映射依赖于SIC(Successive Interference Cancellation)中的MIMO解调次序(MIMO demodulation order)。也就是说，对1流复用区间，映射在SIC过程中首先被进行MIMO解调的流。对2流复用区间，除了映射到1流复用区间的流之外，还映射在SIC过程中第二个被进行MIMO解调的流。对3流复用区间，除了映射到2流复用区间的流之外，还映射在SIC过程中第三个被进行MIMO解调的流。而且，对4流复用区间，除了映射到3流复用区间的流之外，还映射在SIC过程中第四个(最后)被进行MIMO解调的流。另外，由于在导频区间和MIMO数据区间的映射与实施方式1所说明的映射相同，所以省略其详细说明。

数据映射单元401-1至401-4首先参照质量排序信息。假设所参照的质量排序信息表示“为从天线108-1发送流#1而形成的信道的CQI最高，为从天线108-2发送流#2而形成的信道的CQI第二高，为从天线108-3发送流#3而形成的信道的CQI其次高，而为从天线108-4发送流#4而形成的信道的CQI最低”。

此时，数据映射单元401-1对1流复用区间、2流复用区间、3流复用区间以及4流复用区间，即对ICE数据区间的所有区间，作为ICE数据信号映射D#1。另外，数据映射单元401-2对1流复用区间配置保护信号，并且对2流复用区间、3流复用区间和4流复用区间，作为ICE数据信号映射D#2。另外，数据映射单元401-3对1流复用区间和2流复用区间配置保护信号，并且对3流复用区间和4流复用区间，作为ICE数据信号映射D#3。另外，数据映射单元401-4对1流复用区间、2流复用区间和3流复用区间配置保护信号，并且对4流复用区间，作为ICE数据信号映射D#4。

在该示例中，要从某些天线发送的数据信号(例如，D#1)被映射到ICE数据区间的至少一部分区间，而要从其它天线发送的数据信号(例如，D#2)被映射到前述的至少一部分区间的从中间部分到终端部分的区间。

接着，使用图18A所示的发送帧格式，更具体地说明发送功率控制处理的例子。图18A中使用时间轴和表示功率的大小的轴表现图17所示的发送帧格式。另外，由于在导频区间和MIMO数据区间的发送功率控制与实施方式1所说明的发送功率控制相同，所以省略其详细说明。

在ICE数据区间，功率控制单元105-1至105-4将预定的总发送功率分配到一个或多个子流。具体而言，在1流复用区间，对D#1分配所有的总发送功率，在2流复用区间，对D#1和D#2各自分配总发送功率的二分之一，在3流复用区间，对D#1、D#2和D#3各自分配总发送功率的三分之一，而在4流复用区间，对D#1、D#2、D#3和D#4各自分配总发送功率的四分之一。

另外，虽然在图18A所示的例子中每一区间的总发送功率为恒定，但是也可以如图18B所示，使每一流的发送功率与MIMO数据区间的MIMO数据的每一流的发送功率相同。

图19是表示本实施方式的无线接收装置的结构的方框图。本实施方式中说明的无线接收装置450具有与实施方式1中说明的无线接收装置150同样的基本结构。无线接收装置450除了在实施方式1说明的天线151-1至151-4、接收RF单元152-1至152-4、虚拟判定单元159、数据再调制单元160、信道估计单元161以及解调加权生成单元162之外，还包括：信号提取单元451-1、451-2、451-3和451-4；MIMO解调单元452；数据解调单元453；DICE提取单元454；纠错解码单元455；前馈信息解调单元456；复本生成单元457；CQI测定单元458；以及反馈信息生成单元459。另外，信号提取单元451-1至451-4具有互相相同的结构。所以，涉及到它们中的任意的信号提取单元时，记述为“信号提取单元451-b”。

前馈信息解调单元456对从无线发送装置400发送的前馈信息进行解调，将MIMO解调次序通知给MIMO解调单元452，并将DICE复用位置通知给信号提取单元451-1至451-4和DICE提取单元454。MIMO解调次序表示所解调的流的顺序，DICE复用位置表示在ICE数据区间内的各个流复用区间映射了属于哪个流的数据信号。

信号提取单元451-b从BB#b提取导频信号，同时生成ICE数据信号的复制。提取导频信号后的BB#b被输出到MIMO解调单元452，提取出的导频信号和所生成的复制被输出到信道估计单元161。

MIMO解调单元452使用由解调加权生成单元162生成的解调加权，对从信号提取单元451-1至451-4输入的所有的基带信号进行MIMO解调。在该MIMO解调中使用从前馈信息解调单元456通知的MIMO解调次序。也就是说，首先，作为第一阶段(stage)，分离出ICE数据信号被映射在1流复用区间到4流复用区间的流，然后，作为第二阶段，分离出ICE数据信号被映射在2流复用区间到4流复用区间的流，其次，作为第三阶段，分离出ICE数据信号被映射在3流复用区间到4流复用区间的流，最后，作为第四阶段，分离出ICE数据信号只被映射在4流复用区间的流。在从第二阶段到第四阶段的MIMO解调中，使用在复本生成单元457生成的接收复本。另外，所使用的解调加权在每一阶段被更新，因此，其精确度在每一阶段提高。

数据解调单元453基于适合于由前馈信息解调单元158解调的CQI的调制方式，对由MIMO解调单元452分离的所有的流进行解调。

DICE提取单元454从解调后的所有的流提取ICE数据信号。对于更具体的提取动作，将在后面叙述。ICE提取数据信号后的所有的流被输出到纠错解码单元455，而且提取出的ICE数据信号被输出到虚拟判定单元159。

纠错解码单元455对从DICE提取单元454输入的所有的流进行纠错解码。

复本生成单元457不在前述的MIMO解调的第一阶段动作。另外，复本生成单元457在MIMO解调的第二阶段以后，生成在之前的阶段分离出的流的复本。

CQI测定单元458基于信道估计单元161的信道估计的结果，测定在前述的实施方式中说明的CQI。反馈信息生成单元459从测定出的CQI生成反馈信息。所生成的反馈信息被发送到无线发送装置400。

这里，更具体地说明在DICE提取单元454中的DICE提取动作。

DICE提取单元454按CQI的排序的顺序提取ICE数据信号。

首先，在第一阶段，如图20A所示，映射到ICE数据区间的1流复用区间的数据信号，即D#1被提取。接着，在第二阶段，如图20B所示，已经除去与天线151-1对应的流#1，而且映射到ICE数据区间的2流复用区间的数据信号，即D#2被提取。然后，在第三阶段，如图20C所示，进而除去了与天线151-2对应的流#2，而且映射到ICE数据区间的3流复用区间的数据信号，即D#3被提取。其次，在第四阶段，如图20D所示，进而除去了与天线151-3对应的流#3，而且映射到ICE数据区间的4流复用区间的数据信号，即D#4被提取。

如上所述，根据本实施方式，要从某些天线发送的数据信号(例如，D#1)作为ICE数据信号被映射到ICE数据区间的至少一部分区间，而要从其它天线发送的数据信号(例如，D#2)作为ICE数据信号被映射到前述的至少一部分区间的从中间部分到终端部分的区间。另外，根据本实施方式，由数据映射单元401-1至401-4对ICE数据信号进行映射，以使发送ICE数据信号的天线的数目在ICE数据区间递增。由此，如前述的无线接收装置450那样，能够对ICE数据信号进行伴随SIC的MIMO解调(例如，BLAST(bell LaboratoryLayered Space Time))，其结果，能够在每一阶段更新信道估计值，并能够提高接收数据信号的解调的精确度。

另外，也可以将在本实施方式说明的无线发送装置400和无线接收装置450的结构与在实施方式2和3说明的无线发送装置200和300以及无线接收装置350的结构组合而实施。

另外，在上述各实施方式的说明中所使用的各功能块典型地通过集成电路的LSI来实现。这些既可以单独地实行单芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而实行单芯片化。

另外，每个功能块在此虽然称作LSI，但是根据集成度的不同，有时也称为IC、系统LSI、超级LSI(Super LSI)、或超大LSI(Ultra LSI)等。

另外，集成电路化的方法不只限于LSI，也可以使用专用电路或通用处理器来实现。也可以利用能够在LSI制造后编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array)，或可以利用可对LSI内部的电路单元的连接或设定进行重新配置的可重配置处理器(Reconfigurable Processor)。

再者，如果由半导体技术的进步或者派生的其他技术，出现取代LSI的集成电路化的技术，当然也可以利用该技术来实现功能块的集成化。也有适用生物技术等的可能性。

本说明书基于2005年6月3日提交的日本专利申请特愿2005-163701号。其内容全部包含于此。

工业实用性

本发明的无线发送装置、无线接收装置以及信号配置方法可以适用于在无线通信系统中使用的基站装置和移动台装置等。

Claims (16)

1.一种无线发送装置，发送具有导频信号区间和数据信号区间的发送信号，包括：

多根天线；

生成单元，将在重复信道估计中使用的第一数据信号配置到所述数据信号区间内的第一区间，而将在重复信道估计中不使用的第二数据信号配置到所述数据信号区间内的第二区间，从而生成所述发送信号；以及

发送单元，从所述多根天线发送由所述生成单元生成的所述发送信号。

2.如权利要求1所述的无线发送装置，其中

所述发送信号由多个信号序列构成，

所述多个信号序列包括要分别从所述多根天线发送的数据信号，

所述生成单元，将要从所述多根天线中的某些天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到所述第一区间内的特定的区间，

而不将要从所述多根天线中的所述某些天线以外的天线发送的数据信号配置到所述特定的区间。

3.如权利要求2所述的无线发送装置，其中所述生成单元将要从所述某些天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到具有可变的间隔的区间。

4.如权利要求2所述的无线发送装置，其中所述生成单元将要从所述多根天线中的第一天线发送的数据信号和要从所述多根天线中的第二天线发送的数据信号，作为所述第一数据信号分别配置到所述第一区间内的互不重复的区间。

5.如权利要求4所述的无线发送装置，其中，还包括：

决定单元，个别地决定将要从所述第一天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置的区间的间隔，以及将要从所述第二天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置的区间的间隔，

所述生成单元将要从所述第一天线发送的数据信号和要从所述第二天线发送的数据信号，作为所述第一数据信号分别配置到具有互不相同且可变的间隔的区间。

6.如权利要求2所述的无线发送装置，其中

所述生成单元将要从所述多根天线中自适应地选择的天线所发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到所述第一区间。

7.如权利要求6所述的无线发送装置，其中

所述生成单元将要从选择出的天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到具有可变的间隔的区间。

8.如权利要求2所述的无线发送装置，其中

所述发送信号由多个信号序列构成，

所述多个信号序列包括要分别从所述多根天线发送的数据信号，

所述生成单元，

将要从所述多根天线中的第一天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到所述第一区间的至少一部分区间，

将要从所述多根天线中的第二天线发送的数据信号作为所述第一数据信号配置到所述至少一部分区间的从中间部分到后端部分的区间。

9.如权利要求8所述的无线发送装置，其中

所述生成单元在所述第一区间使要发送所述第一数据信号的天线的数目递增。

10.如权利要求1所述的无线发送装置，其中

所述发送信号具有多个信号序列，

所述多个信号序列包括要分别从所述多根天线发送的数据信号，所述无线发送装置还包括：功率控制单元，使包括要从所述某些天线发送的数据信号的某些信号序列在所述第一区间的发送功率，大于所述某些信号序列在所述第二区间的发送功率。

11.如权利要求1所述的无线发送装置，其中

所述发送信号具有多个信号序列，

所述多个信号序列包括要分别从所述多根天线发送的数据信号，所述无线发送装置还包括：功率控制单元，使包括要从所述某些天线发送的数据信号的某些信号序列在所述第一区间的发送功率，等于所述多个信号序列在所述第二区间的总发送功率。

12.如权利要求1所述的无线发送装置，其中

所述发送信号具有多个信号序列，

所述多个信号序列包括要分别从所述多根天线发送的数据信号，所述无线发送装置还包括：调制单元，使包括要从所述某些天线发送的数据信号的信号序列在所述第一区间的调制阶数，高于所述信号序列在所述第二区间的调制阶数。

13.如权利要求1所述的无线发送装置，其中

所述生成单元生成具有所述第一区间和所述第二区间的所述发送信号，所述第一区间与所述导频信号区间被分开配置，所述第二区间被配置在所述导频信号区间和所述第一区间之间。

14.如权利要求12所述的无线发送装置，其中

所述生成单元生成具有所述第二区间的所述发送信号，所述第二区间被配置在所述第一区间的紧前和紧后的各个位置。

15.一种无线接收装置，包括：

多根天线；

接收单元，通过所述多根天线接收具有导频信号区间和数据信号区间的接收信号，所述接收信号是在所述数据区间内的第一区间配置了第一数据信号，而且在所述数据区间内的第二区间配置了第二数据信号的接收信号；以及

信道估计单元，在所述第一数据信号和所述第二数据信号中，只使用所述第一数据信号进行重复信道估计。

16.一种信号配置方法，其将信号配置到具有导频信号区间和数据信号区间的帧格式，包括以下步骤：

将导频信号配置到所述导频信号区间；

将在重复信道估计中使用的第一数据信号配置到所述数据信号区间内的第一区间；以及

将在所述重复信道估计中不使用的第二数据信号配置到所述数据信号区间内的第二区间。

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