专利名称：数据转发方法、中继设备及无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线通信领域，并且尤其是涉及利用中继技术和/或协作(cooperation)技术的数据转发方法、中继设备以及无线通信系统。
背景技术：
在传统的基于蜂窝的无线通信系统中，基站(BS)和用户设备(UE)是直接进行通信的。在这种通信方案中，如果用户设备距离基站较远，例如用户设备处于小区边缘上，则由于与距离有关的衰减较大等，会导致用户设备的吞吐量较小；而当用户设备距离基站较近时，由于衰减较小，所以用户设备往往可以获得较大的吞吐量。例如，图1示出了传统的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图。
为了尽可能地提高整个小区的吞吐量，尤其是离基站较远的用户设备的吞吐量，使用中继或者协作技术是一种较好的方案。图2示出了一个基于中继技术的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图。如图2所示，在下行链路中，对于离基站较远的用户，首先，基站BS发送给用户设备的数据被中继站RS和用户设备UE同时接收，然后，中继站RS再向用户设备发送它所收到的来自基站BS的数据。在上行链路中，首先，用户设备UE发送给基站BS的数据被中继站RS和基站BS同时接收，然后，中继站RS再向基站BS发送它所收到的来自用户设备的数据。图3示出了一个基于协作技术的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图，从图中不难看出，图3与图2的区别仅仅在于，图3中用另一个用户设备UE2的天线代替了图2中的中继站RS的作用。
为了更好地表示图2和图3所示的情形，可以对图2和图3所示的情形进行建模，从而得到图4所示的简化模型，其中示出了使用中继或协作技术的蜂窝通信系统的简单链路示意图。如图4所示，中继设备RS把所接收到的来自源设备SS的数据发送到目标设备DS，并且在另一不同的链路上把所接收到的来自目的设备DS的数据发送到源设备SS，从而在源设备SS和目的设备DS之间实现对数据的中继传输。在图4所示的简化模型中，中继设备RS可以是一个实际的使用中继技术的中继器或中继节点(对应于图2所示的情形)，也可以是使用协作技术的另一个用户设备(对应于图3所示的情形)。因此，除非明确说明，否则本文中所提及的“中继”、“中继设备”等涵盖了使用中继技术和协作技术的情形。
在图4所示的通信系统中，关于中继设备RS在接收到源设备SS发送的数据后如何将收到的数据发送出去，在现有的许多专利、专利申请或者论文等中公开了多种方法。例如，中继设备RS可以使用与源设备相同的调制方式、相同的星座图、以及相同的编码方式直接将接收到的数据解调、解码，然后进行编码和调制，之后发送出去；或者，中继设备RS可以使用与源设备相同的调制方式以及相同的编码方式并利用星座图重排(constellation rearrangement)技术将接收到的数据解调、解码之后，进行编码、调制(此时利用重排后的星座图)，然后发送出去；等等。例如，上述这些方法可以参见IEEE P802.16e/D12-Draft IEEE Standard forLocal and Metropolitan area Networks-Part 16Air Interface for Fixedand Mobile Broadband Wireless Access Systems-Amendment forPhysical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed andMobile Operation in Licensed Bands(Institute of Electrical and ElectronicEngineers，美国纽约，2005年10月)；MN Khormuji和EG Larsson所著的“Improving Collaborative Transmit Diversity by Using ConstellationRearrangement”(Wireless Communications and networking ConferenceIEEE 2007)；Junya Yamazaki、Tetsu Ikeda、Masahito Asa和Md.MohsinMollah所著的“Performance of symbol combining with constellationchange in multihop relay”(Vehicular Technology Conference，VTC-2007Fall)；Christian Wengerter等人提出的题为“Bit Reliability EqualizationBy Modulation Switching For HARQ”的专利申请公开WO2006/119794A1；等等。上述这些文献的内容通过引用并入在此。
然而，从目前公开的诸多文章、专利和专利申请来看，大多数的方案都关注于讨论多跳系统(其中，源设备发送给用户设备的数据经过了多个中继设备的转发)中的协议设计、ACK和NACK消息的反馈、和/或协作空时传输等。此外，虽然在较少的一些方案中公开了利用星座图重排技术的中继设备和/或方法，但是其算法实现起来较为复杂。因此，目前仍然需要一种实现起来较为简单的中继设备和/或数据转发方法，其能够改善处于小区边缘的用户设备或者信道条件不佳的用户设备的吞吐量。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
为了解决现有技术的上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于经由中继设备在源设备和目的设备之间转发数据的数据转发方法，以及相应的中继设备，他们实现起来较为简单。
本发明的另一个目的是提供一种使用上述方法和/或包括上述中继设备的无线通信系统。
本发明的再一个目的是提供相应的计算机程序产品和/或计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于经由中继设备在源设备和目的设备之间转发数据的数据转发方法，所述方法包括以下步骤接收来自源设备的数据；对所接收的数据进行解调和解码；对解码后的数据进行编码；将源设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座图；依照重映射的调制星座图对编码后的数据进行降阶调制；以及向目的设备发送调制后的数据。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于在源设备和目的设备之间转发数据的中继设备，包括接收器，用于接收来自源设备的数据；解调器，用于对所接收的数据进行解调；解码器，用于对解调后的数据进行解码；编码器，用于对解码后的数据进行编码；星座图重映射器，用于将源设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座图；调制器，用于依照重映射的调制星座图对编码后的数据进行降阶调制；以及发送器，用于向目的设备发送调制后的数据。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种无线通信系统，其包括基站，用户设备，以及一个或多个上述中继设备。
依据本发明的其它方面，还提供了相应的计算机可读存储介质和计算机程序产品。
本发明的一个优点在于，在根据本发明实施例的数据转发方法和/或中继设备中，依照将数据发送方的调制星座图进行重映射得到的调制阶数更低的调制星座图，对来自数据发送方的高阶调制符号中的低可靠性比特进行降阶调制后转发给数据接收方，从而能够改善处于小区边缘的用户设备或者信道条件不佳的用户设备的吞吐量，充分地提高了系统容量。
本发明的另一个优点在于，由于中继设备使用降阶调制来对它所接收的数据进行转发，使得数据接收端的解调复杂度大大地降低了。
通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中 图1示出了传统的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图； 图2示出了基于中继技术的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图； 图3示出了基于协作技术的单小区蜂窝通信系统的简单链路示意图； 图4示出了对图2和图3中所示的通信系统进行建模而得到的简化模型的简单链路示意图； 图5示出了根据本发明的一个实施例、在图4所示的通信系统中中继设备RS如何将所接收到的来自源设备SS的数据转发到目的设备DS的方法的流程图； 图6示出了六十四进制正交振幅调制(64QAM)星座图； 图7示出了十六进制正交振幅调制(16QAM)星座图； 图8示出了根据本发明的一个实施例对图6所示的64QAM星座图进行重映射得到的星座图； 图9示出了16QAM星座图以及根据本发明的一个实施例对其进行重映射所得到的星座图； 图10示出了在中继设备使用与源设备不同的码速率进行编码时的码字格式的示意图； 图11示出了一个典型的多跳系统的示意图；以及 图12示出了根据本发明实施例的中继设备RS的结构方框图。
本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。
具体实施例方式 在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
为了便于说明本发明的原理，在下文中以图4所示的通信系统作为应用的场景来对本发明的实施例进行描述，但是本领域技术人员应当明白，本发明并不仅仅局限于应用在图4所示的通信系统中。
图5示出了根据本发明的一个实施例、在图4所示的通信系统中中继设备RS如何将所接收到的来自源设备SS的数据转发到目的设备DS的传输方法500的流程图。
如图5所示，中继设备RS在步骤S510中接收来自源设备SS的数据，然后在步骤S520中对接收到的数据进行解调和解码。随后，在步骤S530中，中继设备RS可以例如使用与源设备相同的码速率对解码后的数据进行编码。
然后，在步骤S540中，中继设备RS对源设备SS所使用的调制星座图进行重映射，以得到调制阶数降低了的星座图。具体来说，中继设备RS将源设备SS所用的调制星座图中的可靠性较低的比特映射到调制阶数更低的调制星座图上，从而得到重映射后的较低阶的调制星座图。
众所周知，正交振幅调制(QAM)等多级调制技术的一个固有特性是，比特可靠性依赖于调制星座图的映射关系，映射到同一个调制符号的比特具有不同的可靠性。也就是说，在高阶调制(例如，16QAM、64QAM或者更高调制阶数)的情况下，一个调制符号的不同比特位置的可靠性是不同的。例如，在图6所示的64QAM星座图中，每个64QAM符号包含6个比特，其中i1和q1是可靠性最高的比特，i3和q3是可靠性最低的比特，i2和q2的可靠性居中；而在图7所示的16QAM星座图中，每个16QAM符号包含4个比特，其中i1和q1是高可靠性比特，而i1和q2是低可靠性比特。
例如，假设源设备使用64QAM调制方式(其中每个调制符号包含6个比特)，则通过重映射可以得到如图8所示的几种星座图。具体来说，在对图6所示的64QAM星座图进行重映射时， (1)中继设备RS可以将64QAM符号中的可靠性居中的两个比特i2和q2分别映射到16QAM星座图的两个高可靠性比特上，并且将64QAM符号中的可靠性最低的两个比特i3和q3分别映射到16QAM星座图的两个低可靠性比特上，从而得到如图8(a)所示的重映射的16QAM星座图(比特映射关系为i2q2i3q3)；或者 (2)中继设备RS可以将64QAM符号中的可靠性最低的两个比特i3和q3分别映射到16QAM星座图的两个高可靠性比特上，并且将64QAM符号中的可靠性居中的两个比特i2和q2分别映射到16QAM星座图的两个低可靠性比特上，从而得到如图8(b)所示的重映射的16QAM星座图(比特映射关系为i3q3i2q2)；或者 (3)中继设备RS可以把64QAM符号中的可靠性最低的两个比特i3和q3分别映射到正交相移键控(QPSK)星座图的两个比特上(比特映射关系为i3q3)，从而得到如图8(c)所示的重映射的QPSK星座图。
此外，在源设备SS使用16QAM调制方式(其中每个调制符号包含4个比特)的情况下，在步骤S540中经过星座图重映射后，可以将16QAM符号的两个低可靠性比特映射到QPSK星座图的两个比特上。图9示出了16QAM星座图(如图9(a)所示)以及如上所述对其进行重映射后得到的QPSK星座图(如图9(b)所示)。
返回参见图5，在步骤S540之后，中继设备RS在步骤S550中根据步骤S540中得到的重映射的调制星座图，对步骤S530中经过编码得到的数据进行调制，即，以调制阶数比源设备的调制阶数低的调制方式，对编码数据中的、与来自源设备的高阶调制符号中的可靠性较低的比特相对应的部分进行调制，而编码数据中的、与所述高阶调制符号中的高可靠性比特相对应的部分则不被调制和发送出去。
例如，在源设备SS如上所述使用64QAM调制方式的情况下，中继设备RS可以根据需要，依照如图8(a)或图8(b)所示的重映射的16QAM星座图对编码数据中的、与来自源设备的64QAM符号中的可靠性较低的4个比特相对应的部分进行调制，或者依照如图8(c)所示的重映射的QPSK星座图对编码数据中的、与来自源设备的64QAM符号中的可靠性最低的2个比特相对应的部分进行调制。
有数据表明，在同样的条件下，与中继设备依照图8(a)或者图8(c)所示的调制星座图进行调制的情况相比，中继设备依照图8(b)所示的重映射的16QAM星座图进行调制时，目的设备DS所接收到的调制符号的每个比特的可靠性要更加趋于一致，从而更加利于充分地提高系统容量。
接下来，如图5所示，在步骤S560中，中继设备RS向目的设备DS发送调制后的数据。
在上述的步骤S520、S530和/或S550中，显然可以根据实际情况和需要使用任何已知的调制解调技术和/或编解码技术，因此，为了说明书的简洁起见，在此就不再对上述步骤的具体处理过程进行描述了。
虽然以上结合图5所示的流程图描述了中继设备RS如何将所接收的来自源设备SS的数据转发到目的设备DS的过程，但是，对于本领域技术人员而言，显然中继设备RS完全可以依照与图5所示的处理流程类似的方式，在另一方向的链路上将所接收的来自目的设备DS的数据转发到源设备SS，从而实现经由中继设备RS在源设备SS和目的设备DS之间转发数据。
此外，需要说明的是，虽然以上结合图5所示的流程图对中继设备的数据转发方法进行了描述，但是本领域技术人员应当明白，图5所示的流程图仅仅是示例性的，而不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员完全可以根据实际需要对图5所示的流程图进行修改。例如，步骤S540可以在步骤S520和/或步骤S530之前执行，或者与步骤S520和/或步骤S530并行执行。
例如，在根据上述实施例的数据转发方法的一个具体应用例子中，假设源设备使用速率为1/2的卷积Turbo码(Convolutional Turbo Code，CTC)编码和64QAM调制方式发送数据，源设备的编码块长度为60字节，则源设备编码输出120个字节的数据，调制输出160个64QAM符号。中继设备在接收到这160个64QAM符号后，首先对其进行解调，然后解码，得到60个字节的数据，如果解码得到的60个字节的数据完全正确，则中继设备然后对其进行1/2速率的CTC编码，得到120字节的数据，然后可以依照图8所示的三个映射后的调制星座图，对64QAM符号的四个较低可靠性比特或者两个最低可靠性比特分别进行16QAM或者QPSK调制(即，降阶调制)，得到160个16QAM符号或者160个QPSK符号(中继设备发送的每个16QAM符号的四个比特或者每个QPSK符号的两个比特分别对应于源设备所发送的每个64QAM符号的四个较低可靠性比特或者两个最低可靠性比特)，然后将其发送给目的设备。
在这个例子中，如果源设备改用16QAM调制方式，而其他保持不变，则在中继设备解码正确的情况下，它可以使用相同的码速率进行编码，然后依照星座图重映射而得到的QPSK星座图对编码后的数据进行调制，即，低阶调制(低阶调制符号中不再包含16QAM调制符号内的两个高可靠性比特)，然后将调制后的数据发送到目的设备。
对于中继设备所接收到的、来自目的设备且要发往源设备的数据，中继设备完全可以以类似的方式将来自目的设备的数据转发到源设备(此时将图5所示中的源设备和目的设备互换即可)，所以在此就不再赘述了。
虽然在以上结合附图所描述的根据本发明实施例的数据转发方法中中继设备使用与源设备相同的码速率进行编码，但是本领域技术人员应当明白，本发明的原理并不仅仅局限于此，例如，中继设备也可以使用不同的码速率进行编码。
例如，图10示出了在中继设备使用与源设备不同的码速率进行编码时的码字格式的示意图。如图10所示，以1/3速率码字(它为诸如CTC码(卷积Turbo码)之类的Turbo码的基本编码输出形式)为例，在源设备使用1/2码速率进行编码(码字格式如其中的(2)所示)的情况下，如果中继设备使用2/3的码速率进行编码，即，如果中继设备发送更短的码字(码字格式如其中的(3)所示)，则中继设备如上所述地那样进行降阶调制；如果中继设备使用2/5的码速率进行编码，即，如果中继设备发送更长的码字(码字格式如其中的(4)所示)，则对于码字格式中与源设备的码字格式中完全相同的部分，即图中所示的Inf.和Parity1部分，中继设备如上所述地那样进行降阶调制，而对于码字格式中新增的部分，即图中所示的Parity2部分，中继设备可以如上所述地那样进行降阶调制，也可以不使用降阶调制，例如，可以使用调制阶数与源设备相同的调制方式来转发数据。
虽然在此结合图10以Turbo码或者CTC码编码方案为例对中继设备使用与源设备不同的码速率进行编码的情形进行了描述，但是显然本发明的原理并不仅仅局限于此，本领域技术人员完全可以根据实际情况选择不同的码速率进行编码并对编码后的数据的一部分或者全部进行降阶调制。
此外，虽然在上文中以图4所示的单跳系统的简化模型作为应用场景对根据本发明实施例的中继设备的数据转发方法进行了描述，但是显然本发明的原理并不仅仅局限于应用在单跳系统中，而是完全可以应用在多跳系统中。
图11示出了一个典型的多跳系统的示意图。如图11所示，该多跳系统中包括源设备SS、目的设备DS、以及n个中继设备RS1～RSn(其中n为自然数)。图11中用虚线表示了源设备SS和目的设备DS之间的链路0。
如果源设备SS和目的设备DS之间没有直接的物理链路，则每一个中继设备RS可以选择源设备的星座图中每一个调制符号中的一部分比特进行传输。例如，如果源设备使用16QAM调制方式发送数据，每个调制符号包含了4个比特，则可以选择4个中继设备，每一个中继设备使用BPSK(Binary Phase Shift Keying，双相相移键控)调制方式来调制与16QAM符号中的每一个比特相对应的数据部分，即，4个中继设备分别使用将16QAM调制符号中的每一个比特i1、q1、i2、q2分别映射到四个BPSK星座图上而得到的BPSK星座图；或者可以选择2个中继设备，每一个中继设备使用QPSK调制方式来调制16QAM符号中的每两个比特，例如，2个中继设备分别使用将16QAM调制符号中的两个比特i1q1和i2q2分别映射到两个QPSK星座图上而得到的QPSK星座图。
例如，在实际的应用中，离基站比较远的一些用户设备可以通过相互间的天线共享(即，利用协作技术)来实现和基站的正常通信。此时，假设一个用户设备要和基站通信，则首先他可以使用高阶调制方式将信息发送到周围的协作节点，然后每一个协作节点使用降阶调制来发送一部分信息到基站。
然而，如果源设备SS和目的设备DS之间有直接的物理链路，则为了使目的设备能够接收到有一定质量的信息(至少高可靠性比特能在很大程度上收到)，每一个中继设备只需要使用低阶调制方式对其所接收数据的发送方设备的高阶调制符号中的不可靠性比特进行调制即可。例如，对于图11中所示的链路SS-RS1-RS2-DS，如果源设备SS使用64QAM调制方式发送数据，则中继设备RS1可以如上所述地那样使用16QAM调制方式对编码数据中的、与源设备的64QAM调制符号中的四个可靠性较低的比特相对应的部分进行降阶调制，而中继设备RS2可以如上所述地那样使用QPSK调制方式对编码数据中的、与来自中继设备RS1的16QAM调制符号中的两个低可靠性比特相对应的部分进行降阶调制。
由此可见，可以对作为本发明应用场景的、如图4所示的简化模型进行扩展，其中的源设备SS或目的设备DS并不仅仅局限于是基站或者用户设备，也可以是根据本发明实施例的中继设备。也就是说，所述源设备SS或目的设备DS可以是基站、中继设备和用户设备中的任何一个。
另外，虽然在上文中以源设备SS和/或目的设备DS使用16QAM或64QAM调制方案为例对根据本发明实施例的数据转发方法进行了描述，但是本领域技术人员应当明白，本发明的原理并不仅仅局限于此，而是可以适用于源设备SS和/或目的设备DS使用更高阶调制方案(例如，256QAM等)的情形，并且甚至还可以适用于源设备SS和/或目的设备DS使用调制星座图的比特可靠性不等的其它调制方式(例如，星形8QAM等)的情形。
图12示出了根据本发明实施例的中继设备RS 1200的结构方框图。该中继设备RS 1200能够执行以上结合附图所描述的方法，实现在源设备和目的设备之间进行数据的中继传输。
如图12所示，中继设备RS 1200包括接收器1210，用于接收来自源设备SS和/或目的设备DS(也可统称为数据发送方)的数据(即，高阶调制的数据)；解调器1220，用于对接收器1210所接收的数据进行解调；解码器1230，用于对解调后的数据进行解码；编码器1240，用于对解码后的数据进行编码(如上所述，编码器1240可以以与数据发送方的编码速率相同或者不同的码速率进行编码)；星座图重映射器1250，用于将数据发送方的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座图，即，把数据发送方的调制星座图中的可靠性较低的比特映射到调制阶数更低的调制星座图上；调制器1260，用于依照来自星座图重映射器1250的重映射的调制星座图，对经编码器1240编码后的数据进行降阶调制，即，对与所接收数据的高阶调制符号中的可靠性较低的比特相对应的部分进行降阶调制(而不对其余与高阶调制符号中的高可靠性比特对应的部分进行调制)；以及发送器1270，用于对降阶调制后的数据进行发送，即，将降阶调制后的数据发送到目的设备DS和/或源设备SS(也可统称为数据接收方)。
通过阅读以上所描述的中继设备的操作过程，中继设备1200的上述各个部件的功能如何实现就变得非常清楚了，因此，为了说明书的简洁起见，在此就不再对上述各个部件的功能如何实现进行描述了。
在以上所描述的、根据本发明实施例的数据转发方法和/或中继设备中，通过调制星座图的重映射，对所接收的来自数据发送方的高阶调制的符号中的低可靠性比特进行降阶调制，然后将调制后的数据发送出去，这样，可以改善处于边缘或者信道条件不佳的用户设备的吞吐量，从而充分地提高系统容量，而且使得数据接收方的解调复杂度大大降低了。
此外，显然，根据本发明的上述方法的各个操作过程也可以以存储在各种机器可读的存储介质中的计算机可执行程序的方式实现。
而且，本发明的目的也可以通过下述方式实现将存储有上述可执行程序代码的存储介质直接或者间接地提供给系统或设备，并且该系统或设备中的计算机或者中央处理单元(CPU)读出并执行上述程序代码。
此时，只要该系统或者设备具有执行程序的功能，则本发明的实施方式不局限于程序，并且该程序也可以是任意的形式，例如，目标程序、解释器执行的程序或者提供给操作系统的脚本程序等。
上述这些机器可读存储介质包括但不限于各种存储器和存储单元，半导体设备，磁盘单元例如光、磁和磁光盘，以及其它适于存储信息的介质等。
另外，计算机通过连接到因特网上的相应网站，并且将依据本发明的计算机程序代码下载和安装到计算机中然后执行该程序，也可以实现本发明。
而且，所述实施本发明的程序也可以例如采用一个或更多个信号的形式。所述信号可以是可从互联网站点下载的数据信号，或是在载波信号上提供的数据信号，或是以任何其它形式的数据信号。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如左和右、第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
权利要求
1.一种用于经由中继设备在源设备和目的设备之间转发数据的数据转发方法，包括以下步骤
接收来自源设备的数据；
对所接收的数据进行解调和解码；
对解码后的数据进行编码；
将源设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座依照重映射的调制星座图对编码后的数据进行降阶调制；以及
向目的设备发送调制后的数据。
2.如权利要求1所述的数据转发方法，其中，所述接收的数据是由所述源设备使用16QAM、64QAM或者更高阶调制方式、或者其他的调制星座图的比特可靠性不等的调制方式来发送的。
3.如权利要求1所述的数据转发方法，其中，在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，
在所述接收的数据是所述源设备使用16QAM调制方式发送的时，所述重映射步骤进一步包括将源设备的16QAM星座图的两个低可靠性比特映射到QPSK星座图的两个比特上，而且所述降阶调制步骤进一步包括依照重映射得到的QPSK星座图，对编码数据中的、与源设备的16QAM星座图的两个低可靠性比特相对应的部分进行调制。
4.如权利要求1所述的数据转发方法，其中，在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，
在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，所述重映射步骤进一步包括将源设备的64QAM星座图中的四个可靠性较低的比特映射到16QAM星座图的四个比特上，而且所述降阶调制步骤进一步包括依照重映射得到的16QAM星座图，对编码数据中的、与源设备的64QAM星座图的四个低可靠性比特相对应的部分进行调制。
5.如权利要求4所述的数据转发方法，其中，将64QAM星座图中的可靠性最低的两个比特映射到16QAM星座图的高可靠性比特位置上，并且将64QAM星座图中的可靠性居中的两个比特映射到16QAM星座图的低可靠性比特位置上。
6.如权利要求1所述的数据转发方法，其中，在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，
在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，所述重映射步骤进一步包括将源设备的64QAM星座图中的两个可靠性最低的比特映射到QPSK星座图的两个比特上，而且所述降阶调制步骤进一步包括依照重映射得到的QPSK星座图，对编码数据中的、与源设备的64QAM星座图的两个最低可靠性比特相对应的部分进行调制。
7.如权利要求1所述的数据转发方法，其中，在源设备和目的设备之间不存在直接的物理链路且还存在至少一个其他中继设备的情况下，
源设备的调制星座图的每一个星座点所包含的比特被分为数目与所述中继设备的数目相同的多个部分，
所述重映射步骤进一步包括将源设备的调制星座图中的一个部分的比特映射到调制阶数更低的调制星座图上，以及
所述数据转发方法进一步包括步骤借助于所述至少一个其他中继设备，分别将来自源设备的数据中的、与源设备的调制星座图中的其他剩余每个部分的比特相对应的部分使用降阶调制转发到目的设备。
8.如权利要求1至7中任一项所述的数据转发方法，其中，所述重映射步骤在所述解调和解码步骤和/或所述编码步骤之前执行，或者与所述解调和解码步骤和/或所述编码步骤并行地执行。
9.如权利要求1至8中任一项所述的数据转发方法，进一步包括步骤
对于从目的设备发往源设备的数据，以与对待来自源设备的数据相类似的方式，对所接收的来自所述目的设备的数据进行解调、解码、编码、调制星座图重映射和降阶调制，并向所述源设备发送调制后的数据，从而在所述源设备和目的设备之间实现数据的中继传输，
其中，所接收的来自所述目的设备的数据是使用16QAM、64QAM或者更高阶调制方式以及其它的调制星座图的比特可靠性不等的调制方式来发送的。
10.如权利要求1至9中任一项所述的数据转发方法，其中，所述编码步骤中使用与所述接收数据的发送方相同或者不同的码速率进行编码。
11.如权利要求1至10中任一项所述的数据转发方法，其中，所述中继设备是使用中继技术的物理中继站或者使用协作技术的用户设备。
12.如权利要求1至11中任一项所述的数据转发方法，其中，所述源设备和/或所述目的设备选自基站、中继设备和用户设备。
13.一种用于在源设备和目的设备之间转发数据的中继设备，包括
接收器，用于接收来自源设备的数据；
解调器，用于对所接收的数据进行解调；
解码器，用于对解调后的数据进行解码；
编码器，用于对解码后的数据进行编码；
星座图重映射器，用于将源设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座调制器，用于依照重映射的调制星座图对编码后的数据进行降阶调制；以及
发送器，用于向目的设备发送调制后的数据。
14.如权利要求13所述的中继设备，其中，所述接收器所接收的数据是所述源设备使用16QAM、64QAM或者更高阶调制方式以及其他的调制星座图的比特可靠性不等的调制方式来发送的。
15.如权利要求13所述的中继设备，其中，
所述星座图重映射器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用16QAM调制方式发送的时，将源设备的16QAM星座图的两个低可靠性比特映射到QPSK星座图的两个比特上，以及
所述调制器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用16QAM调制方式发送的时，依照重映射得到的QPSK星座图，对编码数据中的、与源设备的16QAM星座图的两个低可靠性比特相对应的部分进行调制。
16.如权利要求13所述的中继设备，其中，
所述星座图重映射器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，将源设备的64QAM星座图中的四个可靠性较低的比特映射到16QAM星座图的四个比特上，以及
所述调制器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，依照重映射得到的16QAM星座图，对编码数据中的、与源设备的64QAM星座图的四个低可靠性比特相对应的部分进行调制。
17.如权利要求16所述的中继设备，其中，所述星座图重映射器将64QAM星座图中的可靠性最低的两个比特映射到16QAM星座图的高可靠性比特位置上，并且将64QAM星座图中的可靠性居中的两个比特映射到16QAM星座图的低可靠性比特位置上。
18.如权利要求13所述的中继设备，其中，
所述星座图重映射器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，将源设备的64QAM星座图中的两个可靠性最低的比特映射到QPSK星座图的两个比特上，以及
所述调制器被配置为在源设备和目的设备之间存在直接的物理链路的情况下，在所述接收的数据是所述源设备使用64QAM调制方式发送的时，依照重映射得到的QPSK星座图，对编码数据中的、与源设备的64QAM星座图的两个最低可靠性比特相对应的部分进行调制。
19.如权利要求13所述的中继设备，其中，所述星座图重映射器被配置为在源设备和目的设备之间不存在直接的物理链路的情况下，将源设备的调制星座图中的一部分比特映射到调制阶数更低的调制星座图上。
20.如权利要求13至19中任一项所述的中继设备，其中，所述接收器还被配置为接收来自所述目的设备且要发往源设备的数据，而且所述星座图重映射器还被配置为以类似的方式将所述目的设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座图，
其中，所接收的来自所述目的设备的数据是使用16QAM、64QAM或者更高阶调制方式以及其他的调制星座图的比特可靠性不等的调制方式来发送的。
21.如权利要求13至20中任一项所述的中继设备，其中，所述编码器使用与所接收数据的发送方相同或者不同的码速率进行编码。
22.如权利要求13至21中任一项所述的中继设备，其中，所述中继设备是使用中继技术的物理中继站或者使用协作技术的用户设备。
23.如权利要求13至22中任一项所述的中继设备，其中，所述源设备和/或所述目的设备选自基站、中继设备和用户设备。
24.一种无线通信系统，包括
基站，
用户设备，以及
一个或多个如权利要求13至22中任一项所述的中继设备，用于在所述基站和用户设备之间进行数据的中继传输。
25.如权利要求24所述的无线通信系统，其中所述系统是单跳系统。
26.如权利要求24所述的无线通信系统，其中所述系统是多跳系统。
27.如权利要求25所述的无线通信系统，其中，在基站和用户设备之间不存在直接的物理链路的情况下，所述无线通信系统中包括至少两个以上的所述中继设备，基站和/或用户设备的调制星座图的每一个星座点所包含的比特都被分为数目与所述中继设备的数目相同的多个部分，而且每个中继设备被配置为使用降阶调制在基站和用户设备之间分别转发所接收数据中的、与数据发送方的调制星座图中的每一部分比特相对应的部分。
全文摘要
公开了一种数据转发方法、中继设备以及无线通信系统。所述数据转发方法包括接收来自源设备的数据；对所接收的数据进行解调和解码；对解码后的数据进行编码；将源设备的调制星座图重映射为调制阶数更低的调制星座图；依照重映射的调制星座图对编码后的数据进行降阶调制；以及向目的设备发送调制后的数据。通过利用根据本发明实施例的方法和/或中继设备，能够充分地提高系统容量。
文档编号H04L1/00GK101778445SQ20091000317
公开日2010年7月14日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者梁生宝, 周华, 张 杰, 张元涛 申请人:富士通株式会社