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通信方法

文檔序號:7848542閱讀:338來源:國知局
專利名稱:通信方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及ー種通信方法。
背景技術(shù)
在點對點(PtoP)通信中,由于包括許多放大器、濾波器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器的射頻(RF)鏈的成本和復(fù)雜性,存在對發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的限制。為增強(qiáng)在這些情況下的通信性能,已將具有低功率協(xié)作的多重發(fā)射機(jī)考慮作為用于未來通信的候選。具有中繼的這種協(xié)作式通信協(xié)議的示例為物理層網(wǎng)絡(luò)編碼、模擬網(wǎng)絡(luò)編碼以及各種混合方法。然而,所提及的中繼協(xié)議由于在中繼節(jié)點處的發(fā)射和接收需要使用雙信道而遭受頻譜效率損耗。換言之,由于半雙エ(HD)中繼無法同時接收和發(fā)射信號,因此需要額外的時間、頻率和/或代碼資源。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言,本發(fā)明涉及雙重時空發(fā)射分集雙路徑中繼系統(tǒng)。本發(fā)明還可能涉及在中繼節(jié)點處的相位旋轉(zhuǎn)處理、基于信噪比(SNR)的鏈路選擇、包括訓(xùn)練序列的幀結(jié)構(gòu)、兩個中繼和/或蜂巢規(guī)劃策略的發(fā)射模式和接收模式。這可以具有減少中繼節(jié)點之間的同信道干擾(CCI)、減少蜂巣間干擾(ICI)、減少位錯誤率和/或減少反饋信息量的優(yōu)點。在本發(fā)明的第一具體表達(dá)型式中提供ー種通信方法,包括在時間=t時第一多重天線中繼節(jié)點對來自源節(jié)點的第一 STBC編碼信號,和來自第二多重天線中繼節(jié)點的第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的STBC信號進(jìn)行解碼和轉(zhuǎn)發(fā),并且目的地DSTTD接收機(jī)對來自所述源節(jié)點的所述第一STBC編碼信號,和來自所述第ニ多重天線中繼節(jié)點的所述第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的STBC信號進(jìn)行解碼;在時間=t+l時所述第二多重天線中繼節(jié)點接收來自所述源節(jié)點的第二 STBC編碼信號,和來自所述第一多重天線中繼節(jié)點的第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號,并且所述目的地DSTTD接收機(jī)對來自所述源節(jié)點的所述第二 STBC編碼信號,和來自所述第一多重天線中繼節(jié)點的所述第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號進(jìn)行解碼。所述方法可以進(jìn)一歩包括相位旋轉(zhuǎn)預(yù)處理。所述方法可以進(jìn)一歩包括基于后處理SNR對預(yù)處理矩陣進(jìn)行優(yōu)化。在所述目的地DSTTD接收機(jī)處,基于后處理SNR可以選擇直接鏈路或者中繼鏈路。所述解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的步驟可以包括DSTTD檢測。所述方法可以進(jìn)一歩包括對于所述STBC編碼信號和經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號中的各個信號,基于幀結(jié)構(gòu)中的正交訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計??梢詫⒎鋷z分成多個扇區(qū),各個扇區(qū)均具有正交頻帶,并且在各個扇區(qū)內(nèi)可以選擇所述第一多重天線中繼節(jié)點和所述第二多重天線中繼節(jié)點。
可以由多個相鄰蜂巣形成簇,其中第一蜂巣中的第一扇區(qū)和第二蜂巣中的第二扇區(qū)可以共享相同的頻帶,并且其中選擇所述第一多重天線中繼節(jié)點和所述第二多重天線中繼節(jié)點的步驟可以包括分別將最接近于所述第二扇區(qū)的所述第一扇區(qū)中的中繼節(jié)點選擇為所述第一多重天線中繼節(jié)點或者所述第二多重天線中繼節(jié)點,以及將最接近于所述第一扇區(qū)的所述第二扇區(qū)中的中繼節(jié)點選擇為所述第二多重天線中繼節(jié)點或者所述第一多重天線中繼節(jié)點。所述STBC編碼信號和經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號可以包括雙路徑中繼分時雙エ(TDD)幀結(jié)構(gòu),其中所述幀結(jié)構(gòu)可以包括用于上行鏈路數(shù)據(jù)傳送、下行鏈路數(shù)據(jù)傳送、相位旋轉(zhuǎn)反饋和鏈路選擇反饋的時槽。所述方法可以進(jìn)一歩包括包括上行鏈路和下行鏈路的雙向通信。ー種集成電路可以根據(jù)所述方法來通信。一種移動站可以根據(jù)所述方法來通信。 ー種基地站可以根據(jù)所述方法來通信。ー種中繼站可以根據(jù)所述方法來通信。在本發(fā)明的第二具體表達(dá)型式中提供ー種通信系統(tǒng),包括多重天線源,其被配置以發(fā)射STBC編碼信號;至少兩個多重天線DSTTD中繼節(jié)點,其被配置以交替地對STBC編碼信號進(jìn)行解碼和轉(zhuǎn)發(fā);以及DSTTD接收機(jī),其被配置以對這些STBC編碼信號和這些中繼信號進(jìn)行解碼。本發(fā)明的發(fā)射方法的特定實施例可以具有ー個以上以下優(yōu)點-具有優(yōu)于例如PtoP直接通信系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的性能改善;-與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比,具有更低的位錯誤率(BER);-使用最小量反饋信息以帶來改善的系統(tǒng)性能;-具有與用于全雙エ系統(tǒng)的頻譜效率相同的頻譜效率;-減少中繼器間干擾;-減少蜂巣間干擾;以及-與例如使用放大并轉(zhuǎn)發(fā)中繼法的系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比,減少或者消除在中繼器處收集的并且轉(zhuǎn)發(fā)至目的地的噪聲。


現(xiàn)將參照以下附圖來描述本發(fā)明的ー個以上示例性實施例,在附圖中圖I為圖示根據(jù)示例性實施例的發(fā)射方法的示意圖;圖2 (a)為圖示當(dāng)使用于圖I的方法中時在時槽t的源處的第t個時空區(qū)塊編碼幀的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖2 (b)為圖示當(dāng)使用于圖I的方法中時在時槽t的中繼節(jié)點處的第t個時空區(qū)塊編碼幀的結(jié)構(gòu)的示意圖;圖3為圖示當(dāng)使用于圖I的方法中時在不同時槽上的節(jié)點的發(fā)射模式的示意圖;圖4為圖示使用于圖I的方法中的有效單元規(guī)劃的示意圖;圖5為圖示用于圖4的單元規(guī)劃的簇結(jié)構(gòu)的示意圖6 (a)為圖示用于基地站的幀的常規(guī)點對點時分多路復(fù)用(TDD) /正交分頻多路存取(OFDMA)通信的頻譜使用的示意圖;圖6 (b)為圖示如圖6 (a)中所示但是用于用戶節(jié)點的常規(guī)點對點TDD/0FDMA通信的頻譜使用的示意圖;圖7 (a)為圖示在圖I的方法中用于基地站的幀的TDD/0FDMA通信的頻譜使用的示意圖;圖7 (b)為圖示如圖7 (a)中所示但是用于用戶節(jié)點的TDD/0FDMA通信的頻譜使用的不意圖;圖7 (C)為圖示如第圖(a)中所示但是用于第一中繼節(jié)點的TDD/0FDMA通信的頻譜使用的示意圖;圖7 (d)為圖示如圖7 (a)中所示但是用于第二中繼節(jié)點的TDD/0FDMA通信的頻 譜使用的示意圖;圖8 Ca)為隨著從源至目的地的鏈路的所接收的SNR改變,比較基于DSTTD的雙路徑中繼通信的直接鏈路與中繼鏈路的BER性能的圖表;圖8 (b)為隨著從源至中繼器的鏈路的所接收的SNR改變,比較基于DSTTD的雙路徑中繼通信的直接鏈路與中繼鏈路的BER性能的圖表;圖9 Ca)為隨著從源至目的地的鏈路的所接收的SNR改變,比較在不同反饋條件下基于DSTTD的雙路徑中繼通信的BER性能的圖表;圖9 (b)為隨著從源至中繼器的鏈路的所接收的SNR改變,比較在不同反饋條件下基于DSTTD的雙路徑中繼通信的BER性能的圖表;以及圖10為圖示在不同時槽上的圖I的發(fā)射方法的流程圖。
具體實施例方式在本說明書中可能使用以下符號。對于向量或者矩陣而言,上標(biāo)‘T’和分別表示轉(zhuǎn)置和復(fù)共軛轉(zhuǎn)置。對于標(biāo)量W而言,記號Iwl表示w的絕對值。對于矩陣W而言,記號I |W| If表示w的弗洛比尼斯范數(shù)。Ow表示《乘《零矩陣,并且Iw表示W(wǎng)乘W単位矩陣。記號W—1表示矩陣W的逆矩陣。[W]u表示W(wǎng)的第I個對角元素。Eレ]表示隨機(jī)變量的期望值。圖I圖示出根據(jù)示例性實施例的發(fā)射方法100。該發(fā)射使用雙路徑雙重時空發(fā)射分集(DSTTD),并且從源S 102經(jīng)由中繼站Rl 110和R2 112至目的地D 120而發(fā)生。中繼站Rl 110和R2 112可以以解碼并轉(zhuǎn)發(fā)(DF)的方式進(jìn)行中繼。與使用例如放大并轉(zhuǎn)發(fā)中繼法的其他中繼形式的系統(tǒng)對比,DF的使用可以具有減少或者消除轉(zhuǎn)發(fā)至目的地的在中繼器處收集的噪聲的優(yōu)點。在本說明書中,使用術(shù)語“節(jié)點”是用于指代用作方法100中的源、中繼站或者目的地的裝置。發(fā)射在多個時槽上發(fā)生。舉例而言,用于兩個時槽t=2和t=3的節(jié)點的發(fā)射模式圖示于圖I中。在t=2中,S 102和Rl 110用作發(fā)射機(jī),而R2 112和D 120用作接收機(jī)。在t=3中,S 102和R2 112用作發(fā)射機(jī),而RlllO和D 120用作接收機(jī)。圖2示出了(a)在時槽t的源S 102處的第t個時空區(qū)塊編碼(STBC)幀202,以及(b)在時槽t的中繼節(jié)點處的第t個STBC幀204的結(jié)構(gòu)。圖2圖示為時域正交結(jié)構(gòu),但是該結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于頻域上的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。第t個STBC幀202、204具有各自包括L個STBC區(qū)塊210的時域正交結(jié)構(gòu)。幀還可以包括ー個以上訓(xùn)練區(qū)塊230,訓(xùn)練區(qū)塊230包含用于在中繼鏈路和/或直接鏈路上可選地執(zhí)行信道估計的訓(xùn)練序列。訓(xùn)練序列被布置成具有正交訓(xùn)練結(jié)構(gòu)。當(dāng)任何節(jié)點正作用為接收機(jī)時,可以執(zhí)行可選的信道估計。方法100中所使用的每個節(jié)點都具有兩個天線。然而,還設(shè)想節(jié)點可以各自具有多于兩個的天線。因此,待發(fā)射的數(shù)據(jù)可以由2乘2的STBC符號區(qū)塊來表示,其中區(qū)塊的各列分別表示每個天線的數(shù)據(jù)。因此,L個STBC區(qū)塊中的信息可以表示為
權(quán)利要求
1.ー種通信方法,包括 在時間=t時 第一多重天線中繼節(jié)點對來自源節(jié)點的第一時空區(qū)塊編碼信號,和來自第二多重天線中繼節(jié)點的第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的時空區(qū)塊編碼信號進(jìn)行解碼并且轉(zhuǎn)發(fā),以及 目的地雙重時空發(fā)射分集接收機(jī)對來自所述源節(jié)點的所述第一時空區(qū)塊編碼信號,和來自所述第二多重天線中繼節(jié)點的所述第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的時空區(qū)塊編碼信號進(jìn)行解碼; 在時間=t+l時 所述第二多重天線中繼節(jié)點接收來自所述源節(jié)點的第二時空區(qū)塊編碼信號,和來自所述第一多重天線中繼節(jié)點的第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號,以及 所述目的地雙重時空發(fā)射分集接收機(jī)對來自所述源節(jié)點的所述第二時空區(qū)塊編碼信號,和來自所述第一多重天線中繼節(jié)點的所述第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號進(jìn)行解碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,進(jìn)ー步包括相位旋轉(zhuǎn)預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法,進(jìn)ー步包括基于后處理信噪比對預(yù)處理矩陣進(jìn)行優(yōu)化。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,進(jìn)ー步包括在所述目的地雙重時空發(fā)射分集接收機(jī)處基于后處理信噪比來選擇直接鏈路或者中繼鏈路。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,其中所述解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的步驟包括雙重時空發(fā)射分集檢測。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,進(jìn)ー步包括對于所述時空區(qū)塊編碼信號以及經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號中的每個信號,基于幀結(jié)構(gòu)中的正交訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,進(jìn)ー步包括將蜂窩分成多個扇區(qū),每個扇區(qū)均具有正交頻帶;并且在每個扇區(qū)內(nèi)選擇所述第一多重天線中繼節(jié)點和所述第二多重天線中繼節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,進(jìn)ー步包括由多個相鄰蜂窩形成簇,其中第一蜂窩中的第一扇區(qū)和第二蜂窩中的第二扇區(qū)共享相同的頻帶,并且其中選擇所述第一多重天線中繼節(jié)點和所述第二多重天線中繼節(jié)點的步驟包括分別將最接近于所述第二扇區(qū)的所述第一扇區(qū)中的中繼節(jié)點選擇為所述第一多重天線中繼節(jié)點或者所述第二多重天線中繼節(jié)點,以及將最接近于所述第一扇區(qū)的所述第二扇區(qū)中的中繼節(jié)點選擇為所述第二多重天線中繼節(jié)點或者所述第一多重天線中繼節(jié)點。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,其中所述時空區(qū)塊編碼信號和經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號包括雙路徑中繼分時雙エ幀結(jié)構(gòu),其中所述幀結(jié)構(gòu)包括用于上行鏈路數(shù)據(jù)傳送、下行鏈路數(shù)據(jù)傳送、相位旋轉(zhuǎn)反饋以及鏈路選擇反饋的時槽。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法,進(jìn)ー步包括包括上行鏈路和下行鏈路的雙向通信。
11.ー種集成電路,其被配置以根據(jù)如權(quán)利要求I至權(quán)利要求10中任一項所述的方法來通信。
12.—種移動站,其被配置以根據(jù)如權(quán)利要求I至權(quán)利要求10中任一項所述的方法來通信。
13.—種基地站,其被配置以根據(jù)如權(quán)利要求I至權(quán)利要求10中任一項所述的方法來通信。
14.ー種中繼站,其被配置以根據(jù)如權(quán)利要求I至權(quán)利要求10中任一項所述的方法來通信。
15.ー種通信系統(tǒng),包括 多重天線源,其被配置以發(fā)射時空區(qū)塊編碼信號; 至少兩個多重天線雙重時空發(fā)射分集中繼節(jié)點,其被配置以交替地對時空區(qū)塊編碼信號進(jìn)行解碼和轉(zhuǎn)發(fā);以及 雙重時空發(fā)射分集接收機(jī),其被配置以對所述時空區(qū)塊編碼信號和經(jīng)中繼的信號進(jìn)行解碼。
全文摘要
一種通信方法,其包括在時間=t時第一多重天線中繼節(jié)點對來自源節(jié)點的第一STBC編碼信號,和來自第二多重天線中繼節(jié)點的第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的STBC信號進(jìn)行解碼并且轉(zhuǎn)發(fā),以及目的地DSTTD接收機(jī)對來自該源節(jié)點的該第一STBC編碼信號,和來自該第二多重天線中繼節(jié)點的該第一經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的STBC信號進(jìn)行解碼;在時間=t+1時該第二多重天線中繼節(jié)點接收來自該源節(jié)點的第二STBC編碼信號,和來自該第一多重天線中繼節(jié)點的第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號,以及該目的地DSTTD接收機(jī)對來自該源節(jié)點的該第二STBC編碼信號,和來自該第一多重天線中繼節(jié)點的該第二經(jīng)解碼和轉(zhuǎn)發(fā)的信號進(jìn)行解碼。
文檔編號H04B7/15GK102845030SQ201180014046
公開日2012年12月26日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者鄭鎮(zhèn)坤, 孫素梅 申請人:新加坡科技研究局
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