專利名稱：用于在使用轉發(fā)器的情況下通過無線電傳輸消息的方法
用于在使用轉發(fā)器的情況下m 無線電傲俞消息的方法本發(fā)明涉及用于M無線電從發(fā)射機向接收機傳輸消息的方法和對寸機，其中，激禍幾將消息貨送到無線電臺用于轉發(fā)消息。在無線電通信系統中，禾傭電磁波fflil鄉(xiāng)與接收無線電臺之間的無線電接口傳輸例如帶有語音信息、圖像信息、視頻信息、SMS (短消息業(yè)務(shQrtMessage Service》、MMS (多媒體消息業(yè)務(Multimedia Messaging Service))或者其他數據的消息。在這種情況下，無線電臺根據無線電通信系統的具體構 造可以是不同類型的用戶側無線電臺或者網絡側無線電裝置如轉發(fā)器 (Repeater)、或者無線電接入點如基站。在移動無線電通信系統中，至少一部分用戶側無線電臺是移動無線電臺。利用處于為相應的系統所設置的頻帶內的 載頻進行電磁波輻射。移動無線電通信系統通常被構造為例如按照標準GSM (全球移動通信系 統(Global System for Mobile Communication))或者UMTS (通用移云力電信系 統(Universal Mobile Telecommunication System))的蜂窩式系統，具有例如由基站、用于檢驗和控帝瞎站的裝置、和其他網絡側^8組成的網鄉(xiāng) 礎設施。 除了這些在廣泛空間上組織(超本地(suprabkalen))的蜂窩式分級無線電網絡外，還有無線本地網絡，例如像具有一般在空間上明顯受到更強限制的無線 電覆蓋范圍的WLAN (無線局域網(Wireless Local Area Network))。 WLAN 的不同標準的例子為HiP^LAN、 DECT、 IEEE 80211、藍牙和WATM。無線電臺只有在它們兩個處于分別另一個無線電臺的無線電覆蓋范圍內時 才能相互直接通信。如果不能直接通信或由于無線電臺之間的距離而只會^質量較差i艦信，夷卩么這些無線電臺之間的消息可以m其他無線電臺來傳輸，其中所述其他無線電臺S31轉發(fā)消息而起到中繼無線電臺或者轉發(fā)器的作用。這 種消息轉發(fā)可以根據無線電通信系統的具體構造而既由用戶無線電臺、也由網 絡側無線電臺執(zhí)行。例如可以在WLAN中在無線電接入點和遠離該無線電接 入點的用戶無線電臺之間轉發(fā)消息。在無線電通信系統的Ad^c模式中，用戶
無線電臺也可以通過一個或者多個跳(Hop或Multihop)相互通信，而無需中 間接入交換體，例如基站或者無線電接入點。本發(fā)明所基于的任務在于，提供一種在無線電通信系統中傳輸消息的方 法，該方法使用轉發(fā)器用于轉發(fā)消息。此外應該提供一種用于實施該方法的設 備。該任務M具有權利要求1的特征的方法以及通過具有并列權利要求的牛寺 征的設備得以解決。有利的擴展方案和改進方案為從屬權利要求的主題。在用于M無線電從mt機向接收機傳輸消息的依據本發(fā)明的方法中，在 第一步驟中，機將消息發(fā)送到轉發(fā)臺。依據本發(fā)明，隨后在第二步驟中由發(fā) 射機禾囀發(fā)站在時間上同時地將消息傳輸到接收機。^1寸機 地是網絡側無線電臺，例如本地無線電通信系統的基站或者無 線電接入點，接收機可以是用戶臺。接收機不必是消息的最終接收機，所述接 收機必要時可以轉發(fā)所接收的消息。轉發(fā)臺用于轉發(fā)無線電消息，因此可以是 移動的或者固定的、網絡側的或者用戶側的。在時間上同時地將消息從，機傳輸至贖收機并從轉發(fā)臺傳輸到接收機。 這可以通過以下方式來實現，即消息同時通過，機和轉發(fā)臺發(fā)送，或者也可 以時間上彼此相對延遲。接收機從，機接收的消息和接收機從轉發(fā)臺接收的 消息至少部分重疊。因此在接收機處發(fā)生從^l寸機和轉發(fā)器發(fā)送的兩個消息的 至少部分重疊。在本發(fā)明的改進方案中，在第一步驟之前，機一方面直接從接收機和另 一方面從此前己經從接收機接收了第二消息的轉發(fā)臺接收第二消息、特別是發(fā) 射機已知的導頻消息。依據該改進方案的方法步驟可以在依據第一步驟的每次消息發(fā)^前進行，但也可能的是，依據該 方案的方法步驟被用于依據第 一步驟的多次消息發(fā)送。通過mim^第二消息的兩個接收，地依次進行、 而不是同時進行。因此接收機可以通過唯一的發(fā)送將第二消息既發(fā)送到^t機 也發(fā)送到轉發(fā)臺，然后轉發(fā)臺將第二消息轉發(fā)到激寸機。4趟地在{頓雙重接收的第二消息情況下進行信道估計。信道估計 地 由發(fā)射機執(zhí)行。信道估計涉及接收機與mtt;it間的無線電信道，其中，通過 轉發(fā)臺的消息轉發(fā)被包含在該無線電信道內。在本發(fā)明的擴展方案中，劃寸機在第一步驟的消息發(fā)^前在使用信道估 計的結果的情況下執(zhí)行對消息的處理。因此，機例如可以使用其從信道估計 中所獲得的關于無線電信道的知識，以如此使含有消息的信號失真，使得在向 接收機傳輸期間無線電信道取消失真，從而高質量的信號至U達接收機。必要時， 接收機可以為修正所接收的信號而放棄本身的信道估計。消息處理,地在聯 合傳輸方法的框架內進行。在這種情況下，，機考慮由其發(fā)送到不同接收機 的不同信號的相互影響，以便因此減少相互間的破壞性干擾，使得由相應的接 收機接4M其特定的高質量信號。依據本發(fā)明的改進方案，^1寸機向接收機發(fā)送關于戶皿行的信道估計的信息。這可以這樣進《拜傭，艮階收機在接收到消息之后在j頓信道估計的結果 的情況下執(zhí)行對消息的處理。作為對在^ffi信道估計的結果情況下，機側消息處理的替代或者補充，可以通過接收機在fOT皿機側信道估計的結果的情 況下處理消息。依據本發(fā)明的mt機具有用于在第一步驟中向轉發(fā)臺發(fā)送消息的裝置和用 于隨后在第二步驟中向接收機發(fā)送消息使得消息在時間上與通過轉發(fā)臺向接收 機所發(fā)送的消息同時地到達接收機的裝置。依據本發(fā)明的^l寸機特別適用于實施依據本發(fā)明的方法，其中，這也可以 適用于擴展方案和改進方案。為此戶脫鄉(xiāng)機可以具有其4頓用的裝置。下面借助實施例對本發(fā)明進行詳細說明。其中

圖1示出依據本發(fā)明方法的第一步驟； 圖2示出依據本發(fā)明方法的第二步驟； 圖3示出依據本發(fā)明方法的第三步驟； 圖4示出依據本發(fā)明方法的第四步驟。在圖1至4中示出了趟頓信系統的片段，包括用戶臺MT (MT:移 動終端(Mobile Terminal))、無線電接入點AP (AP:接入點(Access Point)) 和轉發(fā)器REP。轉發(fā)器是用于轉發(fā)消息的無線電臺，戶腿轉發(fā)器例如在下列文 獻中予以描述艮卩P. Herhold、 E. Zimmermann、 G. Fettweis: "Relaying and Cooperation — A System Perspective " ， Proceeding of the 13th ISI Mobile and Wireless Communications Summit (ISI Summit) ,Lyon, Frankreich, 27. —30. Juni2004; P.Herhold、 E. Zimmermann、 G.Fettweis: "On the performance of cooperative amplify-and"forward relay networks "， Proceeding of the ITG Conference on Source and Channel Coding (SCC ) , Eriangen, Deutschland, 14. — 16. Januar 2004 。轉發(fā)器此外也被用于斷氏無線電通信系統的基礎設施成本。因itbffl過使用 轉發(fā)器可以減少無線電接入點的密度，其中，根據所考察的無線電通信系統的 類型，無線電接入點例如可以是蜂窩式系統的基站或者本地網絡的無線電接入 點。這所基于的是，轉發(fā)器放大無線電接入點的無線電覆蓋范圍，其方式是所 述轉發(fā)器從和/或者向無線電接入點轉發(fā)消息。對所要轉發(fā)的消息的轉發(fā)器側處 理的規(guī)模在本發(fā)明的框架內可以不同，因此例如可以不進行處理，也就是說，它是用于放大和轉發(fā)(英語amplify and forward)的轉發(fā)器鵬明的轉發(fā)器， 或者可以在重新發(fā)送之前進，，科馬和重新編碼。在下文中出發(fā)點是，所考察的 轉發(fā)器REP是一種"amplify and forward"或透明的轉發(fā)器。依據本發(fā)明的方法分為兩個階段開始時在上行方向上、也就是圖1和2 中所示的從用戶臺MT向無線電接入點AP傳輸消息并且隨后進行下行方向 上、也就是圖3和4中所示的從無線電接入點AP向用戶臺MT的消息傳輸。在圖1所示的第一方法步驟中，用戶臺MT發(fā)送導頻消息PILOT。在圖1至 4中，所發(fā)送的信號通過字母s ^和所接收的信號M;字母e表示。用戶臺 MT以信號sM的形式發(fā)送導頻信號PILOT。由轉發(fā)器REP以信號q的形式、 并由無線電接入點AP以信號的形式接收導頻信號PILOT。用于從用戶臺 MT向無線電接入點AP ^tl信息的無線電信道用H皿表示，用于/Affl戶臺MT 向轉發(fā)器REP傳輸信息的該無線電信道用H皿表示。在圖2所示的第二方法步驟中，轉發(fā)器REP以信號&的形式發(fā)送導頻信 號PILOT。用于從轉發(fā)器REP向無線電接入點AP傳輸信息的無線電信道用IV 表示。由無線電接入點AP以信號eA2的形式接收導頻信號PILOT。在上行方向上所發(fā)送和接收的信號之間存在下列關系-eW = . S虼^ = ^M」.S乾 ="^A4 . ^ °表示不同無線電信道的參量H —般是復矩陣，其中所m和接收的信號s 或e是矢量。因為轉發(fā)器REP是一種透明的轉發(fā)器，所以適用&=&。因此由無線電 接入點AP所接收的總信號得出
無線電接入點AP己知由用戶臺所發(fā)送的信號sm，因為在這種情況下是導頻信號PELOT。無線電接入點AP對所接收的兩個信號和^2進行信道估計 并因此確定與所描述的傳輸方法相關的上行方向上在用戶臺MT與無線電接入 點AP之間的無線電信道的總信道矩陣H。下面應該從無線電接入點AP向用戶臺MT傳輸消息MESSAGE。為此， 無線電接入點AP在第一方法步驟中在圖3所示的下行方向上將消息MESSAGE 以信號的形式發(fā)送到轉發(fā)器REP，所述轉發(fā)器REP以信號&的形式接收消 息MESSAGE。用于從無線電接入點AP到轉發(fā)器REP傳輸消息的無線電信道 用H^t表示，其中，矩陣H^t是轉置矩陣H^。隨后在第二方法步驟中，在圖4所示的下行方向上將消息MESSAGE以 信號sA2的形式從無線電接入點AP縱給用戶臺MT。用于從無線電接入點AP 到用戶臺MT傲俞消息的無線電信道用H皿t標，其中，矩陣H^t是轉置矩 陣H^。與從無線電接入點AP向用戶臺MT傳輸消息MESSAGE同時地，也 從轉發(fā)器REP向用戶臺MIM輸消息MESSAGE,其中，轉發(fā)器REP發(fā)送信 號V用于從轉發(fā)器REP到用戶臺MT傳輸消息的無線電信道用H乂表示， 其中，矩陣H^t是轉置矩陣H,。通過無線電接入點AP和轉發(fā)臺REP同時 或者時間上相互間略微延ifii也發(fā)送消息MESSAGE鄉(xiāng)行同時傳輸，使得用戶 臺MT以信號^的形式接收兩個消息MESSAGE的重疊。允許的延遲的參量 此外也從信道脈沖應答中得出并且基于此前戶，行的信道估計而對無線電接入 點AP是已知的。在OFDM系統情況下延遲應該是這樣的，即由用戶臺MT以 相同的OFDM符號接收兩個消息MESSAGE。只要兩個相鄰的OFDM符號之 間的《尉戶周期(guardperiod)足夠大，就可以不用明確地確定延遲。在下行方向上所發(fā)送和接收的信號之間存在下列關系因為轉發(fā)器REP皿明的轉發(fā)器，所以適用&=^。因此由用戶臺MT 接收的總信號得出
<formula>formula see original document page 8</formula>與所描述的傳輸方法相關的下行方向的總信道矩陣是上行方向的轉置總信道矩陣H，其中假^i:行方向與下行方向的Mt頻率一致。在戶皿方法中，為了從無線電接入點AP向用戶臺ivrr傳輸消息，通過無線電接入點AP雙重錢消息。依據現有技術，為了從無線電接入點AP向用 戶臺MT傳輸消息，f觀過無線電接入點AP進行消息的單次縱，戶脫消息隨后由轉發(fā)器REP轉發(fā)給用戶臺。所述實施的優(yōu)點在于，在上行方向和下行 方向上存在信道的可逆性，其中在所述實施中用戶臺MT接收作為由轉發(fā)器REP 和由無線電接入點AP所發(fā)送的消息的重疊的消息。這意味著，上行方向的總 信道矩陣H對應于下行方向的轉置總信道矩陣(HO t。這對于依據現有技術 從無線電接入點AP向用戶臺MT的消息傳輸來說是不存在的。依據現有技術 在上行方向和下行方向上信道的可逆性特別是在TDD系統和傳輸信道時間不 變特性的情況下也是不存在的。在上行方向和下行方向上信道的可逆性可以被使用，以便無線電接入點AP 在消息的兩次發(fā)^t前分別進行預失真，使得可以停止修正由用戶臺所接收的 重疊的消息。為此無線電接入點AP使用由其根據戶，方法步驟在上行方向上 獲取的信道估計結果。這導致無線電通信系統的用戶臺可以以更簡單的方式來 構造。通過取消用戶臺對信道估計的消耗，可以在用戶臺中更加fflilitt行信 號分析。如此執(zhí)行由無線電接入點AP所發(fā)送的消息的預失真，使得"反向先 進行"通過無線電信道所造成的發(fā)送信號變化，以便幾乎未失真的信號到達接 收機。這在多個用戶臺方面可以同時進行，使得接收機考慮向不同接收機所發(fā) 送的信號的相互間干擾(g傳輸(Joint Transmission))。由用戶臺所接收的信號的質量相對于現有技術有所提高的另一個原因在 于，依據本發(fā)明存在更大的發(fā)射矢量。因此依據本發(fā)明，該發(fā)射矢量由于通過無線電接入點AP的兩次發(fā)送而由兩個單獨的發(fā)射矢量組成P^ = ^。這種V 乂雙重發(fā)送雖然需要對無線電資源的較高耗費，但優(yōu)勢在于在接收機處所提高的 信號質量的積極效應。這特別是存在差的無線電傳輸劍牛盼瞎況下適用。雖然在圖1至4示出了用戶臺MT和無線電接入點AP分別具有激寸和接
收天線的情況，而本發(fā)明有利地也可以被應用于在，機和域者接收機中多個，和接收天線(MMO:多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output))的情況。附加地或者可替代地，本發(fā)明可以被應用于以下情況，即不僅一個轉發(fā) 器、而是多個轉發(fā)器從或者向無線電接入點AP或用戶臺MT轉發(fā)消息。這特 別是在MMO系統中導致信道特性的明顯改善。
權利要求
1.用于通過無線電從發(fā)射機(AP)向接收機(MT)傳輸消息(MESSAGE)的方法，其中，在第一步驟中，發(fā)射機(AP)將消息(MESSAGE)發(fā)送到轉發(fā)臺(REP)，其特征在于，隨后在第二步驟中將消息(MESSAGE)在時間上同時地從發(fā)射機(AP)和轉發(fā)臺(REP)傳輸到接收機(MT)。
2. 按權利要求1戶服的方法，其特征在于，在第一步mt前鄉(xiāng)機(AP) 一方面直接從接收機(MT)和另一方面從此前己經從接收機(MT)接收了第 二消息(PILOT)的轉發(fā)臺(REP)接收第二消息(PILOT)。
3. 按權禾腰求2戶腿的方法，^)#征在于，在j頓雙重接收的第二消息 (PILOT)的情況下下進行信道估計。
4. 按權利要求3所述的方法，其特征在于，劃対幾(AP)在第一步驟 的消息發(fā)送之前在使用信道估計的結果的情況下進行對消息(MESSAGE)的 處理。
5. 按權利要求4戶服的方法，其特征在于，對消息(MESSAGE)的處 理在^傳輸方法的框架內進行。
6. 按權利要求3至5之一戶腿的方法，其特征在于，鄉(xiāng)機(AP)向 接收機(MT)發(fā)送關于所進行的信道估計的信息。
7. 按權利要求6所述的方法，其特征在于，接收機(MT)在接收到消 息(MESSAGE)之后在〗OT信道估計的結果的情況下進行對消息(MESSAGE) 的處理。
8. 用于通過無線電發(fā)送消息(MESSAGE)的徵寸機(AP)，具有用于 在第一步驟中向轉發(fā)臺(REP)發(fā)送消息(MESSAGE)的裝置，其特征在于 用于隨后在第二步驟中向接收機(MT)發(fā)送消息(MESSAGE)使得消息(MESSAGE)在時間上與通過轉發(fā)臺(REP)向接收機(MT)所發(fā)送的消息 (MESSAGE)同時地到達接收機(MT)的CT。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過無線電從發(fā)射機(AP)向接收機(MT)傳輸消息(MESSAGE)的方法。在第一步驟中，發(fā)射機(AP)將消息(MESSAGE)發(fā)送到轉發(fā)臺(REP)。依據本發(fā)明隨后在第二步驟中將消息(MESSAGE)在時間上同時地從發(fā)射機(AP)和轉發(fā)臺(REP)傳輸到接收機(MT)。此外本發(fā)明還涉及一種用于實施該方法的發(fā)射機(AP)。
文檔編號H04B7/155GK101133569SQ200580043726
公開日2008年2月27日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權日2004年12月20日
發(fā)明者M·維克勒, P·W·貝爾, T·韋伯, W·茲爾瓦斯 申請人:諾基亞西門子通信有限責任兩合公司