CN101414859A - 组播和广播服务协作传输的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播和广播服务(MBS)协作传输的方法，该方法为第一基站分配MBS传输时使用的第一发射矩阵，为第二基站分配MBS传输时使用的第二发射矩阵，所述第一发射矩阵的各符号分别与所述第二发射矩阵中对应位置的符号不相同，该方法包括：第一基站使用所述第一发射矩阵向终端发射数据包，第二基站使用所述第二发射矩阵向该终端发射所述数据包。本发明还公开了一种MBS协作传输的系统，以及一种基站。使用本发明确保了第一基站和第二基站在同一符号周期向终端传输的内容不同，从而提供了分集增益。

Description

组播和广播服务协作传输的方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种组播和广播服务(MBS，Multicasting and Broadcasting Service)协作传输的方法、系统及装置。

背景技术

IEEE 802.16无线城域网正交频分多址(OFDMA，Orthogonal FrequencyDivision Multiple Address)标准提供MBS，包括语音服务、数据业务、多媒体服务、实时游戏或视频流服务、高优先级的电子商务、测距及对电视、新闻和广告的广播和多播。MBS服务可通过单基站(BS，Base Station)或多基站传输至终端。对于单基站传输，MBS业务数据从一个基站内的服务流传输。对于多基站传输，MBS业务数据从多个基站的服务流传输。

图1为现有技术中多基站进行MBS传输的示意图。如图1所示，多个基站同步传输同样的信号，其实质是单频网(SFN，Single Frequency network)的操作。终端从多个基站接收到信号后，进行非相干合并，得到MBS业务数据。从而使得当终端在多个小区之间漫游时，可以从各个小区接收传输信号，而不会由于终端漫游造成业务中断。而且终端从多个基站接收到的信号功率增加，从而达到功率增益。但是，该现有技术中多基站MBS传输没有有效地利用宏分集增益，具体地说，由于在同一符号周期，多个基站向终端传输的信号相同，终端对从多个基站接收到的信号，进行非相干合并，因此该方案无法提供分集增益，而只可能提供期待的功率增益。在某些情况下，还有可能由于多个基站信号支路的破坏性干扰而减弱终端接收到的信号。

发明内容

本发明实施例提供一种MBS协作传输的方法，提高了MBS传输的分集增益。

本发明实施例还提供一种MBS协作传输的系统，提高了MBS传输的分集增益。

本发明实施例还提供一种基站，提高了MBS传输的分集增益。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种组播和广播服务MBS协作传输的方法，该方法为第一基站分配MBS传输时使用的第一发射矩阵，为第二基站分配MBS传输时使用的第二发射矩阵，所述第一发射矩阵中的各符号分别与所述第二发射矩阵中对应位置的符号不相同，该方法包括：

第一基站使用所述第一发射矩阵向终端发射数据包，第二基站使用所述第二发射矩阵向该终端发射所述数据包。

一种组播和广播服务MBS协作传输的系统，包括第一基站和第二基站，

所述第一基站，用于使用第一发射矩阵向终端发射数据包；

所述第二基站，用于使用第二发射矩阵向终端发射所述数据包，所述第二发射矩阵的各符号与所述第一发射矩阵中对应位置的符号不相同。

一种基站，包括存储模块和发射模块，

所述存储模块，用于存储第一发射矩阵，及根据所述第一发射矩阵置换得到的发射矩阵；

所述发射模块，用于轮流使用所述存储模块存储的第一发射矩阵和根据第一发射矩阵置换得到的发射矩阵，向终端发射数据包。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的技术方案，首先为多个基站分配MBS传输时使用的第一发射矩阵和第二发射矩阵，第一发射矩阵的各符号与第二发射矩阵中对应位置的符号不相同，然后第一基站使用第一发射矩阵向终端传输数据包，第二基站使用第二发射矩阵向终端传输同一数据包，使得在第一基站和第二基站之间漫游的终端可以正常使用MBS业务；同时使得第一基站和第二基站在同一符号周期为终端传送同一数据包的不同内容，从而提高了分集增益。

附图说明

图1为现有技术中多基站进行MBS传输的示意图；

图2为本发明实施例一中MBS协作传输的总体示意图；

图3为本发明实施例一中为各基站分配码字的示意图；

图4为本发明实施例一中MBS协作传输的具体示意图；

图5为本发明实施例五中MBS协作传输的系统结构图；

图6为本发明实施例中MBS协作传输的误比特率仿真结果一示意图；

图7为本发明实施例中MBS协作传输的误包率仿真结果一示意图；

图8为本发明实施例中MBS协作传输的误比特率仿真结果二示意图；

图9为本发明实施例中MBS协作传输的误包率仿真结果二示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供的MBS协作传输的方法，为第一基站分配MBS传输时使用的第一发射矩阵，为第二基站分配MBS传输时使用的第二发射矩阵，第一发射矩阵中的各符号分别与所述第二发射矩阵中对应位置的符号不相同，在传输MBS业务数据时，第一基站使用第一发射矩阵向终端发射数据包，第二基站使用第二发射矩阵向该终端发射该数据包。

多个基站分配MBS传输时的发射矩阵，第一基站使用第一空时分组码STBC发射矩阵，向终端发射数据包；第二基站使用第二STBC发射矩阵向该终端发射该数据包。

以下首先对多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)天线分集技术进行简单描述。

在移动通信系统的无线信道环境中，由于诸如多径干扰、阴影、波形衰减、时变噪声和衰落之类的因素，发送信号不可避免地会受到损失。该信号损失会引起发送信号的严重失真，降低整个系统的性能。在无线通信系统中，通过分集技术来减轻多径衰落。现有的分集技术分为时间分集、频率分集和天线分集。天线分集，是移动通信中使用较多的分集形式，简单的说，就是采用多个接收天线来接收信号，然后进行合并。天线分集模式分为使用多个接收天线的接收天线分集，使用多个发送天线的发送天线分集和使用多个发射天线和多个接收天线的多输入多输出MIMO(Multiple Input MultipleOutput，多输入多输出)天线分集。MIMO是通过多个发射天线发送以预定编码方法编码的信号、来将时域编码扩展到空域的空时编码(STC，SpaceTime Coding)，其目的在于改善数据传输速率或误比特率。

现有技术中的空时分组码(STBC，Space Time Block Coding)是一种空时编码方案，STBC利用信号的空间分集，使得MIMO系统能够获得更大的信道容量和信号增益。Alamouti模式的空时分组码是空时分组码的一个简单而经典的例子。在Alamouti空时分组码技术中，发射机同时使用两个或者两个以上的发射天线发射信号，在接收机可以使用一个或多个接收天线接收信号。在发射机同时使用两个或两个以上发射天线时，对于接收机而言可以获得这两个或两个以上发射天线的分集增益。

当发射机使用两个发射天线时，Alamouti空时分组码的发射矩阵(也可称作码字或STBC发射矩阵)可以表示为式(1)：

发射矩阵I： $\left[\begin{array}{cc}{a}_1& -a_2^{*}\\ a_2& a_1^{*}\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，该发射矩阵的行分别表示天线1和天线2，列分别表示符号周期1和符号周期2。上述的符号周期1和符号周期2满足在这两个符号周期内信道的情况变化较慢，可以看作近似不变，而这两个符号周期通常是在频域或时域上相邻的。这两个符号周期是在时域上相邻的情况下，通常被认为是狭义的Alamouti空时分组码(STBC)；而当这两个符号周期是在频域上相邻的情况下，通常被称作Alamouti空频分组码(SFBC，Space Frequency BlockCoding)。在本发明实施例中，把狭义的Alamouti空时分组码和Alamouti空频分组码统一的称作空时分组码STBC；也就是说，本文中，空时分组码可以指狭义的空时分组码，也可以指空频分组码，具体的含义，可根据实际应用的场景而确定。

一个符号周期指通过信道传输的一个符号在时域上占用的区间，或者在频域上占用的区间，或者在时域和频域的二维平面上占用的区间。例如，一个数据包使用时域上的8个OFDM符号，每个OFDM符号占用频域上的16个子载波，那么一个符号周期就是指时域和频域的二维平面上的一个区间，也就是时域上1个OFDM符号上的1个子载波，而这个数据包共有8*16＝128个符号周期。

实施例一

本发明实施例一中，通过多基站进行MBS协作传输时，根据准正交STBC的原理，多基站使用两个不同的码字(即STBC发射矩阵)向终端传送MBS业务数据，每个码字包含协作传输的所有数据符号。

图2所示为本发明实施例中MBS协作传输的总体示意图。如图2所示，BS1和BS3使用码字1传送MBS业务数据，而BS2和BS4使用码字2传送MBS业务数据。本实施例中利用宏分集复用因子表示在MBS网络中被空间复用传输的不同码字的数量，即在图2中，宏分集复用因子为2。

当终端从使用码字1的基站和使用码字2的基站接收传输的信号时，其接收机可以使用现有的用于空间复用信号传输方案的结构接收，并进行合并解码，例如可使用最大似然序列探测器、线性最小均方误差(MMSE，Minimum Mean Square Error)接收器或最优顺序的连续干扰抵消(O-SIC)接收器。从而在提高MBS协作传输宏分集增益的同时，保证与现有终端之间的兼容性。

以下以使用码字1具有两条天线的BS1和使用码字2具有两条天线的BS2为例，对本发明实施例的方法进行详细描述。

首先需要在进行基站规划时，将各基站划分为使用不同码字传送数据的小组。图3为本发明实施例中为各基站分配码字的示意图。如图3所示，将BS1、BS3、BS5和BS7分配为使用码字1的一组，将BS2、BS4和BS6分配为使用码字2的一组。

然后，多基站分别使用为其分配的码字传送MBS业务数据。图4为本发明实施例中MBS协作传输的具体示意图。如图4所示，BS1的天线1和天线2使用码字1： $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right]$ 向终端发射数据包，也就是说，在第一符号周期，BS1的天线1发射符号s₁，BS1的天线2发送符号s₃，在第二符号周期，BS1的天线1发射符号s₂，BS1的天线2发送符号s₄，因此BS1在两个符号周期将需要协作传输的所有符号，即符号s₁～符号s₄发射出去；而BS2的天线1和天线2使用码字2： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right]$ 向终端发射该数据包，也就是说，在第一符号周期，BS2的天线1发射符号BS2的天线2发射符号

在第二符号周期，BS2的天线1发射符号

BS2的天线2发射符号

因此BS2在两个符号周期也将需要协作传输的所有符号，即符号s₁～符号s₄发射出去。

在上述第一符号周期和第二符号周期，BS1和BS2分别发射的码字1和码字2组成准正交STBC，即，BS1的天线1分别在第一和第二符号周期发射的符号s₁、s₂，与BS2的天线1分别在第一和第二符号周期发射的符号形成了一组Alamouti STBC；而BS1的天线2分别在第一和第二符号周期发射的符号s₃、s₄，与BS2的天线2分别在第一和第二符号周期发射的符号

也形成了一组Alamouti STBC；而上述的两组Alamouti STBC之间存在互相干扰，并不正交，所以称码字1和码字2组成准正交STBC。

由于在同一符号周期，BS1和BS2发射的内容不同，且码字1和码字2组成准正交STBC，因此本发明实施例的方法为MBS传输提供了分集增益。在同一符号周期，每个BS的两条天线发送不同的符号，从而利用空间复用提高了数据传输速率。在BS1和BS2覆盖的两个小区之间漫游的终端也可以使用MBS业务，且因为在两个符号周期内，每个BS的两条天线发送一个码字，将协作传输的所有数据符号发射出去，所以实际上终端只要能够从任意一个基站接收到强度足够的下行发射信号，就能够接收到所有的数据符号，例如，当终端接收多个基站下行发射信号的各个分集信道路径有不同的强度时，其中一个基站的信道路径强度足够时，终端就能够接收所有的数据符号；或者终端从一个基站的强度足够的分集路径接收信号时，终端也能够接收所有的数据符号。以上的描述构成了本发明的一个实施例。

实施例二

在本实施例中，进一步地，为了达到更好的干扰分集增益，在发射每一个数据包时，使用天线置换模式，轮流使用干扰不同的发射矩阵。

以下首先对MIMO系统中的天线置换模式进行简单描述。

对于发射矩阵I： $\left[\begin{array}{cc}{a}_1& -a_2^{*}\\ a_2& a_1^{*}\end{array}\right],$ 可以使用代数的方法改变其表达方式，而不改变其实质。例如，令b1＝a1，b2＝-a2^*，那么上述的发射矩阵I可置换为式(2)所示：

发射矩阵I： $\left[\begin{array}{cc}{b}_1& b_2\\ -b_2^{*}& b_1^{*}\end{array}\right]---\left(2\right)$

发射矩阵I的实质是：天线1在符号周期1发射的符号与天线2在符号周期2发射的符号之间是互为共轭的关系；天线2在符号周期1发射的符号与天线1在符号周期2发射的符号之间是互为取负且取共轭的关系。

Alamouti空时分组码的另一种发射矩阵如式(3)所示：

发射矩阵II： $\left[\begin{array}{cc}{a}_1& a_2^{*}\\ a_2& {-a}_1^{*}\end{array}\right]---\left(3\right)$

与发射矩阵I类似，上述发射矩阵II，也可以使用代数方法改变其表达方式，而不改变其实质。例如，令b1＝a1，b2＝a2^*，那么上述的发射矩阵II如公式(4)所示：

发射矩阵II： $\left[\begin{array}{cc}{b}_1& b_2\\ b_2^{*}& {-b}_1^{*}\end{array}\right]---\left(4\right)$

也可以令b1＝-a1^*，b2＝a2，得到发射矩阵II的另一种表达： $\left[\begin{array}{cc}-b_1^{*}& b_2^{*}\\ b_2& b_1\end{array}\right].$

发射矩阵II的实质是：天线1在符号周期1发射的符号与天线2在符号周期2发射的符号之间是互为取负且取共轭的关系；天线2在符号周期1发射的符号与天线1在符号周期2发射的符号之间是互为共轭的关系。

同理，还可以使用代数方法，把发射矩阵I和发射矩阵II改变成其它的表达方式，但是不会改变其实质。

发射矩阵I和发射矩阵II的实质区别在于，发射矩阵I中的天线1在符号周期1发射的符号与天线2在符号周期2发射的符号是互为共轭的关系，而在发射矩阵II中则是互为取负且取共轭的关系；发射矩阵I中的天线2在符号周期1发射的符号与天线1在符号周期2发射的符号之间的关系是互为取负且取共轭的关系，而在发射矩阵II中则是互为共轭的关系。使用发射矩阵I或者发射矩阵II，就单独的Alamouti空时分组码的接收性能而言，二者没有区别。

例如，在一种使用空时分组码的MIMO通信系统方案中，发射机有4个发射天线，接收机有至少两个接收天线。发射机的4个发射天线分成两组，每组的两个发射天线发射一组Alamouti空时分组码，相当于采用了垂直贝尔实验室分层空时V-BLAST(Vertical-Bell Laboratories Layered Space Time)的空间复用方式，同时发射两组Alamouti空时分组码。假设编码前的符号分别用s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8表示，则经过Alamouti模式的空时分组码编码后的信号矩阵为：

$B=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& s_5^{*}\\ s_3& -s_4^{*}& s_6& -s_8^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\end{array}\right]---\left(5\right)$

在该矩阵中，每一行表示一个发射天线，即第1，2，3，4行分别表示发射天线1，2，3，4；而矩阵的每一列表示一个符号周期，即第1，2，3，4列分别表示符号周期1，2，3，4。符号周期1，2，3，4满足在这四个符号周期内信道的情况变化较慢可以看作近似不变，而这四个符号周期通常是在频域或时域上相邻的。容易看出该矩阵表示：在符号周期1和符号周期2，发射天线1和2发射一组Alamouti STBC，且使用发射矩阵I，而发射天线3和4也发射一组Alamouti STBC，且使用发射矩阵I。

对于4个发射天线，可以以下面的方式通过天线循环产生置换模式。如式(5)所示的4×4矩阵，通过逐行置换得到4！种置换模式是可能的。然而，在下面的特性下仅有6种置换模式是有效的，括号中的数字表示矩阵行的索引，例如，[1 2 3 4]表示(5)中的矩阵各行的位置如(5)所示保持不变；而[4 3 2 1]表示第一行和第四行交换、第二行和第三行交换的置换。

特性1：不论STBC分组的位置如何，接收机信号干扰噪声比(SINR，Signal to Interference Noise Ratio)的差别绝对值的均方差都相等。例如，将[1 2 3 4]分组为[(1 2)(3 4)]和[(3 4)(1 2)]的SINR的差别绝对值的均方差是相等的。

特性2：即使每个STBC对的元素位置改变，接收机的SINR的差别绝对值的均方差也是相等的。例如，将[1 2 3 4]分组为[(1 2)(3 4)]和[(21)(4 3)]的SINR的差别绝对值的均方差是相等的。

由于以上特性，在使用4个发射天线和2个接收天线的系统中，只有在表1中所示的6个置换模式(即天线置换模式)是有效的。

 

天线置换模式
	B1＝[(1 2)(3 4)]
B2＝[(1 2)(4 3)]
	B3＝[(1 3)(2 4)]
B4＝[(1 3)(4 2)]
	B5＝[(1 4)(2 3)]
B6＝[(1 4)(3 2)]

表1 天线置换模式表

上述天线循环模式的意义如下：B1＝[(1 2)(3 4)]，表示是用天线组合1和2发射一组Alamouti空时分组码，且对天线1在符号周期2发射的符号取负，并使用天线组合3和4发射另一组Alamouti空时分组码，且对天线3在符号周期2发射的符号取负。在这里，因为固定使用(1)表示发射矩阵I，(3)表示发射矩阵II，而两个发射矩阵的区别在于，发射矩阵I对天线1的一个符号取负号，发射矩阵II对天线2的一个符号取负号；所以，这里说到一组Alamouti空时分组码的取负号的天线发生了变化，就相当于表达发射该组Alamouti空时分组码所用的发射矩阵发生了发射矩阵I和发射矩阵II之间的变化。B2＝[(1 2)(4 3)]，表示是用天线组合1和2发射一组Alamouti空时分组码，且对天线1在符号周期2发射的符号取负，并使用天线组合3和4发射另一组Alamouti空时分组码，且对天线4在符号周期2发射的符号取负。

对应这六种天线循环模式的六个置换矩阵如下所示：

$B1=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& s_5^{*}\\ s_3& -s_4^{*}& s_6& -s_8^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\end{array}\right]$ $B2=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& -s_5^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\\ s_3& {-s}_4^{*}& s_6& -s_8^{*}\end{array}\right]$ $B3=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_3& -s_4^{*}& s_6& {-s}_8^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& s_5^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\end{array}\right]$

$B4=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& -s_5^{*}\\ s_3& {-s}_4^{*}& s_6& -s_8^{*}\end{array}\right]$ $B5=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_3& -s_4^{*}& s_6& {-s}_8^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& s_5^{*}\end{array}\right]$ $B6=\left[\begin{array}{cccc}{s}_1& -s_2^{*}& s_5& -s_7^{*}\\ s_4& s_3^{*}& s_8& s_6^{*}\\ s_3& {-s}_4^{*}& s_6& {-s}_8^{*}\\ s_2& s_1^{*}& s_7& s_5^{*}\end{array}\right]$

对于这6个发射矩阵，可以看出B1和B2的唯一区别是：使用相同的天线组合34发的一组Alamouti空时分组码不同，B1对天线3在符号周期2发射的符号取负，而B2对天线4在符号周期2发射的符号取负。因此，采用发射矩阵B1和B2发射的两组Alamouti空时分组码互相干扰的方式不同，在考虑另外一组Alamouti空时分组码的干扰的情况下，在接收机采用最小均方差接收机或迫零接收机时，每一组Alamouti空时分组码的接收SINR都不同。同样的，对于前述的B3和B4之间，以及B5和B6之间，也满足上述的原理。因此以上所述的几种天线置换模式在轮流使用时，可以提供干扰分集增益。

以下对于本发明实施例中利用以上所述的原理，提高干扰分集增益的方法进一步详细说明。

以下以使用码字1的BS1继续使用固定的码字1，而由使用码字2的BS2使用天线置换模式为例进行说明。

前述基本实施例中，码字2固定为 $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right],$ BS2使用上述固定的码字2发射一个数据包，也就是说，BS1的天线1与BS2的天线1发射一组Alamouti STBC，BS1的天线2与BS2的天线2也发射一组Alamouti STBC；而上述的两组Alamouti STBC之间的互相干扰的方式是固定不变的，因此不能达到更好的干扰分集增益。

把前述的码字2： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right]$ 记为发射矩阵0。根据前述的STBC互相干扰的原理，码字2的发射矩阵0置换后，改变干扰方式的发射矩阵为：

发射矩阵1： $\left[\begin{array}{cc}-s_4^{*}& s_3^{*}\\ -s_2^{*}& s_1^{*}\end{array}\right]$ 发射矩阵2： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}\end{array}\right]$ 发射矩阵3： $\left[\begin{array}{cc}-s_4^{*}& s_3^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}\end{array}\right]$

在发送一个数据包时，在第一和第二符号周期，BS2使用发射矩阵0，在以后的符号周期依次使用码字2的发射矩阵0置换后得到的发射矩阵1、发射矩阵2及发射矩阵3。例如，在该数据包的第三和第四符号周期BS2使用发射矩阵1，在该数据包的第五和第六符号周期BS2使用发射矩阵2，在该数据包的第七和第八符号周期BS2使用发射矩阵3。当遍历包括上述四个发射矩阵之后，数据包还没有发送结束，则重复从的发射矩阵0开始使用。换句话说，就是BS2轮流使用上述4个发射矩阵的各个传输一个数据包。

上述方案达到干扰分集效果的原理在下文详细叙述。为了便于理解，请注意前文中(2)表示发射矩阵I： $\left[\begin{array}{cc}{b}_1& b_2\\ -b_2^{*}& b_1^{*}\end{array}\right]$ 和(4)表示发射矩阵II： $\left[\begin{array}{cc}{b}_1& b_2\\ b_2^{*}& -b_1^{*}\end{array}\right].$

表1 BS1和BS2各天线的一种发射情况

从表1可以看出，BS1使用固定的码字1，当BS2使用发射矩阵0或发射矩阵2时，BS1的天线1与BS2的天线1发射一组Alamouti STBC，BS1的天线2与BS2的天线2也发射一组Alamouti STBC；而因为BS2从发射矩阵0变到发射矩阵2时，发射其中一组Alamouti STBC所用的发射矩阵变了，从而两组Alamouti STBC互相干扰的方式变了。当BS2使用发射矩阵1或发射矩阵3时，发射各组Alamouti STBC所用的天线组合变了，从而两组Alamouti STBC互相干扰的方式也变了，即变为BS1的天线1与BS2的天线2发射一组Alamouti STBC，BS1的天线2与BS2的天线1也发射一组Alamouti STBC；而因为BS2从发射矩阵1变到发射矩阵3时，发射其中一组Alamouti STBC所用的发射矩阵变了，从而两组Alamouti STBC互相干扰的方式也变了。由于在发送一个数据包时，每两个符号周期BS1和BS2所发射的两组Alamouti STBC互相干扰的方式不同，例如码字2采用发射矩阵0时与码字1的干扰方式不同于码字2置换后的发射矩阵1时与码字1的干扰方式，因此，本实施例的方案进一步提高了干扰分集增益。

本实施例中，发射矩阵0、1、2和3也可以采用其它的顺序遍历，同样落入本发明的保护范围。

实施例三

达到干扰分集效果的实施例还有其它的多种，例如在本实施例中，使用码字1的BS1使用天线置换模式，而使用码字2的BS2也使用天线置换模式。BS1可以使用发射矩阵10： $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 或者发射矩阵11： $\left[\begin{array}{cc}{s}_3& s_4\\ s_1& s_2\end{array}\right];$ 而BS2可以使用发射矩阵0： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right],$ 或者发射矩阵1： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}\end{array}\right].$

在发送一个数据包时，在第一和第二符号周期，BS1使用发射矩阵10，BS2使用发射矩阵0；在发送该数据包的第三和第四符号周期，BS1使用发射矩阵11，BS2使用发射矩阵0；在发送该数据包的第五和第六符号周期，BS1使用发射矩阵10，BS2使用发射矩阵1；在发送该数据包的第七和第八符号周期，BS1使用发射矩阵11，BS2使用发射矩阵1。当遍历包括上述四种情况之后，数据包还没有发送结束，则重复从BS1使用发射矩阵10，BS2使用发射矩阵0的情况开始使用。换句话说，就是BS1和BS2针对发送一个数据包的各符号周期，轮流使用上述4种情况中的每一种。

上述方案达到干扰分集效果的原理在下文详细叙述。

表2 BS1和BS2各天线的另一种发射情况

可见，本实施例中，发射Alamouti STBC所用的天线组合不断变化，从而达到干扰分集的效果。

实施例四

还可以构造干扰分集效果稍差但是更加简单的实施例，例如在本实施例中，使用码字1的BS1使用天线置换模式，而使用码字2的BS2固定使用同一个发射矩阵。码字1可以使用发射矩阵10： $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 或者发射矩阵11： $\left[\begin{array}{cc}{s}_3& s_4\\ s_1& s_2\end{array}\right];$ 而码字2固定使用发射矩阵0： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right].$

上述方案达到干扰分集效果的原理在下文详细叙述。

表3 BS1和BS2各天线的再一种发射情况

可见，本实施例中，发射Alamouti STBC所用的天线组合不断变化以达到干扰分集的效果，实现比较简单；但是，因为没有遍历更多的两组AlamoutiSTBC互相干扰的情况，干扰分集的效果稍微差一点。

实施例五：

本实施例对MBS协作传输的系统进行详细描述。图5为本发明实施例五中MBS协作传输的系统结构图。如图5所示，该系统包括BS1和BS2。

其中，BS1用于使用第一STBC发射矩阵向终端发射数据包；BS2用于使用第二STBC发射矩阵向终端发射该数据包。

进一步地，BS1可以轮流使用第一STBC发射矩阵和置换该第一STBC发射矩阵得到的发射矩阵，向终端发射该数据包。

同时，BS2也可以轮流使用第二STBC发射矩阵和置换该第二STBC发射矩阵得到的发射矩阵，向终端发射该数据包。

具体来说，基站包括存储模块和发射模块，其中，存储模块，用于存储第一空时分组码STBC发射矩阵，及根据第一STBC发射矩阵置换得到的STBC发射矩阵；发射模块，用于轮流使用存储模块存储的第一STBC发射矩阵和根据第一STBC发射矩阵置换得到的STBC发射矩阵，向终端发射数据包。

由以上所述可以看出，本发明实施例所提供的技术方案，首先为多个基站分配MBS传输时的发射矩阵，然后第一基站使用第一发射矩阵向终端传输数据包，第二基站使用第二发射矩阵向终端传输数据包，使得在第一基站和第二基站之间漫游的终端可以正常使用MBS业务；同时使得第一基站和第二基站在同一符号周期为终端传送不同的内容，从而提高了分集增益。

以图4所示的协作传输架构进行仿真，即BS1和BS2分别有两条独立QPSK调制的卷积编码的流，有两条发射天线，且宏分集复用因子为2，设编码率为1/2，并且码块有36个输入的字节，接收器使用以发射符号硬检测判决结果做干扰消除的O-SIC接收机，以及使用软判决维特比(Viterbi)译码器的信道解码；并且假设每个基站两条分集信道路径没有同样的强度，它们的强度区别利用分集信道路径强度比率(Diversity Leg Ratio)来表示。

图6为本发明实施例中MBS协作传输的误比特率仿真结果一示意图；图7为本发明实施例中MBS协作传输的误包率仿真结果一示意图；图8为本发明实施例中MBS协作传输的误码比特率仿真结果二示意图；图9为本发明实施例中MBS协作传输的误包率仿真结果二示意图。仿真结果一为终端具有带噪声的信道状态信息，而导频SNR等于分集信道路径的SNR加上6dB时的仿真结果，仿真结果二为终端具有带噪声的信道状态信息，而导频SNR等于分集信道路径的SNR加上3dB时的仿真结果。如图6～图9所示，在SNR相同的情况下，本发明实施例中MBS协作传输得到的误比特率和误包率均低于SFN传输得到的误比特率和误包率，可见本发明实施例中MBS协作传输显著提高了分集增益。

同时，当存在不平衡的各分集信道路径强度时，本发明实施例中MBS协作传输得到的误比特率和误包率都是逐渐变小，而不会发生突变，也就是说，当存在不平衡的各分集信道路径强度时，本发明实施例中MBS协作传输方案的性能表现为逐渐恶化，而不会突然恶化。

另外，本发明实施例中，第一发射矩阵和第二发射矩阵均包括了协作传输的所有数据符号，例如在两个符号周期就可以将符号s₁～符号s₄传输到终端，从而利用空间复用提高了数据传输速率。当终端在两个基站之间漫游时，由于一个基站可以传输所有的数据符号，如果终端距离其中一个基站路径较远，无法接收到该基站传输的符号，还可以通过接收距离较近的基站传输的符号，而正常使用MBS。

当本发明实施例中的一组Alamouti STBC所占用的两个符号周期是在时域上相邻时，也可以适用于高频率选择性的信道。从而避免了使用空频码(SFC，Space Frequency Code)传输MBS业务数据时需要相邻频率子载波高度相关，而不适用于高频率选择性信道的问题。当然，本发明的实施例中的一组Alamouti STBC所占用的两个符号周期也可以在频域上相邻，以使用SFBC。

进一步地，本发明实施例中的技术方案，遍历第一发射矩阵的各种置换模式，即使用干扰方式与第二发射矩阵不同的，经第一发射矩阵变换的各发射矩阵，传输一个数据包中的各符号，从而提高了MBS协作传输的干扰分集增益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1、一种组播和广播服务MBS协作传输的方法，其特征在于，为第一基站分配MBS传输时使用的第一发射矩阵，为第二基站分配MBS传输时使用的第二发射矩阵，所述第一发射矩阵中的各符号分别与所述第二发射矩阵中对应位置的符号不相同，该方法包括：

第一基站使用所述第一发射矩阵向终端发射数据包，第二基站使用所述第二发射矩阵向该终端发射所述数据包。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵的符号和所述第二发射矩阵的符号组成准正交空时分组码STBC。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵和第二发射矩阵为2×2的矩阵，所述第一发射矩阵的一行与第二发射矩阵的一行组成一组STBC，所述第一发射矩阵的另一行与所述第二发射矩阵的另一行组成另一组STBC。

4、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵为 $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 所述第二发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right].$

5、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述STBC为Alamouti STBC或Alamouti空频分组码SFBC。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵和第二发射矩阵分别包含所有协作传输的数据符号。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一基站使用第一发射矩阵向终端发射数据包，包括：

第一基站轮流使用所述第一发射矩阵和经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵，向终端发射所述数据包。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵为：与所述第二发射矩阵组成的两组STBC之间的干扰方式，不同于所述第一发射矩阵与所述第二发射矩阵组成的两组STBC之间的干扰方式的发射矩阵。

9、如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right],$ 所述第二发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 所述经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}-s_4^{*}& s_3^{*}\\ -s_2^{*}& s_1^{*}\end{array}\right],\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}\end{array}\right]$ 或 $\left[\begin{array}{cc}-s_4^{*}& s_3^{*}\\ s_2^{*}& -s_1^{*}\end{array}\right].$

10、如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵为 $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 所述第二发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right],$ 所述经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}{s}_3& s_4\\ s_1& s_2\end{array}\right].$

11、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二基站使用第二发射矩阵向终端发射该数据包为：第二基站轮流使用第二发射矩阵和经所述第二发射矩阵置换得到的发射矩阵发射所述数据包。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right],$ 所述第二发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ s_3& s_4\end{array}\right],$ 所述经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵为 $\left[\begin{array}{cc}-s_2^{*}& s_1^{*}\\ s_4^{*}& -s_3^{*}\end{array}\right],$ 所述经第二发射矩阵置换后得到的发射矩阵为： $\left[\begin{array}{cc}{s}_3& s_4\\ s_1& s_2\end{array}\right].$

13、一种组播和广播服务MBS协作传输的系统，其特征在于，该系统包括第一基站和第二基站，

所述第一基站，用于使用第一发射矩阵向终端发射数据包；

所述第二基站，用于使用第二发射矩阵向终端发射所述数据包，所述第二发射矩阵的各符号与所述第一发射矩阵中对应位置的符号不相同。

14、如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第一基站轮流使用所述第一发射矩阵和经第一发射矩阵置换后得到的发射矩阵，向终端发射所述数据包。

15、如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二基站轮流使用所述第二发射矩阵和经第二发射矩阵置换后得到的发射矩阵，向终端发射所述数据包。

16、一种基站，其特征在于，该基站包括存储模块和发射模块，

所述存储模块，用于存储第一发射矩阵，及根据所述第一发射矩阵置换得到的发射矩阵；

所述发射模块，用于轮流使用所述存储模块存储的第一发射矩阵和根据第一发射矩阵置换得到的发射矩阵，向终端发射数据包。

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