CN1748383B - 带有经协调的移动终端的上行链路空-时编码的通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有效的方式，以利用一些仅拥有一个发射路径和天线的移动终端来创建一种虚拟的MIMO传输系统。这是通过把一些移动终端指配为一组，并为组内的那些移动终端指配某些共享资源以及用户特定资源来实现的。以同步的方式，移动终端将一致地提供上行链路传输，就如同它们是拥有多传输路径和天线的单一实体。优选地，共享资源影响数据如何被发射，而用户特定资源则与导频信号有关。可以采用多种方式对被发射的数据进行编码，并且在一个实施例中，移动终端可以相互中继它们的信息，以使得上行链路传输可以并入STTD(空时发射分集)译码或其他空-时码。本发明适用于实际上的任何多址接入技术，包括OFDM、TDMA以及CDMA(最好是同步CDMA)。

Description

带有经协调的移动终端的上行链路空-时编码的通信系统
技术领域
本发明涉及到通信，更加具体而言，涉及到利用一些仅拥有单一传输路径和天线的移动终端来提供虚拟的多输入多输出通信环境。
背景技术
随着对无线传输容量(不管它是能够接入系统的用户数量还是传送数据的速率)不断增长的需求，已经逐渐发展出一种多输入多输出(MIMO)的结构。MIMO结构中含有用于传输的多个天线和用于接收的多个接收机。与各种编码技术相结合，MIMO系统所提供的空间分集提供了在任意给定时刻可接入系统的用户数量、以及在给定时段内可发射的数据量方面的显著的增长。遗憾地是，无线通信的性质决定了需要便宜的移动终端，例如移动电话、无线个人数字助理(PDA)等等。而在移动终端内实现多天线以及多传输路径将显著增加终端的复杂度，并因此增加其价格。迄今为止，至少从消费者的观点来看，与在移动终端内提供多天线和多传输路径相关的价格远远超出更多容量所带来的好处。
大多数基站已经装备有多天线与多接收机，并且假若是这种基础结构性质，则已证明这样提供的成本基本上是微不足道的。因此存在能够方便基于MIMO的通信的无线基础结构，然而消费者不希望承担通过购买适当装配的移动终端来实现该MIMO环境的成本。因此，有必要在不要求移动终端拥有多天线和多传输路径的情况下，得到基于MIMO的通信的好处。
发明内容
本发明提供了一种有效的方式，以利用一些仅拥有一个发射路径和天线的移动终端来创建虚拟的MIMO传输系统。这是通过把一些移动终端指配为一组，并为组内的那些移动终端指配某些共享资源以及用户特定资源来实现的。以同步的方式，移动终端将一致地提供上行链路传输，就如同它们是拥有多传输路径和天线的单一实体。优选地，共享资源影响数据如何被发射，而用户特定资源则与导频信号有关。可以采用多种方式对被发射的数据进行编码，并且在一个实施例中，移动终端可以相互中继它们的信息，以使得上行链路传输中可以并入STTD(空-时发射分集)译码或其他空-时码。本发明适用于实际上的任何多址接入技术，包括OFDM、TDMA以及CDMA(最好是同步CDMA)。在另一个优选实施例中，用于每个移动终端的每个唯一资源包括用于唯一导频信号的副载波，该导频信号部分地根据该组移动终端内的至少一个其他移动终端的导频信息来创建，并且被指配给副载波块内的至少一个副载波。
本领域的技术人员在阅读以下结合附图的优选实施例的详细描述之后，将理解本发明的涵盖范围，并且可以了解本发明的其他方面。
附图说明
在本说明书中被引入、并形成本文一部分的附图，用于说明本发明的若干方面，并且与所做的描述一起用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明一个实施例的无线通信环境的示意框图。
图2是根据本发明一个实施例的基站的示意框图。
图3是根据本发明一个实施例的移动终端的示意框图。
图4是根据本发明一个实施例的移动终端的更加详细的逻辑表示。
图5是根据本发明一个实施例的基站的更加详细的逻辑表示。
图6说明了根据现有技术的多输入多输出(MIMO)通信方案。
图7是描绘本发明一个实施例的基本操作的流程图。
图8A和8B说明了根据本发明的第一种OFDM虚拟MIMO环境。
图9A和9B说明了根据本发明的第二种OFDM虚拟MIMO环境。
图10A和10B说明了根据本发明的第三种OFDM虚拟MIMO环境。
图11说明了根据本发明的第一种同步CDMA虚拟MIMO环境。
图12是描绘本发明第二实施例的基本操作的流程图。
图13A到13C说明了在根据本发明一个实施例的移动终端之间信息的带外中继。
图14描绘了在根据本发明第二实施例的移动终端之间信息的带内中继。
图15到17说明了当在根据本发明的移动终端之间中继信息时，STTD编码的各种顺序。
具体实施方式
以下所提出的实施例描绘了使本领域的技术人员能够实践本发明的必要信息，并且说明了实践本发明的最佳模式。在阅读了以下按照附图给出的描述后，本领域的技术人员将理解本发明的概念，并且将认识到没有在此特意提到的某些概念的应用。应该理解，这些概念和应用都落入本公开内容和所附权利要求的范围。
参考图1，其中说明了一个基本的无线通信环境。一般来讲，基站控制器(BSC)10控制由相应基站(BS)14提供服务的多个小区12内的无线通信。每个基站14都方便与移动终端16的通信，所述移动终端处于和该相应基站14相关联的小区12内。针对本发明而言，基站14中包括为通信提供空间分集的多个天线。而取决于本发明的实施方案，移动终端16可以拥有或者不拥有多个天线。
参考图2，其中说明了根据本发明的一个实施例配置的基站14。基站14内通常包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、多个天线28以及网络接口30。接收电路26通过天线28接收射频信号，后者承载来自由移动终端16提供的一个或多个远端发射机的信息。优选地，低噪声放大器和滤波器(没有画出)合作来放大并且去除信号中的宽带干扰，以便进行处理。下变频和数字化电路(没有画出)把经过滤波的已接收信号下变频为中频或基带频率信号，然后再将该信号数字化成一个或多个数字流。
基带处理器22处理数字化的已接收信号，提取已接收信号中承载的信息或数据比特。这种处理典型地包括解调、译码以及纠错操作。因而，基带处理器22通常都是以一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。然后接收到的信息经由网络接口30被发送到无线网络另一侧，或者被发射给由该基站14提供服务的另一个移动终端16。网络接口30将典型地与基站控制器10和电路交换网络(其构成无线网络的一个部分)交互作用，该电路交换网络可以耦合到公共交换电话网络(PSTN)。
在发射侧，基带处理器22在控制系统20的控制下，从网络接口30接收可能表示话音、数据或控制信息的数字化数据，并且编码该数据以便进行传输。该编码数据被输出到发射电路24，在此用具有期望的发射频率的载波信号对其进行调制。功率放大器(没有画出)将把已调制载波信号放大到适于传输的电平上，并且经过匹配网络(没有画出)把已调制载波信号传递到天线28。多个天线28以及重复的发射和接收电路24、26提供了空间分集。随后更加详细地描述调制以及处理的细节。
参考图3，其中说明了根据本发明的一个实施例配置的移动终端16。与基站14类似，移动终端16内将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、天线40以及用户接口电路42。接收电路38通过天线40接收射频信号，该射频信号承载来自一个或多个基站14的信息。优选地，低噪声放大器和滤波器(没有画出)合作来放大并且去除信号中的宽带干扰，以便进行处理。下变频和数字化电路(没有画出)把经过滤波的接收信号下变频为中频或基带频率信号，然后再将该信号数字化成一个或多个数字流。
基带处理器34处理数字化的已接收信号，提取已接收信号中承载的信息或数据比特。这种处理典型地包括解调、译码以及纠错操作，这将在以下更加详细地讨论。基带处理器34通常都是以一个或多个数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)来实现的。
对发射而言，基带处理器34从控制系统32接收可能表示话音、数据或控制信息的数字化数据，并且编码该数据以便进行传输。该编码数据被输出到发射电路36，在此调制器用它来调制具有期望的发射频率的载波信号。功率放大器(没有画出)将把已调制载波信号放大到适于传输的电平上，并且经过匹配网络(没有画出)把已调制载波信号传递到天线40。在所选的实施例中，多个天线40以及重复的发射和接收电路36、38提供了空间分集。随后更加详细地描述调制以及处理的细节。
参考图4，其中根据本发明的一个实施例提供了一种逻辑上的传输结构。尽管该传输结构被描述为是移动终端16的结构，但是本领域的技术人员将认识到所示结构对各种无线环境中上行链路和下行链路通信的适用性。而且，打算让该传输结构表示各种多址接入结构，其中包括(但不局限于)正交频分复用(OFDM)、码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)以及时分多址(TDMA)。
利用数据加扰逻辑46，以降低与数据相关的峰均功率比的方式，对待发射数据44(是一个比特流)进行加扰。利用CRC添加逻辑48，确定用于已加扰数据的循环冗余校验(CRC)，并且将其附加到已加扰数据上。接着，利用信道编码器逻辑50执行信道编码，有效地向数据添加冗余，以便利于在移动终端16处的恢复和纠错。在一个实施例中，信道编码器逻辑50使用众所周知的Turbo(涡轮)编码技术。然后由速率匹配逻辑52对编码数据进行处理，以补偿与编码相关的数据扩展。
比特交织器逻辑54系统地对已编码数据内的比特进行重新排序，以最小化连续数据比特的丢失。通过映射逻辑56，根据所选择的基带调制，把得到的数据比特系统地映射为相应的符号。最好采用正交振幅调制(QAM)或正交相移键控(QPSK)调制的形式。可以利用符号交织器逻辑58系统地对符号进行重新排序，以进一步加强发射信号对由于频率选择性衰落而造成的周期性数据丢失的抗扰性。
在这一点上，各组比特已经被映射为符号，该符号表示在幅度和相位星座中的位置，然后按发射分集逻辑60指示的，通过多址接入调制功能62准备对符号进行调制。如虚线所示，移动终端16可以提供多个传输路径，以提供空间分集。本领域的技术人员可以认识到：可以利用一个或多个处理器单独地或者与在此描述的其他处理相结合地来提供这种模拟或数字信号处理。例如，CDMA功能中的多址接入调制功能62将提供必需的导频PN和扰码相乘，其中OFDM功能将利用反离散付立叶变换(IDFT)或实现反付立叶变换的类似处理来对各个符号进行操作。要注意的是，在2002年3月22提交的、共同转让的申请序列号10/104,399中给出了另外的OFDM细节，以及在Behzad Razavi1998年发表的“RF Micoelectronics(射频微电子)”中给出了有关CDMA和其他多址接入技术的细节，它们被在此整体引入作为参考。
结果得到的每个信号都经由相应的数字上变频(DUC)电路64和数字-模拟(D/A)转换电路66在数字域内被上变频到中频，并且被转换为模拟信号。然后，经由RF电路68和天线40在期望的RF频率上对得到的模拟信号进行调制，同时进行放大并且进行发射。值得注意的是，被发射的数据中可以包括先前由基站14指配的导频信号。基站14(随后详细地讨论)可以利用导频信号进行信道估计以及干扰消除，并且识别移动终端16。
现在参考图6，其中说明了对由基站14发射的信号的接收。发射信号刚一到达基站14的每个天线28，就由相应的RF电路74对各个信号进行解调和放大。为了简明和清晰，仅详细描述和说明接收机内多个接收路径中的一条路径。模拟-数字(A/D)转换以及下变频电路(DCC)76对模拟信号进行数字化以及下变频，以便进行数字处理。自动增益控制电路(AGC)78可以基于接收信号电平，利用结果得到的数字化信号，去控制RF电路74内放大器的增益。
数字化信号也被馈送到同步电路80以及多址解调功能82，多址解调功能82将恢复在每条接收机路径的相应天线28处接收到的进入信号。同步电路80便于进入信号与多址解调功能82的对齐或相关，以帮助恢复进入信号，该信号被提供给信令处理功能84以及信道估计功能86。信号处理功能84处理基本信令以及头标信息，以提供足够的信息去生成信道质量测量，考虑信道状况和/或每条接收路径的信噪比，该测量可以影响链路上的整个信噪比。
每条接收路径的信道估计功能86提供与信道状况相应的信道响应，供分集译码器88使用。进入信号中的符号以及每条接收路径的信道估计被提供给分集译码器88。信道估计提供足够的信道响应信息，以允许分集译码器88根据移动终端16所用的传输和/或编码对符号进行译码。
利用与基站14内的符号交织器逻辑58相对应的符号解交织器逻辑90，将符号按顺序放置回去。然后，已解交织的符号被解调，或者利用解映射逻辑92被解映射为相应的比特流。根据接收机结构的配置，可以任选地包括组合器逻辑94(例如本领域内众所周知的Chase组合器)，以组合与并行接收信道相关联的能量，从而得出用于每个比特或比特组的软判决。然后利用与发射机结构中的比特交织器逻辑54相对应的比特解交织器逻辑96，对比特进行解交织。之后用速率解匹配逻辑98对解交织的比特进行处理，并且将其提交给信道译码器逻辑100，以恢复初始的加扰数据及CRC校验和。相应地，CRC逻辑102去除CRC校验和，按照传统方式对加扰数据进行校验，并且将其提供给解扰逻辑104，以便利用已知的基站解扰码进行解扰，从而恢复初始的发射数据106。
基于所恢复的数据可以确定信道质量指示符(CQI)。在沿数据恢复路径(从方框90到方框106)的任意处都可以提供额外或候选的CQI功能108，以监测信噪比、误码率等，从而得到有关个别或整个信道质量的信息。在2001年10月17日提交的、共同转让的申请序列号60/329,511中提供了一种确定CQI值的示范性方式的附加信息，其在此被整体引入作为参考。
现在参考图6，其中说明了现有北电网络有限公司OFDM结构的现有多输入多输出(MIMO)传输方案。在该基础结构中，移动终端16拥有两条传输路径，其通向两个天线40，天线40将向基站14的天线28发射信号。图6中说明了两种传输技术。第一种使用空-时发射分集(编码)，而第二种使用BLAST或类似的并行传输技术。在这两种技术中，在任意的给定时刻，时间-频率域内的一组OFDM副载波被分配给单个移动终端16。在这一组副载波内，某些副载波将被用作导频，而其他副载波被用来发射数据。导频信息被表示为Px，它代表能够被处理以提供共轭Tx *和负复共轭-Px *的导频数据。类似地，数据副载波上传输的数据可以被表示为真正的数据Sx、复共轭Sx *或者负复共轭-Sx *。如本领域技术人员所认识的，数据、共轭以及负复共轭被用于空-时发射分集编码。
在现有的MIMO系统中，基站14将指配不同的导频信息P1、P2以及相应的副载波，以便向移动终端16发射导频信息。在STTD和BLAST两种传输技术中，实现STTD编码要跨越移动终端16中的每条传输路径。同样地，如所示，对导频信息进行处理，并将其提供到基站14所指配的副载波中。而且，把要从移动终端16发射到基站14的任何数据利用STTD编码或利用BLAST技术提供到该组副载波中所有的或所选的剩余副载波内，其中在STTD编码中，数据的冗余版本被编码并且从移动终端16的不同的天线40被发射，而在BLAST技术中，每个天线40发送不同的数据。在2001年10月15号提交的美国专利申请序列号09/977,540中、2002年9月20号提交的10/251,935中、2002年10月1号提交的10/261,739中以及2002年10月2号提交的10/263,268中提供了有关STTD和BLAST技术的进一步的信息，它们的公开内容在此被整体引入作为参考。
向拥有多发射路径的移动终端16提供MIMO结构，可以通过允许更多的用户共享相同的信道而提高信道容量，还可以提高数据速率，或者提高信道容量和数据速率的组合。遗憾地是，为移动终端16配备多传输路径将显著地增加移动终端16的成本和复杂度。本发明提供一种令一些拥有单一传输路径的移动终端16在基站14的控制下相互合作，以提供虚拟MIMO环境的方式。值得注意的是，这种虚拟MIMO环境可以容易地包含拥有多传输路径和天线的移动终端16。
图7的流程图提供了本发明的概述。首先，基站14标识一N个要在上行链路传输期间相互合作的移动终端16的子集(方框200)。随后，基站14将经由下行链路信道为每个协作的移动终端16指配共享资源(方框202)。对于OFDM实施例来说，共享资源将包括公共副载波块，这是移动终端16将用于传输的、在时间-频率域内的一组副载波。每个协作的移动终端16将同时利用公共副载波块发射信息。对于CDMA环境而言，基站将为每个协作的移动终端16指配公共的扩展码和扰码，以用于在规定的周期或时隙内传输数据。
接下来，基站14将经由下行链路信道为该组内的各个移动终端16指配用户特定资源(方框204)。对于OFDM而言，用户特定资源是共享副载波块内的导频副载波。对于CDMA而言，用户特定资源是唯一的导频PN码，它用于加扰或扩展待发射的信息。
一旦指配了共享资源和用户特定资源，协作组内的每个移动终端16将在同步时隙内、利用共享资源和用户特定导频向基站14发射数据(方框206)。基站14将在其M个天线40中的每个天线上接收从移动终端16发射的信号(方框208)，并且提取针对每个移动终端16的导频信号，以帮助识别发射信息的移动终端16，以及估计MIMO信道的信道状况(方框210)。最终，基站14将对接收信号进行译码，以提取由每个协作的移动终端16所发射的数据或信息(方框212)。
现在来看图8A和8B，图中提供了一个通信环境，其中有两个移动终端16，被称作用户元素1和2(UE1和UE2)。在图8A中，对于同一个OFDM副载波组而言，每个移动终端UE1和UE2同时经由同一个副载波组发射信息。每个移动终端UE1和UE2将发射其自己的数据，还将利用由基站14提供的导频信息来提供虚拟MIMO环境。实际上，通过在同一个副载波组上发射数据以及精心使用导频布局，UE1和UE2将仿真一个拥有两条传输路径以及两个天线40的单个用户元素。具体地，所示的副载波块内包括在两个时间周期中的10个副载波，一共是20个被分配的副载波。两端的副载波被保留供导频信息使用，因此在第一时间周期内，移动终端UE2可以在最右边的副载波中提供导频数据P1，而移动终端UE1将在最左边的副载波中提供相同的导频数据P1。在下一时间周期中，移动终端UE2将在最左边的副载波中提供导频数据P2，而移动终端UE1将在最右边的副载波中提供导频数据P2。因此，两个移动终端UE1和UE2所提供的导频信息不会相互干扰，并且提供了必需的导频信息以允许对被发射的信息进行译码，就如同这些信息是从拥有多传输路径和天线40的单个移动终端16发射来的一样。
图8B中说明了一个更加复杂的配置，其中针对导频副载波以及副载波组采用STTD编码。采用STTD编码可以增强导频信息的健壮性，并且增大基站14对信息进行适当确认的似然性。此外，剩余的副载波可以被用来同时为各个移动终端UE1和UE2发射数据。基站14将利用必需的编码逻辑分集去恢复被发射的数据，并且按照传统方式去确认数据发射自何处，就如同数据同时发射自一个装备有MIMO的移动终端16。
图9A和9B中说明了OFDM环境，其中基站14标识了四个移动终端UE1～UE4，它们相互合作以提供虚拟的MIMO环境。图9A中描述了在所标识的副载波组内的八个副载波上使用的四个基本导频信息P1～P4的用法。图9B中说明了利用STTD对导频信息进行编码的实施例。
图10A和10B中说明了如下这种环境：由于移动终端UE1具有两条传输路径和天线40，因此它是适应MIMO的，它被指配与移动终端UE2和UE3相互合作以提供一种对应于四条传输路径和四个天线40的虚拟MIMO环境。图10A中说明了基本导频信息的分配，而图10B中针对导频信息使用STTD编码。
正如指出的，本发明适用于多种多址接入环境，其中包括CDMA，并且最好是同步CDMA。在这种实施例中，不同的扩展码和扰码被用来定义共享资源和用户特定资源。如图11所示，在CDMA结构中，一个给定的移动终端16可以支持许多用于发射数据106的子信道，其中每个子信道由唯一的子信道PN码βx来定义。在该实施例内，共享资源包括针对每个子信道Cx的扩展码，其中每个移动终端16内的相应子信道拥有相同的扩展码。而且，用于一个给定终端16的所有子信道的全部扰码也同样用于组内的所有移动终端16。这样，共享资源就是扩展码和扰码。用户特定资源又与导频信号有关，其中将为组内的每个移动终端16指配一个唯一的导频码PNk，它将被用来按某些方式对所有的或部分的待发射信号进行扩展。
在所示的实施例中，子信道1～m的数据106被扩展码C1-Cm和β1-βm接连扩展，并且相加在一起形成同相信号(I)。类似地，子信道m+1到n的数据106被扩展码Cm+1到Cn和βm+1到βn连续扩展，并且加到导频码上形成正交相位信号(Q)。正交相位信号被偏移90度(j)并与同相信号(I)相加，然后再用扰码PN1+jPN2加扰。这样，数据扩展码和扰码在移动终端组内是公共的，而且由于导频码PNk的引入，所发射的信号相互不同。
在迄今所描述的实施例中，尽管可以按多种方式对数据进行编码，但是每个移动终端16都只发射它自己的数据。对于随后的实施例，移动终端16协作组内的移动终端16能够相互间直接发射它们的数据，以及利用各种编码技术向基站14发射数据。值得注意的是，从任意的给定移动终端16发射到基站14的数据中可以包括与发射数据的该移动终端16相对应的数据、或从移动终端16组内的其他移动终端16接收到的数据。图12中给出上述过程的基本概述。
首先，基站14标识将要相互合作来提供上行链路传输的移动终端16的一个子集，以实施虚拟MIMO环境(方框300)。优选地，对上行链路传输使用STTD编码。然后，基站14经由下行链路信道为协作的移动终端16指配共享资源与中继时隙(方框302)。中继时隙就是移动终端16在其中可以向组内的其他移动终端16发射其信息的时间周期。OFDM的共享资源可以是在时间-频率域内定义一组副载波的副载波决，而CDMA中的共享资源最好是用来扩展和加扰待发射数据的扩展码和扰码。
然后，基站14经由下行链路信道为组内各个移动终端16指配用户特定资源(方框304)。优选地，用户特定资源标识对OFDM配置来说的导频信息和所指配的副载波块中的副载波、或者对CDMA环境来说的导频扰码或扩展PN码。
接着，协作的移动终端16将相互中继数据(方框306)。然后移动终端16将按规定方式(最好采用STTD编码)对数据进行编码，并且在同步时隙内向基站14发射联合STTD编码数据(方框308)。基站14从M个天线28接收来自协作的移动终端16的信号(方框310)、提取导频信号、估计MIMO信道(方框312)、并且实施STTD译码以提取发射自协作的移动终端16的信息(方框314)。
所传输的数据，不管它来自产生该数据的移动终端16还是接收自组内协作的移动终端16，都被编码并且发射到基站14，基站14能够对发射的数据进行译码，并且还能够把数据与产生该数据的移动终端16相互关联起来。这一点是能够被做到的，因为基站14控制着如何从不同的移动终端16中继和发射数据，并将实质上基于移动终端16的传输而反转该过程。
可以用多种方式来完成移动终端16之间的信息中继。通常，可以使用和方便移动终端16与基站14之间通信所用的相同的资源(带内)、或者使用基站14与移动终端16之间通信所需资源之外的资源(带外)，来进行信息的中继。对于带内或者带外中继来说，移动终端16都最好配置成按基站14预定的方式相互直接通信。图13A中描述了一种示范性带外配置，其中上行链路和下行链路频率资源(F1和F2)被保留用于在基站14和移动终端16之间的通信，而使用单独的中继频率资源(F3)来方便在移动终端16之间的通信。这样，移动终端16之间的通信可以与基站14和一个或多个移动终端16之间的通信同时发生。图13B和13C中说明了一个用于带外实施例的示范性中继规程。
无论与基站14的通信怎样，移动终端16将被指配一个给定时隙，用于向组内的某些或者所有移动终端16发射数据。例如，在第一时隙内，用户元素1将向用户元素2到用户元素9的其他移动终端16发射(Tx)其待共享的数据。在第二时隙内，用户元素2将向用户元素1以及用户元素3-9的其他移动终端发射其待共享的数据，其他移动终端将接收(Rx)该信息并且对它相应地进行处理，以便随后以直接或编码形式向基站14进行传输。
图14中说明了一个带内的实施例，其中使用和基站14与移动终端16之间通信所用的相同的资源，直接地在移动终端16之间中继数据。在该实施例中，中继信息所用的资源和从移动终端16到基站14的上行链路通信共享相同的资源。因此，资源被分为中继时隙和上行链路时隙。例如，移动终端UE1将向所有其他移动终端16(UE2-UE9)进行发射。在随后的上行链路发射时隙内，所有移动终端16(UE1-UE9)将向基站14发射数据。而在随后的中继时隙内，另一个移动终端16(UE2)将向其他移动终端16(UE1、UE3-UE9)发射所有的或所选的数据，并且该过程将继续进行，以使得移动终端16将在中继时隙内在相互之间发射数据，以及在上行链路发射时隙内向基站14发射数据。根据具体情况，上行链路发射时隙和中继时隙将很可能再分为用于向其他终端16或基站14进行相应传输的进一步的时隙。
图15-17中说明何时中继信息，以及不同的移动终端16如何对该信息进行编码，以提供虚拟STTD MIMO传输。参考图15，移动终端UE1和移动终端UE2相互中继它们的信息，并且在随后的两个上行链路传输时隙内，移动终端UE1和移动终端UE2将向基站14发射它们两个的STTD编码版本的数据。具体地，在第一上行链路传输时隙内UE1将发射S2 (1)，S2 (1)代表来自移动终端UE2的未编码数据，同时移动终端UE2将发射移动终端UE1的数据S1的复共轭S1 *(2)。在第二上行链路传输时隙内，移动终端UE1将发送其数据S1 (1)，同时UE2将发送其数据的负复共轭-S2 *(2)，并且该过程继续进行。
图16和17中说明了第三和第四种顺序的发射分集方案，其中每个给定的移动终端16的中继时隙不必共同对齐，以使得某些移动终端16可以利用某些资源向基站14进行发射，而其他移动终端16利用其他资源相互中继数据。
从上文中，本发明提供了一种有效的方式，以利用一些仅拥有一个发射路径和天线40的移动终端16来创建虚拟的MIMO传输系统。这是通过把一些移动终端16指配为一组，并且为组内的那些移动终端16指配某些共享资源以及用户特定资源来实现的。在同步方式中，移动终端16将一致地提供上行链路传输，就如同它们是一个拥有多传输路径和天线的单一实体。优选地，共享资源涉及数据如何被发射，而用户特定资源与导频信号有关。可以按多种方式对被发射的数据进行编码，并且在一个实施例内，移动终端16可以相互中继它们的信息，以使得上行链路传输中可以引入STTD译码或其他空-时码。本发明适用于实际上的任何多址接入技术，包括OFDM、TDMA以及CDMA(最好是同步CDMA)。
本领域的技术人员将会看出对本发明优选实施例的改进以及修改。所有这种改进以及修改都被认为是处于在此公开的概念和随后权利要求的范围内。

Claims (54)

1.一种用于方便合作的上行链路传输的方法，包含：
a)标识一组移动终端以提供合作的上行链路传输；
b)经由下行链路传输为该组移动终端内的每个移动终端指配公共资源，以使得用于每个移动终端的公共资源都是相同的，并且供上行链路传输使用；以及
c)经由下行链路传输为每个移动终端指配不同的、唯一的资源，以使得用于每个移动终端的唯一资源都是不同的，并且供上行链路传输使用，其中在上行链路传输期间，该组移动终端内的每个移动终端同时使用该公共资源以及相应的唯一资源，以提供一虚拟的多输入多输出上行链路传输，其中用于每个移动终端的每个唯一资源包括用于唯一导频信号的副载波，该导频信号部分地根据该组移动终端内的至少一个其他移动终端的导频信息来创建，并且被指配给副载波块内的至少一个副载波。
2.权利要求1中的方法，其中公共资源是时间和频率城内的OFDM副载波块，以使得移动终端将同时在该副载波块内的某些副载波中发射数据。
3.权利要求2中的方法，其中不会有该组移动终端内的两个移动终端在一公共副载波中发射该唯一的导频信息。
4.权利要求1中的方法，其中用于每个移动终端的唯一导频信号是利用STTD编码、根据相应移动终端的导频信息以及该组移动终端内至少一个其他移动终端的导频信息来创建的。
5.权利要求1中的方法，其中公共资源是CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一，以使得移动终端将同时发射被CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一扩展的数据。
6.权利要求5中的方法，其中每个唯一资源都是一个唯一的代码，以使得移动终端将同时发射被该唯一代码进一步扩展或加扰的数据。
7.权利要求1中的方法，还包含经由多个天线同时接收来自该组移动终端内每个移动终端的上行链路传输。
8.权利要求1中的方法，其中该组移动终端内的至少一个移动终端拥有多个天线，以及为拥有多个天线的该至少一个移动终端指配多个唯一资源。 
9.权利要求1中的方法，其中公共资源被用于发射数据，以及唯一资源被用于发射导频信息。
10.权利要求1中的方法，其中用于每个移动终端的数据都从相应的移动终端被发射。
11.权利要求10中的方法，还包含经由多个天线接收来自移动终端的上行链路传输，并且利用并行译码对从每个移动终端发射来的数据进行译码。
12.权利要求1中的方法，其中该组移动终端内的移动终端的上行链路传输中的数据包括来自该组移动终端内另一移动终端的数据。
13.权利要求12中的方法，其中利用STTD编码对数据进行编码。
14.权利要求13中的方法，还包含经由多个天线接收来自移动终端的上行链路传输，以及利用STTD译码对从每个移动终端发射来的数据进行译码。
15.一种用于方便合作的上行链路传输的方法，包括：
a)从服务基站接收要用于上行链路传输的公共资源，该公共资源也被指配给一组移动终端内的其他移动终端；
b)从服务基站接收要用于上行链路传输的唯一资源，该组移动终端内的其他移动终端被指配不同的唯一资源，其中用于每个移动终端的每个唯一资源包括用于唯一导频信号的副载波，并且还包含部分地根据该组移动终端内的至少一个其他移动终端的导频信息来创建该唯一导频信号，并且将其指配给副载波块内的至少一个副载波；以及
c)利用公共和唯一资源向服务基站发射信息，其中在上行链路传输期间，该组移动终端内的每个移动终端同时使用公共资源和不同的唯一资源，以提供一虚拟的多输入多输出上行链路传输。
16.权利要求15中的方法，其中公共资源是时间和频率域内的OFDM副载波块，以使得移动终端将同时在该副载波块内的某些副载波中发射数据。
17.权利要求16中的方法，其中不会有该组移动终端内的两个移动终端在一公共副载波中发射该唯一的导频信息。
18.权利要求15中的方法，其中该唯一的导频信号是利用STTD编码、根据第一导频信息以及该组移动终端内至少一个其他移动终端的导频信息来创建的。 
19.权利要求15中的方法，其中公共资源是CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一，并且还包含用CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一来扩展待发射的数据。
20.权利要求19中的方法，其中每个唯一资源都是一个唯一的代码，并且还包含进一步利用唯一代码对数据进行扩展或加扰。
21.权利要求15中的方法，其中公共资源被用于发射数据，以及唯一资源被用于发射随数据一起发射的导频信息。
22.权利要求15中的方法，还包含接收来自该组移动终端内另一移动终端的移动终端数据，其中待发射的信息中包括移动终端数据。
23.权利要求22中的方法，其中移动终端数据以及数据在被发射之前，利用STTD编码对其进行编码。
24.权利要求15中的方法，还包含向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
25.权利要求24中的方法，其中利用与服务基站进行上行链路或下行链路传输所用资源之外的通信资源，向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
26.权利要求24中的方法，其中利用与服务基站进行上行链路或下行链路传输所用的通信资源，向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
27.权利要求26中的方法，其中在第一时间周期内发射要发射给服务基站的信息，以及在第二时间周期内向至少一个移动终端发射数据。
28.一种用于方便合作的上行链路传输的基站，该基站包含发射、接收和控制逻辑，这些逻辑合作地适合于：
a)标识一组移动终端以提供合作的上行链路传输；
b)经由下行链路传输为该组移动终端内的每个移动终端指配公共资源，以使得每个移动终端的公共资源都是相同的，并且供上行链路传输使用；以及
c)经由下行链路传输为每个移动终端指配不同的、唯一的资源，以使得每个移动终端的唯一资源都是不同的，并且供上行链路传输使用，其中在上行链路传输期间，该组移动终端内的每个移动终端同时使用公共资源以及相应的唯一资源，以提供一虚拟的多输入多输出上行链路传输，其中用于每个移动终端的每个唯一资源包括用于唯一导频信号的副 载波，该导频信号部分地根据该组移动终端内的至少一个其他移动终端的导频信息来创建，并且被指配给副载波块内的至少一个副载波。
29.权利要求28中的基站，其中公共资源是时间和频率城内的OFDM副载波块，以使得移动终端将同时在该副载波块内的某些副载波中发射数据。
30.权利要求29中的基站，其中不会有该组移动终端内的两个移动终端在一公共副载波中发射该唯一的导频信息。
31.权利要求28中的基站，其中用于每个移动终端的唯一导频信号是利用STTD编码、根据相应移动终端的导频信息以及该组移动终端内至少一个其他移动终端的导频信息来创建的。
32.权利要求28中的基站，其中公共资源是CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一，以使得移动终端将同时发射被CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一扩展的数据。
33.权利要求32中的基站，其中每个唯一资源都是一个唯一的代码，以使得移动终端将同时发射被唯一代码进一步扩展或加扰的数据。
34.权利要求28中的基站，其中接收、发射和控制逻辑还适合于经由多个天线同时接收来自该组移动终端内的每个移动终端的上行链路传输。
35.权利要求28中的基站，其中该组移动终端内的至少一个移动终端拥有多个天线，以及为拥有多个天线的该至少一个移动终端指配多个唯一资源。
36.权利要求28中的基站，其中公共资源被用于发射数据，以及唯一资源被用于发射导频信息。
37.权利要求28中的基站，其中每个移动终端的数据都从相应的移动终端被发射。
38.权利要求37中的基站，其中接收、发射和控制逻辑还适合于经由多个天线接收来自移动终端的上行链路传输，并且利用并行译码对从每个移动终端发射来的数据进行译码。
39.权利要求28中的基站，其中该组移动终端内的移动终端的上行链路传输中的数据包括来自该组移动终端内另一移动终端的数据。
40.权利要求39中的基站，其中利用STTD编码对数据进行编码。
41.权利要求40中的基站，其中接收、发射和控制逻辑还适合于经 由多个天线接收来自移动终端的上行链路传输，以及利用STTD译码对从每个移动终端发射来的数据进行译码。
42.一种用于方便合作的上行链路传输的移动终端，该移动终端包含接收、发射和控制逻辑，这些逻辑适合于：
a)从服务基站接收要用于上行链路传输的公共资源，该公共资源也被指配给一组移动终端内的其他移动终端；
b)从服务基站接收要用于上行链路传输的唯一资源，每个移动终端被指配不同的唯一资源，其中用于每个移动终端的每个唯一资源包括用于唯一导频信号的副载波，以及其中接收、发射和控制逻辑还适合于部分地根据该组移动终端内的至少一个其他移动终端的导频信息来创建该唯一导频信号，并且将其指配给副载波块内的至少一个副载波；以及
c)利用公共和唯一资源向服务基站发射信息，其中在上行链路传输期间，该组移动终端内的每个移动终端同时使用公共资源和不同的唯一资源，以提供一虚拟的多输入多输出上行链路传输。
43.权利要求42中的移动终端，其中公共资源是时间和频率域内的OFDM副载波块，以使得移动终端将同时在副载波块内的某些副载波中发射数据。
44.权利要求43中的移动终端，其中不会有该组移动终端内的两个移动终端在一公共副载波中发射该唯一的导频信息。
45.权利要求42中的移动终端，其中该唯一的导频信号是利用STTD编码、根据第一导频信息以及该组移动终端内至少一个其他移动终端的导频信息来创建的。
46.权利要求42中的移动终端，其中公共资源是CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一，并且其中接收、发射和控制逻辑还适合于用CDMA扩展码和CDMA扰码的至少之一来扩展待发射的数据。
47.权利要求46中的移动终端，其中每个唯一资源都是一个唯一的代码，以及其中接收、发射和控制逻辑还适合于进一步用唯一代码对数据进行扩展或加扰。
48.权利要求42中的移动终端，其中公共资源被用于发射数据，以及唯一资源被用于发射随数据一起发射的导频信息。
49.权利要求42中的移动终端，其中接收、发射和控制逻辑还适合于接收来自该组移动终端内另一移动终端的移动终端数据，以及待发射 的信息中包括移动终端数据。
50.权利要求49中的移动终端，其中移动终端数据以及数据在被发射之前，利用STTD编码对其进行编码。
51.权利要求42中的移动终端，其中接收、发射和控制逻辑还适合于向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
52.权利要求42中的移动终端，其中利用与服务基站进行上行链路或下行链路传输所用资源之外的通信资源，向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
53.权利要求42中的移动终端，其中利用与服务基站进行上行链路或下行链路传输所用的通信资源，向该组移动终端内的至少一个移动终端发射数据。
54.权利要求53中的移动终端，其中在第一时间周期内发射要发射给服务基站的信息，以及在第二时间周期内向至少一个其他移动终端发射数据。 
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