多點協作的傳輸裝置及方法、通信系統的制作方法
【專利摘要】本發明實施例提供一種多點協作的傳輸裝置及方法、通信系統，該傳輸裝置包括：編碼單元，用于對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；計算單元，用于計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；信號生成單元，用于將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所述多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過多個傳輸點發送所述發射信號。通過本發明實施例，可以在兩路空間信道并行發射信號，使編碼速率達到1速率；并且降低誤碼率及增加有效覆蓋，進一步提高系統性能；通過多個用戶在相同時頻資源上傳輸，提高系統容量。
【專利說明】多點協作的傳輸裝置及方法、通信系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，特別涉及一種多點協作的傳輸裝置及方法、通信系統。
【背景技術】
[0002]在RAN1#63會議之后，確定了 Rel.11中多點協作傳輸方案的新場景，對于在傳統小區內加入低功率節點，例如遠端無線頭(RRH, Remote Radio Heads),構成異構網等不同的場景進行研究。而在異構網中插入的RRH會帶來嚴重的干擾。因此，下行鏈路中最重要的工作之一就是努力消除各用戶之間的相互干擾。
[0003]目前，多點協作(CoMP, Coordinated Multiple Points)可以認為是一種新的干擾消除機制，是將干擾轉變為協作的一種方案。CoMP方案通過基站內不同射頻接入點協作、基站和其所屬中繼協作和基站間協作等多種多點協作方式，可以減小小區邊緣干擾、提高小區邊緣頻譜效率、增加有效覆蓋。
[0004]但是，發明人發現現有技術的缺陷在于:目前CoMP技術中誤碼率較高，不能增加有效覆蓋，系統性能有待進一步提高。
【發明內容】
[0005]本發明實施例提供一種多點協作的傳輸裝置及方法、通信系統，目的在于降低誤碼率并增加有效覆蓋，進一步提高系統性能。
[0006]根據本發明實施例的一個方面，提供一種多點協作的傳輸裝置，應用于包括多個傳輸點的基站側，所述多個傳輸點為多個用戶設備服務，所述傳輸裝置包括:
[0007]編碼單元，用于對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；
[0008]計算單元，用于計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；
[0009]信號生成單元，用于將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所述多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過所述傳輸點發送所述發射信號。
[0010]根據本發明實施例的又一個方面，提供一種多點協作傳輸裝置，應用于用戶設備側，所述傳輸裝置包括:
[0011]接收單元，用于接收基站側發送的信號；所述信號由多個用戶設備的信號矩陣和預編碼矩陣分別相乘后相加而生成；
[0012]其中，所述信號矩陣是對要發送的數據進行調制獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼而獲得；所述預編碼矩陣用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾。
[0013]根據本發明實施例的又一個方面，提供一種多點協作的通信系統，所述通信系統包括:[0014]傳輸裝置，所述傳輸裝置對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；以及將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所有用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過多個傳輸點發送所述發射信號；
[0015]多個用戶設備，所述用戶設備接收所述多個傳輸點發送的信號，并進行解調以獲得需要的數據。
[0016]根據本發明實施例的又一個方面，提供一種多點協作傳輸方法，應用于包括多個傳輸點的基站側，所述多個傳輸點為多個用戶設備服務，所述傳輸方法包括:
[0017]對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；
[0018]計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；
[0019]將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所述多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過所述多個傳輸點發送所述發射信號。
[0020]根據本發明實施例的又一個方面，提供一種多點協作傳輸方法，應用于用戶設備側，所述傳輸方法包括:
[0021]接收基站側發送的信號；所述信號由多個用戶設備的信號矩陣和預編碼矩陣分別相乘后相加而生成；
[0022]其中，所述信號矩陣是對要發送的數據進行調制獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼而獲得；所述預編碼矩陣用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾。
[0023]本發明的有益效果在于:通過空時塊碼編碼以及消除層間干擾的預編碼矩陣，可以在兩路空間信道并行發射信號，使編碼速率達到全速率；并且可以降低誤碼率，增加有效覆蓋，進一步提高系統性能。
[0024]參照后文的說明和附圖，詳細公開了本發明的特定實施方式，指明了本發明的原理可以被采用的方式。應該理解，本發明的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權利要求的精神和條款的范圍內，本發明的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0025]針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0026]應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明實施例1的傳輸裝置的構成示意圖；
[0028]圖2是本發明實施例1的虛擬MIMO系統的結構示意圖；
[0029]圖3是本發明實施例1的多點協作傳輸的場景示意圖；
[0030]圖4是本發明實施例1的計算單元的一構成示意圖；
[0031]圖5是本發明實施例1的計算單元的另一構成示意圖；
[0032]圖6是本發明實施例1的不同傳輸方法下誤碼率的仿真示意圖；[0033]圖7是本發明實施例2的傳輸裝置的構成示意圖；
[0034]圖8是本發明實施例3的傳輸方法的流程圖；
[0035]圖9是本發明實施例3的數據發送的示意圖；
[0036]圖10是本發明實施例4的傳輸方法的流程圖；
[0037]圖11是本發明實施例4的數據接收的示意圖。
【具體實施方式】
[0038]參照附圖，通過下面的說明書，本發明的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本發明的特定實施方式，其表明了其中可以采用本發明的原則的部分實施方式，應了解的是，本發明不限于所描述的實施方式，相反，本發明包括落入所附權利要求的范圍內的全部修改、變型以及等同物。
[0039]目前，在多輸入多輸出(MMO，Multi_Input Mult1-OutPut)系統中，雙流傳輸技術和空時塊碼(STBC，Space Time Block Coding)可以分別獲取復用增益和分集增益，在不增加帶寬的情況下，提高系統容量和頻譜利用率。
[0040]STBC是一種基于正交設計的空時編碼，以編碼增益和部分頻帶利用率為代價換取最大分集增益和較低的編譯碼復雜度。對于復正交設計的空時分組碼來說，只有當發射天線數為2時的Alamouti空時分組碼才能以全速率傳輸，而在大部分情況下，MIMO系統中發射天線數Nt ^ 3，因而編碼速率均小于1，會帶來一定的速率損失。
[0041]本發明實施例提供一種STBC與CoMP結合起來的方法，能夠在CoMP系統中利用多點協作傳輸方法將高速數據流分解成兩路子流，在兩路空間信道并行發射Alamouti STBC符號，使STBC編碼達到I速率，從而提升系統性能。多個用戶通過預編碼的方法復用在相同的時頻資源上傳輸，提高了系統的頻譜效率。以下進行詳細說明。
[0042]實施例1
[0043]本發明實施例提供一種多點協作的傳輸裝置，應用于包括多個傳輸點的基站側，其中多個傳輸點為多個用戶設備提供服務。
[0044]圖1是本發明實施例的傳輸裝置的構成示意圖，如圖1所示，該傳輸裝置100包括:編碼單元101，計算單元102和信號生成單元103。傳輸裝置100的其他部分可以參考現有技術，此處不再贅述。
[0045]其中，編碼單元101用于對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；計算單元102用于計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；信號生成單元103用于將每一用戶設備的信號矩陣和預編碼矩陣相乘，將多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過多個傳輸點發送該發射信號。
[0046]在本實施例中，參與協作的傳輸點和用戶設備均可以為多個，其中傳輸點可以是Macro eNB，也可以是Pico eNB或者RRH。每個傳輸點和用戶設備均可以有多個天線，多個用戶設備和傳輸點可以形成一個虛擬的MIMO系統。
[0047]在本實施例中，該傳輸裝置100可以配置于一傳輸點上,例如可以配置于宏基站(Macro eNB)，也可以配置于微基站(例如Pico eNB)或者RRH等。此外，還可以分布式地配置在基站側(例如分布在多個基站上)。但不限于此，可以根據實際情況確定具體的實施場景。[0048]圖2是本發明實施例的虛擬MIMO系統的結構示意圖。如圖2所示，用戶設備待發送的數據可以進行STBC編碼，經過多點協作之后經多個傳輸點發送出去；用戶設備接收基站側發送的信號后可以進行譯碼，以此得到所需的數據。
[0049]由此通過對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對兩路數據流進行空時塊碼編碼；可以在兩路空間信道并行發射STBC符號，使STBC編碼達到I速率，獲取空間分集，從而提升系統性能。
[0050]在本實施例中，計算單元102可以計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣，可以通過塊對角(BD，Block Diagonal)算法進行計算。但不限于此，例如還可以通過ZF (Zero Forcing)等實現。以下僅以BD算法為例，對該傳輸裝置進行詳細說明。
[0051]在本實施例中，首先可以確定參與協作傳輸的傳輸點和用戶設備。圖3是本發明實施例的多點協作傳輸的場景示意圖，如圖3所示，可以假設宏小區基站eNBi與RRHpRRH2-RRHsh (總共M個傳輸點)負責用戶UEp UE2- UEn (總共N個用戶設備)的協作傳輸。
[0052]如圖3所示。每個eNB和RRH有Nt個發射天線，每個UE有N,個接收天線。在下行傳輸時，共有N個配對UE和M個協作傳輸點形成一個MNt X NNr的虛擬MMO系統，該MMO系統的系統結構圖可以如圖2所示。
[0053]其次，編碼單元101可以對于每一用戶設備要發送的數據進行STBC編碼。
[0054]其中，向第u個用戶設備發送的數據流經過信道編碼調制后，可以形成兩路數據
流
【權利要求】
1.一種多點協作的傳輸裝置，應用于包括多個傳輸點的基站側，所述多個傳輸點為多個用戶設備服務，所述傳輸裝置包括: 編碼單元，用于對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣； 計算單元，用于計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣； 信號生成單元，用于將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所述多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過所述多個傳輸點發送所述發射信號。
2.根據權利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述計算單元通過塊對角算法計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣。
3.根據權利要求2所述的傳輸裝置，其中，所述計算單元具體包括: 信道測量單元，通過信道測量獲得所述用戶設備以及其他用戶設備的信道矩陣； 第一分解單元，對由所述其他用戶設備的信道矩陣組成的矩陣進行奇異值分解，獲得所述矩陣的零空間的正交基； 矩陣生成單元，根據所述零空間的正交基生成所述用戶設備的預編碼矩陣。
4.根據權利要求3所述的傳輸裝置，其中，所述計算單元進一步包括: 第二分解單元，對所述用戶設備的信號矩陣與所述零空間的正交基的乘積進行奇異值分解，獲得非零特征值對應的特征向量； 并且，所述矩陣生成單元還用于根據所述零空間的正交基以及所述非零特征值對應的特征向量來生成所述用戶設備的預編碼矩陣。
5.一種多點協作傳輸裝置，應用于用戶設備側，所述傳輸裝置包括: 接收單元，用于接收基站側發送的信號；所述信號由多個用戶設備的信號矩陣和預編碼矩陣分別相乘后相加而生成； 其中，所述信號矩陣是對要發送的數據進行調制獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼而獲得；所述預編碼矩陣用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾。
6.根據權利要求5所述的傳輸裝置，其中，所述傳輸裝置還包括: 解調單元，對接收到的所述信號進行解調以獲得需要的數據。
7.一種多點協作的通信系統，所述通信系統包括: 傳輸裝置，所述傳輸裝置對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣；計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣；以及將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所有用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過多個傳輸點發送所述發射信號； 多個用戶設備，所述用戶設備接收所述多個傳輸點發送的信號，并進行解調以獲得需要的數據。
8.—種多點協作傳輸方法,應用于包括多個傳輸點的基站側,所述多個傳輸點為多個用戶設備服務，所述傳輸方法包括:對每一用戶設備要發送的數據進行調制以獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼以獲得信號矩陣； 計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣； 將每一用戶設備的所述信號矩陣和所述預編碼矩陣相乘，將所述多個用戶設備的相乘結果相加以生成發射信號，并通過所述多個傳輸點發送所述發射信號。
9.根據權利要求8所述的傳輸方法，其中，通過塊對角算法計算每一用戶設備的用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾的預編碼矩陣。
10.一種多點協作傳輸方法，應用于用戶設備側，所述傳輸方法包括: 接收基站側發送的信號；所述信號由多個用戶設備的信號矩陣和預編碼矩陣分別相乘后相加而生成； 其中，所述信號矩陣是對要發送的數據進行調制獲得兩路數據流，并對所述兩路數據流進行空時塊碼編碼而獲得；所述預編碼矩陣用于消除用戶設備與用戶設備之間層間干擾。`
【文檔編號】H04L1/06GK103490862SQ201210193738
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月12日 優先權日:2012年6月12日
【發明者】張翼, 周華, 吳建明, 黃宇勝, 郭愛煌 申請人:富士通株式會社