CN1692590A - 多路载波通信设备和多路载波通信方法 - Google Patents

多路载波通信设备和多路载波通信方法 Download PDF

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Abstract

一种多路载波通信设备和多路载波通信方法，其中在进行多个天线发送的无线通信中，不引起非线性失真，或不使发送效率降低而抑制发送峰值功率。根据从交换模式决定部分190输出的控制信息，数据交换部分120在数据流间以副载波的组的单位对安排在每个组的副载波中的数据进行交换。功率测定部分160－1至n测定每个数据流的OFDM码元的功率，并将其与预定阈值比较，如果OFDM码元的功率为预定阈值或大于它时，则将功率测定结果输出给交换模式决定部分190。交换模式决定部分190决定用于交换数据流的数据的交换模式，并将该模式作为控制信息而输出至数据交换部分120，其中该数据流的测定功率为预定阈值或大于预定阈值。

Description

多路载波通信设备和多路载波通信方法
技术领域
本发明涉及多路载波通信设备和多路载波通信方法，并特别地涉及进行多个天线发送的多路载波通信设备和多路载波通信方法。
背景技术
近年来，在移动通信中，为了有效地利用有限的频率资源而实现高速发送，多路载波调制方案和多个天线发送颇引人注目。进而，已经研讨通过组合这两项技术来改善频率利用效率(例如，参照日本未审专利公开号为2002-44051的图4)。
对于使用多个天线来发送数据的多个天线发送，已知MIMO(多路输入多路输出)和STC(时空编码)。在MIMO或STC中，对不同的数据流使用同一频率和同一扩展码，并同时从多个发送天线发送信号。接着，这些信号在发送路径上重叠并由接收机接收。
另一方面，多路载波调制方案是这样的技术：即通过使用发送速度被抑制到不引起频率选择性衰落的程度的多个副载波来发送数据，从而使发送效率改善，结果使高速发送成为可能。特别地，OFDM(正交频分复用)调制方式因为安排了数据的多个副载波相互正交，所以是多路载波调制方案中利用率最高的方式。而且，OFDM调制方式能够以比较简单的硬件结构来实现。因此，对OFDM调制方式进行了各种研究。
如上述，在诸如OFDM调制方式的多路载波调制方案中，使用多个副载波进行并列传送。此时，当调整各副载波的相位时，与平均发送功率相比较，发生了极大的发送峰值功率。在此情形中，尽管有必要使用能够维持整个宽的动态范围而输出线性的发送功放，但一般地，这样的功放效率低、以致于设备的功耗变大。
从而，有时采用了例如由限制器来抑制大于阈值的发送功率以抑制发送峰值功率的方法(例如参照日本专利公开2002-44054号公报的图1)。而且，已知使用被称作PTS(部分序列发送)的部分发送序列的发送峰值功率抑制方法。在PTS中，形成了多个副载波的组，对于每组副载波进行逆傅立叶变换，并乘以不同的相位系数。接着，全部组的输出相加而得出信号，并选择使所得信号的峰值功率变得最低的相位系数的序列。进而，发送对于将所选择的相位系数的序列通信给接收侧的侧信息，并在接收侧基于侧信息来进行相位移的反转，从而数据被解调(例如，参考Electronics Letters，Volume：33，Issue：5，1977，“OFDM with reduced peak-to-average power ratio by optimumcombination of partial transmit sequences”，Muller，S.H.；Huber，J.B.)。
然而，为了在多路载波调制中抑制发送峰值功率，例如，当使用限制器来进行非线性处理时，一般地，有以下问题：即，由于非线性失真而使副载波间干扰增大，以致特性劣化，而且增大不必要的频带外辐射，以致对频带外的信号造成干扰。进而，在使用PTS时，有以下问题：即，与正常发送的信息不同的侧信息的量增多了，结果发送效率降低。这些问题在使多个天线发送和多路载波调制方案组合时也同样发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多路载波通信设备和多路载波通信方法，其中在进行多个天线发送的无线通信中，不使非线性失真发生，而且不使发送效率降低而抑制发送峰值功率。
本发明者提出了本发明是由于考虑到在进行多个天线发送的多路载波通信设备中，数据流的内容随各个发送天线而不同，且在发送天线中交换一部分数据流，故各天线的发送峰值功率是变化的。
即，本发明的精髓是为使发送峰值功率处在先前设定的阈值或小于该阈值，而在发送天线中交换一部分数据流的同时来进行发送。
根据本发明的一方面，多路载波通信设备是使用同一载波组从多个天线同时发送多个不同数据流的设备，而该设备采用这样的结构：其包括判定峰值功率是否在至少一个数据流中发生的判定装置；和当判定峰值功率发生时，将所述数据流中数据的一部分与另一数据流中数据的一部分交换的交换装置。
根据本发明的另一方面，多路载波通信方法是一种使用同一载波组从多个天线同时发送多个不同数据流的方法，而该方法包括判定峰值功率是否在至少一个数据流中发生的步骤；和当判定峰值功率发生时，将该数据流中数据的一部分与另一数据流中数据的一部分交换的步骤。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图；
图2是示出根据第一实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图；
图3是示出根据第一实施例的发送多路载波通信设备的工作的流程图；
图4是示出从多只发送天线发送的数据流的一例的图；
图5是示出根据第一实施例的发送多路载波通信设备中数据交换的一个示例的图；
图6是示出根据本发明的第二实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图；
图7是示出根据第二实施例的发送多路载波通信设备中数据交换的一个示例的图；
图8是示出根据本发明的第三实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图；
图9是为了说明根据第三实施例的发送多路载波通信设备的工作的图；
图10是示出根据本发明的第四实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图；和
图11是示出根据第四实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。在以下的说明中，举出OFDM调制方式作为多路载波调制方案的一个示例。尤其，对被发送的多路载波信号是OFDM码元的情形进行说明。
(第一实施例)
图1是示出根据本发明的第一实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图。图1所示的多路载波通信设备具有多路分解器100、S/P(串行/并行)变换器110-1至n(n为2或2以上的自然数)、数据交换部分120、IFFT(逆快速傅立叶变换)部分130-1至n、P/S(并行/串行)变换器140-1至n、GI(保护间隔)***部分150-1至n、功率测定部分160-1至n、无线发送部分170-1至n、发送天线180-1至n和交换模式决定部分190。该多路载波通信设备进行MIMO传输。换言之，从各个发送天线180-1至n、使用同一频率和同一扩展码同时发送不同的数据。
多路分解器100将发送数据分解成多个(n个)数据流。
S/P变换器110-1至n对各数据流做S/P变换，以便生成每个副载波的并行数据。
数据交换部分120基于从交换模式决定部分190输出的控制信息、而将对应于各数据流中并行数据的一部分替换为对应于另一数据流中并行数据的一部分。此时，数据交换部分120将各数据流中的并行数据以由收集预定数量的并行数据而形成的组的单位替换为另一数据流中的并行数据。由于并行数据的每个对应于副载波，故以下将作为数据交换单位的组称作“副载波的组”或简称为“组”。
IFFT部分130-1至n对从数据交换部分120输出的并行数据进行IFFT处理并在副载波上安排数据。即，IFFT部分130-1至n在以副载波的组的单位替换并行数据后，对并行数据进行IFFT处理。
P/S变换器140-1至n对从IFFT部分130-1至n输出的各副载波的数据做P/S变换，以生成OFDM码元。
GI***部分150-1至n将保护间隔***各数据流的OFDM码元。
功率测定部分160-1至n测定各数据流的OFDM码元的功率，并将其与预定阈值比较。进而，功率测定部分160-1至n在比较的结果为OFDM码元的功率为或小于预定阈值时，将OFDM码元输出至无线发送部分170-1至n，而功率测定部分160-1至n在OFDM码元的功率在预定阈值以上时，则将各OFDM码元的功率测定结果输出至交换模式决定部分190。
无线发送部分170-1至n对OFDM码元应用诸如D/A转换和上变换等无线发送处理，并从发送天线180-1至n发送该码元。
交换模式决定部分190决定交换模式，该模式用于以副载波的组的单位来交换数据流的数据，其中由功率测定部分160-1至n测定的数据流的功率大于预定阈值，并将该模式作为控制信息而输出至数据交换部分120。对该交换模式的具体示例将在后面描述。
图2是示出根据第一实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图。图2所示的多路载波通信设备具有接收天线200-1至n、无线接收部分210-1至n、GI去除部分220-1至n、S/P变换器230-1至n、FFT(快速傅立叶变换)部分240-1至n、数据分离器250、解调部分260-1至n、P/S变换器270-1至n、多路复用器280和传播路径估计部分290。
无线接收部分210-1至n从接收天线200-1至n接收OFDM码元，并对该码元施行诸如下变换和A/D变换等无线接收处理。
GI去除部分220-1至n去除从各个接收天线200-1至n接收的OFDM码元中的保护间隔。
S/P变换器230-1至n对各数据流中的OFDM码元做S/P变换，以生成每个副载波的并行数据。
FFT部分240-1至n对各数据流的并行数据进行FFT处理，以生成每个副载波的数据。
数据分离器250基于从传播路径估计部分290输出的传播路径估计结果，将每个副载波的数据分离成发送多路载波通信设备中的与发送天线180-1至n所对应的数据流。
解调部分260-1至n基于从传播路径估计部分290输出的传播路径估计结果，对各数据流进行解调。
P/S变换器270-1至n对从解调部分260-1至n输出的解调结果做P/S变换，以生成串行数据。
多路复用器280对每个数据流的串行数据进行多路复用，以得到接收数据。
其次，对于如上述结构的多路载波通信设备的工作，将参照图3所示的流程图来进行说明。对于本实施例中接收多路载波通信设备(图2)的工作，由于与现有的多路载波通信设备的工作同样，故省略其说明。
首先，发送数据被多路分解器100分解，以便生成n个数据流。各数据流分别由S/P变换器110-1至n做S/P变换，以对每个数据流生成并行数据。所述并行数据经数据交换部分120输入IFFT部分130-1至n、由IFFT部分130-1至n施行IFFT处理、并在频率互相正交的副载波上安排结果所得的各数据流的并行数据。尤其，在工作开始时，不进行各数据流间的数据交换，而进行IFFT处理。
接着，将IFFT处理后的各数据流输入P/S变换器140-1至n，并通过P/S变换而生成OFDM码元。
由GI***部分150-1至n在各数据流的OFDM码元中***保护间隔，并由功率测定部分160-1至n测定码元的功率(ST1000)。所测定的功率与预定阈值相比较(ST1100)，作为所比较的结果，在全部数据流的测定功率都为预定阈值或小于预定阈值时，该OFDM码元受到由无线发送部分170-1至n进行的D/A变换和上变换等无线发送处理，并经发送天线180-1至n发送(ST1200)。
另一方面，作为功率比较的结果，在存在测定功率大于预定阈值的数据流时，将各数据流的测定功率通信给交换模式决定部分190。接着，通过交换模式决定部分190以副载波的组的单位来决定交换模式，并作为控制信息而输出至数据交换部分120，以便将测定功率大于预定阈值的数据流中的并行数据的一部分交换成另一数据流中的并行数据的一部分。接着，由数据交换部分120进行基于控制信息的并行数据的交换(ST1300)。在根据本实施例的多路载波通信设备中，为了进行MIMO发送，各数据流中的数据的内容变化，并且当如上所述交换并行数据的一部分时，配置了各数据流的并行数据的副载波相位改变，即功率有变化，从而可抑制发送峰值功率。
在进行了并行数据的交换后，数据再度由IFFT部分件130-1至n进行IFFT处理、并由P/S变换器140-1至n做P/S变换以生成OFDM码元。进而，由GI***部分150-1至n将保护间隔***OFDM码元、由功率测定部分160-1至n测定OFDM码元的功率、且所测定的功率与预定阈值相比较。其后，以与上述工作同样的方式，进行并行数据的交换直到全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值，而当全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值(即，抑制了发送峰值功率)时，则由无线发送部分170-1至n经发送天线180-1至n发送各个OFDM码元。
其次，对于交换模式的具体示例，参照图4和图5来说明。为了说明简单起见，此处所用的多路载波通信设备具有2个发送天线A和B；但甚至在设备具有3个或3个以上发送天线的情形时，也可以由基于同样原理的交换模式来交换并行数据。
图4是示意示出从各发送天线A和B发送的数据流的图。在同一图中，横轴表示频率，纵轴表示时间。
从发送天线A，由属于组300的5个副载波和属于组310的5个副载波各自发送4个码元。同样地，从发送天线B，由属于组320的5个副载波和属于组330的5个副载波各自发送4个码元。属于组300的副载波的频率和属于组320的副载波的频率相等，而属于组310的副载波的频率和属于组330的副载波的频率也相等。PA和PB分别表示周期性地***的正交导频码元。
在本实施例中，用于具有同一频率的副载波组间交换数据的模式作为交换模式。从而，当存在功率测定部分160-1至n中测定功率大于预定阈值的数据流时，例如，如图5所示，由交换模式决定部分190决定将组310的码元交换成组330的码元的模式，将该交换模式作为控制信息通信给数据交换部分120，然后实际地进行数据的交换。
此时，如图5所示，由于正交导频码元也被交换，故由接收多路载波通信设备的传播路径估计部分290进行通常的传播路径估计，并基于该结果，由数据分离器250进行数据的分离，从而，即使没有涉及数据交换模式的侧信息，接收多路载波通信设备也可正确地分离数据并解调它们。
如上述，根据本实施例，由于将测定功率大于预定阈值的数据流中数据的一部分交换成另一数据流中安排在副载波上的包括导频码元的数据的一部分，该副载波与所述数据的副载波具有相同的频率，故能够不进行非线性处理而防止副载波间干扰的增大，而且不需要侧信息且不使发送效率降低而可抑制发送峰值功率。
(第二实施例)
本发明的第二实施例的特征是通过导入侧信息来增加交换模式的数量，从而目的在于增强抑制发送峰值功率的效果。
根据第二实施例的发送多路载波通信设备的结构与根据第一实施例的发送多路载波通信设备的结构(图1)同样，故省略其说明。
图6是根据第二实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图。在同图所示的多路载波通信设备中，与图2所示的多路载波通信设备中相同的部分被标以相同附图标记，并省略其说明。图6所示的多路载波通信设备具有接收天线200-1至n、无线接收部分210-1至n、GI去除部分220-1至n、S/P变换器230-1至n、FFT部分240-1至n、数据分离器250、数据交换部分255、解调部分260-1至n、P/S变换器270-1至n、多路复用器280、传播路径估计部分290和交换模式信息提取部分295。
基于从发送多路载波通信设备发送的作为侧信息的交换模式信息，数据交换部分255在数据流间交换安排在每组副载波上的数据。
交换模式信息提取部分295从数据流中提取从发送多路载波通信设备发送的作为侧信息的交换模式。
其次，对如上述配置的多路载波通信设备的工作进行说明。
首先，以与第一实施例同样的方式，发送数据被多路分解器100分解，以生成n个数据流。各数据流分别由S/P变换器110-1至n做S/P变换以对每个数据流生成并行数据。并行数据经数据交换部分120输入到IFFT部分130-1至n，由IFFT部分130-1至n进行IFFT处理，然后在频率互相正交的副载波上安排结果所得的各数据流的并行数据。此时，在本实施例中，提供了专用的副载波，以便安排将交换模式通信给接收多路载波通信设备的交换模式信息。
接着，将IFFT处理后的各数据流输入P/S变换器140-1至n并通过P/S变换而生成OFDM码元。
由GI***部分150-1至n在各数据流的OFDM码元中***保护间隔，并由功率测定部分160-1至n测定码元的功率。所测定的功率与预定阈值相比较，作为所比较的结果，在全部数据流的测定功率都为预定阈值或小于预定阈值时，该OFDM码元由无线发送部分170-1至n进行D/A变换和上变换等无线发送处理，并经发送天线180-1至n发送。
另一方面，作为功率的比较结果，在测定功率大于预定阈值的数据流时，将各数据流的测定功率通信给交换模式决定部分190。接着，由交换模式决定部分190以副载波的组的单位来决定交换模式，并且作为控制信息输出至数据交换部分120，从而将测定功率大于预定阈值的数据流的并行数据的一部分交换成另一数据流中的并行数据的一部分。接着，由数据交换部分120进行基于控制信息的并行数据的交换。
此时，在专用的副载波上安排将由交换模式决定部分190决定的交换模式通信给接收多路载波通信设备的交换模式信息。该交换模式信息可以是从多个发送天线发送的MIMO，或者也可以是仅从期望为对应于最佳传播路径特性的一个发送天线发送的。
以后，以与第一实施例同样的方式，进行数据的交换直到全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值，以及当全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值(即，抑制了发送峰值功率)时，由无线发送部分170-1至n经发送天线180-1至n发送各个OFDM码元。
被发送的各个OFDM码元在传播路径上多路复用，由各个接收天线200-1至n接收、并由无线接收部分210-1至n施行诸如下变换和A/D变换的无线接收处理。从无线接收处理的OFDM码元中，由GI去除部分220-1至n去除保护间隔，该码元接着由S/P变换器230-1至n做S/P变换并由FFT部分240-1至n进行FFT处理。接着，通过使用FFT处理结果，由传播路径估计部分290进行传播路径估计，并由数据分离器250将各副载波的数据分离，以便对应于发送侧的组交换后的数据流。
根据通过分离而得的各数据流，由交换模式信息提取部分295提取交换模式信息。如上述，该交换模式信息可以包括在多个数据流中，或也可以仅包括在一个数据流中。
接着，基于提取的交换模式信息，由数据交换部分255进行数据的交换，以便数据与发送多路载波通信设备中组交换前的各数据流对应。这样一来，数据的顺序与发送多路载波通信设备中组交换前的数据的顺序相同。数据交换后的各数据流由解调部分260-1至n解调、由P/S变换器270-1至n做P/S变换，并由多路复用器280多路复用，从而得到接收数据。
其次，对于交换模式的具体示例，参照图4和图7来说明。为了说明简单起见，认为多路载波通信设备具有2个发送天线A和B；但在设备具有3个或3个以上的发送天线的情形，也可以由基于同样原理的交换模式来交换并行数据。
在本实施例中，可交换图4所示的数据流中的数据的一部分，以生成如图7所示的数据流。具体地讲，可使用具有不同频率的副载波组之间交换数据的交换模式。从而，当存在功率测定部分160-1至n中测定功率大于预定阈值的数据流时，例如，图7所示，由交换模式决定部分190来决定将组310的码元交换成组320的码元的模式，将该交换模式作为控制信息通信给数据交换部分120，然后实际地进行数据交换。
此时，如图7所示，正交导频码元不被交换并固定地分配给每个发送天线，故在具有不同频率的副载波组间使数据的交换成为可能。而且，将属于组400和组410的交换模式信息安排在专用的副载波上并发送。
由于本实施例的交换模式信息是对应于交换模式的标签信息，故与PTS比较：即在该PTS中将在上述现有技术处说明的相位系数的序列作为侧信息而发送，侧信息的量减少了，以及发送效率降低的程度也小了。
而且，正交导频码元从交换的对象中除外，故在接收端的传播路径估计部分290中，可对组间的传播路径估计值进行内插处理。
如上述，根据本实施例，将测定功率大于预定阈值的数据流的数据的一部分交换成另一数据流中除了导频码元以外的数据的一部分，故能够不进行非线性处理而防止副载波间干扰的增大，而且更自由地进行数据的交换，从而可进一步抑制发送峰值功率。
(第三实施例)
本发明的第三实施例的特征是通过对每个数据流使用不同的发送权重，并进行定向发送，从而去除发送天线和接收天线间的空间相关性。
图8是示出根据第三实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图。在同图所示的多路载波通信设备中，与图1所示的多路载波通信设备相同的部分被标以相同附图标记，并省略其说明。图8所示的多路载波通信设备具有多路分解器100、S/P变换器110-1至n、数据交换部分120、IFFT部分130-1至n、P/S变换器140-1至n、GI***部分150-1至n、功率测定部分160-1至n、无线发送部分170-1至n、发送天线180-1至n、交换模式决定部分190和方向性权重形成部分500。
方向性权重形成部分500对各数据流使用不同的方向性权重来进行加权。
根据第三实施例的接收多路载波通信设备的结构与根据第一实施例的接收多路载波通信设备(图2)同样，故省略其说明。
其次，对于如上述结构的多路载波通信设备的工作进行说明。对于本实施例中接收多路载波通信设备(图2)的工作，由于与现有的多路载波通信设备的工作同样，故省略其说明。
首先，以与第一实施例同样的方式，发送数据被多路分解器100分解，以生成n个数据流。各数据流分别由S/P变换器110-1至n进行S/P变换，以对每个数据流生成并行数据。并行数据经数据交换部分120输入IFFT部分130-1至n、由IFFT部分130-1至n进行IFFT处理，然后在频率互相正交的副载波上安排结果所得的各数据流的并行数据。
接着，将IFFT处理的各数据流输入方向性权重形成部分500，并使用每个数据流不同的方向性权重来进行加权。加权的各数据流被输入P/S变换器140-1至n并通过P/S变换而生成OFDM码元。
由GI***部分150-1至n在各数据流的OFDM码元中***保护间隔，并由功率测定部分160-1至n测定码元的功率。所测定的功率与预定阈值相比较，作为所比较的结果，在全部数据流的测定功率都为预定阈值或小与预定阈值时，该OFDM码元受到由无线发送部分170-1至n进行的诸如D/A变换和上变换的无线发送处理，并经发送天线180-1至n而方向地发送。
此时，由于各数据流是由方向性权重来进行加权的，故例如在设备有4个天线时(n＝4的情形)，如图9所示的4个数据流1至4的每个以不同的方向而发送。换言之，发送天线和数据流没有一对一的对应的关系，但因数据交换部分120的数据交换，方向性和数据流之间的对应关系变化了。这样一来，由于各数据流中的发送天线和接收天线间的空间相关性被去除了，故可改善接收多路载波通信设备中数据分离的精度。
另一方面，作为功率的比较结果，在存在测定功率大于预定阈值的数据流时，将各数据流的测定功率通信给交换模式决定部分190。接着，由交换模式决定部分190以副载波的组的单位来决定交换模式，并作为控制信息输出至数据交换部分120，从而将测定功率大于预定阈值的数据流的并行数据的一部分交换成另一数据流的并行数据的一部分。接着，由数据交换部分120进行基于控制信息的并行数据的交换。
以后，以与第一实施例同样的方式，进行数据的交换直到全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值，而当全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值(即，抑制了发送峰值功率)时，则由无线发送部分170-1至n经发送天线180-1至n定向地发送各OFDM码元。
如上述，根据本实施例，将测定功率大于预定阈值的数据流的数据的一部分交换成另一数据流中的安排在与所述数据的副载波相同频率的副载波上的数据的一部分，能够不进行非线性处理而防止副载波间干扰的增大，而且在形成不必要的侧信息的同时，不使发送效率降低并可抑制发送峰值功率。而且，对各数据流使用不同的方向性权重来进行加权，故能够去除传播环境的相关性，结果可改善接收侧数据的分离精度。
在本实施例中，不仅改变了数据流和方向性权重间的对应关系，而且可进一步改变用于各数据流的方向性权重自身。
(第四实施例)
本发明的第四实施例的特征是使由STC(时空编码)或SFC(空间频率编码)生成的并互相具有编码关系的多个数据流受到多路载波调制。
图10是示出根据第四实施例的发送多路载波通信设备的结构的框图。在同图所示的多路载波通信设备中，与图1所示的多路载波通信设备相同的部分被标以相同附图标记，并省略其说明。图10所示的多路载波通信设备具有S/P变换器110-1至n、数据交换部分120、IFFT部分130-1至n、P/S变换器140-1至n、GI***部分150-1至n、功率测定部分160-1至n、无线发送部分170-1至n、发送天线180-1至n、交换模式决定部分190和时空编码器600。
时空编码器600使发送数据进行时空编码，以生成互相具有编码关系的(即，例如，信息位和对于该信息位的冗余位)数据流。
图11是示出根据第四实施例的接收多路载波通信设备的结构的框图。在同图所示的多路载波通信设备中，与图2所示的多路载波通信设备相同的部分被标以相同附图标记，并省略其说明。图11所示的多路载波通信设备具有接收天线200-1至n、无线接收部分210-1至n、GI去除部分220-1至n、S/P变换器230-1至n、FFT部分240-1至n、传播路径估计部分290、时空解码器700和P/S变换器710。
时空解码器700基于从传播路径估计部分290输出的传播路径估计结果进行各数据流的时空解码，并输出解码结果。
P/S变换器710对解码结果做P/S变换，以得接收数据。
其次，对于上述结构的多路载波通信设备的工作进行说明。
首先，发送数据由时空编码器600而进行时空编码，以生成互相具有编码关系的n个数据流。各数据流分别由S/P变换器110-1至n做S/P变换以对每个数据流生成并行数据。并行数据经数据交换部分120输入IFFT部分130-1至n、由IFFT部分130-1至n施行IFFT处理，并在频率互相正交的副载波上安排结果所得的各数据流的并行数据。
接着，将IFFT处理后的各数据流输入P/S变换器140-1至n并通过P/S变换而生成OFDM码元。
由GI***部分150-1至n在各数据流的OFDM码元中***保护间隔，并由功率测定部分160-1至n测定码元的功率。所测定的功率与预定阈值相比较，作为该比较的结果，在全部数据流的测定功率都为预定阈值或小于预定阈值时，该OFDM码元受到由无线发送部分170-1至n进行的D/A变换和上变换等无线发送处理，并经发送天线180-1至n发送。
另一方面，作为功率的比较的结果，在存在测定功率大于预定阈值的数据流时，将各数据流的测定功率通信给交换模式决定部分190。接着，由交换模式决定部分190以副载波的组的单位来决定交换模式，并作为控制信息而输出至数据交换部分120，以便将测定功率大于预定阈值的数据流的并行数据的一部分交换成另一数据流的并行数据的一部分。接着，由数据交换部分120进行基于控制信息的并行数据的交换。
此时，因为在STC或SFC中，以各数据流互相具有编码关系为前提而进行数据流的分离，所以，如图5(第一实施例)所示，数据交换仅在具有同一频率的副载波组之间进行。即，进行数据交换，以便在同一时间和同一频率处发送的各码元是互相具有编码关系。
特别地，在作为时空编码器600中的编码方法而使用像STTD(时空编码发送多样性)那样的块编码时，时空解码器700根据时间和频率上连续的码元的传播路径特性几乎不变化为前提而进行块解码处理。为此，当时空编码器600中的块编码单位在数据交换部分120中的数据交换的组间延伸时，因数据交换而使涉及传播路径特性的前提不成立，结果不能正确地进行块解码。从而，用于数据交换的组是以块编码单位作为最小单位而形成的。
以后，以与第一实施例同样的方式，进行数据的交换直到全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值，而当全部OFDM码元的功率到达预定阈值或小于预定阈值(即，抑制了发送峰值功率)时，则由无线发送部分170-1至n经发送天线180-1至n发送各OFDM码元。
所发送的各OFDM码元在传播路径上多路复用、由各个接收天线200-1至n接收、并由无线接收部分210-1至n施行诸如下变换和A/D变换等无线接收处理。无线接收处理后的OFDM码元由GI去除部分220-1至n去除保护间隔，该码元接着由S/P变换器230-1至n做S/P变换并由FFT部分240-1至n进行FFT处理。接着，通过使用FFT处理结果，而由传播路径估计部分290进行传播路径估计，并由时空解码器700进行对应于发送侧处的时空编码的解码处理。
接着，解码的结果由P/S变换器710做P/S变换，以得到接收数据。
如上述，根据本实施例，将测定功率大于预定阈值的数据流的数据的一部分交换成在其他数据流中安排在与所述数据的副载波相同频率的副载波上的数据的一部分，即使在进行诸如STC或SFC的多个天线发送时，也有可能防止副载波间干扰的增大，而且在形成不必要的侧信息的同时，不使发送效率降低而可抑制发送峰值功率。
在给上述各实施例加入对数据进行频率轴方向的扩展编码的功能时，通过使用不毁坏扩散码片(diffusion chip)间的正交性的交换模式，也可得到同样的效果。
如上所述，根据本发明，在进行多个天线发送的无线通信中，不引入非线性失真，并且不使发送效率降低而可抑制发送峰值功率。
本说明书基于2002年11月1日提交的日本专利申请2002-320158。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性
本发明可适用于进行多个天线发送的多路载波通信设备和多路载波通信方法。

Claims (17)

1.一种多路载波通信设备，其使用同一载波组从多个天线同时发送多个不同的数据流，所述设备包括：
判定部分，用于判定峰值功率是否在至少一个数据流中发生；和
交换部分，当判定峰值功率发生时，将所述数据流中数据的一部分与另一数据流中数据的一部分进行交换。
2.根据权利要求1所述的多路载波通信设备，其中所述判定部分包括：
测定部分，用于测定各数据流的功率；和
比较部分，将所测定的功率与预定阈值比较，
其中所述判定部分判定作为比较结果的所测定的功率大于预定阈值的数据流中发生峰值功率。
3.根据权利要求1所述的多路载波通信设备，其中所述交换部分包括：
交换模式决定部分，其决定将以预定载波的组的单位交换各数据流中数据的一部分的模式；和
数据交换部分，其根据所决定的交换模式来交换各数据流中数据的一部分。
4.根据权利要求3所述的多路载波通信设备，其中所述交换模式决定部分决定在载波的组中具有相等频率的组之间交换数据的模式。
5.根据权利要求3所述的多路载波通信设备，其中所述交换模式决定部分决定在载波的组中具有不同频率的组之间交换数据的模式。
6.根据权利要求3所述的多路载波通信设备，其中所述数据交换部分交换各数据流中数据的一部分中所包含的正交导频数据。
7.根据权利要求3所述的多路载波通信设备，其中所述数据交换部分不交换各数据流中数据的一部分中所包含的正交导频数据。
8.根据权利要求1所述的多路载波通信设备，其中所述交换部分包括发送部分，其发送为了将交换数据的模式通信给通信对方局的交换模式信息。
9.根据权利要求8所述的多路载波通信设备，其中所述发送部分使用不包括将要交换的对象的特定载波来发送交换模式信息。
10.根据权利要求1所述的多路载波通信设备，进一步包括形成部分，其对各数据流形成不同方向性权重，
其中，当所述交换部分交换数据时，响应该数据交换而进行方向性权重的交换。
11.根据权利要求1所述的多路载波通信设备，进一步包括生成部分，其对发送数据进行编码，以生成互相具有编码关系的多个不同数据流。
12.根据权利要求11所述的多路载波通信设备，其中所述生成部分以每个预定块编码单位对发送数据进行块编码，而其中所述交换部分将用所述块编码单位作为最小单位而进行数据交换。
13.根据权利要求11所述的多路载波通信设备，其中所述生成部分对发送数据进行卷积编码，以生成多个不同的数据流。
14.根据权利要求11所述的多路载波通信设备，其中所述生成部分对发送数据进行turbo编码，以生成多个不同的数据流。
15.一种通信终端设备，其具有根据权利要求1所述的多路载波通信设备。
16.一种基站设备，其具有根据权利要求1所述的多路载波通信设备。
17.一种多路载波通信方法，其使用同一载波组从多个天线同时发送多个不同数据流，所述方法包括以下步骤：
判定峰值功率是否在至少一个数据流中发生；和
当判定峰值功率发生时，将所述数据流中数据的一部分与另一数据流中数据的一部分进行交换。
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