專(zhuān)利名稱(chēng)：通信中數(shù)據(jù)中繼的方法和中繼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通信中數(shù)據(jù)中繼的方法和中繼設(shè)備。
背景技術(shù)：
在小區(qū)邊緣同時(shí)存在著來(lái)自本小區(qū)和臨近小區(qū)的信號(hào)。例如，上行信道中，基站會(huì)接收到來(lái)自相鄰小區(qū)的用戶的信號(hào)，下行信道中，用戶會(huì)接收到來(lái)自于相鄰小區(qū)的基站的信號(hào)。來(lái)自于相鄰小區(qū)的信號(hào)對(duì)本小區(qū)便構(gòu)成小區(qū)間干擾(Adjacent Cell Interference,ACI)，將嚴(yán)重影響性能。為了抑制ACI，長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution,LTE)中引入了多點(diǎn)協(xié)作傳輸(Coordinated Multiple Points Transmission, CoMP)的概念，通過(guò)小區(qū)間的協(xié)同來(lái)降低ACI對(duì)性能的影響。LTE中的CoMP技術(shù)可大致分為兩類(lèi):聯(lián)合發(fā)送/接收(Joint Transmission/Reception, JT/JR)以及協(xié)作波束成型(Cooperative Beam Forming, CBF)。JT/JR通過(guò)在相鄰小區(qū)的基站間共享要發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)，將各小區(qū)要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)聯(lián)合編碼后在各基站上發(fā)送或相應(yīng)地對(duì)各小區(qū)接收到的信號(hào)進(jìn)行合并、聯(lián)合檢測(cè)。CBF技術(shù)是令各小區(qū)用戶向自己所屬的基站反饋從本小區(qū)基站到自己的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)，以及從相鄰小區(qū)到自己的CSI，基站接收到反饋的CSI后再分別傳遞給對(duì)應(yīng)的基站。各基站在獲得CSI之后,便可以通過(guò)設(shè)計(jì)合適的發(fā)送波束成型(Beam Forming,BF)矢量(下行)或者接收BF矢量(上行)，使自己發(fā)送的信號(hào)在鄰小區(qū)用戶處落在零空間上，或是鄰小區(qū)用戶發(fā)送的信號(hào)落在自己的接收空間的零空間上，從而消除ACI。JT/JR不僅需要在小區(qū)間共享CSI，還需要共享各小區(qū)的發(fā)送信號(hào)/接收信號(hào)，勢(shì)必對(duì)基站間的通信造成非常沉重的壓力；CBF是將通信資源從空間上進(jìn)行正交劃分，它只能分配信道容量而不能共享信道容量，信道容量損失很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種通信中數(shù)據(jù)中繼的方法和中繼設(shè)備，可以提高信道容量并降低通信壓力。本發(fā)明實(shí)施例提供一種通信中數(shù)據(jù)中繼的方法，包括:獲取信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括:基站與中繼之間的信道狀態(tài)信息、中繼與用戶設(shè)備之間的信道狀態(tài)信息，用戶設(shè)備與基站之間的信道狀態(tài)信息；根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中；接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例提供一種中繼設(shè)備，包括:
獲取模塊，用于獲取信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括:基站與中繼之間的信道狀態(tài)信息、中繼與用戶設(shè)備之間的信道狀態(tài)信息，用戶設(shè)備與基站之間的信道狀態(tài)信息；計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中；傳輸模塊，用于接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)亥IJ，向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)發(fā)端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，該加權(quán)處理可以使得收端的干擾信號(hào)對(duì)齊到一個(gè)子空間，這樣就可以采用盡可能多的維度來(lái)傳輸有用數(shù)據(jù)，從而提高小區(qū)容量。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法一實(shí)施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法另一實(shí)施例的流程示意圖；圖3為圖2對(duì)應(yīng)的下行傳輸示意圖；圖4為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法另一實(shí)施例的流程示意圖；圖5為圖4對(duì)應(yīng)的下行傳輸示意圖；圖6為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法另一實(shí)施例的流程示意圖；圖7為圖6對(duì)應(yīng)的傳輸示意圖；圖8為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法另一實(shí)施例的流程示意圖；圖9為本發(fā)明的仿真結(jié)果示意圖；圖10為本發(fā)明中繼設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法一實(shí)施例的流程示意圖，包括:步驟11:中繼獲取信道狀態(tài)信息,所述信道狀態(tài)信息包括:基站與中繼之間的信道狀態(tài)信息、中繼與用戶設(shè)備之間的信道狀態(tài)信息，用戶設(shè)備與基站之間的信道狀態(tài)信息；步驟12:中繼根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中；
步驟13:中繼接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，對(duì)于收端，收端可以根據(jù)所述加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)和所述發(fā)端在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻的發(fā)送數(shù)據(jù)得到接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)先確定的收端碼本和所述接收數(shù)據(jù)檢測(cè)出發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例中，為了提高小區(qū)邊緣容量，在基站和用戶設(shè)備通信的系統(tǒng)中引入中繼，該中繼也叫中繼節(jié)點(diǎn)，是一種通信設(shè)備，使得下行傳輸時(shí)，作為發(fā)端的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中繼的加權(quán)處理后再發(fā)送給作為收端的用戶設(shè)備，上行傳輸時(shí)，作為發(fā)端的用戶設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中繼的加權(quán)處理后再發(fā)送給作為收端的基站。中繼在加權(quán)處理時(shí)使得收端的干擾信號(hào)對(duì)齊到一個(gè)子空間中，這樣就可以節(jié)省出盡可能多的維度來(lái)傳輸有用數(shù)據(jù)，從而提高小區(qū)容量。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的方案可以稱(chēng)之為利用干擾對(duì)齊(Interference Alignment, IA)提高小區(qū)邊緣容量的方案。本實(shí)施例通過(guò)對(duì)發(fā)端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，該加權(quán)處理可以使得收端的干擾信號(hào)對(duì)齊到一個(gè)子空間，這樣就可以采用盡可能多的維度來(lái)傳輸有用數(shù)據(jù)，從而提高小區(qū)容量。圖2為本發(fā)明通信中數(shù)據(jù)中繼的方法另一實(shí)施例的流程示意圖，本實(shí)施例以下行傳輸為例，圖3為圖2對(duì)應(yīng)的下行傳輸不意圖。

參見(jiàn)圖3，下行信道傳輸系統(tǒng)中，假設(shè)該系統(tǒng)中共有C個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)基站，每個(gè)小區(qū)中有K個(gè)用戶設(shè)備。在本實(shí)施例中，假設(shè)每個(gè)用戶設(shè)備和基站都配備M根天線。系統(tǒng)中還有一個(gè)配有隊(duì)根收天線、Mr根發(fā)天線的中繼。參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例包括:步驟21:在數(shù)據(jù)傳輸之前，中繼獲取信道狀態(tài)信息。其中，獲取信道狀態(tài)信息可以具體包括:中繼通過(guò)信道估計(jì)得到各基站到中繼的信道狀態(tài)信息力；，中繼接收各用戶設(shè)備反饋的中繼到各用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息以及中繼接收各基站反饋的各基站到用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息，上述的各基站到用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息是各用戶設(shè)備反饋給各基站，并由各基站反饋給中繼的。其中，表示基站c到中繼的信道狀態(tài)信息表示中繼到小區(qū)I的用戶設(shè)備s
的信道狀態(tài)信息表示基站c到小區(qū)I的用戶設(shè)備s的用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息；c =I，...，C， I I，...，C，s I，...，K。步驟22:中繼根據(jù)信道狀態(tài)信息計(jì)算各時(shí)刻的加權(quán)系數(shù)。其中，為了令所有干擾信號(hào)對(duì)齊到一個(gè)MK維的子空間中，中繼需要計(jì)算得到一組加權(quán)系數(shù){Gk}，k= 1,2,…，K，Gk表示中繼在時(shí)刻k采用的加權(quán)系數(shù)，計(jì)算{Gk}可以通過(guò)下面兩種方法:方法一:求解方程組B1/(R) = B1/{k、,對(duì)于所有的(c，k) Φ (I, s)且(c ' , k) ^ (I, s),即 V (c，k), (c ' , k) ^ (I, s)均成立，來(lái)獲得{Gk},其中BiD = AhsGji人Η —1，c'表示與C不同的基站。方法二:通過(guò)下面的算法計(jì)算{GJ
I)初始化,任意選擇 Gk, k = I, 2...K ；2)計(jì)算可達(dá)容量
權(quán)利要求
1.一種通信中數(shù)據(jù)中繼的方法，其特征在于，包括: 獲取信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括:基站與中繼之間的信道狀態(tài)信息、中繼與用戶設(shè)備之間的信道狀態(tài)信息，用戶設(shè)備與基站之間的信道狀態(tài)信息； 根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中； 接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在下行傳輸時(shí)，所述獲取信道狀態(tài)信息，包括: 中繼通過(guò)信道估計(jì)得到各基站到中繼的信道狀態(tài)信息； 中繼接收各用戶設(shè)備反饋的中繼到各用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息#u ; 中繼接收各基站反饋的各基站到用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息; 其中，表示基站c到中繼的信道狀態(tài)信息，表示中繼到小區(qū)I的用戶設(shè)備s的信道狀態(tài)信息，表示基站c到小區(qū)I的用戶設(shè)備s的信道狀態(tài)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù),包括: 計(jì)算中繼在時(shí)刻k采用的加權(quán)系數(shù)Gk，使得對(duì)于所有的(c，k) Φ (I, s)且(c'，k) ^ (I, s)，方程組Jβ丨’ = Jβ丨; 均成立，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)為:Xc;(t)，x。= [xc(l)T, xc(2)τ,…，xc(K+l)T]T，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在上行傳輸時(shí)，所述獲取信道狀態(tài)信息，包括: 中繼通過(guò)信道估計(jì)得到從各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息力; 中繼接收各用戶設(shè)備反饋的各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息HLt; 中繼接收各基站反饋的中繼到各基站的信道狀態(tài)信息成，以及各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù),包括: 計(jì)算中繼在時(shí)刻k采用的加權(quán)系數(shù)Gk,使得對(duì)于所有的c古I且c' ^ I,以及k古s且k'辛S，方程組= 均成立，其中<(<) =戽1Y表示與c不同的基站，k'表示與k不同的時(shí)刻； 或者，任意選擇 Gk, t = I, 2...K ； 計(jì)算可達(dá)容量c=Τ77Γ Σ (1ο§2 Pt I_ lo§21% I)，其中
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)為
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述發(fā)端和所述收端的天線數(shù)目相同； 當(dāng)所述發(fā)端為基站時(shí)，所述發(fā)端的天線數(shù)目是對(duì)基站的天線進(jìn)行分組后得到的，使得每個(gè)分組內(nèi)的天線數(shù)目與每個(gè)用戶設(shè)備的天線數(shù)目相同；或者，當(dāng)所述收端為基站時(shí)，所述收端的天線數(shù)目是對(duì)基站的天線進(jìn)行分組后得到的，使得每個(gè)分組內(nèi)的天線數(shù)目與每個(gè)用戶設(shè)備的天線數(shù)目相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于， 當(dāng)所述發(fā)端為基站時(shí)，所述收端為分組后的用戶設(shè)備，其中，用戶設(shè)備被分為R組，前R-1組中，每組包括[文/尺」個(gè)用戶設(shè)備，第R組包括尺-(尺-1)^/尺」個(gè)用戶設(shè)備，i = L#/M」，K為用戶設(shè)備的總數(shù)目，N為基站天線的總數(shù)目，M為每個(gè)用戶設(shè)備的天線數(shù)目，L」表示向下取整；或者， 當(dāng)所述收端為基站時(shí)，所述發(fā)端為分組后的用戶設(shè)備，其中，用戶設(shè)備被分為R組，前R-1組中，每組包括ΡΛ 」個(gè)用戶設(shè)備，第R組包括尺-@-1)^/4個(gè)用戶設(shè)備，i = L#/M」，K為用戶設(shè)備的總數(shù)目，N為基站天線的總數(shù)目，M為每個(gè)用戶設(shè)備的天線數(shù)目，L」表示向下取整。
10.一種中繼設(shè)備，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括:基站與中繼之間的信道狀態(tài)信息、中繼與用戶設(shè)備之間的信道狀態(tài)信息，用戶設(shè)備與基站之間的信道狀態(tài)信息； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中； 傳輸模塊，用于接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，在下行傳輸時(shí)，所述獲取模塊具體用于: 通過(guò)信道估計(jì)得到各基站到中繼的信道狀態(tài)信息分ε; 接收各用戶設(shè)備反饋的中繼到各用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息; 接收各基站反饋的各基站到用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息; 其中，表示基站C到中繼的信道狀態(tài)信息，# 表示中繼到小區(qū)I的用戶設(shè)備S的信道狀態(tài)信息，Hf表示基站c到小區(qū)I的用戶設(shè)備s的用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算模塊具體用于:計(jì)算中繼在時(shí)刻k采用的加權(quán)系數(shù)Gk，使得對(duì)于所有的(c，k) Φ (I, s)且(c'，k) Φ (I, S)，方程組歡’ =成 均成立，其中，歡’ =乾',c'表示與c不同的基站； 或者，任意選擇 Gk, k = I, 2...K ； 計(jì)算可達(dá)容量
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，在上行傳輸時(shí)，所述獲取模塊具體用于: 通過(guò)信道估計(jì)得到從各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息分d ; 接收各用戶設(shè)備反饋的各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息HLt; 接收各基站反饋的中繼到各基站的信道狀態(tài)信息以及各用戶設(shè)備到基站的信道狀態(tài)信息^Ar
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算模塊具體用于:計(jì)算中繼在時(shí)亥IJk采用的加權(quán)系數(shù)Gk，使得對(duì)于所有的c古I且c'古1，以及k古s且k'古S，方程組
全文摘要
本發(fā)明提供一種通信中數(shù)據(jù)中繼的方法和中繼設(shè)備。該方法包括獲取信道狀態(tài)信息；根據(jù)所述信道狀態(tài)信息計(jì)算得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，使得收端的干擾對(duì)齊到一個(gè)子空間中；接收發(fā)端發(fā)送的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)是所述發(fā)端根據(jù)預(yù)先確定的發(fā)端碼本對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的，并在所述當(dāng)前時(shí)刻的下一時(shí)刻，中繼向收端發(fā)送用所述加權(quán)系數(shù)對(duì)所述當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例可以提高信道容量并降低通信壓力。
文檔編號(hào)H04W16/02GK103179569SQ20111043242
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者王雪松, 張永平 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司