发明内容
本发明的目的是提供一种发送设备、接收设备、发送方式和接收方式,这些设备和方式使得能够在接收端正确地确定数字调制信号的调制方式和纠错方式,从而能使通信质量得到提高。
能够通过在如下通信系统中、发送指示发送端所使用的调制方式和纠错方式的信号来实现上述目的,这些信号被配置在同一帧内的离散位置上,该通信系统能够通过根据传播路径的状态来自适应地转换调制方式或纠错方式,从而提高传播路径差错容限。
按照本发明的一个方面,提供了一种发送设备,对每一发送帧通过切换控制调制方式或纠错方式来形成信息码元,并使用多个子载波进行发送,其中包括:调制方式信息信号产生单元,产生涉及信息码元调制方式的调制方式信息信号;纠错方式信息信号产生单元,产生涉及信息码元纠错方式的纠错方式信息信号;帧构造单元,通过在同一帧的同一时刻将相同的所述调制方式信息信号或相同的所述纠错方式信息信号离散地反复配置来构成发送帧;发送单元,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送方法,对每一发送帧通过切换控制调制方式或纠错方式形成信息码元,并使用多个子载波进行发送,其中:产生涉及信息码元调制方法的调制方法信息信号,并产生涉及信息码元纠错方式的纠错方式信息信号;通过在同一帧的同一时刻将相同的所述调制方法信息信号或相同的所述纠错方式信息信号进行离散地反复配置构成发送帧;发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送设备,包括:调制单元,对发送信号进行调制;帧构造单元,通过将所述调制单元所调制的相同的发送信号配置在同一帧内的频率方向离散位置上来构成发送帧;发送单元,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送方法,包括:调制步骤,对发送信号进行调制;帧构造步骤,通过将在所述调制步骤所调制的同一个发送信号配置在同一帧内的频率方向离散位置上来构成发送帧;发送步骤,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种接收设备,用于接收无线信号,所述无线信号将信息信号、有关信息信号的调制方式的调制方式信息信号以及有关信息信号的纠错方式的纠错方式信息信号配置在同一帧内,由所述调制方式信息信号和所述纠错方式信息信号各自得到所述调制方式信息和所述纠错方式信息,并将经对应于所述调制方式的信息的解调处理和对应于所述纠错方式信息的纠错解调处理而得到的数据作为接收数据,所述接收设备具有:调制方式及纠错方式估计单元,根据被各自配置在同一帧内的同一时刻的离散位置的所述调制方式信息信号和所述纠错方式信息信号估计所述同一帧内的信息信号的调制方式以及纠错方式;以及信号选择单元,用于选择接收数据,所述接收数据由所述调制方式及纠错方式估计单元所估计的经对应于调制方式进行的解调处理以及对应于纠错方式的纠错处理而得到,所述调制方式信息信号和所述纠错方式信息信号各自用同一时刻的频率轴上在相互分离的位置的并相互正交的多个子载波配置,所述调制方式及纠错方式估计单元根据使用同一时刻的频率轴上相互分开的位置的并相互正交的多个子载波所配置的信号,估计所述同一帧内的信息信号的调制方式和纠错方式。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送设备,所述发送设备按各发送帧切换控制调制方式和/或纠错方式形成信息码元,并用相互正交的多个子载波发送,所述发送设备具有:调制方式信息信号生成单元,生成有关信息码元的调制方式的信息信号;纠错方式信息信号生成单元,生成有关信息码元的纠错方式的信息信号;帧构成单元,在同一帧内的同一时刻将相同的所述调制方式信息信号或者相同的纠错方式信息信号离散反复地配置构成发送帧;发送单元,发送所述发送帧,所述帧构造单元使用同一时刻在频率轴上相互分离的位置上的并相互正交的多个子载波,将所述相同的调制信息信号或者所述相同的纠错方式信息信号反复配置。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送方法,所述发送方法按各发送帧切换控制调制方式和/或纠错方式形成信息码元,并用相互正交的多个子载波发送,所述发送方法具有以下步骤:信息信号生成步骤,生成有关信息码元的调制方式的信息信号的同时,生成有关信息码元的纠错方式的信息信号;帧构成步骤,用同一时刻的频率轴上在相互分离的位置的并相互正交的多个子载波,以使相同的调制方式信息信号或者相同的纠错方式信息信号反复地配置,在同一帧内的同一时刻将所述相同的调制方式信息信号或者所述相同的纠错方式信息信号离散反复地配置构成发送帧;发送步骤,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送设备,包括:纠错编码单元,对发送信号进行纠错编码处理;发送信号调制单元,对经纠错编码处理的发送信号进行调制;控制信号调制单元,对纠错编码处理识别信号进行调制,输出纠错编码处理识别调制码元,所述纠错编码处理识别信号表示在所述纠错编码单元所使用的纠错编码处理方式,并对调制处理识别信号进行调制,输出调制处理识别调制码元,所述调制处理识别信号表示在所述调制单元所使用的调制处理方式;帧构造单元,在同一帧内构成包括第1期间和第2期间的发送帧,所述第1期间包括所述纠错编码处理识别调制码元,和所述调制处理识别调制码元,所述第2期间包括所述纠错编码处理和调制处理的发送信号,所述纠错编码处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第一时间轴方向和第二时间轴方向的位置,所述第二时间轴方向的位置是与所述第一时间轴方向的位置离散的位置,所述第一时间轴方向的位置与所述第二时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述调制处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第三时间轴方向和第四时间轴方向的位置,所述第四时间轴方向的位置是与所述第三时间轴方向的位置离散的位置,所述第三时间轴方向的位置与所述第四时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间;和发送单元,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送方法,包括:纠错编码步骤,对发送信号进行纠错编码处理;发送信号调制步骤,对经纠错编码处理的发送信号进行调制;控制信号调制步骤,对纠错编码处理识别信号进行调制,输出纠错编码处理识别调制码元,所述纠错编码处理识别信号表示在所述纠错编码步骤所使用的纠错编码处理方式,并对调制处理识别信号进行调制,输出调制处理识别调制码元,所述调制处理识别信号表示在所述发送信号调制步骤所使用的调制处理方式;帧构成步骤,在同一帧内构成包括第1期间和第2期间的发送帧,所述第1期间包括所述纠错编码处理识别调制码元和所述调制处理识别调制码元,所述第2期间包括经所述纠错编码处理和经所述调制处理的发送信号,所述纠错编码处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第一时间轴方向的位置和第二时间轴方向的位置,所述第二时间轴方向的位置是与所述第一时间轴方向的位置离散的位置,所述第一时间轴方向的位置与所述第二时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述调制处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第三时间轴方向的位置和第四时间轴方向的位置,所述第四时间轴方向的位置是与所述第三时间轴方向的位置离散的位置,所述第三时间轴方向的位置与所述第四时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间;和发送步骤,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种接收设备,用于接收无线信号,所述无线信号在同一帧内包括第1期间和第2期间,所述第2期间包括信息信号、所述第1期间包括有关所述信息信号的调制方式的调制处理识别调制码元以及有关所述信息信号的纠错方式的纠错编码处理识别调制码元,由所述调制处理识别调制码元和所述纠错编码处理识别调制码元各自得到所述调制方式信息和所述纠错方式信息,并将经对应于所述调制方式的信息的解调处理和对应于所述纠错方式信息的纠错解调处理而得到的数据作为接收数据,所述接收设备具有调制方式及纠错方式估计单元和信号选择单元;所述调制方式及纠错方式估计单元根据所述调制处理识别调制码元和所述纠错编码处理识别调制码元估计所述同一帧内的信息信号的调制方式以及纠错方式,所述调制处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第一时间轴方向的位置和第二时间轴方向的位置,所述第二时间轴方向的位置是与所述第一时间轴方向的位置离散的位置,所述第一时间轴方向的位置与所述第二时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述纠错编码处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置在第三时间轴方向的位置和第四时间轴方向的位置,所述第四时间轴方向的位置是与所述第三时间轴方向的位置离散的位置,所述第三时间轴方向的位置与所述第四时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述信号选择单元用于选择接收数据,所述接收数据由所述调制方式及纠错方式估计单元所估计的经对应于调制方式进行的解调处理以及对应于纠错方式的纠错处理而得到,所述调制处理识别调制码元配置于同一频率的子载波中的不同时间处,所述纠错编码处理识别调制码元配置于同一频率的子载波中的不同时间处,所述调制方式及纠错方式估计单元根据配置于同一频率的子载波中的不同时间处的调制处理识别调制码元和配置于同一频率的子载波中的不同时间处的纠错处理识别调制码元,估计所述同一帧内的信息信号的调制方式和纠错方式。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送设备,所述发送设备按各发送帧切换控制调制方式和/或纠错方式形成信息码元,并用相互正交的多个子载波发送,所述发送设备具有:所述调制处理识别调制码元生成单元,生成有关信息码元的调制方式的调制处理识别调制码元,纠错编码处理识别调制码元生成单元,生成有关信息码元的纠错方式的纠错编码处理识别调制码元,帧构成单元,在同一帧内构成包括第1期间和第2期间的发送帧,所述第1期间包括所述调制处理识别调制码元以及所述纠错编码处理识别调制码元,所述第2期间包括所述信息码元,所述调制处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置于时间轴上互相正交的第一时间轴方向的位置和第二时间轴方向的位置,所述第二时间轴方向的位置是与所述第一时间轴方向的位置离散的位置,所述第一时间轴方向的位置与所述第二时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述纠错编码处理识别调制码元在所述第1期间,作为相同的码元配置于时间轴上互相正交的第三时间轴方向的位置和第四时间轴方向的位置,所述第四时间轴方向的位置是与所述第三时间轴方向的位置离散的位置,所述第三时间轴方向的位置与所述第四时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,发送单元,发送所述发送帧。
按照本发明的另一个方面,提供了一种发送方法,所述发送方法按各发送帧切换控制调制方式和/或纠错方式形成信息码元,并用相互正交的多个子载波发送,所述发送方法具有以下步骤:调制码元生成步骤,生成有关信息码元的调制方式的调制处理识别调制码元的同时,生成有关信息码元的纠错方式的纠错编码处理识别调制码元,帧构成步骤,在同一帧内构成包括第1期间和第2期间的发送帧,所述第1期间包括所述调制处理识别调制码元以及所述纠错编码处理识别调制码元,所述第2期间包括所述信息码元,所述调制处理识别调制码元在所述第1期间的时间轴上,作为相同的码元配置于互相正交的第一时间轴方向的位置和互相正交的第二时间轴方向的位置,所述互相正交的第二时间轴方向的位置是与所述第一时间轴方向的位置离散的位置,所述第一时间轴方向的位置与所述第二时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,所述纠错编码处理识别调制码元在所述第1期间的时间轴上,作为相同的码元配置于互相正交的第三时间轴方向的位置和互相正交的第四时间轴方向的位置,所述互相正交的第四时间轴方向的位置是与所述第三时间轴方向的位置离散的位置,所述第三时间轴方向的位置与所述第四时间轴方向的位置之间的离散位置分隔多普勒频率的倒数的时间,发送步骤,发送所述发送帧。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图2示出根据本发明的实施例1的发送设备的结构。发送设备100能够根据传播路径的状态自适应地选择纠错方式和调制方式。在发送设备100中,将发送数字信号D1输入到纠错A编码器101和纠错B编码器102中。
纠错A编码器101和纠错B编码器102以不同的冗余度执行纠错处理。具体地说,纠错B编码器102以比纠错A编码器101高的冗余度执行纠错处理,其结果是纠错B编码器102能够获得具有较高差错容限的纠错编码数据。将纠错A编码器101和纠错B编码器102所获得的纠错编码数据发送到数字信号选择单元103。
发送设备100具有调制方式及纠错方式确定单元104,传播路径估计信号S1被输入到其中。该传播路径估计信号S1是基于发送设备100的接收单元(未示出)从通信无线站接收到的信号的SIR等而确定的。
调制方式及纠错方式确定单元104根据传播路径估计信号S1来确定调制方式及纠错方式。实际上,当衰落波动或噪音的影响巨大,并且输入指示传播路径状态差的传播路径估计信号S1时,选择具有较好的差错容限的调制方式作为调制方式,例如BPSK(二进制移相键控)或QPSK,确定具有较高的冗余度的纠错方式作为纠错方式。
将由调制方式及纠错方式确定单元104所确定的调制方式信息S2和纠错方式信息S3,发送到数字信号选择单元103、传输基带信号选择单元106和控制信息调制单元105。
数字信号选择单元103基于纠错方式信息S3选择纠错A编码器101或纠错B编码器102的输出,并且将此输出发送到BPSK调制单元107、QPSK调制单元108、16QAM调制单元109和64QAM调制单元110。
调制单元107至110对数字信号选择单元103输入的数字信号、执行数字调制处理,并且将经过调制处理的信号发送到传输基带信号选择单元106。传输基带信号选择单元106根据调制方式信息S2、在输入的多个调制信号中选择调制信号。例如,当传播路径状态差而且输入指示BPSK调制或QPSK调制的调制方式信息S2时,根据该输入选择输出BPSK调制信号或QPSK调制信号。
将传输基带信号选择单元106所选择的调制信号和控制信息调制单元105所调制的指示调制方式和纠错方式的信号,输入到帧构造单元111。控制信息调制单元105对输入信号执行高差错容限的调制处理,例如BPSK调制或QPSK调制。用这种方法,能够在接收端提高涉及调制方式及纠错方式的信号的差错容限——这是及其重要的信息。
根据本实施例的帧构造单元111构造如图3所示的发送帧。从帧起始依序配置:有1个码元的导频码元P、3个码元连续的调制方式信息码元MX、3个码元连续的纠错方式信息码元CX、128个码元的数据码元DATA、导频码元P、数据码元DATA、导频码元P、10码元的独特字UW、导频码元P、调制方式信息码元MY、纠错方式信息码元CY、数据码元DATA、导频码元P、数据码元DATA和导频码元P,构成一发送帧。
这里,调制方式信息码元MX和调制方式信息码元MY是相同的码元,纠错方式信息码元CX和纠错方式信息码元CY是相同的码元。因此,帧构造单元111将调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY离散配置在同一帧内。换句话说,将调制方式信息码元MX和调制方式信息码元MY配置在该帧的不同位置,将纠错方式信息码元CX和纠错方式信息码元CY放置在该帧的不同位置。
现在将说明控制信息调制单元105执行指示调制方式信息的多个连续码元(本实施例的情况为3个码元)的调制的方式。考虑通过如图4所示的QPSK调制产生3个连续的调制方式信息码元MX和MY的情况,存在这样一种方法,例如,在调制方式信息码元MX和MY,在信息码元调制方式为BPSK调制的情况下,映射信号点201,在QPSK的情况下,映射信号点202,在16QAM的情况下,映射信号点203,以及在64QAM的情况下,映射信号点204。
作为执行调制的另一种方式,存在这样一种方法,例如,在信息码元调制方式为BPSK调制的情况下,以时间次序在201、202和203处执行映射,在QPSK的情况下,以时间次序在202、204和203处执行映射,在16QAM的情况下,以时间次序在204、201和203处执行映射,以及在64QAM的情况下,以时间次序在202、204和201处执行映射。
现在将说明执行指示纠错方式信息的多个连续码元(本实施例的情况为3个码元)的调制的方式。考虑通过如图5所示的BPSK调制产生3个连续的纠错方式信息码元CX和CY的情况,存在这样一种方法,例如,在纠错方式信息码元CX和CY,在使用纠错方式A的情况下,映射信号点301,以及在使用纠错方式B的情况下,映射信号点302。
作为执行调制的另一种方法,存在这样一种方法,,例如,在使用纠错方式A的情况下,以时间次序在301、302和302处执行映射,以及在使用纠错方式B的情况下,以时间次序在302、301和301处执行映射。
在此处使用前一种方法的情况下(在以固定信号点执行映射的情况下),可以使用较少的码元进行高精度估计,因此,能够在接收端通过BPSK或QPSK调制方式检测的简单方法、估计调制方式和纠错方式。另一方面,在此处使用后一种方法的情况下(在以时间次序映射信号点的情况下),即使没有用于发送设备和接收设备的时间同步的码元,也能够使用调制方式信息码元和纠错方式信息码元、作为用于发送设备和接收设备的时间同步的码元。另一方面,在接收设备中需要进行被称为序列相关计算的复杂的计算(complexcomputation)。
帧构造单元111输出的信号经过无线单元112的数/模变换和信号放大处理,然后通过天线113被发送出去。
图6示出接收设备500的结构,该接收设备接收和解调发送设备100所发送的信号。接收设备500在无线单元502中、对天线501接收的接收信号执行预定无线接收处理,例如放大处理和模/数转换处理,从而获取正交基带信号,并且将此信号发送到检测单元503至506以及调制方式及纠错方式估计单元507。
检测单元503至506包括BPSK检测单元503、QPSK检测单元504、16QAM检测单元505和64QAM检测单元506。检测单元503至506所检测出的接收基带信号被发送到接收数字信号选择单元508。
调制方式及纠错方式估计单元507从接收的正交基带信号中、检测出图3所示的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY,基于这些信息码元MX、MY、CX和CY、估计调制方式及纠错方式,并且将估计结果S10发送到接收数字信号选择单元508和信号选择单元509。
调制方式及纠错方式估计单元507的结构如图7所示。这就是说,在调制方式及纠错方式估计单元507中,无线单元502输出的接收正交基带信号被输入到调制方式及纠错方式信号检测单元520。调制方式及纠错方式信号检测单元520基于接收正交基带信号中包含的独特字UW、执行调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY的相干检测,并且之后通过对其执行BPSK解调处理或QPSK解调处理、检测和解调调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY。
调制方式及纠错方式信息X确定单元521从检测出的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY中、确定和检测出图3所示的调制方式信息码元MX和纠错方式信息码元CX。同样,调制方式及纠错方式信息Y确定单元522从检测出的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY中、确定和检测出图3所示的调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY。
这里,从图3可以明显看出,这些调制方式信息码元MX和纠错方式信息码元CX、以及调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY离散配置在发送帧内的分离位置上,并且以规则的间隔配置。因此,调制方式及纠错方式信息X确定单元521和调制方式及纠错方式信息Y确定单元522能够基于例如导频码元P、容易地确定和检测出这些信息码元。
调制方式及纠错方式信息X接收功率计算单元523计算调制方式信息码元MX和纠错方式信息码元CX的接收功率。同样地,调制方式及纠错方式信息Y接收功率计算单元524计算调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY的接收功率。实际上,由于调制方式信息码元MX和纠错方式信息码元CX、以及调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY的位置是在帧内离散配置的,能够基于导频码元P和独特字UW检测出它们的位置,并且计算调制方式信息码元MX和纠错方式信息码元CX、以及调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY的接收功率。
调制方式及纠错方式确定单元525利用通过调制方式及纠错方式信息X接收功率计算单元523所获取的接收功率、对通过调制方式及纠错方式信息X确定单元521所获取的调制方式信息MX和纠错方式信息CX进行加权。同样地,调制方式及纠错方式确定单元525利用通过调制方式及纠错方式信息Y接收功率计算单元524所获取的接收功率、对通过调制方式及纠错方式信息Y确定单元522所获取的调制方式信息码元MY和纠错方式信息码元CY进行加权。
然后,调制方式及纠错方式确定单元525通过相加用接收功率加权的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY,来确定调制方式和纠错方式。于是,调制方式及纠错方式估计单元507检测离散位置上的接收功率,并且通过根据该接收功率来加权和相加调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY,从而获取最终的调制方式信息和纠错方式信息,该离散位置是离散配置在发送帧内的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY的位置。
返回到图6,现在说明接收设备500。接收数字信号选择单元508从BPSK检测单元503、QPSK检测单元504、16QAM检测单元505和64QAM检测单元506的输出中、选择与调制方式及纠错方式估计单元507估计出的调制方式相对应的输出,并且将该输出发送到纠错A解码器510和纠错B解码器511。
由纠错A解码器510和纠错B解码器511使用不同纠错方式解码的接收解调信号,被发送到信号选择单元509。信号选择单元509从纠错A解码器510和纠错B解码器511中、选择与调制方式及纠错方式估计单元507估计出的纠错方式相对应的输出,并且将其输出为最终的接收解码信号。
在上述结构中,发送设备100根据传播路径的状态,使用具有不同差错容限的调制方式、自适应地执行数据码元DATA的数字调制,并且使用具有不同差错容限的纠错方式、自适应地执行纠错处理。
此外,发送设备100发送离散配置在发送帧内的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY。所发送的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY是使用具有好差错容限的调制方式调制的,例如BPSK调制或QPSK调制。
当接收到该发送信号时,接收设备500首先计算离散配置的调制方式信息信号MX和MY以及纠错方式信息信号CX和CY的接收功率。如图8所示,由于衰落等影响,接收信号的接收功率随时间而变化。结果,在离散配置的调制方式信息信号MX和MY以及纠错方式信息信号CX和CY中,例如,调制方式信息信号MX以及纠错方式信息信号CX具有较低的接收功率(接收场强),而调制方式信息信号MY以及纠错方式信息信号CY具有较高的接收功率。
通常,接收功率的较高信号解调时的差错率就变低,因此,接收设备500用低值的加权系数乘以收功率较低的调制方式信息信号MX和纠错方式信息信号CX,用高值的加权系数乘以接收功率较高的调制方式信息信号MY和纠错方式信息信号CY。然后,这些相加值就是最终的调制方式信息和纠错方式信息。
因此,即使在传播路径波动或衰落的情况下,也能够获得正确的调制方式信息和纠错方式信息。
接收设备500选择通过与所获取的调制方式信息相对应的解调方法所解调的数据,并且选择经过与所获取的纠错方式信息相对应的纠错解码处理的接收解码数据,从而获取最终的接收数据。
因此,能够获取通过适当的调制方式和适当的纠错方式被解调和解码的信号,从而提高接收质量。
这里,将给出对离散配置方法的说明,该方法能够进一步提高调制方式和纠错方式信息的估计精度。为了正确复原调制方式和纠错方式信息,各信息码元的接收场强必须高于特定水平以上。因此,如果在离散配置的调制方式信息和纠错方式信息的码元中存在这样的码元,其接收场强高于特定水平以上,这就足够了。
因此,在本实施例中,提出可以考虑时间即多普勒频率的倒数,来选择离散配置的时间位置。具体地说,如果在发送设备100和接收设备500所属于的无线通信系统中、所规定的最大多普勒频率为fd,则调制方式信息信号MX和MY以及纠错方式信息信号CX和CY应该配置在分隔近似1/fd时间的位置上。
利用这种方法,即使在接收场强由于衰落而下降的情况下,调制方式信息信号MX和MY以及纠错方式信息信号CX和CY的位置中的一个或另一个处的接收场强的下降能够保持在允许值内,这就能够抑制调制方式信息和纠错方式信息的差错率。
例如,如果所选择的离散位置是极其接近的位置,当接收场强由于衰落而下降时,所有离散配置的码元的接收场强将会下降,并且所有调制方式和纠错方式信息的差错率将会增加。考虑到这一点,调制方式和纠错方式信息的所配置的位置可以简单地确定为帧内靠近开始、靠近中间或靠近结尾处的位置。
根据上述结构,当根据传播路径的状态、自适应地切换调制方式或纠错方式时,发送端发送离散配置在发送帧内的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY,接收端检测各位置的离散配置的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY的接收功率,通过根据接收功率的大小来加权离散配置的调制方式信息和纠错方式信息、从而获得最终的调制方式和纠错方式,并且基于所述处理来获得解调和解码的信号,这样就得到即使在噪音或传播路径波动的情况下也能够抑制通信质量下降的发送设备100和接收设备500。
同样,通过使调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY不是一个码元而是多个码元(在本实施例的情况下为3个码元),就能够更准确地发送调制方式信息和纠错方式信息。
而且,通过发送使用BPSK调制或QPSK调制所调制的调制方式信息码元MX和MY以及纠错方式信息码元CX和CY——这些调制方式是能够容许衰落和传播路径波动的调制方式,就能够更准确地发送调制方式信息和纠错方式信息。
在本实施例中,已经说明了一种情况,即,根据接收功率来加权离散配置的调制方式信息和纠错方式信息,从而获得最终的调制方式信息和纠错方式信息的情况。但是本发明不限于此,也可以仅将具有较大接收功率的调制方式信息和纠错方式信息、作为最终的调制方式信息和纠错方式信息。例如,如图8所示,当调制方式信息MY和纠错方式信息CY的接收功率高于调制方式信息MX和纠错方式信息CX的接收功率时,可以选择调制方式信息MY和纠错方式信息CY。
同样,在本实施例中,已经说明了一种情况,即,使指示调制方式和纠错方式的码元的发送功率与数据码元和导频码元的发送功率相同的情况,但是如果使指示调制方式和纠错方式的码元的发送功率(即最大信号振幅)高于其他码元的发送功率(最大信号幅度),就能够使接收端以更高的准确性接收调制方式信息和纠错方式信息。
而且,在本实施例中,已经说明了一种情况,即,由发送设备100构造如图3所示的发送帧的情况,但是帧结构不限于图3所示。同样地,将调制方式信息码元和纠错方式信息码元、以3个连续码元插入到2个离散位置,但是不限于此。
而且,根据本发明的发送设备、接收设备和调制方式及纠错方式估计单元的结构不限于图2、图6或图7所示的那些结构。具体地说,在本实施例中,离散配置调制方式信息和纠错方式信息的位置数为2,因此,在图7的调制方式及纠错方式估计单元507的结构中,分别提供了2个调制方式及纠错方式信息确定单元和2个调制方式及纠错方式信息接收功率计算单元,但是这些数目与离散插入的调制方式信息码元和纠错方式信息码元的数目一致,可以相应地提供数目。
此外,在本实施例中,已经说明了一种情况,即,发送调制方式信息及纠错方式信息的情况,但是当将本发明应用到它们之间仅发送其中之一的发送设备和接收设备时,能够获得与本实施例相同的效果。例如,如果将本发明用于仅发送调制方式信息的系统中,也能够正确地将调制方式信息发送到接收端。
(实施例2)
图9示出根据本发明的实施例2的发送设备的结构,其中对应于图2的单元使用相同的标号。发送设备800利用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,正交频分复用)来发送配置在相互正交的多个子载波中的发送信号。
详细地说,通过利用串/并行转换单元(S/P转换单元)801、对帧构造单元111的输出执行串/并行转换处理,然后利用傅里叶反变换单元(idft)802、对该处理得出的并行信号执行傅里叶反变换处理,就可以形成具有图10(A)或图10(B)所示的信号配置的发送信号。图10(A)和图10(B)的频率方向上的划分表示子载波的划分。也就是说,图10(A)和图10(B)示出使用10个相互正交的子载波发送调制信号的示例。
在图10(A)所示的示例中,将纠错方式信息码元离散配置在同一时间处的不同频率的子载波中,将调制方式信息码元离散配置在同一时间处的不同频率的子载波中。采用这种配置,例如,即使在传播路径上出现使得在特定频率的增益下降的频率选择性衰落的情况下,也能够维持纠错方式信息码元和调制方式信息码元的信号水平,这就能使接收端获得信号水平高于或等于预定值的纠错方式信息信号和调制方式信息信号。
在图10(B)所示的示例中,将纠错方式信息码元配置在同一频率的子载波中的不同时间处,将调制方式信息码元配置在同一频率的子载波中的不同时间处。采用这种配置,例如,即使在随着时间出现传播路径波动的情况下,也能够维持特定时间点处的纠错方式信息码元和调制方式信息码元的信号水平,这就能使接收端获得信号水平高于或等于预定值的纠错方式信息信号和调制方式信息信号。
图11示出接收通过发送设备800所发送的OFDM信号的接收设备的结构。在图11中,对应于图6的单元使用与图6相同的标号,接收设备1000利用傅里叶变换单元(dft)1001、对无线单元502的输出执行傅里叶变换处理,利用并/串行转换单元(P/S转换单元)1002、对傅里叶变换处理得到的信号执行并/串行转换。结果,能够从正交频分复用的接收信号中、获得具有图3所示的帧结构的信号。后续处理与实施例1中说明的处理相同。
根据上述结构,当根据包含纠错方式信息信号和调制方式信息信号的发送信号形成并发送OFDM信号时,通过将纠错方式信息信号和调制方式信息信号离散配置在不同子载波中或者同一子载波中时间分隔的位置上,这就能使接收端获得具有必要信号水平或更高信号水平的纠错方式信息信号和调制方式信息信号。因此,接收端能够正确确定数字调制信号的调制方式和纠错方式。
在本实施例中,已经说明了一种情况,即,对帧构造单元111的输出执行OFDM调制处理的情况,也就是说,对具有图10所示的帧结构的信号执行OFDM处理,但是本发明不限于此,关键之处在于,当根据包含纠错方式信息信号和调制方式信息信号的发送信号形成并发送OFDM信号时,只要将纠错方式信息信号和调制方式信息信号离散配置在不同子载波中或者同一子载波中时间分隔的位置上,就能够获得与上述实施例相同的效果。
本发明不限于上述实施例,在不脱离本发明的范围的情况下,能够进行各种变化和修改。
根据本发明的发送设备具有一种结构,包括:调制方式信息信号产生单元,产生涉及信息码元的调制方式的信息信号;纠错方式信息信号产生单元,产生涉及信息码元的纠错方式的信息信号;帧构造单元,通过离散配置调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号来构成发送帧;和发送单元,发送该发送帧。
根据该结构,由于调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号是离散配置的,即使在发送信号经历衰落或传播路径波动的情况下,两个离散配置的信号都降质的可能性是很低的。因此,接收端能够准确复原调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的发送设备具有一种结构,其中,调制方式信息信号产生单元和/或纠错方式信息信号产生单元产生包括多个码元的调制方式信息信号或纠错方式信息信号。
根据该结构,与以一个码元来构造调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号的情况相比,能够改进传播路径的差错容限,这样就能够使接收端更准确地复原调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的发送设备具有一种结构,其中,帧构造单元在根据多普勒频率以预定时间以上分离的位置上、离散配置调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据该结构,即使在接收场强由于衰落而降低的情况下,离散配置的调制方式信息信号和纠错方式信息信号的位置中的任意一处的接收场强的降低能够被保持在允许值内,这样即使在出现衰落的情况下,也能够保持较低的调制方式信息信号和纠错方式信息信号的差错率。例如,如果所选择的离散位置是极其接近的位置,当接收场强由于衰落而下降时,所有离散配置的码元的接收场强将会下降,并且所有调制方式和纠错方式信息的差错率将会增加。该结构考虑到这一点,利用与衰落紧密相联的多普勒频率,来最佳地选择离散配置的位置。
根据本发明的发送设备具有一种结构,其中,发送单元发送具有调制方式发送帧,其信息信号和/或纠错方式信息信号的最大信号点振幅大于信息码元的最大信号点振幅。
根据该结构,由于增加调制方式信息信号和纠错方式信息信号的信号点间隔,这就能够使接收端更准确地复原调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的发送设备具有一种结构,使用这种结构,调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号能够利用通过BPSK调制或QPSK调制来调制、发送。
根据该结构,由于使用高差错容限的BPSK调制或QPSK调制、作为调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号的调制方式,这就能够使接收端更准确地恢复调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的发送设备具有一种结构,使用这种结构,能够在相互正交的多个子载波中、离散配置调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据该结构,即使在出现频率选择性衰落时,对于离散配置在不同子载波中的调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号中的至少一个子载波处的调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号,由于衰落而引起信号水平的降低的可能性仍然是很高的,因此,接收端能够获得具有必要信号水平或更高信号水平的调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的接收设备接收和解调接收信号,该接收信号包含信息信号、涉及信息信号的调制方式的调制方式信息信号和涉及信息信号的纠错方式的纠错方式信息信号,其中,调制方式信息信号和纠错方式信息信号被配置在同一帧内的离散位置上;并且该接收设备包括:接收功率检测单元,检测离散配置在各自位置上的调制方式信息信号和纠错方式信息信号的接收功率;确定单元,通过根据各自的接收功率、对调制方式信息信号和纠错方式信息信号执行加权,来确定调制方式和纠错方式,其中调制方式信息信号和纠错方式信息信号配置在与接收功率检测单元所检测出的接收功率相对应的位置上;和信号选择单元,选择通过执行解调处理和纠错处理所获得的解调信号,该解调处理和纠错处理与确定单元所确定的调制方式和纠错方式相对应。
根据该结构,应该注意到这一事实,即越是处于接收功率高的位置信号,则解调时的差错就越少,并且通过用接收功率来加权离散配置的调制方式信息信号和纠错方式信息信号,来确定调制方式和纠错方式。因此,能够确定正确的调制方式和纠错方式,并且通过执行与其相对应的解调处理和纠错处理,能够获得高质量的接收信号。
根据本发明的接收设备接收和解调接收信号,该接收信号包含信息信号、涉及信息信号的调制方式的调制方式信息信号和涉及信息信号的纠错方式的纠错方式信息信号,其中,调制方式信息信号和纠错方式信息信号被配置在同一帧内的离散位置上;并且该接收设备包括:接收功率检测单元,检测离散配置在各自位置上的调制方式信息信号和纠错方式信息信号的接收功率;确定单元,通过选择调制方式信息信号和纠错方式信息信号,来确定调制方式和纠错方式,其中调制方式信息信号和纠错方式信息信号配置在与接收功率检测单元所检测出的接收功率相对应的位置上;和信号选择单元,选择通过执行解调处理和纠错处理所获得的解调信号,该解调处理和纠错处理与确定单元所确定的调制方式和纠错方式相对应。
根据该结构,应该注意到这一事实,即越是处于接收功率高的位置的信号,则解调中的差错就越少,并且在离散配置的调制方式信息信号和纠错方式信息信号中,选择具有较高接收功率的信号的调制方式和纠错方式。因此,能够获得具有很少的解调差错的准确的调制方式和纠错方式信号,并且通过执行与其相对应的解调处理和纠错处理,能够获得高质量的接收信号。
根据本发明的发送方法,产生涉及信息码元的调制方式的调制方式信息信号和产生涉及信息码元的纠错方式的纠错方式信息信号,通过离散配置调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号来构造发送帧,并且发送该发送帧。
根据该方法,由于调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号是离散配置的,即使在发送信号经历衰落或传播路径波动的情况下,两个离散配置的信号都降质的可能性仍然很低。因此,接收端能够准确恢复调制方式信息信号和/或纠错方式信息信号。
根据本发明的接收方法,接收和解调接收信号,该接收信号包含信息信号、涉及信息信号的调制方式的调制方式信息信号和涉及信息信号的纠错方式的纠错方式信息信号,其中,调制方式信息信号和纠错方式信息信号被配置在同一帧内的离散位置上;并且该接收方法检测离散配置在各自位置上的调制方式信息信号和纠错方式信息信号的接收功率;通过选择调制方式信息信号和纠错方式信息信号,来确定调制方式和纠错方式,其中调制方式信息信号和纠错方式信息信号配置在与所检测出的接收功率相对应的位置上;以及选择通过执行解调处理和纠错处理所获得的解调信号,该解调处理和纠错处理与所确定的调制方式和纠错方式相对应。
根据该方法,应该注意到这一事实,即越是处于接收功率高的位置的信号,则解调中的差错就越少,并且在离散配置的调制方式信息信号和纠错方式信息信号中,选择具有较高接收功率的信号的调制方式和纠错方式。因此,能够获得具有很少的解调差错的准确的调制方式和纠错方式信号,并且通过执行与其相对应的解调处理和纠错处理,能够获得高质量的接收信号。
如上所述,根据本发明,在能够通过根据传播路径的状态来自适应地转换调制方式或纠错方式、从而提高传播路径差错容限的通信系统中,通过发送配置在同一帧内的离散位置上的、指示发送端所使用的调制方式和纠错方式的信号,就使接收端能够正确确定数字调制信号的调制方式和纠错方式,从而能使通信质量得以提高。
本发明基于日本专利申请No.2001-356400,该申请于2001年11月21日提交,其全部内容以引用方式清楚地包含在本文的内容中。
产业上的可利用性
本发明可应用于,例如,数字无线通信系统中,在该系统中,可以根据传播路径环境等来自适应地改变调制方式或纠错方式。