CN101356748B - 无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法 - Google Patents

无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法。该方法包括：接收来自发送端的至少一个导频信号，其中该导频信号是或由类型0表示或由类型1表示的；确定在所接收到的导频信号中表示类型0或类型1中的哪一种；以及如果该导频信号是类型1，则启用空时解码器以执行空时解码。

Description

无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法
技术领域
本发明涉及一种标识经编码的信号的方法，尤其涉及一种在无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法。
背景技术
广播多播服务(BCMCS)提供了同时向多个用户发送同一信息流的能力。具体而言，BCMCS旨在提供向多个用户发送公共或相同信息的灵活而有效的机制。该服务的动机是当向多个用户发送同一信息时最高效地利用空中接口和网络资源。发送的信息类型可以是任意类型的数据(例如，文本、多媒体、流媒体)。BCMCS是基于BCMCS用户的密度、正发送的信息(媒体类型)、以及可用的无线资源来通过最高效的传输技术来递送的。
每个BCMCS节目的传输地域可以独立地定义。这里，BCMCS节目是指使用BCMCS能力发送的逻辑内容。此外，BCMCS节目由一个或多个因特网协议流构成。在操作中，这些节目可以在给定信道上按时间序列来发送。BCMCS节目可以被发送给网络的所有或选定区域。这些区域构成了表示能够进行BCMCS节目传输的无线网络覆盖区的传输地域。传输地域可由能发送BCMCS节目的一组小区/扇区来定义。另外，BCMCS节目可被所有用户接收或可通过加密而被限于用户子集。
在BCMCS中，由于传输类型是“单向”和/或“一对多”，所以不需要重发和确认。
BCMCS预订通常与节目(例如，ABC、TNT、ESPN)而非内容(诸如音乐、视频等媒体类型)相关联。即，通过选择节目，用户选择所希望接收的那一类型的内容。
另外，蜂窝网络上的BCMCS中的接收机采用空时编码(STC)方案。更具体地，STC方案被用于使用多个发射天线来改善无线通信系统中数据传输的可靠性。STC依赖于向接收机发送数据流的多个冗余副本以希望其中至少一部分可以足够好的状态经受得住发送与接收之间的物理路径从而允许可靠解码。
对于接收机而言，接收机有能力正确且高效地解码接收到的信号并确定系统是否正发送经空时编码的信号是很重要的。为此，需要网络通过上层广播消息来发送指示空时编码正被使用的额外信息。问题在于额外信息造成了开销。另外，发射机处空时编码的使用意味着需要特殊的空时解码器，这种解码器相对于系统中未开启空时编码(即，常规传输)的接收机具有增加的复杂度。然而，问题在于需要更加复杂的空时解码器。
发明内容
因此，本发明针对一种基本避免了由于相关技术的局限和缺点所引起的一个或多个问题的用于在无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法。
本发明的目的是提供一种用于在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法。
本发明的另一目的是提供一种在具有至少两种不同解码器类型的无线通信网络中选择解码器类型的方法。
本发明的其它优点、目的、和特征将部分在以下描述中阐述以及部分在基于对以下内容的研读基础之上将为本领域的技术人员所显见或可通过本发明的实践而获教。本发明的目标和其它优点可通过在书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目标和其它优点以及根据如在此体现和宽泛描述的本发明的用途，公开了一种用于在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中标识经空时编码的信号的方法。该方法包括：接收来自发送端的至少一个导频信号，其中该导频信号是或由类型0表示或由类型1表示的；确定在接收到的导频信号中表示类型0或类型1中的哪一种；以及如果该导频信号是类型1则启用空时解码器以执行空时解码。
在本发明的另一方面，公开了一种用于在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中选择解码器类型的方法。该方法包括：接收来自发送端的至少两个导频信号，其中每个导频信号是由各种导频信号类型来表示的；确定每一接收到的导频信号的导频信号类型；使用至少两个解码器来解码每一接收到的导频信号的部分，其中每个解码器对应于每一导频信号类型；以及确定用于选定导频信号的解码器类型，该导频信号是基于导频信号的具有较好信噪比(SNR)的经解码部分来选择的。
在本发明的又一方面，公开了一种用于在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中选择解码器类型的方法。该方法包括：接收来自发送端的至少两个导频信号；使用默认解码器将每一接收到的导频信号的部分解码；以及基于信号的经解码部分的信号类型来确定解码器类型。
应该理解的是，本发明的以上概述和以下详述仅是示例性和解释性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解以及被包括于本申请且构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一同起解释本发明的原理的作用。附图中：
图1示出了各自相距一跳(one hop)的多个模块；
图2是示出了多跳系统中中继站(RS)的示例的示图；
图3示出了根据本发明的实施例的用于中继BCMCS的方案；以及
图4示出了根据本发明的另一实施例的用于中继BCMCS的方案。
具体实施方式
现在将具体参照其示例在附图中示出的本发明的优选实施例。在任何可能的场合，通篇附图将使用相同附图标记来表示相同或相似部分。
当前，蜂窝网络上的BCMCS是基于单跳网络。单跳网络是指其中所有实体/模块最大相距一跳的网络。图1示出了各自相距一跳的多个模块。在图1中，两个MS和一基终端站(BTS)各自相距一跳。
为了改善覆盖区内的服务和容量，可使用多个跳(两跳或更多跳)。更具体地，可采用通过中继的两跳或多跳来提供更稳定的服务和改善的容量。为此，可在通常由BTS和MS表示的网络中引入中继站(RS)。
图2是示出了多跳系统中RS的示例的示图。如图2所示，RS被置于BTS与MS之间。RS的功能是以普通或智能方式“重复”BTS信号从而扩展BCMCS覆盖。根据常规系统，位置远离BTS(例如，靠近小区边缘)的MS经常由于变弱的信号强度而体验到衰退的信号，或由于来自相邻小区/扇区的信号而体验到干扰。然而，在经扩展的BCMCS覆盖的情况下，原本不能接收到足够强的信号的MS可以将BCMCS信号解调和解码。
如上所述，RS的功能可例如以普通或智能的方式来实现。普通方式是指通过简单的信号重复来中继该信号。替换地，智能方式是指采用空时编码以实现发射分集或递增冗余(IR)。
这里，RS可配备有用以实现发射分集的多个天线。多输入多输出(MIMO)可提供发射分集以增大无线资源的效率。多个天线的使用为RS和其它终端(例如，移动站)提供了在不增加带宽的情况下实现分集增益。例如，空时编码(STC)可用来增加通信链路的可靠性、空间复用(SM)可用来增加发送容量、或全分集全码率空时编码(FDFR-STC)可用来实现全分集。
图3示出了根据本发明的实施例的用于中继BCMCS的方案。在图3中，在具有两个频率载波(即，f1和f2)和一个RS的多跳系统中引入了空时编码。
BTS在一频率(即，f1)上按顺序广播BCMCS包(例如，A、B、C、D)。然后RS接收该广播的BCMCS包并在向MS发送“中继信号”之前将它们解码。即，例如在RS接收到在f1上广播自BTS的包A并将包A解码之后，RS随后可使用一不同的频率(即，f2)向MS发送包A1’和包A2’(也被称为“中继信号”)。这些中继信号例如可以基于简单的重复或空时编码。对于简单重复，包A将只是中继原始信号，因此包A＝包A1’＝包A2’。或者，可使用空时编码来利用发射分集。
对于发射分集，在图3中，由RS发送给MS的BCMCS包被分为两种类型——类型1和类型2。这里，RS基于RS共享一个频率和/或基于RS具有两个天线而被分为两种类型(即，类型1和类型2)。然而，RS并不限于具有两个天线而是也可具有两个以上的天线。如上所讨论的，RS将BTS发送的包A解码并分别发送类型1的RS以及类型2的RS的“中继信号”A1’和A2’。例如，RS类型1发送使得包A＝包A1’的同一信号或重复包(例如，包A’)。同时，RS类型2发送经空时编码的版本，包A2’，代之以提供发射分集。这里，空时编码例如可基于Alamouti方案(关于Alamouti的细节，请参见Alamouti，S.M.的A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications(一种用于无线通信的简单发射分集技术)，IEEE Joumal on Select Areas inCommunications第16卷第8期(1998年10月)，第1451-1458页)。由于包A1’和包A2’是以同一频率(即，f2)在同一发送时隙发送的，所以类型1和类型2的中继信号应为不同格式。即，如果类型1是原始包的简单重复，则类型2是经空时编码的，反之依然。
图4示出了根据本发明的另一实施例的用于中继BCMCS的方案。在图4中，具有时分复用(TDM)的单频载波被应用于多跳系统中。
由于BTS和MS以时分复用(TDM)方式共享同一频谱，所以单个包的发送时间加倍。如上所述，BTS在第一发送时隙期间广播原始信号(即，包A)。然后RS接收并解码BTS发送的包A。此后，RS在下一发送时隙发送‘中继信号’A2’。这里，包A2’可以是包A的简单重复或可以是经空时编码的。在同一发送时隙，BTS现在以包A1’的形式重发包A。这里，包A1’可以是包A的简单重复、经空时编码的包A、或不同的奇偶校验位包A。简言之，有用来设计中继信号A2’和BTS重发的信号A1’的多种选择。例如，包A1’和包A2’可以是简单的重复，即包A1’＝包A2’＝包A。或者，包A1’和包A2’可以是经空时编码的。
类似布置可应用于后续BTS发送(例如，包B和包B1’/B2’)。
如上所述，发送端可以各种形式发送这些信号，包括经空时编码的信号。这里，发送端可以是BTS或RS。这些发送的信号被接收机成功接收并解码是相当重要的。
为了解决与接收机可能如上所述地造成不希望的开销和/或要求特殊的复杂空时解码器的当前设计相关联的问题，接收机应被设计成能够确定系统是否正在发送经空时编码的信号。关于空时解码器更具体的信息可在“Gesbert，David.From Theory to Practice：An Overview of MIMO Space-Time CodedWireless Systems(从理论到实践：MIMO空时编码无线系统的总览)，IEEEJournal on Selected Areas in Communications第21卷第3期(2003年4月)，第281-302页”中找到。
在采用Alamouti空时码的系统中，如果启用了空时编码，则导频音是经空时编码的。类似地，如果空时编码未启用，则导频音未被空时编码。在本发明中，假定类型0扇区发送原始导频信号而类型1扇区发送经空时编码的导频信号。
作为本发明的一实施例，通过使MS以智能方式处理导频信号或导频音能够作出关于系统是否正在发送经空时编码的信号的确定。即，由于导频信号包括不同信号模式，所以MS可基于该导频信号识别不同模式。具体而言，这意味着当导频信号经空时编码时，导频信号具有特定模式。或者，当空时编码未被启用从而意味着导频信号未被空时编码时，导频信号具有与经空时编码的导频信号不同的格式。实质上，该区别使得MS能够确定接收到的导频信号是否经过空时编码，从而允许MS智能地处理导频信号。
MS可处理导频信号并尝试检测类型1导频信号(经空时编码的导频信号)。该检测可以通过诸如Neyman Pearson方法等许多可用方法中的一种来执行。
如果检测到类型1导频信号，则MS假定接收到的导频信号经过空时编码，换言之空时编码已被启用。此外，如果检测到类型1导频信号而未检测到类型0导频信号，则MS使用空时编码进行解码。
或者，如果检测到类型0导频信号而未检测到类型1导频信号，则MS使用常规解码器(例如，无空时编码)进行解码。如果类型0和类型1导频信号都被检测到，则可使用默认解码器。这里，该默认解码器可以是预设的。然而，如果类型0或类型1导频信号都未被检测到，则可使用空时解码器。
或者，MS可通过使用也被称为默认解码器的常规解码器来处理BCMCS信号。如果BCMCS接收质量足够好，则MS可假定导频信号未被空时编码且可以正常方式处理导频信号，即就像该导频信号未被空时编码一样地解码该导频信号。换言之，接收到的导频信号可由默认解码器来处理。这里，接收质量可以例如使用两个导频的信噪比(SNR)(类型1导频的SNR和类型2导频的SNR)来衡量。然而，如果BCMCS接收质量较差或不足，则MS可使用空时解码器。在空时解码器比默认解码器表现得更好的情况下，MS可假定导频信号是经空时编码的且切换至空时解码器。还能够将空时解码器设为本发明中的默认解码器。
或者，MS可用默认解码器和空时解码器来解码BCMCS信号。在这种情况下，MS接收至少两个导频信号并确定每个导频信号的导频信号类型。例如，导频信号的导频信号类型可以是类型0(未经空时编码)或可以是类型1(经空时编码)。基于所确定的导频信号类型(例如，类型0或类型1)，MS使用对应于每种导频信号类型的解码器来检测每个导频信号的部分。这些导频信号经检测的部分在随后进行比较，并选择具有较好输出的导频信号。
或者，也可使用上述方案的组合。
作为本发明的另一实施例，可以简化接收机设计。如果MS从系统接收到足够强的信号，则MS无需执行通常需要附加信号处理的空时解码。从而，MS可实现简单得多的接收机。
如果MS处于足够好的信道状况，则MS可无需执行空时解码。更具体地，MS可接收至少两个导频信号。然后MS使用默认解码器检测每个导频信号的部分或大致一半。如果该导频信号的部分或一半被成功检测到，则MS可继续使用该默认解码器来解码导频信号的剩余部分。当使用了该默认解码器时，即意谓该导频信号未经空时编码。例如，如果MS接收到意谓不存在空时编码的类型0导频信号，则采用默认解码器。
然而，如果接收到的导频信号的该部分或一半未被成功解码，则MS可切换至或使用空时解码器来解码该导频信号。当使用了空时解码器时，即意谓该导频信号是经空时编码的。例如，如果MS接收到意谓存在空时编码的组合的类型1和类型2导频信号，则采用空时解码器。
此外，如果MS确定不能检测到类型1信号，则MS可决定就像没有空时编码一样地来解调类型0信号。类似地，如果MS检测到类型1信号而不能检测到类型0信号，则MS可决定如上所解释地那样解调类型1信号。
注意，上述实施例并不限于空时编码方案而是也可适用于其它空时编码。此外，如上所讨论的系统并不限于BCMCS系统，而是也适用于蜂窝网络、点对点系统、和/或应用发射分集的任何其它类型的系统。
对于本领域的技术人员显而易见的是，可在本发明中作出各种修改和变形而不会背离本发明的精神实质和范围。因此，本发明旨在涵盖其所有修改和变形，只要它们落在所附权利要求及其等效方案的范围之内。

Claims (5)

1.一种在具有至少两种不同解码器类型的无线通信系统中解码信号的方法，所述方法包括：
接收来自发送端的至少一个导频信号，其中所述至少一个导频信号是或由类型0或由类型1表示的，其中类型0表示未经空时编码的信号，而类型1表示经空时编码的信号；
如果所接收到的导频信号的信道状况超过阈值水平的话，启用默认解码器；
如果所接收到的导频信号的信道状况低于阈值水平的话，确定在所接收到的导频信号中表示了类型0或类型1中的哪一种；以及
如果所述导频信号是类型1，则启用空时解码器以执行空时解码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，未被空时编码的导频信号具有与经空时编码的导频信号不同的格式。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如果所述导频信号为类型0则启用所述默认解码器。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道状况是由前向差错率(FER)来表示的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类型0导频信号和所述类型1导频信号包含相同信息。
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