無線通信系統及其基站和符號發送方法

2023-10-06 16:17:04

專利名稱：無線通信系統及其基站和符號發送方法
技術領域：
本發明一般涉及通信領域，尤其涉及無線通信系統、該系統中的基站、以及在所述 無線通信系統中由多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶終端發送符號的方法。
背景技術：
目前，對於基於0FDM(正交頻分復用)的多天線現代無線通信系統，例如設計 中的 LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)而言，下行協作多點傳輸(Coordinated Multi-Point transmission/reception, CoMP)在提高小區邊緣用戶的吞吐量以及整個小 區的平均吞吐量方面顯示了其技術優越性，因此備受關注。大部分之前的研究工作集中在閉環下行協作多點傳輸技術。然而，閉環通信系統 具有以下缺陷。首先，雖然閉環通信系統可以帶來巨大的性能增益，但是由於協作多點傳輸 技術涉及多個發射天線，因而反饋信息的開銷也非常大。其次，閉環傳輸的性能會受到反饋 的信道狀態信息質量的影響。另外，對於一些實際傳輸場景來說，例如在中等移動速度移 動臺的多個小區協作聯合傳輸方案中，在時變信道情況下，反饋的信道狀態信息有可能因 過時而失效。因此，有必要研究開環的協作多點傳輸技術。相對於單個小區發射分集技術 (TxD)，多個小區的聯合發射分集技術(CoMP TxD)有獲得更好的誤碼率性能的潛能，這是由 於協作多點傳輸可以提高移動臺處的接收信噪比。考慮到向後兼容性，在設計多個小區的聯合發射分集技術方案時應該重點兼顧現 有的蜂窩網技術的特點。這就是說，在所設計的多個小區的聯合發射分集技術方案中，多個 小區間的協同信令開銷應該儘可能少，儘可能接近實際情況從而利於工程實現。具體來說， 該技術方案應當具有不受實際參加協作多點傳輸的小區數目影響的通用的傳輸結構；並且 與LTE標準Rel-8版本中的單個小區發射分集技術應當儘量保持一致性。根據這些設計考 慮，一個容易想到的方案是重複利用LTE標準Rel-8版本中的單個小區發射分集技術。目 前，已經提出了將LTE標準Rel-8版本中的發射分集技術與單頻網傳輸方案相結合，應用於 多媒體廣播單頻網絡(MBSFN，Multimedia BroadcastSingle Frequency Network)幀。這 個方案可以認為是一種簡單的下行宏分集技術。圖1示出了將LTE標準Rel-8版本中的發射分集技術與單頻網傳輸方案相結合應 用於MBSFN的示意性架構圖。如圖1所示，多個小區中如小區1到小區M採用發射分集技 術向用戶終端UE發送數據。由此，在小區1到小區M的對應天線上發送相同的數據，從而 在用戶終端看來，小區1到小區M的對應天線等效為一根天線，並且由小區1到M的對應天 線發送的數據在用戶終端處簡單疊加。例如，小區1的第一天線經由信道、小區2的第 一天線經由信道//=、直到小區M的第一天線經由信道都發送相同的數據，從而這M根天 線在用戶終端看來等效於一根經由信道H(1)發送信號的天線；同樣，小區1的第二天線經由 信道、小區2的第二天線經由信道//P、直到小區M的第二天線經由信道都發送相 同的數據，從而這M根天線在用戶終端看來等效於一根經由信道H 發送信號的天線。另 一方面，在小區1到小區M中，均採用空頻分組碼(SFBC，space frequency block code)將要發送的數據符號順序加載到OFDM子載波上，以便經由天線發送到用戶終端。然而，雖然上述方案無需多小區間的協同信令，但是多個小區的空間分集增益非 常有限。因此，在本領域中，需要研究能獲取多個小區基站空間分集增益的、開環的多小區 聯合發射分集技術。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供了 一種用於在無線通信系統中由多個小區的基站採 用協作多點傳輸方式向用戶終端發送符號的方法。該方法包括在各小區基站中，把將要經 由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上；在各小 區基站的對應發射天線之間，對加載到正交頻分復用子載波上的符號進行循環延遲操作； 按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的符號經由發射天線發送到用戶終端。在根據本發明上述方面的方法中，在將符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正 交頻分復用子載波上時，將連續的符號加載到相關性弱的正交頻分復用子載波上，同時將 按照空頻分組碼編碼的符號對，加載到相關性強的兩個正交頻分復用子載波上。根據本發明的又一個方面，提供了一種無線通信系統，該系統包含多個小區，所述 多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶終端發送符號。所述基站包括符號加載部 件，用於把將要經由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用 子載波上；循環延遲操作部件，用於在小區基站的發射天線上，對加載到正交頻分復用子載 波上的符號進行循環延遲操作；和發送部件，用於按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作 後的符號經由發射天線發送到用戶終端。所述用戶終端包括接收部件，用於接收來自各小 區基站的符號；和空頻分組碼檢測部件，用於解碼按照空頻分組碼編碼的符號。在根據本發明上述方面的無線通信系統中，基站中的符號加載部件在進行所述加 載時，將連續的符號加載到相關性弱的正交頻分復用子載波上，同時將按照空頻分組碼編 碼的符號對，加載到相關性強的兩個正交頻分復用子載波上。根據本發明的另一個方面，提供了一種在無線通信系統中採用協作多點傳輸方式 向用戶終端發送符號的小區基站，其中該無線通信系統中包含多個所述小區基站。該小區 基站包括符號加載部件，用於把將要經由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方 式加載到正交頻分復用子載波上；循環延遲操作部件，用於在小區基站的發射天線上，對加 載到正交頻分復用子載波上的符號進行循環延遲操作；和發送部件，用於按照協作多點傳 輸方式，將循環延遲操作後的符號經由發射天線發送到用戶終端。在根據本發明上述方面的基站中，符號加載部件在進行所述加載時，將連續的符 號加載到相關性弱的正交頻分復用子載波上，同時將按照空頻分組碼編碼的符號對，加載 到相關性強的兩個正交頻分復用子載波上。本發明的上述方法、系統和基站提供了一種新穎的開環協作多點傳輸方案。該方 案不受實際參加協作多點傳輸的小區數目的影響且與口 E標準Rel-8版本中的單個小區發 射分集技術保持一致，並且能夠提供多個小區基站的增強的頻率分集增益。從而，提高了小 區邊緣用戶的吞吐量以及整個小區的平均吞吐量，減少了反饋量。


從下面結合附圖對本發明實施例的詳細描述中，本發明的這些和/或其它方面和 優點將變得更加清楚並更容易理解，其中圖1示出了將LTE標準Rel-8版本中的發射分集技術與單頻網傳輸方案相結合應 用於MBSFN的示意性架構圖。圖2示出了採用循環延遲分集技術時單根天線上的OFDM調製過程。圖3(a)例示了根據本發明第一實施例的數據發送方法中的循環延遲操作在時域 中的實現過程。圖3(b)例示了根據本發明第一實施例的數據發送方法中的循環延遲操作在頻域 中的實現過程。圖4(a)和圖4(b)示出了 LTE標準Rel_8版本中的單個小區發射分集方案。圖5(a)_5(d)示出了當兩個小區參與協作多點傳輸時，按照本發明第二實施例的 數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的示例加載情形。圖6(a)_(f)示出了當三個小區參與協作多點傳輸時，按照本發明第二實施例的 數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的示例加載情形。圖7(a)_(b)示出了當四個小區參與協作多點傳輸時，按照本發明第二實施例的 數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的示例加載情形。圖8(a)_(f)示出了當M個小區參與協作多點傳輸時，按照本發明第二實施例的數 據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的示例加載情形。圖9例示了當四個和五個小區參與協作多點傳輸時，將多個個時頻資源塊聯合起 來作為資源調度的最小單位的示意圖。圖10示出了將根據本發明實施例的、在多小區的對應天線之間應用循環延遲分 集技術的方案應用於多媒體廣播單頻網的示意圖。圖11示出了根據本發明第一實施例的、由多個小區的基站採用協作多點傳輸方 式向用戶終端發送數據的流程圖。圖12是應用根據本發明實施例的數據發送方法的無線通信系統中相關設備的圖示。
具體實施例方式下面將結合附圖詳細描述本發明的具體實施例。如果考慮到對某些相關現有技術 的詳細描述可能會混淆本發明的要點，則不會在這裡提供其詳細描述。在各個實施例中，相 同的附圖標記用於表示執行相同功能的元件或單元。此外，本發明適用於基站對移動臺發送所有的信號，既包括參考信號也包括數據 信號。在以下的實施例中，大部分是以數據符號的描述為例描述本發明方法。本領域的技 術人員可以將對數據符號發送方法的描述推廣到對參考信號的發送，這同樣符合本發明的 構思。(第一實施例)循環延遲分集技術是一種簡單的、不受發射天線數目影響的單小區發射分集技 術。圖2示出了採用循環延遲分集技術時單根天線上的OFDM調製過程。如圖2所示，輸入 數據符號在S-點快速傅立葉逆變換(IFFT)單元210中經歷S-點IFFT後，在並/串轉換器212中被轉換為串行符號，隨後，循環延遲單元214對串行符號進行循環移動，最後，循環 前綴生成器216向循環移動後的數據符號添加循環前綴，從而形成OFDM符號。通過在單個 小區的多根天線之間應用循環延遲分集技術，可以將多根天線的空間分集增益轉化為等效 的加強頻率分集增益。為了獲取增強的多小區基站的空間分集增益，在本實施例中將單個小區的循環延 遲分集技術擴展到進行協作多點傳輸的多個小區，以使得多個小區基站利用循環延遲分集 協調一致同時向移動終端發送數據。圖11示出了根據本實施例的、由多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶 終端發送數據的流程圖。在步驟S101，在各小區基站中，把數據符號按照空頻分組碼的編 碼方式加載到OFDM子載波上；在步驟S102，在各小區基站的對應發射天線之間，對加載到 OFDM子載波上的數據符號進行循環延遲操作；在步驟S103，按照協作多點傳輸方式，將循 環延遲操作後的數據符號發送到用戶終端。如前所述，在本實施例的該數據發送方法中，通 過在多個小區基站的對應發射天線之間應用循環延遲分集技術，可以獲得增強的頻率分集 增 ο圖2中示出的是單小區循環延遲分集技術在時域中的實現。實際上，上述數據發 送方法中的步驟S102中的循環延遲操作既可以在時域中實現也可以在頻域中實現。這是 因為對時域序列的循環延遲操作等效於在頻域中對該序列乘以相對應的頻域相位移位因 子。由於循環延遲操作在時域和頻域中的實現是本領域技術人員公知的，因此下面僅對這 兩種實現方式進行簡單的說明。圖3(a)例示了根據本發明第一實施例的數據發送方法中的循環延遲操作在時域 中的實現過程。其中，該圖中的上下兩幅圖分別示出了小區基站具有2根和4根發射天線 時的情形。如圖3(a)所示，數據符號在按照空頻分組碼的編碼方式被加載到OFDM子載波 上後，經歷N點IFFT操作。隨後，對經過IFFT操作的數據符號進行循環延遲操作。在該循 環延遲操作中，各個小區基站採用與該小區基站對應的預定循環延遲值，並且隸屬於同一 個小區基站的2根或4根發射天線採用同一個預定循環延遲值。最後，向循環延遲了預定 延遲值的數據符號添加循環前綴CP。在本實施例中，優選地，各個小區基站的預定循環延遲 值為六,.=(/-1)^/似」，士 = 1,2,…，M，其中M為參與協作多點傳輸的小區數目，N為IFFT 操作的點數，i為小區的標識。圖3(b)例示了根據本發明第一實施例的數據發送方法中的循環延遲操作在頻域 中的實現過程。其中，該圖中的上下兩幅圖分別示出了小區基站具有2根和4根發射天線 時的情形。如圖3(b)所示，在每一個小區基站中，數據符號按照空頻分組碼的編碼方式被 加載到對應OFDM子載波上，隨後，加載到對應OFDM子載波上的數據符號序列乘以該小區基 站的預定相位移位因子。與前述的時域實現相同，隸屬於同一個小區基站的2根或4根發 射天線採用同一個預定相位移位因子。接著，乘以相位移位因子後的數據符號經歷IFFT操 作。最後，向IFFT操作後的數據符號添加循環前綴CP。在本實施例中，優選的，各小區基站
在第k個子載波上採用的預定相位移位因子為 ，其中循環延遲值Ai = (i-l)N/
M，i = 1，2，…，M，M為參與協作多點傳輸的小區數目，N為所述IFFT操作的點數，i為小 區的標識，k為OFDM子載波標識。
以上簡單說明了循環延遲操作在時域和頻域中的實現過程。一般說來，時域操作 要比頻域操作的實現複雜度低，因而更易於實現。然而，在一些情況下，頻域操作有它的優 越性。例如，在時域進行循環延遲操作時，循環移位長度應當是時間採樣的整數倍。因此， 在如前所述用於確定各個小區基站的預定循環延遲值的公式Δ, 二 (/-1)^/Μ」中，對N/M向 下取整正是為了滿足循環移位長度需是時間採樣整數倍的要求。而當IFFT操作的點數N 不是進行協作多點傳輸的小區數目M的整數倍時，這個向下取整的操作將導致不完美的子 載波相關性。即，使得在整除情況下不相關的相鄰子載波變為不整除情況下具有弱相關性 的相鄰子載波，從而影響無線通信系統最終的分集效果和誤碼率性能。而在頻域中實現循 環延遲操作時，相位移位因子不需要向下取整的操作，因而不會由於N不能被M整除而帶來 性能損失。此外，當數據信道與其它信道復用時，在頻域實現循環延遲操作具有更多的靈活 性。值得一提的是，在根據本實施例的數據發送方法中，除了在各小區基站的對應發 射天線之間進行循環延遲操作之外，每個參與協作多點傳輸的小區基站採用的發送方式與 傳統的單小區發射分集方案是相同的。例如，在該數據發送方法的步驟SlOl中，在各小區 基站中按照LTE標準Rel-8版本中的單個小區發射分集方案進行所述加載操作。圖4(a) 和圖4(b)示出了 LTE標準Rel-8版本中的單個小區發射分集方案。如圖4(a)所示，當單個小區有兩根發射天線時，將數據符號按照空頻分組碼的編 碼方式加載到OFDM子載波上。具體的，對於一對相鄰數據符號，例如、和Sk2，在天線Txl 上，在相鄰的子載波Ic1和1 上加載符號、和^t2 ；而在天線Tx2上，在相鄰子載波Ic1和1 上加載符號-《2和《,。如圖4(b)所示，當單個小區有四根發射天線時，先佔用其中的一對 發射天線進行加載，並且每當加載了一對相鄰數據符號後，切換至另一對發射天線進行加 載。具體的，對於例如一對相鄰數據符號S1和&，佔用天線對Txl和Tx3進行加載。其中 在天線Txl上，在相鄰的子載波1和2上加載符號S1和& ；在天線Τχ3上，在相鄰子載波1 和2上加載符號-《和《。接著，切換至天線對Τχ2和Τχ4加載隨後的一對相鄰數據符號& 和S4。其中，在天線Τχ2上，在相鄰子載波3和4上加載符號S3和S4 ；在天線Τχ4上，在相 鄰子載波3和4上加載符號- <和實。依次類推，在天線對之間進行切換，並按照空頻分組碼 的編碼方式加載數據符號。(第二實施例)如上所述，在本發明第一實施例的數據發送方法中，採用了循環延遲分集技術和 空頻分組碼方案。通過在多個小區基站的對應發射天線之間應用循環延遲分集技術，可以 獲得增強的頻率分集增益。然而，我們知道，在多個小區間應用循環延遲分集技術將把多輸入單輸出信道等 效成單輸入單輸出信道，而這個等效信道具有更加明顯的頻率選擇性，從而相鄰子載波間 原有的高度相關性不存在。簡單的空頻分組碼檢測器暗含了一個要求，那就是用於傳輸一 對按照空頻分組碼編碼的數據符號的兩個子載波上的信道增益要幾乎相同，也就是說，這 兩個子載波上的信道增益需要具有高度相關性。因此，在本實施例中對根據第一實施例的數據發送方法進行了改進。根據本實施
例的數據發送方法同樣包括如上所述的步驟S101-S103，所不同的是，當在步驟SlOl中把
數據符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上，採用一種新穎的加載方式。具體來說，考慮到一方面應用循環延遲分集技術獲得增強的頻率分集增益要求加載 相鄰數據符號到具有弱相關性的子載波，另一方面應用循環延遲分集技術將導致相鄰子載 波間的相關性變弱，而簡單的空頻分組碼檢測器又要求傳輸一對按照空頻分組碼編碼的數 據符號的兩個子載波具有高度相關性，因此在本實施例中提出將連續的數據符號加載到 相關性弱的子載波上，同時將按照空頻分組碼編碼的數據符號對，加載到相關性強的兩個 子載波上，而不是相鄰的兩個子載波上。這裡所謂的相關性強弱是指兩個隨機變量在統計 學上的相關係數的大小。相關性強還是相關性弱的界定對於本領域的技術人員是公知的。 比如，兩個隨機變量的相關係數為0. 9，可以認為這兩個隨機變量相關性強，而相關係數為 0. 1則可以認為這兩個隨機變量的相關性弱。下面將詳細描述這一新穎的加載方式。首先明確，通過分析和計算已經確定，當在例如M個(M為一個任意的正整數，沒有 特殊限制)進行協作多點傳輸的小區之間應用循環延遲分集技術後，間隔M-I的兩個子載 波間具有高度相關性，而M個連續的子載波相互之間的相關性均較弱。由此，當小區基站通 過兩根發射天線發送數據時，在上述步驟S 101中的加載操作中，以2M個連續的數據符號 為單位，將每2M個連續的數據符號加載到2M個連續的正交頻分復用子載波上。具體來說， 在進行該加載時，對於任意所述的2M個連續的數據符號按照下述方式進行加載將其中的 M對間隔M-I的數據符號按照空頻分組碼編碼；以任意順序將經過空頻分組碼編碼的M對 數據符號加載到小區基站的兩根發射天線的正交頻分復用子載波上，其中該M對數據符號 中的每一對數據符號加載在具有子載波間隔M-I的兩個正交頻分復用子載波上。而當小 區基站通過四根發射天線發送數據時，與如前所述的LTE標準Rel-8版本中的單個小區發 射分集方案中類似，先佔用四根發射天線中的一對發射天線進行所述加載，並且每當對2M 個連續的數據符號進行加載後，切換至佔用該四根發射天線中的另一對天線進行加載。在 每一對發射天線中的具體加載方式與小區基站通過兩根發射天線發送數據時的加載方式 相同，在此不再贅述。圖8(a)-(f)示出了當M個小區參與協作多點傳輸時，按照上述方法 將數據符號加載到正交頻分復用子載波上的示例性加載情形。需要說明的是，由於在上述 步驟SlOl的加載操作中是以任意順序將經過空頻分組碼編碼的M對數據符號加載到小區 基站的發射天線的OFDM子載波上，因此根據加載順序不同，必然會導致多種不同的加載結 果。圖8(a)-8(f)僅僅為了示例的目的而示出了其中幾種代表性的加載情形，而並非意欲 對該加載操作進行限制。下面參考圖5 (a)-5(d)，以兩個小區(M = 2)參與協作多點傳輸為例，詳細說明按 照本發明第二實施例的數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的加載情形。當單個小區基站通過兩根發射天線發送數據時，以2M個(即4個)連續數據符號 為單位，將數據符號加載到連續的子載波上。具體的，例如，對於數據符號S1-S4，將其包含的 兩對間隔為M-I = 1的數據符號，即Sl和S3，以及S2和S4分別按照空頻分組碼編碼。在 隨後將按照空頻分組碼編碼後的這兩對數據符號加載到發射天線上時，可以按照任意的先 後順序來加載，只要保證每一對編碼後的數據符號都加載在子載波間隔為1的兩個OFDM載 波上即可。舉例來說，可以先加載編碼後的數據符號對S1和&，再加載編碼後的數據符號 對&和、，也就是說，在天線1上，S1和&加載到子載波1和3上，&和、加載到子載波2 和4上；在天線2上，符號-實和<加載到子載波1和3上，符號-<和實加載到子載波2和 4上，如圖5(a)所示。當然，也可以先加載編碼後的數據符號對&和、，再加載編碼後的數據符號對S1和S3,這樣，在天線1上，S2和S4加載到子載波1和3上，S1和S3加載到子載 波2和4上；在天線2上，符號-51丨和實加載到子載波1和3上，符號-實和<加載到子載波 2和4上，如圖5(b)所示。另一方面，在進行加載時，一個數據符號對中的兩個數據符號的 加載順序也是任意的。例如，在加載數據符號對Sl和S3時，可以先加載S3再加載Si，同樣 在加載數據符號對S2和S4時，可以先加載S4再加載S2。也就是說，對於圖5(a)和5 (b) 所示的情形，編碼後的數據符號Sl和S3的加載位置可以互換，編碼後的數據符號S2和S4 的加載位置也可以互換。當單個小區基站通過四根發射天線發送數據時，先佔用天線1和天線3來加載4 個連續的數據符號，例如S1-S4，然後切換至佔用另一天線對，即天線2和天線4，來加載隨 後的4個連續的數據符號，接著再次切換到佔用天線1和天線3來進行後續符號的加 載，依此類推。其中將每4個連續的數據符號加載到兩根天線上的方式與前面所描述的將 S1-S4加載到天線1和天線2的方式相同。圖5(c)例示了按照編碼符號對(Si，S3)，(S2，
54)的順序將S1-S4加載到天線1進和3上，並按照編碼符號對(S5，S7)，(S6，S8)的順序將 S5-S8加載到天線2和4上的情形。如圖5(c)所示，在天線1上，S1和&加載到子載波1 和3上，&和、加載到子載波2和4上；在天線3上，符號-窩和<加載到子載波1和3上， 符號-《和實加載到子載波2和4上；在天線2上，&和S7加載到子載波5和7上，&和& 加載到子載波6和8上；在天線4上，符號-實和實加載到子載波5和7上，符號-《和實加 載到子載波6和8上。圖5(d)例示了按照編碼符號對(S2，S4)，(Si，S3)的順序將S1-S4 加載到天線1和3上，並按照編碼符號對(S6，S8)，(S5，S7)的順序將S5-S8加載到天線2 和4上的情形。如圖5 (d)所示，在天線1上，&和、加載到子載波1和3上，S1和&加載 到子載波2和4上；在天線3上，符號-S:和實加載到子載波1和3上，符號-實和<加載到 子載波2和4上；在天線2上，&和S8加載到子載波5和7上，&和S7加載到子載波6和 8上；在天線4上，符號-實和實加載到子載波5和7上，符號-S;和實加載到子載波6和8 上。容易理解，圖5(c)和5(d)僅僅例示了兩種可能的加載情形，實際上，根據將編碼數據 符號對加載到天線上的順序不同，還存在各種其它的加載情形。以上分別表述了單個小區通過兩根天線或四根天線發送數據的情形。在本發明 中，參與協作多點傳輸的各個小區可以分別通過兩根或四根天線來發送數據。圖6(a)_(f)示出了當三個小區(M = 3)參與協作多點傳輸時，按照本發明第二 實施例的數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的示例加載情形。具體的，圖 6 (a)-6(c)分別示出了當單個小區基站通過二根發射天線發送數據時，按照編碼符號對 (Si，S4)，(S2，S5)，(S3，S6)的順序將S1-S6加載到天線上的情形、按照編碼符號對(S2，
55)，(S3，S6)，(Si，S4)的順序將S1-S6加載到天線上的情形、以及按照編碼符號對(S3，
56)，(Si，S4)，(S2，S5)的順序將S1-S6加載到天線上的情形；圖6(d)示出了當單個小區 基站通過四根發射天線發送數據時，按照編碼符號對(S1，S4)，(S2，S5)，(S3，S6)的順序將 S1-S6加載到天線1和3上，並按照編碼符號對(S7，S10)，(S8，Sll)，(S9，S12)的順序將 S7-S12加載到天線2和4上的情形；圖6 (e)示出了當單個小區基站通過四根發射天線發 送數據時，按照編碼符號對(S2，S5)，(S3，S6)，(Si，S4)的順序將S1-S6加載到天線1和3 上，並按照編碼符號對(S8，Sll)，(S9，S12)，(S7，S10)的順序將S7-S12加載到天線2和4上的情形；圖6(f)示出了當單個小區基站通過四根發射天線發送數據時，按照編碼符號對 (S3，S6)，(Si，S4)，(S2，S5)的順序將S1-S6加載到天線1和3上，並按照編碼符號對(S9， S12)，(S7，S10)，(S8，Sll)的順序將S7-S12加載到天線2和4上的情形。容易理解，圖 6 (a) -6 (f)也僅僅例示了幾種可能的加載情形，實際上，對應於將編碼的數據符號對加載到 天線上的不同順序，還存在各種其它的加載情形。圖7(a)和7(b)示出了當四個小區(M = 4)參與協作多點傳輸時，按照本發明第 二實施例的數據發送方法將數據符號加載到OFDM子載波上的一種基本的加載情形，此處 不再詳細描述。另外需要說明的是，根據本發明第二實施例的數據發送方法，在將數據符號加載 到OFDM子載波上時，應當根據參與協作多點傳輸的小區數目M來確定資源調度的最小單 位。具體來說，當參與協作多點傳輸的小區數目為4個以下時，可以將一個時頻資源塊RB 作為資源調度的最小單位；而當參與協作多點傳輸的小區數目較多G個或4個以上)時， 需要根據小區的數目M將多個時頻資源塊RB聯合起來作為資源調度的最小單位。對於所 述將多個時頻資源塊聯合起來作為資源調度的最小單位，考慮到每個時頻資源塊中包含12 個子載波，而在第二實施例的數據發送方法中，2M個連續的數據符號構成一個基本傳輸塊 加載到2M個連續的子載波上，因此一種優選的方法是通過頻資源塊大小(1 與基本傳輸 塊OM)的最小公倍數來確定資源調度的最小單位。例如，如圖9所示，對於M = 4，即4個小 區參與協作多點傳輸的情況，，將兩個時頻資源塊聯合起來作為資源調度的最小單位(兩 個時頻資源塊共包含M個OFDM子載波，其中M為8和12的最小公倍數)；當M = 5時， 將五個時頻資源塊聯合起來(包含60個OFDM子載波)作為資源調度的最小單位。同樣， 當參與協作多點傳輸的小區的數目為更多時，也可通過這一方式或其他適當的方式來確定 資源調度的最小單位。以上詳細說明了根據本發明第二實施例的數據發送方法。在接收到按照該方法發 送的數據後，用戶終端只需略微修改空頻分組碼的解碼順序，就可以重複利用簡單的空頻 分組碼檢測器。具體來說，針對最小的解碼單元，也就是連續的2M個子載波上的2M個數據 符號來說，用戶終端依次對M對按照空頻分組碼編碼的數據符號進行解碼，並且在對每對 按照空頻分組碼編碼的數據符號解碼時，利用的是相隔M-I的兩個子載波上的數據。另外， 用戶終端在進行解碼操作時，只需知道參與多點協作傳輸的小區數目即可，無需知道具體 是哪些小區參與了多點協作傳輸，也無需知道參與協作傳輸的小區基站的發射天線數目是 2還是4。(第三實施例)在前面的實施例中，循環延遲操作步驟在時域和頻域實現中的循環延遲值分別通 過Δ, 」和Ai = (i-l)N/M來確定。實際上，所述循環延遲值可以具有其它一些 變型。例如，循環延遲值可以有初始的延遲量Δ^，也就是說循環延遲值在時頻域實現時可 以分別變型為Δ, 二(丨-1)|_斤/似」+Δ。和Ai = (i-DN/Μ+Δ。。另一方面，初始的延遲量ΔQ在不同的OFDM幀中可以是時 變的，由此循環延遲值可以變型為l)[_iV/M」+ A,和Ai⑴=(i_l)N/M+At，這樣可以增加時間分集增益。(第四實施例)
前面的各個實施例中描述了當多個小區參與協作多點傳輸時向用戶終端發送數 據的方法。實際上，當單個小區中包括多個扇區時，本發明第一至第三實施例中描述的數據 發送方法均可以在多個扇區中實施。例如，根據本發明第一實施例，由多個小區中的扇區採 用協作多點傳輸方式向用戶終端發送數據的方法包括在各扇區中，把將要經由發射天線 發送的數據符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上；在各扇區的對 應發射天線之間，對加載到OFDM子載波上的數據符號進行循環延遲操作；按照協作多點傳 輸方式，將所述多扇區循環延遲操作後的數據符號同時發送到用戶終端。另一方面，當單個小區中採用多根天線發送數據時，可以將天線分組，並以天線組 為單位參與協作多點傳輸。從而，多個天線組可以應用前述各實施例中描述的方法向用戶 終端發送數據。(第五實施例)在本發明的前述各實施例中，通過在參與協作多點傳輸的多個小區基站的對應發 射天線之間應用循環延遲分集技術，可以獲得等效的增強的頻率分集增益。這一在多小區 的對應天線之間應用循環延遲分集技術的方案可以應用於多媒體廣播單頻網，如圖10所 示。由於對於現有的多媒體廣播單頻網來說，不論是否涉及到多天線，移動終端都不需要知 道有多少個小區基站同時向它發送信號，因此當把在多小區的對應天線之間應用循環延遲 分集技術的方案推廣到多媒體廣播單頻網時，需要向多媒體廣播服務的移動終端組通知參 與多點協作傳輸的小區的數目。這可以通過在物理層多播信道PMCH上增加一個額外的控 制信令來向移動終端組通知參與多點協作傳輸的小區的數目。以上已經通過多個實施例對本發明的協作多點傳輸方式的數據發送方法進行了 描述，下面將對應用該數據發送方法的無線通信系統進行描述。圖12是應用根據本發明實 施例的數據發送方法的無線通信系統中相關設備的圖示。如前所述，該無線通信系統中包 含有多個小區，多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶終端發送數據。如圖12所示，無線通信系統中的每個小區基站1000包括符號加載部件1100，用於 把數據符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到OFDM子載波上；循環延遲操作部件1200，用 於在小區基站的發射天線上，對加載到OFDM子載波上的數據符號進行循環延遲操作；發送 部件1300，用於按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的數據符號經由發射天線發送 到用戶終端。無線通信系統中的用戶終端2000包括接收部件2100，用於接收來自各小區基 站的數據符號；空頻分組碼檢測部件2200，用於解碼按照空頻分組碼編碼的數據符號。在上文中描述了多個小區、多個扇區以及在多媒體廣播單頻網中以協作多點傳輸 方式向用戶終端發送數據符號的方法及應用該方法的無線通信系統。實際上該發送方法和 無線通信系統同樣適用於對參考符號的發送。在採用協作多點傳輸方式的參考符號發送方 案中，利用和數據符號發送方式相同的編碼傳送方式對參考符號進行相同的處理，可以確 保信道估計準確無誤的進行，從而保證整個通信系統的性能。本申請中的上述各個實施例僅為實例性描述，它們的具體結構和操作不對本發明 的範圍構成限制，本領域的技術人員可以將上述各個實施例中的不同部分和操作進行重新 組合，產生新的實施方式，同樣符合本發明的構思。本發明的實施例可以通過硬體、軟體、固件或它們之間結合的方式來實現，其實現 方式不對本發明的範圍構成限制。
本發明實施例中的各個功能元件(單元)相互之間的連接關係不對本發明的範圍 構成限制，其中的一個或多個功能元件可以包括或連接於其它任意的功能元件。雖然上面已經結合附圖示出並描述了本發明的一些實施例，但是本領域的技術人 員應當理解，在不偏離本發明的原則和精神的情況下，可以對這些實施例進行變化和修改， 但它們仍然落在本發明的權利要求及其等價物的範圍之內。
權利要求
1.一種用於在無線通信系統中由多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶終端 發送符號的方法，包括在各小區基站中，把將要經由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到 正交頻分復用子載波上；在各小區基站的對應發射天線之間，對加載到正交頻分復用子載波上的符號進行循環 延遲操作；按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的符號經由發射天線發送到用戶終端。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述將符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交 頻分復用子載波上進一步包括將連續的符號加載到相關性弱的正交頻分復用子載波上， 同時將按照空頻分組碼編碼的符號對，加載到相關性強的兩個正交頻分復用子載波上。
3.如權利要求2所述的方法，當小區基站通過兩根發射天線發送符號時，所述將符號 按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上包括以2M個連續的符號為單 位，按照下述方式將每2M個連續的符號加載到2M個連續的正交頻分復用子載波上，其中M 為所述多個小區的個數對於任意所述的2M個連續的符號，將其中的M對間隔M-I的符號按照空頻分組碼編碼；以任意順序將經過空頻分組碼編碼的所述M對符號加載到所述兩根發射天線的正交 頻分復用子載波上，其中該M對符號中的每一對符號加載在具有子載波間隔M-I的兩個正 交頻分復用子載波上。
4.如權利要求2所述的方法，當小區基站通過四根發射天線發送符號時，所述將符號 按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上包括佔用所述四根發射天線中 的任意一對發射天線進行所述加載，並且每當對2M個連續的符號進行加載後，切換至佔用 該四根發射天線中的另一對天線進行所述加載，其中M為所述多個小區的個數。
5.如權利要求4所述的方法，其中佔用所述四根發射天線中的任意一對發射天線進行 所述加載進一步包括按照下述方式將2M個連續的符號加載到2M個連續的正交頻分復用子 載波上將該2M個連續的符號中的M對間隔M-I的符號按照空頻分組碼編碼；以任意順序將經過空頻分組碼編碼的所述M對符號加載到該對發射天線的正交頻分 復用子載波上，其中該M對符號中的每一對符號加載在具有子載波間隔M-I的兩個正交頻 分復用子載波上。
6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其中在時域中進行所述循環延遲操作。
7.如權利要求6所述的方法，所述循環延遲操作進一步包括對加載到各正交頻分復用子載波的符號進行快速傅立葉逆變換；在各小區基站中，將快速傅立葉逆變換之後的符號按照與該小區基站對應的預定循環 延遲值進行循環延遲；向循環延遲後的符號添加循環前綴。
8.如權利要求7所述的方法，其中與小區基站對應的所述預定循環延遲值為 Δ, = (z-l)L^V/A/J,i = 1,2, "·，Μ，其中M為所述多個小區的個數，N為所述快速傅立葉逆變換的點數，i為小區的標識。
9.如權利要求7所述的方法，其中與小區基站對應的所述預定循環延遲值為 Δ, =0"-l)L7V/Mj + A0,i = 1,2, "·，Μ，其中M為所述多個小區的個數，N為所述快速傅立 葉逆變換操作的點數，i為小區的標識，Aci為預先設定的初始值。
10.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其中在頻域中進行所述循環延遲操作。
11.如權利要求10所述的方法，所述循環延遲操作進一步包括步驟在各小區基站中，將加載到各正交頻分復用子載波的符號乘以該小區基站的預定相位 移位因子；對乘以相位移位因子後的符號進行快速傅立葉逆變換； 向快速傅立葉逆變換後的符號添加循環前綴。
12.如權利要求11所述的方法，其中各小區基站在第k個子載波上採用的預定相位移2ττΔ,λ位因子為，其中循環延遲值Ai = (i-l)N/M，i = 1,2,…，M，M為所述多個小區的個數，N為所述快速傅立葉逆變換的點數，i為小區的標識，k為正交頻分復用子載波標識。
13.如權利要求11所述的方法，其中各小區基站在第k個子載波上採用的預定相位移位因子為，其中循環延遲值Ai= ( -1)Ν/Μ+Δ0, i = 1,2,…，M，M為所述多個小區的個數，N為所述快速傅立葉逆變換的點數，i為小區的標識，k為正交頻分復用子載波 標識，Atl為預先設定的初始值。
14.如權利要求9或13所述的方法，其中所述預先設定的初始值Atl在不同的正交頻 分復用幀中是時變的。
15.如權利要求2-5中的任一項所述的方法，其中在所述將符號按照空頻分組碼的編 碼方式加載到正交頻分復用子載波上的步驟中，根據所述多個小區的個數來確定資源調度 的最小單位。
16.如權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中所述多個小區基站與所述用戶終端 形成多媒體廣播單頻網。
17.如權利要求16所述的方法，其中在該多媒體廣播單頻網中，通過一個額外的控制 信令來向用戶終端通知所述多個小區的個數。
18.—種無線通信系統，該系統包含多個小區，所述多個小區的基站採用協作多點傳輸 方式向用戶終端發送符號，其中所述基站包括符號加載部件，用於把將要經由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方式加載 到正交頻分復用子載波上；循環延遲操作部件，用於在小區基站的發射天線上，對加載到正交頻分復用子載波上 的符號進行循環延遲操作；和發送部件，用於按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的符號經由發射天線發送 到用戶終端，所述用戶終端包括接收部件，用於接收來自各小區基站的符號；和 空頻分組碼檢測部件，用於解碼按照空頻分組碼編碼的符號。
19.一種在無線通信系統中採用協作多點傳輸方式向用戶終端發送符號的小區基站， 其中該無線通信系統中包含多個所述小區基站，該小區基站包括符號加載部件，用於把將要經由發射天線發送的符號按照空頻分組碼的編碼方式加載 到正交頻分復用子載波上；循環延遲操作部件，用於在小區基站的發射天線上，對加載到正交頻分復用子載波上 的符號進行循環延遲操作；和發送部件，用於按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的符號經由發射天線發送 到用戶終端。
20.如權利要求19所述的小區基站，其中所述符號加載部件將連續的符號加載到相關 性弱的連續的正交頻分復用子載波上，同時將按照空頻分組碼編碼的符號對，加載到相關 性強的兩個正交頻分復用子載波上。
全文摘要
本發明提供了一種無線通信系統及在其中由多個小區的基站採用協作多點傳輸方式向用戶終端發送符號的方法。所述方法包括在各小區基站中，把符號按照空頻分組碼的編碼方式加載到正交頻分復用子載波上；在各小區基站的對應發射天線之間，對加載到正交頻分復用子載波上的符號進行循環延遲操作；按照協作多點傳輸方式，將循環延遲操作後的符號發送到用戶終端。其中在進行所述加載時，將連續的符號加載到相關性弱的子載波上，同時將按照空頻分組碼編碼的符號對，加載到相關性強的兩個子載波上。該方法不受小區數目的影響且與LTE標準Rel-8版本中的技術保持一致，並且能夠提供多個小區基站的增強的頻率分集增益。
文檔編號H04L1/06GK102075301SQ20091022652
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者今村大地, 張治 , 徐 明, 徐靜, 星野正幸 申請人:松下電器產業株式會社