CN1484388A

CN1484388A - 一种无线通信系统的用户间分集共享传输方法

Info

Publication number: CN1484388A
Application number: CNA021310122A
Authority: CN
Inventors: 雷周; 周雷; 陈月华
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-03-24
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: CN1316759C

Abstract

一种无线通信系统的用户间分集共享传输方法，涉及移动终端接收数据的方法。包括以下步骤：a.欲接受用户间分集共享服务的移动终端间建立用户间分集共享传输关系，并将相关信息上报基站；b.基站与移动终端之间进行信息互通，确定接收数据的移动终端并向确定接收数据的移动终端发送数据；c.移动终端接收基站传输的数据，并对接收到的数据进行处理；d.移动终端间建立短距离通信的通路，将移动终端得到的数据传递给分集共享的其他移动终端。本发明使用户之间通过共享得到分集增益，提高通信质量，减少发射功率，可以显著提高通信质量，同时在维持当前用户数的前提下降低基站功耗。

Description

一种无线通信系统的用户间分集共享传输方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中，移动终端接收数据的方法。

技术背景

传统无线通信系统的主要业务为话音和窄带数据，在空中接口采用固定的调制和编码方式，并可能辅以功率控制技术，以适应无线信道的衰落变化。并且，无线终端通过与网络侧的基站(或其它某种形式的无线收发信机)的通信，获得与其它无线终端或固定终端的联系。移动终端之间一般不会不通过网络直接相互通信。例如，典型的第二代无线通信系统GSM，IS-95。

在第三代无线通信系统CDMA2000和WCDMA中，相继使用了以自适应编码调制(AMC Adaptive Modulation and Coding)为核心的高数据速率传输(HDR)技术，该技术的特征是服务于突发性强、实时性要求不高的分组数据业务，移动台实时测量信道质量，根据信道质量确定当前的调制编码方式，即瞬时的数据传输速率。如果信道条件好，则采用高码率的编码和高阶调制，以获得高的传输速率；如果当前信道条件差，则降低所服务用户的码率和调制阶数。此外，基站还将有限的无线资源分配给当前信道条件比较好的用户，以获得吞吐率的提高。

但现有的第二代和第三代无线通信系统，如GSM，WCDMA，其无线传播环境衰落大，基站与手机距离远，受系统干扰和手机发射功率的限制，不可能一味地靠增加发射功率来保证信号质量。

近年来也出现对分布式、自组织分组无线网络(ad Hoc网络)的研究，它没有固定的网络构架，移动终端本身可以兼具基站和路由器的功能，依赖于自组织、自适应的网络结构，移动终端之间可以直接互相通信。目前也有一些短距离无线通信协议，如已经集成在手机上的蓝牙(bluetooth)协议，用于无线局域网(WLAN)的802.11协议等。这些无线通信方式都具有终端之间可不通过固定网络直接互相通信的特征。

但无线信道是时刻变化的，对一个用户而言，其在不同时刻的信号质量不同；对多个用户来说，同一时刻，它们的信号质量也不相同。

无线通信当前正在研究的多入多出天线(MIMO)技术是在发送和接收方都有多根(N)天线，使用空间扩频技术将一个信道化码和扰码对调制成多个不同的数据流，理论上可以将峰值容量提高N倍。该技术中，基站的多天线处理比较容易实现，而终端侧多天线从天线安排和处理复杂度上还没有很好的实用性解决方案。

发明内容

本专利的目的就是提出一种无线通信系统中，移动终端通过分集共享方式接收数据的方法，从而改善通信质量，提高系统吞吐率。

一种无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于包括以下步骤：

a、欲接受用户间分集共享服务的移动终端间建立用户间分集共享传输关系，并将相关信息上报基站；

b、基站与移动终端之间进行信息互通，确定接收数据的移动终端并向确定接收数据的移动终端发送数据；

c、移动终端接收基站传输的数据，并对接收到的数据进行处理；

d、移动终端间建立短距离通信的通路，将移动终端得到的数据传递给分集共享的其他移动终端。

所述的步骤a中，所述的相关信息，是指用户间分集共享传输关系协议。

所述的步骤a中，移动用户间建立用户间分集共享传输关系的条件，是移动终端之间路径损耗符合建立短距离高速无线数据传输关系的要求。

所述的步骤a中，建立用户间分集共享传输关系的过程，是由移动终端向基站侧发起用户间分集共享传输请求，基站侧获得与其位置相近的其他移动终端信息来完成的。

所述的步骤a中，建立用户间分集共享传输关系的过程，是由移动终端间确定彼此距离较近而主动来完成的。所述的步骤b中，基站与移动终端之间进行信息交互的内容，通过移动台上报当前的下行信道质量，基站根据该上报内容对下行信道资源进行调度，确定接收数据的移动终端。

所述的确定接收数据的移动终端，可以是一个移动终端，也可以是几个移动终端。

所述的步骤c中，所述的移动终端对接收到的数据进行处理，包括物理层无线基带信号的恢复、解调、信道译码、缓存。

所述的步骤d中，所述的短距离通信，是通过蓝牙技术建立的通信链路。

所述的步骤d中，所述的短距离通信，是通过无线局域网技术建立的通信链路。

由于采用了本发明的用户间分集共享的传输方法，使得用户之间通过共享得到分集增益，提供了多种先进无线通信技术实现的可能，从而提高通信质量，减少发射功率，可以显著提高通信质量，同时在维持当前用户数的前提下降低基站功耗。

附图说明

图1是本发明分集共享传输方法的网络示意图；

图2是本发明的一个流程图；

图3是本发明中一个分集共享关系建立过程的流程图；

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，是本发明分集共享传输方法的网络示意图，从图中可以看出，本发明的网络环境，包括移动终端和基站。

如图2所示，是本发明传输方法的一个流程图，从图中可以看出，本发明的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，包括以下步骤：

a、欲接受用户间分集共享服务的移动终端间建立用户间分集共享传输关系，并将用户间分集共享传输关系协议上报基站；

其中，移动用户间建立用户间分集共享传输关系的条件，是移动终端之间路径损耗较小，符合建立短距离高速无线数据传输关系的要求，比如移动终端是通过蓝牙技术接入，那么该移动终端间的距离，就要符合蓝牙协议对距离需求，如果是通过无线局域网来传输共享数据，那就要符合无线局域网协议对终端间距离的要求。

欲接受用户间分集共享服务的移动终端间，通过基站建立通信，达成协议，即同意由这几个移动终端共同分担同一个由基站下发给移动终端的信息任务的接收，并将此协议知会基站侧。一般来讲达成协议的前提条件是基于几个终端的用户之间的信任或几个终端恰好对同一个信息任务有需求。

其中，挑选距离较近的两个移动终端的方式之一，可以由一个移动终端向基站发起请求，基站通过移动台定位技术获得与其位置相近的移动终端的信息，如图3所示，即是这种情况下建立分集共享关系的一个流程图；

方式之二为两移动终端的用户确定彼此距离较近，并愿意建立分集共享关系，因此主动向基站侧报告。这种情况比较常见，比如后面举到的例子，办公室中有共同数据需求的同事，即是最简单的例子。在业务服务的提供中，并不要求建立分集共享关系的移动终端之间有共同的信息需求，只要两终端之间用户信任，即便没有共同的信息需求，也可以作为分集共享用户，这时一个终端相当于另一个终端的传输中转站；

以上挑选中，对于距离的选择，可以依据实际的情况来定，一般来讲只要满足短距离通信协议的要求即可，比如位于局域网的内部，或者适合WAP协议的距离都可以。

获知用户有共同的信息需求的途径，可以基于两用户当前的协商，协商结果报告给基站，也可以基于基站对用户预先定制的业务的查询，基站查到两用户有相同的业务需求，因此通过分集共享方式同时为这两个用户提供服务。

基站获知移动台针对特定信息任务建立分集共享用户关系后，同时要求移动台上报当前的下行信道质量。移动台测量各自的下行信道质量，通过上行无线链路发射给基站。基站根据这几个移动台的报告对下行信道资源进行调度，调度原则是要求当前信道质量较好的移动台接收下行数据，以保证工作在相对高的信噪比下，可以支持高的数据传输速率，从而提高系统吞吐量。这里借鉴了HDR技术的思想，不过HDR中，各用户之间对信道资源是竞争而没有共享的关系。

这里基站也可不选取其中一个较好的移动台来接收下行数据，而是几个移动终端都接收下行数据，这样，实际上是把分集共享的移动台看作多根接收天线，要求这几个移动台同时接收并发的下行数据。

不论是一个移动终端接收下行数据还是几个移动终端接收下行接收数据，对加入分集共享的单个移动终端来说，为接收到完整的信息任务或得到较高的信号质量，本身接收的一部分数据都是不够的。因此各移动台首先对本身接收的数据进行初步的处理，包括物理层无线基带信号的恢复，解调，信道译码、缓存等等。

通过终端之间直接建立优质的短距离通信的通路，将这些数据快速传递给分集共享的其它移动台。

上述的短距离通信有多种实现途径：如blue Tooth(蓝牙)技术，WLAN(无线局域网)技术等等，对终端的要求是能同时支持相应的短距离通信协议。

对上行数据而言，也可采取与下行类似的方法，即分集共享移动台之间先通过短距离无线通信共享上行发送信息，然后互相分担与基站之间的通信。

下面看一个具体的实例。

我们假设某公司的两位同事(或家人，同学，旅行团)的移动终端，基于互相的信任建立分集共享关系，分别称为a和b。a所预定的移动互联网服务有：股票信息，影讯；b所预定的互联网服务有：股票信息，生活周刊。两用户的终端之间可以通过WLAN直接相互通信，且每个终端也都可以通过与基站之间的信号传递实现与公共移动通信网络的连接。那么，如果欲接受本发明的分集共享传输服务，可以按照以下方式来进行：

第一步：上班后，两同事确认移动终端a和b处于近距离，相互之间的短距离通信可以建立。

第二步：a向基站发送信号，请求与b建立分集共享。

第三步：基站处理a的分集共享请求，通过基站将请求传递给b，b响应同意。

第四步：a和b这时相对于同一个基站来说，可看作有两根信道互相独立的天线。对于任何a或b所预定的无线互联网服务，高层协议将其转换为适合无线链路传输的物理层数据流。

第五步：在启动将上述数据包传送给终端a和b的过程时，基站通过无线链路通知a和b，要求其通过上行无线链路向基站反馈信道质量信息。

第六步：假设当前的业务是a和b都要的股票信息。在时间间隔1，a上报的信道质量好于b，这意味着，在同样的基站发射功率下，相同的时间段内，a能比b正确接收到更多的数据，因此基站将大小适合于a当前信道质量的物理层数据包下发，并通过信令要求a接收；在下一个时间间隔，b的信道条件比a好，则基站要求b接收下一个数据包......直到该业务下发完毕。b在数据传输过程中，将所收到的数据经过射频和基带的处理，恢复原始信息流，通过a和b之间的短距离通信装置和协议WLAN传给a，a从基站和b处获得该业务的所有信息并汇总完毕后，再将这份完整的股票信息通过WLAN传递给b。

a和b的配合也可这样进行：基站下发数据，a和b同时接收，b将基带处理的中间值(比如，信道译码的输入似然比)通过WLAN传递给a，a将该信息与自身处理后的相应值合并，获得分集接收增益，提高无线接收的可靠性。

第七步：假设当前要传a订阅的影讯，包括高清晰度的图形、动画等等，数据量很大。b仍然可以与第六步类似的方式，和a共同分担该业务的传输，最后，将完整的信息通过短距离通信汇总到a处，b处不保留该业务。同样，对b所订阅的生活周刊，a也分担传输，并将完整信息汇总于b处。

总之，不论是两用户都需要的业务，还是只有其中一个用户需要的业务，a和b都获得了比没有分集共享时好的信道条件，能以更低的功耗获得更快速便捷的服务。

本发明通过给移动用户建立了分集共享，使远离基站处的用户之间通过共享得到分集增益，提供了多种先进无线通信技术实现的可能，从而提高通信质量，减少发射功率，可以显著提高通信质量。同时通过鼓励分集共享的方式，能够刺激用户群的消费，以同样的网络覆盖服务于更多的用户，或者在维持当前用户数的前提下降低基站功耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1、一种无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于包括以下步骤：

2、如权利要求1所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤a中，所述的相关信息，是指用户间分集共享传输关系的协议。

3、如权利要求1或2所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤a中，移动用户间建立用户间分集共享传输关系的条件，是移动终端之间路径损耗符合建立短距离高速无线数据传输关系的要求。

4、如权利要求3所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤a中，建立用户间分集共享传输关系的过程，是由移动终端向基站侧发起用户间分集共享传输请求，基站侧获得与其位置相近的其他移动终端信息来完成的。

5、如权利要求3所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤a中，建立用户间分集共享传输关系的过程，是由移动终端间确定彼此距离较近而主动来完成的。

6、如权利要求1或2所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤b中，基站与移动终端之间进行信息交互的内容，通过移动台上报当前的下行信道质量，基站根据该上报内容对下行信道资源进行调度，确定接收数据的移动终端。

7、如权利要求6所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的确定接收数据的移动终端，可以是一个移动终端，也可以是几个移动终端。

8、如权利要求1或2所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤c中，所述的移动终端对接收到的数据进行处理，包括物理层无线基带信号的恢复、解调、信道译码、缓存。

9、如权利要求1或2所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤d中，所述的短距离通信，是通过蓝牙技术建立的通信链路。

10、如权利要求1或2所述的无线通信系统的用户间分集共享传输方法，其特征在于所述的步骤d中，所述的短距离通信，是通过无线局域网技术建立的通信链路。