具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详述。
图1为根据本发明的一个具体实施方式的多中继装置网络拓扑图。
其中,示出了2个移动站、3个中继装置(RS1、RS2、RS3)以及一个基站(BS)。RS1和RS2为MSS1服务,而RS2和RS3为MSS2服务,实现联合中继。中继装置的作用类似于基站或用户站的远程天线。例如,在上行链路中,处于图1上部的MSS1发送信号到一组中继装置(RS1、RS2),该组中继装置经过相应的处理(譬如,进行空时编码STC或空频编码SFC)后,将处理过的信号分别发送。
如图所示,其中Traditional STC/SFC为传统的单中继空时(频)编码传输方式。RS1独立承担对来自MSS1的信号的中继任务。于是,当来自MSS1的信号(用[X1,X2]表示)到达RS1后,RS1经过编码,产生新的信号序列(用[X2’,-X1’]表示),并将其与另一路信号(如,原始信号[X1,X2])一同在下一跳中转发(譬如,转发给BS)。
而当采用多中继装置联合中继时,根据本发明的方案,可以由2个或多个中继装置对来自一个信源的信号进行分别处理和转发。不失一般性,以下内容均以上行链路为例。如图1中处于下部的MSS1发送原始信号到为其服务的一组中继装置(即RS2、RS3),如果采用单中继的方案,则可能由基站来根据无线信道相关参数(如测距信息)来确定由哪个中继装置来执行中继,进而由该被选中的中继装置采用前述的信号处理方式进行处理后转发。而在多中继装置联合中继的方案中,来自该MSS1的原始信号(用[Y1,Y2])到达RS2和RS3后,两个中继装置分别对接收到的信号进行处理并转发,在本发明的一个优选实施例中,RS3转发原始信号[Y1,Y2]给处于下一级的基站。而RS2对信号经过处理,产生新的信号序列[Y2’,-Y1’]并将其发送给基站。
图2为根据本发明的一个具体实施方式的2个中继装置联合中继的上行链路示意图。其中,一个移动站(SS)发送原始数据[X1,X2]到负责为其提供联合中继的两个中继装置RS1和RS2,RS1和RS2分别对原始数据进行处理,进而各生成一路信号序列[X1,X2’]和[X2,-X1’],并在下一跳中发送给位于下一级的网络节点(如图所示的基站,BS)。基站接收到的信号表示为[Y1,Y2],Y1,Y2的表达式如下:
y1=h1x1+h2x2+n1
其中,h1和h2为分别对应于RS1和RS2的信道参数。根据上式可以很容易地得到如下表达式:
容易看出,只要h
1和h
2的差别不是特别大,系统就能够获得分集增益。如果出现相反的情况,譬如|h
1|>>|h
2|,则
而
,意味着联合中继的效果与采用传统的单中继方案的效果几乎相同。优选地,为了在这种情况下仍能获得分集增益,可以由基站对各个中继装置进行功率控制(其具体实现类似于对移动站的功率控制),以使来自不同RS的信号处于同一功率等级,再由基站接收。
图3为根据本发明的一个具体实施方式的在无线网络的中继装置中用于实现多中继装置联合中继的方法流程图。
该方法起始于步骤S101,在步骤S101中,中继装置接收来自上一级网络节点的信号(根据可能的网络拓扑结构,其上一级网络节点可能是一个移动站、一个基站或多个中继装置,而对于不同的上一级网络节点,中继装置对到来的信号的操作可能不同,因此,需要进到步骤S102。
在步骤S102中,中继装置根据来自基站的操作指示信息(如,包括网络拓扑结构和各中继装置所采用的信号处理方式的MAP信息),确定其上一级网络节点(譬如,由MAP信息知晓其上一级网络节点的类型,也对应地知道了该上一级网络节点的信号处理方式)。对于上一级网络节点为多个中继装置的情况,该中继装置对信号的后续处理不同于上一级网络节点为一个移动站或基站的情况。
当确定结果为上一级网络节点包括多个中继装置时,进到步骤S103;
在步骤S103中,根据所述来自基站的操作指示信息,采用与所述接收到的信号的第一编码方式相对应的第一解码方式对所述信号进行解码(该解码方式可以由所述来自基站的操作指示信息得知),以生成经解码的信号序列,进到步骤S104;
当确定结果为上一级网络节点为一个移动站或一个基站时,一般地,该信号即为原始信号,因此,直接进到步骤S104;
在步骤S104中,中继装置根据来自基站的操作指示信息(包括指示其应采用的编码方式等信息),采用特定的第二编码方式对对在步骤S103中经过第一解码方式解码的信号序列以及来自基站或移动站的原始信号进行编码,以生成经编码的信号序列,并进到步骤S105;
在步骤S105中,中继装置将经编码后的信号发送给下一级网络节点,由于中继装置已经从基站发送的操作指示信息中得知了下一级网络节点的类型以及应采用的具体编码方式,因此即使所述下一级网络节点为一个移动站,编码后发送的信号仍能在接收端被成功接收和识别。
图4为根据本发明的一个具体实施方式的在无线网络中用于实现多中继装置联合中继的中继装置的框图。该中继装置包括一个接收装置201、一个确定装置202、一个信息处理装置203以及一个发送装置204,优选地,该信息处理装置203还包括一个解码装置2031、一个解码装置2032。
接收装置201接收到来自上一级网络节点的信号(根据可能的网络拓扑结构,其上一级网络节点可能是一个移动站、一个基站或多个中继装置,而对于不同的上一级网络节点,中继装置对到来的信号的操作可能不同,因此,接收装置201需要根据一个确定装置202的确定结果来传递所述信号给响应的装置;
该确定装置202根据来自基站的操作指示信息(如,包括网络拓扑结构和各中继装置所采用的信号处理方式的MAP信息),确定该中继装置的上一级网络节点(譬如,由MAP信息知晓其上一级网络节点的类型,也对应地知道了该上一级网络节点的信号处理方式)。对于上一级网络节点为多个中继装置的情况,该中继装置对信号的后续处理不同于上一级网络节点为一个移动站或基站的情况;
当确定结果为上一级网络节点包括多个中继装置时,接收装置201将其接收到的信号传递给一个解码装置2031;
该解码装置2031根据所述来自基站的操作指示信息,采用与所述接收到的信号的第一编码方式相对应的第一解码方式对所述信号进行解码(该解码方式可以由所述来自基站的操作指示信息得知),以生成经解码的信号序列,并将经解码的信号序列传递给一个编码装置2032;
当确定结果为上一级网络节点为一个移动站或一个基站时,一般地,该信号即为原始信号,因此,接收装置201直接将其接收到的信号传递给上述编码装置2032;
该编码装置2032根据来自基站的操作指示信息(包括指示其应采用的编码方式等信息),采用特定的第二编码方式对在解码装置2031中经过第一解码方式解码的信号序列以及来自基站或移动站的原始信号进行编码,以生成经编码的信号序列,并将经编码的信号序列传递给一个发送装置204;
该发送装置204将经编码后的信号发送给下一级网络节点,由于中继装置已经从基站发送的操作指示信息中得知了下一级网络节点的类型以及应采用的具体编码方式,因此即使所述下一级网络节点为一个移动站,编码后发送的信号仍能在接收端被成功接收和识别。
图5为根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信网络的中继装
置中基于虚拟多入多出来实现多中继装置联合中继的方法流程图。
该方法起始于步骤S301,在步骤S301中,中继装置接收来自上一级网络节点的信号(根据可能的网络拓扑结构,其上一级网络节点可能是一个移动站、一个基站或多个中继装置,而对于不同的上一级网络节点,中继装置对到来的信号的操作可能不同,因此,需要进到步骤S302。
在步骤S302中,中继装置根据来自基站的操作指示信息(如,包括网络拓扑结构和各中继装置所采用的信号处理方式的MAP信息),确定其上一级网络节点(譬如,由MAP信息知晓其上一级网络节点的类型,也对应地知道了该上一级网络节点的信号处理方式,譬如信道处理操作方式,包括空间分集和空间复用的正向和逆向操作方式)。对于上一级网络节点为多个中继装置的情况,该中继装置对信号的后续处理不同于上一级网络节点为一个移动站或基站的情况。
当确定结果为上一级网络节点包括多个中继装置时,进到步骤S303;
在步骤S303中,根据所述来自基站的指示信息,采用与所述接收到的信号的第一信道处理正向操作方式相对应的第一信道处理逆向操作方式对所述信号进行信道处理逆向操作(该信道处理方式可以由所述来自基站的指示信息得知),以生成经信道处理逆向操作的信号序列,进到步骤S304;
当确定结果为上一级网络节点为一个移动站或一个基站时,一般地,该信号即为原始信号,因此,直接进到步骤S304;
在步骤S304中,中继装置根据来自基站的操作指示信息(包括指示其应采用的信道处理操作方式等信息),采用特定的第二信道处理正向操作方式对对在步骤S303中经过第一信道处理逆向操作方式作用的信号序列以及来自基站或移动站的原始信号进行信道处理正向操作,以生成经信道处理正向操作的信号序列,并进到步骤S305;
在步骤S305中,中继装置将经信道处理操作后的信号发送给下一级网络节点,由于中继装置已经从基站发送的操作指示信息中得知了下一级网络节点的类型以及应采用的具体信道操作处理方式,因此即使所述下一级网络节点为一个移动站,编码后发送的信号仍能在接收端被成功接收和识别。
图6为根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信网络中基于虚拟多入多出来实现多中继装置联合中继的中继装置框图。
该中继装置包括一个接收装置401、一个确定装置402、一个信号处理装置403以及一个发送装置404,优选地,该信号处理装置403还包括一个信道处理逆向操作装置4031、一个信道处理正向操作装置4032。
接收装置401接收到来自上一级网络节点的信号(根据可能的网络拓扑结构,其上一级网络节点可能是一个移动站、一个基站或多个中继装置,而对于不同的上一级网络节点,中继装置对到来的信号的操作可能不同,因此,接收装置401需要根据一个确定装置402的确定结果来传递所述信号给相应的装置;
该确定装置402根据来自基站的操作指示信息(如,包括网络拓扑结构和各中继装置所采用的信号处理方式的MAP信息),确定该中继装置的上一级网络节点(譬如,由MAP信息知晓其上一级网络节点的类型,也对应地知道了该上一级网络节点的信道处理操作方式)。对于上一级网络节点为多个中继装置的情况,该中继装置对信号的后续处理不同于上一级网络节点为一个移动站或基站的情况;
当确定结果为上一级网络节点包括多个中继装置时,接收装置401将其接收到的信号传递给一个信道处理逆向操作装置4031;
该信道处理逆向操作装置4031根据所述来自基站的指示信息,采用与所述接收到的信号的第一信道处理正向操作方式相对应的第一信道处理逆向操作方式对所述信号进行信道处理逆向操作(该信道处理操作方式可以由所述来自基站的指示信息得知),以生成经信道处理逆向操作的信号序列,并将该信号序列传递给一个信道处理正向操作装置4032;
当确定结果为上一级网络节点为一个移动站或一个基站时,一般地,该信号即为原始信号,因此,接收装置401直接将其接收到的信号传递给上述信道处理正向操作装置4032;
该信道处理正向操作装置4032根据来自基站的指示信息(包括指示其应采用的信道处理操作方式等信息),采用特定的第二信道处理正向操作对在信道处理逆向操作装置4031中经过第一信道处理逆向操作方式作用的信号序列以及来自基站或移动站的原始信号进行信道处理正向操作,以生成经信道处理正向操作的信号序列,并将该信号序列传递给一个发送装置404;
该发送装置404将经信道处理操作后的信号发送给下一级网络节点,由于中继装置已经从基站发送的指示信息中得知了下一级网络节点的类型以及应采用的具体编码方式,因此即使所述下一级网络节点为一个移动站,编码后发送的信号仍能在接收端被成功接收和识别。
图7为根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信网络的基站中基于虚拟多入多出来支持多中继装置联合中继的方法流程图。
该方法起始于步骤S501,在步骤S501中,基站接收到来自上一级网络节点的信号(根据网络拓扑结构和本发明主要关心的技术问题,该上一级网络节点为多个中继装置),进到步骤S502;
在步骤S502中,对所述来自上一级网络节点的信号进行与所述上一级网络节点采用的信道处理正向操作方式相对应的信道处理逆向操作。
图8为根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信网络中基于虚拟多入多出来支持多中继装置联合中继的基站框图。
该基站包括一个接收装置601,用于接收来自上一级网络节点的信号(根据网络拓扑结构和本发明主要关心的技术问题,该上一级网络节点为多个中继装置),并将所述接收到的信号传递给一个信道处理逆向操作装置602;
所述信道处理逆向操作装置602用于,对所述来自上一级网络节点的信号进行与所述上一级网络节点采用的信道处理正向操作方式相对应的信道处理逆向操作。
图9为根据本发明的一个具体实施方式的采用空间复用方式的多中继网络的上行链路示意图。
图中,来自移动站SS的信号[X1,X2,X3]到达负责为其进行联合中继的一组中继装置,RS1、RS2、RS3,每个中继装置负责转发来自SS的信号的一部分(如,RS1负责转发X1)到下一级网络节点(如图中的基站,BS),如此,每个中继装置只需要用原来发送完整原始信号所需资源的1/3便能实现对信号的中继,因此,提高了系统的吞吐量。
图10为根据本发明的一个具体实施方式的采用空间分集方式的多中继网络的上行链路示意图。
图中,来自移动站SS的信号[X1,X2,X3]到达负责为其进行联合中继的一组中继装置,RS1、RS2、RS3,每个中继装置负责转发与原始信号长度相同的信号序列(优选地,可以是经过序列颠倒的信号序列,也可以保留原始信号的序列),以获得分集增益。
图11为根据本发明的一个具体实施方式的对来自多个中继装置基于空间复用的多路信号进行处理的装置框图。
其中,该装置包括基站和中继装置,接收到的多路信号经过常规的OFDM解复用后,经一个虚拟多入多出检测装置后,多路信号序列将被进行重新组合(因其各自为原始信号的一部分),再经Turbo解码,恢复出原始信号。
图12为根据本发明的一个具体实施方式的对来自多个中继装置的基于空间分集的多路信号进行处理的装置框图。
其中,该装置包括基站和中继装置,接收到的多路信号经过常规的OFDM解复用后,经一个虚拟多入多出检测装置后,再经过最小似然比检测,多路信号序列将被集中起来进行比较和选择,选择一个最优的信号,传递给Tuobo解码器,进行解码。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。