碼分復用方法及利用該方法的發送設備和接收設備的制作方法

專利名稱：碼分復用方法及利用該方法的發送設備和接收設備的制作方法
技術領域：
本公開涉及通信領域的信號復用方法和參考信號的設計。
背景技術：
碼分多址(CDM)技術被廣泛應用于無線通信技術領域。最經典的碼分多址技術是使用不同的正交(orthogonal)序列對不同信號進行擴展后疊加，以利用不同序列之間的正交特性來消除疊加信號間的干擾。因為這樣的優點，碼分多址技術被廣泛應用于通信系統中對不同的信號進行復用。圖UA)至圖I(D)是示出使用四維沃什碼(Walsh code)的CDM復用的原理的圖示。如圖I (A)所示，CDM中使用的碼字彼此間是正交的，這意味著不同碼字間的互相關為O。如圖I (B)所示，在CDM復用中，不同的信號SI、S2、S3、S4分別對應不同的碼字，并且 這些不同信號分別與對應的碼字相乗。相乘的結果產生了信號的擴展。不同信號產生的擴展彼此疊加，形成復用后的信號W、X、Y、Z。如圖I (C)所示，將復用后的信號W、X、Y、Z在通信信道上傳輸。CDM對信號的擴展可以在時間域上或頻率域上進行。如圖I (D)所示，在CDM解復用中，將信號與不同的碼字進行相關，以恢復出原始信號SI、S2、S3、S4。在使用正交碼的CDM復用中，不同正交碼字間的正交性是最本質的特點。在無線通信中，最廣泛使用的正交碼是Walsh碼，但是這種碼長度只能為2、4、8、16…(2的冪)。對于其它長度的正交序列，要用其它的構造方法，比如長度為3的正交序列，可以用3*3的傅立葉變換矩陣獲得。在CDM復用中，復用前的信號在復用過程中被CDM碼字擴展了。在通信系統中，這種擴展可以是時間域上的，也可以是頻率域上的。正交性要求疊加擴展后的信號的信道是平坦(不變)的。但是，由于通信信道的時間和頻率的選擇性，這ー平坦特性往往不能被滿足。如果擴展后的信道中出現選擇性，那么在CDM解復用中，不同碼字間的正交性也就被破壞了。選擇性越強，這種破環就越嚴重。并且由于正交碼的特點，CDM解復用必須對所有擴展后的信號進行相關，由此造成了 CDM解復用的難度加大。

發明內容
如果能找到ー種編碼復用方法，使CDM解復用無須對所有擴展信號做相關，則通信信道在時間和頻率上的選擇性對CDM解復用的影響就會減小。考慮到上述方面做出了本公開。根據本公開的ー個方面，提供了ー種碼分復用方法，用于使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用，該編碼矩陣包括與該多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，該方法包括將該多個信號的每個信號分別乘以對應碼字中的每個碼片；以及計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，以形成多個復用信號，其中各個碼字中的相應碼片構成多組碼片，并且任意一組碼片與其它組碼片中的一組碼片的差數或者和數中僅有ー項不為零。
根據本公開的另ー個方面，提供了一種解復用方法，包括接收使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用而獲得的多個復用信號；以及計算該多個復用信號中的多對復用信號的差數或者和數，以獲得該多個信號中的相應信號。根據本公開的再ー個方面，提供了ー種發送設備，用于使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用，該編碼矩陣包括與該多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，該發送設備包括復用單元，將該多個信號中的每個信號分別乘以對應碼字中的每個碼片，并計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，以形成多個復用信號；以及發送單元，發送該多個復用信號，其中各個碼字中的相應碼片構成多組碼片，任意ー組碼片與其它組碼片中的至少ー組碼片的差數或者和數中僅有ー項不為零。根據本公開的再ー個方面，提供了ー種接收設備，包括接收單元，接收使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用而獲得的多個復用信號；以及解復用單元，計算該多個復用信號中的多對復用信號的差數或者和數，以獲得該多個信號中的相應信號。根據本公開的基于差分編碼的碼分復用方法及相應的發送設備和接收設備，可以 使得在解復用時受信道的選擇性的影響較小，從而提高信道傳輸質量。


在下面結合附圖對本公開實施例的詳細描述中，本公開的這些和/或其它方面和優點將變得更加清楚并更容易理解，其中圖I (A)至圖I⑶是示出使用四維沃什碼的CDM復用的原理的圖示；圖2是示出根據本公開的通信系統的發送設備的方框圖；圖3是示出根據本公開的通信系統的接收設備的方框圖；圖4(A)至圖4(D)是示出了根據本公開的ー個實施例的利用長度為3的差分編碼矩陣進行復用和解復用的方法的圖示；圖5(A)至圖5(D)是示出了根據本公開的ー個實施例的利用長度為4的差分編碼矩陣進行復用和解復用的方法的圖示；圖6是示出基站向移動終端發送多個數據流的無線通信系統的示意圖；圖7是示出構成基站向移動終端發送的數據流的資源塊的示例的圖示；圖8 (A)至圖8 (C)是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼方式對相鄰小區的解調參考信號進行碼分復用及解復用的圖示；圖9是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼方式對相鄰小區的解調參考信號進行碼分復用及解復用的另ー個示例的圖示；圖10 (A)至圖10 (C)是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼方式對相鄰小區的解調參考信號進行碼分復用及解復用的再一個示例的圖示；圖11 (A)和圖11 (B)是示出多層資源塊中ー層資源塊上在頻率上相鄰的兩個資源塊的圖示；圖12是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼的碼分復用方法的流程圖；以及圖13是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼的解復用方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合附圖詳細描述本公開的具體實施例。如果對有關現有技術的詳細描述可能會混淆本公開的要點，則不會在這里提供其詳細描述。在各個實施例中，相同的附圖標記用于表示執行同樣功能的元件或單元。本發明提出了基于差分編碼的CDM復用和解復用的方法以及在無線通信系統中應用這樣的方法的發送設備和接收設備。 第一實施例圖2是示出根據本公開的實施例的無線通信系統的發送設備的方框圖。如圖2所示，根據本公開的發送設備200包括彼此相互連接的復用單元202和發送單元206。根據本公開的發送設備200還可以包括中央處理單元(CPU) 210，用于執行有關程序，以處理各種數據并控制設備200中的各個單元的操作；只讀存儲器(ROM) 213，用于存儲CPU 210進行各種處理和控制所需的各種程序；隨機存取存儲器(RAM) 215，用于存儲CPU 210在處理和控制過程中臨時產生的中間數據；輸入/輸出(I/O)單元216，用于與外部設備連接，在外部設備和發送設備200之間傳輸各種數據等。上述復用單元202、發送單元206、CPU 210、ROM 213、RAM 215、I/O單元216等可以通過數據和/或命令總線220來連接，并在相互之間傳送信號。上述各個單元不對本公開的范圍構成限制。根據本公開的ー個實施例，也可以通過與上述CPU 210、ROM 213、RAM 215、I/O單元216等相結合的功能軟件來實現復用單元202和發送單元206中的任一単元的功能。并且，復用単元202和發送單元206的功能也可以合并為ー個單元來實現。發送設備200使用編碼矩陣對多個原始信號進行碼分復用，該編碼矩陣包括與多個原始信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片。復用單元202將多個原始信號中的每個原始信號分別乘以對應碼字中的每個碼片，并將每個碼字中的相應碼片與對應原始信號的乘積相加，以形成多個復用信號。發送單元206將多個復用信號通過發送設備200發送出去。根據本公開的ー個實施例，各個碼字中的相應碼片可以構成多組碼片，其中任意一組碼片與其它組碼片中的至少ー組碼片的差數或者和數中僅有ー項不為零。例如,該編碼矩陣是NXM階矩陣A,上述多個原始/[目號是M個/[目號L1, L2, . . . , Lm,編碼矩陣A包括M個碼字[\山[ai,2], ...，[ai，M]，各個碼字中的相應碼片構成了 N組碼片Iia1, j]，[a2, j]，. . .，[aN, j]。這里，i=l. . N, j = I. . M, M和N是大于等于2的正整數,并且M^N,多個復用信號是N個信號S1, S2，. . .，Sn，其中S1 = L1X a1； !+L2 X a1；2+*** +LmX a1；M;S2 = L1X a2’!+L2 X a2…+LmX a2’M;......Sn = L1 Xaiu+!^ X aN’2+…+Lm XaN, M。根據本公開的ー個實施例，上述編碼矩陣A可以這樣構造A=Laijj] aHハ或者丨上％⑴在(I)式中，b可以是任意非零的數，比如是任意非零的實數或者復數。方便起見，可以取b=l。這時，矩陣A為對稱矩陣，即M = N。例如，根據上式(I)可知，長度為3的差分編碼矩陣為
~1 I IA3x3= -I I I(2)
-I -I I除上述之外，還可以根據式(I)獲得長度更長的差分編碼矩陣的示例。編碼矩陣A的上述構造方式不對本公開的范圍構成限制，編碼矩陣A還可以采用其它的方法構造，只要滿足任意一組碼片與其它組碼片中的至少ー組碼片的差數或者和數 中僅有ー項不為零的條件即可。根據本公開的基于差分編碼的發送設備可以使得在解復用時受信道的選擇性的影響較小，從而提高信道傳輸質量。第二實施例圖3是示出根據本公開的實施例的無線通信系統的接收設備的方框圖。如圖3所示，根據本公開的接收設備300包括彼此相互連接的解復用單元302和接收單元306。根據本公開的接收設備300還可以包括中央處理單元(CPU) 310，用于執行有關程序，以處理各種數據并控制設備300中的各個單元的操作；只讀存儲器(R0M)313，用于存儲CPU 310進行各種處理和控制所需的各種程序；隨機存取存儲器(RAM)315，用于存儲CPU310在處理和控制過程中臨時產生的中間數據；輸入/輸出(I/O)単元316，用干與外部設備連接，在外部設備和接收設備300之間傳輸各種數據等。上述解復用單元302、接收單元306、CPU 310、ROM 313、RAM 315、I/O單元316等可以通過數據和/或命令總線320來連接，并在相互之間傳送信號。上述各個單元不對本公開的范圍構成限制。根據本公開的ー個實施例，也可以通過與上述CPU 310、ROM 313、RAM 315、I/O單元316等相結合的功能軟件來實現解復用單元302和接收單元306中的任一單元的功能。并且，解復用單元302和接收單元306的功能也可以合并為ー個單元來實現。本公開的接收設備300中的接收單元306接收使用編碼矩陣對多個原始信號進行碼分復用而獲得的多個復用信號。解復用單元302計算所接收的多個復用信號中的各對復用信號的差數或者和數，以獲得多個原始信號中的相應原始信號。上述編碼矩陣包括與該多個原始信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片。通過將多個原始信號中的每個原始信號分別乘以對應的碼字中的每個碼片，并計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，來形成多個復用信號。例如，該編碼矩陣是NXM階矩陣A，上述多個原始信號是M個信號L1, L2, ...，Lm,編碼矩陣A包括M個碼字[au]，K2], ...，[ai，M]，并且各個碼字中的相應碼片構成了 N組碼片[ay]，[a2,j], . . . , [aN, j]。這里，i=L N，j =しM，M和N是大于等于2的正整數，并且MきN。多個復用イ目號是N個ィ目號S1, S2，. . .，Sn，其中S1 = L1X a1； !+L2 X a1；2+*** +LmX a1；M;S2 — L1X a2，X a2，2+…+Lm X a2，M,......
Sn = L1XaNjL2XaN, 2+…+LMXaN，M。根據本公開的ー個實施例，上述編碼矩陣A也可以構造為如式(I)所示。并且，編碼矩陣A的上述構造方式不對本公開的范圍構成限制，編碼矩陣A還可以采用其它的方法構造，只要滿足任意一組碼片與其它組碼片中的至少ー組碼片的差數或者和數中僅有ー項不為零的條件即可。根據本公開的基于差分編碼的接收設備，可以使得在解復用時受信道的選擇性的影響較小，從而提高信道傳輸質量。 第三實施例圖4(A)至圖4(D)是示出了根據本公開的ー個實施例的利用長度為3的差分編碼矩陣進行碼分復用和解復用的方法的圖示。如圖4 (A)所示，長度為3的差分編碼矩陣如上述式(2)所示。該差分編碼矩陣包括3個碼字，它們分別是碼字I [1，1，I]，碼字2 [1，1，-I]，碼字3 [1，-I, -I]。每個碼字中又包括多個碼片，其中碼字I中包括碼片1，I和1，碼字2中包括碼片1，I和-1，碼字3中包括碼片1，-1，和-1。根據本公開的實施例，將所有碼字中的第一個碼片稱為第一組碼片，將所有碼字中的第二個碼片稱為第二組碼片，并將多有碼字中的第三個碼片稱為第三組碼片。由圖4 (A)中可以容易地看出，相鄰兩組碼片的差數中僅有ー項不為零，相距最遠的兩組碼片的和數中僅有ー項不為零。如圖4 (B)所示，在根據本公開的發送設備200利用差分編碼矩陣進行的CDM復用中，不同的原始信號LI、L2、L3分別對應于不同的碼字。復用單元202將這些不同信號分別與對應的碼字相乗。具體的，復用單元202將每個信號與對應的碼字中的每個碼片相乘，例如，將第一個信號LI分別乘以碼字I中的各個碼片，得到[LI* (I)，LI* (I)，LI* (I)]，將第二個信號L2分別乘以碼字2中的各個碼片，得到[L2*(l)，L2*(l)，L2*(-l)]，將第三個信號L3分別乘以碼字3中的各個碼片，得到[L3*(l), L3*(-l)，L3*(-l)]。相乘的結果產生了信號的擴展，復用單元202再將不同信號產生的擴展相加，以形成復用后的信號S 1、S2、S3。具體地，將每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積相加，以形成多個復用信號。例如，將各個碼字中屬于第一組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號SI =LI* (I)+L2* (I)+L3* (I)，將各個碼字中屬于第二組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S2 = LI* (I)+L2* (I)+L3* (-1)，將各個碼字中屬于第三組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S3 = Ll*(l)+L2*(-1)+L3*(-1)。由此，獲得了復用信號S1、S2、S3。如圖4(C)所示，發送單元206將復用后的信號S1、S2、S3在通信信道上傳輸。CDM對信號的擴展可以在時間域上或頻率域上進行。如圖4 (D)所示，在根據本公開的接收設備300的CDM解復用中，在相鄰的復用信號SI與S2之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L3的碼片項，這樣就可以通過計算獲得原始信號L3。同樣，在相鄰的復用信號S2與S3之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L2的碼片項，這樣就可以通過計算獲得原始信號L2。將相距最遠的復用信號SI與S3相加，以獲得僅含有原始信號LI的碼片項，這樣就可以通過計算獲得原始信號LI。由此，經過差分檢測，可以獲得各個原始信號LI、L2、L3。本方法是基于差分檢測的。如圖4 (D)所示，在對三個信號的差分檢測中，有兩個信號只需要檢測相鄰的復用信號，例如(S1-S2)和(S2-S3)。這樣，解復用時在時間或頻域上跨越的距離較小，從而受信道在時間或頻率上的變化的影響也較小。與傳統的基于正交編碼的CDM方法相比,本公開的發送設備200和接收設備300所使用的基于差分編碼的方法至少有兩點不同(I)本方法的差分編碼和正交編碼是兩種不同類型的編碼，差分編碼的不同碼字之間的互相關可以不為0，也就是說差分編碼的碼字間無正交性，而碼字間的正交性是正交編碼的最根本特點；(2)本方法的解復用是基于差分檢測，而非相干檢測，如果將如圖I中所示的相干檢測方法用于根據本公開的圖4中，則無法正確地檢測出復用前的原始信號。圖4中長度為3的差分編碼矩陣可以非常容易地擴展到長度大于3的任意長度，例如根據式(I)可知，長度為4的差分編碼矩陣為
'I I I I'
-1111 (,ヽ
A4x4 =( 3 )
4x4 -1-111
-I -I -I I圖5(A)至圖5(D)是示出了根據本公開的ー個實施例的利用長度為4的差分編碼矩陣進行復用和解復用的方法的圖示。如圖5 (A)所示，該差分編碼矩陣包括4個碼字，它們分別是碼字I [1，1，I, 1]，碼字2[1，1，1，-I]，碼字3[1，1，-1，-I]，碼字4[1，-1，-1，-I]。每個碼字又包括多個碼片，其中碼字I包括碼片1，I, I和I，碼字2包括碼片1，I, I和_1，碼字3包括碼片1，I, -I,和-1，碼字4包括碼片1，-1，_1，和-1。根據本公開的實施例，將所有碼字中的第一個碼片稱為第一組碼片，將所有碼字中的第二個碼片稱為第二組碼片，將所有碼字中的第三個碼片稱為第三組碼片，并將所有碼字中的第四個碼片稱為第四組碼片。由圖5 (A)中可以容易地看出，相鄰兩組碼片的差數中僅有ー項不為零，并且相距最遠的兩組碼片的和數中僅有ー項不為零。在根據本公開的發送設備200利用差分編碼矩陣進行的CDM復用中，不同的原始信號L1、L2、L3、L4分別對應于不同的碼字。復用單元202將這些不同信號分別與對應的碼字相乗。具體的，將每個信號與對應的碼字中的每個碼片相乗。例如，將第一個信號LI分別乘以碼字I中的各個碼片，以得到[LI* (I)，LI* (I)，LI* (I)，LI* (I)]，將第二個信號L2分別乘以碼字2中的各個碼片，以得至IJ [L2* (I)，L2* (I)，L2* (I)，L2* (-1)]，將第三個信號L3分別乘以碼字3中的各個碼片，以得至IJ [L3* (I)，L3* (I)，L3* (-1)，L3* (-1)]，將第四個信號L4分別乘以碼字4中的各個碼片，以得到[L4* (I)，L4* (-1)，L4* (-1)，L4* (-1)]。相乘的結果產生了信號的擴展。復用單元202再將不同信號產生的擴展相加，以形成復用后的信號SI、S2、S3、S4。具體地，復用單元202將每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積相加，形成多個復用信號。例如，將各個碼字中屬于第一組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號SI=LI*(I) +L2*(I) +L3*(I) +L4*(I)，將各個碼字中屬于第二組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S2 = LI* (I) +L2* (I) +L3* (I) +L4* (-1)，將各個碼字中屬于第三組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用イ目號S3 = LI* (I) +L2* (I) +L3* (-1) +L4* (-1),將各個碼字中屬于第四組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用イ目號S4 = LI*(I)+L2*(-1)+L3*(-1)+L4*(-1)。由此，獲得了復用信號S1、S2、S3、S4，如圖5 (B)所示。如圖5 (C)所示，發送單元206將復用后的信號S1、S2、S3、S4在無線信道上傳輸。CDM對信號的擴展可以在時間域上或頻率域上進行。如圖5 (D)所示，在根據本公開的接收設備300的CDM解復用中，解復用單元302在相鄰的復用信號SI與S2之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L4的碼片項，這樣可以通過計算獲得原始信號L4。同樣，在相鄰的復用信號S2與S3之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L3的碼片項，這樣可以計算獲得原始信號L3。在相鄰的復用信號S3與S4之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L2的碼片項，這樣可以計算獲得原始信號L2。將相距最遠的復用信號SI與S4相加，以獲得僅含有原始信號LI的碼片項，這樣可以計算獲得原始信號LI。由此，經過差分檢測，就可以獲得各個原始信號LI、L2、L3、L4。基于以上圖4和圖5所示的實施例不難發現，根據本公開的實施例的解復用方法(差分檢測)只使用相鄰的兩個擴展后的信號，而現有技術的圖I中所示的解復用方法(相干檢測)使用了所有的4個擴展后的信號，因此根據本公開的實施例的圖4和圖5中的方法受信道的影響更小。 需要指出的是，上述構造差分編碼矩陣的方法不對本公開的范圍構成限制，還存在針對某些特定長度的差分編碼矩陣的構造方法，比如對于長度為3的差分編碼矩陣，還可以如下構造
— I I -I] r I I -Ii r I I -I] r I 1 -1] ri i i_-I I I ,—I I 1,-11 I , —I I 1,1-1-1 (4)
i i i J [-1 -i -lj [—i I -ij [ I —i IJ Li I —i不難發現，可以通過將式(4)中的任意矩陣的行或列互換，而得到其它的差分編碼矩陣。另外，還可以這樣構造差分編碼矩陣，即令NXM階矩陣的M不等于N。例如，從式
(3)中長度為4的差分編碼矩陣中去掉ー個碼字，例如去掉碼字1，可以得到
'I I I "
-111A4x3= ^ ^ 1())
-I —I —I這時，上述差分編碼矩陣中只有三個碼字，可以用于復用三個信號，并且，在進行解復用時不再需要檢測距離最遠的復用信號，而只要檢測彼此相鄰的復用信號。例如，該差分編碼矩陣包括3個碼字，它們分別是碼字1[1，1，1，_1]，碼字2 [I, I, -I, -I]，碼字3 [1，-I, -I, -I]。碼字I包括碼片1，I, I和_1，碼字2包括碼片1，I, -I,和-1，碼字3包括碼片1，-1，-1，和-1。根據本公開的實施例，將所有碼字中的第一個碼片稱為第一組碼片，將所有碼字中的第二個碼片稱為第二組碼片，將所有碼字中的第三個碼片稱為第三組碼片，并將所有碼字中的第四個碼片稱為第四組碼片。由上述可以看出，相鄰兩組碼片的差數中僅有ー項不為零，相距最遠的兩組碼片的和數中的所有項均為零。在根據本公開的發送設備200利用上述4X3差分編碼矩陣進行的CDM復用中，可以復用三個不同的原始信號L1、L2、L3，它們分別對應于不同的碼字。復用單元202將這些不同信號分別與對應的碼字相乗。具體地，復用單元202將每個信號與對應的碼字中的每個碼片相乘，例如，將第一個信號LI分別乘以碼字I中的各個碼片，得到[L1*(1)，L1*(1)，LI* (I)，LI* (-1)];將第二個信號L2分別乘以碼字2中的各個碼片，得到[L2* (I)，L2* (I)，L2*(-l)，L2*(-l)];將第三個信號L3分別乘以碼字3中的各個碼片，得到[L3*(l)，L3* (-1)，L3* (-1)，L3* (-1)]。相乘的結果產生了信號的擴展，復用單元202再將不同信號產生的擴展彼此相加，以形成 復用后的信號S1、S2、S3、S4。具體地，將每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積項相加，形成多個復用信號。例如，將各個碼字中屬于第一組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號SI = LI*(I) +L2*(I) +L3*(I)，將各個碼字中屬于第二組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S2 = Ll*(l)+L2*(l)+L3*(-1)，將各個碼字中屬于第ニ組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用イ目號S3 = LI*(I)+L2*(-1)+L3*(-1),將各個碼字中屬于第四組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S4 = Ll*(-1)+L2*(-1)+L3*(-1)。由此，獲得了復用信號S1、S2、S3、S4。發送單元206將復用后的信號S1、S2、S3、S4在無線信道上傳輸。CDM對信號的擴展可以在時間域上或頻率域上進行。在根據本公開的接收設備300的CDM解復用中，解復用單元302在相鄰的復用信號SI與S2之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L3的碼片項，這樣可以通過計算獲得原始信號L3。同樣，在相鄰的復用信號S2與S3之間執行減法，以獲得僅含有原始信號L2的碼片項，這樣可以通過計算獲得原始信號L2。在相鄰的復用信號S3與S4之間執行減法，以獲得僅含有原始信號LI的碼片項，這樣可以通過計算獲得原始信號LI。由此，經過僅對彼此相鄰的兩個復用信號進行差分檢測，就可以獲得各個原始信號LI、L2、L3，而不再檢測距離最遠的復用信號。由上述還可見，在各個碼字中由相應碼片構成的多組碼片中，任意一組碼片與其它組碼片中的至少ー組碼片的差數或者和數中僅有ー項不為零，并且每個碼片的絕對值相同，而它們的正負符號相同或者相反。根據本公開的基于差分編碼的碼分復用和解復用方法可以使得在解復用時信道的選擇性的影響小，從而提高信道傳輸質量。第四實施例在未來的蜂窩系統中，對小區間干擾進行抑止對于提高系統的頻譜利用率非常重要。在小區間存在后臺(backhaul)連接時，小區間的協作可以抑止小區間干擾。但是，在小區間沒有后臺連接時，在終端側的干擾消除就非常有用。對于終端側干擾消除技術來說，有必要獲得干擾信道的信道估計。在蜂窩系統中，每個小區都有公用導頻信道，終端可以通過測量相鄰小區的公用導頻信道獲得對應的信道估計。但是在某些蜂窩系統中，比如設計中的LTE-A系統，公用導頻信道不被預編碼，而預編碼存在于針對終端的專用信道中。如果使用公用導頻信道去估計專用信道的干擾，就會造成偏差，從而影響終端側干擾消除的質量。在此情況下，使用專門針對專用信道的解調參考信號(DMRS)去估計干擾信道就很有必要，從而需要考慮在小區間正交的解調參考信號。根據本公開的這個實施例，在前述各個實施例中利用差分編碼矩陣進行復用的多個信號可以是無線通信系統的相鄰(不同)小區所發送的資源塊中的解調參考信號。并且，根據本公開第一實施例的發送設備200可以配置在無線通信系統的基站端，其利用本公開的基于差分編碼的復用方法對這些解調參考信號進行碼分復用。根據本公開第二實施例的接收設備300可以配置在無線通信系統的移動終端，其利用本公開的基于差分編碼的解復用方法來獲得這些解調參考信號。
圖6是示出無線通信系統中不同的基站將多個數據流發送給ー個移動終端的示意圖。如圖6所示，相鄰的基站501和502可以分別包括多個天線，并經過空間復用的方式分別向移動終端503發送多個數據流。上述基站的數量不對本公開的范圍構成限制，實際的無線通信系統中可以有多個相鄰的基站向同一個終端發送多個數據流。圖7是示出無線通信系統中構成從基站向移動終端發送的數據流的資源塊的示例的圖示。在圖7中示出了構成數據流的ー個資源塊。該資源塊的橫軸表示時間，縱軸表示頻帶寬度。橫軸被劃分14個段，每段以橫軸為起點延縱軸方向構成ー個OFDM碼元(0FDM symbol)。縱軸被劃分為12個段，每段以縱軸為起點延橫軸方向是ー個子載波。該資源塊中的每個小方塊表示一個資源単元。該資源塊中所有的12X14個資源単元在橫軸上構成ー個子幀。資源塊中前三列的資源單元構成控制區，負責傳送控制數據。其它無圖案表示的資源單元用于傳送數據信號。由網格線表示的資源單元701用于傳送小區專用信道特定的解調參考信號(DMRS)，該解調參考信號用于在移動終端中解調資源塊中所傳送的數據信號。這里，每個資源塊包括多個解調參考信號，并分布在預定位置。解調參考信號的數量和位置不對本公開的范圍構成限制，可以根據系統的需求，在適當的位置設置適當數量的解調參考信號。另外，在包括多個天線的同一基站處，例如在基站501中，可以通過空間復用的方式向移動終端503發送多個數據流，這多個數據流分別位于不同的層，每層數據流的資源塊可以利用相同的時間和頻率資源。例如，基站501的多個天線通過空間調制，可以將兩層數據流，即第一層數據流和第二層數據流發送給移動終端503，每層數據流中相應的資源塊可以位于相同的時間和頻率資源中。在設計中的LTE-A系統中，對于相鄰小區的解調參考信號，已經排除了通過時分復用(TDM)或頻分復用(FDM)來實現小區間正交性的可能性，因此可以采用的是碼分復用的方式。圖8 (A)至圖8 (C)是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼方式對相鄰小區的解調參考信號進行碼分復用及解復用的圖示。如圖8 (A)所示，示出了三個相鄰小區的資源塊及其中的解調參考信號，其中小區I的解調參考信號為Cl，小區2的解調參考信號為C2，小區3的解調參考信號為C3。根據本公開的ー個實施例，可以采用如下所示的長度為3的差分編碼矩陣對上述三個解調參考信號進行差分復用
—11 I "I -I -I(6)
I I -I具體地，該差分編碼矩陣包括3個碼字，它們分別是碼字1[1，1，1]，碼字2[1，-I, I]，碼字3[1，-I, -I]。每個碼字又包括多個碼片，其中碼字I包括碼片1，I和I，碼字2包括碼片1，-I和1，碼字3包括碼片1，-1，和-1。根據本公開的ー個實施例，將所有碼字中的第一個碼片稱為第一組碼片，將所有碼字中的第二個碼片稱為第二組碼片，并將所有碼字中的第三個碼片稱為第三組碼片。由式(6)中可以容易地看出，任意兩組碼片的差數或和數中僅含有ー個碼片項(僅有一項不為零)。在根據本公開的發送設備200利用上述差分編碼矩陣進行的CDM復用中，不同的解調參考信號Cl、C2、C3分別對應于不同的碼字。在發送設備200中，復用單元202將這些不同的解調參考信號分別與對應的碼字相乗。具體的，將每個解調參考信號與對應的碼字中的每個碼片相乘，例如，將第一個解調參考信號Cl分別乘以碼字I中的各個碼片，得到[Cl,Cl,Cl];將第二個解調參考信號C2分別乘以碼字2中的各個碼片，得到[C2，-C2，C2]；將第三個解調參考信號C3分別乘以碼字3中的各個碼片，得到[C3，-C3，-C3]。相乘的結果產生了信號的擴展，復用單元202再將不同信號產生的擴展相加，以形成復用后的信號SI、S2、S3。具體地，將每個碼字中的相應碼片與對應解調參考信號的乘積項相加，形成多個復用信號。例如，如圖8 (B)所示，將各個碼字中屬于第一組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號SI = C1+C2+C3 ;將各個碼字中屬于第二組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S2 = Cl — C2 — C3 ;將各個碼字中屬于第三組碼片的各個乘積項相加，以獲得復用信號S3 = Cl + C2 - C3。由此，獲得了復用信號S1、S2、S3。然后，發送單元206將復用后的信號SI、S2、S3在無線信道上傳輸。 如圖8 (C)所示，在根據本公開的ー個實施例的接收設備300中，接收單元306接收到多個復用信號S1、S2、S3。解復用單元302將相鄰的復用信號SI與S2相加，以獲得原始解調參考信號Cl。在相鄰的復用信號S2與S3之間執行減法，以獲得原始解調參考信號C2。在相距最遠的復用信號SI與S3之間執行減法，以獲得原始解調參考信號C3。由此，經過差分檢測，就可以獲得各個原始解調參考信號Cl、C2、C3。由圖8 (C)還可以知道，在獲得Cl或C2時，僅需要檢測6個子載波或者6個碼元的長度。這樣，由于解復用時在時間或頻域上跨越的距離較小，所以信道在時間或頻率上的變化的影響也小。這樣，利用長度為3的差分編碼矩陣，可以實現三個相鄰小區的解調參考信號的設計。根據本公開的基于差分編碼的碼分復用方法及相應的解復用方法、發送設備和接收設備，可以使得在解復用時信道的選擇性的影響小，從而提高信道傳輸質量。第五實施例如果將長度大于3的差分編碼矩陣用于第四實施例中，可以復用數目等于差分編碼矩陣的長度(個數)的小區的解調參考信號。在此情況下，需要在每個小區中，對頻域上相鄰的資源塊使用相同的預編碼。即，復用単元202在使用相同預編碼的同一小區中，將相鄰資源塊中的解調參考信號作為要用差分編碼矩陣進行碼分復用的多個信號中的ー個信號。圖9是示出根據本公開的ー個實施例的基于差分編碼方式對相鄰小區的解調參考信號進行碼分復用及解復用的另ー個示例的圖示。在圖9中，給出了用長度為4的差分編碼矩陣復用4個相鄰小區的例子。在這個例子中，每個小區中在頻域上相鄰的兩個資源塊RBl和RB2需要用使用相同的預編碼。如圖9所示，示出了四個相鄰小區的資源塊及其中的解調參考信號，其中小區I的解調參考信號可以用Cl表示，小區2的解調參考信號可以用C2表示，小區3的解調參考信號可以用C3表示，小區4的解調參考信號可以用C4表示。根據本公開的ー個實施例，可以采用如式(3)所示的長度為4的差分編碼矩陣對上述四個解調參考信號進行差分復用，如式(7)所示
權利要求
1.一種碼分復用方法，用于使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用，所述編碼矩陣包括與所述多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，所述方法包括 將所述多個信號的每個信號分別乘以對應碼字中的每個碼片；以及 計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，以形成多個復用信號， 各個碼字中的相應碼片構成多組碼片，并且任意一組碼片與其它組碼片中的一組碼片的差數或者和數中僅有一項不為零。
2.如權利要求I所述的碼分復用方法，其中相鄰兩組碼片的差數或者和數中僅有一項不為零。
3.如權利要求I所述的碼分復用方法，每個所述碼片的絕對值相同，并且它們的符號相同或者相反。
4.如權利要求I所述的碼分復用方法，所述編碼矩陣是NXM階矩陣A，所述多個信號是M個信號L1, L2,...，LM，所述編碼矩陣A中包括M個碼字[ai;1]，[ai；2], ···, [a^]，各個碼字中的相應碼片構成N組碼片Iiauj], [a2,j]，···，[aN,j], =Ρ··Ν, j = Ρ··Μ，Μ和N是大于等于2的正整數，并且M蘭N，多個復用信號是N個信號S1, S2, ...，SN, S1 = L1X a1； JL2 X a1；2+···+LmX a1；M; S2 — L1X a2’ !+L2 X a2’2+…+LmX a2’M;......; Sn — L1X aN’ !+L2 X aN’2+…+LmX aN’M。
5.如權利要求2所述的碼分復用方法，所述編碼矩陣為
6.如權利要求I所述的碼分復用方法，所述多個信號是無線通信系統的不同小區所發送的資源塊中的解調參考信號。
7.如權利要求6所述的碼分復用方法，還包括步驟 將同一小區中使用相同預編碼的相鄰資源塊中的解調參考信號作為所述多個信號中的一個信號。
8.如權利要求6或7所述的碼分復用方法，還包括步驟 將所述不同小區的每個小區的解調參考信號分為多個組，并將所有小區的不同組的解調參考信號分別乘以不同的編碼矩陣，以形成多組復用信號。
9.如權利要求6或7所述的碼分復用方法，還包括步驟 將一個小區的同一層資源塊中位于相鄰時間段中的解調參考信號進行正交碼分復用，并將如此復用后的解調參考信號作為所述多個信號中的一個信號。
10.一種解復用方法，包括 接收使用編碼矩陣對多個信號進行了碼分復用而獲得的多個復用信號；以及 計算所述多個復用信號中的多對復用信號的差數或者和數，以獲得所述多個信號中的相應信號。
11.如權利要求10所述的解復用方法，相鄰兩個復用信號的差數或者和數中僅有一項不為零。
12.如權利要求10所述的解復用方法，所述編碼矩陣包括與所述多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，通過將所述多個信號中的每個信號分別乘以對應的碼字中的每個碼片并且計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，來形成所述多個復用信號。
13.如權利要求12所述的解復用方法，每個所述碼片的絕對值相同，并且它們的符號相同或者相反。
14.如權利要求10所述的解復用方法，所述編碼矩陣是MXN階矩陣A，所述多個信號是M個/[目號L1, L2, . . .，Lm,所述編碼矩陣A中包括M個碼字Iiai, J, [ai；2]，…，[ai；M],各個碼字中的相應碼片構成N組碼片Iiauj], [a2,j]，···，[aN,j], =Ρ··Ν, j = Ρ··Μ，Μ和N是大于等于2的正整數，并且M蘭N，多個復用信號是N個信號S1, S2, ...，SN, S1 = L1X a1； JL2 X a1；2+···+LmX a1；M; S2 — L1X a2’ !+L2 X a2’2+…+LmX a2’M;......; Sn — L1X aN’ !+L2 X aN’2+…+LmX aN’M。
15.如權利要求13所述的解復用方法，所述編碼矩陣為
16.如權利要求10所述的解復用方法，所述多個信號是無線通信系統的不同小區所發送的資源塊中的解調參考信號。
17.如權利要求16所述的解復用方法，還包括步驟 接收多組復用信號；以及 分別計算每一組復用信號中的不同對復用信號的差數或者和數，以分別獲得所述不同小區的解調參考信號。
18.如權利要求16所述的解復用方法，還包括步驟 在接收資源塊中位于相鄰時間位置的經復用的解調參考信號時，針對不同頻率，在所述相鄰時間位置處交替檢測，以獲得相應的經復用的解調參考信號。
19.一種發送設備，用于使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用，所述編碼矩陣包括與所述多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，所述發送設備包括 復用單元，將所述多個信號中的每個信號分別乘以所述對應碼字中的每個碼片，計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，以形成多個復用信號；以及 發送單元，發送所述多個復用信號， 各個碼字中的相應碼片構成多組碼片，并且任意一組碼片與其它組碼片中的至少一組碼片的差數或者和數中僅有一項不為零。
20.如權利要求19所述的發送設備，所述多個信號是無線通信系統的不同小區所發送的資源塊中的解調參考信號。
21.如權利要求20所述的發送設備，所述復用單元將所述不同小區的每個小區的解調參考信號分為多個組，并且將所有小區的不同組的解調參考信號分別乘以不同的編碼矩陣，以形成多組復用信號。
22.如權利要求20所述的發送設備，所述復用單元將一個小區的同一層資源塊中位于相鄰時間段中的解調參考信號進行正交碼分復用，并將如此復用后的解調參考信號作為所述多個信號中的一個信號。
23.—種接收設備,包括接收單元，接收使用編碼矩陣對多個信號進行了碼分復用而獲得的多個復用信號；以及 解復用單元，計算所述多個復用信號中的多對復用信號的差數或者和數，以獲得所述多個信號中的相應信號。
24.如權利要求23所述的接收設備，所述編碼矩陣包括與所述多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，通過將所述多個信號中的每個信號分別乘以對應碼字中的每個碼片并且計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，來形成所述多個復用信號。
25.如權利要求23所述的接收設備，所述多個信號是無線通信系統的不同小區所發送的資源塊中的解調參考信號。
26.如權利要求25所述的接收設備，所述接收單元接收多組復用信號，所述解復用單 元分別計算每一組復用信號中的不同對復用信號的差數或者和數，以分別獲得不同小區的解調參考信號。
27.如權利要求23所述的接收設備，所述解復用單元在接收資源塊中位于相鄰時間位置的經復用的解調參考信號時，針對不同頻率，在所述相鄰時間位置處交替檢測，以獲得相應的經復用的解調參考信號。
全文摘要
提供了一種碼分復用方法和利用該方法的發送設備和接收設備。該方法使用編碼矩陣對多個信號進行碼分復用，編碼矩陣包括與該多個信號的數量相同數量的多個碼字，每個碼字包括多個碼片，該方法包括將該多個信號的每個信號分別乘以對應碼字中的每個碼片，計算每個碼字中的相應碼片與對應信號的乘積之和，以形成多個復用信號，各個碼字中的相應碼片構成多組碼片，并且任意一組碼片與其它組碼片中的一組碼片的和數或差數中僅有一項不為零。根據本公開的碼分復用方法及發送設備和接收設備，可以使得在解復用時信道的選擇性的影響小，從而提高信道傳輸質量。
文檔編號H04J13/00GK102859917SQ201180020089
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月22日 優先權日2010年4月23日
發明者張治 , 徐 明, 星野正幸, 今村大地 申請人:松下電器產業株式會社