一種用於上行協作多點傳輸用戶數據的方法及裝置的製作方法

2023-07-06 10:35:21 1

專利名稱：一種用於上行協作多點傳輸用戶數據的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信網絡，尤其涉及無線協作多點傳輸通信網絡。
背景技術：
iM^^^M^M^ (Cooperative Multi-Point transmission/reception,CoMP) 已經被LTE-Advanced (Long TermEvolution-Advanced)接受，作為一種提高小區平均和邊
緣吞吐量的方案。在現有的上行傳輸中，至少有以下兩種CoMP聯合信號處理的實現方式1)網絡 MIMO (Multiple Input and Multiple Output，多輸入多輸出)在相干的聯合檢測的網絡ΜΙΜΟ (network ΜΙΜΟ)中，信道狀態信息和數據都需要 發送至協作多點傳輸管理設備，其複雜度非常大，因而未被ΙΕΕΕ802. 16m所採納，這種網絡 MIMO的方式更適合於在基站的內部，例如一個基站的不同的扇區之間實現。2)協作 MIMO多小區協作ΜΙΜ0，採用非相干的分布式的小區間幹擾抑制，相鄰基站僅需要向協 作多點傳輸管理設備發送數據，而不需要向其發送信道狀態信息。該方案因為僅需要在基 站之間交互數據，而不需要交互信道信息而降低了系統複雜度。但是，仍需要在基站之間交 互數據信息，仍會造成大量的回傳開銷。所謂回傳(backhaul)，指的是基站與基站之間的回傳網絡，基站與基站之間可以 通過光纜連接，也可以通過微波連接等方式交互數據和/或信令。具體地，在現有的CoMP方案中，根據不同的檢測策略(相干檢測或非相干檢測) 以及CoMP策略(相鄰基站是否需要對接收到的信號進行預處理)，相鄰基站將數據和信道 狀態信息，或者數據發送至服務基站，然後再由服務基站根據來自相鄰基站的數據和信道 狀態信息或者數據，進行聯合檢測與合併。上述的CoMP上行數據的傳輸方案造成了大量的回傳開銷，並且，因為服務基站需 要聯合CoMP簇中的所有相鄰小區進行聯合檢測和合併，增加了聯合處理複雜度。

發明內容
鑑於現有技術存在上述問題，本發明提出了上行漸進式多點協作MIMO處理方案 及其協作處理管理設備，也即協作多點傳輸管理設備，可以分步驟地實現多點協作聯合信 號處理，由協作處理管理設備根據數據檢測正確與否，判斷是否需要向同一個CoMP簇中的 其他相鄰基站發送ACK或NACK消息；當協作處理管理設備需要向相鄰基站發送ACK消息， 則其向該CoMP簇中的所有相鄰基站發送ACK消息，用於通知各個相鄰基站不需要向協作處 理管理設備發送用戶數據；當協作處理管理設備需要向相鄰基站發送NACK消息，則其向該 CoMP簇中的至少一個相鄰基站發送NACK消息，用於通知該至少一個相鄰基站需要向協作 處理管理設備發送用戶數據；該至少一個相鄰基站根據來自協作處理管理設備的NACK消 息，再向協作處理管理設備發送用戶數據，協作處理管理設備再根據本協作處理管理設備獲取的用戶數據以及來自該至少一個相鄰基站的用戶數據進行聯合檢測與合併。
根據本發明的第一方面，提出了一種上行漸進式多點協作MIMO處理方案，可以分 步驟地實現多點協作聯合信號處理，其中，提供了一種在協作多點傳輸網絡的協作多點傳 輸管理設備中用於控制上行多點傳輸移動站的用戶數據的方法，其中，一個CoMP簇中一個 或多個相鄰基站協同所述協作多點傳輸管理設備為所述移動站服務，包括以下步驟判斷 是否需要向所述一個或多個相鄰基站中的至少一個發送第一肯定確認消息或第一否定確 認消息；當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一肯定確認消息時，將所述第一肯定 消息發送至所述一個或多個中的所有相鄰基站，其中，所述第一肯定確認消息用於指示所 述所有相鄰基站不需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述相鄰基站所獲取的用戶數 據。根據本發明的第二方面，提供了一種在協作多點傳輸網絡的相鄰基站中用於協同 協作多點傳輸管理設備進行上行多點傳輸移動站的用戶數據的方法，包括以下步驟判斷 是否接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息或否定確認消息；當接收到來 自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息，丟棄所述用戶數據。根據本發明的第三方面，提供了一種在協作多點傳輸網絡的協作多點傳輸管理設 備中用於控制上行多點傳輸移動站的用戶數據的管理裝置，其中，一個或多個相鄰基站協 同所述協作多點傳輸管理設備為所述移動站服務，包括第一判斷裝置，用於判斷是否需要 向所述一個或多個相鄰基站中的至少一個發送第一肯定確認消息或第一否定確認消息；第 一發送裝置，用於當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一肯定確認消息時，將所述 第一肯定消息發送至所述一個或多個中的所有相鄰基站，其中，所述第一肯定確認消息用 於指示所述所有相鄰基站不需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述相鄰基站所獲取 的用戶數據。根據本發明的第四方面，提供了一種在協作多點傳輸網絡的相鄰基站中用於協同 協作多點傳輸管理設備進行上行多點傳輸移動站的用戶數據的輔助裝置，包括第二判斷 裝置，用於判斷是否接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息或否定確認消 息；清除裝置，用於當接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息，丟棄所述用 戶數據。採用本發明提供的技術方案的優點如下-提供了一種靈活的協作多點傳輸機制，可以按照漸進的方式來實現協作多點多 輸入多輸出ΜΙΜ0，在協作多點僅僅弓I入HARQ的ACK/NACK信息，從而在不降低系統性能的前 提下，可以有效地減少協作多點傳輸所需要的回傳開銷；-當服務基站能夠正確檢測出用戶數據時，可以避免服務基站與相鄰基站之間通 過回傳交互數據，因而節省了回傳開銷；-如果服務基站基於本地檢測，或者聯合了若干個相鄰基站後進行聯合檢測後已 經可以正確解出用戶數據，就可以避免不必要的聯合了更多基站的聯合檢測，因而降低了 聯合處理複雜度。


通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯。圖1示出了本發明的一個具體應用場景的網絡拓撲結構示意圖；圖2示出了根據本發明的一個具體實施例的服務基站Ia的方法流程圖；圖3示出了根據本發明的一個具體實施例的基站Ib的方法流程圖；圖4示出了根據本發明的一個變化具體實施例的基站Ib的方法流程圖；圖5示出了根據本發明的一個具體實施例的裝置框圖。其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的步驟特徵或裝置/模塊。
具體實施例方式圖1示出了本發明的一個具體應用場景的網絡拓撲結構示意圖。其中，基站Ia為移動站2a的服務基站，基站Ib和基站Ic為基站Ia的相鄰基站，用於協作服務基站Ia服 務移動站2a。在本發明中的服務基站Ia既完成數據業務的處理與傳輸，同時負責協作多點 傳輸的控制功能，相當於協作多點傳輸管理設備。圖1還示出了基站la、基站Ib和基站Ic 分別與移動站2a之間的通信鏈路，用閃電符號表示。3a表示基站Ia與移動站2a之間的通 信鏈路，3b表示基站Ib與移動站2a之間的通信鏈路，3c表示基站Ic與移動站2a之間的 通信鏈路，其中，鏈路3a是服務基站Ia與移動站2a之間的通信鏈路，因此是移動站2a的 服務無線鏈路(serving radio link)，而鏈路3b和3c均為非服務無線鏈路(non-serving radio link)。圖2示出了根據本發明的一個具體實施例的服務基站Ia的流程圖，以下，參照圖 2，並結合圖1，對本發明的服務基站Ia的一個具體實施例進行詳細的描述。首先定義CoMP小區簇。如果一個移動站處於小區的邊緣，多個基站可以接收到 來自該移動站的信號，則根據它們與移動站的無線位置，該多個基站就構成了該移動站的 CoMP小區簇。其中，多個基站中既包括該移動站的服務基站，也包括該服務基站的相鄰基 站。在步驟SlO中，服務基站Ia本地檢測用戶數據。-如果基站Ia在該時刻僅需要檢測移動站2a的用戶數據，也即，基站Ia在該時 刻僅為移動站2a服務，則對應的基站Ia的檢測方式是單用戶檢測，在傳統的單用戶接收機 中，對每個單用戶採用匹配相關分別檢測出各自的信號。例如，服務基站Ia可以採用最大 比合併算法(Maximum Ratio Combining)對用戶數據進行檢測。-如果基站Ia在同一時刻需要檢測多個移動站的用戶數據，例如，既包括小區 內的多個移動站，或還可以包括跨小區的移動站，例如，在小區邊緣的移動站2a，則基站 Ia採用多用戶檢測的方式。所謂多用戶檢測，是對每個單用戶都利用多個用戶的信息去 實現接收或數據檢測。多用戶檢測技術充分利用基站多天線系統與各用戶傳輸天線的相 關信道信息，通過聯合檢測來獲得單個用戶的信息，從而獲得最佳的判決效果。例如，月艮 務基站Ia可以採用的最小方均誤差檢測算法(MMSE Detection, Minimum Mean Square ErrorDetection)，或最小方均誤差-串行幹擾抵消算法(MMSE-SICDetection, Minimum Mean Square Error Detection-SuccessiveInterference Cancellation)、角軍才目關檢 貝|J算 法(Decorrelating Detection)也稱為迫零多用戶檢測(ZF MUD,Zero-Forcing Multiple UserDetection)、並行幹擾抵消算法(Parallel Interference Cancellation)或解相關判決反饋(DDF，Decorrelating Decision Feedback)、最佳多用戶檢測，也即最大似然序列估 計(MLSE，Maximum LikelihoodSequence Estimation)。當然，基站 Ia 所採用的檢測方式 不僅僅局限於上述的幾種方式，基站Ia還可以採用其他檢測方式。然後，基站Ia對檢測的數據進行校驗，檢測的結果包括以下兩種情形情形一ACK如果基站Ia對檢測出的數據進行校驗，例如採用循環冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check,CRC)的方式，校驗結果是正確的，即基站Ia能夠正確解出用戶數據，則 該方法進入步驟S12』，基站Ia向所有相鄰基站Ib和Ic發送肯定確認消息(Acknowledge， ACK)，該ACK消息用於指示相鄰基站Ib和Ic不需要向基站Ia發送相鄰基站Ib和Ic所獲 取的用戶數據。然後，該方法進入步驟S13』，基站Ia結束本次混合自動重傳(HARQ，Hybrid Automatic Repeat reQuest)傳輸。如果HARQ重傳機制支持的是同步重傳，則基站Ia等到預先定義的時隙到來時再向移動站2a傳輸ACK消息，在另一個實施例中，如果基站支持的是異步的HARQ重傳機制， 即允許來自基站的ACK或者NACK消息可以在非預先設定的時間到達移動站2a，則基站Ia 可以在判斷出正確接收移動站2a的數據後，立即向移動站發送ACK消息，則移動站可以相 應地調整其發送數據的時隙，以進一步地減小延遲(latency)。情形二NACK如果基站Ia對檢測出的數據進行校驗，例如採用循環冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check, CRC)的方式，校驗結果是錯誤的，則該方法進入步驟S12，基站Ia向該 CoMP小區簇中的所有相鄰基站Ib和Ic發送否定確認消息(Not Acknowledge, NACK)，該 NACK消息用於指示相鄰基站Ib和Ic均需要向基站Ia發送相鄰基站Ib和Ic所獲取的用 戶數據。然後，該方法進入步驟S13，基站Ia接收來自基站Ib和基站Ic的用戶數據。以下，針對相干檢測和非相干檢測兩種不同的檢測方式，對來自基站Ib和基站Ic 的用戶數據所包含的具體內容分別進行描述如下)>相干檢測如果該CoMP網絡支持的是相干檢測，則基站Ia所獲取的來自基站Ib和基站Ic 的用戶數據就應該包括至少以下兩部分數據和信道狀態信息。-該數據可以是經過信號預處理的信號符號量化值，也可以是原始數據的採樣值。_信道狀態信息為基站Ib和基站Ic分別根據來自移動站的導頻信息，分別估計出 的信道狀態信息。>非相干檢測如果該CoMP網絡支持的是非相干檢測，則基站Ia所獲取的來自基站Ib和基站Ic 的用戶數據就應該包括軟比特信息。該軟比特信息為基站Ib和基站Ic的Turbo解碼器的輸出信息。然後，該方法進入步驟S14，基站Ia根據本地檢測的用戶數據和來自基站Ib和2c 的數據進行聯合檢測和合併。>對於相干檢測，有兩種不同情形
1)基站Ia接收到來自基站Ib和Ic的各自檢測到的移動站2a的經過信號預處理 的信號符號量化值，因此，基站Ia根據來自移動站2a的導頻信息所估計出的本基站Ia與 移動站2a之間的信道狀態信息，基站Ib所報告的基站Ib與移動站2a之間的信道狀態信 息，基站Ic所報告的基站Ic與移動站2a之間的信道狀態信息以及本地檢測的來自移動站 2a的經過信號預處理的信號符號量化值，基站Ib和2c分別報告的各自檢測到的移動站2a 的經過信號預處理的信號符號量化值進行聯合檢測和合併；2)或者，基站1接收到來自基站Ib和Ic分別報告的各自獲取到的移動站2a的原始數據的採樣值，因此，基站Ia根據來自移動站2a的導頻信息所估計出的本基站Ia與移 動站2a之間的信道狀態信息，基站Ib所報告的基站Ib與移動站2a之間的信道狀態信息， 基站Ic所報告的基站Ic與移動站2a之間的信道狀態信息以及本地獲取的來自移動站2a 的原始數據的採樣值，以及基站Ib和Ic分別報告的各自獲取到的移動站2a的原始數據的 採樣值進行聯合檢測和合併。對於相干檢測的上述情形1)和2)，如果是單用戶檢測，該聯合檢測和合併可以採 用MRC算法，如果對於多用戶檢測，該聯合檢測和合併可以採用MMSE算法或者MMSE-SIC算 法。當然，聯合檢測和合併的算法並不限於上述的例子。>對於非相干檢測基站Ia根據來自基站Ib和基站Ic的軟比特信息以及基站Ia對接收到的移動站 2a進行信號處理後所生成的軟比特信息進行軟比特合併。如果HARQ重傳支持異步重傳，則若基站Ia合併了來自相鄰基站Ib和Ic所報告 的移動站2a的用戶數據後解出或仍未能正確解出用戶數據，則在步驟S15中，基站Ia根據 聯合檢測與合併的結果，生成的ACK或NACK消息；然後，在步驟S16中，基站Ia立即將該 ACK或NACK消息發送至移動站2a，以觸發常規的HARQ重傳或者新的數據的發送，而不需要 等到特定的時隙的到來；若基站Ia支持嚴格同步的HARQ重傳機制，則等到特定的ACK/NACK報告的時隙到 來時，基站Ia才能夠進入步驟S16，向移動站2a發送ACK或NACK消息；以上為對服務基站Ia的方法所進行的詳細的描述，以下，從相鄰基站的角度，對 本發明的具體實施例進行描述，可以理解，因為相鄰基站所進行的操作基本類似，因此，我 們僅對基站Ib進行描述，對基站Ic所進行的操作，因與基站Ib所進行的操作類似，因此在 此不予贅述。參照圖3，對根據本發明的一個實施例的基站Ib的一個具體實施例進行詳細 的描述。首先，在步驟S20中，基站Ib判斷是否接收到來自發送基站Ia的ACK或NACK。若基站Ib判斷接收到來自基站Ia的ACK消息，則該方法進入步驟S21，，基站Ib 清除緩存的移動站2a的用戶數據；若基站Ib判斷接收到來自基站Ia的NACK消息，則該方法進入步驟S21，基站Ib 向基站Ia發送移動站2a的用戶數據，根據檢測方式的不同，用戶數據所包含的內容也不 同，具體地，可以分為至少以下兩種情形)>相干檢測如果該CoMP網絡支持的是相干檢測，基站Ib向基站Ia所發送的用戶數據就應該 包括至少以下兩部分數據和信道狀態信息。
-該數據可以是經過信號預處理，例如幹擾抵消處理的信號符號量化值，該信號符 號量化值是經過了信道檢測後的輸出；也可以是原始數據的採樣值，也即，數模轉換器(Analog-DigitalConvertenADC) 的輸出基帶採樣符號，該採用符號是未經過基站Ib檢測處理的原始的輸出數據。-信道狀態信息為基站Ib根據來自移動站2a的導頻信息，所估計出的移動站2a 到基站Ib信道狀態信息。>非相干檢測如果該CoMP網絡支持的是非相干檢測，則基站Ib向基站Ia所發送的用戶數據為軟比特信息，該軟比特信息是經過了信道檢測後的輸出。該軟比特信息為基站Ib接收到的信號經過ADC、信道估計(Channel Estimation)、均衡(EQ，Equalization)，解調(Demodulating)以及 Turbo 解碼器後的輸出 的軟比特信息，所謂軟比特信息，是軟判決得到的多位信息，是相對於硬判決的O和1 一位 比牛寸f曰息ο在基站Ib向基站Ia發送用戶數據後，該方法進入步驟S22，基站Ib清除緩存的移 動站2a的用戶數據。 上述基站Ia的實施例中，在步驟Sl 1中，當基站Ia判斷需要發送NACK消息時，其 向該CoMP簇中的所有相鄰基站Ib和Ic均發送NACK消息，用於通知基站Ib和基站Ic均 發送用戶數據，以便於基站Ia根據多個基站分別採集的用戶數據，進行聯合檢測與合併， 在一個變化的實施例中，我們將描述一種漸進式(progressive)聯合檢測與合併的方式， 也即，服務基站Ia逐個或者逐多個地請求相鄰基站發送各自採集的用戶數據參與到聯合 檢測與合併之中。以下，參照圖4，對該變化的實施例進行具體的描述。因步驟S30、步驟S31、步驟 S32』和步驟S33』分別與上文中已進行描述的步驟S10、步驟S11、步驟S12』和步驟S13』近 似，因此，在此不予贅述。在步驟S31中，若基站Ia判斷需要向相鄰基站發送NACK消息，基站Ia選擇向移 動站2a所在的CoMP簇中的一個或多個基站發送NACK消息。基站Ia的選擇策略至少包括以下兩種I)根據位置相關信息在移動站2a進行測距(ranging)時，包括移動站2a接入時的初始測距(initial ranging)或者周期性測距(periodical ranging)，或者切換測距(handover ranging)，移 動站2a可以測量本移動站相對於個各個基站的位置關係，並將位置相關信息報告給服務 基站la。則服務基站Ia可以選擇距離移動站2a最近的一個或多個相鄰基站發送NACK消 息，用於指示該一個或多個相鄰基站向本服務基站Ia發送用戶數據。在本實施例中，基站 Ib距離移動站2a最近，其與移動站2a之間的信號強度最強，因此，服務基站Ia向基站Ib 發送NACK消息，用於指示基站Ib發送用戶數據。此處，服務基站Ia未向基站Ic發送NACK消息，因而，基站Ic不會向服務基站Ia 發送用戶數據，因而避免了 backhaul的開銷。II)根據排列的序號基站Ia可以隨機地為鄰基站選擇需要，例如，鄰基站Ib為序號0，鄰基站Ic為序號1，依次類推。然後，基站Ia按照序號從小到大的順序，或者從大到小的順序，選擇基站Ia可以聯合的相鄰基站，在本實施例中，基站Ia先聯合了基站lb。然後，該方法進入步驟S34，基站Ia根據來自基站Ia的用戶數據和來自基站Ib的 用戶數據進行聯合檢測與合併。因該步驟與在上文中已描述的步驟S14類似，因此，在此不 予贅述。然後，該方法進入步驟S35，基站Ia判斷是否能正確解出用戶數據。該判斷的步驟 與上文中已描述的步驟Sll近似，因此，在此不予贅述。當基站Ia判斷需要發送ACK消息時，在步驟S36』中，基站Ia向該CoMP簇中的所 有未參與聯合的其他相鄰基站均發送ACK消息，例如，在該實施例中，基站Ia向未參與聯合 的其它相鄰基站Ic發送ACK消息，然後，在步驟S37』中，完成本次HARQ傳輸。當基站Ia判斷需要發送NACK消息時，基站Ia進一步需要判斷向哪些基站發送 NACK消息。基站Ia需要向一個或多個未參與聯合，也即，未向基站Ia發送過數據的其他相 鄰基站發送NACK消息，以通知該一個或多個未向基站Ia發送過數據的其他相鄰基站發送 各自獲取的用戶數據以便於本服務基站Ia進行聯合檢測與合併。基站Ia的選擇相鄰基站 發送用戶數據的策略在上文中已經進行了描述，因此，在此不予贅述。例如，在該步驟中，基 站Ia選取了基站Ic發送其獲取的用戶數據，也即，基站Ia向基站Ic發送NACK消息。然後，在步驟S37中，基站Ia接收到來自基站Ic的用戶數據，然後，在步驟S38中， 基站Ia根據來自基站Ia的用戶數據和來自相鄰基站Ib和Ic的用戶數據進行聯合檢測與
口井O然後該方法重複執行步驟S35以及後續步驟，直至滿足了以下任一項預定條件-基站Ia聯合了為移動站2a服務的所有相鄰基站進行聯合檢測和合併；-基站Ia聯合了為移動站2a服務的部分相鄰基站進行聯合檢測和合併，並且正確 檢測出用戶數據，例如，校驗通過；-到了向移動站2a發送ACK或NACK消息的時刻，例如，對於同步的HARQ重傳基 站，嚴格規定了各個基站向移動站發送NACK或ACK消息的時刻，到了該時刻，如果基站Ia 仍未能正確解出用戶數據，其需要向移動站2a發送NACK消息；若解出用戶數據，基站Ia向 移動站2a發送ACK消息。在上述各個實施例中，我們以協作多點傳輸管理設備包括服務基站為例進行描 述。當然，協作多點傳輸管理設備還可以是中心處理單元，用於管理協作多點傳輸的信令和 數據交互。圖5示出了根據本發明的一個具體實施例的裝置框圖，以下，參照圖5，並結合圖 1，對本發明的服務基站Ia和相鄰基站Ib的裝置實施例進行詳細的描述。其中，服務基站Ia包括管理裝置10，管理裝置10中包括第一判斷裝置100、第一 發送裝置101、接收裝置102以及合併裝置103。其中，相鄰基站Ib和Ic中包括輔助裝置20，輔助裝置20還包括第二判斷裝置 200、清除裝置201和第二發送裝置202。首先定義CoMP小區簇。如果一個移動站處於小區的邊緣，多個基站可以接收到 來自該移動站的信號，則根據它們與移動站的無線位置，該多個基站就構成了該移動站的CoMP小區簇。其中，多個基站中既包括該移動站的服務基站，也包括該服務基站的相鄰基站。服務基站Ia本地檢測用戶數據。-如果基站Ia在該時刻僅需要檢測移動站2a的用戶數據，也即，基站Ia在該時刻僅為移動站2a服務，則對應的基站Ia的檢測方式是單用戶檢測，在傳統的單用戶接收機 中，對每個單用戶採用匹配相關分別檢測出各自的信號。例如，服務基站Ia可以採用最大 比合併算法(Maximum Ratio Combining)對用戶數據進行檢測。-如果基站Ia在同一時刻需要檢測多個移動站的用戶數據，例如，既包括小區 內的多個移動站，或還可以包括跨小區的移動站，例如，在小區邊緣的移動站2a，則基站 Ia採用多用戶檢測的方式。所謂多用戶檢測，是對每個單用戶都利用多個用戶的信息去 實現接收或數據檢測。多用戶檢測技術充分利用基站多天線系統與各用戶傳輸天線的相 關信道信息，通過聯合檢測來獲得單個用戶的信息，從而獲得最佳的判決效果。例如，月艮 務基站Ia可以採用的最小方均誤差檢測算法(MMSE Detection, Minimum Mean Square ErrorDetection)，或最小方均誤差-串行幹擾抵消算法(MMSE-SICDetection, Minimum Mean Square Error Detection-SuccessiveInterference Cancellation)、角軍才目關檢 貝|J算 法(Decorrelating Detection)也稱為迫零多用戶檢測(ZF MUD,Zero-Forcing Multiple UserDetection)、並行幹擾抵消算法(Parallel Interference Cancellation)或解相關判 決反饋(DDF，Decorrelating Decision Feedback)、最佳多用戶檢測，也即最大似然序列估 計(MLSE，Maximum LikelihoodSequence Estimation)。當然，基站 Ia 所採用的檢測方式 不僅僅局限於上述的幾種方式，基站Ia還可以採用其他檢測方式。然後，基站Ia對檢測的數據進行校驗，檢測的結果包括以下兩種情形情形一ACK如果第一判斷裝置100對檢測出的數據進行校驗，例如採用循環冗餘校驗 (Cyclic Redundancy Check, CRC)的方式，校驗結果是正確的，即基站Ia能夠正確解出用 戶數據，則第一發送裝置101向所有相鄰基站Ib和Ic發送肯定確認消息(Acknowledge， ACK)，該ACK消息用於指示相鄰基站Ib和Ic不需要向基站Ia發送相鄰基站Ib和Ic所獲 取的用戶數據。然後,基站Ia結束本次混合自動重傳(HARQ，Hybrid AutomaticR印eat reQuest) 傳輸。如果HARQ重傳機制支持的是同步重傳，則基站Ia等到預先定義的時隙到來時再 向移動站2a傳輸ACK消息，在另一個實施例中，如果基站支持的是異步的HARQ重傳機制， 即允許來自基站的ACK或者NACK消息可以在非預先設定的時間到達移動站2a，則基站Ia 可以在判斷出正確接收移動站2a的數據後，立即向移動站發送ACK消息，則移動站可以相 應地調整其發送數據的時隙，以進一步地減小延遲(latency)。情形二NACK如果第一判斷裝置100對檢測出的數據進行校驗，例如採用循環冗餘校驗 (Cyclic Redundancy Check，CRC)的方式，校驗結果是錯誤的，則第一發送裝置101向該 CoMP小區簇中的所有相鄰基站Ib和Ic發送否定確認消息(Not Acknowledge, NACK)，該 NACK消息用於指示相鄰基站Ib和Ic均需要向基站Ia發送相鄰基站Ib和Ic所獲取的用戶數據。然後，基站Ib的第二判斷裝置200判斷是否接收到來自發送基站Ia的ACK或 NACK。若第二判斷裝置200判斷接收到來自基站Ia的ACK消息，清除裝置201清除緩存 的移動站2a的用戶數據；若第二判斷裝置200判斷接收到來自基站Ia的NACK消息，第二發送裝置202向基站Ia發送移動站2a的用戶數據，根據檢測方式的不同，用戶數據所包含的內容也不同， 具體地，可以分為至少以下兩種情形)>相干檢測如果該CoMP網絡支持的是相干檢測，第二發送裝置202向基站Ia所發送的用戶 數據就應該包括至少以下兩部分數據和信道狀態信息。-該數據可以是經過信號預處理，例如幹擾抵消處理的信號符號量化值，該信號符 號量化值是經過了信道檢測後的輸出；也可以是原始數據的採樣值，也即，數模轉換器(Analog-DigitalConvertenADC) 的輸出基帶採樣符號，該採用符號是未經過基站Ib檢測處理的原始的輸出數據。-信道狀態信息為基站Ib根據來自移動站2a的導頻信息，所估計出的移動站2a 到基站Ib信道狀態信息。>非相干檢測如果該CoMP網絡支持的是非相干檢測，則基站Ib向基站Ia所發送的用戶數據為 軟比特信息，該軟比特信息是經過了信道檢測後的輸出。該軟比特信息為基站Ib接收到的信號經過ADC、信道估計(Channel Estimation)、均衡(EQ，Equalization)，解調(Demodulating)以及 Turbo 解碼器後的輸出 的軟比特信息，所謂軟比特信息，是軟判決得到的多位信息，而不僅僅局限於硬判決的0和 1 一位比特信息。在第二發送裝置202向基站Ia發送用戶數據後，基站Ib清除緩存的移動站2a的 用戶數據。然後，基站Ia的接收裝置102接收來自基站Ib和基站Ic的用戶數據。以下，針對相干檢測和非相干檢測兩種不同的檢測方式，對來自基站Ib和基站Ic 的用戶數據所包含的具體內容分別進行描述如下>相干檢測如果該CoMP網絡支持的是相干檢測，則接收裝置102所獲取的來自基站Ib和基 站Ic的用戶數據就應該包括至少以下兩部分數據和信道狀態信息。-該數據可以是經過信號預處理的信號符號量化值，也可以是原始數據的採樣值。_信道狀態信息為基站Ib和基站Ic分別根據來自移動站的導頻信息，分別估計出 的信道狀態信息。>非相干檢測如果該CoMP網絡支持的是非相干檢測，則接收裝置102所獲取的來自基站Ib和 基站Ic的用戶數據就應該包括軟比特信息。該軟比特信息為基站Ib和基站Ic的Turbo解碼器的輸出信息。
然後，合併裝置103根據本地檢測的用戶數據和來自基站Ib和2c的數據進行聯 合檢測和合併。)>對於相干檢測，有兩種不同情形1)接收裝置102接收到來自基站Ib和Ic的各自檢測到的移動站2a的經過信號預處理的信號符號量化值，因此，合併裝置103根據來自移動站2a的導頻信息所估計出的 本基站Ia與移動站2a之間的信道狀態信息，基站Ib所報告的基站Ib與移動站2a之間的 信道狀態信息，基站Ic所報告的基站Ic與移動站2a之間的信道狀態信息以及本地檢測的 來自移動站2a的經過信號預處理的信號符號量化值，基站Ib和2c分別報告的各自檢測到 的移動站2a的經過信號預處理的信號符號量化值進行聯合檢測和合併；2)或者，基站1接收到來自基站Ib和Ic分別報告的各自獲取到的移動站2a的原 始數據的採樣值，因此，合併裝置103根據來自移動站2a的導頻信息所估計出的本基站Ia 與移動站2a之間的信道狀態信息，基站Ib所報告的基站Ib與移動站2a之間的信道狀態 信息，基站Ic所報告的基站Ic與移動站2a之間的信道狀態信息以及本地獲取的來自移動 站2a的原始數據的採樣值，以及基站Ib和Ic分別報告的各自獲取到的移動站2a的原始 數據的採樣值進行聯合檢測和合併。對於相干檢測的上述情形1)和2)，如果是單用戶檢測，合併裝置103所採用的聯 合檢測和合併可以採用MRC算法，如果對於多用戶檢測，合併裝置103所採用的聯合檢測和 合併可以採用匪SE算法或者匪SE-SIC算法。當然，聯合檢測和合併的算法並不限於上述 的例子。>對於非相干檢測合併裝置103根據來自基站Ib和基站Ic的軟比特信息以及基站Ia對接收到的 移動站2a進行信號處理後所生成的軟比特信息進行軟比特合併。如果HARQ重傳支持異步重傳，則若合併裝置103所採用的合併了來自相鄰基站Ib 和Ic所報告的移動站2a的用戶數據後解出或仍未能正確解出用戶數據，則基站Ia根據聯 合檢測與合併的結果，生成的ACK或NACK消息；然後，基站Ia立即將該ACK或NACK消息發 送至移動站2a，以觸發常規的HARQ重傳或者新的數據的發送，而不需要等到特定的時隙的 到來；若基站Ia支持嚴格同步的HARQ重傳機制，則等到特定的ACK/NACK報告的時隙到 來時，基站Ia才能夠向移動站2a發送ACK或NACK消息；上述基站Ia的實施例中，第一判斷裝置100判斷需要發送NACK消息時，第一發送 裝置101向該CoMP簇中的所有相鄰基站Ib和Ic均發送NACK消息，用於通知基站Ib和基 站Ic均發送用戶數據，以便於基站Ia根據多個基站分別採集的用戶數據，進行聯合檢測與 合併。在一個變化的實施例中，我們將描述一種漸進式(progressive)聯合檢測與合併的 方式，也即，服務基站Ia逐個或者逐多個地請求相鄰基站發送各自採集的用戶數據參與到 聯合檢測與合併之中。仍參照圖5，若基站Ia中的第一判斷裝置100判斷需要向相鄰基站發送NACK消 息，基站Ia選擇向移動站2a所在的CoMP簇中的一個或多個基站發送NACK消息。基站Ia的選擇策略至少包括以下兩種I)根據位置相關信息
在移動站2a進行測距(ranging)時，包括移動站2a接入時的初始測距(initial ranging)或者周期性測距(periodical ranging)，或者切換測距(handover ranging)，移 動站2a可以測量本移動站相對於個各個基站的位置關係，並將位置相關信息報告給服務 基站la。則服務基站Ia可以選擇距離移動站2a最近的一個或多個相鄰基站發送NACK消 息，用於指示該一個或多個相鄰基站向本服務基站Ia發送用戶數據。在本實施例中，基站 Ib距離移動站2a最近，其與移動站2a之間的信號強度最強，因此，服務基站Ia向基站Ib 發送NACK消息，用於指示基站Ib發送用戶數據。此處，服務基站Ia未向基站Ic發送NACK消息，因而，基站Ic不會向服務基站Ia發送用戶數據，因而避免了 backhaul的開銷。II)根據排列的序號基站Ia可以隨機地為鄰基站選擇需要，例如，鄰基站Ib為序號0，鄰基站Ic為序 號1，依次類推。然後，基站Ia按照序號從小到大的順序，或者從大到小的順序，選擇基站Ia可以 聯合的相鄰基站，在本實施例中，基站Ia先聯合了基站lb。然後，合併裝置103根據來自基站Ia的用戶數據和來自基站Ib的用戶數據進行 聯合檢測與合併。因為合併裝置103所執行的操作在上文中已進行描述，因此，在此不予贅 述。然後，第一判斷裝置100判斷是否能正確解出用戶數據。因為第一判斷裝置100 所執行的操作在上文中已進行描述，因此，在此不予贅述。當第一判斷裝置100判斷需要發送ACK消息時，第一發送裝置101向該CoMP簇中 的所有未向基站Ia發送過數據的相鄰基站均發送ACK消息，例如，在該實施例中，第一發送 裝置101向基站Ic發送ACK消息，然後，基站Ia完成本次HARQ傳輸。當第一判斷裝置100判斷需要發送NACK消息時，第一判斷裝置100進一步需要判 斷向哪些基站發送NACK消息。第一發送裝置101需要向一個或多個未向基站Ia發送過數 據的其他相鄰基站發送NACK消息，以通知該一個或多個未向基站Ia發送過數據的其他相 鄰基站發送各自獲取的用戶數據以便於本服務基站Ia進行聯合檢測與合併。基站Ia的選 擇相鄰基站發送用戶數據的策略在上文中已經進行了描述，因此，在此不予贅述。例如，基 站Ia選取了基站Ic發送其獲取的用戶數據。然後，接收裝置102接收到來自基站Ic的用戶數據，然後，合併裝置103根據來自 基站Ia的用戶數據和來自相鄰基站Ib和Ic的用戶數據進行聯合檢測與合併。然後第一判斷裝置100、第一發送裝置110、接收裝置102以及合併裝置103重複 執行各自的操作，直至滿足了以下任一項預定條件-基站Ia聯合了為移動站2a服務的所有相鄰基站進行聯合檢測和合併；-基站Ia聯合了為移動站2a服務的部分相鄰基站進行聯合檢測和合併，並且正確 檢測出用戶數據，例如，校驗通過；-到了向移動站2a發送ACK或NACK消息的時刻，例如，對於同步的HARQ重傳基 站，嚴格規定了各個基站向移動站發送NACK或ACK消息的時刻，到了該時刻，如果基站Ia 仍未能正確解出用戶數據，其需要向移動站2a發送NACK消息；若解出用戶數據，基站Ia向 移動站2a發送ACK消息。
在上述各個實施例中，我們以協作多點傳輸管理設備包括服務基站為例進行描 述。當然，協作多點傳輸管理設備還可以是中心處理單元，用於管理協作多點傳輸的信令和 數據交互。此外，該協作多點傳輸管理設備還可以包括用於管理基站內部的不同扇區的服
務基站。性能分析在系統仿真中，我們選取的參數可參見公開的Tdoc R1-090770。我們根據 post-SINR選取對應的聯合調製編碼方式(MCS，modul ationand coding selection)，也 艮口，根據為一個CoMP用戶服務的CoMP簇中的所有基站的鏈路與該用戶之間的信幹噪比之 和，選取對應的調製編碼方式，因此保證不會帶來鏈路的頻譜利用率損失。經過系統的仿 真，可以得出經過服務基站的本地檢測失敗率為0. 600968。也即，這種方式可以節省40% 的回傳開銷。以上對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於特定的系統、設備和 具體協議，本領域內技術人員可以在所附權利要求的範圍內做出各種變形或修改。
權利要求
一種在協作多點傳輸網絡的協作多點傳輸管理設備中用於控制上行多點傳輸移動站的用戶數據的方法，其中，一個或多個相鄰基站協同所述協作多點傳輸管理設備為所述移動站服務，包括以下步驟a.判斷是否需要向所述一個或多個相鄰基站中的至少一個發送第一肯定確認消息或第一否定確認消息；b.當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一肯定確認消息時，將所述第一肯定消息發送至所述一個或多個中的所有相鄰基站，其中，所述第一肯定確認消息用於指示所述所有相鄰基站不需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述相鄰基站所獲取的用戶數據。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述步驟a之後還包括以下步驟b』 .當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一否定確認消息時，將所述第一否定 消息發送至所述至少一個相鄰基站，其中，所述第一否定確認消息用於指示所述至少一個 相鄰基站需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述至少一個相鄰基站所獲取的用戶數 據。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述步驟a之前還包括 il.判斷通過本地檢測是否可以正確檢測出所述用戶數據； 2.若能夠正確檢測出所述用戶數據，判斷需要向所述所有相鄰基站發送所述第一肯 定確認消息；若不能正確檢測出所述用戶數據，判斷需要向所述至少一個相鄰基站發送所 述第一否定確認消息。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述步驟b』之後還包括以下步驟 C』 .接收來自所述至少一個相鄰基站的用戶數據；d』.根據所述協作多點傳輸管理設備中的用戶數據和來自所述至少一個相鄰基站的用 戶數據進行聯合檢測和合併。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述步驟d』之後還包括el.判斷根據所述聯合檢測和合併是否可以正確得出所述用戶數據； e2.若能正確得出所述用戶數據，判斷需要向所有未參與聯合的其他相鄰基站發送第 二肯定確認消息；e2』.若不能正確得出所述用戶數據，判斷需要向所述未參與聯合的其他相鄰基站中的 至少一個發送第二否定確認消息；f.接收來自所述至少一個未參與聯合的其他基站的用戶數據；g.將所述至少一個相鄰基站和所述至少一個其他基站作為新的至少一個相鄰基站，重 復步驟d』至g，直至滿足預定條件。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述預定條件包括以下各項中的任一項 -聯合了為所述移動站服務的所有相鄰基站進行聯合檢測和合併；-聯合了為所述移動站服務的部分相鄰基站進行聯合檢測和合併，並且正確檢測出用 戶數據；-到了向所述移動站發送肯定確認消息或否定確認消息的時刻。
7.根據權利要求1所述的步驟，所述步驟b還包括 -向所述移動站發送所述第一肯定確認消息。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述服務基站採用非相干檢測的方式，所述用戶數據包括軟比特信息。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述服務基站採用相干檢測的方 式，所述用戶數據包括信號符號量化值和信道狀態信息。
10.根據權利要求4至6中任一項所述的方法，其中，所述本地檢測包括最大比合併、最 小方均誤差檢測算法或最小方均誤差_串行幹擾抵消算法、最大似然序列檢測算法、解相 關檢測算法、並行幹擾抵消算法或解相關判決反饋。
11.一種在協作多點傳輸網絡的相鄰基站中用於協同協作多點傳輸管理設備進行上行 多點傳輸移動站的用戶數據的方法，包括以下步驟A.判斷是否接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息或否定確認消息；B.當接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息，丟棄所述用戶數據。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述步驟A之後還包括以下步驟B』 .當接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的否定確認消息，將所述用戶數據發送 給所述協作多點傳輸管理設備，然後丟棄所述用戶數據。
13.根據權利要求11或12所述的方法，其中，所述步驟B或所述步驟B』之前還包括以 下步驟-本地檢測來自所述移動站的用戶數據。
14.根據權利要求11至13中任一項所述的方法，其中，所述服務基站採用非相干檢測 的方式，所述用戶數據包括軟比特信息。
15.根據權利要求11至13中任一項所述的方法，其中，所述服務基站採用相干檢測的 方式，所述用戶數據包括信號符號量化值和信道狀態信息。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的方法，其中，所述本地檢測包括最大比合併、 最小方均誤差檢測算法或最小方均誤差_串行幹擾抵消算法、最大似然序列檢測算法、解 相關檢測算法、並行幹擾抵消算法或解相關判決反饋。
17.一種在協作多點傳輸網絡的協作多點傳輸管理設備中用於控制上行多點傳輸移動 站的用戶數據的管理裝置，其中，一個或多個相鄰基站協同所述協作多點傳輸管理設備為 所述移動站服務，包括第一判斷裝置，用於判斷是否需要向所述一個或多個相鄰基站中的至少一個發送第一 肯定確認消息或第一否定確認消息；第一發送裝置，用於當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一肯定確認消息時， 將所述第一肯定消息發送至所述一個或多個中的所有相鄰基站，其中，所述第一肯定確認 消息用於指示所述所有相鄰基站不需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述相鄰基站 所獲取的用戶數據。
18.根據權利要求17所述的管理裝置，其中，所述第一發送裝置還用於當需要向所述至少一個相鄰基站發送所述第一否定確認消息時，將所述第一否定消息 發送至所述至少一個相鄰基站，其中，所述第一否定確認消息用於指示所述至少一個相鄰 基站需要向所述協作多點傳輸管理設備發送所述至少一個相鄰基站所獲取的用戶數據。
19.根據權利要求17或18所述的管理裝置，其中，所述第一判斷裝置還用於，判斷通過 本地檢測是否可以正確檢測出所述用戶數據；-若能夠正確檢測出所述用戶數據，判斷需要向所述所有相鄰基站發送所述第一肯定 確認消息；若不能正確檢測出所述用戶數據，判斷需要向所述至少一個相鄰基站發送所述 第一否定確認消息。
20.根據權利要求18所述的管理裝置，其中，所述管理裝置還包括接收裝置，用於接收來自所述至少一個相鄰基站的用戶數據；合併裝置，用於根據所述協作多點傳輸管理設備中的用戶數據和來自所述至少一個相 鄰基站的用戶數據進行聯合檢測和合併。
21.根據權利要求20所述的管理裝置，其中，所述第一判斷裝置還用於，判斷根據所述 聯合檢測和合併是否可以正確得出所述用戶數據；_若能正確得出所述用戶數據，判斷需要向所有未參與聯合的一個或多個其他相鄰基 站發送第二肯定確認消息，所述第一發送裝置還用於發送所述第二肯定消息；_若不能正確得出所述用戶數據，判斷需要向所述未參與聯合的其他相鄰基站中的至 少一個發送第二否定確認消息，所述第一發送裝置還用於發送所述第二否定消息；所述接收裝置還用於，接收來自所述至少一個未參與聯合的其他基站的用戶數據；所述合併裝置還用於，將所述至少一個相鄰基站和所述至少一個其他基站作為新的至 少一個相鄰基站，重複第一判斷裝置、第一發送裝置、接收裝置和合併裝置所執行的操作， 直至滿足預定條件。
22.根據權利要求21所述的管理裝置，其中，所述預定條件包括以下各項中的任一項-聯合了為所述移動站服務的所有相鄰基站進行聯合檢測和合併；-聯合了為所述移動站服務的部分相鄰基站進行聯合檢測和合併，並且正確檢測出用 戶數據；-到了向所述移動站發送肯定確認消息或否定確認消息的時刻。
23.根據權利要求17所述的管理裝置，所述第一發送裝置還用於-向所述移動站發送所述第一肯定確認消息。
24.根據權利要求17至23中任一項所述的管理裝置，其中，所述服務基站採用非相干 檢測的方式，所述用戶數據包括軟比特信息。
25.根據權利要求17至23中任一項所述的管理裝置，其中，所述服務基站採用相干檢 測的方式，所述用戶數據包括信號符號量化值和信道狀態信息。
26.根據權利要求20至22中任一項所述的管理裝置，其中，所述本地檢測包括最大比 合併、最小方均誤差檢測算法或最小方均誤差_串行幹擾抵消算法、最大似然序列檢測算 法、解相關檢測算法、並行幹擾抵消算法或解相關判決反饋。
27.一種在協作多點傳輸網絡的相鄰基站中用於協同協作多點傳輸管理設備進行上行 多點傳輸移動站的用戶數據的輔助裝置，包括第二判斷裝置，用於判斷是否接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息 或否定確認消息；清除裝置，用於當接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的肯定確認消息，丟棄所述 用戶數據。
28.根據權利要求27所述的輔助裝置，其中，所述輔助裝置還包括第二發送裝置，用於當接收到來自所述協作多點傳輸管理設備的否定確認消息，將所述用戶數據發送給所述協作多點傳輸管理設備，然後丟棄所述用戶數據。
29.根據權利要求27或28所述的輔助裝置，其中，所述輔助裝置還包括檢測裝置，用於本地檢測來自所述移動站的用戶數據。
30.根據權利要求27至29中任一項所述的輔助裝置，其中，所述服務基站採用非相干 檢測的方式，所述用戶數據包括軟比特信息。
31.根據權利要求27至29中任一項所述的輔助裝置，其中，所述服務基站採用相干檢 測的方式，所述用戶數據包括信號符號量化值和信道狀態信息。
32.根據權利要求27至31中任一項所述的輔助裝置，其中，所述本地檢測包括最大比 合併、最小方均誤差檢測算法或最小方均誤差_串行幹擾抵消算法、最大似然序列檢測算 法、解相關檢測算法、並行幹擾抵消算法或解相關判決反饋。
33.一種協作多點傳輸管理設備，包括根據權利要求17至26中任一項所述的用於控制 上行多點傳輸移動站的用戶數據的管理裝置。
34.一種基站，包括根據權利要求27至32中任一項所述的用於協同協作多點傳輸管理 設備進行上行多點傳輸移動站的用戶數據的輔助裝置。
全文摘要
本發明提出了上行漸進式多點協作MIMO處理方案。協作處理管理設備判斷是否需要向同一個CoMP簇中的相鄰基站發送ACK或NACK消息；當需要向相鄰基站發送ACK消息，則其向該CoMP簇中的所有還未參與聯合的相鄰基站發送ACK消息，以通知各個相鄰基站不需要向協作處理管理設備發送用戶數據；當需要向相鄰基站發送NACK消息，則其向該CoMP簇中的還未參與聯合的至少一個相鄰基站發送NACK消息，以通知該至少一個相鄰基站向協作處理管理設備發送用戶數據；協作處理管理設備根據本鏈路獲取的用戶數據以及來自該至少一個相鄰基站的用戶數據進行聯合檢測與合併。採用本發明的方案，節省回傳開銷，並降低系統實現的複雜度。
文檔編號H04L25/03GK101841495SQ20091004771
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月16日 優先權日2009年3月16日
發明者尤明禮, 朱旭東, 楊濤 申請人:上海貝爾股份有限公司