CN101841495A - 一种用于上行协作多点传输用户数据的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了上行渐进式多点协作MIMO处理方案。协作处理管理设备判断是否需要向同一个CoMP簇中的相邻基站发送ACK或NACK消息；当需要向相邻基站发送ACK消息，则其向该CoMP簇中的所有还未参与联合的相邻基站发送ACK消息，以通知各个相邻基站不需要向协作处理管理设备发送用户数据；当需要向相邻基站发送NACK消息，则其向该CoMP簇中的还未参与联合的至少一个相邻基站发送NACK消息，以通知该至少一个相邻基站向协作处理管理设备发送用户数据；协作处理管理设备根据本链路获取的用户数据以及来自该至少一个相邻基站的用户数据进行联合检测与合并。采用本发明的方案，节省回传开销，并降低系统实现的复杂度。

Description

一种用于上行协作多点传输用户数据的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信网络，尤其涉及无线协作多点传输通信网络。
背景技术
协作多点传输技术(Cooperative Multi-Point transmission/reception，CoMP)已经被LTE-Advanced(Long TermEvolution-Advanced)接受，作为一种提高小区平均和边缘吞吐量的方案。
在现有的上行传输中，至少有以下两种CoMP联合信号处理的实现方式：
1)网络MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)
在相干的联合检测的网络MIMO(network MIMO)中，信道状态信息和数据都需要发送至协作多点传输管理设备，其复杂度非常大，因而未被IEEE802.16m所采纳，这种网络MIMO的方式更适合于在基站的内部，例如一个基站的不同的扇区之间实现。
2)协作MIMO
多小区协作MIMO，采用非相干的分布式的小区间干扰抑制，相邻基站仅需要向协作多点传输管理设备发送数据，而不需要向其发送信道状态信息。该方案因为仅需要在基站之间交互数据，而不需要交互信道信息而降低了系统复杂度。但是，仍需要在基站之间交互数据信息，仍会造成大量的回传开销。
所谓回传(backhaul)，指的是基站与基站之间的回传网络，基站与基站之间可以通过光缆连接，也可以通过微波连接等方式交互数据和/或信令。
具体地，在现有的CoMP方案中，根据不同的检测策略(相干检测或非相干检测)以及CoMP策略(相邻基站是否需要对接收到的信号进行预处理)，相邻基站将数据和信道状态信息，或者数据发送至服务基站，然后再由服务基站根据来自相邻基站的数据和信道状态信息或者数据，进行联合检测与合并。
上述的CoMP上行数据的传输方案造成了大量的回传开销，并且，因为服务基站需要联合CoMP簇中的所有相邻小区进行联合检测和合并，增加了联合处理复杂度。
发明内容
鉴于现有技术存在上述问题，本发明提出了上行渐进式多点协作MIMO处理方案及其协作处理管理设备，也即协作多点传输管理设备，可以分步骤地实现多点协作联合信号处理，由协作处理管理设备根据数据检测正确与否，判断是否需要向同一个CoMP簇中的其他相邻基站发送ACK或NACK消息；当协作处理管理设备需要向相邻基站发送ACK消息，则其向该CoMP簇中的所有相邻基站发送ACK消息，用于通知各个相邻基站不需要向协作处理管理设备发送用户数据；当协作处理管理设备需要向相邻基站发送NACK消息，则其向该CoMP簇中的至少一个相邻基站发送NACK消息，用于通知该至少一个相邻基站需要向协作处理管理设备发送用户数据；该至少一个相邻基站根据来自协作处理管理设备的NACK消息，再向协作处理管理设备发送用户数据，协作处理管理设备再根据本协作处理管理设备获取的用户数据以及来自该至少一个相邻基站的用户数据进行联合检测与合并。
根据本发明的第一方面，提出了一种上行渐进式多点协作MIMO处理方案，可以分步骤地实现多点协作联合信号处理，其中，提供了一种在协作多点传输网络的协作多点传输管理设备中用于控制上行多点传输移动站的用户数据的方法，其中，一个CoMP簇中一个或多个相邻基站协同所述协作多点传输管理设备为所述移动站服务，包括以下步骤：判断是否需要向所述一个或多个相邻基站中的至少一个发送第一肯定确认消息或第一否定确认消息；当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一肯定确认消息时，将所述第一肯定消息发送至所述一个或多个中的所有相邻基站，其中，所述第一肯定确认消息用于指示所述所有相邻基站不需要向所述协作多点传输管理设备发送所述相邻基站所获取的用户数据。
根据本发明的第二方面，提供了一种在协作多点传输网络的相邻基站中用于协同协作多点传输管理设备进行上行多点传输移动站的用户数据的方法，包括以下步骤：判断是否接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息或否定确认消息；当接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息，丢弃所述用户数据。
根据本发明的第三方面，提供了一种在协作多点传输网络的协作多点传输管理设备中用于控制上行多点传输移动站的用户数据的管理装置，其中，一个或多个相邻基站协同所述协作多点传输管理设备为所述移动站服务，包括：第一判断装置，用于判断是否需要向所述一个或多个相邻基站中的至少一个发送第一肯定确认消息或第一否定确认消息；第一发送装置，用于当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一肯定确认消息时，将所述第一肯定消息发送至所述一个或多个中的所有相邻基站，其中，所述第一肯定确认消息用于指示所述所有相邻基站不需要向所述协作多点传输管理设备发送所述相邻基站所获取的用户数据。
根据本发明的第四方面，提供了一种在协作多点传输网络的相邻基站中用于协同协作多点传输管理设备进行上行多点传输移动站的用户数据的辅助装置，包括：第二判断装置，用于判断是否接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息或否定确认消息；清除装置，用于当接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息，丢弃所述用户数据。
采用本发明提供的技术方案的优点如下：
-提供了一种灵活的协作多点传输机制，可以按照渐进的方式来实现协作多点多输入多输出MIMO，在协作多点仅仅引入HARQ的ACK/NACK信息，从而在不降低系统性能的前提下，可以有效地减少协作多点传输所需要的回传开销；
-当服务基站能够正确检测出用户数据时，可以避免服务基站与相邻基站之间通过回传交互数据，因而节省了回传开销；
-如果服务基站基于本地检测，或者联合了若干个相邻基站后进行联合检测后已经可以正确解出用户数据，就可以避免不必要的联合了更多基站的联合检测，因而降低了联合处理复杂度。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1示出了本发明的一个具体应用场景的网络拓扑结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个具体实施例的服务基站1a的方法流程图；
图3示出了根据本发明的一个具体实施例的基站1b的方法流程图；
图4示出了根据本发明的一个变化具体实施例的基站1b的方法流程图；
图5示出了根据本发明的一个具体实施例的装置框图。
其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。
具体实施方式
图1示出了本发明的一个具体应用场景的网络拓扑结构示意图。其中，基站1a为移动站2a的服务基站，基站1b和基站1c为基站1a的相邻基站，用于协作服务基站1a服务移动站2a。在本发明中的服务基站1a既完成数据业务的处理与传输，同时负责协作多点传输的控制功能，相当于协作多点传输管理设备。图1还示出了基站1a、基站1b和基站1c分别与移动站2a之间的通信链路，用闪电符号表示。3a表示基站1a与移动站2a之间的通信链路，3b表示基站1b与移动站2a之间的通信链路，3c表示基站1c与移动站2a之间的通信链路，其中，链路3a是服务基站1a与移动站2a之间的通信链路，因此是移动站2a的服务无线链路(serving radio link)，而链路3b和3c均为非服务无线链路(non-serving radio link)。
图2示出了根据本发明的一个具体实施例的服务基站1a的流程图，以下，参照图2，并结合图1，对本发明的服务基站1a的一个具体实施例进行详细的描述。
首先定义CoMP小区簇。如果一个移动站处于小区的边缘，多个基站可以接收到来自该移动站的信号，则根据它们与移动站的无线位置，该多个基站就构成了该移动站的CoMP小区簇。其中，多个基站中既包括该移动站的服务基站，也包括该服务基站的相邻基站。
在步骤S10中，服务基站1a本地检测用户数据。
-如果基站1a在该时刻仅需要检测移动站2a的用户数据，也即，基站1a在该时刻仅为移动站2a服务，则对应的基站1a的检测方式是单用户检测，在传统的单用户接收机中，对每个单用户采用匹配相关分别检测出各自的信号。例如，服务基站1a可以采用最大比合并算法(Maximum Ratio Combining)对用户数据进行检测。
-如果基站1a在同一时刻需要检测多个移动站的用户数据，例如，既包括小区内的多个移动站，或还可以包括跨小区的移动站，例如，在小区边缘的移动站2a，则基站1a采用多用户检测的方式。所谓多用户检测，是对每个单用户都利用多个用户的信息去实现接收或数据检测。多用户检测技术充分利用基站多天线系统与各用户传输天线的相关信道信息，通过联合检测来获得单个用户的信息，从而获得最佳的判决效果。例如，服务基站1a可以采用的最小方均误差检测算法(MMSE Detection，Minimum Mean Square ErrorDetection)，或最小方均误差-串行干扰抵消算法(MMSE-SICDetection，Minimum Mean Square Error Detection-SuccessiveInterference Cancellation)、解相关检测算法(Decorrelating Detection)也称为迫零多用户检测(ZF MUD，Zero-Forcing Multiple UserDetection)、并行干扰抵消算法(Parallel Interference Cancellation)或解相关判决反馈(DDF，Decorrelating Decision Feedback)、最佳多用户检测，也即最大似然序列估计(MLSE，Maximum LikelihoodSequence Estimation)。当然，基站1a所采用的检测方式不仅仅局限于上述的几种方式，基站1a还可以采用其他检测方式。
然后，基站1a对检测的数据进行校验，检测的结果包括以下两种情形：
情形一：ACK
如果基站1a对检测出的数据进行校验，例如采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)的方式，校验结果是正确的，即基站1a能够正确解出用户数据，则该方法进入步骤S12’，基站1a向所有相邻基站1b和1c发送肯定确认消息(Acknowledge，ACK)，该ACK消息用于指示相邻基站1b和1c不需要向基站1a发送相邻基站1b和1c所获取的用户数据。
然后，该方法进入步骤S13’，基站1a结束本次混合自动重传(HARQ，Hybrid Automatic Repeat reQuest)传输。
如果HARQ重传机制支持的是同步重传，则基站1a等到预先定义的时隙到来时再向移动站2a传输ACK消息，在另一个实施例中，如果基站支持的是异步的HARQ重传机制，即允许来自基站的ACK或者NACK消息可以在非预先设定的时间到达移动站2a，则基站1a可以在判断出正确接收移动站2a的数据后，立即向移动站发送ACK消息，则移动站可以相应地调整其发送数据的时隙，以进一步地减小延迟(latency)。
情形二：NACK
如果基站1a对检测出的数据进行校验，例如采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)的方式，校验结果是错误的，则该方法进入步骤S12，基站1a向该CoMP小区簇中的所有相邻基站1b和1c发送否定确认消息(Not Acknowledge，NACK)，该NACK消息用于指示相邻基站1b和1c均需要向基站1a发送相邻基站1b和1c所获取的用户数据。
然后，该方法进入步骤S13，基站1a接收来自基站1b和基站1c的用户数据。
以下，针对相干检测和非相干检测两种不同的检测方式，对来自基站1b和基站1c的用户数据所包含的具体内容分别进行描述如下：
Figure B2009100477151D0000071
相干检测：
如果该CoMP网络支持的是相干检测，则基站1a所获取的来自基站1b和基站1c的用户数据就应该包括至少以下两部分：数据和信道状态信息。
-该数据可以是经过信号预处理的信号符号量化值，也可以是原始数据的采样值。
-信道状态信息为基站1b和基站1c分别根据来自移动站的导频信息，分别估计出的信道状态信息。
Figure B2009100477151D0000072
非相干检测：
如果该CoMP网络支持的是非相干检测，则基站1a所获取的来自基站1b和基站1c的用户数据就应该包括：软比特信息。
该软比特信息为基站1b和基站1c的Turbo译码器的输出信息。
然后，该方法进入步骤S14，基站1a根据本地检测的用户数据和来自基站1b和2c的数据进行联合检测和合并。
Figure B2009100477151D0000073
对于相干检测，有两种不同情形：
1)基站1a接收到来自基站1b和1c的各自检测到的移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值，因此，基站1a根据来自移动站2a的导频信息所估计出的本基站1a与移动站2a之间的信道状态信息，基站1b所报告的基站1b与移动站2a之间的信道状态信息，基站1c所报告的基站1c与移动站2a之间的信道状态信息以及本地检测的来自移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值，基站1b和2c分别报告的各自检测到的移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值进行联合检测和合并；
2)或者，基站1接收到来自基站1b和1c分别报告的各自获取到的移动站2a的原始数据的采样值，因此，基站1a根据来自移动站2a的导频信息所估计出的本基站1a与移动站2a之间的信道状态信息，基站1b所报告的基站1b与移动站2a之间的信道状态信息，基站1c所报告的基站1c与移动站2a之间的信道状态信息以及本地获取的来自移动站2a的原始数据的采样值，以及基站1b和1c分别报告的各自获取到的移动站2a的原始数据的采样值进行联合检测和合并。
对于相干检测的上述情形1)和2)，如果是单用户检测，该联合检测和合并可以采用MRC算法，如果对于多用户检测，该联合检测和合并可以采用MMSE算法或者MMSE-SIC算法。当然，联合检测和合并的算法并不限于上述的例子。
Figure B2009100477151D0000081
对于非相干检测：
基站1a根据来自基站1b和基站1c的软比特信息以及基站1a对接收到的移动站2a进行信号处理后所生成的软比特信息进行软比特合并。
如果HARQ重传支持异步重传，则若基站1a合并了来自相邻基站1b和1c所报告的移动站2a的用户数据后解出或仍未能正确解出用户数据，则在步骤S15中，基站1a根据联合检测与合并的结果，生成的ACK或NACK消息；然后，在步骤S16中，基站1a立即将该ACK或NACK消息发送至移动站2a，以触发常规的HARQ重传或者新的数据的发送，而不需要等到特定的时隙的到来；
若基站1a支持严格同步的HARQ重传机制，则等到特定的ACK/NACK报告的时隙到来时，基站1a才能够进入步骤S16，向移动站2a发送ACK或NACK消息；
以上为对服务基站1a的方法所进行的详细的描述，以下，从相邻基站的角度，对本发明的具体实施例进行描述，可以理解，因为相邻基站所进行的操作基本类似，因此，我们仅对基站1b进行描述，对基站1c所进行的操作，因与基站1b所进行的操作类似，因此在此不予赘述。参照图3，对根据本发明的一个实施例的基站1b的一个具体实施例进行详细的描述。
首先，在步骤S20中，基站1b判断是否接收到来自发送基站1a的ACK或NACK。
若基站1b判断接收到来自基站1a的ACK消息，则该方法进入步骤S21’，基站1b清除缓存的移动站2a的用户数据；
若基站1b判断接收到来自基站1a的NACK消息，则该方法进入步骤S21，基站1b向基站1a发送移动站2a的用户数据，根据检测方式的不同，用户数据所包含的内容也不同，具体地，可以分为至少以下两种情形：
Figure B2009100477151D0000091
相干检测：
如果该CoMP网络支持的是相干检测，基站1b向基站1a所发送的用户数据就应该包括至少以下两部分：数据和信道状态信息。
-该数据可以是经过信号预处理，例如干扰抵消处理的信号符号量化值，该信号符号量化值是经过了信道检测后的输出；
也可以是原始数据的采样值，也即，数模转换器(Analog-DigitalConverter，ADC)的输出基带采样符号，该采用符号是未经过基站1b检测处理的原始的输出数据。
-信道状态信息为基站1b根据来自移动站2a的导频信息，所估计出的移动站2a到基站1b信道状态信息。
Figure B2009100477151D0000092
非相干检测：
如果该CoMP网络支持的是非相干检测，则基站1b向基站1a所发送的用户数据为软比特信息，该软比特信息是经过了信道检测后的输出。
该软比特信息为基站1b接收到的信号经过ADC、信道估计(Channel Estimation)、均衡(EQ，Equalization)，解调(Demodulating)以及Turbo译码器后的输出的软比特信息，所谓软比特信息，是软判决得到的多位信息，是相对于硬判决的0和1一位比特信息。
在基站1b向基站1a发送用户数据后，该方法进入步骤S22，基站1b清除缓存的移动站2a的用户数据。
上述基站1a的实施例中，在步骤S11中，当基站1a判断需要发送NACK消息时，其向该CoMP簇中的所有相邻基站1b和1c均发送NACK消息，用于通知基站1b和基站1c均发送用户数据，以便于基站1a根据多个基站分别采集的用户数据，进行联合检测与合并，在一个变化的实施例中，我们将描述一种渐进式(progressive)联合检测与合并的方式，也即，服务基站1a逐个或者逐多个地请求相邻基站发送各自采集的用户数据参与到联合检测与合并之中。
以下，参照图4，对该变化的实施例进行具体的描述。因步骤S30、步骤S31、步骤S32’和步骤S33’分别与上文中已进行描述的步骤S10、步骤S11、步骤S12’和步骤S13’近似，因此，在此不予赘述。
在步骤S31中，若基站1a判断需要向相邻基站发送NACK消息，基站1a选择向移动站2a所在的CoMP簇中的一个或多个基站发送NACK消息。
基站1a的选择策略至少包括以下两种：
I)根据位置相关信息
在移动站2a进行测距(ranging)时，包括移动站2a接入时的初始测距(initial ranging)或者周期性测距(periodical ranging)，或者切换测距(handover ranging)，移动站2a可以测量本移动站相对于个各个基站的位置关系，并将位置相关信息报告给服务基站1a。则服务基站1a可以选择距离移动站2a最近的一个或多个相邻基站发送NACK消息，用于指示该一个或多个相邻基站向本服务基站1a发送用户数据。在本实施例中，基站1b距离移动站2a最近，其与移动站2a之间的信号强度最强，因此，服务基站1a向基站1b发送NACK消息，用于指示基站1b发送用户数据。
此处，服务基站1a未向基站1c发送NACK消息，因而，基站1c不会向服务基站1a发送用户数据，因而避免了backhaul的开销。
II)根据排列的序号
基站1a可以随机地为邻基站选择需要，例如，邻基站1b为序号0，邻基站1c为序号1，依次类推。
然后，基站1a按照序号从小到大的顺序，或者从大到小的顺序，选择基站1a可以联合的相邻基站，在本实施例中，基站1a先联合了基站1b。
然后，该方法进入步骤S34，基站1a根据来自基站1a的用户数据和来自基站1b的用户数据进行联合检测与合并。因该步骤与在上文中已描述的步骤S14类似，因此，在此不予赘述。
然后，该方法进入步骤S35，基站1a判断是否能正确解出用户数据。该判断的步骤与上文中已描述的步骤S11近似，因此，在此不予赘述。
当基站1a判断需要发送ACK消息时，在步骤S36’中，基站1a向该CoMP簇中的所有未参与联合的其他相邻基站均发送ACK消息，例如，在该实施例中，基站1a向未参与联合的其它相邻基站1c发送ACK消息，然后，在步骤S37’中，完成本次HARQ传输。
当基站1a判断需要发送NACK消息时，基站1a进一步需要判断向哪些基站发送NACK消息。基站1a需要向一个或多个未参与联合，也即，未向基站1a发送过数据的其他相邻基站发送NACK消息，以通知该一个或多个未向基站1a发送过数据的其他相邻基站发送各自获取的用户数据以便于本服务基站1a进行联合检测与合并。基站1a的选择相邻基站发送用户数据的策略在上文中已经进行了描述，因此，在此不予赘述。例如，在该步骤中，基站1a选取了基站1c发送其获取的用户数据，也即，基站1a向基站1c发送NACK消息。
然后，在步骤S37中，基站1a接收到来自基站1c的用户数据，然后，在步骤S38中，基站1a根据来自基站1a的用户数据和来自相邻基站1b和1c的用户数据进行联合检测与合并。
然后该方法重复执行步骤S35以及后续步骤，直至满足了以下任一项预定条件：
-基站1a联合了为移动站2a服务的所有相邻基站进行联合检测和合并；
-基站1a联合了为移动站2a服务的部分相邻基站进行联合检测和合并，并且正确检测出用户数据，例如，校验通过；
-到了向移动站2a发送ACK或NACK消息的时刻，例如，对于同步的HARQ重传基站，严格规定了各个基站向移动站发送NACK或ACK消息的时刻，到了该时刻，如果基站1a仍未能正确解出用户数据，其需要向移动站2a发送NACK消息；若解出用户数据，基站1a向移动站2a发送ACK消息。
在上述各个实施例中，我们以协作多点传输管理设备包括服务基站为例进行描述。当然，协作多点传输管理设备还可以是中心处理单元，用于管理协作多点传输的信令和数据交互。
图5示出了根据本发明的一个具体实施例的装置框图，以下，参照图5，并结合图1，对本发明的服务基站1a和相邻基站1b的装置实施例进行详细的描述。
其中，服务基站1a包括管理装置10，管理装置10中包括第一判断装置100、第一发送装置101、接收装置102以及合并装置103。
其中，相邻基站1b和1c中包括辅助装置20，辅助装置20还包括第二判断装置200、清除装置201和第二发送装置202。
首先定义CoMP小区簇。如果一个移动站处于小区的边缘，多个基站可以接收到来自该移动站的信号，则根据它们与移动站的无线位置，该多个基站就构成了该移动站的CoMP小区簇。其中，多个基站中既包括该移动站的服务基站，也包括该服务基站的相邻基站。
服务基站1a本地检测用户数据。
-如果基站1a在该时刻仅需要检测移动站2a的用户数据，也即，基站1a在该时刻仅为移动站2a服务，则对应的基站1a的检测方式是单用户检测，在传统的单用户接收机中，对每个单用户采用匹配相关分别检测出各自的信号。例如，服务基站1a可以采用最大比合并算法(Maximum Ratio Combining)对用户数据进行检测。
-如果基站1a在同一时刻需要检测多个移动站的用户数据，例如，既包括小区内的多个移动站，或还可以包括跨小区的移动站，例如，在小区边缘的移动站2a，则基站1a采用多用户检测的方式。所谓多用户检测，是对每个单用户都利用多个用户的信息去实现接收或数据检测。多用户检测技术充分利用基站多天线系统与各用户传输天线的相关信道信息，通过联合检测来获得单个用户的信息，从而获得最佳的判决效果。例如，服务基站1a可以采用的最小方均误差检测算法(MMSE Detection，Minimum Mean Square ErrorDetection)，或最小方均误差-串行干扰抵消算法(MMSE-SICDetection，Minimum Mean Square Error Detection-SuccessiveInterference Cancellation)、解相关检测算法(Decorrelating Detection)也称为迫零多用户检测(ZF MUD，Zero-Forcing Multiple UserDetection)、并行干扰抵消算法(Parallel Interference Cancellation)或解相关判决反馈(DDF，Decorrelating Decision Feedback)、最佳多用户检测，也即最大似然序列估计(MLSE，Maximum LikelihoodSequence Estimation)。当然，基站1a所采用的检测方式不仅仅局限于上述的几种方式，基站1a还可以采用其他检测方式。
然后，基站1a对检测的数据进行校验，检测的结果包括以下两种情形：
情形一：ACK
如果第一判断装置100对检测出的数据进行校验，例如采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)的方式，校验结果是正确的，即基站1a能够正确解出用户数据，则第一发送装置101向所有相邻基站1b和1c发送肯定确认消息(Acknowledge，ACK)，该ACK消息用于指示相邻基站1b和1c不需要向基站1a发送相邻基站1b和1c所获取的用户数据。
然后，基站1a结束本次混合自动重传(HARQ，Hybrid AutomaticRepeat reQuest)传输。
如果HARQ重传机制支持的是同步重传，则基站1a等到预先定义的时隙到来时再向移动站2a传输ACK消息，在另一个实施例中，如果基站支持的是异步的HARQ重传机制，即允许来自基站的ACK或者NACK消息可以在非预先设定的时间到达移动站2a，则基站1a可以在判断出正确接收移动站2a的数据后，立即向移动站发送ACK消息，则移动站可以相应地调整其发送数据的时隙，以进一步地减小延迟(latency)。
情形二：NACK
如果第一判断装置100对检测出的数据进行校验，例如采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)的方式，校验结果是错误的，则第一发送装置101向该CoMP小区簇中的所有相邻基站1b和1c发送否定确认消息(Not Acknowledge，NACK)，该NACK消息用于指示相邻基站1b和1c均需要向基站1a发送相邻基站1b和1c所获取的用户数据。
然后，基站1b的第二判断装置200判断是否接收到来自发送基站1a的ACK或NACK。
若第二判断装置200判断接收到来自基站1a的ACK消息，清除装置201清除缓存的移动站2a的用户数据；
若第二判断装置200判断接收到来自基站1a的NACK消息，第二发送装置202向基站1a发送移动站2a的用户数据，根据检测方式的不同，用户数据所包含的内容也不同，具体地，可以分为至少以下两种情形：
Figure B2009100477151D0000141
相干检测：
如果该CoMP网络支持的是相干检测，第二发送装置202向基站1a所发送的用户数据就应该包括至少以下两部分：数据和信道状态信息。
-该数据可以是经过信号预处理，例如干扰抵消处理的信号符号量化值，该信号符号量化值是经过了信道检测后的输出；
也可以是原始数据的采样值，也即，数模转换器(Analog-DigitalConverter，ADC)的输出基带采样符号，该采用符号是未经过基站1b检测处理的原始的输出数据。
-信道状态信息为基站1b根据来自移动站2a的导频信息，所估计出的移动站2a到基站1b信道状态信息。
Figure B2009100477151D0000151
非相干检测：
如果该CoMP网络支持的是非相干检测，则基站1b向基站1a所发送的用户数据为软比特信息，该软比特信息是经过了信道检测后的输出。
该软比特信息为基站1b接收到的信号经过ADC、信道估计(Channel Estimation)、均衡(EQ，Equalization)，解调(Demodulating)以及Turbo译码器后的输出的软比特信息，所谓软比特信息，是软判决得到的多位信息，而不仅仅局限于硬判决的0和1一位比特信息。
在第二发送装置202向基站1a发送用户数据后，基站1b清除缓存的移动站2a的用户数据。
然后，基站1a的接收装置102接收来自基站1b和基站1c的用户数据。
以下，针对相干检测和非相干检测两种不同的检测方式，对来自基站1b和基站1c的用户数据所包含的具体内容分别进行描述如下：
相干检测：
如果该CoMP网络支持的是相干检测，则接收装置102所获取的来自基站1b和基站1c的用户数据就应该包括至少以下两部分：数据和信道状态信息。
-该数据可以是经过信号预处理的信号符号量化值，也可以是原始数据的采样值。
-信道状态信息为基站1b和基站1c分别根据来自移动站的导频信息，分别估计出的信道状态信息。
Figure B2009100477151D0000161
非相干检测：
如果该CoMP网络支持的是非相干检测，则接收装置102所获取的来自基站1b和基站1c的用户数据就应该包括：软比特信息。
该软比特信息为基站1b和基站1c的Turbo译码器的输出信息。
然后，合并装置103根据本地检测的用户数据和来自基站1b和2c的数据进行联合检测和合并。
Figure B2009100477151D0000162
对于相干检测，有两种不同情形：
1)接收装置102接收到来自基站1b和1c的各自检测到的移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值，因此，合并装置103根据来自移动站2a的导频信息所估计出的本基站1a与移动站2a之间的信道状态信息，基站1b所报告的基站1b与移动站2a之间的信道状态信息，基站1c所报告的基站1c与移动站2a之间的信道状态信息以及本地检测的来自移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值，基站1b和2c分别报告的各自检测到的移动站2a的经过信号预处理的信号符号量化值进行联合检测和合并；
2)或者，基站1接收到来自基站1b和1c分别报告的各自获取到的移动站2a的原始数据的采样值，因此，合并装置103根据来自移动站2a的导频信息所估计出的本基站1a与移动站2a之间的信道状态信息，基站1b所报告的基站1b与移动站2a之间的信道状态信息，基站1c所报告的基站1c与移动站2a之间的信道状态信息以及本地获取的来自移动站2a的原始数据的采样值，以及基站1b和1c分别报告的各自获取到的移动站2a的原始数据的采样值进行联合检测和合并。
对于相干检测的上述情形1)和2)，如果是单用户检测，合并装置103所采用的联合检测和合并可以采用MRC算法，如果对于多用户检测，合并装置103所采用的联合检测和合并可以采用MMSE算法或者MMSE-SIC算法。当然，联合检测和合并的算法并不限于上述的例子。
Figure B2009100477151D0000171
对于非相干检测：
合并装置103根据来自基站1b和基站1c的软比特信息以及基站1a对接收到的移动站2a进行信号处理后所生成的软比特信息进行软比特合并。
如果HARQ重传支持异步重传，则若合并装置103所采用的合并了来自相邻基站1b和1c所报告的移动站2a的用户数据后解出或仍未能正确解出用户数据，则基站1a根据联合检测与合并的结果，生成的ACK或NACK消息；然后，基站1a立即将该ACK或NACK消息发送至移动站2a，以触发常规的HARQ重传或者新的数据的发送，而不需要等到特定的时隙的到来；
若基站1a支持严格同步的HARQ重传机制，则等到特定的ACK/NACK报告的时隙到来时，基站1a才能够向移动站2a发送ACK或NACK消息；
上述基站1a的实施例中，第一判断装置100判断需要发送NACK消息时，第一发送装置101向该CoMP簇中的所有相邻基站1b和1c均发送NACK消息，用于通知基站1b和基站1c均发送用户数据，以便于基站1a根据多个基站分别采集的用户数据，进行联合检测与合并。在一个变化的实施例中，我们将描述一种渐进式(progressive)联合检测与合并的方式，也即，服务基站1a逐个或者逐多个地请求相邻基站发送各自采集的用户数据参与到联合检测与合并之中。
仍参照图5，若基站1a中的第一判断装置100判断需要向相邻基站发送NACK消息，基站1a选择向移动站2a所在的CoMP簇中的一个或多个基站发送NACK消息。
基站1a的选择策略至少包括以下两种：
I)根据位置相关信息
在移动站2a进行测距(ranging)时，包括移动站2a接入时的初始测距(initial ranging)或者周期性测距(periodical ranging)，或者切换测距(handover ranging)，移动站2a可以测量本移动站相对于个各个基站的位置关系，并将位置相关信息报告给服务基站1a。则服务基站1a可以选择距离移动站2a最近的一个或多个相邻基站发送NACK消息，用于指示该一个或多个相邻基站向本服务基站1a发送用户数据。在本实施例中，基站1b距离移动站2a最近，其与移动站2a之间的信号强度最强，因此，服务基站1a向基站1b发送NACK消息，用于指示基站1b发送用户数据。
此处，服务基站1a未向基站1c发送NACK消息，因而，基站1c不会向服务基站1a发送用户数据，因而避免了backhaul的开销。
II)根据排列的序号
基站1a可以随机地为邻基站选择需要，例如，邻基站1b为序号0，邻基站1c为序号1，依次类推。
然后，基站1a按照序号从小到大的顺序，或者从大到小的顺序，选择基站1a可以联合的相邻基站，在本实施例中，基站1a先联合了基站1b。
然后，合并装置103根据来自基站1a的用户数据和来自基站1b的用户数据进行联合检测与合并。因为合并装置103所执行的操作在上文中已进行描述，因此，在此不予赘述。
然后，第一判断装置100判断是否能正确解出用户数据。因为第一判断装置100所执行的操作在上文中已进行描述，因此，在此不予赘述。
当第一判断装置100判断需要发送ACK消息时，第一发送装置101向该CoMP簇中的所有未向基站1a发送过数据的相邻基站均发送ACK消息，例如，在该实施例中，第一发送装置101向基站1c发送ACK消息，然后，基站1a完成本次HARQ传输。
当第一判断装置100判断需要发送NACK消息时，第一判断装置100进一步需要判断向哪些基站发送NACK消息。第一发送装置101需要向一个或多个未向基站1a发送过数据的其他相邻基站发送NACK消息，以通知该一个或多个未向基站1a发送过数据的其他相邻基站发送各自获取的用户数据以便于本服务基站1a进行联合检测与合并。基站1a的选择相邻基站发送用户数据的策略在上文中已经进行了描述，因此，在此不予赘述。例如，基站1a选取了基站1c发送其获取的用户数据。
然后，接收装置102接收到来自基站1c的用户数据，然后，合并装置103根据来自基站1a的用户数据和来自相邻基站1b和1c的用户数据进行联合检测与合并。
然后第一判断装置100、第一发送装置110、接收装置102以及合并装置103重复执行各自的操作，直至满足了以下任一项预定条件：
-基站1a联合了为移动站2a服务的所有相邻基站进行联合检测和合并；
-基站1a联合了为移动站2a服务的部分相邻基站进行联合检测和合并，并且正确检测出用户数据，例如，校验通过；
-到了向移动站2a发送ACK或NACK消息的时刻，例如，对于同步的HARQ重传基站，严格规定了各个基站向移动站发送NACK或ACK消息的时刻，到了该时刻，如果基站1a仍未能正确解出用户数据，其需要向移动站2a发送NACK消息；若解出用户数据，基站1a向移动站2a发送ACK消息。
在上述各个实施例中，我们以协作多点传输管理设备包括服务基站为例进行描述。当然，协作多点传输管理设备还可以是中心处理单元，用于管理协作多点传输的信令和数据交互。此外，该协作多点传输管理设备还可以包括用于管理基站内部的不同扇区的服务基站。
性能分析：
在系统仿真中，我们选取的参数可参见公开的Tdoc R1-090770。我们根据post-SINR选取对应的联合调制编码方式(MCS，modul ationand coding selection)，也即，根据为一个CoMP用户服务的CoMP簇中的所有基站的链路与该用户之间的信干噪比之和，选取对应的调制编码方式，因此保证不会带来链路的频谱利用率损失。经过系统的仿真，可以得出经过服务基站的本地检测失败率为0.600968。也即，这种方式可以节省40％的回传开销。
以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内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。

Claims (34)

1.一种在协作多点传输网络的协作多点传输管理设备中用于控制上行多点传输移动站的用户数据的方法，其中，一个或多个相邻基站协同所述协作多点传输管理设备为所述移动站服务，包括以下步骤：
a.判断是否需要向所述一个或多个相邻基站中的至少一个发送第一肯定确认消息或第一否定确认消息；
b.当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一肯定确认消息时，将所述第一肯定消息发送至所述一个或多个中的所有相邻基站，其中，所述第一肯定确认消息用于指示所述所有相邻基站不需要向所述协作多点传输管理设备发送所述相邻基站所获取的用户数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a之后还包括以下步骤：
b’.当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一否定确认消息时，将所述第一否定消息发送至所述至少一个相邻基站，其中，所述第一否定确认消息用于指示所述至少一个相邻基站需要向所述协作多点传输管理设备发送所述至少一个相邻基站所获取的用户数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤a之前还包括：
i1.判断通过本地检测是否可以正确检测出所述用户数据；
i2.若能够正确检测出所述用户数据，判断需要向所述所有相邻基站发送所述第一肯定确认消息；若不能正确检测出所述用户数据，判断需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一否定确认消息。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤b’之后还包括以下步骤：
c’.接收来自所述至少一个相邻基站的用户数据；
d’.根据所述协作多点传输管理设备中的用户数据和来自所述至少一个相邻基站的用户数据进行联合检测和合并。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤d’之后还包括：
e1.判断根据所述联合检测和合并是否可以正确得出所述用户数据；
e2.若能正确得出所述用户数据，判断需要向所有未参与联合的其他相邻基站发送第二肯定确认消息；
e2’.若不能正确得出所述用户数据，判断需要向所述未参与联合的其他相邻基站中的至少一个发送第二否定确认消息；
f.接收来自所述至少一个未参与联合的其他基站的用户数据；
g.将所述至少一个相邻基站和所述至少一个其他基站作为新的至少一个相邻基站，重复步骤d’至g，直至满足预定条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定条件包括以下各项中的任一项：
-联合了为所述移动站服务的所有相邻基站进行联合检测和合并；
-联合了为所述移动站服务的部分相邻基站进行联合检测和合并，并且正确检测出用户数据；
-到了向所述移动站发送肯定确认消息或否定确认消息的时刻。
7.根据权利要求1所述的步骤，所述步骤b还包括：
-向所述移动站发送所述第一肯定确认消息。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述服务基站采用非相干检测的方式，所述用户数据包括软比特信息。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述服务基站采用相干检测的方式，所述用户数据包括信号符号量化值和信道状态信息。
10.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述本地检测包括最大比合并、最小方均误差检测算法或最小方均误差-串行干扰抵消算法、最大似然序列检测算法、解相关检测算法、并行干扰抵消算法或解相关判决反馈。
11.一种在协作多点传输网络的相邻基站中用于协同协作多点传输管理设备进行上行多点传输移动站的用户数据的方法，包括以下步骤：
A.判断是否接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息或否定确认消息；
B.当接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息，丢弃所述用户数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述步骤A之后还包括以下步骤：
B’.当接收到来自所述协作多点传输管理设备的否定确认消息，将所述用户数据发送给所述协作多点传输管理设备，然后丢弃所述用户数据。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述步骤B或所述步骤B’之前还包括以下步骤：
-本地检测来自所述移动站的用户数据。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述服务基站采用非相干检测的方式，所述用户数据包括软比特信息。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述服务基站采用相干检测的方式，所述用户数据包括信号符号量化值和信道状态信息。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述本地检测包括最大比合并、最小方均误差检测算法或最小方均误差-串行干扰抵消算法、最大似然序列检测算法、解相关检测算法、并行干扰抵消算法或解相关判决反馈。
17.一种在协作多点传输网络的协作多点传输管理设备中用于控制上行多点传输移动站的用户数据的管理装置，其中，一个或多个相邻基站协同所述协作多点传输管理设备为所述移动站服务，包括：
第一判断装置，用于判断是否需要向所述一个或多个相邻基站中的至少一个发送第一肯定确认消息或第一否定确认消息；
第一发送装置，用于当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一肯定确认消息时，将所述第一肯定消息发送至所述一个或多个中的所有相邻基站，其中，所述第一肯定确认消息用于指示所述所有相邻基站不需要向所述协作多点传输管理设备发送所述相邻基站所获取的用户数据。
18.根据权利要求17所述的管理装置，其中，所述第一发送装置还用于：
当需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一否定确认消息时，将所述第一否定消息发送至所述至少一个相邻基站，其中，所述第一否定确认消息用于指示所述至少一个相邻基站需要向所述协作多点传输管理设备发送所述至少一个相邻基站所获取的用户数据。
19.根据权利要求17或18所述的管理装置，其中，所述第一判断装置还用于，判断通过本地检测是否可以正确检测出所述用户数据；
-若能够正确检测出所述用户数据，判断需要向所述所有相邻基站发送所述第一肯定确认消息；若不能正确检测出所述用户数据，判断需要向所述至少一个相邻基站发送所述第一否定确认消息。
20.根据权利要求18所述的管理装置，其中，所述管理装置还包括：
接收装置，用于接收来自所述至少一个相邻基站的用户数据；
合并装置，用于根据所述协作多点传输管理设备中的用户数据和来自所述至少一个相邻基站的用户数据进行联合检测和合并。
21.根据权利要求20所述的管理装置，其中，所述第一判断装置还用于，判断根据所述联合检测和合并是否可以正确得出所述用户数据；
-若能正确得出所述用户数据，判断需要向所有未参与联合的一个或多个其他相邻基站发送第二肯定确认消息，所述第一发送装置还用于发送所述第二肯定消息；
-若不能正确得出所述用户数据，判断需要向所述未参与联合的其他相邻基站中的至少一个发送第二否定确认消息，所述第一发送装置还用于发送所述第二否定消息；
所述接收装置还用于，接收来自所述至少一个未参与联合的其他基站的用户数据；
所述合并装置还用于，将所述至少一个相邻基站和所述至少一个其他基站作为新的至少一个相邻基站，重复第一判断装置、第一发送装置、接收装置和合并装置所执行的操作，直至满足预定条件。
22.根据权利要求21所述的管理装置，其中，所述预定条件包括以下各项中的任一项：
-联合了为所述移动站服务的所有相邻基站进行联合检测和合并；
-联合了为所述移动站服务的部分相邻基站进行联合检测和合并，并且正确检测出用户数据；
-到了向所述移动站发送肯定确认消息或否定确认消息的时刻。
23.根据权利要求17所述的管理装置，所述第一发送装置还用于：
-向所述移动站发送所述第一肯定确认消息。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的管理装置，其中，所述服务基站采用非相干检测的方式，所述用户数据包括软比特信息。
25.根据权利要求17至23中任一项所述的管理装置，其中，所述服务基站采用相干检测的方式，所述用户数据包括信号符号量化值和信道状态信息。
26.根据权利要求20至22中任一项所述的管理装置，其中，所述本地检测包括最大比合并、最小方均误差检测算法或最小方均误差-串行干扰抵消算法、最大似然序列检测算法、解相关检测算法、并行干扰抵消算法或解相关判决反馈。
27.一种在协作多点传输网络的相邻基站中用于协同协作多点传输管理设备进行上行多点传输移动站的用户数据的辅助装置，包括：
第二判断装置，用于判断是否接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息或否定确认消息；
清除装置，用于当接收到来自所述协作多点传输管理设备的肯定确认消息，丢弃所述用户数据。
28.根据权利要求27所述的辅助装置，其中，所述辅助装置还包括：
第二发送装置，用于当接收到来自所述协作多点传输管理设备的否定确认消息，将所述用户数据发送给所述协作多点传输管理设备，然后丢弃所述用户数据。
29.根据权利要求27或28所述的辅助装置，其中，所述辅助装置还包括：
检测装置，用于本地检测来自所述移动站的用户数据。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的辅助装置，其中，所述服务基站采用非相干检测的方式，所述用户数据包括软比特信息。
31.根据权利要求27至29中任一项所述的辅助装置，其中，所述服务基站采用相干检测的方式，所述用户数据包括信号符号量化值和信道状态信息。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的辅助装置，其中，所述本地检测包括最大比合并、最小方均误差检测算法或最小方均误差-串行干扰抵消算法、最大似然序列检测算法、解相关检测算法、并行干扰抵消算法或解相关判决反馈。
33.一种协作多点传输管理设备，包括根据权利要求17至26中任一项所述的用于控制上行多点传输移动站的用户数据的管理装置。
34.一种基站，包括根据权利要求27至32中任一项所述的用于协同协作多点传输管理设备进行上行多点传输移动站的用户数据的辅助装置。
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