多点协作的传输装置及方法、通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种多点协作的传输装置及方法、通信系统，该传输装置包括：编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号。通过本发明实施例，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到1速率；并且降低误码率及增加有效覆盖，进一步提高系统性能；通过多个用户在相同时频资源上传输，提高系统容量。
【专利说明】多点协作的传输装置及方法、通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别涉及一种多点协作的传输装置及方法、通信系统。
【背景技术】
[0002]在RAN1#63会议之后，确定了 Rel.11中多点协作传输方案的新场景，对于在传统小区内加入低功率节点，例如远端无线头(RRH, Remote Radio Heads),构成异构网等不同的场景进行研究。而在异构网中插入的RRH会带来严重的干扰。因此，下行链路中最重要的工作之一就是努力消除各用户之间的相互干扰。
[0003]目前，多点协作(CoMP, Coordinated Multiple Points)可以认为是一种新的干扰消除机制，是将干扰转变为协作的一种方案。CoMP方案通过基站内不同射频接入点协作、基站和其所属中继协作和基站间协作等多种多点协作方式，可以减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖。
[0004]但是，发明人发现现有技术的缺陷在于:目前CoMP技术中误码率较高，不能增加有效覆盖，系统性能有待进一步提高。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种多点协作的传输装置及方法、通信系统，目的在于降低误码率并增加有效覆盖，进一步提高系统性能。
[0006]根据本发明实施例的一个方面，提供一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输装置包括:
[0007]编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；
[0008]计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；
[0009]信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述传输点发送所述发射信号。
[0010]根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧，所述传输装置包括:
[0011]接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；
[0012]其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。
[0013]根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括:[0014]传输装置，所述传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号；
[0015]多个用户设备，所述用户设备接收所述多个传输点发送的信号，并进行解调以获得需要的数据。
[0016]根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输方法，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输方法包括:
[0017]对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；
[0018]计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；
[0019]将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。
[0020]根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，所述传输方法包括:
[0021]接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；
[0022]其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。
[0023]本发明的有益效果在于:通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到全速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。
[0024]参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0025]针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0026]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例1的传输装置的构成示意图；
[0028]图2是本发明实施例1的虚拟MIMO系统的结构示意图；
[0029]图3是本发明实施例1的多点协作传输的场景示意图；
[0030]图4是本发明实施例1的计算单元的一构成示意图；
[0031]图5是本发明实施例1的计算单元的另一构成示意图；
[0032]图6是本发明实施例1的不同传输方法下误码率的仿真示意图；[0033]图7是本发明实施例2的传输装置的构成示意图；
[0034]图8是本发明实施例3的传输方法的流程图；
[0035]图9是本发明实施例3的数据发送的示意图；
[0036]图10是本发明实施例4的传输方法的流程图；
[0037]图11是本发明实施例4的数据接收的示意图。
【具体实施方式】
[0038]参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
[0039]目前，在多输入多输出(MMO，Multi_Input Mult1-OutPut)系统中，双流传输技术和空时块码(STBC，Space Time Block Coding)可以分别获取复用增益和分集增益，在不增加带宽的情况下，提高系统容量和频谱利用率。
[0040]STBC是一种基于正交设计的空时编码，以编码增益和部分频带利用率为代价换取最大分集增益和较低的编译码复杂度。对于复正交设计的空时分组码来说，只有当发射天线数为2时的Alamouti空时分组码才能以全速率传输，而在大部分情况下，MIMO系统中发射天线数Nt ^ 3，因而编码速率均小于1，会带来一定的速率损失。
[0041]本发明实施例提供一种STBC与CoMP结合起来的方法，能够在CoMP系统中利用多点协作传输方法将高速数据流分解成两路子流，在两路空间信道并行发射Alamouti STBC符号，使STBC编码达到I速率，从而提升系统性能。多个用户通过预编码的方法复用在相同的时频资源上传输，提高了系统的频谱效率。以下进行详细说明。
[0042]实施例1
[0043]本发明实施例提供一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，其中多个传输点为多个用户设备提供服务。
[0044]图1是本发明实施例的传输装置的构成示意图，如图1所示，该传输装置100包括:编码单元101，计算单元102和信号生成单元103。传输装置100的其他部分可以参考现有技术，此处不再赘述。
[0045]其中，编码单元101用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算单元102用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；信号生成单元103用于将每一用户设备的信号矩阵和预编码矩阵相乘，将多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送该发射信号。
[0046]在本实施例中，参与协作的传输点和用户设备均可以为多个，其中传输点可以是Macro eNB，也可以是Pico eNB或者RRH。每个传输点和用户设备均可以有多个天线，多个用户设备和传输点可以形成一个虚拟的MIMO系统。
[0047]在本实施例中，该传输装置100可以配置于一传输点上,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，还可以分布式地配置在基站侧(例如分布在多个基站上)。但不限于此，可以根据实际情况确定具体的实施场景。[0048]图2是本发明实施例的虚拟MIMO系统的结构示意图。如图2所示，用户设备待发送的数据可以进行STBC编码，经过多点协作之后经多个传输点发送出去；用户设备接收基站侧发送的信号后可以进行译码，以此得到所需的数据。
[0049]由此通过对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码；可以在两路空间信道并行发射STBC符号，使STBC编码达到I速率，获取空间分集，从而提升系统性能。
[0050]在本实施例中，计算单元102可以计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵，可以通过块对角(BD，Block Diagonal)算法进行计算。但不限于此，例如还可以通过ZF (Zero Forcing)等实现。以下仅以BD算法为例，对该传输装置进行详细说明。
[0051]在本实施例中，首先可以确定参与协作传输的传输点和用户设备。图3是本发明实施例的多点协作传输的场景示意图，如图3所示，可以假设宏小区基站eNBi与RRHpRRH2-RRHsh (总共M个传输点)负责用户UEp UE2- UEn (总共N个用户设备)的协作传输。
[0052]如图3所示。每个eNB和RRH有Nt个发射天线，每个UE有N,个接收天线。在下行传输时，共有N个配对UE和M个协作传输点形成一个MNt X NNr的虚拟MMO系统，该MMO系统的系统结构图可以如图2所示。
[0053]其次，编码单元101可以对于每一用户设备要发送的数据进行STBC编码。
[0054]其中，向第u个用户设备发送的数据流经过信道编码调制后，可以形成两路数据
流
【权利要求】
1.一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输装置包括: 编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵； 计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵； 信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。
2.根据权利要求1所述的传输装置，其中，所述计算单元通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。
3.根据权利要求2所述的传输装置，其中，所述计算单元具体包括: 信道测量单元，通过信道测量获得所述用户设备以及其他用户设备的信道矩阵； 第一分解单元，对由所述其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得所述矩阵的零空间的正交基； 矩阵生成单元，根据所述零空间的正交基生成所述用户设备的预编码矩阵。
4.根据权利要求3所述的传输装置，其中，所述计算单元进一步包括: 第二分解单元，对所述用户设备的信号矩阵与所述零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量； 并且，所述矩阵生成单元还用于根据所述零空间的正交基以及所述非零特征值对应的特征向量来生成所述用户设备的预编码矩阵。
5.一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧，所述传输装置包括: 接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成； 其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。
6.根据权利要求5所述的传输装置，其中，所述传输装置还包括: 解调单元，对接收到的所述信号进行解调以获得需要的数据。
7.一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括: 传输装置，所述传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号； 多个用户设备，所述用户设备接收所述多个传输点发送的信号，并进行解调以获得需要的数据。
8.—种多点协作传输方法,应用于包括多个传输点的基站侧,所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输方法包括:对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵； 计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵； 将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。
9.根据权利要求8所述的传输方法，其中，通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。
10.一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，所述传输方法包括: 接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成； 其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。`
【文档编号】H04L1/06GK103490862SQ201210193738
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2012年6月12日
【发明者】张翼, 周华, 吴建明, 黄宇胜, 郭爱煌 申请人:富士通株式会社