移动通信网络、移动通信设备、中继节点与方法
【专利摘要】一种移动通信网络通过经由无线访问接口发送和接收数据将数据通信至移动通信装置。移动通信网络包括遍布网络设置并且被配置为在发送帧序列中将提供数据块序列的广播信号发送给移动通信装置，对于各个发送帧序列，各个数据块序列由各个基站同时发送。一个或多个中继节点被配置为接收由基站中的一个发送的广播信号并且转发广播信号，广播信号作为与由基站发送的广播信号相同的频率的发送帧序列中的数据块序列被转发，因此，移动通信设备中的一个或多个能够接收广播信号并且从由基站发送的广播信号或由中继节点发送的广播信号中的一个或两个恢复数据块序列。因此，能够为移动通信网络提供中继节点层，中继节点层在同一时间和与基站相同的频率资源上将广播信号转发给移动通信设备，并且不需要接收广播信号的独立通信。
【专利说明】移动通信网络、移动通信设备、中继节点与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及被布置成经由无线通信接口将数据传达给移动通信设备并且从移动通信设备传达数据的移动通信网络。本发明还涉及与移动无线电网络、用于移动通信网络的中继节点进行数据通信的移动通信设备以及用于与移动无线电网络进行数据通信的方法。
【背景技术】
[0002]移动通信系统在过去的十几年间从GSM系统(全球移动系统)发展到3G系统，并且现包括封装数据通信以及电路开关通信。第三代合作项目(3GPP)现已经开发一种称之为长期演进(LTE)的移动通信系统，其中，核心网络部分已经发展为基于早期移动无线电网络架构部件以及无线电访问接口的合并来形成更为简化的架构，无线电访问接口在下行链路上基于正交频分复用(OFDM)并且在上行链路上基于单载波频分多址(SC-FDMA)。
[0003]由第三代合作项目(3GPP)开发了多媒体广播多播服务(MBMS)，以提供能够从移动无线电网络将数据发送给订阅了该服务的移动通信设备的布置。例如，通过从形成网络部分的一些或所有基站将表示该节目或多媒体事件的广播数据同时发送给移动通信设备，能够将电视节目或多媒体事件发送给多个移动通信设备。演进多媒体广播多播服务(eMBMS)是一种在3GPP内的LTE标准的标准化内提供的布置。具体地，eMBMS标准采用LTE标准的物理层特性，LTE标准在下行链路上使用正交频分复用(OFDM)将eMBMS数据发送给移动通信设备。OFDM的特征在于能够使用傅里叶变换将时域接收的OFDM符号转换成频域。这是因为信号在频域中形成并且利用反向FFT转换到时域以用于发送。在接收器中，可从多个路径到达接收器并且确实是多来源的时域信号被转换到频域以便恢复由OFDM符号携带的数据符号。因此，表示来自多种不同来源的OFDM符号的信号在接收器中以建设性的方式组合。因此，能够形成用于eMBMS的单频网络，其被称为MBSFN。确实，在LTE内开发出e-UTRAN系统以提供其中单频网络能够与非MBMS服务共享的单频网络操作模式。能够用于形成单频网络的其他系统包括使用码分多址(CDMA)以形成单频网络的集成式移动广播(IMB)系统。例如，能够使用瑞克(rake)接收器从不同的来源接收并且组合扩频信号。
[0004]建议在LTE内使用所谓的中继节点，中继节点能够设置在移动通信网络中以扩展该移动无线电网络的无线电覆盖。中继节点是一种接收由基站发送的数据并且将该数据转发(retransmit，再发送)给移动通信设备的自治单元，移动通信设备可位于中继节点的范围内，但在基站的范围之外，从而增加有关基站的范围。
[0005]应当认识到，当向移动通信设备提供无线通信时，期望尽可能有效地使用移动无线电网络可用的通信资源。
【发明内容】
[0006]根据本发明，提供一种被布置为在操作中经由无线访问接口通过发送和接收数据将数据传达给移动通信设备的移动通信网络。移动通信网络包括多个基站，多个基站的设置遍布网络并且被布置为在操作中将在发送帧序列中提供数据块序列的广播信号发送给移动通信设备，对于各个发送帧序列，各个数据块序列由各个基站同时发送。一个或多个中继节点被布置为在操作中接收由基站发送的广播信号并且转发广播信号，广播信号在与由基站发送的广播信号相同的频率上在发送帧序列中作为数据块序列转发，因此，移动通信设备中的一个或多个能够接收广播信号并且从由基站发送的广播信号或由中继节点发送的广播信号中的一个或多个恢复数据块序列。
[0007]建议在LTE内(CMCC (R2-103960))提供这样一种布置，即，中继节点在第一时分帧上使用单播承载接收由基站(eNodeB)发送的第一信号，并且在第二时分帧内，中继节点和基站被布置成同时广播(同时播)该数据，从而使得移动通信设备能够在中继节点和基站在同一频率上发送时，从由中继节点或基站发送的信号中的一个或两个(一者或两者)接收该数据。然而，该建议具有的缺点在于基本上各个基站必须发送数据两次。因此，如果该布置用于实现例如MBMS系统，那么这可能会潜在地浪费通信资源。
[0008]本技术的实施方式能够提供提供中继节点层的布置，该中继节点层在施主(donor)基站再次在MBMS广播信道上再次发送同一数据之前，不需要施主基站发送由中继节点发送的数据的单播信号。此外，本发明的实施方式能够提供一个或多个中继节点的层，其使用与由移动通信网络的基站使用的相同时间和频率资源将广播信号转发给移动通信设备。应当认识到，这在利用通信资源的方面提供了显著改进并且此外便于中继节点的规划和部署。
[0009]在一个实例中，中继节点被布置为接收由一个或多个基站发送的各个数据块序列并且转发作为广播信号的数据块序列。中继节点的发送与由中继节点从其接收的数据块序列的一个或多个基站的发送处于同一时间和同一频率，并且中继节点的数据块序列的发送与基站从其接收的数据块序列的数据块序列的发送之后的一个或多个数据块置换(displace)。而且，在一些实例中，在各个帧序列的一个或多个子帧内发送由一个或多个基站发送的数据块序列，并且中继节点被配置为在一个发送帧或子帧之后发送有关数据块序列发送及时置换的数据块序列，从而使得在第二随后帧或子帧内发送接收在第一发送帧或子帧内的各个数据块。
[0010]为了从广播信道恢复数据，本发明的实施方式提供具有接收器的移动通信设备，该接收器能够将帧η内从基站发送的广播信号与例如下一帧n+1内的从中继节点转发的作为转发广播信号的数据进行组合。而且，本发明的实施方式能够提供一种中继节点，被布置为在子巾贞内接收来自基站的广播信号同时在同一子巾贞内转发在上一发送巾贞内接收的广播信号。因此，中继节点被布置为使用与基站相同的时间和频率资源发送广播信号。在一个实例中，中继节点设置有多个天线以提供波束指引，从而在一个方向上从基站接收广播信号并且在不同方向上将广播信号转发给移动通信设备。在一些实例中，由多个天线形成的接收图案和发送图案可重叠，因此，如下所述，移动通信设备可从中继节点和施主基站接收信号并且对信号进行组合。
[0011]本发明的各种其他方面和特征在所附权利要求中限定并且包括中继节点、移动通信设备以及使用移动通信网络进行通信的方法。
【专利附图】
【附图说明】[0012]现将参照附图描述本发明的各种实施方式，其中，类似的部分设置有相同的标号，并且其中:
[0013]图1是操作以支持多媒体广播多播通信服务的移动无线电网络的示意性框图；
[0014]图2是图1中示出的被适配成包括中继节点的移动无线电网络的示意性框图；
[0015]图3是示出了内置施主基站(eNodeB)和中继节点以支持单频率MBMS网络的一个实例的布置的示意性框图；
[0016]图4是示出了根据本技术适配的施主基站和中继节点的实例的示意性框图；
[0017]图5是有关两个发送时间、来自施主eNodeB的第一发送以及来自中继节点的第二发送的频率的图示的说明性表示，第一发送与第二发送在同一时间在同一频率上。
[0018]图6a是由根据LTE系统(其支持FDD和TDD)操作的基站使用的时分双工帧结构的说明性表示，图6b是移动通信设备的对应时分双工结构，并且图6c是根据本技术的中继节点的对应时分双工结构；并且
[0019]图7a是由根据3G系统操作的基站使用的频分双工帧结构的说明性表示，图7b是移动通信设备的对应频分双工结构，并且图7c是根据本技术的中继节点的对应频分双工结构。
[0020]图8a是OFDM发射器的示意图，并且图8b是OFDM接收器的示意图；
[0021]图9a是在第一信号路径hb，η具有比第二信号路径hr, η-l更大增益的OFDM信号的接收器处观看的有效多路径概图的示意图；并且图％是第一路径hb，η的信号增益低于第二路径hr, η-的图9a中的多路径概图；
[0022]图10是根据本技术被适配成从施主eNodeB和/或中继节点接收MBMS数据发送的通信设备的示意性框图；
[0023]图11是形成图10中示出的通信设备的一部分的接收器的示意性框图；
[0024]图12是形成图10中示出的通信设备的一部分的另一实例接收器的示意性框图；
[0025]图13是用于表示从施主eNodeB和中继节点分别发送的广播信号的叠加的实例信号的调制符号的星座点图；
[0026]图14是在使用最大可能序列估计器对信号进行均衡之后的图13中示出的实例信号的调制符号的星座点图；
[0027]图15是由eNodeB和中继节点发送并且由移动通信设备接收以使用迫零线性均衡器来解释由eNodeB和中继节点发送的信号均衡的实例信号波形的说明性表示；
[0028]图16是表示由施主eNodeB发送并且由中继节点发送的广播信号由移动通信设备接收所经由的简化信道的脉冲响应的说明性表示；
[0029]图17是形成图10中示出的通信设备的一部分的另一实例接收器的示意性框图；并且
[0030]图18是被配置为消除由其自身发送的信号的回波的中继节点的示意性框图。【具体实施方式】
[0031]现将参照使用根据3GPP长期演进(LTE)标准操作的移动无线电网络的实施方式来描述本发明的实施方式。在下列描述中，将参照诸如目前被建议用于3GPP内LTE项目的演进多媒体广播多播服务(eMBMS)来描述本技术的实施方式的实例应用。图1提供被适配成形成用于支持多媒体广播多播服务(MBMS)的网络的LTE网络的实例架构。如图1所示，使用传统的移动无线电网络，移动通信设备I被布置成将数据传达给基站2并且从基站2传达数据，基站2在LTE中称为演进NodeB (eNodeB)。
[0032]基站或eNodeB2连接到MBMS Gff6, MBMS GW6被布置成执行对MBMS服务的管理并且执行将MBMS服务路由到移动通信设备1，如同MBMS服务遍及移动通信网络漫游。为了维持移动性管理和连接性，移动性管理实体(MME) 8使用储存在家庭用户服务器(HSS) 10中的用户信息来管理与通信设备I的演进包服务(EPS)连接。其他核心网络部件包括广播移动开关中心(BMSC)12、包数据网络网关(P-GW)。从题为“LTE for UMTS OFDM and SC-FDMAbased radio access、作者:HolmaH.和Toskala A的书中第25页可以获得LTE架构的更多信息，并且在 3GPPTS36.300V9.4.0 (2010-06)中解释了 MBMS0
[0033]此外，形成图1中示出的网络一部分的是多单元/多播协调实体MCE22，MCE22是可以是eMBMS逻辑架构内的另一实体的一部分的逻辑实体。MCE使用MBSFN操作在用于多小区MBMS发送的MBMS单频网络内执行诸如由所有eNodeB使用的无线电资源的许可控制和分配的功能。除时间/频率无线电资源的分配之外，MCE还确定其他无线电配置功能。另一方面，MBMS网关6被布置成将用于MBMS的广播数据包发送给各个eNodeB发送的服务。MBMS网关6使用例如IP多播作为一种用于将MBMS用户数据传递给eNodeB的方法。
[0034]中继节点
[0035]图1中示出的移动无线电网络在图2中示出，但是被适配成包括用于扩展eNodeB22范围的中继节点。而且，根据本技术，需要对eNodeB22进行某种适配以支持中继节点的部署。因此，中继节点24形成可以被称为用于发送的中继节点层，而eNodeB22还形成用于将MBMS数据包传达给移动通信设备I的发送层。因此，部署该层中继节点以扩展能够以eNodeB单独实现的通信范围，并且找出具有广播数据发送的应用，从而并非排他性地支持eMBMS，因为能够支持其他服务。参照图3中示出的简化表示将能够更为容易地解释图2中示出的中继节点的操作。
[0036]在图3中，诸如由MBMS数据源产生的数据包从演进包核心网络EPC30馈给eNodeB220然后，由eNodeB22接收数据包并且在预定信道上发送数据包，预定信道将MBMS数据包广播给已经订阅接收MBMS数据包的一个或多个移动通信设备。因此，eNodeB在如箭头32表示的预指定信道上发送MBMS广播数据。
[0037]应当认识到，限制各个eNodeB的范围，并且因此，移动通信设备I能够仅接收由eNodeB的发送功率和无线电传播条件确定的无线电覆盖面积内的MBMS数据。
[0038]为了扩展能够通过eNodeB22单独实现的通信范围，中继节点24设置在由eNodeB服务的移动无线电网络的单元内。中继节点24被布置为从eNodeB22进行通信的MBMS信道接收数据，如同中继节点24其自身是移动通信设备。然后，中继节点24根据MBMS通信转发数据，从而使得由已经订阅MBMS服务的一个或多个通信设备I能够接收广播数据。
[0039]因此，设想本发明的实施方式以对支持移动通信网络中的中继节点进行改进，具体地，在移动通信网络支持MBMS服务的通信的情况下。
[0040]在CMCC (R2-103960)公开的一种已知布置中，中继节点24被布置为从eNodeB22的单播链路34接收数据。然而，此时，eNodeB不在MBMS信道上广播MBMS广播数据，而只传达广播时用到的数据或该数据的一部分。在预指定的时间，可能在OFDMA帧内的靠后的时隙，eNodeB22和中继节点24发送由移动无线电网络内的一个或多个移动通信设备I接收的MBMS数据。因此，由中继节点24和eNodeB22进行的转发能够被布置在同一频率和同一时间上，从而形成单频网络部署，如同中继节点24自身是eNodeB。然而，缺点是eNodeB22不得不在单播信道34上发送由中继节点接收的数据一次，然后，再在共同的MBMS广播信道32，38上同时与中继节点24发送数据一次。因此，本技术的实施方式试图避免由eNodeB进行MBMS通信量的重复发送，并且由此更为有效地利用无线电资源。此外，因为eNodeB或中继节点的覆盖面积内移动通信设备中的任一个并不接受单播发送，所以这种潜在有用的信息并不用于改进检测到该序列MBMS发送的概率。因此，还希望通过一种提供无线电频谱的更为有效的使用的方法由移动通信设备来改进检测MBMS信号的概率。
[0041]被适配的中继节点
[0042]已经根据图4中示出的本技术来适配中继节点。如图4所示，中继节点24包括发射器、接收器单元40、调度器42以及控制器44。控制器44被适配成布置用于接收由中继节点广播的数据并且发送由中继节点接收的数据。因此，使用在无线访问接口子帧的时隙上调度发送的调度器42进行中继节点124的数据发送和接收，例如，一个对应于LTE标准，并且由此使用转发器单元40经由LTE无线访问接口接收数据。控制器44被布置成控制转发器单元40和调度器42以根据本技术执行接收MBMS数据并且发送MBMS数据所需的操作。
[0043]如图4所示，中继节点124在该实例中包括用于从下行链路上的施主eNodeB122接收信号的三条天线125和用于在下行链路上从中继节点124发送给移动通信设备2的三条天线127。在其他实例中，相同设置的天线可用于发送和接收。然而，应当认识到，可以提供任意数量的天线以对中继节点124提供引导能够接收来自所希望的来源的无线电信号的波束129，同时在波束131内将无线电信号发送给移动通信设备2的能力。根据已知的转发器工艺技术，诸如使用多个天线125，127的精密RF设计、发射器/接收器电路分离和回波消除技术等，能够提供能够从施主eNodeB接收信号46，同时在同一时间、同一频率上将差分信号133发送给移动通信设备2的布置。
[0044]根据本技术，中继节点124被布置为接收形成例如来自施主eNodeB122的MBMS发送的一部分的数据。因此，在多个帧的各个子帧内的时间tl中，MBMS数据经由MBMS广播信道从eNodeB122进行发送。应当认识到，MBMS发送时间间隔(TTI)是1ms，一个帧是10ms，因此，限定一个MBMS发送结束的一个子帧(Ims)与下一个开始之间的间隙可高达9ms。然而，这仅是一个实例，因为在传统的LTE中，IOms帧内可以具有携带MBMS的多个Ims子帧。根据本技术，中继节点124被布置为接收MBMS广播信号46，并且结合调度器42和控制器44使用收发器单元40检测从MBMS广播信号发送的数据并且转播MBMS数据。因此，施主eNodeB122可以被视为形成第一 eNodeB单元层，并且中继节点形成第二单元层。
[0045]根据本技术，在eNodeB层中同时从所有的eNodeB进行在MB单频网络(SFN)上的MBMS通信量的发送，并且在一个或多个子帧之后，从中继节点在同一频率资源上发送同一MBSFN数据。来自施主eNodeB与中继节点之间发送的最小延迟主要由MBMS转换时间间隔(TTI)以及接收MBMS信号并且对MBMS数据进行检测所需的时间确定。这是因为在eNodeB能够发送自身数据之前，需要时间间隙来允许中继节点接收并且解码来自eNodeB的MBMS发送。而且，中继节点层和施主eNodeB层被布置成在同一时间/频率资源内发送，尽管在任意时间内发送的信息内容可能不同。这是因为中继节点在一个子帧发送的MBMS数据是由eNodeB在上一子巾贞内发送的数据。如果中继节点和施主eNodeB的发送时间被布置在同一子帧内，则施主eNodeB 122和中继节点124将同时发送，而中继节点124发送由施主eNodeB在早先的子帧内发送的广播数据。
[0046]就移动通信设备看来，来自eNodeB层和中继节点的发送等同于来自一个节点、但是具有异常宽的路径延迟分布(以ms为单位衡量)的发送。而且，该路径延迟概图将根据是eNodeB层支配移动通信设备还是中继节点支配而不同。
[0047]图5提供根据本技术的中继节点124的操作的说明性表示。如上所述，中继节点被布置成与施主eNodeB在同一时间和同一频率上发送，在一个实例中，中继节点和施主eNodeB都在MBMS信道上发送数据。如上所述，中继节点124必须接收和解码由施主eNodeB在MBMS信道上发送的MBMS数据，并且在一定延迟之后转发MBMS数据。在该实例中，eMBMS的最小延迟对应于MBMS数据的发送时间间隔(TTI)。在图5中，尽管Sb，2与Sr，I的发送时间处于同一时间并且处于同一频率，然而，信号Sb, I与Sr, I的时间差将约等于巾贞的持续时间。因此，如果在η个数据块中发送MBMS数据，且各个MBMS数据块η对应于能够在一个子帧内发送的MBMS数据量，则由eNodeB层进行的发送与由中继节点进行的发送将处于同一时间、同一频率，但是，中继节点将发送由eNodeB在之前一个帧上发送的数据块η-l。因此，中继节点层将同时发送但落后eNodeB —个MBMS块。该布置在图5中示出了呈现为第一绘图的，即，来自作为发送块104发送的MBMS数据的施主eNodeB的、对于多个子帧102的时间100的发送功率与由第二绘图108示出的中继节点发送的发送块106同时出现。因此，根据本技术，中继节点124内的控制器44控制调度器和发送器单元40，从而在下行链路104上接收由施主eNode B122发送的MBMS数据，同时在同一子帧106内发送数据。然而，在子帧106内发送的数据是来自在该发送之前的一个子帧的来自eNodeB的下行链路发送的内容。在另一实施方式中，一个IOms帧内的每个Ims子帧被分配用于发送MBMS数据，不需要中继节点在转播MBMS数据之前等待下一(IOms)帧。更确切地，中继节点可以与随后的Ims子帧一样早地转发数据。
[0048]从上述解释中应当认识到，本技术的实施方式能够提供一种这样一种布置，该布置用于提供中继节点层，但并不需要施主eNode B122在施主eNode B再次在MBMS广播信道上发送同一数据之前发送由中继节点发送的MBMS数据的单播信号。如上所述，现有技术解决方法的缺点在于由eNodeB发送MBMS通信量两次，一次是单播发送给中继节点，第二次是eNodeB自身进行MBMS广播。这种重复发送的缺点在于其消耗了额外的eNodeB无线电资源。这种解决方案避免从施主eNodeB重复地发送，但仍能够实现将来自中继节点和施主eNodeB的MBMS信号进行组合。
[0049]而且，本技术的实施方式能够提供中继节点，该中继节点被布置成在时隙tl，η内接收MBMS信号Sb，η,并且在下一帧内的时间t2转发来自该MBMS信号Sb，η的数据作为信号Sr，η。同时，中继节点被布置成接收下一MBMS信号Sb，n+1,同时中继节点发送信号Sr，η,因为tl，n+l=t2，n。这是因为如上所述的eNodeB和中继节点在同一时间和同一频率上发送。图6a、图6b和图6c中不出了用于诸如可用于LTE的时分复用方案的布置，并且对应的图7a、图7b和图7c示出了用于诸如还可用于LTE的频分复用方案的布置。从图6a和图7a中的实例可以看出，eNodeB在下行链路上发送MBMS信号Sb，n，由图6b、图7b以及图6c、图7c中的移动通信设备和中继节点在下行链路上接收MBMS信号Sb，η。从图6a、图6b以及图6c中可以看出，例如TDD，由移动通信设备在上行链路上进行的发送与下行链路发生在同一频率上，但位于该帧的不同部分内。因此，在图7a、图7b和图7c中，例如TDD，由移动通信设备在上行链路上进行的发送与下行链路发生在不同频率上。然而，更重要的是，对于TDD和FDD模式，因为中继节点必须在下行链路上接收来自eNodeB Sb, n+1的发送，同时中继节点在同一时间和同一频率Sr，η在下行链路上发送，所以中继节点必须同时在下行链路上发送和接收。
[0050]本发明的实施方式能够利用诸如回波消除或波束指引等各种技术来提供下列布置，即，中继节点能够在下行链路上接收来自施主eNodeB的信号并且在下行链路上发送给移动通信设备(UE)。在一些实例中，中继节点能够设置有用于在一个方向上形成同时发送无线电信号的波束、同时在另一方向上接收无线电信号的多个天线。图4中示出了该实例，并且如上所述，中继节点124设置有多个接收天线125和多个发送天线127，从而采用波束指引以允许中继节点在下行链路上从施主eNodeB122接收，同时在下行链路上发送给移动通信设备2。了解无线电通信的技术人员对这种技术比较熟悉，因此，此处不提供进一步的解释。因此，使用多个天线形成用于发送和接收无线电信号的部分将使得中继节点在下行链路上发送给移动通信设备的同时在下行链路上从施主eNodeB接收。然而，有利地，发送和接收天线波束可以被布置成重叠。从而使得移动通信设备能够接收和组合由如下所述的施主Node B和中继节点发送的信号。
[0051]适配的通信设备
[0052]从上面可以认识到，为了检测和恢复MBMS数据，根据本技术的移动通信设备被布置成接收表示由施主eNodeB122在时间tl，n作为信号Sb，η发送的数据和由中继节点124在时间t2，η作为信号Sr，η发送的数据的信号，并且在接收过程中从信号Sbn，Srn中的一个或两个恢复MBMS数据块。因此，移动通信设备I被适配成包括执行接收技术的接收器，接收器在时间tl，η恢复来自施主eNodeB的数据并且在时间t2，η恢复来自中继节点的数据。在一个实例中，实现根据LTE标准并且因此采用OFDM的无线电访问接口，尽管进行了简短地描述，在其他实例中，3G中的无线访问接口是也能够被采用的W-CDMA。为了更好地理解移动通信设备从eNodeB和中继节点接收数据，现将参照图8a和图8b描述对OFDM发射器和接收器的简要说明。
[0053]图8a提供OFDM发射器的简化表示的框图。在图8a中，待发送的数据在输入端60上接收并且由串并转换器62和星座映射器64映射到用于多个窄带发送信号中的各个的多个星座点。快速傅里叶逆变换(FFT) 66然后将该组窄带载波转换到时域，这些载波然后被向上转换并且通过RF前端68进行调制以用于RF发送，并且从天线70发送。
[0054]在接收器侧，图Sb包括接收天线72和RF前端和下变频器74，以用于将接收的OFDM符号转换成基带形式。然后，由RF前端74转换到离散的时域的OFDM符号的实部和虚部由FFT 76从时域转换到频域。然后，符号解码器/检测器78转换在FFT 80的输出提供各个窄带载波上的符号的频域数据。对于窄带载波上提供的各个符号，将估计数据馈给并串转换器82，然后并串转换器82在提供对原始发送数据的估计的输出信道84上输出。符号解码器/检测器78通常还包括均衡器，均衡器在从OFDM符号的子载波恢复数据符号之前使得从FFT 76接收的基带频域信号均衡。
[0055]在解码器/检测器78中，需要对OFDM信号的各个载波的各个窄带发送进行解调。这通常使用FFT 76来实现。FFT 76的输出是一组矢量(实，虚:2维)Ytl到YN_lt)简单来说，这些矢量与最初的输入矢量Xtl到Xim相同，但是具有因信道效应产生的频率具体幅度降低和相移。该信道还将引入产生一些频散。因为LTE符号的符号持续时间远大于信道延迟响应，所以在循环的前缀或保护段‘吸收’该频散(上图中未示出)。
[0056]在一个实例中，传统LTE系统的均衡可包括对接收的矢量Y进行旋转和放大，从而去除由信道在给定频率产生的衰减和相移的影响。一旦执行该均衡，能够对符号进行检测。
[0057]如上所述，OFDM的属性允许在接收过程中对从不同来源同时接收的信号进行组合。因此，移动通信设备中的OFDM符号接收器将接收从两个发射器发送的信号，其将类似于单一信号已经从单个发射器经由不同路径达到接收器。因此，这对应于单个频率网络的实例。假设基站点与中继节点子帧定时对齐，并且假设传播延迟小于OFDM符号的重复数据采样的循环前缀时段，并且用于FFT的时域采样的窗口同步以从不同发送路径捕获尽可能多的接收信号的能量，则FFT能够恢复来自发送路径组合的数据。
[0058]根据本技术，移动通信设备包括被适配成对从中继节点和施主eNodeB接收的信号进行组合的接收器。从接收器看来，在移动通信设备中，中继节点在后一子帧内转发从eNode B接收的信号的影响等同于从eNodeB进行的单发送Sb，n，其中该发送与有效信道脉冲响应卷积，图9a和图9b中示出了其实例。因为主要由发送该信号的eNodeB与在后一子帧内转发该同一信号的中继节点之间的延迟确定，所以图9a和图9b中示出的两条路径之间的延迟通常比较大。各个路径上信道增益的相对幅度将取决于从eNode B到移动设备并且从中继节点到移动设备的具体无线电链路质量。因此，如图9a和图9b所示，两条路径的相对强度可能不同。在图9a中，来自施主eNode B hb，η的信号路径具有比由中继节点发送的第二信号hr，η-l更强的振幅。对于图9b中示出的情形，这种说法是正确的。
[0059]因此，本发明的一方面是利用均衡/路径组合构思，从而允许中继节点层和eNodeB层使用相同频率资源进行发送并且不需要通过施主eNodeB的重复的信息发送。如上所述，在同一时间和同一频率发送信号。然而，如果移动通信设备靠近于中继节点Sr，n，则移动通信设备可仅从中继节点接收MBMS信号，或如果移动通信设备靠近于eNodeB，移动通信设备可相应地仅从eNodeB接收MBMS数据。因此，在该实例中，接收器将基于图9a和图9b中示出的信号路径Sb，n、Sr，η的相对强度选择一个或另一个信号。可替代地，移动通信设备可从中继节点Sr，η接收信号并且将该信号与来自eNodeB的信号Sb，η进行组合，后者将在比前者更早的子帧内发送。
[0060]图10中所示的被适配成接收由施主eNodeB122和中继节点124发送的数据的移动通信设备101包括转发器单元104、控制器106以及应用处理器108。控制器105对收发器单元104进行控制以将数据发送给中继节点或施主eNodeB124中任一个的收发器单元40并且从继节点或施主eNodeB124中任一个的收发器单元40接收数据，从而支持例如由在处理器108上执行的应用程序提供的通信服务，在本实例中，处理器108接收eMBMS服务。在本实例中，如图9a和图9b所示，控制器108对收发器单元104进行控制，从而在时间tl，n接收由第一信号Sb，η提供的第一版本的广播数据并且在不同的时间t2，η接收由第二信号Sr，η提供的第二版本的广播数据。这些信号作为相互干扰信号被接收，并且因此，收发器单元104被适配成接收并且恢复来自第一信号Sb，η和第二信号Sr，η的数据。
[0061]图11中示出了形成收发器单元104的一部分的接收器的一个实例，其中与图9b中示出的接收器对应的部分具有相同参考标号。根据上述参照图8b给出的OFDM系统的操作的一般解释，在图11中，从天线72接收的OFDM信号经过RF前端和下变频器74a并且馈给路径检测器100。
[0062]应当认识到，有能够用于检测和恢复由eNodeB和中继节点发送的数据的各种技术，这可取决于用于形成无线访问接口的发送技术。然而，例如图11中所示，通信技术是0FDM。因此，该路径检测器被布置成解决信号经由其发送的发送路径，该信号是由eNodeBSb, η发送的信号与由中继节点Sr，η发送的信号的组合。这可使用在特定时间/频率资源元素内发送的引导符号来实现。如上所述，假设与任何传播频散相加的Sb，η和Sr，η-l到达时间的任何偏差的差落在循环前缀间隔内，则FFT能够恢复从中继节点和eNodeB发送的数据。然而，为此，路径检测器被布置成检测发送路径并且使得用于执行正向FFT的时间窗口居中，从而将接收信号转换到频域。FFT处理器202的输出馈给执行图Sb中示出的符号检测器76的操作的解码器/检测器78。
[0063]下面的部分提供用于检测和恢复由移动通信设备接收、并且由施主eNodeB和中继节点发送的信号数据的实例技术。
[0064]信号路径询衡
[0065]如上所述，在LTE中，仅允许在每帧的10个Ims子帧的所选数量中发送MBMS。根据一个实例，如上述图5所示，来自中继节点层和来自施主eNodeB层的发送时间同步。假设发送与OFDM符号边界时间同步，则在相同时间tl，η和t2，η-l并且在相同频率资源上发送施主eNodeB和中继节点的影响在于来自FFT的各个输出矢量Y将由两个矢量的叠加构成。这些矢量中的一个将对应于从施主eNodeB Sb，η发送的、在给定施主eNodeB与移动通信设备之间的信道响应情况下具有旋转和衰减的符号。这些矢量中的其余将对应于从中继节点发送的、在给定中继节点与移动通信设备之间的信道响应的情况下具有旋转和衰减的符号。根据图12中示出的实例接收器，均衡器能够用于减少由从eNodeB和中继节点接收的信号组合产生的符号间干扰。例如，如图12所示，路径检测器200能够用于提供一种对经由其接收信号的不同路径进行粗略估计，例如，使用在特定时间/频率资源元素内发送的引导符号。粗略估计在将时域采样转换成频域之前能够用于使得用于收集FFT采样的时间窗口同步。然后，可由检测器204在频域内执行均衡。
[0066]移动通信设备中的接收器能够利用由施主eNodeB和中继节点(Relay Node)发送的引导符号对来自各层的通信信道进行估计，然后，均衡器204能够使用各种均衡技术来减少或去除符号间干扰。实例包括决定反馈均衡器(DFE)。在DFE方案中，一旦决定发送什么样的符号，则使用信道响应知识能够在尝试对后面符号进行检测之前去除由该符号产生的符号间干扰。从各个发射器接收的子帧的对准在移动通信设备处大致相同，其中任何时间未对准落在保护间隔范围内。因此，FFT处理器202的输出将提供能够使用常规均衡从其中去除数据的一种组合频域信号。对于决定反馈均衡器的例子，路径检测器200能够利用特定时间、从eNodeB和中继节点发送的频率资源元素内的训练序列或引导符号。因此，如果在第一信号和第二信号内发送相同的训练序列，则路径检测器能够使用已知技术识别图9a和图9b中示出的路径分布，从而从中继节点和施主eNode B识别出更强的路径和更弱的路径。
[0067]迫零线件均衡器[0068]在另一解决方法中，图12中的均衡器204被布置为在操作中恢复从施主eNodeB和中继节点接收的符号流，并且接收用于例如迫零线性均衡器的MBMS数据。为说明该实例技术，让我们假定在移动通信设备处观看的PFDM符号的每个子载波的符合信道脉冲响应可以表示如下:
[0069]h=^!, h2,..., hff)
[0070]脉冲响应的各个元件均对应于调制符号速率(张贴FFT)的即时采样，并且由W定义脉冲响应的长度。UE处的接收矢量给定如下:
[0071]e=Hd+n
[0072]其中，H是(N+W-l) XN矩阵，其列矢量是在每行基础上移动的复数信道脉冲响应。矢量d是长度N的列矢量并且具有对应于调制符号的复数元素。矢量η具有对应于高斯(Gaussian)噪声微扰的复数元素，η的长度为(N+W-1)。对于迫零(ZF)线性均衡器，我们能够写出下列估计的调制符号
[0073]
【权利要求】
1.一种用于经由无线访问接口将数据块序列传达给移动通信设备的移动通信网络，所述移动通信网络包括: 多个基站，遍布网络设置并且被布置为在操作中将在发送帧序列中提供所述数据块序列的广播信号发送给所述移动通信设备，对于各个所述发送帧序列，所述序列的各个数据块由各个所述基站同时发送；以及 一个或多个中继节点，被布置为在操作中接收由所述基站中的一个发送的所述广播信号并且转发所述广播信号，所述广播信号作为所述数据块序列在与由所述基站发送的所述广播信号相同的频率上转发，使得所述移动通信设备中的一个或多个能够接收所述广播信号并且从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点发送的所述广播信号中的一个或两个恢复所述数据块序列。
2.根据权利要求1所述的移动通信网络，其中，所述中继节点被布置为接收由所述基站中的一个或多个发送的各个所述数据块序列并且将所述数据块序列作为所述广播信号转发，由所述中继节点进行的发送与由所述中继节点从其接收所述数据块序列的所述一个或多个基站进行的发送处于同一时间和同一频率，并且由所述中继节点进行的所述数据块序列的发送被在由从其接收所述数据块序列的所述基站进行的所述数据块序列的发送之后的一个或多个数据块置换。
3.根据权利要求1或2所述的移动通信网络，其中，在各个帧序列的一个或多个子帧中发送由所述一个或多个基站发送的所述数据块序列， 并且所述中继节点被配置为在一个发送帧或子帧之后发送关于所述数据块序列的发送在时间上置换的所述数据块序列，使得在第二后续帧或子帧中发送在第一发送帧或子帧中接收的各个所述数据块。
4.根据权利要求1、2或3所述的移动通信网络，其中，所述移动通信设备均包括接收器，所述接收器包括:路径检测器被布置为在操作中检测由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号中的每个；以及数据检测器，被布置为在操作中根据由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点发送的所述广播信号的相对功率，从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点转发的所述广播信号中的一个或另一个恢复所述数据块。
5.根据权利要求1、2或3所述的移动通信网络，其中，所述移动通信设备均包括接收器，所述接收器包括:路径检测器，被布置为在操作中检测由所述基站发送的所述广播信号以及由所述中继节点转发的所述广播信号中的每个；均衡器，被布置为接收相对强度的指示以及由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点转发的所述广播信号之间的时间差，并且将由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号组合以达到减少相互干扰的效果；以及数据检测器，被布置为在操作中从由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号的组合恢复所述数据块。
6.根据权利要求1、2或3所述的移动通信网络，其中，由所述基站发送并且由所述中继节点转发的所述广播信号是正交频分复用OFDM信号，并且所述移动通信设备均包括接收器，所述接收器包括:快速傅里叶变换FFT处理器，被布置为在操作中检测由所述基站发送的所述广播信号以及由所述中继节点转发的所述广播信号，从而形成组合信号的频域表示；以及数据检测器，被布置为在操作中从由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号的组合恢复所述数据块。
7.根据权利要求1、2或3所述的移动通信网络，其中，由所述基站发送并且由所述中继节点转发的所述广播信号依照码分多址CDMA，并且所述移动通信设备均包括接收器，所述接收器包括:瑞克接收器，所述瑞克接收器被布置为在操作中对由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号进行组合以形成组合信号；以及数据接收器，所述数据接收器被布置为在操作中从所述组合信号恢复所述数据块。
8.一种用于形成部分移动通信网络的中继节点，所述移动通信网络被布置成通过经由无线访问接口发送和接收数据将数据传达给移动通信设备，所述移动通信网络包括多个基站，所述多个基站遍布所述网络设置并且被布置为在操作中将提供数据块序列的广播信号发送给所述移动通信设备，对于各个所述发送帧序列，所述序列的各个数据块由各个所述基站同时发送，所述中继节点包括: 接收器，用于接收由所述移动通信网络的所述基站中的一个或多个发送的所述广播信号；以及 发射器，被布置为在操作中转发所述广播信号，所述广播信号作为所述数据块序列在与由所述基站发送的所述广播信号相同的频率上转发，使得所述移动通信设备中的一个或多个能够接收所述广播信号并且从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点发送的所述广播信号中的一个或两个恢复所述数据块序列。
9.根据权利要求8所述的中继节点，其中，所述接收器被配置为接收由所述基站中的一个或多个发送的各个所述数据块序列并且将所述数据块序列作为所述广播信号转发，由所述中继节点进行的发送与由所述中继节点从其接收所述数据块序列的所述一个或多个基站进行的发送处于同一时间和同一频率，并且由所述中继节点进行的所述数据块序列的发送被在由从其接收所述数据块序列的所述基站进行的所述数据块序列的发送之后的一个或多个数据块置换。
10.根据权利要求8或9所述的中继节点，其中，在各个帧序列的一个或多个子帧中发送由所述一个或多个基站发送的所述数据块序列，并且所述中继节点被配置为在一个发送帧或子帧之后发送关于所述数据块序列的发送在时间上置换的所述数据块序列，使得在第二后续帧或子帧中发送在第一发送帧或子帧中接收的各个所述数据块。
11.一种被布置为经由无线通信接口从移动通信网络接收数据的移动通信设备，所述移动通信网络包括多个基站，所述多个基站遍布所述网络设置并且被布置为在操作中将在发送帧序列中提供数据块序列的广播信号发送给所述移动通信设备，对于各个所述发送帧序列，所述序列的各个数据块由各个所述基站同时发送；以及 一个或多个中继节点，被配置为接收由所述基站中的一个发送的所述广播信号并且转发所述广播信号，所述广播信号作为所述数据块序列在与由所述基站发送的所述广播信号相同的频率上转发；所述移动通信设备包括: 接收器，所述接收器被布置为在操作中接收由所述基站中的一个发送的广播信号和由所述中继节点中的一个转发的广播信号，并且从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点转发的所述广播信号中的一个或两个恢复所述数据块序列。
12.根据权利要求11所述的移动通信设备，其中，所述接收器包括:路径检测器，被布置为在操作中检测由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号中的每个；以及数据检测器，被布置为在操作中根据由所述基站发送的所述广播信号与由所述中继节点发送的所述广播信号的相对功率，从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点转发的所述广播信号中的一个或另一个恢复所述数据块。
13.根据权利要求11所述的移动通信设备，其中，所述移动通信设备均包括接收器，所述接收器包括: 路径检测器，被布置为在操作中检测由所述基站发送的所述广播信号以及由所述中继节点转发的所述广播信号中的每个； 均衡器，被布置为接收相对强度的指示以及由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点转发的所述广播信号之间的时间差，并且将由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号组合以达到减少相互干扰的效果；以及 数据检测器，被布置为在操作中从由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号的组合恢复所述数据块。
14.根据权利要求11所述的移动通信设备，其中，由所述基站发送并且由所述中继节点转发的所述广播信号是正交频分复用OFMD信号，并且所述接收器包括: 快速傅里叶变换FFT处理器，被布置为在操作中组合由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号，从而形成组合信号的频域表示；以及数据检测器，被布置为在操作中从由所述基站发送的广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号的组合恢复所述数据块。
15.根据权利要求11所述的移动通信设备，其中，由所述基站发送并且由所述中继节点转发的所述广播信号依照码分多址CDMA，并且所述接收器包括: 瑞克接收器，被布置为在操作中组合由所述基站发送的所述广播信号和由所述中继节点转发的所述广播信号以形成组合信号；以及数据检测器，被布置为在操作中从所述组合信号恢复所述数据块。
16.一种用于通过经由无线通信接口发送和接收数据将数据从移动通信网络传达给移动通信设备的方法，所述方法包括: 从一个或多个基站将在发送帧序列中提供数据块序列的广播信号发送给所述移动通信设备，对于各个所述发送帧序列，所述序列的各个数据块由各个所述基站同时发送；并且 在一个或多个中继节点接收由所述基站中的一个或多个发送的所述广播信号；并且 在与由所述基站发送的所述广播信号相同的频率上转发作为所述数据块序列的所述广播信号，使得所述移动通信设备中的一个或多个能够接收所述广播信号并且从由所述基站发送的所述广播信号或由所述中继节点发送的所述广播信号中的一个或两个恢复所述数据块序列。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述中继节点接收所述广播信号包括: 接收由所述基站中的一个或多个发送的各个所述数据块序列，并且将所述数据块序列作为所述广播信号转发包括: 与由从其接收所述数据块序列的所述一个或多个基站进行的发送在同一时间和同一频率转发作为所述广播信号的所述数据块序列，由所述中继节点进行的所述数据块序列的发送被在由从其接收所述数据块序列的所述基站进行的所述数据块序列的发送之后的一个或多个数据块置换。
【文档编号】H04L1/06GK103650419SQ201280032590
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月12日 优先权日:2011年7月8日
【发明者】史蒂芬·约翰·巴雷特, 艾伦·琼斯 申请人:Sca艾普拉控股有限公司