CN102710306A - 一种实现分集传输的方法、装置及网络侧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现分集传输的方法、装置及网络侧设备，包括：主终端在需要与第一通信网络传输数据时，在使用自身信号通道进行数据传输的同时，还使用一个或多个辅助终端的信号通道传输数据，所述辅助终端是与所述主终端同样注册在第一通信网络中，并能够采用第二通信方式与主终端进行通信的终端。本发明通过共享其他终端天线实现分集接收和发射，从而提高LTE终端的信号收发能力，不仅可以有效提高终端数据带宽而且在恶劣信号环境中更能极大提高系统的灵敏度。

Description

一种实现分集传输的方法、装置及网络侧设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种实现分集传输的方法、装置及网络侧设备。

背景技术

在第四代无线通讯即LTE(长期演进)系统中，基于OFDM(正交频分复用)的MIMO(天线分集复用)的收发方式被广泛应用。越来越快速的数据通讯需求带来了对带宽和通讯环境更苛刻的要求。一般来说，要求传输的速率越高，信道衰落的频度和深度也随之增加。这使得瑞丽衰落(通信信道由于多普勒效应和信号传播过程中反射延迟等原因在时域和频域的双重衰落)对通信的影响不能被忽略。

天线分集技术在一定程度上可以很好地解决这个问题。假定有两组相互独立的天线同时接收同一个信号，由于各自接收到的信号来自不相关的信道，即各自的衰落也是相互独立的。因而对于在均衡传输信道中因为衰落带来的低信噪比，采用因信道状况而异的加权算法，可以有效避免因为噪声被放大带来的传输误码。

因此只有当所有天线接收到的信号都发生衰落时，才有可能出现接收误码。理论上，每增加一个分集天线，因为衰减带来的误码率可以大致降低一个数量级。

另一方面，对于上行链路(终端到基站)来说，本身就是一个分集接收系统。终端发射天线复用不仅可以增加上行带宽，而且在信号微弱的区域，终端天线的总辐射功率的提高，也可以提高基站的覆盖范围，减少基站的数量以节约成本。或是在同等总辐射功率，单个天线的辐射功率可以相应降低。

但是实现天线分集必须要求天线的间距至少大于接收信号载波的半个波长，对于载波频率为1GHz的信号来说即是要求天线间距要大于15CM。在手机、数据卡等小型便携式移动终端里很难将两个天线做到这个距离。如果两个天线完全相关，理论上只能将接收信号的信噪比提高1倍，即3dB。而对于由瑞丽衰落导致的误码几乎没有帮助。

目前用于实现终端的抗衰落的方法一般是通过向发射端反馈信道的信息来调整发射信号的相位和功率，以补偿信道的衰减来弥补天线接收效果的不足，或是通过各种优选法来获得更好的信噪比来提高系统的性能。这些技术都存在占用有效带宽，对发射机或接收机系统要求较高，在恶劣接收环境下性能提升有限等缺陷。而且这些技术都仅仅针对单个接收系统，对上行链路拓展带宽的问题没有解决办法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现分集传输的方法、装置及网络侧设备，能够在终端未配置天线分集的情况下，实现终端的分集传输。

为解决上述技术问题，本发明的一种实现分集传输的方法，包括：

主终端在需要与第一通信网络传输数据时，在使用自身信号通道进行数据传输的同时，还使用一个或多个辅助终端的信号通道传输数据，所述辅助终端是与所述主终端同样注册在第一通信网络中，并能够采用第二通信方式与主终端进行通信的终端。

进一步地，在使用自身信号通道进行数据传输的同时，还使用一个或多个辅助终端的信号通道传输数据，包括：

所述主终端在从第一通信网络下载数据时，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，辅助终端将接收到的数据通过第二通信方式发送给主终端，主终端根据从第一通信网络接收到的数据和从辅助终端接收到的数据还原要下载的数据；或者，

所述主终端在向第一通信网络上传数据时，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送要上传的数据，辅助终端将接收到的数据发送给第一通信网络，第一通信网络根据主终端和辅助终端发送的数据还原成原始的上传的数据。

进一步地，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，包括：

所述主终端在要下载的数据达到数据量门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端扩展接收带宽，并向辅助终端发送辅助接收指令；

所述第一通信网络对要下载的数据进行分割，将要下载的数据的一部分发送给主终端，另一部分发送给辅助终端，所述主终端和辅助终端分别接收分割后的要下载的数据。

进一步地，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，包括：

所述主终端在下载数据时检测到接收信号的载噪比低于载噪比门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端提高接收质量，并向辅助终端发送辅助接收指令；

所述第一通信网络将要下载的数据分别发送给主终端和辅助终端，所述主终端和辅助终端在不同传播途径中接收相同的数据。

进一步地，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送上传的数据，包括：

所述主终端在要上传的数据达到数据量门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端发送数据，所述第一通信网络或主终端向辅助终端发送辅助发送指令；

所述主终端对要上传的数据进行分割，并在将一部分要上传的数据发送给第一通信网络的同时，通过第二通信方式将另一部分要上传的数据发送给辅助终端。

进一步地，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送上传的数据，包括：

所述主终端在上传数据时接收到第一通信网络发送的需要提高发送质量的通知后，在向第一通信网络发送要上传的数据的同时，通过第二通信方式将所述要上传的数据发送给辅助终端。

进一步地，一种实现分集传输的装置，包括：收发天线、调制解调单元、多输入多输出(MIMO)处理单元、辅助射频收发单元和辅助射频调制解调单元，其中：

所述收发天线，用于从第一通信网络接收数据，将接收到的数据发送给调制解调单元；

所述调制解调单元，用于解调收发天线接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

所述辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式从辅助终端接收数据，将接收到的数据发送给辅助射频调制解调单元；

所述辅助射频调制解调单元，用于解调所述辅助射频收发单元接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

所述MIMO处理单元，用于根据从调制解调单元接收到的数据和从辅助射频调制解调单元接收到的数据还原要下载的数据。

进一步地，一种实现分集传输的装置，包括：收发天线、调制解调单元、辅助射频收发单元和辅助射频调制解调单元，其中：

所述调制解调单元，用于调制要上传的数据，发送给收发天线；

所述收发天线，用于将要上传的数据发送给第一通信网络；

所述辅助射频调制解调单元，用于将要上传的数据调制为第二通信方式的数据，发送给辅助射频收发单元；

所述辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式向辅助终端发送要上传的数据。

进一步地，还包括MIMO处理单元，其中：

所述MIMO处理单元，用于对要上传的数据进行分割，将要上传的数据的一部分发送给调制解调单元，将要上传的数据的另一部分发送给辅助射频调制解调单元；或者，将要上传的数据分别发送给调制解调单元和辅助射频调制解调单元。

进一步地，一种网络侧设备，包括：数据处理单元，其中：

所述数据处理单元，用于对主终端要下载的数据进行分割，将要下载的数据一部分发送给主终端，另一部分发送给辅助终端；或者，将要下载的数据分别发送给主终端和辅助终端。

综上所述，本发明通过共享其他终端天线实现分集接收和发射，从而提高LTE终端的信号收发能力，不仅可以有效提高终端数据带宽而且在恶劣信号环境中更能极大提高系统的灵敏度。对于基站来说，接收到同等信号强度所需终端发射功率也可以大大降低，从而使得单个终端对人体辐射更小也更省电，并且，具有结构简单，容易实现，成本低，在不需要增加现有的硬件成本上，性能提升效果显著等优点。

附图说明

图1是本实施方式的方法实现下行通信带宽拓展的流程图；

图2是本实施方式的方法实现上行通信带宽拓展的流程图；

图3是本实施方式的方法实现下行通信改善的流程图；

图4是本实施方式的方法实现上行通信改善的流程图；

图5是本实施方式的实现分集传输的装置的架构图。

具体实施方式

本实施方式采用注册到同一局域网的终端的收发系统，共享信号通道。当主终端需要大量数据通讯或通讯质量因为环境等原因不佳时，通过能够注册到同一第一通信网络(如LTE)，并在一定范围内可建立相互通讯的第二通信方式的一个或多个辅助终端将各个辅助终端接收到的信号在主终端的MIMO处理单元进行均衡而实现天线的分集接收或是分集发射。

本实施方式中，终端间的第二通信方式用作终端间分集数据的传输，可以是任何使终端间进行数据交换的链路，包括WiFi、蓝牙、NFC、红外线，等。

本实施方式在有效利用现有终端系统的功能的基础上，实现了天线的近乎理论值的完全不相关，使系统完全等同理想分集接收效果，从而不仅可以成倍提高通信带宽，而且还可以在恶劣的接收环境中，尤其是高速运动的条件下，极大地提高接收性能。

通过终端天线共享实现LTE天线分集的方法，包括以下用例，下面分别进行说明：

(一)拓展下行通信带宽：

在主终端要下载的数据达到数据量门限时，向基站发出数据下载请求，通知基站需要使用辅助终端扩展接收带宽，并向辅助终端发出辅助接收指令；

基站将主终端要下载的数据分割为两部分分别向主终端和辅助终端发送；

主终端的调制解调单元解调接收到的信号，并送到MIMO处理单元；

与此同时，辅助终端将接收到的信号解调后通过辅助射频调制解调单元调制，通过终端间的第二通信方式传给主终端；

主终端的辅助射频调制解调单元将此信号解调后也送往MIMO处理单元；

MIMO处理单元完成多路信号的处理，还原成最终的要下载的数据。

(二)拓展上行通信带宽：

在主终端要上传的数据达到数据量门限时，向辅助终端发出辅助发送指令并告知基站需要使用辅助终端发送数据(也可以是基站给辅助终端发出辅助发送指令)；

MIMO处理单元将要上传的数据分割后分别送给本机的调制解调单元和辅助射频调制解调单元并各自调制发送；

与此同时，辅助终端将通过终端间的第二通信方式接收到的信号解调后，通过调制解调单元调制后传送给基站；

基站将收到来自主终端和辅助终端的信号进行处理，并还原成原始的要上传的数据。

(三)提高恶劣环境下接收信号质量：

在主终端下行连接中，检测到接收信号的载噪比(CNR)低于载噪比门限时，通知基站需要使用辅助终端提高接收质量，并向辅助终端发出辅助接收指令；

主终端的调制解调单元解调接收到的信号送到MIMO处理单元；

与此同时，辅助终端将接收到通过不同传播途径的传输的相同内容信号解调后通过辅助射频调制解调单元调制，再通过终端间的第二通信方式传给主终端；

主终端的辅助射频调制解调单元将此信号解调后也送往MIMO处理单元；

MIMO处理单元完成多路信号的处理，还原成最终的要下载的数据。

(四)提高恶劣环境下发射信号质量：

基站在上行连接中，检测到接收信号的载噪比(CNR)低于载噪比门限时，通知主终端需要提高发送质量；

主终端请求辅助终端进行辅助发射(也可以是基站直接向辅助终端发出辅助发送指令)；

MIMO处理单元将相同信号分别送给本机的调制解调单元和辅助射频调制解调单元并各自调制发送；

与此同时，辅助终端将通过终端间的第二通信方式接收到的信号解调后通过调制解调单元调制后传送给基站；

基站将收到来自主终端和辅助终端的信号进行处理，并还原成原始的上传的数据。

本实施方式中，在主终端需要下行数据的时候，可以依据收到信号载噪比或其他可以判定信号质量的参数作为门限。当接收到的信号质量好于该门限时，采用方式(一)进行接收；当信号质量劣于该门限时，采用方式(三)进行接收。同样地，在主终端需要上行数据传输时，基站依据收到信号载噪比或其他可以判定信号质量的参数作为门限。当基站接收到的信号质量好于该门限时，采用方式(二)进行接收；当信号质量劣于该门限时，采用方式(四)进行接收。

下面结合附图对本发明终端天线共享实现分集接收的方法进行说明。

实施1：

按照(一)本实施方式的LTE分集传输实现频带拓展的流程，包括：

步骤101：主终端向基站发出数据下载请求；

步骤102：主终端向辅助终端发出辅助接收指令；

步骤103：基站将数据分割后向主终端和辅助终端分别发送信号；

步骤104：主终端的调制解调单元解调接收到的信号送到MIMO处理单元；

步骤105：辅助终端将接收到的信号解调后通过辅助射频调制解调单元调制；

步骤106：辅助终端将调制的信号通过终端间的第二通信方式传给主终端的辅助射频收发单元；

步骤107：主终端的辅助射频收发单元将接收到的信号传输给辅助射频调制解调单元，辅助射频调制解调单元将信号解调后也送往MIMO处理单元；

步骤108：MIMO处理单元完成多路信号的处理，还原成最终的要下载的数据。

实施例2：

按照(二)本实施方式的LTE分集传输实现频带拓展的流程，包括：

步骤201：主终端在要下载的数据达到数据量门限时，向辅助终端发出辅助发送指令并告知基站使用辅助终端扩展接收带宽(也可以是基站给辅助终端发出辅助发送指令)；

步骤202：MIMO处理单元将要上传的数据分割后分别送给本机的调制解调单元和辅助射频调制解调单元并各自调制后发送；

步骤203：辅助终端将通过终端间的第二通信方式接收到的信号解调后通过调制解调单元调制后传送给基站；

步骤204：基站将收到来自主终端和辅助终端的信号进行处理，还原成原始的上传的数据。

实施例3：

按照(三)本实施方式的LTE分集传输实现恶劣通讯环境下通讯质量提升的流程，包括：

步骤301：主终端检测到接收信号的载噪比低于载噪比门限时，向辅助终端发出辅助接收指令；

步骤302：主终端的调制解调单元解调接收到的信号送到MIMO处理单元；

步骤303：辅助终端将接收到通过不同传播途径传输的相同内容的信号解调后通过辅助射频调制解调单元调制，再通过终端间的第二通信方式传给主终端；

步骤304：主终端的辅助射频调制解调单元将此信号解调后也送往MIMO处理单元；

步骤305：MIMO处理单元完成多路信号的处理，还原成最终的要下载的数据。

实施例4：

按照(四)本实施方式的LTE分集传输实现恶劣通讯环境下通讯质量提升的流程，包括：

步骤401：基站在上行连接中，检测到接收信号的载噪比低于载噪比门限时，向主终端发出辅助发送指令；

步骤402：主终端得到指令后请求辅助终端进行辅助发射(也可以是基站直接向辅助终端发出辅助发送指令)；

步骤403：MIMO处理单元将相同信号分别送给本机的调制解调单元和辅助射频调制解调单元并各自调制后发送；

步骤404：与此同时，辅助终端将通过终端间的第二通信方式接收到的信号解调后通过调制解调单元调制后传送给基站；

步骤405：基站将收到来自主终端和辅助终端的信号进行处理，并还原成原始的上传的数据。

本实施方式的实现分集传输的系统，包括：LTE网络、多个可以注册到网络的终端，将需要进行数据传输的终端定义为主终端，其他终端定义为辅助终端，以及终端间除上述LTE网络外，还可以进行相互通讯的第二通信网络，包括但不限于WiFi、蓝牙、NFC或其他需要数据交换机或服务器提供数据交换的第三方通讯网。

如图5所示，本实施方式还提供了一种实现分集传输的装置，包括：收发天线、调制解调单元、辅助射频收发单元、辅助射频调制解调单元和MIMO处理单元，其中：

收发天线，用于从第一通信网络接收数据，将接收到的数据发送给调制解调单元；

调制解调单元，用于解调收发天线接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式从辅助终端接收数据，将接收到的数据发送给辅助射频调制解调单元；

辅助射频调制解调单元，用于解调辅助射频收发单元接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

MIMO处理单元，用于根据从调制解调单元接收到的数据和从辅助射频调制解调单元接收到的数据还原要下载的数据。

本实施方式提供的另一种实现分集传输的装置，包括：收发天线、调制解调单元、辅助射频收发单元、辅助射频调制解调单元和MIMO处理单元，其中：

调制解调单元，用于调制要上传的数据，发送给收发天线；

收发天线，用于将要上传的数据发送给第一通信网络；

辅助射频调制解调单元，用于将要上传的数据调制为第二通信方式的数据，发送给辅助射频收发单元；

辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式向辅助终端发送要上传的数据；

MIMO处理单元，用于对要上传的数据进行分割，将要上传的数据的一部分发送给调制解调单元，将要上传的数据的另一部分发送给辅助射频调制解调单元；或者，将要上传的数据分别发送给调制解调单元和辅助射频调制解调单元。

本实施方式中，辅助终端包括：收发天线、辅助射频收发单元、辅助射频调制解调单元、收发天线和调制解调单元。

本实施方式还提供了一种网络侧设备，包括：数据处理单元，其中：

数据处理单元，用于对主终端要下载的数据进行分割，将要下载的数据一部分发送给主终端，另一部分发送给辅助终端；或者，将要下载的数据分别发送给主终端和辅助终端。

即使主终端不具备处理分集信号的能力，但是只要局域网中有一台具有处理分集信号能力的终端，就可以将信号通过局域网送给该终端处理，均衡后再通过局域网送回给主终端。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种实现分集传输的方法，其特征在于，包括：

主终端在需要与第一通信网络传输数据时，在使用自身信号通道进行数据传输的同时，还使用一个或多个辅助终端的信号通道传输数据，所述辅助终端是与所述主终端同样注册在第一通信网络中，并能够采用第二通信方式与主终端进行通信的终端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在使用自身信号通道进行数据传输的同时，还使用一个或多个辅助终端的信号通道传输数据，包括：

所述主终端在从第一通信网络下载数据时，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，辅助终端将接收到的数据通过第二通信方式发送给主终端，主终端根据从第一通信网络接收到的数据和从辅助终端接收到的数据还原要下载的数据；或者，

所述主终端在向第一通信网络上传数据时，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送要上传的数据，辅助终端将接收到的数据发送给第一通信网络，第一通信网络根据主终端和辅助终端发送的数据还原成原始的上传的数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，包括：

所述主终端在要下载的数据达到数据量门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端扩展接收带宽，并向辅助终端发送辅助接收指令；

所述第一通信网络对要下载的数据进行分割，将要下载的数据的一部分发送给主终端，另一部分发送给辅助终端，所述主终端和辅助终端分别接收分割后的要下载的数据。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主终端与辅助终端均从第一通信网络接收数据，包括：

所述主终端在下载数据时检测到接收信号的载噪比低于载噪比门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端提高接收质量，并向辅助终端发送辅助接收指令；

所述第一通信网络将要下载的数据分别发送给主终端和辅助终端，所述主终端和辅助终端在不同传播途径中接收相同的数据。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送上传的数据，包括：

所述主终端在要上传的数据达到数据量门限时，通知第一通信网络需要使用辅助终端发送数据，所述第一通信网络或主终端向辅助终端发送辅助发送指令；

所述主终端对要上传的数据进行分割，并在将一部分要上传的数据发送给第一通信网络的同时，通过第二通信方式将另一部分要上传的数据发送给辅助终端。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主终端在向第一通信网络发送数据的同时，通过第二通信方式向辅助终端发送上传的数据，包括：

所述主终端在上传数据时接收到第一通信网络发送的需要提高发送质量的通知后，在向第一通信网络发送要上传的数据的同时，通过第二通信方式将所述要上传的数据发送给辅助终端。

7.一种实现分集传输的装置，其特征在于，包括：收发天线、调制解调单元、多输入多输出(MIMO)处理单元、辅助射频收发单元和辅助射频调制解调单元，其中：

所述收发天线，用于从第一通信网络接收数据，将接收到的数据发送给调制解调单元；

所述调制解调单元，用于解调收发天线接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

所述辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式从辅助终端接收数据，将接收到的数据发送给辅助射频调制解调单元；

所述辅助射频调制解调单元，用于解调所述辅助射频收发单元接收到的数据，并发送给MIMO处理单元；

所述MIMO处理单元，用于根据从调制解调单元接收到的数据和从辅助射频调制解调单元接收到的数据还原要下载的数据。

8.一种实现分集传输的装置，其特征在于，包括：收发天线、调制解调单元、辅助射频收发单元和辅助射频调制解调单元，其中：

所述调制解调单元，用于调制要上传的数据，发送给收发天线；

所述收发天线，用于将要上传的数据发送给第一通信网络；

所述辅助射频调制解调单元，用于将要上传的数据调制为第二通信方式的数据，发送给辅助射频收发单元；

所述辅助射频收发单元，用于通过第二通信方式向辅助终端发送要上传的数据。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括MIMO处理单元，其中：

所述MIMO处理单元，用于对要上传的数据进行分割，将要上传的数据的一部分发送给调制解调单元，将要上传的数据的另一部分发送给辅助射频调制解调单元；或者，将要上传的数据分别发送给调制解调单元和辅助射频调制解调单元。

10.一种网络侧设备，其特征在于，包括：数据处理单元，其中：

所述数据处理单元，用于对主终端要下载的数据进行分割，将要下载的数据一部分发送给主终端，另一部分发送给辅助终端；或者，将要下载的数据分别发送给主终端和辅助终端。

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