CN107078854B - 发送节点、接收节点和在其中执行的方法 - Google Patents

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Abstract

本文中的实施例涉及在发送节点(12)中执行的用于向无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)发送至少一个能量突发的方法。发送节点(12)包括多于一的数目的发送天线,并且其中至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点(10,13)的净荷。发送节点(12)针对一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移。偏移指示除净荷之外的用于第一接收节点(10)的一个或多个附加信息比特。发送节点还通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的该能量突发,该能量突发在一个或多个信号特性中具有该偏移并且将净荷携带给无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)。

Description

发送节点、接收节点和在其中执行的方法
技术领域
本文中的实施例涉及发送节点、接收节点以及在其中执行的方法。具体地,本文中的实施例涉及在无线通信网络中发送能量突发。
背景技术
在典型的无线通信网络中,无线设备还称为移动台和/或用户设备(UE),经由无线电接入网络(RAN)与一个或多个核心网络通信。RAN覆盖被划分为小区区域的地理区域,每个小区区域由基站服务,基站例如为无线电基站(RBS),其在一些网络中还可以被称为例如“节点B”或“eNodeB”(eNB)。在天线和无线电基站没有共置的情况下,小区是如下地理区域,在该地理区域中由无线电基站在基站站点或天线站点处提供无线电覆盖。每个小区在本地无线电区域内由小区中广播的标识来标识。在小区中还广播了在整个无线通信网络中唯一地标识小区的另一标识。一个基站可以具有一个或多个小区。无线电频率上操作的基站通过在空中接口与基站范围内的无线设备通信。
通用移动电信系统(UMTS)是从第二代(2G)全球移动通信系统(GSM)演进而来的第三代移动通信系统。UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)本质上是使用宽带码分多址(WCDMA)和/或高速分组接入(HSPA)用于无线设备的RAN。在被称为第三代合作伙伴项目(3GPP)的论坛中,电信供应方特别地提出并商定了用于第三代网络和UTRAN的标准,并且调查了增强的数据速率和无线电容量。在RAN的某些版本中,例如在UMTS中,若干基站可以例如通过陆上线路或微波连接到诸如无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)等控制器节点,控制器节点监管和协调与其连接的多个基站的各种活动。RNC通常连接到一个或多个核心网络。
演进分组系统(EPS)的规范已经在第三代合作伙伴项目(3GPP)中完成,这项工作在即将到来的3GPP版本中继续进行。EPS包括还被称为长期演进(LTE)无线电接入的演进的通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、和还被称为系统架构演进(SAE)核心网络的演进的分组核心(EPC)。E-UTRAN/LTE是3GPP无线电接入技术的变型,其中无线电基站直接连接到EPC核心网络而不是RNC。一般来说,在E-UTRAN/LTE中,RNC的功能分布在LTE中被称为eNodeB的无线电基站和核心网络之间。因此,EPS的无线电接入网络(RAN)具有本质上“扁平”的架构,其包括无线电基站而不向RNC报告。
目前,对彼此通信的服务和设备的需求增加,并且总是期望提供无线通信网络的低延迟以及可用带宽的改进的利用率,从而使得无线通信网络的性能改进。
发明内容
本文中的实施例的目的是提供一种改进无线通信网络的性能的机制。
根据一方面,通过提供一种在发送节点中执行的用于向无线通信网络中的一个或多个接收节点发送至少一个能量突发的方法来实现该目的。发送节点包括多于一的数目的发送天线,并且其中至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点的净荷。发送节点针对一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移,该偏移指示除净荷之外的用于第一接收节点的一个或多个附加信息比特。发送节点通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的该能量突发,该能量突发在一个或多个信号特性中具有该偏移并且将净荷携带给无线通信网络中的一个或多个接收节点。
根据另一方面,该目的通过提供一种在第一接收节点中执行的用于从无线通信网络中的发送节点接收至少一个能量突发的方法来实现。至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点的净荷。第一接收节点从发送节点接收至少一个能量突发中的能量突发。第一接收节点检测接收到的能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于第一接收节点已知的参考信号特性的偏移。基于检测到的偏移,第一接收节点确定能量突发的除净荷之外的旨在用于第一接收节点的一个或多个附加信息比特。
根据又一方面,本文中提供了一种用于向无线通信网络中的一个或多个接收节点发送至少一个能量突发的发送节点。发送节点包括多于一的数目的发送天线,并且其中至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点的净荷。发送节点被配置为针对一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移。偏移指示除净荷之外的用于第一接收节点的一个或多个附加信息比特。发送节点还被配置为通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的该能量突发,该能量突发在一个或多个信号特性中具有该偏移并且将净荷携带给无线通信网络中的一个或多个接收节点。
根据再一方面,本文中提供了一种用于从无线通信网络中的发送节点接收至少一个能量突发的第一接收节点。至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点的净荷。第一接收节点被配置为从发送节点接收至少一个能量突发中的能量突发。第一接收节点还被配置为检测接收到的能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于第一接收节点已知的参考信号的偏移。第一接收节点还被配置为基于检测到的偏移来确定能量突发的除净荷之外的旨在用于第一接收节点的一个或多个附加信息比特。
本文中的实施例通过使用指示一个或多个附加信息比特的偏移而允许对迄今为止未使用的自由度的利用,从而开启了改进传统无线通信网络(例如IEEE802.11或GSM)中的延迟和带宽利用率的可能性。例如当无线电信道静止或变化非常缓慢时,传统无线通信网络中的带宽因此被更好地利用,并且本文中介绍的信令方法与传统设备兼容并且非常鲁棒。底层系统(例如GSM或WiFi 802.11)的性能不会降级。
附图说明
现在将关于附图更详细地描述实施例,在附图中:
图1示出了描绘根据本文中的实施例的无线通信网络的示意性概况图;
图2示出了不同发送天线的示意性帧结构;
图3示出了描绘根据本文中的实施例的发送节点中的方法的示意性流程图;
图4示出了根据本文中公开的实施例的净荷和附加信息比特的示例;
图5示出了根据本文中的实施例修改的具有n个TX天线的802.11ac发送器的示例;
图6示出了根据本文中的实施例修改的具有两个TX天线的GSM/EDGE发送器的示例;
图7示出了根据本文中的实施例的STBC块;
图8示出了根据本文中的实施例的组合的流程图和信令方案;
图9示出了根据本文中的实施例的突发/分组的发送;
图10示出了根据本文中的实施例的第一接收节点中的方法;以及
图11示出了描绘根据本文中的实施例的第一接收节点和发送节点的框图。
具体实施方式
本文中的实施例总体上涉及无线通信网络。图1是描绘无线通信网络1的示意性概况图。无线通信网络1包括一个或多个RAN和一个或多个CN。无线通信网络1可以使用很多不同的技术,诸如长期演进(LTE)、高级LTE、宽带码分多址(WCDMA)、全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进(GSM/EDGE)、全球微波接入互操作性(WiMax)、或超移动宽带(UMB),仅提及了一些可能的实现。无线通信网络1在本文中被示例为LTE网络。
在无线通信网络1中,第一接收节点10还被称为无线设备、移动台、用户设备和/或无线终端,经由无线电接入网络(RAN)与一个或多个核心网络(CN)通信。本领域技术人员应当理解,“接收节点”是非限制性术语,其意指任何无线终端,用户设备,机器类型通信(MTC)设备,设备到设备(D2D)终端,或者如下节点,例如智能电话、膝上型计算机、移动电话、传感器、中继器、移动平板电脑或者甚至在相应小区内通信的小型基站。
无线通信网络1覆盖被划分成例如由发送节点12服务的小区11的小区区域的地理区域。取决于例如所使用的无线电接入技术和术语,发送节点12还可以被称为无线电基站,例如节点B、演进节点B(eNB、eNodeB)、基站收发台、接入点基站、基站路由器、或者能够与由无线电基站服务的小区内的用户设备通信的任何其他网络单元。发送节点12可以服务于诸如小区11的一个或多个小区。小区是由无线电基站设备在基站站点处或在远程无线电单元(RRU)中的远程位置处提供无线电覆盖的地理区域。小区定义还可以包含用于发送的频带和无线电接入技术,这意味着两个不同的小区可以覆盖相同的地理区域但使用不同的频带。每个小区在本地无线电区域内由小区中广播的标识来标识。在小区11中还广播在整个无线通信网络1中唯一地标识小区11的另一标识。在无线电频率上操作的发送节点12通过空中或者无线电接口来与在发送节点12的范围内的接收节点10通信。接收节点10通过无线电接口在上行链路(UL)传输中向发送节点12发送数据,并且发送节点12通过空中或无线电接口在下行链路(DL)传输中向第一接收节点10发送数据。发送节点12还可以与小区11中的第二接收节点13通信。第二接收节点13可以是无线设备、移动台、用户设备和/或无线终端,经由无线电接入网络(RAN)与一个或多个核心网络(CN)通信。根据本文中的实施例,第二接收节点13是传统终端。应当注意,所示实施例仅是示例,并且其可以是另一方式,即,发送节点12可以是无线设备,并且第一接收节点10可以是无线电基站。
根据本文中的实施例,发送节点12包括多于一的数目的发送天线,并且向一个或多个接收节点(例如,第一和第二接收节点)发送至少一个能量突发。至少一个能量突发携带用于第二接收节点13和/或第一接收节点10的净荷。发送节点针对发送天线中的一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移。偏移指示用于第一接收节点10的除净荷之外的一个或多个附加信息比特。然后,发送节点12通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的在信号特性中具有该偏移的能量突发。能量突发还将净荷携带给无线通信网络1中的一个或多个接收节点。
第一接收节点10从发送节点12接收能量突发,并且然后检测接收的能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于第一接收节点10已知的参考信号特性的偏移。第一接收节点基于检测到的偏移来确定能量突发的旨在用于第一接收节点10的一个或多个附加信息比特。
实施例适用于发送分组或能量突发的多天线无线系统,例如WiFi(IEEE 802.11)或GSM。除正常净荷由分组或能量突发携带之外,这些实施例还允许鲁棒地发送额外或附加信息比特。这样的额外信息比特可以用于传递例如信令和/或控制信息。
在一些实施例中,作为附加信息比特的示例的编码或未编码比特被映射到复值符号,复值符号又借助于空时块码被映射到码矩阵。码矩阵中的行数等于发送天线的数目。对于要发送的每个能量突发,挑选码矩阵的列。这样的列中的每个条目都是例如具有幅度和相位的复数。每个发送器链中的信号的相位和/或幅度根据码矩阵的列中的相位/幅度而被偏移。相位/幅度改变应用于整个分组或能量突发。因此,在每个能量突发期间发送码矩阵的一个列。因此,波特率比底层系统的波特率慢得多,底层系统的波特率通常是每个能量突发或分组发送数百或数千个符号。
在接收器侧,第一接收节点10利用所发送的信号的某个或某些信号部分(例如,训练序列或符号)在第一接收节点10处预先已知这一事实。例如,在802.11中,能量突发开始于包括短训练符号(STF)和长训练符号(LTF)的已知的前同步码。同样地,GSM能量突发包含已知的训练序列,其作为中间码被插入。当包括发送(TX)和接收(RX)链的信道特性保持近似恒定或固定时,例如当发送节点12和/或第一接收节点10是静止于某些位置的物联网设备时,或者当可以在能量突发之间预测/补偿变化时,如由发送的码矩阵经历的信道取决于实际的传播信道和已知的训练或导频符号二者。下面将详细描述对导频符号的依赖性。由于附加信息比特在时间和空间上分散,因此获得了大的分集和处理增益,使得发送方案非常鲁棒。例如,当第一接收节点10可能是具有干扰较大的发送路径但是具有静止(即不变化或非常慢地改变)信道的地窖中的传感器时,第一接收节点10可以不接收净荷,而是检测偏移并且因此接收附加信息比特。
本文中描述了描述本文中的实施例所必需的空时码的一些背景和记号。本部分中的材料的深入解释见剑桥大学出版社2008年Erik G.Larsson和Petre Stoica的参考书目“Space-Time Block Coding for Wireless Communications”的第9章。空时块编码(STBC)是一种在无线通信中使用的技术,用于跨多个发送天线发送数据流的多个副本,并且在第一接收节点10处利用数据的各种接收版本以提高数据传送的可靠性。接收到的副本中的一个或多个用于对接收到的信号进行正确解码。可以在第一接收节点10处组合接收到的信号的副本以便从每个副本提取尽可能多的信息。
为了简单和具体性,数学描述将限于两个发送天线的情况,并且所有示例将利用复值正交相移键控(QPSK)符号星座:
Figure BDA0001290756780000071
然而,本文中的实施例可以基于任何分集码(例如,空时块码)、任何符号星座、并且利用任意数目的发送和接收天线来应用。
空时块码(STBC)
空时块码可以是Alamouti码。可以描述如下。给定两个QPSK符号
Figure BDA0001290756780000081
根据以下公式计算码矩阵G:
Figure BDA0001290756780000082
其中
Figure BDA0001290756780000083
换言之,2×2码矩阵M的集合具有以下形式:
Figure BDA0001290756780000084
差分空时块码
差分空时块码在实践中是有用的,因为解码不需要信道估计。Alamouti码可以容易地适应于如下来构建差分空时块码。首先,将调制符号qn映射到2×2矩阵G,如上一节所述。也就是说,给定整数索引p和两个QPSK调制符号qp,qp+1,矩阵G由下式给出:
Figure BDA0001290756780000085
其次,Alamouti 2×2矩阵G(p)被差分编码以根据递归规则来构造码矩阵X(p):
(6)X(0)=I,
(7)X(p+2)=X(p)G(p+2)。
请注意,仅使用偶数索引p=0,2,4,...。不使用奇数索引。
空时网格码和延迟分集
最简单的空时网格码是发送分集,即在发送天线之间以延迟发送。给定输入QPSK调制符号q(n)和延迟D,通过第一天线q1(n)和通过第二天线q2(n)发送的调制符号简单地是:
(8)q1(n)=q(n),q2(n)=q(n-D)。
在OFDM无线系统中,经常使用循环延迟分集。在这种情况下:
(9)q1(n)=q(n),q2(n)=q((n-D)modNFFT),
其中NFFT是快速傅里叶变换(FFT)大小。
无线通信网络中的空时码
很多无线标准支持空时码,例如802.11n、802.11ac,而其他的标准(如GSM)可以被增强以支持空时码。“Compatible improvement of the GSM/EDGE system by means ofspace-time coding techniques”Mietzner,J.;Fac.of Eng.,Univ.of Kiel,Germany;Hoeher,P.A.;Sandell,M.2003July 9th ISSN 1536-1276,和“Smart antennas andtransmit diversity for GSM systems”Wei Li;Dept.of Electr.&Comput.Eng.,Victoria Univ.,BC,Canada;Gulliver,T.A.Aug 2003 ISBN 0-7803-7978-0描述了空时块编码(STBC)到GSM的应用。
802.11ac的分组格式
图2说明了802.11ac分组中的分组格式。IEEE标准802.11ac将用于举例说明本文中的实施例。然而,实施例可应用于支持发送分集的802.11的所有修改,例如802.11n或802.11ah。所有的802.11ac分组都开始于领域的一些已知训练序列,其被称为传统短训练字段(L-STF)和传统长训练字段(L-LTF),之后是传统信号字段(L-SIG)。分组格式还包括非常高吞吐量信号A1(VHT-SIG-A1)到非常高吞吐量信号B(VHT-SIG-B)字段以及非常高吞吐量数据(VHT-data)字段。循环移位被应用于诸如训练序列L-STF、L-LTF和L-SIG的信号部分。
现在将参考图3所示的流程图来描述根据一些实施例的在发送节点12中执行的用于向无线通信网络1中的一个或多个接收节点发送至少一个能量突发的方法动作。动作不必按照下面的顺序进行,而是可以以任何合适的顺序进行。在一些实施例中执行的动作用虚线框标记。发送节点12包括如上所述的多于一的数目的发送天线,例如,四个发送天线。至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点(例如第二接收节点13)的净荷。根据本文中的实施例,用于在现有信道上利用非信息承载信号特性或参数(即一个或多个信号特性中的偏移)到第一接收节点10的信息传送(即,一个或多个附加信息比特)的超级信道的概念可以在本文中使用,并且将该概念部分地一般化为多天线系统。本文中的实施例覆盖例如多输入多输出(MIMO)系统和窄类调制。本文中的实施例可以应用于具有多个发送天线的无线通信网络中的发送节点,诸如具有发送分集的WiFi 802.11ac或GSM。
在发送节点12处执行以下动作。发送节点12和/或第一接收节点10可以是物联网设备。
动作301。发送节点12可以向一个或多个接收节点发送配置,配置包括关于携带能量突发的信道的信息。信息可以包括无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于一个或多个附加信息比特如何被映射到一个或多个信号特性中的偏移的信息。
动作302。发送节点12针对一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移。偏移指示除净荷之外的用于第一接收节点10的一个或多个附加信息比特。可以通过改变能量突发的定时、频率、幅度和/或相位来实现能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的偏移。所确定的偏移可以是相对于先前的能量突发的。
动作303。发送节点12可以借助于分集码将一个或多个附加信息比特映射到码矩阵。例如。一个或多个附加信息比特可以被映射到复值符号,该复值符号被映射到码矩阵。码矩阵包括等于发送节点12的发送天线的数目的数目的行以及和一数目的列。分集码可以是空时块码、差分空时码和/或类似码。
动作304。发送节点12可以分别针对上述数目的发送天线中的每个发送天线,根据矩阵中的列的条目来应用能量突发的一个或多个信号特性中所确定的偏移,以用于携带一个或多个附加信息比特。列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数。
动作305。发送节点12通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的能量突发,该能量突发在一个或多个信号特性具有偏移并且向无线通信网络中的一个或多个接收节点携带净荷。两个突发可以具有不同的净荷,并且突发可以在多个发送天线上发送,或者多个突发可以通过相应的发送天线或在不同的发送天线上发送。能量突发包括信号部分,该信号部分是对于第一接收节点10已知的。净荷可以被发送到第二接收节点13,并且一个或多个附加信息比特可以被发送到第一接收节点10。一个或多个附加信息比特可以用于传递发送节点12的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。一个或多个附加信息比特可以对于第二接收节点13是透明的。
在一些实施例中,发送节点12确定多个能量突发的一个或多个信号特性中的一个或多个偏移,该一个或多个偏移指示一个或多个附加信息比特。发送节点12然后可以依次发送多个能量突发。例如,在使用STBC的情况下,附加信息比特被映射到用于每个传输天线的X个突发的序列。
所确定的偏移可以被添加到已经在符号级别使用分集码被编码的能量突发。
净荷在发送节点12处根据无线标准被编码、调制并且映射到发送天线。可以使用SU-MIMO、MU-MIMO和任何数目的空间或空时流。根据本文中的实施例,作为分集码的STBC可以用于将附加信息比特映射到码矩阵。码矩阵具有与发送天线一样多的行数。对于每个能量突发或分组,选择码矩阵的列。通过第一天线发送的突发的相位和/或幅度根据码矩阵的所选择的列中的第一条目的相位和/或幅度被偏移。对于所有发送天线重复该过程。通过第二天线发送的能量突发的相位和/或幅度根据码矩阵的所选择的列中的第二条目的相位和/或幅度被偏移。对于通过其他天线发送的能量突发也应用相同的过程。因此,每个能量突发发送码矩阵的一个列。
因此,发送节点12向同一接收节点或者在MU-MIMO的情况下与(净荷旨在用于的)接收节点不同的接收节点发送附加信息比特、编码或未编码的比特。为了说明,参见图4。在上图中,从作为发送节点12的示例的被表示为“STA 1”的发送节点向作为第一接收节点10的示例的接收节点“STA2”发送四个分组。本文中的实施例允许附加的四个附加位,在该示例中为“1001”,以与四个分组并行发送到接收节点STA 2。
在图4的下部,分组和附加信息比特分别具有不同的目的地STA 2和STA 3。因此,STA2是接收净荷的第二接收节点13的示例,STA 3是接收附加信息比特的第一接收节点10的示例。STA 2是传统节点,其不知道比特序列、附加信息比特“1001”也正被发送。
图5和图6示出了如何根据本文中的实施例来修改802.11ac和GSM/EDGE发送器。图7详细示出了以上动作303和304。对于具有N个发送天线的发送器链,根据实施例的发送器处理的框图。图7展开了图5和图6中的虚线框。
根据图5,具有n个TX天线的802.11ac发送器可以包括聚合的Mac协议数据单元(A-MPDU)501、附加的媒体接入控制(MAC)填充块502、附加的物理(PHY)填充块503、和前置的服务字段块504。另外,发送器可以包括加扰器505、二进制卷积码(BCC)编码器解析器506、多个附加尾部、编码器和打孔块507a、……、和507n、流解析器508、多个BCC交织器块509a、……、和509n、多个星座映射器块510a、……、和510n、对调制符号进行操作的空时/频率块编码(STBC/SFBC)块511、循环移位分集(CSD)块512、多个离散傅里叶逆变换(IDFT)块513a、……、和513n、多个插入保护间隔(GI)和窗口块514a、……、和514n、以及多个模拟无线电频率(RF)块515a、……、和515n。
根据本文中的实施例,发送器可以包括对还被称为分组的突发进行操作的STBC块516。STBC块516包括STBC 517,而且还包括多个相移和/或幅度改变块518a……518n。STBC块516根据已知方案应用相位和/或幅度中的偏移,从而将附加信息比特传送到也知道该已知方案的接收器。虚线框包含由本文中的实施例介绍的功能。
图6示出了根据本发明修改的具有两个发送(TX)天线的GSM/EDGE发送器的示例。虚线框包含由本文中的实施例介绍的功能。
用户码位、即净荷被馈送到GSM/EDGE发送器中的信号处理过程。发送器可以包括信道编码和交织块601、符号映射块602、和馈送有训练序列604的突发格式化块603。发送器还可以包括脉冲成形块605、用于第二TX天线的延迟块606、以及两个模拟和RF块607、608。根据本文中的实施例的发送器可以包括对能量突发进行操作的STBC块609。STBC块609包括STBC 610,而且还包括两个相移和/或幅度改变块611、612。STBC块609根据已知方案应用相位和/或幅度中的偏移,从而将附加信息比特传送到也知道该已知方案的接收器。
图7是用于n个发送天线的STBC块516和STBC块609的示例。将一个或多个信息比特馈送到符号映射块701中,以将一个或多个附加信息比特映射到复值符号。复值符号借助于分集码(例如STBC)被映射到码矩阵X。码矩阵X在空时编码器702中产生,并且包括等于发送天线的数目的数目的行和一数目的列。对于要在挑选块703中发送的每个能量突发p,挑选码矩阵X的列。这样的列中的每个条目是具有例如幅度和相位的复数。每个发送器链中的基带信号的相位和/或幅度根据码矩阵的列中的相位/幅度在偏移块704a、704b、……704n中被偏移。相位/幅度改变应用于整个分组或突发。因此,在每个能量突发期间传递码矩阵的一个列。
接收器或第一接收节点10
在接收器侧,即在第一接收节点10处,检测基于已知的信号部分,例如包含在发送信号中的训练或导频符号。
为了具体化,将针对两个发送天线和一个接收天线的简单但相关的情况来描述接收器算法。在Erik G.Larsson和Petre Stoica的剑桥大学出版社2008的参考书目“Space-Time Block Coding for Wireless Communications”中描述的STBC接收器算法未应用于本文中的实施例。但是所描述的STBC接收器算法可以被扩展以覆盖在本文中的实施例中介绍的空时码,如以下所示。
记号和协定
粗体大写字母将表示矩阵,而粗体小写字母将表示列向量。矩阵的轨迹用tr{.}表示。矩阵A的范数‖A‖是由‖A‖2=tr{AHA}定义的Frobenius范数。
Figure BDA0001290756780000141
分别表示实部和虚部。此外,将使用上面介绍的空时块码的记号。
通过发送天线1和2发送的时域已知导频分别用
Figure BDA0001290756780000142
Figure BDA0001290756780000143
表示。假定有2个训练序列,每个训练序列包含N个训练符号。每个训练符号是符号星座中的复值数。两个训练序列通常是不同的,但是实施例即使在训练序列相等的情况下也是可行的。例如,当应用于实施例的多天线无线系统使用延迟分集时,则:
(10)s1(n)=s(n),s2(n)=s(n-D)。
从天线k到接收天线的离散等效信道被表示为hk,并且假定它用具有L+1个抽头的有限脉冲响应(FIR)滤波器表示。采用非标准协定将信道抽头写为[ckhk(0),ckhk(1),...,ckhk(L)]T形式,其中hk(0)=1,并且ck非零复数常数。这是为了突出接收信号的相位在本文中的实施例中提出的信令方案中的重要性。
相干检测
对应于已知训练序列的时域接收样本和分组/突发数p写为如下形式:
Figure BDA0001290756780000144
这里,对于k=1,2,w(p,n)是独立且相同高斯分布的噪声样本,并且xk(p)是在第k个发送天线处施加的相位/幅度偏移。即xk(p),k=1,2是码矩阵的列中的两个元素。
如果接收器不知道本文中的实施例的发送器方法已经被采用,则它将作为信道变化的一部分而经历相位/幅度偏移xk(p)。也就是说,可以在接收器处估计的信道抽头将具有ckxk(p)hk(i)的形式。对于相干检测,假定接收器可以估计ckhk(i)。这可以例如通过在对于接收器已知的一些训练分组/突发期间应用偏移xk(p)来实现。
为了简化等式(11),定义:
Figure BDA0001290756780000151
注意,假定um(n)在接收器处已知或者可以被估计。使用这个记号,等式(11)可以重写为:
(13)r(p,n)=x1(p)u1(n)+x2(p)u2(n)+w(p,n),n=L,…,N-1。
从这个最后的表达式可以看出,由码矩阵所经历的信道由抽头um(n)组成,其又依赖于传播信道和已知导频符号二者。还要注意,尽管信道是时间分散的,但慢的信令速率使得由码矩阵经历的信道没有符号间干扰。
从矩阵中的分组/突发p和p+1收集接收到的样本将是方便的。为此,定义
Figure BDA0001290756780000152
通过已知的训练/导频符号的接收符号。
Figure BDA0001290756780000153
假定独立于分组数。
Figure BDA0001290756780000154
发送的码矩阵。
Figure BDA0001290756780000155
白噪声矩阵。
使用这个记号,公式(13)简单地变为:
(18)R(p)=UX(p)+W(p)。
使用上述记号,所发送的码矩阵的最大似然估计器为:
Figure BDA0001290756780000156
(19)中的最小化等效于最大化:
Figure BDA0001290756780000157
当已经采用了Alamouti码和QPSK调制符号时,最大化问题变为:
Figure BDA0001290756780000161
这又可以展开为:
Figure BDA0001290756780000162
该最大化问题可以被分离为两个最大化问题,以产生调制QPSK符号的以下最大似然估计器:
Figure BDA0001290756780000163
p是突发数,
qn是对应于被分给发送器处的突发的偏移的QPSK符号假定,
Figure BDA0001290756780000164
是对应于被分给发送器处的突发的实际偏移的QPSK符号的最大似然估计,
An,Bn是定义STBC的固定矩阵,
R(p)是包含对应于训练序列的接收样本的矩阵,
U是矩阵,其条目是训练序列与信道滤波器的卷积。
非相干检测
在使用差分空时码时,不需要相干检测。特别地,不需要估计信道。
所使用的模型与上述等式(11)-(18)中相同。然而,这次不需要知道信道,或者显式地使用的训练序列。仅需要知道接收到的信号的哪一部分对应于训练序列。
起点是等式(18)的模型:
R(p)=UX(p)+W(p),
其中p是分组/突发数。非相干最大似然检测需要最小化以下量:
(24)‖R(p+2)-UX(p+2)‖2+‖R(p)-UX(p)‖2
根据差分空时码的定义,最后的表达式等于:
(25)‖R(p+2)-UX(p)G(p+2)‖2+‖R(p)-UX(p)‖2
使用矩阵G是正交的这一事实,即G(p+2)G(p+2)H=I,(25)可以重写为:
(26)‖R(p+2)G(p+2)H-UX(p)‖2+‖R(p)-UX(p)‖2
根据三角不等式可以看出:
(27)‖R(p+2)G(p+2)H-UX(p)‖2+‖R(p)-UX(p)‖2≥‖R(p)R(p+2)G(p+2)H2
在以下情况下得到等式:
Figure BDA0001290756780000171
注意:
(29)‖R(p)-R(p+2)G(p+2)H2=‖R(p+2)GH-R(p)‖2
可以看出,从以下最小化问题中获得所发送的空时码矩阵的最大似然估计。
Figure BDA0001290756780000172
从(30)可以看出,码矩阵的估计仅取决于通过训练序列的接收信号,并且不需要信道的知识。事实上,甚至不需要训练序列的知识。只需要知道训练序列的时间位置。
最小化(30)等效于最大化:
Figure BDA0001290756780000173
当已经使用了Alamouti空时码连同QPSK调制时,(31)等效于:
Figure BDA0001290756780000174
如前所述,QPSK符号的估计可以被分离,从而产生:
Figure BDA0001290756780000175
p是突发数,
qn是对应于被分给发送器处的突发的偏移的QPSK符号假定,
Figure BDA0001290756780000176
是对应于被分给发送器处的突发的实际偏移的QPSK符号的最大似然估计
An,Bn是定义STBC的固定矩阵,
R(p)是包含对应于训练序列的接收样本的矩阵。
图8所示的发送和接收方法的示例,其是根据本文中的实施例的组合的流程图和信令方案。
将借助于使用两个发送天线和一个接收天线的IEEE 802.11ac无线系统来例示实施例。在该示例中,发送节点12向第一接收节点10发送4个PPDU。本文中所示的实施例用于向第一接收节点发送4个附加信息比特,或者备选地,向第二接收节点13发送4个PPDU。这些附加信息比特可用于控制信令、管理或其他目的。
动作801。在发送器侧,发送节点12,根据802.11ac标准,将4个PPDU编码、解析、调制并映射到发送天线。在该示例中,假定应用802.11ac中描述的Alamouti空时码和循环移位分集。总共生成8个基带信号,4个分组×2个发送天线。基带信号被定义为{y1(t,p):0≤t≤Tp,0≤p≤3}和{y2(t,p):0≤t≤T,0≤p≤3}。下标1和2是指发送天线,p是PPDU或分组/突发数,Tp是第p个PPDU的持续时间。可变时间t可以是离散的或连续的,因为本文中的实施例可以在数字域中应用于数字基带信号,或者在模拟域中应用于模拟基带信号。
动作802。除4个PPDU之外,可以使用差分Alamouti码和QPSK星座来发送附加信息比特“1001”(参见动作305),如上述部分所述。编码处理(上述动作303和304的示例)如下。
-将比特映射到QPSK符号:10→exp(jπ),01→exp(jπ/2)
-生成码矩阵:
Figure BDA0001290756780000181
Figure BDA0001290756780000182
-从码矩阵中提取4个列。存在与PPDU正好一样多的列。4列是:
Figure BDA0001290756780000183
令φk(p),k=1,2;p=0,1,2,3与列p和天线k相关的相移。因此,
Figure BDA0001290756780000184
Figure BDA0001290756780000185
-将与第p个分组和第k个天线相对应的基带信号相移弧度φk(p),k=1,2;p=0,1,2,3。也就是说,将yk(t,p):0≤t≤Tp映射到zk(t,p)=exp(jφk(p))·yk(t,p),0≤t≤Tp。观察到,弧度φk(p)的相移被应用于整个PPDU或分组或突发。
-通过两个发送天线来发送基带信号yk(t,p)的相移版本zk(t,p),k=1,2。
动作803。在接收器侧,在第一接收节点10处,如通常802.11ac接收器那样执行分组检测和同步。所发送的4个分组开始于已知的固定前导码,其组成L-STF、L-LTF字段。注意,循环移位被应用于通过第二天线发送的信号。假定接收到的信号是以符号速率进行采样的,则利用以下值来应用部分的方法:L=16个样本(L-STF的循环前缀),N=64+64+16+64+64=288(L-STF和L-LTF)。在等式(18)中定义的4个分组R(p),p=0,2期间的接收样本的矩阵具有维度288×2。可以在p=0的情况下应用(33)来求解发送的符号的最大似然估计。(同样,在p=0的情况下应用(30)来求解发送的码矩阵。)
图9中示出了动作802。注意,由于码矩阵分布在288个采样点上,所以处理增益为10*log10(288)=24.6dB。另外,空时码给出了空间分集增益。因此,4个附加信息比特非常鲁棒地被发送。使用码矩阵X(0)和X(2),而不是矩阵X(1)来偏移基带信号。4个附加信息比特可以被映射到用于每个发送天线的X个分组或能量突发的序列。
现在将参考图10所示的流程图描述根据一些实施例的在第一接收节点10中的用于从无线通信网络1中的发送节点12接收至少一个能量突发的方法动作。动作并非必须按照下列顺序进行,而是可以采取任何适当的顺序。在一些实施例中执行的动作用虚线框标记。至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点的净荷。发送节点和/或第一接收节点可以是物联网设备。
动作1000。第一接收节点10可以将携带能量突发的无线电信道确定为具有固定的信道特性的无线电信道或者具有按照第一接收节点10处已知的或预测的方式变化的信道特性的无线电信道。
动作1001。第一接收节点10可以通过从发送节点12接收配置来将第一接收节点10配置用于接收一个或多个附加信息比特。该配置可以包括关于携带能量突发的信道的信息,该信息包括无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于附加信息比特如何被映射到一个或多个信号特性中的偏移的信息。
动作1002。第一接收节点10从发送节点12接收至少一个能量突发中的能量突发。
动作1003。第一接收节点10检测接收的能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于第一接收节点已知的参考信号特性的偏移。参考信号特性可以是能量突发的信号部分,并且第一接收节点10可以检测能量突发的该信号部分的至少一部分上的偏移。能量突发包括净荷和作为该信号部分的非信息承载部分。可以仅基于信号的非信息承载部分来完成“附加信息比特”的检测,因此第一接收节点10监测对应于该信号部分的部分接收信号,以便检测附加信息比特。
可以通过检测能量突发的定时、频率、幅度和/或相位中的改变来实现能量突发的一个或多个信号特性的检测的偏移。检测到的偏移可以是相对于先前的能量突发的。
动作1004。第一接收节点10基于检测到的偏移来确定能量突发的除净荷之外的旨在用于第一接收节点10的一个或多个附加信息比特。至少一个能量突发中的接收到的能量突发可以被解码为分集码,例如当第一接收节点10接收到多个能量突发时。分集码可以是空时块码、差分空时码和/或类似码。一个或多个附加信息比特可以用于传递发送节点12的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
图11是描绘被配置为执行本文中的方法的发送节点12和第一接收节点10的框图。本文中提供了向无线通信网络1中的一个或多个接收节点(例如第一和第二接收节点)发送至少一个能量突发的发送节点12。发送节点12包括多于一的数目的发送天线,并且至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点的净荷。
发送节点12可以包括处理电路1301和/或确定模块1302。发送节点12、处理电路1301和/或确定模块1302可以被配置为针对一个或多个发送天线确定至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移。偏移指示除净荷之外的用于第一接收节点10的一个或多个附加信息比特。发送节点12、处理电路1301和/或确定模块1302还可以被配置为确定多个能量突发的一个或多个信号特性中的一个或多个偏移,该一个或多个偏移指示一个或多个附加信息比特,并且还被配置为依次发送多个能量突发。所确定的偏移可以是相对于先前的能量突发的。
发送节点12可以包括发送模块1303。发送节点12、处理电路1301和/或发送模块1303可以被配置为通过一个或多个发送天线发送至少一个能量突发中的能量突发,该能量突发在一个或多个信号特性中具有偏移并且将净荷携带给无线通信网络1中的一个或多个接收节点。能量突发可以包括信号部分,例如训练序列,该信号部分对于第一接收节点10是已知的。发送节点12、处理电路1301和/或发送模块1303可以被配置为将净荷发送到第二接收节点13并且将一个或多个附加信息比特发送到第一接收节点10。净荷也可以被发送到第一接收节点10。因此,一个或多个附加信息比特对于第二接收节点13是透明的。发送节点12、处理电路1301和/或发送模块1303可以被配置为向一个或多个接收节点发送配置,配置包括关于携带能量突发的信道的信息。该信息包括无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于一个或多个附加信息比特如何被映射到一个或多个信号特性中的偏移的信息。
发送节点12可以包括映射模块1304。发送节点12、处理电路1301和/或映射模块1304可以被配置为借助于分集码将一个或多个附加信息比特映射到码矩阵,码矩阵包括等于发送节点12的发送天线的数量的数目的行以及一数目的列。分集码可以是空时块码、差分空时码和/或类似码。
发送节点12可以包括应用模块1305。发送节点12、处理电路1301和/或应用模块1305可以被配置为分别针对上述数目的发送天线中的每个发送天线,根据矩阵中的列的条目来应用能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的偏移,以用于携带一个或多个附加信息比特,其中列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数。
发送节点12可以包括实现模块1306。发送节点12、处理电路1301和/或实现模块1306可以被配置为通过改变能量突发的定时、频率、幅度和/或相位来实现能量突发的一个或多个信号特性的所确定的偏移。
发送节点12可以包括添加模块1307。发送节点12、处理电路1301和/或添加模块1307可以被配置为将所确定的偏移添加到已经在符号级别使用分集码被编码的能量突发。
一个或多个附加信息比特可以用于传递发送节点12的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
发送节点12和/或第一接收节点10可以是物联网设备。
根据本文中描述的实施例的用于发送节点12的方法分别借助于例如计算机程序1308或计算机程序产品来实现,其包括指令,即软件代码部分,该指令当在至少一个处理器上被执行时引起处理器电路或装置执行如由发送节点12执行的本文中所描述的动作。计算机程序1308可以存储在计算机可读存储介质1309上,例如,盘等。其上存储有计算机程序1308的计算机可读存储介质1309可以包括指令,这些指令当在处理电路1301上被执行时引起处理电路1301执行如由发送节点12执行的本文中所描述的动作。在一些实施例中,计算机可读存储介质1309可以是非暂态计算机可读存储介质。发送节点12可以包括被配置为存储偏移、矩阵、数据、附加信息比特、净荷、用于执行本文中的方法的应用等的存储器1310。发送节点12可以包括将附加信息比特映射到信息的表等,例如,比特“01”表示某种发送模式或操作模式。
此外,本文中提供了用于从无线通信网络1中的发送节点12接收至少一个能量突发的第一接收节点10。至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点(例如第二接收节点13和/或第一接收节点10)的净荷。
第一接收节点10可以包括处理电路1401和/或接收模块1402。第一接收节点10、处理电路1401和/或接收模块1402可以被配置为从发送节点12接收至少一个能量突发中的能量突发。第一接收节点10、处理电路1401和/或接收模块1402可以被配置为依次接收多个能量突发。
第一接收节点10可以包括检测模块1403。第一接收节点10、处理电路1401和/或检测模块1403可以被配置为检测接收到的能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于所述第一接收节点10已知的参考信号特性的偏移。参考信号特性可以是能量突发的信号部分,并且第一接收节点10、处理电路1401和/或检测模块1403可以被配置为检测在能量突发的该信号部分的至少一部分上的偏移。第一接收节点10、处理电路1401和/或检测模块1403可以被配置为检测相对于先前的能量突发的偏移。
第一接收节点10可以包括确定模块1404。第一接收节点10、处理电路1401和/或确定模块1404可以被配置为基于检测到的偏移来确定能量突发的除净荷之外的旨在用于第一接收节点10的一个或多个附加信息比特。一个或多个附加信息比特可以用于传递发送节点12的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。第一接收节点10可以包括将附加比特映射到信息的表,例如某个或某些比特指示某一系统信息、操作模式等。第一接收节点10、处理电路1401和/或确定模块1404可以被配置为将携带能量突发的无线电信道确定为具有固定的信道特性的无线电信道或者具有按照第一接收节点10处已知的或预测的方式变化的信道特性的无线电信道。
第一接收节点10可以包括解码模块1405。第一接收节点10、处理电路1401和/或解码模块1405可以被配置为将至少一个能量突发中的接收到的能量突发解码为分集码。分集码可以是空时块码、差分空时码和/或类似码。
第一接收节点10可以包括实现模块1406。第一接收节点10、处理电路1401和/或实现模块1406可以被配置为通过检测能量突发的定时、频率、幅度和/或相位中的改变来实现能量突发的一个或多个信号特性中的所检测的偏移。
第一接收节点10可以包括配置模块1407。第一接收节点10、处理电路1401和/或配置模块1407可以被配置为通过从发送节点12接收配置来将第一接收节点10配置用于接收一个或多个附加信息比特。该配置包括关于携带能量突发的信道的信息,该信息包括:无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于一个或多个附加信息比特如何被映射到一个或多个信号特性中的偏移的信息。
发送节点12和/或第一接收节点10可以是物联网设备。
根据本文中所描述的实施例的用于第一接收节点10的方法分别借助于例如计算机程序1408或计算机程序产品来实现,其包括指令,即软件代码部分,该指令当在处理电路上被执行时引起处理器电路或装置执行由第一接收节点10执行的本文中所描述的动作。计算机程序1408可以存储在计算机可读存储介质1409上,例如,盘等。其上存储有计算机程序1408的计算机可读存储介质1409可以包括指令,该指令当在处理电路1401上被执行时引起处理电路1401执行如由第一接收节点执行的本文中所描述的动作。在一些实施例中,计算机可读存储介质1409可以是非暂态计算机可读存储介质。第一接收节点10可以包括存储器1410,其被配置为存储偏移、矩阵、数据、附加信息比特、净荷、比特到信息的映射、用于执行本文中的方法的应用等。
系统方面
当所谓的超级信道操作于可以用根据本文中的实施例的发送分集方案来扩展的如上所述的无线通信网络(例如,WiFi或GSM)中时,超级信道的接收器有必要知道在哪里找到超级信道、其特性和底层信道的特性。例如,对于GSM,该信息可以包括无线电频率、所使用的时隙集合、在底层信道上使用的训练序列码和调制、是否使用根据本文中的实施例的发送分集方案等。
该信息可以在小区中从发送节点12广播。也可以在第一接收节点10的接入尝试之后在专用信令消息中传递到第一接收节点10。例如,在GSM中,信息可以在广播控制信道(BCCH)上在系统信息(SI)消息中广播,或者在接入授权信道(AGCH)上在专用消息或消息的专用部分中发送。
根据一些实施例,发送节点12通过无线电信道向第一接收节点10发送信号,该信号具有携带要在第一接收节点10处估计的相位和幅度信息的特性。发送节点确定信号特性中的变化,诸如被添加到信号的相对于参考特性的幅度和/或相位和/或时间偏移变化。然后,发送节点将信号发送到第一接收节点10,其中改变后的信号特性携带用于第一接收节点10的信息。该信息或者一个或多个附加信息比特可以被发送到不能接收到净荷但是能够确定偏移与否的第一接收节点,从而产生更多的冗余传输,允许例如在地下室等中的接收。该信道具有固定信道特性,或者是具有按照第一接收节点10处已知的或预测的方式变化的信道特性的无线电信道。可以从空时码矩阵的列中挑选相位/幅度偏移。这些相位/幅度偏移是信息承载的,并且被应用于诸如GSM或IEEE 802.11等多天线无线系统中的分组/突发。在第一接收节点10处,使用已知的训练序列以及信道估计来导出用于空时码矩阵的信道,从该信道导出相干和非相干最佳接收器二者。在多天线无线系统中使用的正常空时传输上,承载空时码矩阵的信息形成了非常鲁棒的低速率信令信道。这种类型的信令不会降低利用底层无线系统的传统设备的性能。
熟悉通信设计的人员将很容易理解,功能装置或模块可以使用数字逻辑和/或一个或多个微控制器、微处理器或其他数字硬件来实现。在一些实施例中,各种功能中的几个或全部可以一起实现,例如在单个专用集成电路(ASIC)中,或者在其之间具有适当的硬件和/或软件接口的两个或更多独立设备中。例如,可以在与发送/接收节点的其他功能组件共享的处理器上实现若干功能。
备选地,可以通过使用专用硬件来提供所讨论的处理电路/装置的若干功能元件,而其他功能元件可以利用与适当的软件或固件相关联地执行软件的硬件来提供。因此,如本文中所使用的术语“处理器”或“控制器”并非排他地指代能够执行软件的硬件,并且可以隐含地包括而不限于数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、用于存储软件和/或程序或应用数据的随机存取存储器、以及非易失性存储器。还可以包括常规和/或定制的其他硬件。通信接收器的设计人员将理解这些设计选择中所固有的成本、性能和维护的权衡。
应当理解,以上描述和附图是本文中教导的方法和装置的非限制性示例。因此,本文中教导的本发明的装置和技术不受以上描述和附图的限制。相反,本文中的实施例仅由所附权利要求及其合法等同方案限制。

Claims (38)

1.一种在发送节点(12)中执行的用于向无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)发送至少一个能量突发的方法,其中所述发送节点(12)包括多于一的数目的发送天线,并且其中所述至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点(10,13)的净荷,所述方法包括:
-针对一个或多个发送天线确定(302)所述至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移,所述偏移指示除所述净荷之外的用于第一接收节点(10)的一个或多个附加信息比特;
-借助于分集码将所述一个或多个附加信息比特映射(303)到码矩阵,所述码矩阵包括一定数目的行和一定数目的列,所述行的数目等于所述发送节点(12)的发送天线的所述数目;
-分别针对所述数目的发送天线中的每个发送天线,根据所述矩阵中的列的条目,来应用(304)所述能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的偏移,以用于携带所述一个或多个附加信息比特,其中所述列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数;以及
-通过所述一个或多个发送天线发送(305,802)所述至少一个能量突发中的所述能量突发中的码矩阵的一个列中的条目,所述能量突发在所述一个或多个信号特性中具有所述偏移并且将所述净荷携带给所述无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述确定(302)包括:确定多个能量突发的一个或多个信号特性中的一个或多个偏移,所述一个或多个偏移指示所述一个或多个附加信息比特,并且所述发送包括:依次发送所述多个能量突发。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述分集码是空时块码和/或差分空时块码。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所述能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的所述偏移通过改变所述能量突发的定时、频率、幅度和/或相位而被实现。
5.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所述能量突发包括信号部分,所述信号部分对于所述第一接收节点(10)是已知的。
6.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所述净荷被发送给第二接收节点(13),并且所述一个或多个附加信息比特被发送给所述第一接收节点(10)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述一个或多个附加信息比特对于所述第二接收节点(13)是透明的。
8.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,还包括:
-向一个或多个接收节点发送(301)配置,所述配置包括关于携带所述能量突发的信道的信息,所述信息包括:无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于所述一个或多个附加信息比特如何被映射到所述一个或多个信号特性中的所述偏移的信息。
9.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所确定的所述偏移被添加到已经在符号级别上使用分集码被编码的所述能量突发。
10.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所确定的所述偏移是相对于先前的能量突发的。
11.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所述一个或多个附加信息比特用以传递所述发送节点(12)的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
12.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法,其中所述发送节点和/或所述第一接收节点是物联网设备。
13.一种在第一接收节点(10)中执行的用于从无线通信网络(1)中的发送节点(12)接收至少一个能量突发的方法,其中所述至少一个能量突发携带用于一个或多个接收节点(10,13)的净荷,所述方法包括:
-从所述发送节点(12)接收(1002)所述至少一个能量突发中的能量突发中的码矩阵的一个列中的条目;
-检测(1003)接收到的所述能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于所述第一接收节点已知的参考信号特性的偏移;以及
-基于检测到的所述偏移来确定(1004)所述能量突发的除所述净荷之外的旨在用于所述第一接收节点(10)的一个或多个附加信息比特,
其中所述码矩阵借助于所述发送节点(12)处的分集码被映射(303)到所述一个或多个附加信息比特,所述码矩阵包括一定数目的行和一定数目的列,所述行的数目等于所述发送节点(12)的发送天线的所述数目,以及
其中,分别针对所述数目的发送天线中的每个发送天线,根据所述矩阵中的列的条目,所述能量突发的一个或多个信号特性中(304)的所确定的所述偏移在所述发送节点(12)处被应用,以用于携带所述一个或多个附加信息比特,其中所述列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述参考信号特性是所述能量突发的信号部分,并且所述检测(1003)在所述能量突发的所述信号部分的至少一部分上被执行。
15.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,其中接收到的所述能量突发被解码为分集码。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述分集码是空时块码和/或差分空时块码。
17.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,其中所述能量突发的一个或多个信号特性中的检测到的所述偏移通过检测所述能量突发的定时、频率、幅度和/或相位中的改变而被实现。
18.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,包括:
-通过从所述发送节点(12)接收配置来将所述第一接收节点(10)配置(1001)用于接收所述一个或多个附加信息比特。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述配置包括关于携带所述能量突发的信道的信息,所述信息包括:无线电频率、所使用的时隙集合、所使用的训练序列码和/或调制、和/或关于所述附加信息比特如何被映射到所述一个或多个信号特性中的所述偏移的信息。
20.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,其中检测到的所述偏移是相对于先前的能量突发的。
21.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,其中所述一个或多个附加信息比特用以传递所述发送节点(12)的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
22.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,还包括:
-将携带所述能量突发的无线电信道确定(1000)为具有固定的信道特性的无线电信道、或者具有按照所述第一接收节点(10)处已知的或预测的方式变化的信道特性的无线电信道。
23.根据权利要求13到14中的任一项所述的方法,其中所述发送节点和/或所述第一接收节点是物联网设备。
24.一种用于向无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)发送至少一个能量突发的发送节点(12),其中所述发送节点(12)包括多于一的数目的发送天线,并且其中所述至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点(10,13)的净荷,所述发送节点(12)被配置为:
针对一个或多个发送天线确定所述至少一个能量突发中的能量突发的一个或多个信号特性中的偏移,所述偏移指示除所述净荷之外的用于第一接收节点(10)的一个或多个附加信息比特;以及
-借助于分集码将所述一个或多个附加信息比特映射(303)到码矩阵,所述码矩阵包括一定数目的行和一定数目的列,所述行的数目等于所述发送节点(12)的发送天线的所述数目;
-分别针对所述数目的发送天线中的每个发送天线,根据所述矩阵中的列的条目来应用所述能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的偏移,以用于携带所述一个或多个附加信息比特,其中所述列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数;以及
通过所述一个或多个发送天线发送所述至少一个能量突发中的所述能量突发中的码矩阵的一个列中的条目,所述能量突发在所述一个或多个信号特性中具有所述偏移并且将所述净荷携带给所述无线通信网络(1)中的一个或多个接收节点(10,13)。
25.根据权利要求24所述的发送节点(12),还被配置为确定多个能量突发的一个或多个信号特性中的一个或多个偏移,所述一个或多个偏移指示所述一个或多个附加信息比特,并且所述发送节点(12)还被配置为依次发送所述多个能量突发。
26.根据权利要求24所述的发送节点(12),其中所述分集码是空时块码和/或差分空时块码。
27.根据权利要求24到26中的任一项所述的发送节点(12),其中所述发送节点(12)被配置为通过改变所述能量突发的定时、频率、幅度和/或相位来实现所述能量突发的一个或多个信号特性中的所确定的所述偏移。
28.根据权利要求24到26中的任一项所述的发送节点(12),其中所述能量突发包括信号部分,所述信号部分对于所述第一接收节点(10)是已知的。
29.根据权利要求24到26中的任一项所述的发送节点(12),被配置为将所述净荷发送给第二接收节点(13)并且将所述一个或多个附加信息比特发送给所述第一接收节点(10)。
30.根据权利要求24到26中的任一项所述的发送节点(12),其中所述一个或多个附加信息比特用以传递所述发送节点(12)的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
31.根据权利要求24到26中的任一项所述的发送节点(12),其中所述发送节点和/或所述第一接收节点是物联网设备。
32.一种用于从无线通信网络(1)中的发送节点(12)接收至少一个能量突发的第一接收节点(10),其中所述至少一个能量突发被配置为携带用于一个或多个接收节点(10,13)的净荷,所述第一接收节点(10)被配置为:
从所述发送节点(12)接收所述至少一个能量突发中的能量突发中的码矩阵的一个列中的条目;
检测接收到的所述能量突发的一个或多个信号特性中的相比于对于所述第一接收节点已知的参考信号特性的偏移;以及
基于检测到的所述偏移来确定所述能量突发的除所述净荷之外的旨在用于所述第一接收节点(10)的一个或多个附加信息比特,
其中所述码矩阵借助于所述发送节点(12)处的分集码被映射(303)到所述一个或多个附加信息比特,所述码矩阵包括一定数目的行和一定数目的列,所述行的数目等于所述发送节点(12)的发送天线的所述数目,以及
其中,分别针对所述数目的发送天线中的每个发送天线,根据所述矩阵中的列的条目,所述能量突发的一个或多个信号特性中(304)的所确定的所述偏移在所述发送节点(12)处被应用,以用于携带所述一个或多个附加信息比特,其中所述列中的每个条目是具有一个或多个信号特性的复数。
33.根据权利要求32所述的第一接收节点(10),其中所述参考信号特性是所述能量突发的信号部分,并且所述第一接收节点(10)被配置为在所述能量突发的所述信号部分的至少一部分上检测所述偏移。
34.根据权利要求32到33中的任一项所述的第一接收节点(10),被配置为将所述至少一个能量突发中的接收到的所述能量突发解码为分集码。
35.根据权利要求34所述的第一接收节点(10),其中所述分集码是空时块码和/或差分空时块码。
36.根据权利要求32到33中的任一项所述的第一接收节点(10),其中所述一个或多个附加信息比特用以传递所述发送节点(12)的控制信令、系统信息、带内信令、用户平面数据、缓冲器状态和/或设备能力。
37.根据权利要求32到33中的任一项所述的第一接收节点(10),还被配置为:
将携带所述能量突发的无线电信道确定为具有固定的信道特性的无线电信道、或者具有按照所述第一接收节点(10)处已知的或预测的方式变化的信道特性的无线电信道。
38.根据权利要求32到33中的任一项所述的第一接收节点(10),其中所述发送节点和/或所述第一接收节点是物联网设备。
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