CN101516060B - 一种多媒体广播和组播业务的发射和接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由非透明中继站RS组成小范围的多媒体广播多播业务MBMS的发射方法，包括：在待播放的MBMS业务要求的覆盖区域内的各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据进行一致的业务映射、调制，得到MBMS业务符号级数据；为参与该MBMS业务的各个非透明RS中的MBMS业务数据分配相同的时频二维资源；各个非透明RS对所述MBMS业务数据插入参考信号，再对MBMS业务数据进行OFDM操作，形成发射信号发射。本发明还公开了一种由非透明RS组成小范围的MBMS的接收方法。本发明可以在非透明RS覆盖区域内提供小范围的，富有特色的MBMS业务，同时为UE端提供功率合并增益。

Description

一种多媒体广播和组播业务的发射和接收方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种由中继站组成小范围的MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service，多媒体广播多播业务)的发射和接收方法。

背景技术

随着大屏幕多功能手机的普及，移动数据业务的应用越来越广泛，对移动通信的需求已不再满足于电话、消息、和手机上网浏览业务等。由于Internet的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来。各种高带宽多媒体业务，如视频会议、电视广播、视频点播、广告、网上教育、互动游戏等不断出现，一方面满足移动用户不断上升的业务需求，同时也为移动运营商带来新的业务增长点。这些移动多媒体业务要求多个用户能够同时接收相同数据，与一般的数据相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。

为了有效地利用移动网络资源，3GPP(3rd Generation partnership project，第三代移动通信伙伴计划)提出了多媒体广播和组播业务(即MBMS)，在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，提高网络资源(尤其是宝贵的空口接口资源)的利用率。

MBMS是一种共享网络资源从一个数据源向多个目标传送数据的技术。3GPP定义的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播，提供多种丰富的视频、音频和多媒体业务，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势，为3G，4G的发展提供更好的业务前景。

中继站(RS，Relay Station)有很多种类，根据不同的分类方法可以有多种分类。本文的对RS分类有两种，一种是透明的，一种是非透明的。

透明RS：在透明中继模式下，RS和UE(User Equipment，用户设备)都位于基站覆盖范围内，同时UE又位于RS的覆盖范围内。下行控制信息与数据业务是独立传输的，其中下行控制信息直接从基站传输到UE，而不经过中继，而数据业务可以通过RS传输到UE。RS在下行广播信道中不发射自己的同步、系统配置以及资源分配等信息。处于同一个基站小区中的所有RS与UE，都通过基站的SCH(Synchronization CHannel，同步信道)来实现与基站的同步。在透明中继模式下，UE意识不到RS的存在(虽然他们之间有通信)。透明RS主要用于提升系统容量和单个用户的吞吐量，特别是城市区域内，它只支持集中式调度。

非透明RS：在非透明中继模式下，RS位于基站覆盖范围内，而UE位于基站的覆盖范围外，但是UE位于RS的覆盖范围内。下行控制信息与数据业务都须通过RS传输到UE。RS在下行广播信道中发射自己的同步、系统配置以及资源分配等信息。在非透明中继模式下，UE可以意识到RS的存在。非透明中继RS主要用于提升系统覆盖，特别是郊区，它可以支持集中式调度，也可以支持分布式调度。

目前提出的标准中，还没有提出由中继站组成的适合小范围的MBMS业务服务区域。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提出一种由非透明RS组成小范围的MBMS业务的发射和接收方法，实现MBMS业务的发射与接收。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种由非透明中继站RS组成小范围的多媒体广播多播业务MBMS的发射方法，包括如下步骤：

(a)在待播放的MBMS业务要求的覆盖区域内的各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据进行一致的业务映射、调制，得到MBMS业务符号级数据；

(b)为参与该MBMS业务的各个非透明RS中的MBMS业务数据分配相同的时频二维资源；

(c)各个非透明RS对所述MBMS业务数据插入参考信号，再对MBMS业务数据进行OFDM操作，形成发射信号发射。

进一步地，所述步骤(a)中需要发送的MBMS业务数据是由基站发送给各个非透明RS。

进一步地，所述非透明RS不属于同一个基站。

进一步地，所述步骤(a)包括如下步骤：

(a.1)各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据分别进行业务映射处理，形成物理层比特数据流；

(a.2)对所述比特数据流进行数据调制，形成MBMS业务符号级数据。

进一步地，在所述步骤(c)中，不同的非透明RS使用不同的参考信号。

进一步地，所述步骤(c)中，所述非透明RS先对所述MBMS业务数据用扰码进行加扰再进行OFDM操作，不同的非透明RS使用不同的扰码。

进一步地，所述步骤(c)中，各个非透明RS同时把所述发射信号发射出去。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种由非透明RS组成小范围的MBMS的接收方法，包括如下步骤：

(A)用户设备UE接收来自各个非透明RS的MBMS业务数据，进行解OFDM操作，得到基带数据；

(B)UE根据参考信号进行频域信道估计，得到各个非透明RS的信道冲激响应，将所述各个非透明RS的信道冲激响应进行合并，得到一个复合系统矩阵；

(C)将所述复合系统矩阵对所述接收的基带数据进行检测处理得到估计的MBMS业务符号级数据；

(D)对估计的MBMS业务符号级数据进行解调、译码操作，得到MBMS业务原始数据。

进一步地，所述步骤(B)中，UE根据系统信息得到各个非透明RS的参考信号。

进一步地，若接收到的MBMS业务数据使用了扰码进行加扰，则在所述步骤(B)中，得到各个非透明RS的信道冲激响应后，将各个非透明RS的信道冲激响应值与其对应的扰码相乘得到的各个非透明RS所对应的系统矩阵，将这些系统矩阵进行合并，得到所述复合系统矩阵。

本发明在下一代基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex，正交频分复用)多址技术的移动通信系统中，提供适合小范围内由非透明RS参与的一种有效的MBMS业务的发射和接收方法，这种方法可以在非透明RS覆盖区域内提供小范围的，富有特色的MBMS业务，同时为UE端提供功率合并增益，从而解决了小范围(例如超市内)内的MBMS业务服务。

附图说明

图1是本发明实施例的发射方法流程图；

图2是本发明实施例的接收方法流程图；

图3是本发明实施例网络结构框图。

具体实施方式

本发明涉及下一代移动通信系统中，特别是小范围内由非透明RS参与的MBMS业务物理层发射与接收方法，在发射端采用多个非透明RS发射相同MBMS业务，接收端采用宏分集合并处理的方法，从而实现多媒体广播多播业务的发射与接收。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例中，所述的由非透明RS组成小范围的MBMS的发射方法，包括如下步骤：

步骤101，在MBMS业务覆盖区域内的各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据进行一致的业务映射、调制，得到MBMS业务符号级数据；

其中，所述由基站把需要各个非透明RS发送的MBMS业务数据发送给下属的各个非透明RS，或者各个非透明的RS通过其他方法获得要发的MBMS业务数据，例如非透明RS可以由一个调度器直接控制；

对于需要发送的MBMS业务数据是由基站发送给各个非透明RS的情况，所述各个非透明RS可以不属于同一个基站，即由相邻基站的非透明RS组成MBMS业务区域。

步骤102，各个非透明RS为所述MBMS业务符号级数据分别进行时频二维资源分配，各个非透明RS为该MBMS业务分配相同的时频二维资源；

步骤103，各个非透明RS将所述MBMS业务数据用特定的扰码进行加扰，插入特定的参考信号，再对数据进行OFDM操作，形成发射信号发射出去；

其中，在本步骤中，可以省去对时频二维资源用特定的扰码进行加扰的过程。

如图2所示，本发明实施例中，所述的由非透明RS组成小范围的MBMS的接收方法，包括如下步骤：

步骤201，在终端侧，UE接收来自各个非透明RS的MBMS业务数据，进行解OFDM操作，得到基带数据；

步骤202，UE根据系统信息得到各个非透明RS的扰码信息和参考信号信息，根据所述参考信号进行频域信道估计，将各个非透明RS的信道冲激响应值与其对应的扰码相乘得到各个非透明RS的信道冲激响应，将所述各个非透明RS的信道冲激响应进行合并，得到一个复合系统矩阵；

其中，若发射数据时不使用扰码进行加扰，则UE根据所述各个非透明RS的参考信号进行频域信道估计，得到各个非透明RS的信道冲激响应，将所述各个非透明RS的信道冲激响应进行合并，得到一个复合系统矩阵；

步骤203，将所述复合系统矩阵对所述接收的基带数据进行检测处理得到估计的MBMS业务符号级数据；

步骤204，对估计的MBMS业务符号级数据进行解调、译码操作，得到MBMS业务原始数据。

下面以某通信系统中的MBMS业务为例进行具体的描述：

图3是本实施例中MBMS的发射端和接收端的系统框图。在该系统中，MBMS业务源向各个基站发送MBMS业务数据流，各个基站把MBMS业务发送给其下属的非透明RS，非透明的RS同时对该业务进行相同的业务映射和调制方式，然后各个非透明RS分别对该MBMS业务数据进行时频资源映射和加扰，每个非透明RS使用不同扰码，使用不同的参考信号，进行OFDM处理，各个非透明RS同时把MBMS业务数据在相同的时频二维资源上发送出去；在接收端UE，通过检测所有非透明RS的系统信息，然后根据本实施例的宏分集合并算法对数据进行均衡、解调、译码，最终得到原始MBMS业务数据。

下面以应用实例进一步详细描述：

在发射端：

要求参与该MBMS的所有非透明RS同步，使得多个非透明RS在同一时间发射相同的MBMS业务数据d_MBMS；

(1)各个非透明RS对该数据分别进行业务映射处理，形成物理层比特数据流；

(2)对比特数据流进行数据调制，形成符号级数据data_i，各个非透明RS的符号级数据都一样，即：

data＝data₁＝data₂＝...＝data_n

其中，n代表一个目标UE所能接收到一定强度信号的非透明RS的数目，data_n则表示所述UE从第n个非透明RS中所接收的一定强度信号的符号级数据；

(3)为第i个非透明RS的符号级数据分配相同的时频资源单元，记为： $D_i=\[d_i^{l.k},...,d_i^{(l+L),(k+K)}\]k=1,...,K;l=1,...,L,$ 其中k为占用的频域子载波数目，l为占用的OFDM符号数目；

(4)然后利用每个非透明RS的扰码S_i对D_i进行加扰操作，即：

Tx_i＝D_i·S_i   i＝1，2，...，n

其中 $S_i=\[s_i^{l,k},...,s_i^{(l+L),(k+K)}\]k=1,...,K;l=1,...,L;$

(5)对Tx_i进行OFDM处理，可以得到第i个非透明RS的待发射基带信号Tx_OFDM_i，其它各个非透明RS也采用上述步骤得到各自的待发射基带信号，各个非透明RS在同一时刻发射基带信号；发射时，每个非透明RS使用不同的参考信号：RS₁，RS₂，...，RS_n，各个非透明RS对于该MBMS业务的参考信号的时频资源位置完全相同。

在接收端：

(1)UE的接收信号经过解OFDM后的信号可以表示为：

$R=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Tx}}_j*H_j=\mathrm{data}\·\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(S_j\·H_j)=\mathrm{data}\·A$

其中， $A=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(S_j\·H_j)$ 是接收端所表现的复合系统矩阵，(·)表示乘积操作；

(2)UE根据各个非透明RS的系统信息对接收到的频域参考信号RRS进行信道估计，根据信道估计算法可以得到各个非透明RS的信道冲激响应：

其中 $\widehat{H_i}=\[{\hat{h}}_i^{l,k},...,{\hat{h}}_i^{(l+L),(k+K)}\],k=1,...,K;l=1,...,L;$

其中，系统信息是在单独的系统广播信道中发射，所以不包括在上述各个非透明RS所发的基带信号中；在非透明RS所发的基带信号中插入了用于信道估计的参考信号，所以UE接收到这些基带信号，首先对其中的参考信号进行信道估计；

(3)利用各个非透明RS的扰码S₁，S₂，...，S_n和估计出的信道冲激响应生成各个非透明RS的系统矩阵，分别记为：

即：

${\hat{A}}_i={\hat{H}}_i\·S_i,i=\mathrm{1,2},...,n$

(4)将这些系统矩阵进行合并，构成一个复合系统矩阵

即： $\hat{A}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{A}}_i$

(5)将UE接收到的数据部分e_data和复合系统矩阵

进行检测处理，得到估计的符号级MBMS业务数据

(6)将估计的

进行解调、译码操作，得到最终的MBMS业务原始数据：

综上所述，本发明解决了小范围通过非透明RS组成的MBMS业务的发射和接收问题，另外，可以利用宏分集合并提供分集增益，利用这种方式可以高效的支持MBMS业务。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种由非透明中继站RS组成小范围的多媒体广播多播业务MBMS的发射方法，包括如下步骤：

(a)在待播放的MBMS业务要求的覆盖区域内的各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据进行一致的业务映射、调制，得到符号级MBMS业务数据；

(b)为参与该MBMS业务的各个非透明RS中的MBMS业务数据分配相同的时频二维资源；

(c)各个非透明RS对所述MBMS业务数据插入参考信号，再对MBMS业务数据进行OFDM操作，形成发射信号发射。

2.如权利要求1所述的发射方法，其特征在于，所述步骤(a)中需要发送的MBMS业务数据是由基站发送给各个非透明RS。

3.如权利要求2所述的发射方法，其特征在于，所述非透明RS不属于同一个基站。

4.如权利要求1所述的发射方法，其特征在于，所述步骤(a)包括如下步骤：

(a.1)各个非透明RS对需要发送的MBMS业务数据分别进行业务映射处理，形成物理层比特数据流；

(a.2)对所述比特数据流进行数据调制，形成符号级MBMS业务数据。

5.如权利要求1所述的发射方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，不同的非透明RS使用不同的参考信号。

6.如权利要求1所述的发射方法，其特征在于，所述步骤(c)中，所述非透明RS先对所述MBMS业务数据用扰码进行加扰再插入参考信号，不同的非透明RS使用不同的扰码。

7.如权利要求1所述的发射方法，其特征在于，所述步骤(c)中，各个非透明RS同时把所述发射信号发射出去。

8.一种由非透明RS组成小范围的MBMS的接收方法，包括如下步骤：

(A)用户设备UE接收来自各个非透明RS的MBMS业务数据，进行解OFDM操作，得到基带数据；

(B)UE根据参考信号进行频域信道估计，得到各个非透明RS的信道冲激响应，将所述各个非透明RS的信道冲激响应进行合并，得到一个复合系统矩阵；

(C)将所述复合系统矩阵对所述接收的基带数据进行检测处理得到估计的符号级MBMS业务数据；

(D)对估计的符号级MBMS业务数据进行解调、译码操作，得到MBMS业务原始数据。

9.如权利要求8所述的接收方法，其特征在于，所述步骤(B)中，UE根据系统信息得到各个非透明RS的参考信号。

10.如权利要求8所述的接收方法，其特征在于，若接收到的MBMS业务数据使用了扰码进行加扰，则在所述步骤(B)中，得到各个非透明RS的信道冲激响应后，将各个非透明RS的信道冲激响应值与其对应的扰码相乘得到的各个非透明RS所对应的系统矩阵，将这些系统矩阵进行合并，得到所述复合系统矩阵。

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