CN101729480A - 用于信号的接收的方法和对应的发送方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于信号的接收的方法和对应的发送方法。本发明涉及一种用于由接收器进行的信号的接收的方法，所接收的信号包括由多个发送器同步地发送的相同的频率上的并且代表用相同的第一编码器来编码的相同数据的信号的组合，为了仅仅识别发送器，该方法包括：接收(61)每个用不同的加权系数加权的两个信号，并且取决于发送器，这两个系数中的一个在两个时间间隔中取两个不同的值，每个时间间隔中系数的比值不同；以及从所接收的信号和代表相关联的系数和时间间隔的信息，来确定(62)对于这两个子集中的一个特定的参数。本发明还涉及对应的用于发送的方法。

Description

用于信号的接收的方法和对应的发送方法
技术领域
本发明涉及电信领域，并更具体地涉及在包括多于一个发送器的系统中的数据的无线发送和接收，所述发送器以同步方式并在相同的频率上发送代表相同的数据的信号。
背景技术
根据现有技术，由具有被提高的功率的发送器执行例如电视服务的服务的广播，所述广播具有有阴影区域的有限的范围，即不被该广播覆盖的区域，具体地为封闭区域(例如一些超级市场或建筑物)或远离发送器的区域。为了改善广播覆盖，具体地为了改善阴影区域中的广播覆盖，本领域已知分配为这些区域提供更好的覆盖的若干发送器，所述发送器例如具有较低的功率。具体如阴影区域中的情况，对于通过受到干扰的信道(例如具有产生回波(echo)的多个路径的信道)来进行的数据广播来说，在多个具有OFDM(正交频分复用)类型的子载波处的调制是相对有效的。
根据现有技术中已知的、被称作SFN(单频网络)的技术，若干发送器同步地发送单个OFDM信号。以此方式，接收器从若干发送器接收信号的组合，并且为了符号(symbol)间干涉的消除而使用对于OFDM特定的属性，来将以此方式获得的组合解码。
在无线非SFN网络系统中，接收器可以建立传播信道脉冲响应，从所述传播信道脉冲响应中可以提取具有它们相应的相对和功率电平的各种传播响应。在MIMO(多输入多输出)系统中，对于每个包括发送天线和接收天线的对来说，可以利用与所存在的可能的对一样多的脉冲响应来执行相同的处理。
SFN技术具有劣势，即接收器不能够区分来自某某发送器的发送路径，其中每个发送器同步地发送在相同的频率上、并且代表用相同的编码器编码的相同的数据的信号。因此所发送的信号中没有信息使得接收器能够识别发送器。
现有技术(由ETSI(欧洲电信标准研究所)编辑的规范DVB-T2“DigitalVideo Broadcasting-Terrestrial 2”)中已知发送由全部发送器使用OFDM SFN技术发送的第一主信号、以及由每个发送器并行地发送的非SFN的第二信号，所述第二信号包括使得能够进行对应的发送器的识别的信息项。
该技术的劣势为对发送附加的非SFN信号的要求，所述要求具体地使实施这样的技术的发送器和对应的接收器的设计复杂。
发明内容
本发明的目的为克服现有技术的劣势。
更具体地，本发明的目的为使得接收器能够容易地识别信号发送器。
本发明涉及用于由接收器进行的信号接收的方法，所接收的信号包括由所述多个发送器同步地发送的、相同的频率上的并且代表用相同的第一代码来编码的相同数据的信号的组合，所述多个发送器中的每个发送器在所确定的功率和相位上发送帧。为了识别信号发送器，该方法包括下列步骤：
-接收包括第一信号和第二信号的组合后信号，
第一信号由第一子集的每个发送器发送并用第一复加权系数加权，
第二信号由第二子集的每个发送器发送并用第二复加权系数加权，
至少在第一时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值与至少在第二时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值不同；以及
-从所接收的信号、以及从至少代表第一和第二复加权系数和相关联的时间间隔的信息，来确定对于第一子集或对于第二子集特定的参数。
每个发送器子集发送具有所确定的系数的加权后信号，因而使得接收器能够识别发送了形成所接收的组合后信号的信号的发送器。对于子集特定的参数具体由由形成由接收器所接收的组合后信号的不同的发送器(或发送器子集)进行的信号的发送中的发送器(或发送器子集)的信号贡献、发送器(或发送器子集)的能量贡献或甚至发送器(或发送器子集)的位置代表。
根据具体特性，该方法包括区分从第一编码和从不同于第一编码的第二编码产生的信号的步骤，所述第一编码向由至少第一天线发送的数据施加，所述第二编码向由至少第二天线发送的数据施加，第一和第二发送器分别包括至少第一天线和至少第二天线、或包括至少第一和第二天线的发送器。
该具体特性对应于来自由形成MIMO或合作MIMO网络的发送器发送的信号的组合的信号的接收。
根据另一特性，该方法包括确定组合后信号中对于第一子集和/或第二子集特定的贡献的步骤。
有利地，该方法包括由接收器接收代表至少第一和第二复加权系数和相关联的时间间隔的信息的步骤。
根据具体特性，该方法包括从合并后信号和对于至少一个子集特定的参数来确定该至少一个子集的能量贡献的步骤。
有利地，该方法包括步骤：
-从合并后信号和对于该至少两个子集特定的参数来确定分别在该至少两个子集和该接收器之间传送的信号的传播时间差；
-确定关于接收器相对至少两个子集的位置。
根据具体特性，该方法包括步骤：
-接收代表该至少两个子集的发送器的地理位置的信息；
-确定接收器的地理位置。
根据一个有利的特性，该方法包括发送接收器的位置的步骤。
本发明还涉及用于由多个发送器同步地发送的相同的频率上的并且代表用相同的第一代码来编码的相同数据的信号的方法，每个发送器在所确定的功率和相位上发送帧。第一子集的每个发送器发送由第一加权系数加权的第一信号，第二子集的每个发送器发送由第二复加权系数加权的第二信号，至少在第一时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值与至少在第二时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值不同。
有利地，暂时以循环方式分配加权系数。
根据具体的特性，多个发送器中的至少一个发送器接收修改将由至少一个发送器发送的信号加权的复加权系数的请求。
根据具有优势的特性，至少第一加权系数或第二加权系数修改包括至少两个天线的第一或第二子集中的至少一个发送器的至少第一天线的发送功率，分别向所述发送器的至少一个第二天线传送向第一天线施加的功率的差，以使所述发送器的整体发送功率恒定。
根据具体的特性，第一加权系数在第一时间间隔中取零值，并且在第二时间间隔中取非零值。
有利地，第一加权系数在第一时间间隔中取所确定的值，并且在第二时间间隔中取相反值。
附图说明
在阅读下面的描述时，本发明将被更好地理解，并且其他具体的特征和优势将显现，所述描述参考附图，附图中：
图1图示了根据本发明的具体实施例的实施若干发送器的广播系统；
图2呈现了根据本发明的具体实施例的图1中的系统的发送器的非常概略的框图；
图3呈现了根据本发明的具体实施例的图1中的系统的接收器的非常概略的框图；
图4和5分别概略地图示了根据本发明的图1中的系统的发送器和接收器；
图6至9示出了根据本发明的具体实施例、由图1的系统的接收器实施的用于数据的接收的方法；以及
图10图示了根据本发明的具体实施例、由图1的系统的发送器实施的用于发送数据的方法。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的具体实施例的实施若干发送器101、102和103以及接收器100的无线通信系统1，其中发送器101和102形成发送器10的子集。发送器101具有单个发送天线。发送器102和103属于MIMO类型并且每个具有MIMO编码器和发送MIMO类型信号的若干天线。接收器100属于MIMO类型并且具有MIMO解码器。接收器100能够接收和解码由发送器101、102和103发送的信号。
有利地，系统1的接收器100为便携设备，例如适配于接收和处理广播服务(例如视频数据的显示)的便携电话或便携终端、或适配于分析所接收的信号(例如所接收的信号的功率的测量)的测量设备。
根据变型，接收器100只具有单个接收天线。
有利地，系统1的发送器101、102和103为固定设备。所述发送器为适配于在宽覆盖区域上广播数据的高功率发送器、或适配于在较受限的覆盖区域上广播的低功率发送器。根据变型，发送器101、102和103中的至少一个形成覆盖“皮蜂窝(picocell)”的系统，所述皮蜂窝即诸如具有数十米的范围(例如小于50m)的建筑、超级市场、车站的内部的小区域。根据另一变型，所述发送器中的至少一个形成被设计为覆盖“飞蜂窝(femtocell)”，所述飞蜂窝即为被限制为诸如房屋或建筑的一些房间、建筑的一层、飞机的比皮蜂窝更小的尺寸的区域，即具有几米的范围(例如小于10m)的尺寸。
根据变型，全部发送器属于SISO(单输入单输出)类型，并且只具有单个天线。发送器形成在相同的频率上发送相同的内容的同步化的网络，即发送器以同步方式(即具有可忽略的时间偏差(例如小于1μs)，并且没有由发送器发送的信号相对由另一发送器发送的另一信号的时间滑动(sliding))在单频率上操作(即具有相对所考虑的OFDM系统的可忽略的频率上的偏差(对于DVB-T类型系统来说典型地是小于1Hz))，发送频率在不同发送器上被同步化，所述同步化例如通过由外部元件(例如由具有参考时间或频率的GPS(全球定位系统)卫星或地面广播站)提供的参考频率的接收来进行。
根据另一变型，全部发送器属于MIMO类型，并具有发送MIMO信号的若干天线。根据该变型，发送器还形成在相同的频率上发送相同的内容的同步化的网络。
根据另一实施方案，系统1的发送器形成合作MIMO系统，其中发送器相同地具有一个或更多的天线。这样的合作MIMO系统使用在若干发送器上分配的天线，即将所发送的信号在可以属于若干发送器的若干天线之间在空间上分配。在将由接收器接收的广播(air)中组合具有全部空间流的完整信号。这样的合作MIMO系统的发送器也形成在相同的频率上发送相同的内容的同步化的网络。
根据另一变型，不管系统是否为合作的，系统的一些发送器属于MIMO类型，而其他的发送器属于SISO类型。
有利地，形成子集的发送器具有共同的特性，例如位于相同的地理区域、或定义相同的子网络、或提供相似的服务。在发送器形成属于相同的地理区域的子集时，为了接收器相对于该子集的定位而进行的子集的重心(barycentre)的确定是尤其有利的。
根据变型，由子集所包含的发送器的子集的定义在时间上是固定的、或在时间上是变化的。有利地，通过请求来修改由子集所包含的发送器的子集的定义，例如通过来自终端的请求或通过来自网络管理者的请求。
图2示出了根据本发明的具体实施例的适配于向接收器广播数据的发送器2的架构。发送器102和103具有例如发送器2的架构。
发送器2包括：
-接收数据200的编码器20；
-分别向天线231至23Ntx中的至少一个发送OFDM符号(symbol)的Ntx个OFDM调制器221至22Ntx；以及
接收同步化信号240并发送将OFDM调制器221至22Ntx同步化的信号241的同步化模块24。
信号240例如为包括精确时间戳(timestamp)或精确同步化信号的信号，所述精确时间戳或精确同步化信号例如由GPS接收器或甚至由因特网网络(根据PTP(精确时间协议)协议，所述PTP协议根据IEEE(电气和电子工程师学会)标准)提供。同步化模块24生成信号241。有利地，以1μs的数量级上的精确度、更一般地以使得OFDM符号的保护时间间隔(guardinterval)能够在接收器层处吸收发送器之间的可能偏移以及与由广播信号所遵循的路径相联系的发送延迟(保护时间间隔具有大于或等于发送器之间的偏移和发送延迟之和的最大值的持续时间)的精确度，来同步OFDM调制器。
编码器20包括：
-信道编码器201，其接收数据200、利用信道编码(例如卷积编码或成块编码)来保护它们免收与有噪声发送相联系的错误，并且设计(shape)它们以形成编码数据块202；
-交织器(interlacer)/映射器(mapper)203，其接收编码数据202、并且经由映射器生成调制后符号204，其中映射器调制例如与xQAM(其中x具有例如16、64或256的值的正交幅度调制)类型、或xPSK(其中x具有例如4、8、16、32的值的相移键控)类型的调制相关联的在x点处的星座(constellation)上的编码数据202；以及
-MIMO编码器205(或空间时间频率编码器)，其将调制后符号204编码以形成MIMO数据块的Ntx个流2061至206Ntx，所述Ntx个流2061至206Ntx目标分别在于OFDM调制器221至22Ntx中的每一个。
-Ntx个OFDM调制器221至22Ntx，其主要由IFFT(逆快速傅立叶变换)运算器(operator)构成以生成OFDM符号，OFDM调制器有利地包括在其输出端的乘法器来利用帧和OFDM符号的节奏以同步方式向信号施加加权系数。根据变型，乘法器为被放置在OFDM调制器的输出端处的附加模块。
这里，天线模块231至23Ntx包括无线电或RF(射频)部分，并且具体地包括频率移位(transposition)、放大和滤波以及发送天线。
映射器203生成调制后Q个符号的组。Q例如等于1600，并且等于由MIMO编码器205所使用的编码速率乘以发送器天线模块231至231Ntx的数目Ntx、并且乘以与编码器20相关联的子载波的数目m的积。例如m等于800，其中编码器速率205为1(用具有BLAST类型的完全等级(full rank)编码器)，以及具有两个天线模块(Ntx＝2)。m例如等于1600，其中编码器速率205为0.5(用Alamouti类型的编码器)，以及具有2个天线模块(Ntx＝2)。
有利地，总子载波数目小于在OFDM调制器中所使用的FFT(快速傅立叶变换)尺寸。
编码器205利用空间多路复用(例如基于Bell laboratories的BLAST多路复用，所述BLAST多路复用例如在由G.J.Foschini撰写的、标题为“Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a FadingEnvironment When Using Multiple Antennas”、并被编入Bell Labs TechnicalJournal，Vol.1，No.2，Autumn 1996，pp 41-59的文档中描述)或STBC/SFBC代码(空间时间块代码/空间频率块代码)将输入端处的调制后符号编码。STBC/SFBC编码例如为Alamouti或Golden正交编码。Golden编码在由J.-C.Belfiore，G.Rekaya，E.Viterbo撰写的、标题为“The Golden Code：A 2×2Full-Rate Space-Time Code with Non-Vanishing Determinants”、并被发表在IEEE Transactions on Information Theory，vol.51，No.4，pp.1432-1436，April2005的文档中描述。根据变型，STBC代码在由V.Tarokh，H.Jafarkhani和R.A.Calderbank撰写的“Space-Time block codes from orthogonal designs”、并被发表在IEEE Transactions on Information Theory，vol.45，pp.1456-1467，July 1999的文档中描述。Alamouti正交代码在文档“A simple transmitdiversity technique for wireless communications”in the IEEE Journal on selectedarea in communications，October 1998中描述。在其输出端，编码器205和MIMO数据块2061至206Ntx(分别为2061至2060Ntx)被指派给OFDM调制器。
根据变型，发送器在SISO模式或合作MIMO模式中在单个天线上作用。具体地，在SISO模式中，发送器2不包括MIMO编码，并且包括与天线模块相关联的单个OFDM调制器，调制器203然后直接提供OFDM调制器。发送器101例如具有这样的在单个天线上的SISO或合作MIMO的发送器2的架构。
图3代表根据本发明的具体实施例的数据接收器3的架构，接收器3经由无线信道接收由发送器2发送的信号。接收器100例如具有接收器3的架构。发送信道是有噪声的，并且例如包括AWGN(加性高斯白噪声)和其他诸如例如干涉的噪声。所发送的信号还可以受多径回波和/或多普勒效应影响。
接收器3包括：
-Nrx个天线301至30Nrx；
-Nrx个OFDM解调器331至31Nrx，其中每个将分别由天线301至30Nrx传输的调制后有噪声OFDM信号解调；
-时间/频率空间解码器33；
-解映射器/解交织器35；以及
-信道解码器37。
接收器3对应于发送器2(特别对于由发送器所使用的调制和编码)。根据在发送器中使用简单载波的变型，用对应的简单载波解调器来替换OFDM解调器。
接收器3包括Nrx个接收器天线301至30Nrx，以使所接收的信号301至30Nrx可以由矩阵Nrx*N来表示，或以相等的方式由矢量R(Nrx*N)*1来表示。N例如等于2，并且代表由MIMO编码器占据的时间间隔和/或频率。
时间/频率空间解码器33接收来自OFDM解调器311至31Nrx的信号并且执行MIMO解码(对应于编码器205的对偶(dual)操作)。向解映射器/解交织器35提供转换后的信号34。
解映射器/解交织器35执行发送器2的对偶交织器/映射器操作203；其例如识别所发送的星座的点，并且提供关于这些点中的每一个的可靠性的信息。
信道解码器37执行适配于发送器2的编码器201的解码。其例如由Viterbi类型格点解码器构成，以纠正在解交织器的输出端处的可能的错误。
根据变型，接收器不在MIMO模式中操作。具体地，接收器2不理解MIMO解码，并且理解与天线相关联的单OFDM解调器。
图4示意性地图示了例如对应于发送器2的发送器4的硬件实施例。
发送器4包括通过地址和数据总线44彼此连接的下列元件，所述地址和数据总线44也传送时钟信号：
-微处理器41(或CPU)；
-具有ROM(只读存储器)类型的非易失性存储器42；
-随机存取存储器或RAM 43；
-适配于数据集合的发送(例如服务的广播、或多点对点或点对点发送)的接口47；
-适合接收同步化信号240并且将接口47同步化的接口48；和/或
-MMI(人机接口)49，即与具体应用的接口，所述具体应用适合为用户显示信息和/或输入数据或参数(例如子载波和将被发送的服务的设置)。
注意在存储器42和43的描述中所使用的词“寄存器”在所述每个存储器中指定低容量的存储器区域(一些二进制数据)以及大容量的存储器区域(使得能够存储整个程序或所接收的和要广播的代表服务的数据的全部或部分)。
存储器ROM 42具体包括：
-程序“prog”420；
-物理层的参数421；以及
在ROM 42存储器中存储实施对于本发明特定的并且在下面描述的方法的步骤的算法，所述ROM 42存储器与实施这些步骤的发送器4相关联。在启动时，微处理器41装载并运行这些算法的指令。
可注意到，随机存取存储器43包括：
-在寄存器430中的、微处理器41的负责发送器4的开启的操作程序；
-发送参数431(例如用于调制、编码、MIMO、帧重现的参数)；
-输入数据432；
-用于数据的发送的编码数据433；
-数据434，其代表被施加至在给定时间间隔期间发送的信号的加权系数的序列(例如根据所确定的时间间隔的加权系数的值)；以及
-数据435，其代表发送器4的地理位置。
图5示意性地图示了属于系统1的接收器5的硬件实施例，所述接收器5例如对应于接收器3，并且适配于接收和解码由发送器2(例如101至103)发送的信号。
接收器5包括通过地址和数据总线54彼此连接的下列元件，所述地址和数据总线54也传送时钟信号：
-微处理器51(或CPU)；
-ROM(只读存储器)类型的非易失性存储器52；
-随机存取存储器或RAM 53；
-无线电接口55；以及
-MMI(人机接口)56，适配于为用户显示信息和/或输入数据或参数(例如子载波和将被发送的数据的设置)。
注意在存储器52和53的描述中所使用的词“寄存器”在所述每个存储器中指定低容量的存储器区域以及大容量的存储器区域(使得能够存储整个程序或代表所接收和解码的数据的数据的全部或部分)。
存储器ROM 52具体包括：
-程序“prog”520；以及
-物理层的参数521。
在ROM 52存储器中存储实施对于本发明特定的并且在下面描述的方法的步骤的算法，所述ROM 52存储器与实施这些步骤的接收器5相关联。在启动时，微处理器51装载并运行这些算法的指令。
可注意到，随机存取存储器53包括：
-在寄存器530中的、微处理器51的负责开启接收器4的操作程序；
-接收参数531(例如用于调制、编码、MIMO、帧重现的参数)；
-输入数据532，其对应于由接收器55接收和解码的数据；
-解码数据533，其被形成以在接口处被发送至应用56；
-数据534，其代表被施加至在给定时间间隔期间发送的信号的加权系数的序列；
-数据535，其代表所确定的由发送器和接收器形成的系统的信道响应；
-数据536，其代表对于每个所确定的发送器或发送器集合特定的参数(例如由接收器接收的信号中对于发送器特定的贡献)；
-数据537，其代表所确定的发送器和接收器之间的信号传播时间；以及
-数据538，其代表接收器的所确定的相对或绝对地理位置。
例如以常规方式或取决于要求而由发送器或服务器来(经由使用发送器的无线接入、另一无线接入或有线接入)发送代表地理位置的数据，以使接收器5可以维持更新的最接近的发送器或其贡献重要的发送器的地理位置的表。有利地，接收器在RAM中包括部分的或完整的位置表，所述位置表例如可以在对应的数据的接收时被更新。根据变型，接收器5在RAM中包括对应于发送器的地理位置的寄存器。
发送器4和/或接收器5的除参考图4和5描述的那些结构之外的其他结构与本发明兼容。具体地，根据变型，根据纯硬件的实现来实施与本发明兼容的发送器和/或接收器，所述纯硬件的实现例如为以专用组件(例如在ASIC(专用集成电路)、或FPGA(现场可编程门阵列)、或VLSI(超大规模集成电路)中)或若干嵌入在装置中的电子组件的形式、或甚至为以硬件元件和软件元件的混合的形式。
无线电接口55适配于由系统1的发送器101至103广播的信号的接收。
图10示出了根据本发明的尤其有利的非限制性的实施例的、在每个包括至少一个发送器4的两个发送器子集中所实施的用于信号发送的方法。为清楚起见，为每个包括一个发送器的发送器子集而描述所实施的例子，因而术语“发送器”优选地指子集的发送器。
在初始化步骤110期间，更新每个发送器的各种参数。具体地，以任何方式(例如在初始化消息的接收之后，所述初始化消息由被称作主发送器的发送器中的一个、或由不代表系统1的服务器、或由操作者命令发送)初始化对应于将被广播的信号的参数和对应于对应的子载波的参数。
接着，在步骤111期间，在第一时间间隔T1中第一发送器(例如发送器102)发送目标在于接收器100的第一信号S1，并且在相同的第一时间间隔T1期间第二发送器(例如发送器103)发送目标在于接收器100的第二信号S2。信号S1和S2被同步地(即具有可忽略的偏差(例如小于1μs)并且没有相对彼此的时间滑动)、在相同的频率上(即具有相对所考虑的OFDM系统的可忽略的频率偏差(对于DVB-T类型系统来说典型地小于1Hz))发送，并且代表由编码器20用相同的代码来编码的相同数据，S为编码数据的代表信号。在第一时间间隔T1期间，向第一信号S1指派第一复加权系数K1，并且向第二信号指派第二复加权系数K2。因而获得下列关系：S1＝K1·S以及S2＝K2·S。
然后，在步骤112期间，在第二时间间隔T2期间第一发送器发送目标在于接收器100的第一信号S1，并且在相同的时间间隔T2期间第二发送器发送第二信号S2，根据SFN技术发送这两个信号。在第二时间间隔T2期间，向信号S1指派其值不同于K1的第一复加权系数K’1，并且向信号S2指派复加权系数K2。以这样的方式选择复加权系数K1、K’1和K2：使比值K1/K2不同于比值K’1/K2。因而获得下列关系：S1＝K’1·S以及S2＝K2·S。
根据由本领域技术人员已知的任何方法来同步化信号S1和S2的发送，诸如例如GPS同步化或通过来自参考时钟的控制。
发送器4的数目不限于两个，并且可以为例如2、3、4、10等。通常，向由每个发送器所发送的信号指派复加权系数，加权系数的值根据所定义的序列而随时间变化。在3个发送器分别发送信号S1、S2和S3的情况中，对于时间间隔T1、T2和T3来说指派复加权系数的序列如下：
 发送器1  发送器2   发送器3
  T1  S1＝K1·S  S2＝K2·S   S3＝K’3·S
  T2  S1＝K1·S  S2＝K’2·S   S3＝K3·S
  T3  S1＝K’1·S  S2＝K2·S   S3＝K3·S
表1
然后，以这样的方式选择复加权系数K1、K2、K3、K’1、K’2、K’3：
-比值K1/K2不同于比值K1/K’2、或比值K2/K’3不同于比值K’2/K3、或比值K1/K’3不同于比值K1/K’3；并且
-比值K1/K’2不同于比值K’1/K2、或比值K’2/K3不同于比值K2/K3、或比值K1/K3不同于比值K’1/K3。
在包括n个分别发送信号S1至Sn的发送器的系统中，分别向信号S1至Sn指派复加权系数K1至Kn，所述S1至Sn根据下面的表2中所定义的序列而随时间变化：
 发送器1  发送器2  发送器3   发送器n-1  发送器n
  T1  S1＝K1·S  S2＝K2·S  S3＝K3·S   Sn-1＝Kn-1·S  Sn＝K’n·S
  T2  S1＝K1·S  S2＝K2·S  S3＝K3·S   Sn-1＝K’n-1·S  Sn＝Kn·S
  T3  S1＝K1·S  S2＝K2·S  S3＝K’3·S   Sn-1＝Kn-1·S  Sn＝Kn·S
  Tm-1  S1＝K1·S  S2＝K’2·S  S3＝K3·S   Sn-1＝Kn-1·S  Sn＝Kn·S
  Tm  S1＝K’1·S  S2＝K2·S  S3＝K3·S   Sn-1＝Kn-1·S  Sn＝Kn·S
表2
因此，以这样的方式选择复加权系数K1至Kn：对于至少一对发送器(k，l)，由发送器k和l在时间间隔n处所使用的加权系数的比值(Kk/Kl)m不同于由发送器k和l在在时间间隔m之后的时间间隔处所使用的加权系数的比值(Kk/Kl)m+1，其中k和l定义不同的发送器，而m定义时间间隔。复加权系数具有类型：
K＝R·exp(iθ)，其中R代表与所发送的信号的功率相关的系数的模，θ代表与所发送的信号的相移相关的辐角，而i代表模为1的纯(在数学意义上)虚复数。
这样的实施方案的一个优势为：对由发送器发送的信号进行的加权系数的指派使由接收器进行的对发送器的识别便利，所述识别具体地例如为了网络管理的目的，或为了适配于接收器相对发送器的位置的服务的广播的目的。
另一优势为：由于由随时间、随发送器集合变化的加权系数的施加进行发送条件的混合，所以所接收的信号的功率被整体地改善。这避免了由不同的发送器发送的信号的相消组合在延长的时间段中阻碍(penalize)接收器。
有利地，例如根据规则的或不规则的循环，根据随时间固定的序列来向发送器或发送器子集施加加权系数。根据变型，向发送器指派系数的序列随时间变化，并且例如为事件、接收器请求、发送器请求、服务器和/或网络控制器的函数。根据变型，接收器例如为了具体的发送器的维护、验证的目的，而要求对于所确定(例如由接收器、发送器和/或网络管理者确定)的瞬时特定的向发送器或发送器子集施加的加权系数的修改。如此保持向发送器施加加权系数，直至来自接收器的第二请求的接收、或直至时间(temporization)的过期为止。根据变型，要求系数的修改的接收器请求包括与向发送器施加系数的持续时间相关的信息。
根据变型，系统的发送器属于MIMO类型，并且具有多于一个发送天线。通过在本领域中众所周知的MIMO类型编码来对由MIMO发送器的每个天线所发送的信号编码。然后向由相同的发送器4的全部天线发送的全部信号施加相同的复加权系数。换言之，向给定的发送器指派给定的复加权系数，并且对每个发送器如此。
根据本发明的一个具体模式，系统1包括至少两个发送器子集，所述两个发送器子集每个包括至少两个发送器。因而向由第一子集的每个发送器所发送的信号施加复加权系数K1，而向由第二子集的每个发送器所发送的信号施加复加权系数K2，等等。在每个子集内，至少一个发送器发送经由第一编码器20编码的数据，并且至少第二个发送器发送经由与第一编码器20不同的第二编码器编码的、与由第一发送器所发送的数据相同或不相同的数据。同步地并且在相同的频率上发送数据。子集的第一和第二发送器分别作用为MIMO发送器的第一天线和第二天线。相同子集的两个这样的发送器形成合作MIMO系统。
根据另一变型、并且对于具有多于一个天线的发送器来说，向由第一天线发送的信号施加的加权系数修改该信号的功率，减少它或升高它。在系数减少由第一天线发送的信号的功率的情况中，然后向其他天线传送(carryover)标称功率(nominal power)和发送功率之间的发送功率的差。例如，在发送器具有两个天线的情况中，如果向第一天线的发送功率指派等于0.9的加权系数(即其中系数模的值R＝0.9并且辐角的值θ＝0)，那么向第二天线的发送功率指派等于1.1的系数(R＝1.1并且θ＝0)。相反地，如果向第一天线的信号施加的系数增加发送功率，那么将第二天线的发送功率减少一样多。因而该变型提供对于给定的发送器来说将功率维持在其最优等级并且恒定的优势。
有利地，向由第一发送器发送的信号施加的加权系数通过减少信号功率或增加信号功率来修改信号功率。在系数减少由第一发送器发送的信号功率的情况中，然后向不与第一发送器属于相同的子集的一个或多个发送器传送标称功率和发送功率之间的发送功率的差，以使发送器集合的发送功率恒定。
根据其中系统1包括两个发送器(或每个包括至少一个发送器的发送器子集)的具体实施例，在第一时间间隔T1中，第一加权系数K1取值K1＝0，而在第二时间间隔T2中，K’1取不同于0的值。根据该实施例，因此在第一时间间隔T1期间没有信号被第一发送器发送。该实施例呈现了尤其容易实施的优势。
根据本发明的另一实施例，K1在第一时间间隔T1期间取所确定的值，而K’1在第二时间间隔期间取K1所取的值的相反值(inverse value)。有利地，K1取值1而K’1取值-1，或相反。类似地，可以使用其他值，诸如具有一般形式K1＝exp(i*θ)、K’1＝-exp(i*θ)的全部值，其中θ为被包括在0至2π弧度之间的角度(其中K1＝1的前述例子对应于θ＝0弧度的情况)：这些值全部不导致整体发送功率的修改，所述整体发送功率保持最大值。根据变型，K’n＝α·Kn，其中α为不为1的复数或实数。
图6示出了根据本发明的非限制性的尤其有利的实施例的在接收器5中实施的用于信号接收的方法。
在初始化步骤60期间，更新每个接收器5的各种参数。具体地，以任何方式(例如在初始化消息的接收之后，所述初始化消息由发送器中的一个、由系统1的服务器、或由操作者命令所发送)初始化对应于所接收的信号和对应于对应的子载波的参数。
然后，在步骤61期间，接收器100接收从由多个发送器101、102和103所发送的信号的组合形成的信号。根据实施例，发送器101和102形成第一发送器子集，而发送器103自身形成系统1的第二发送器子集。因而由接收器100所接收的信号包括由第一子集的每个发送器101、102所发送的第一信号、以及由发送器103所发送的第二信号。向所发送的第一信号指派第一复加权系数K1。它在第一时间间隔T1和第二时间间隔T2上分别取两个不同的值。如前所述，向第二信号指派第二复加权系数K2。
然后，在步骤62期间，接收器100确定对于每个发送器子集特定的参数，所述发送器子集向所接收的组合后信号的发送作出了贡献，该具体参数使得接收器能够进行发送器子集或具体发送器的识别。通过向由每个发送器所发送的信号指派加权系数来使得该确定可能。在每个子集只由单个发送器组成的情况中，执行每个发送器的具体参数的确定。在向形成子集10的发送器施加系数K1、并且向发送器103施加系数K2的情况中，所确定的具体参数分别为子集10的具体参数和发送器103的具体参数。接收器具有与根据时间间隔T1和T2向发送器(或发送器子集)施加复加权系数的序列相关的信息。然后，通过具有两个未知数的两个方程求解来恢复具体参数的确定，所述两个方程具有在下面定义的类型1和2，其中未知数为子集10和发送器103的具体参数。对于发送器或发送器子集特定的参数的例子为：由形成由接收器所接收的组合后信号的不同的发送器(或发送器子集)进行的信号发送中，发送器(或发送器子集)的信号贡献；发送器(或发送器子集)的能量贡献；发送器(或发送器子集)的位置(例如对应于子集的重心的子集的定位(localisation))。理解到：通过信号贡献、功率贡献，可注意到该尺度(scale)的值包括关于被规则地排布(space)并且用复系数加权的若干子载波或信号帧所确定的平均值，例如对于单个子载波或对于单个子载波组(group)或数据帧来确定精确值，其是例如从建立在实验、测量或模拟的基础上的模型来确定的接近这些尺度的值。
根据图7中所示的变体，步骤61包括接收组合后信号的步骤71、以及接收代表加权系数的信息的步骤72，所述加权系数每个与发送器相关联。与根据时间间隔指派复加权系数相关的信息为在步骤72期间由接收器接收的信息，所述步骤72可以在步骤71中所示的组合后信号的接收之前、同时或之后。例如在发送器的覆盖区域内的接收期间由这些发送器发送该信息，或仅仅由这些发送器中的一个发送该信息。根据变型，也将该信息与由发送器广播的有用数据组合。
有利地，在具体事件(例如接收器的位移、信号的丢失、组合后信号的接收电平的大于所确定的阈值的减少或增大、服务器请求、时间的过期等)之后、在接收器的安装时实施步骤72。
根据另一变型，在接收器的RAM存储器中输入描述根据时间间隔向发送器指派复加权系数的序列的数据。由网络管理者通过任何手段并且特别地经由由服务器或发送器向接收器(例如通过使用发送器的无线信道或另一有线网络)发送的、或经由MMI(人机接口)接口输入的专用消息来发送该数据。
根据实施例，由接收器5所实施的用于接收的方法包括区分由多个具有MIMO类型或具有合作MIMO类型的发送器所发送的信号的步骤。在MIMO发送器的情况中，向由发送器的每个天线所发送的信号施加不同的MIMO编码。发送器例如具有两个天线。于是向由每个发送器的每个第一天线所发送的数据施加第一MIMO编码，而向由每个发送器的每个第二天线所发送的数据施加第二不同的MIMO编码。根据变型，只有发送器中的一些(至少一个发送器)具有两个天线，而其他发送器具有单个天线。于是只向由对应的发送器的第二天线所发送的数据施加第二MIMO解码。在发送器形成合作MIMO系统的情况中，属于合作MIMO系统的每个发送器对于每个发送器施加例如具体的MIMO编码。在合作MIMO系统由两个发送器形成的的情况中，向由第一发送器发送的数据施加第一编码，而向由第二发送器发送的数据施加不同于第一编码的第二编码。在MIMO系统中，无论是合作MIMO系统与否，接收器5都根据本领域技术人员已知的技术中的任何技术来解码从由该多个天线发送的信号的组合接收的信号。
图8示出了由接收器5进行的步骤62的具体实施例。
步骤62以步骤81开始，在所述步骤81期间，系统1的接收器100从在第一时间间隔T1中作为一方面由子集10的发送器和另一方面由发送器103发送的信号的组合的所接收的组合后信号来确定对系统1的第一信道响应，并且从在第二时间间隔中所接收的组合后信号确定系统1的第二信道响应。
在第一时间间隔T1中，接收器测量T1中的系统信道响应，该信道响应遵循方程：
hT1＝K1·Ctx1+K2·Ctx2   (方程1)
其中hT1为T1中的系统信道响应，
Ctx1为对于子集10特定的对系统信道响应的贡献，Ctx1遵循方程：
Figure G2009101797871D0000171
其中htx1指定该对(子集10、接收器100)的信道响应，而Ptx1指定参考发送功率，即子集10的未加权标称功率；而Ctx2为发送器103对系统信道响应的具体贡献，Ctx2遵循方程：
Figure G2009101797871D0000172
其中htx2指定该对(发送器103、接收器100)的信道响应，而Ptx2指定参考发送功率，即发送器103的未加权标称功率。
在第二时间间隔T2中，接收器测量T2中的系统信道响应，该信道响应遵循方程：
hT2＝K’1·Ctx1+K2·Ctx2     (方程2)
其中hT2为T2中的系统信道响应。
如果传播信道在时间间隔T1和T2期间保持了稳定，即如果T1+T2的和小于传播信道的相干时间、或如果接收器分别在T的结束处和T2的开始处执行hT1和hT2的测量以使由接收器的测量时间小于信道的相干时间，并且如果参考发送功率Ptx1和Ptx2在时间间隔T1和T2中保持了恒定，那么通过方程1和方程2的相减再除以加权系数之差来获得在步骤82期间的子集10和发送器103的具体贡献：
Ctx1＝(hT1-hT2)/(K1-K’1)       (方程3)
通过分别用K’1和K2而非K1和K2来加权方程1和2，从被如此加权的方程1和2获得下面的方程：
Ctx1＝(K’1hT1-K1hT2)/(K2·(K’1-K1))      (方程4)
根据变型，接收器在时间间隔T1中的任何地方的瞬时t1处测量hT1，并且在时间间隔T2中的任何地方的瞬时t2处测量hT2。其后接收器通过内插来推导对应于t1的hT2的值和对应于t2的hT1的值。然后，接收器从对应于hT1和hT2的所测量和所内插的值、根据在瞬时t1和/或t2处的方程3和4来确定Ctx1和Ctx2。
由加权系数所取的一些值尤其有利。例如，在K1取值0而K’1取非零值(或相反)时，可以直接地从第一和第二时间间隔T1和T2的信道响应来推导具体贡献。但是，值K1＝0具有在时间间隔中完全取消信号的发送的效果。如果对于多于一个发送天线的发送器来说是这可接受的，那么其可以降低MIMO发送系统中的发送性能，因为这导致时间间隔期间给定的发送器的发送的完全取消。因而在没有加权系数为零时，广播性能得到改善。根据尤其有利的另一例子，K1和K’1为相反值，例如在K1具有值1并且K’1具有值(-1)时。因为信道响应的测量等于发送器或子集的具体贡献的两倍，所以这些值实际上导致对具体贡献的简单的估计。另外，这些值的参数设置不要求发送功率中的任何修改，即功率放大器的载荷(charge)中没有改变：因此纯数字处理即足够。类似地，可以使用其他值，诸如具有一般形式K1＝exp(i*θ)和K’1＝-exp(i*θ)的全部值，其中θ为被包括在0至2π弧度之间的角度(其中K1＝1的前述例子对应于θ＝0弧度的情况)：这些值的全部不导致发送功率的修改。于是权重对应于相移。
接着，在步骤83期间，接收器从组合后信号和具体参数推导子集10和发送器103的能量贡献，例如分别在子集10和发送器103处的具体贡献。对于单载波系统来说，子集10的能量贡献正比于|Ctx1|2，并且发送器103的能量贡献正比于|Ctx2|2。对于OFDM系统来说，根据下面的方程，OFDM符号的能量贡献为根据本领域技术人员已知的技术中的任何技术来获得的每个子载波的能量贡献之和：
Figure G2009101797871D0000191
其中hf(n)为子载波n的信道响应。
根据变型，对于加权系数的具体值、特别是对于纯实系数(例如K1＝0或K1＝1且K’1＝-1)来说，例如通过增益控制器由接收器直接确定能量贡献，而不确定具体贡献。
图9示出了根据本发明的具体实施例的由接收器5实施的用于接收的方法。一些步骤与前面所描述的步骤相似，并且具有相同的参考。
在初始化步骤90期间，更新每个接收器5的各种参数。具体地，以任何方式(例如在初始化消息的接收之后，所述初始化消息由系统1的发送器、由服务器、或由操作者命令所发送)初始化对应于所接收的信号的参数和对应于对应的子载波的参数。
其后，在被分为前面所描述的步骤71、72和步骤91的步骤94期间，接收器接收组合后信号、一项代表根据时间向由发送器发送的信号施加的复加权系数的信息、以及与发送器的地理位置相关的信息。在确定接收器的地理位置的步骤93之前的任何时间执行步骤91。根据有利的变型，将在该步骤期间所接收的信息与由发送器发送的有用信号组合、或与关于根据时间的复加权系数的信息组合。步骤91是可选的，并且不能被执行而不影响接收方法。根据变型，由用户经由MMI类型的接口将与发送器的地理位置相关的数据输入至接收器的RAM存储器中。
在被分为前面所描述的两个步骤81和82的步骤95期间，接收器确定信道响应以推导子集10和发送器103的具体贡献。
在步骤92期间，接收器计算一方面由子集10而另一方面由发送器103分别发送的信号的传播时间差，或更概括地由子集10和发送器103的具体参数来计算所述传播时间差。根据本领域技术人员已知的技术中的任何技术(例如逆傅立叶变换)来从每个发送器或发送器子集的贡献对于每个子载波推导对应的传播信道脉冲响应。由该脉冲响应，对于每个发送器或发送器子集确定关于发送器(或发送器集合)相对另一发送器(或发送器集合)的传播延迟。有利地，所确定的传播延迟为对应于发送器和接收器之间的较短传播路径的传播延迟。
最后，在步骤92期间，接收器以相对方式或绝对方式确定其地理位置，所述相对方式相对子集10和发送器103，尤其在接收器不具有发送器的绝对地理位置信息的情况下。根据本领域技术人员已知的任何技术来进行接收器的地理位置的确定，所述技术诸如例如三角测量、或来自通过例如经由标准接收器由经验建立的局部模型。这些方法具有接收器的地理位置的精确确定的优势。根据变型，通过来自两个发送器或发送器子集的估算来完成接收器的位置的确定，于是接收器的位置由发送器的可能的定位区域、而不由精确的点来定义。
根据变型，接收器发送代表其位置(例如其相对位置、其绝对位置、精确的位置或对应于区域的位置)的数据，所述数据目的例如在于一个或多个发送器、网络服务器、网络管理者(通过任何手段，具体通过(例如通过使用发送器的无线信道或另一有线网络)发送的专用消息)。
自然，本发明不限于前面所描述的实施例。
具体地，本发明不限于包括两个子集的系统，而是还扩展到包括多于两个发送器子集的系统。以相同的方式，子集相同地由一个发送器或多个发送器来定义。在子集只包括一个发送器的情况中，具体参数为该发送器的参数特性，而在子集包括多于一个发送器的情况中，具体参数为作为其整体来看的子集的参数特性。
根据变型，发送器子集随时间变化，即一个发送器或多个发送器离开子集或被添加。
本发明还适用于具有多个发送器的发送器，所述多个发送器同步地发送相同的频率上的并且代表用与由多个发送器发送的信号相同的代码来编码的相同数据的信号，或本发明还适用于被应用于这样的发送器的发送方法。
根据本发明的变型，用于接收的方法包括在形成由发送器所接收的组合后信号的不同信号的发送中对每个发送器的能量贡献的确定。根据本发明的具体实施例，用于接收的方法包括：从所确定的能量贡献，来确定信号接收小于最小阈值(信号被视作太弱)的区域、以及信号接收大于最大阈值(信号被视作太强)的区域。根据本发明的另一实施例，用于接收的方法包括：从所确定的能量贡献，来确定发送器或发送器子集的真实覆盖区域(比所规划的覆盖区域的简单知晓更精确的确定)。根据本发明的变型，该方法包括向一个或多个发送器网络管理者发送代表一个或多个发送器和/或一组或更多组的发送器的能量贡献的信息，所述信息使得管理者因而能够通过添加、撤回和/或位移一个发送器或多个发送器来调节发送器网络，以改善信号发送的覆盖，并且优化发送器。根据变型，在其发送信号毁坏的发送器邻近的若干接收器的性能的统计分析使得能够确定发送器层处的可能问题，因而使发送器网络的维护以及定位错误或错位的一个发送器或多个发送器便利。
根据变型实施例，例如只在子载波或子载波组上、或只在被规则地排布的字段(field)的部分上，只向信号的部分施加所发送的信号的加权。
根据变型，发送器选择发送器或发送器子集中的一些来确定对于每个发送器或子集特定的参数。实际上，为了确定相对地理位置，例如只需要3个发送器以获得接收器的精确定位。
根据另一变型，接收器发送其相对的或绝对的地理位置，并且一个发送器或多个发送器然后根据该接收器地理位置而发送目的在于该接收器的一个或多个具体的服务。

Claims (14)

1.用于由接收器(100)进行的信号的接收的方法，所接收的信号包括由多个发送器(101、102、103)同步地发送的相同的频率上的并且代表用相同的第一代码来编码的相同数据的信号的组合，所述多个发送器中的每个发送器以所确定的功率和相位发送帧，其特征在于该方法包括下列步骤：
-接收(61)包括第一信号和第二信号的组合后信号，
第一信号由第一子集(10)的每个发送器(101、102)发送并用第一复加权系数加权，
第二信号由第二子集(103)的每个发送器(103)发送并用第二复加权系数加权，
至少在第一时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值与至少在第二时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值不同；以及
-从所接收的信号、以及从代表至少第一和第二复加权系数和相关联的时间间隔的信息，来确定(62)对于第一子集(10)或对于第二子集(103)特定的参数。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于其包括区分从第一编码和从不同于第一编码的第二编码产生的信号的步骤，所述第一编码向由至少第一天线发送的数据施加，所述第二编码向由至少第二天线发送的数据施加，
第一和第二发送器分别包括至少第一天线和至少第二天线、或包括至少第一和第二天线的发送器。
3.根据权利要求1至2中的任一项的方法，其特征在于其包括确定组合后信号中第一子集(10)和/或第二子集(103)的具体贡献的步骤(82)。
4.根据权利要求1至2中任一项的方法，其特征在于其包括由接收器接收代表至少第一和第二复加权系数和相关联的时间间隔的信息的步骤(72)。
5.根据权利要求1至2中任一项的方法，其特征在于该方法包括从合并后信号和对于至少一个子集特定的参数来确定该至少一个子集的能量贡献的步骤(83)。
6.根据权利要求1至2中任一项的方法，其特征在于其包括步骤：
-从合并后信号和对于该至少两个子集特定的参数来确定(92)分别在该至少两个子集和该接收器之间发送的信号的传播时间差；
-确定(93)关于接收器相对该至少两个子集的位置。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于其进一步包括步骤：
接收(91)代表至少两个子集的发送器的地理位置的信息；
确定(93)接收器的地理位置。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于其包括发送接收器的位置的步骤。
9.用于由多个发送器(101、102、103)同步地发送相同的频率上的并且代表用相同的第一代码来编码的相同数据的信号的方法，每个发送器以所确定的功率和相位发送帧，其特征在于第一子集(10)的每个发送器(101、102)发送用第一加权系数加权的第一信号，
并且其特征在于第二子集(103)的每个发送器(103)发送用第二复加权系数加权的第二信号，
至少在第一时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值与至少在第二时间间隔中的第一和第二复加权系数的比值不同。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于以循环方式在时间上指派所述加权系数。
11.根据权利要求9至10中任一项的方法，其特征在于所述多个发送器(101、102、103)中的至少一个发送器接收修改对由所述至少一个发送器发送的信号加权的复加权系数的请求。
12.根据权利要求9至10中任一项的方法，其特征在于至少第一加权系数或第二加权系数修改包括至少两个天线的第一或第二子集的至少一个发送器的至少第一天线的发送功率，分别向所述发送器的至少一个第二天线传送向第一天线施加的功率的差，以使所述发送器的整体发送功率恒定。
13.根据权利要求9至10中任一项的方法，其特征在于第一加权系数在第一时间间隔中取零值，并且在第二时间间隔中取非零值。
14.根据权利要求9至10中任一项的方法，其特征在于第一加权系数在第一时间间隔中取所确定的值，并且在第二时间间隔中取相反值。
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