无线通信装置、控制电路、无线通信方法及存储介质与流程

1.本发明涉及使用发送分集技术的无线通信装置、控制电路、无线通信方法及存储介质。


背景技术：

2.在无线通信系统中，对于简易地提高传输品质的技术之一，举出发送分集。发送分集是如下技术：从多个发送天线发送基于相同信息的信号，各个发送信号受到不同传播路径的影响而到达接收装置，由此，通过空间分集效果来提高传输品质。
3.在非专利文献1中公开了一种被称为循环延迟分集(cdd：cyclic delay diversity)的技术。循环延迟分集是如下技术：对在块传输中从多个天线分别发送的信号分别赋予不同的延迟，人工地制造频率选择性而得到分集效果。循环延迟分集也可以说是将基于多个天线的空间分集转换成频率分集的技术。
4.此外，在无线通信系统中使用的调制技术中，已知频率调制(fsk：frequency-shift keying)的调制信号的包络振幅是固定的，在功率放大器中能够将输入回退值设定得较小，因此，与相位调制(psk：phase shift keying)、正交振幅调制(qam：quadrature amplitude modulation)等相比，具有较高的功率效率。在使用了频率调制的通信系统中，也期望导入发送分集技术来提高传输品质。
5.现有技术文献
6.非专利文献
7.非专利文献1：g.bauch，“differential modulation and cyclic delay diversity in orthogonal frequency-division multiplex.”，ieee transactions on communications，vol.54，no.5，pp.798-801，may 2006.


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.但是，在应用于使用了频率调制的通信系统的情况下，在上述非专利文献1所记载的技术中，由于有意使信号失真，因此，原理上存在传输品质下降这样的问题。
10.本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，得到一种能够维持功率效率且提高传输品质的无线通信装置。
11.用于解决问题的手段
12.为了解决上述问题并实现目的，本发明的无线通信装置的特征在于，具备：多个发送天线；调制部，其基于发送数据对载波进行频率调制，生成从发送天线发送的发送信号；以及映射部，其设置在调制部的前级，向多个发送天线分别分配不同的载波，使得从多个发送天线分别发送的多个发送信号相互正交。
13.发明的效果
14.本发明的无线通信装置起到能够维持功率效率且提高传输品质这样的效果。
附图说明
15.图1是示出本发明的实施方式的无线发送装置的功能结构的图。
16.图2是示出图1所示的映射部所使用的映射规则的一例的图。
17.图3是用于说明图1所示的无线发送装置的动作的流程图。
18.图4是示出本发明的实施方式的无线接收装置的功能结构的图。
19.图5是用于说明图4所示的无线接收装置的动作的流程图。
20.图6是示出用于实现本发明的实施方式的无线发送装置和无线接收装置的功能的专用硬件的图。
21.图7是示出用于实现本发明的实施方式的无线发送装置和无线接收装置的功能的控制电路的结构的图。
具体实施方式
22.以下，基于附图对本发明的实施方式的无线通信装置、控制电路、无线通信方法及存储介质详细进行说明。另外，不通过该实施方式来限定本发明。
23.实施方式.
24.图1是示出本发明的实施方式的无线发送装置10的功能结构的图。无线发送装置10是具有映射部11、多个调制部12以及多个发送天线13的无线通信装置。多个调制部12以一对一的方式与多个发送天线13分别对应地设置。
25.映射部11设置在多个调制部12的前级。映射部11对多个调制部12分别分配互不相同的载波。此时，映射部11分配载波，使得从多个发送天线13分别发送的发送信号在频率轴上相互正交。因此，映射部11也能够称作为了发送分集而对调制前的信号实施编码处理的信号处理部。
26.向映射部11输入比特串b＝{b1，b2，
…bm
}。这里，m是每一个调制符号的比特数，在将m设为fsk调制多值数的情况下，m＝log2m。映射部11根据输入的比特串b的值，针对与各发送天线13对应的调制部12，将用于识别调制部12所使用的载波的编号即fsk载波编号ki向各调制部12输出。在将发送天线数设为n且将fsk调制指数设为α的情况下，使用以下所示的数式(1)来表示在第i个(1≦i≦n)调制部12中使用的载波的fsk载波编号ki。
27.[数式1]
[0028]ki
＝{ψ(b) (i-1)
·
k)mod m
ꢀꢀꢀ…
(1)
[0029]
数式(1)的mod表示余数运算。此外，k是2个载波成为正交的最小的载波间隔，由以下的数式(2)表示。通过使用数式(1)，映射部11基于发送天线13的天线数n、调制部12的fsk调制多值数m以及fsk调制指数α，来定义载波的分配规则即映射规则。
[0030]
[数式2]
[0031][0032]
ψ(b)是使比特串b与fsk载波编号ki以一对一的方式对应的映射函数，通常，使用基于灰色标签的映射。
[0033]
图2是示出图1所示的映射部11所使用的映射规则的一例的图。在图2中，例示出n＝2、m＝4、α＝0.5的情况。在图2所示的例子中，相对于所输入的信息比特串的全部值“00、
01、11、10”，fsk载波编号k1、k2的组合成为不同的组合。因此，映射部11分配载波，使得向多个发送天线13分别分配的载波的组合相对于所输入的信息比特串的全部值成为不同的组合。
[0034]
调制部12基于发送数据对载波进行频率调制，生成从发送天线13发送的发送信号。调制部12使用由映射部11分配的载波，进行频率调制处理。具体而言，调制部12首先决定发送天线13中的fsk调制符号的初始相位。第i个发送天线13的初始相位由以下的数式(3)表示。通过使用数式(3)来决定初始相位，调制部12能够对多个发送天线13分别使用不同的初始相位。
[0035]
[数式3]
[0036][0037]
调制部12基于由映射部11输出的fsk载波编号ki和上述决定的初始相位生成fsk调制符号。这里生成的fsk调制符号si(t)由以下的数式(4)表示。
[0038]
[数式4]
[0039]
si(t)＝cos(2πfct 2π(2k
i-1-m)δft φi)
ꢀꢀꢀ…
(4)
[0040]
这里，fc是中心频率，2δf是载波间的频率间隔。调制部12从发送天线13发送所生成的fsk调制符号si(t)。
[0041]
图3是用于说明图1所示的无线发送装置10的动作的流程图。映射部11首先进行空间/频率映射处理(步骤s101)。具体而言，映射部11向各发送天线13分配载波，将识别所分配的载波的fsk载波编号ki向多个调制部12分别输出。
[0042]
调制部12选择fsk调制符号的初始相位(步骤s102)。调制部12使用在步骤s102中选择出的初始相位和被映射部11分配的fsk载波编号ki的载波，进行fsk调制处理(步骤s103)。由此，生成包含fsk调制符号的信号。调制部12从发送天线13发送所生成的信号(步骤s104)。
[0043]
图4是示出本发明的实施方式的无线接收装置20的功能结构的图。无线接收装置20是具有接收天线21、似然度计算部22以及解调部23的无线通信装置。
[0044]
似然度计算部22根据由接收天线21接收到的接收信号的频率成分，计算与m个fsk符号候选分别对应的符号似然度。似然度计算部22将计算出的符号似然度向解调部23输出。另外，似然度计算部22也可以将频率成分的功率设为似然度，还可以基于频率成分的复数值，将复空间上的欧几里德距离设为似然度。
[0045]
解调部23基于由似然度计算部22输出的m个符号似然度和由数式(1)定义的映射规则，计算与m个信息比特串候选对应的比特串似然度。解调部23基于计算出的比特串似然度，进行最大似然估计，由此，得到信息比特串的估计值b(帽)。另外，在文字之后记载为(帽)的情况下，表示在该文字上标注有＾。
[0046]
图5是用于说明图4所示的无线接收装置20的动作的流程图。无线接收装置20在接收天线21中接收信号(步骤s201)。似然度计算部22基于由接收天线21接收到的接收信号的频率成分，计算与m个fsk符号候选分别对应的符号似然度(步骤s202)。似然度计算部22将多个符号似然度向解调部23输出。
[0047]
解调部23基于多个符号似然度和映射规则，计算与m个信息比特串候选对应的比
特串似然度(步骤s203)。解调部23通过进行空间/频率解映射处理，得到信息比特串的估计值b(帽)(步骤s204)。具体而言，解调部23通过进行基于计算出的比特串似然度的最大似然估计，得到信息比特串的估计值b(帽)。
[0048]
接下来，对本发明的实施方式的无线发送装置10和无线接收装置20的硬件结构进行说明。映射部11、调制部12、似然度计算部22及解调部23由处理电路实现。这些处理电路可以由专用的硬件实现，也可以是使用了cpu(central processing unit：中央处理单元)的控制电路。
[0049]
在上述的处理电路由专用的硬件实现的情况下，映射部11、调制部12、似然度计算部22及解调部23的功能由图6所示的处理电路90实现。图6是示出用于实现本发明的实施方式的无线发送装置10和无线接收装置20的功能的专用的硬件的图。处理电路90是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、asic(application specific integrated circuit：专用集成电路)、fpga(field programmable gate array)、或者它们的组合。
[0050]
在上述的处理电路由使用了cpu的控制电路实现的情况下，映射部11、调制部12、似然度计算部22及解调部23的功能例如由图7所示的结构的控制电路91实现。图7是示出用于实现本发明的实施方式的无线发送装置10和无线接收装置20的功能的控制电路91的结构的图。如图7所示，控制电路91具备处理器92和存储器93。处理器92是cpu，也称为中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、dsp(digital signal processor：数字信号处理器)等。存储器93例如是ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、闪存、eprom(erasable programmable rom：可擦可编程只读存储器)、eeprom(注册商标)(electrically eprom：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、dvd(digital versatile disk：数字通用光盘)等。
[0051]
在上述的处理电路由控制电路91实现的情况下，映射部11、调制部12、似然度计算部22及解调部23的功能以程序的形式记述，并存储在存储器93中。通过处理器92读出并执行存储于存储器93的程序来实现映射部11、调制部12、似然度计算部22及解调部23的功能。此外，存储器93也用作处理器92所执行的各处理中的临时存储器。另外，也可以通过专用的硬件来安装上述的功能的一部分，由程序实现剩余部分。
[0052]
另外，在上述中，将无线发送装置10和无线接收装置20分别作为不同的装置进行了说明，但也可以提供具备无线发送装置10和无线接收装置20的功能的无线通信装置。
[0053]
如以上说明的那样，本发明的实施方式的无线通信装置具备设置于调制部12的前级的映射部11。映射部11向多个发送天线13分别分配不同的载波。即，映射部11中的发送分集处理在调制部12的前级进行，针对频率调制后的信号不施加处理而进行发送。因此，在fsk调制指数α＝1.0的情况下不产生相位不连续，能够维持较高的功率效率。
[0054]
此外，映射部11分配载波，使得从无线通信装置具备的多个发送天线13分别发送的多个发送信号相互正交。通过采用这样的结构，从各发送天线13发送的信号在频率轴上正交，因此，在比特串b的各个值与载波的组合以一对一的方式对应的n＜m的情况下，能够获得全分集。因此，相比于使用对在块传输中从多个天线分别发送的信号分别赋予不同的延迟从而人工地制造频率选择性的循环延迟分集的技术，能够实现较高的传输品质。
[0055]
此外，在本实施方式中，以在1个fsk调制符号内闭合的形式保证来自各发送天线13的发送信号的正交性。因此，能够提高针对通信路径的时变动的耐性。
[0056]
此外，在本实施方式中，按照每个发送天线13而分配不同的初始相位。通过采用这样的结构，与使初始相位相同的情况相比，能够增大比特串似然度所形成的信号点空间的最小信号点间距离。因此，能够提高传输品质。
[0057]
以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，也能够与其他的公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内也能够省略或变更结构的一部分。本发明也能够与正交频分复用(ofdm：orthogonal frequency-division multiplexing)、直接序列扩频(dsss：direct sequence spread spectrum)等任意的二次调制技术组合地使用，在该情况下也能够实现作为本发明的效果的较高的传输品质。例如在组合了ofdm与本发明的技术的情况下，能够期待频率利用效率的提高，在组合了dsss与本发明的技术的情况下，能够期待通过处理增益提高对干扰性。
[0058]
标号说明
[0059]
10无线发送装置，11映射部，12调制部，13发送天线，20无线接收装置，21接收天线，22似然度计算部，23解调部，90处理电路，91控制电路，92处理器，93存储器。