利用中繼節(jié)點(diǎn)的雙向通信系統(tǒng)的操作方法和設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年7月29日的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 201080068326. 8 ("用于 三節(jié)點(diǎn)雙向合作的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案"）的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種三節(jié)點(diǎn)合作方案，以輔助IEEE802.Iln草案標(biāo)準(zhǔn)的雙向傳輸（通 信）。
【背景技術(shù)】
[0003] 在組播和廣播應(yīng)用中，通過(guò)有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器向多個(gè)接收機(jī)傳輸數(shù) 據(jù)。本文所使用的組播系統(tǒng)是一種服務(wù)器向多個(gè)接收機(jī)同時(shí)傳輸相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中接 收機(jī)形成所有接收機(jī)的子集，該子集高達(dá)并包括所有接收機(jī)。廣播系統(tǒng)是一種服務(wù)器向所 有接收機(jī)同時(shí)傳輸相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。即，定義的組播系統(tǒng)可以包括廣播系統(tǒng)。
[0004] 考慮具有一個(gè)接入點(diǎn)（AP)和若干節(jié)點(diǎn)的組播（下行鏈路）和多接入（上行鏈路） 信道。在IEEE802.Iln草案標(biāo)準(zhǔn)中，引入反向（RD)協(xié)議，以在傳輸時(shí)機(jī)（TXOP)內(nèi)快速調(diào) 度雙向業(yè)務(wù)流。反向協(xié)議容許（允許）已經(jīng)獲得TXOP的節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)許至另一節(jié)點(diǎn)的反向傳輸， 而同時(shí)仍控制TX0P。如果節(jié)點(diǎn)之間的信道條件不足（不良），則兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸遭受 損失。遭受損失會(huì)降低數(shù)據(jù)速率和/或吞吐量。
[0005] 在IEEE802.Iln草案標(biāo)準(zhǔn)中，如圖1中已經(jīng)提出了反向（RD)協(xié)議。IEEE802.Iln 草案標(biāo)準(zhǔn)的反向協(xié)議僅對(duì)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的雙向傳輸進(jìn)行調(diào)度。每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是源節(jié)點(diǎn)也是目 的地節(jié)點(diǎn)。在IEEE802.IlnWLAN標(biāo)準(zhǔn)中不存在用于三節(jié)點(diǎn)雙向傳輸?shù)恼{(diào)度協(xié)議。圖1示 出了使用半雙工中繼節(jié)點(diǎn)（RN)的傳統(tǒng)單向合作。圖Ia示出了第一通信級(jí)，其中，節(jié)點(diǎn)：向 節(jié)點(diǎn)JPRN二者傳輸（發(fā)送、傳輸）數(shù)據(jù)S1。圖Ib示出了通信級(jí)2,其中RN向節(jié)點(diǎn)2傳 輸（傳送、發(fā)送）數(shù)據(jù)或。即，RN向節(jié)點(diǎn)2傳輸（通信、轉(zhuǎn)發(fā)、發(fā)送）數(shù)據(jù)S1作為戈。相應(yīng)地， 在第三通信級(jí)（并未示出）中，節(jié)點(diǎn)2向節(jié)點(diǎn)jPRN-者傳輸（發(fā)送、傳送）數(shù)據(jù)S2。在第 四級(jí)通信中，RN向節(jié)點(diǎn)i傳輸（通信、轉(zhuǎn)發(fā)、發(fā)送）數(shù)據(jù)式。即，RN向節(jié)點(diǎn)i傳輸（通信、轉(zhuǎn) 發(fā)、發(fā)送）數(shù)據(jù)S2作為&^因此，在傳統(tǒng)方法中，存在四個(gè)級(jí)（階段）來(lái)完成使用半雙工RN的通信，以輔助節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)2。
[0006] 相應(yīng)地，在單個(gè)天線(xiàn)系統(tǒng)中使用解碼和轉(zhuǎn)發(fā)、軟解碼和轉(zhuǎn)發(fā)以及放大和轉(zhuǎn)發(fā)，以及 當(dāng)L1=L2=i和Lr= 2等的情況，已經(jīng)研宄了具有三個(gè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)編碼的三節(jié)點(diǎn)雙向合作（即， RN處從節(jié)點(diǎn)（源和目的地）接收信號(hào)是正交的（分離的））。注意，Li(i= 1，2，R)分別表示 節(jié)點(diǎn)i、節(jié)點(diǎn)2和RN處的天線(xiàn)數(shù)目。本發(fā)明利用節(jié)點(diǎn)處的任意天線(xiàn)數(shù)目使用針對(duì)一般MMO 情況的放大和轉(zhuǎn)發(fā)。這一點(diǎn)在申請(qǐng)人一直的任何公開(kāi)中還沒(méi)有得到解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]如本文所使用的，節(jié)點(diǎn)包括（但不限于）基站（STA)、移動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)終端、雙模智 能電話(huà)、計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或任何其他能夠在IEEE802.Iln草案標(biāo)準(zhǔn)下操作的等同設(shè) 備。
[0008] 考慮具有一個(gè)接入點(diǎn)（AP)和若干節(jié)點(diǎn)的組播（下行鏈路）和多接入（上行鏈路） 信道。在IEEE802.Iln草案標(biāo)準(zhǔn)中，引入反向（RD)協(xié)議，以在傳輸時(shí)機(jī)（TXOP)內(nèi)快速調(diào) 度雙向業(yè)務(wù)流。反向協(xié)議容許（允許）已經(jīng)獲得TXOP的節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)許至另一節(jié)點(diǎn)的反向傳輸， 而同時(shí)仍控制TX0P。然而，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信道狀態(tài)（信道條件）不足以在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)提 供快速且可靠的傳輸，則可以涉及通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)（半雙工中繼節(jié)點(diǎn)（RN))的合作，來(lái)輔助傳 輸（通信）。當(dāng)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸涉及通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)（半雙工中繼節(jié)點(diǎn)（RN))的合作 時(shí)，情況變得更復(fù)雜，并且可以利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼來(lái)進(jìn)一步增加系統(tǒng)吞吐量。每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是 源節(jié)點(diǎn)也是目的地節(jié)點(diǎn)。
[0009] 在本發(fā)明中，如圖2所示并且如以下更全面描述的，將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼引入到系統(tǒng) 中并且與雙向合作相結(jié)合來(lái)增加系統(tǒng)吞吐量。本發(fā)明描述了一種折中三節(jié)點(diǎn)雙向合作情況 中的網(wǎng)絡(luò)編碼放大和轉(zhuǎn)發(fā)（NCAF)中繼方案。
[0010] 在本發(fā)明的三節(jié)點(diǎn)雙向合作方案中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)2)既是源節(jié)點(diǎn)也是 目的地節(jié)點(diǎn)，并且RN是中繼節(jié)點(diǎn)，輔助節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)2之間的雙向傳輸。中繼節(jié)點(diǎn)（RN)順 序地從節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)2二者接收信號(hào)，將兩個(gè)信號(hào)與針對(duì)這兩個(gè)信號(hào)的預(yù)編碼矩陣相組合， 并且向正交信道上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播混合信號(hào)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)（源和目的地）從其他節(jié)點(diǎn)接收期 望信號(hào)的傳輸（傳送），并且從RN接收混合信號(hào)的傳輸（傳送）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以基于其對(duì) 發(fā)出（傳輸、傳送）信號(hào)的認(rèn)識(shí)聯(lián)合解碼期望的數(shù)據(jù)。圖3中示出了該處理，以下進(jìn)一步描 述。本發(fā)明不僅描述了上述網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)（NCAF)中繼方案，而且還解決了RN處 針對(duì)從節(jié)點(diǎn)（源和目的地）接收的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)問(wèn)題，使得最大化在RN處遭受 總功率約束的雙向合作系統(tǒng)的瞬時(shí)容量，給出了以下兩種情況下的信道狀態(tài)信息（CSI)。
[0011] (1)在RN處沒(méi)有直接鏈路的CSI:在RN處僅已知從節(jié)點(diǎn)（源和目的地）到RN的 信道以及從RN到節(jié)點(diǎn)（源和目的地）的信道的CSI。在RN處不知道兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（源和目的 地）之間的信道的CSI。
[0012] (2)在RN處具有直接鏈路的CSI:在RN處僅已知從節(jié)點(diǎn)（源和目的地）到RN的 信道、從RN到節(jié)點(diǎn)（源和目的地）的信道以及兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（源和目的地）之間的信道的CSI。
[0013] 在本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)（NCAF)中繼方案中，RN不再如在傳統(tǒng)放大和 轉(zhuǎn)發(fā)合作中從一個(gè)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)放大的接收信號(hào)。取而代之，RN通過(guò)首先將從兩 個(gè)節(jié)點(diǎn)接收的兩個(gè)信號(hào)與預(yù)編碼矩陣相乘來(lái)組合這兩個(gè)信號(hào)。然后，RN廣播（組播）包含 了雙向業(yè)務(wù)流的混合數(shù)據(jù)的組合信號(hào)。每個(gè)端節(jié)點(diǎn)從RN接收信號(hào)，然后節(jié)點(diǎn)基于對(duì)其發(fā)出 (傳輸、傳送）信號(hào)的認(rèn)識(shí)聯(lián)合解碼其期望信號(hào)。在合作中仍存在分集。
[0014] 可以證明本發(fā)明的NCAF中繼方案對(duì)于未來(lái)IEEE802.Iln非常高吞吐量（VHT)草 案標(biāo)準(zhǔn)是必要的。本發(fā)明的NCAF中繼方案的優(yōu)點(diǎn)在于，在中繼節(jié)點(diǎn)（RN)處僅需要簡(jiǎn)單處 理，即，線(xiàn)性預(yù)編碼。該NCAF中繼方案還與使用放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的傳統(tǒng)合作可兼容。本 發(fā)明的NCAF中繼方案還解決了RN由于RN處配備的天線(xiàn)數(shù)目不足而不能解碼接收的數(shù)據(jù) 時(shí)的問(wèn)題，并且對(duì)于任意多天線(xiàn)系統(tǒng)始終可行。
[0015] 描述了一種方法和設(shè)備，包括：在第一信道的第一時(shí)隙中接收包括第一數(shù)據(jù)的第 一信號(hào)；在第二信道的第二時(shí)隙中接收包括第二數(shù)據(jù)的第二信號(hào)；確定第一預(yù)編碼矩陣； 確定第二預(yù)編碼矩陣，對(duì)第一數(shù)據(jù)應(yīng)用第一預(yù)編碼矩陣，以產(chǎn)生預(yù)編碼的第一數(shù)據(jù)；對(duì)第二 數(shù)據(jù)應(yīng)用第二預(yù)編碼矩陣，以產(chǎn)生第二預(yù)編碼的數(shù)據(jù)；通過(guò)將預(yù)編碼的第一數(shù)據(jù)和預(yù)編碼 的第二數(shù)據(jù)相組合來(lái)產(chǎn)生第三信號(hào)；并且在第一信道和第二信道上傳輸?shù)谌盘?hào)。還描述 了一種方法和設(shè)備，包括：傳輸?shù)谝恍盘?hào)；接收第二信號(hào)；并且通過(guò)去除第一訓(xùn)練序列并去 除第一信號(hào)來(lái)聯(lián)合解碼包括第一訓(xùn)練序列的第二信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)根據(jù)以下詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明。附圖包括以下簡(jiǎn)要 描述的圖：
[0017] 圖Ia和Ib示出了放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案。
[0018] 圖2a_2c示出了使用半雙工中繼節(jié)點(diǎn)的針對(duì)本發(fā)明的雙向合作的網(wǎng)絡(luò)編碼的放 大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的操作。
[0019] 圖3a是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的傳輸側(cè)示例性實(shí)施例的操作 的框圖。
[0020] 圖3b是從節(jié)點(diǎn)i的視角本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的接收側(cè)示例 性實(shí)施例的操作的框圖。
[0021] 圖3c是從節(jié)點(diǎn)2的視角本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的接收側(cè)示例 性實(shí)施例的操作的框圖。
[0022] 圖4a和4b是針對(duì)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的總體簡(jiǎn)要示例性幀 結(jié)構(gòu)，但不具有源節(jié)點(diǎn)處的波束形成。
[0023] 圖5a和5b是針對(duì)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的總體簡(jiǎn)要示例性幀 結(jié)構(gòu)，具有源節(jié)點(diǎn)處的波束形成。
[0024] 圖6是從節(jié)點(diǎn)（源和目的地）視角的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的流程圖。
[0025] 圖7是從中繼節(jié)點(diǎn)視角的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 圖2示出了使用半雙工中繼節(jié)點(diǎn)的針對(duì)本發(fā)明的雙向合作的網(wǎng)絡(luò)編碼的放大和 轉(zhuǎn)發(fā)中繼方案的操作。圖2a示出了第一通信級(jí)，其中，節(jié)點(diǎn)i向節(jié)點(diǎn)2和RN-者傳輸（發(fā) 送、傳送）數(shù)據(jù)S1。在圖2b所示的第二通信級(jí)中，