[发明专利]通信系统、发送器、接收器以及多路存取方法

说明书

本申请基于并要求2006年6月27日提交的日本专利申请 2006-176529的优先权，其公开通过引用全部并入这里。

技术领域

本发明涉及具有多输入和多输出(MIMO)信道的系统、在这样 的系统中使用的发送器和接收器以及在这样的系统中的多路存取方 法。

背景技术

已知具有用于在不同点之间发送多个数据的多个发送天线和多个 接收天线(MIMO：多输入多输出)的系统[B1]。因为MIMO系统的信 道容量随着其发送天线的数目而线性地增加[B2]，因此这样的系统已经 吸引了大量的注意。为了获得最高的吞吐量，每个发送天线发送通过 对要被发送的数据进行串并转换而产生的独立的数据流。

在实际中，可以有这样的系统的两种实施模式。在这些模式中， 根据第一模式的系统在使用OFDM(正交频分复用)技术调制信号之后 发送该信号[B3]、[B4]。根据第二模式的系统在不进行任何OFDM的情 况下发送信号。在信道中，来自不同的发送天线的信号在空间上混合， 而在接收器处，用于多个接收天线的信号处理技术用于分离信号。同 时发送多个信号的这两种系统模式能够分别用等式(1)和等式(2) 中所示的数学模型来表示。

对于OFDM-MIMO系统，每个频率仓(bin)上的接收到的信号能 够被表示为：

u_k＝Hx_k+n_k    ∈C^M×1       (1)

其中

OFDM-MIMO系统是不使用卷积运算的系统。

另一方面，对于具有频率选择性信道的非OFDM系统[B5]，接收到 的信号能够被表示为：

u_No＝H_No^*x_k+n_k   ∈C^M×1    (2)

其中，上标“*”表示卷积运算，并且

等式(2)和(3)表示必须使用多个滤波器用于估计MIMO信道 的反向传输特性。为了从接收到的信号u_No获得被发送的信号x_k，有必要 如上所述在接收器处使用H_No。这种运算与OFDM-MIMO系统中的信号 分离相比计算量较大。在非OFDM系统中，接收器必须估计反向滤波器 以估计信道的反向特性并且这引起接收器的复杂性的增加。然而，在 OFDM-MIMO系统中没有卷积运算并且没有必要估计反向滤波器。

在现有技术中，必须在信号分离之前估计信道状态信息或者反向 信道。这样的估计是通过发送训练信号(training signal)来实现的，该 训练信号在接收器处用于估计信道。然而，由于发送训练信号，必须 付出吞吐量减少的代价。另外的方法是MIMO CSI(信道状态信息)或 者ICSI(反向信道状态信息)的完全的盲识别(identification)[B1]、 [B2]、[B6]-[B8]。然而，为此，存在如下可能性：分离的源产生初始发 送的信号的置换，即顺序的置换[B8]。这样的置换需要使用最大似然检 测器(MLD)来去除，其考虑了所有可能的列方向的组合并且选择具 有最小误差的组合。

作为盲分离的源中发生置换的问题的解决方法，提出了基于向每 个发送器分配唯一滤波器的加标签(tagging)方案[B9]。唯一滤波器是 对于每个发送器具有不同的特性的滤波器。利用该技术，每个恒模源 信号在发送前由唯一滤波器进行滤波。在接收机处，反向滤波器用于 将非恒模信号转换回恒模信号。然而，因为每个源具有唯一滤波器， 因此只有需要的源将被取出，并且，结果，分离的信号将不用源置换。

然而，在这样的加标签方案中，最终的信号会经历相位旋转，如 在用于单输入单输出(SISO)系统的任何其它盲算法中一样。该问题 的解决方法是差分QPSK模式调制[B10]。也能够使用信道解码器，其在 配置上更为简单，因为其仅涉及处理单一源。现在，因为每个发送天 线被分配了唯一滤波器，因此这些滤波器的长度还必须随着发送天线 的数目增加而增加，以便于保持滤波器的唯一性。滤波器长度上的这 样的增加将增加接收器的计算复杂性[B9]。当使用全通时，系统的等待 时间(latency)也将增加。