CN103490862A - 多点协作的传输装置及方法、通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多点协作的传输装置及方法、通信系统，该传输装置包括：编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号。通过本发明实施例，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到1速率；并且降低误码率及增加有效覆盖，进一步提高系统性能；通过多个用户在相同时频资源上传输，提高系统容量。

Description

多点协作的传输装置及方法、通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种多点协作的传输装置及方法、通信系统。

背景技术

在RAN1#63会议之后，确定了Rel.11中多点协作传输方案的新场景，对于在传统小区内加入低功率节点，例如远端无线头（RRH，Remote Radio Heads），构成异构网等不同的场景进行研究。而在异构网中插入的RRH会带来严重的干扰。因此，下行链路中最重要的工作之一就是努力消除各用户之间的相互干扰。

目前，多点协作（CoMP，Coordinated Multiple Points）可以认为是一种新的干扰消除机制，是将干扰转变为协作的一种方案。CoMP方案通过基站内不同射频接入点协作、基站和其所属中继协作和基站间协作等多种多点协作方式，可以减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖。

但是，发明人发现现有技术的缺陷在于：目前CoMP技术中误码率较高，不能增加有效覆盖，系统性能有待进一步提高。

发明内容

本发明实施例提供一种多点协作的传输装置及方法、通信系统，目的在于降低误码率并增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输装置包括：

编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述传输点发送所述发射信号。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧，所述传输装置包括：

接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括：

传输装置，所述传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号；

多个用户设备，所述用户设备接收所述多个传输点发送的信号，并进行解调以获得需要的数据。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输方法，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输方法包括：

对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，所述传输方法包括：

接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

本发明的有益效果在于：通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到全速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本发明实施例1的传输装置的构成示意图；

图2是本发明实施例1的虚拟MIMO系统的结构示意图；

图3是本发明实施例1的多点协作传输的场景示意图；

图4是本发明实施例1的计算单元的一构成示意图；

图5是本发明实施例1的计算单元的另一构成示意图；

图6是本发明实施例1的不同传输方法下误码率的仿真示意图；

图7是本发明实施例2的传输装置的构成示意图；

图8是本发明实施例3的传输方法的流程图；

图9是本发明实施例3的数据发送的示意图；

图10是本发明实施例4的传输方法的流程图；

图11是本发明实施例4的数据接收的示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

目前，在多输入多输出（MIMO，Multi-Input Multi-OutPut）系统中，双流传输技术和空时块码（STBC，Space Time Block Coding）可以分别获取复用增益和分集增益，在不增加带宽的情况下，提高系统容量和频谱利用率。

STBC是一种基于正交设计的空时编码，以编码增益和部分频带利用率为代价换取最大分集增益和较低的编译码复杂度。对于复正交设计的空时分组码来说，只有当发射天线数为2时的Alamouti空时分组码才能以全速率传输，而在大部分情况下，MIMO系统中发射天线数N_t≥3，因而编码速率均小于1，会带来一定的速率损失。

本发明实施例提供一种STBC与CoMP结合起来的方法，能够在CoMP系统中利用多点协作传输方法将高速数据流分解成两路子流，在两路空间信道并行发射Alamouti STBC符号，使STBC编码达到1速率，从而提升系统性能。多个用户通过预编码的方法复用在相同的时频资源上传输，提高了系统的频谱效率。以下进行详细说明。

实施例1

本发明实施例提供一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，其中多个传输点为多个用户设备提供服务。

图1是本发明实施例的传输装置的构成示意图，如图1所示，该传输装置100包括：编码单元101，计算单元102和信号生成单元103。传输装置100的其他部分可以参考现有技术，此处不再赘述。

其中，编码单元101用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算单元102用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；信号生成单元103用于将每一用户设备的信号矩阵和预编码矩阵相乘，将多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送该发射信号。

在本实施例中，参与协作的传输点和用户设备均可以为多个，其中传输点可以是Macro eNB，也可以是Pico eNB或者RRH。每个传输点和用户设备均可以有多个天线，多个用户设备和传输点可以形成一个虚拟的MIMO系统。

在本实施例中，该传输装置100可以配置于一传输点上，例如可以配置于宏基站（Macro eNB），也可以配置于微基站（例如Pico eNB）或者RRH等。此外，还可以分布式地配置在基站侧（例如分布在多个基站上）。但不限于此，可以根据实际情况确定具体的实施场景。

图2是本发明实施例的虚拟MIMO系统的结构示意图。如图2所示，用户设备待发送的数据可以进行STBC编码，经过多点协作之后经多个传输点发送出去；用户设备接收基站侧发送的信号后可以进行译码，以此得到所需的数据。

由此通过对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码；可以在两路空间信道并行发射STBC符号，使STBC编码达到1速率，获取空间分集，从而提升系统性能。

在本实施例中，计算单元102可以计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵，可以通过块对角（BD，Block Diagonal）算法进行计算。但不限于此，例如还可以通过ZF（Zero Forcing）等实现。以下仅以BD算法为例，对该传输装置进行详细说明。

在本实施例中，首先可以确定参与协作传输的传输点和用户设备。图3是本发明实施例的多点协作传输的场景示意图，如图3所示，可以假设宏小区基站eNB₁与RRH₁、RRH₂…RRH_M-1（总共M个传输点）负责用户UE₁、UE₂…UE_N（总共N个用户设备）的协作传输。

如图3所示。每个eNB和RRH有N_t个发射天线，每个UE有N_r个接收天线。在下行传输时，共有N个配对UE和M个协作传输点形成一个MN_t×NN_r的虚拟MIMO系统，该MIMO系统的系统结构图可以如图2所示。

其次，编码单元101可以对于每一用户设备要发送的数据进行STBC编码。

其中，向第u个用户设备发送的数据流经过信道编码调制后，可以形成两路数据流 $C=\left[\begin{array}{cccc}{c}_1& c_3& ...& c_{n-1}\\ c_2& c_4& ...& c_n\end{array}\right].$ 对于两流数据，可以用Alamouti方法空时编码得到信号矩阵S，可以表示为

$\left[\begin{array}{c}{s}^{\left(0\right)}\left(2i\right)\\ s^{\left(1\right)}\left(2i\right)\\ s^{\left(0\right)}(2i+1)\\ s^{\left(1\right)}(2i+1)\end{array}\right]=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& j& 0\\ 0& -1& 0& j\\ 0& 1& 0& j\\ 1& 0& -j& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Re}\left(c^{\left(0\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Re}\left(c^{\left(1\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Im}\left(c^{\left(0\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Im}\left(c^{\left(1\right)}\left(i\right)\right)\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，s^(m)(n)表示S中第m层第n个时隙发送的符号。那么第u个用户要在第1和第2层上发射的数据可以表示为 $S_u\left(n\right)=\left[\begin{array}{c}{S}_{u,1}\left(n\right)\\ S_{u,2}\left(n\right)\end{array}\right].$ 具体如何使用STBC方法可以参考现有技术。

再次，计算单元102可以通过BD算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

图4是本发明实施例的计算单元的一构成示意图，如图4所示，计算单元102具体可以包括：信道测量单元401、第一分解单元402和矩阵生成单元403。其中对于一个用户设备，信道测量单元401可以通过信道测量获得该用户设备以及其他用户设备的信道矩阵；第一分解单元402可以对由其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得该矩阵的零空间的正交基；矩阵生成单元403可以根据该零空间的正交基生成该用户设备的预编码矩阵。

在具体实施时，信道测量单元401可以利用信道的互易性及导频信号的测量，得到协作传输点对于第u个用户设备第n个子载波的信道矩阵

在(2)式中，H_u(n)是N_r×MN_t的矩阵，h_u，i，j表示第u个用户设备从第i根发射天线到第j根接收天线的信道传输系数，服从均值为0、方差为1的复高斯分布。那么，这个CoMP虚拟MIMO系统中第n个子载波的信道矩阵可以表示为

$H\left(n\right)=\left[\begin{array}{c}{H}_1\left(n\right)\\ H_2\left(n\right)\\ .\\ .\\ .\\ H_N\left(n\right)\end{array}\right]---\left(3\right)$

在本实施例中，可以由BD算法计算用户设备的预编码向量。BD算法是每一个接收端是多天线的情况下的一个CoMP解决方案，能够消除组内的所有用户设备间的干扰。

在具体实施时，是除了用户设备u之外的其他所有用户设备的信道矩阵

${\tilde{H}}_u={[H_1,H_2,...,H_{u-1},H_{u+1},...,H_N]}^H---\left(4\right)$

将由所有非第u个用户设备的信道矩阵组成的矩阵

经过奇异值分解，得到该矩阵的线性无关向量组，即对

进行奇异值分解（SVD，Singular ValueDecomposition），可以得到

的表达式

${\tilde{H}}_u=\left[\begin{array}{c}{H}_1\\ .\\ .\\ .\\ H_{u-1}\\ H_{u+1}\\ .\\ .\\ .\\ H_M\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{\tilde{U}}_u^{\left(1\right)}& {\tilde{U}}_u^{\left(0\right)}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\mathrm{\Λ}& 0\\ 0& 0\end{array}\right]{\left[\begin{array}{cc}{\tilde{V}}_u^{\left(1\right)}& {\tilde{V}}_u^{\left(0\right)}\end{array}\right]}^H---\left(5\right)$

其中，Λ是一个以

的奇异值为对角线元素的对角矩阵，维数等于

的秩。

由与非零奇异值对应的奇异向量组成，

由零奇异值对应的奇异向量组成，

是

的零空间的一组正交基。由此第一分解单元402可以得到零空间的正交基。

在本实施例中，为形成双流传输，可以令用户设备u的独立数据流个数L_u＝2，L_u不能大于

的列数。矩阵生成单元403可以从

中选择L_u列作为F_u，即

的零化空间中选择两列，作为用户设备u的二维编码矩阵。

由此，预编码矩阵可以表示为

$F\left(n\right)=\left[\begin{array}{cccc}{F}_1\left(n\right)& F_2\left(n\right)& ...& F_N\left(n\right)\end{array}\right]$ (6)

$=\left[\begin{array}{cccc}{\tilde{V}}_1^{\left(0\right)}\left(n\right)& {\tilde{V}}_2^{\left(0\right)}\left(n\right)& ...& {\tilde{V}}_N^{\left(0\right)}\left(n\right)\end{array}\right]$

由F(n)，能够令H(n)F(n)形成块对角化，也就是说，可以消除协作传输的其他用户设备对当前用户设备造成的干扰。使用BD算法在完全匹配的情况下可以实现H_jF_u＝0,(j≠u)。但是实际系统中由于反馈时延，量化误差等原因，不可能达到完全匹配，会有残留干扰的存在。

在本实施例中，计算单元102还可以进一步进行奇异值分解。图5是本发明实施例的计算单元的一构成示意图，如图5所示，计算单元102具体可以包括：信道测量单元401、第一分解单元402和矩阵生成单元403，如上所述。

如图5所示，计算单元102还可以进一步包括：第二分解单元504，第二分解单元504对用户设备的信号矩阵与零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量；并且，矩阵生成单元403还用于根据零空间的正交基以及非零特征值对应的特征向量来生成用户设备的预编码矩阵。

在具体实施时，可以在式（5）的基础上对

作SVD分解，进一步提升系统容量，

$H_u\left(n\right){\tilde{V}}_u^{\left(0\right)}\left(n\right)=U\left(n\right)\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\Σ}}_u\left(n\right)& 0\\ 0& 0\end{array}\right]{\left[\begin{array}{cc}{V}_u^{\left(1\right)}\left(n\right)& V_u^{\left(0\right)}\left(n\right)\end{array}\right]}^H---\left(7\right)$

在式（7）中，为非0特征值对应的特征向量，用于最大化用户设备u的接收SINR。因此，第n个子载波的预编码矩阵可以表示为

$F\left(n\right)=\left[\begin{array}{cccc}{F}_1\left(n\right)& F_2\left(n\right)& ...& F_N\left(n\right)\end{array}\right]$ (8)

$=\left[\begin{array}{cccc}{\tilde{V}}_1^{\left(0\right)}\left(n\right)V_1^{\left(1\right)}\left(n\right)& {\tilde{V}}_2^{\left(0\right)}\left(n\right)V_2^{\left(1\right)}\left(n\right)& ...& {\tilde{V}}_N^{\left(0\right)}\left(n\right)V_N^{\left(1\right)}\left(n\right)\end{array}\right]$

最后，信号生成单元103可以生成发射信号，并通过多个传输点发送该发射信号。多个传输点具体如何发射信号可以参考现有技术，此处不再赘述。

在具体实施时，第u个用户设备的预编码矩阵可以表示为F_u(n)∈(N_t×2)，那么经过CoMP要发射的信号为

$T\left(n\right)=\underset{u=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{F}_u\left(n\right)S_u\left(n\right)=F\left(n\right)S\left(n\right)---\left(9\right)$

其中，在式(9)中，S(n)＝[S₁(n)^H S₂(n)^H…S_N(n)^H]^T。

在本实施例中，还提供了本发明的STBC双层预编码的仿真分析。对于STBC双层预编码在改善误码率方面的性能分析，为在CoMP多点协作传输系统中结合双层STBC方法提供仿真依据。

表1仿真环境

基站端发射天线数	4
		用户端接收天线数	4
信道模型	Rayleigh
		仿真次数	10000

图6是在表1仿真环境下不同传输方法下误码率Monte-Carol的仿真示意图。如图6所示，分别是4发4收双层STBC系统（4×4 STBC-Dual Layer）、4发4收VBLAST系统（4×4 VBLAST）、2发2收STBC编码系统（2×2 STBC）、4发4收STBC编码系统（4×4 STBC）以及4发4收双层预编码系统（4×4双层预编码，即本发明）。其中，VBLAST使用连续干扰抵消的MMSE检测算法；2×2 STBC使用了Alamouti发射分集方案，接收端使用最大似然检测译码方法；4×4 STBC使用了编码速率为1的准正交编码方法。

由图6可见，本发明的STBC双层预编码可以大幅提高系统的误码性能，这是因为它一方面将全部发射功率用在了信道条件较好的虚拟子信道上，而没有在干扰较大的虚拟子信道上作传输；另一方面用部分信道容量换取了误码性能的提高，能够在双层预编码方法的基础上带来额外的分集增益，提高了约2dB。

STBC双层预编码方法虽然不能提供VBLAST同样高的传输速率，但是误码率却比VBLAST低得多，误码率在10^-2时信噪比降低了约10dB，可以避免VBLAST注重于传输速率而可靠性非常差的情况。

由上述实施例可知，通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到1速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

实施例2

本发明实施例提供一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧。该传输装置可以配置于用户设备中，与实施例1相同的内容不再赘述。

图7是本发明实施例的传输装置的构成示意图。如图7所示，该传输装置700包括接收单元701，传输装置700的其他部分可以参考现有技术，此处不再赘述。

其中，接收单元701用于接收基站侧发送的信号；该信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；其中，该信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流、并对两路数据流进行空时块码编码而获得；该预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

如图7所示，该传输装置700还可以包括：解调单元702；解调单元702用于对接收到的信号进行解调以获得需要的数据。

在具体实施时，接收单元701接收到的信号可以表示为

解调单元702可以采用最小均方误差（MMSE，Minimum Mean-square Error）算法解调，可以求得信道矩阵H的伪逆矩阵G

$G_u\left(n\right)=C_u^H{[C_u{C}_u^H+{\mathrm{\σ}}^{2}I+\underset{k\≠u}{\mathrm{\Σ}}{C}_{u,k}{C}_{u,k}^H+{\mathrm{\ΣC}}_u^{\left(j\right)}{\left(C_u^{\left(j\right)}\right)}^H]}^{-1}---\left(11\right)$

在式(11)中，

$C_u=H_u\left(n\right)F_u\left(n\right),C_{u,k}=H_u\left(n\right)F_k\left(n\right),C_u^{\left(j\right)}=H_u^{\left(j\right)}\left(n\right)F\left(n\right)---\left(12\right)$

其中C_u可通过信道估计的方法来获取，

可通过干扰估计的方法来获取。

接收端可以连续地接收符号，构成一组成对STBC码后，经过MMSE均衡后接收的信号可以表示为

$\tilde{y}=G_u{R}_u=\left[\begin{array}{ccc}{y}_1& & y_3\\ y_2& & y_4\\ & .& \\ & .& \\ & .& \end{array}\right]---\left(13\right)$

译码矩阵为

$Q=\sqrt{2}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 1\\ 0& -1& 1& 0\\ 1& 0& 0& -1\\ 0& 1& 1& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ y_3\\ y_4\end{array}\right]---\left(14\right)$

则译码符号可以表示为

$\hat{c}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Re}\left(Q\left(1\right)\right)+\mathrm{jIm}(Q\left(3\right))\\ \mathrm{Re}\left(Q\left(2\right)\right)+\mathrm{jIm}\left(Q\left(4\right)\right)\end{array}\right]---\left(15\right)$

在式(15)中，Q(i)表示Q中的第i个元素。

最后，用户设备经过解调和并/串变换后，可以得到基站侧所发送的数据。由此，完成了eNB与RRH协作为目标用户设备传输数据的过程。

在本实施例中，通过STBC和CoMP多点协作方法的引入，可以在原有CoMP协作方法的基础上带来STBC的分集增益，降低误码率，增加有效覆盖，为原小区带来更高的系统容量。

实施例3

本发明实施例提供一种多点协作传输方法，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务。本实施例对应于实施例1中的传输装置，相同的内容不再赘述。

图8是本发明实施例的传输方法的流程图。如图8所示，该传输方法包括：

步骤801，对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

步骤802，计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

步骤803，将每一用户设备的信号矩阵和预编码矩阵相乘，将多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送该发射信号。

在本实施例中，步骤802中可以通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

在具体实施时，计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵具体可以包括：通过信道测量获得该用户设备以及其他用户设备的信道矩阵；对由其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得该矩阵的零空间的正交基；根据零空间的正交基生成该用户设备的预编码矩阵。

进一步地，步骤802中还可以包括：对用户设备的信号矩阵与零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量；并且，根据零空间的正交基以及非零特征值对应的特征向量来生成用户设备的预编码矩阵。

图9是本发明实施例的数据发送的示意图。如图9所示，对于如图2所示的系统，对于每一用户设备要发送的数据，可以进行调制以获得两路数据流，并对两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵S_u(n)；并且对于每一用户设备获得信道矩阵H_u(n)，计算用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵F_u；然后将每一用户设备的信号矩阵S_u(n)和预编码矩阵F_u相乘，并将多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号并发送。

由上述实施例可知，通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到全速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

实施例4

本发明实施例提供一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，本实施例对应于实施例2中的传输装置，相同的内容不再赘述。

图10是本发明实施例的传输方法的流程图，如图10所示，该传输方法包括：

步骤1001，接收基站侧发送的信号；

其中，该信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；该信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流、并对两路数据流进行空时块码编码而获得；该预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

如图10所示，该传输方法还可以包括：

步骤1002，对接收到的信号进行解调以获得需要的数据。

图11是本发明实施例的数据接收的示意图。如图11所示，UE接收到基站侧的信号之后，可以进行解调得到所需要的数据。

由上述实施例可知，通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到全速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

实施例5

本发明实施例提供一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括如实施例1所述的传输装置，以及多个用户设备。该用户设备可包括如实施例2所述的传输装置。

也就是说，基站侧的传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送该发射信号。该用户设备接收基站侧发送的发射信号，并进行解调以获得需要的数据。

在本实施例中，该传输装置可以配置于基站侧的一个传输点上，例如可以配置于Macro eNB，也可以配置于Pico eNB或者RRH等。此外，还可以分布式地配置在基站侧（例如分布在多个基站上）。但不限于此，可以根据实际情况确定具体的实施场景。

由上述实施例可知，通过空时块码编码以及消除层间干扰的预编码矩阵，可以在两路空间信道并行发射信号，使编码速率达到全速率；并且可以降低误码率，增加有效覆盖，进一步提高系统性能。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：

（附记1）一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，所述传输装置包括：

编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。

（附记2）根据附记1所述的传输装置，其中，所述计算单元通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

（附记3）根据附记2所述的传输装置，其中，所述计算单元具体包括：

信道测量单元，通过信道测量获得所述用户设备以及其他用户设备的信道矩阵；

第一分解单元，对由所述其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得所述矩阵的零空间的正交基；

矩阵生成单元，根据所述零空间的正交基生成所述用户设备的预编码矩阵。

（附记4）根据附记3所述的传输装置，其中，所述计算单元进一步包括：

第二分解单元，对所述用户设备的信号矩阵与所述零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量；

并且，所述矩阵生成单元还用于根据所述零空间的正交基以及所述非零特征值对应的特征向量来生成所述用户设备的预编码矩阵。

（附记5）一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧，所述传输装置包括：

接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

（附记6）根据附记5所述的传输装置，其中，所述传输装置还包括：

解调单元，对接收到的所述信号进行解调以获得需要的数据。

（附记7）一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括：

传输装置，所述传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号；

多个用户设备，所述用户设备接收所述多个传输点发送的信号，并进行解调以获得需要的数据。

（附记8）一种多点协作传输方法，应用于包括多个传输点的基站侧，所述传输方法包括：

对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。

（附记9）根据附记8所述的传输方法，其中，通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

（附记10）根据附记9所述的传输方法，其中，计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵具体包括：

通过信道测量获得所述用户设备以及其他用户设备的信道矩阵；

对由所述其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得所述矩阵的零空间的正交基；

根据所述零空间的正交基生成所述用户设备的预编码矩阵。

（附记11）根据附记10所述的传输方法，其中，计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵进一步包括：

对所述用户设备的信号矩阵与所述零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量；

并且，根据所述零空间的正交基以及所述非零特征值对应的特征向量来生成所述用户设备的预编码矩阵。

（附记12）一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，所述传输方法包括：

接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

（附记13）根据附记12所述的传输方法，其中，所述传输方法还包括：

对接收到的所述信号进行解调以获得需要的数据。

（附记14）一种基站，所述基站包括：

编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，并将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号。

（附记15）根据附记14所述的基站，其中，所述计算单元通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

（附记16）一种用户设备，所述用户设备包括：

接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

（附记17）一种计算机可读程序，其中当在用户设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述用户设备中执行如附记12或13所述的多点协作传输方法。

（附记18）一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在用户设备中执行如附记12或13所述的多点协作传输方法。

（附记19）一种计算机可读程序，其中当在基站中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述基站中执行如附记8至11任一项所述的多点协作传输方法。

（附记20）一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在基站中执行如附记8至11任一项所述的多点协作传输方法。

Claims (10)

1.一种多点协作的传输装置，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输装置包括：

编码单元，用于对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算单元，用于计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

信号生成单元，用于将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。

2.根据权利要求1所述的传输装置，其中，所述计算单元通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

3.根据权利要求2所述的传输装置，其中，所述计算单元具体包括：

信道测量单元，通过信道测量获得所述用户设备以及其他用户设备的信道矩阵；

第一分解单元，对由所述其他用户设备的信道矩阵组成的矩阵进行奇异值分解，获得所述矩阵的零空间的正交基；

矩阵生成单元，根据所述零空间的正交基生成所述用户设备的预编码矩阵。

4.根据权利要求3所述的传输装置，其中，所述计算单元进一步包括：

第二分解单元，对所述用户设备的信号矩阵与所述零空间的正交基的乘积进行奇异值分解，获得非零特征值对应的特征向量；

并且，所述矩阵生成单元还用于根据所述零空间的正交基以及所述非零特征值对应的特征向量来生成所述用户设备的预编码矩阵。

5.一种多点协作传输装置，应用于用户设备侧，所述传输装置包括：

接收单元，用于接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

6.根据权利要求5所述的传输装置，其中，所述传输装置还包括：

解调单元，对接收到的所述信号进行解调以获得需要的数据。

7.一种多点协作的通信系统，所述通信系统包括：

传输装置，所述传输装置对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；以及将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所有用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过多个传输点发送所述发射信号；

多个用户设备，所述用户设备接收所述多个传输点发送的信号，并进行解调以获得需要的数据。

8.一种多点协作传输方法，应用于包括多个传输点的基站侧，所述多个传输点为多个用户设备服务，所述传输方法包括：

对每一用户设备要发送的数据进行调制以获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码以获得信号矩阵；

计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵；

将每一用户设备的所述信号矩阵和所述预编码矩阵相乘，将所述多个用户设备的相乘结果相加以生成发射信号，并通过所述多个传输点发送所述发射信号。

9.根据权利要求8所述的传输方法，其中，通过块对角算法计算每一用户设备的用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰的预编码矩阵。

10.一种多点协作传输方法，应用于用户设备侧，所述传输方法包括：

接收基站侧发送的信号；所述信号由多个用户设备的信号矩阵和预编码矩阵分别相乘后相加而生成；

其中，所述信号矩阵是对要发送的数据进行调制获得两路数据流，并对所述两路数据流进行空时块码编码而获得；所述预编码矩阵用于消除用户设备与用户设备之间层间干扰。

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