專利名稱：在通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法
在通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法或用于提供針對 該傳輸?shù)倪@種數(shù)據(jù)的方法以及用于執(zhí)行這種方法的裝置。
從無線電通信系統(tǒng)中，譬如按照UMTS (通用移動電信系統(tǒng)
(Universal Mobile Telecommunications System)) 已知，通過無 線電接口在網(wǎng)絡側(cè)的站和用戶側(cè)的移動站之間傳輸數(shù)據(jù)。為了最佳地 利用可支配的資源、譬如在可支配的頻譜中所應用的編碼或頻率信 道，采用特定的方法，以將資源和子資源分配給要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
根據(jù)圖3說明針對將資源分配給數(shù)據(jù)am ( i )的例子，該數(shù)據(jù)ara
(i )在傳輸前被編碼和頻率調(diào)制成發(fā)射數(shù)據(jù)流s ( t)。在第一級中， 在第一步擴頻、也就是說復制并且與編碼c"( j)相乘到達的針對第m 個用戶站的數(shù)據(jù)am (i)的數(shù)據(jù)序列。在此分別由要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值和 編碼的碼元的乘積形成的序列被輸送給用于串行并行轉(zhuǎn)換S/P的模 塊。第一乘積a^i) c(m) ( 0)被輸送給第一數(shù)據(jù)路徑，第二乘積a"
(i)c(m) (1)被輸送給第二數(shù)據(jù)路徑等等。在這些數(shù)據(jù)路徑上的乘 積中，采用由針對其它用戶側(cè)的站的其它數(shù)據(jù)構(gòu)成的相應的乘積。由 此，形成由發(fā)射信號s(l， i)、 s(2，i)、...組成的并行的數(shù)據(jù)流，頻率 調(diào)制被應用到該數(shù)據(jù)流上。在此，數(shù)據(jù)路徑這樣被頻率調(diào)制，使得數(shù)據(jù) 路徑在可支配的頻帶內(nèi)或相應地在可支配的發(fā)射時段Ts內(nèi)被平均間 隔開。在將所有的數(shù)據(jù)路徑累加以后，形成借助天線經(jīng)由無線電接口 傳輸?shù)陌l(fā)射信號s(t)。這種方法譬如就是多載波碼分多址系統(tǒng)
(MC-CDMA: Multi Carrier Code Division Multiple Access)。 問題是在這種系統(tǒng)中損失了分配給用戶的編碼cm( j)的正交性，這典
側(cè)的接收站"下』連接中。<、 '>; '
MC-CDMA傳輸方案由直接序列展頻(DS-SS: Direct-Sequence Spread-Spectrum)調(diào)制和正交多載波(MC: Multi-Carrier )頻分多 路復用 (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 的耦合組成。針對單個數(shù)據(jù)值的時間序列的具有下標i 、也就是針 對第m個用戶側(cè)的站的i=0、 1、 2..... w的原始數(shù)據(jù)流am ( i )借助K碎片(Chip)長的擴展碼cra=(cra( 0) ， cm( 1 )，…，cm( i )，…，
cra (K-l)來加以擴展，其中每個碎片將K個子載波之一調(diào)制為在可
支配的帶寬內(nèi)被相等間隔的子資源。從基本原理來看，通過在完美同
步的環(huán)境中應用正交的編碼，就可在不產(chǎn)生多用戶干擾(MUI:
Multi-User Interference)的情況下實現(xiàn)同時在相同的子載波上擴
展直至K個用戶側(cè)的站的數(shù)據(jù)或信息。在第i個OFDM塊中傳輸?shù)男?br> 號向量在此可被寫作 K
si= !>r=(sU,s2,i,S3,i"…,SK,i)' (1) m=l
/、ski =fv(i)cm(k-l)
其中s〉"1)^和k" ^ ^ 、,適用。
在此，將帶寬中的K個子載波的k用于符號(Symbol)。在傳輸 X>1個分布在K個子載波上的符號時，子載波間隔變小。乘積Xx K 是所保證的子載波彼此間隔的量度。
以典型的方式進行了很小的修改，具體地說也即通過在擴頻調(diào)制 之前進行原始數(shù)據(jù)流的串行到并行轉(zhuǎn)換，以致針對每個用戶側(cè)的站通 過將X>1個符號擴展到每個具有X個數(shù)據(jù)值或符號的OFDM塊的XxK 個子載波來同時傳輸這X>1個符號。由此得出的子載波間隔在每個子 載波上保證有平衰減(flat fading),這在多載波傳輸時具有重大 意義。由于通常使相鄰子載波上的衰減有相關(guān)性，所以為了獲得高的 頻率分集將子載波這樣分配給XK調(diào)制的碎片，使得分配給碎片的載 波下的頻率分離針對相同數(shù)據(jù)符號被最大化。
在這種行為方式中，本身在下行方向上傳輸時丟失了分配給不同 的用戶側(cè)的站的編碼的正交性，因為由不同的復雜的信道傳輸因素損 害了所分配的子載波或子資源，在該下行方向上可以在單個用戶側(cè)的 站之間假i殳完美的時間同步。因此多用戶干擾(MUI )增加。
在單個用戶檢觀'J ( SUD: Single-User Detection )的方案中，這 個問題借助信道線性均衡(Channel 1 inear equal izat ion )來解決。 迫零(ZF: Zero-Forcing)均衡器可通過信道傳遞函數(shù)的倒置完美地 重新贏得正交性，并因而可完全消除多用戶干擾，可是這卻以在衰減 (faded)的子載波上的高的噪聲增加為代價。另一方面，較常用的 均衡器用于應用所謂的最小均方差(MMSE: Minimum Mean SquareError)方法，以使信號與干擾加噪聲的比例最大?？墒牵湫苡?剩余的非正交性。這可能促使研發(fā)人員應用復雜的多用戶檢測(MUD: MulU User Detection)，更具體地說即通過所接收到的數(shù)據(jù)塊的干 擾抵消(IC: Interference Cancellation)或聯(lián)合檢測(JD: Joint Detection),可是，在實踐中這在移動的接收站處看來是不可執(zhí)行 的。
本發(fā)明的任務在于，簡化和在此同時改進這樣的方法。此外，應 建議一種用于執(zhí)行這種方法的裝置。這個任務通過具有獨立權(quán)利要求 的特征的用于傳輸數(shù)據(jù)1的方法和用于執(zhí)行這種方法的裝置來解 決。本發(fā)明的擴展方案可由從屬權(quán)利要求得出。
特別有利的是，同時通過許多在空間上隔開的天線來傳輸數(shù)據(jù) 流，因為對于在傳輸?shù)攸c或發(fā)射地點上傳輸條件差的情況來說，存在 良好的前景，即在距離更近的其它地點進行明顯無誤差的接收是可能 的。由此通過在單個天線和接收的站之間形成的多條發(fā)射路徑實現(xiàn)發(fā) 射的站和接收的站之間的數(shù)據(jù)傳輸。雖然以通常的方式和方法將每個 數(shù)據(jù)值分配給栽波的多個子資源，其中分配正交實現(xiàn)，并將在子資源 上的數(shù)據(jù)綜合成發(fā)射信號。但是，現(xiàn)在也要考慮，在第一發(fā)射地點上 的天線和接收側(cè)的站之間的連接可能由于地點的干擾或電磁干擾影 響等等比經(jīng)由從天線引出的其它數(shù)據(jù)路徑的連接差，該天線在空間上 與第一天線間隔布置。
在此，當單個天線具有更大的空間間隔時，這對于距離天線更遠 的用戶側(cè)的站是有利的，而對于直接靠近天線的用戶側(cè)的站來說，較 小的空間間隔可能已經(jīng)有有利的效果。由此，設置間隔也可以考慮環(huán) 境條件和對發(fā)射的天線的各自的安裝地點的網(wǎng)絡要求來匹配。
在這種情況下，尤其是將用于使用該方法的天線理解為發(fā)射的天 線，并且這種天線能作為天線組共同發(fā)射同一個信號。這些發(fā)射天線 通常也被用作接收天線，其中前置的發(fā)射設備相應地被構(gòu)造為發(fā)射和 接收設備(英語為Transceiver)。
將由數(shù)據(jù)源接收的和要通過系統(tǒng)傳輸?shù)倪B續(xù)的數(shù)據(jù)單元或者符 號或符號單元在串行并行分裂器中分布在多條并行的數(shù)據(jù)路徑上的 方法是特別有利的和是獨立的和創(chuàng)新的改進方案。在此，第一單元被 置于第一數(shù)據(jù)路徑上，第二單元被置于第二數(shù)據(jù)路徑上等等。然后，單條數(shù)據(jù)路徑上的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)單元被編碼和進行頻率調(diào)制，如這本身 已知的那樣。特別是屬于這種情況的還有使每個數(shù)據(jù)值之一增加多倍 和再次分布到多條其它的數(shù)據(jù)路徑上，然后在這多條其它的數(shù)據(jù)路徑 上執(zhí)行編碼、將其它用戶側(cè)的站的值混入和在累加之前進行頻率調(diào)制。
作為用于傳輸數(shù)據(jù)值或數(shù)據(jù)符號的子資源，有利地應用較寬的頻 帶的單個頻率或子頻帶。自然，采用彼此間隔的頻率也是可能的，其 中可將位于其間的頻率用于其它設備。但是，通過在空間上將多個天 線間隔開，正好提供了彼此相鄰的頻率也可直接用于傳輸數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù) 值的優(yōu)點。同樣的也適用于將編碼的不同正交碼元用作針對數(shù)據(jù)或數(shù) 據(jù)值的傳輸?shù)淖淤Y源。
優(yōu)選地將接收到的符號、數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)單元的序列分布到彼此不 同的并行的數(shù)據(jù)路徑上，并且彼此分開地進行處理。按照一般的可能 性，這些數(shù)據(jù)路徑的每個單條數(shù)據(jù)路徑都被輸送給多個天線中的一個 天線，以致通過在空間上隔開的天線分別傳輸不同地調(diào)制和不同地編 碼的信號?？墒?，卻特別優(yōu)選這種解決方案，在這種解決方案中，單 條路徑上的數(shù)據(jù)本身再次被分裂到其它多條其它數(shù)據(jù)路徑上、進行編 解碼并且分別利用多個載頻進行調(diào)制。通過接著進行的頻率累加可能 經(jīng)由每個天線單元傳輸被編碼的且具有多個頻率的數(shù)據(jù)值。這提高了 分集，并由此提高了在接收機處良好解調(diào)和重構(gòu)數(shù)據(jù)值的概率。以這 種方式和方法形成了對錯誤傳輸?shù)碾p倍保險，如本身已知作為正交頻
分復用(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex )那樣。 當分別應用直接相鄰的頻率作為子資源時，通過借助不同天線的 在空間上隔開的傳輸也是特別無可非議的，因為針對在天線的發(fā)射范 圍內(nèi)衰減整個頻率區(qū)域的情況還由其它天線實現(xiàn)傳輸整個頻率區(qū) 域，并由此很有可能使得盡管如此由接收機接收全部數(shù)據(jù)。
除了本身已知的利用不同的頻率調(diào)制的單條數(shù)據(jù)路徑的總計的 可能性以外，自然在特別有利的實施方案中另外也可進行編碼的不同 碼元的單條數(shù)據(jù)路徑的另一總計，以致形成總發(fā)射信號，該總發(fā)射信 號作為這種信號被引導到全部天線。
天線的裝置中，可高度相關(guān)地應用子載波。這將在原則上在譬如0FDM中否定了通用的方法，因為在高度相關(guān)的子載波中丟失了分集。
因此，在移動的接收側(cè)的站中應用簡單的接收機結(jié)構(gòu)是可能的。 為了補償頻率分集的損失，通過布置一組發(fā)射的天線應用空間分集。 在此，特別是針對下行方向上的傳輸、也就是針對從網(wǎng)絡側(cè)的發(fā) 射的站到遠離的固定的或移動的用戶側(cè)的站的傳輸有利地應用該方 法。原則上，這種方法也可用在上行方向上，也就是從一個或多個用 戶側(cè)的站到網(wǎng)絡側(cè)的接收站。在后一種情況下，適當?shù)亟o單個發(fā)射的 用戶側(cè)的站分配多個天線。但是，也可設想采用多個彼此耦合或至少 協(xié)調(diào)地傳輸?shù)陌l(fā)射的用戶側(cè)的站。
下面，根據(jù)附圖詳細說明具有不同的實施方案的實施例。其中 圖1A示出用于轉(zhuǎn)換通過多個并聯(lián)的天線傳輸數(shù)據(jù)的方法的裝
置；
圖1B、圖1C示出這種裝置的不同的實施方案或研制階段的詳
圖2示出用于復用、編碼以及調(diào)制接下來通過一組彼此并聯(lián)的天
線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的優(yōu)選的裝置，以及
圖3示出按照現(xiàn)有技術(shù)的用于預處理稍后通過單個天線單元傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)的簡單裝置。
如從圖1中所看到的那樣，在無線電支持的通信系統(tǒng)中用于傳輸
數(shù)據(jù)的裝置由許多不同類型的設備組成的，其中此處只描述單個與所 述方法相關(guān)的i殳備。
在所示的實施例中假設，要傳輸?shù)降趍個用戶側(cè)的站MSra的數(shù)據(jù) 值am ( i )的序列從固定網(wǎng)PSTN被傳輸?shù)綗o線電通信系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù) 自然也可來自其它的數(shù)據(jù)源、譬如通過因特網(wǎng)或來自通信系統(tǒng)的存儲 器。從固定網(wǎng)PSTN出發(fā)，數(shù)據(jù)am ( i )被傳輸?shù)焦芾碣Y源的設備，該 設備在所示的實施例中被表示為基站控制設備BSC。該基站控制設備 BSC有利地也具有到其它通信系統(tǒng)的連接，其中也具有到分組網(wǎng)的連 接，以連接內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng)。
此外，基站控制設備BSC根據(jù)通信系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的其它控制和 監(jiān)視的設備和實體、譬如與工作和維護中心、歸屬寄存器、訪問寄存 器等等連接。由基站控制設備BSC將數(shù)據(jù)值am ( i )的序列輸送給通 常也稱做基本收發(fā)機站的發(fā)射和/或接收設備BS。下面為簡化起見應只考察發(fā)射側(cè)的功能的發(fā)射和/或接收設備BS 具有用于處理要發(fā)射的數(shù)據(jù)值am ( i)和用于操作作為這種設備的設 備的控制設備C以及存儲器M，在該存儲器M中存儲用于操作該設備 的算法和數(shù)據(jù)，但是也可存儲用于對數(shù)據(jù)值進行編碼或?qū)?shù)據(jù)值進行 解碼的編碼等。適當?shù)刂苯釉诳刂圃O備C的構(gòu)件內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理，可 是在圖1中為更好地說明卻將數(shù)據(jù)處理畫在自己的方框F中。準備發(fā) 射的、也即所編碼的和/或調(diào)頻的數(shù)據(jù)值ara ( i)作為要發(fā)射的數(shù)據(jù)序 列s ( t)通過發(fā)射設備T被輸送給一組天線A1-A4。從天線Al-A4出 發(fā)，進行通過無線電接口 Vkra、 V^到一個或多個可固定或移動工作的 用戶側(cè)的站MS1、 MSm的傳輸。在當前的通信系統(tǒng)中，這樣的用戶側(cè)的 站MS1、 MS"構(gòu)成通過無線電電信網(wǎng)或無線電數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信的移動無 線電設備或移動終端。
如這已經(jīng)從圖1A中所獲悉那樣，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號或數(shù)據(jù)值ara (i)的序列被輸送給一組天線Al-A4，其中這組天線并聯(lián)，并且因 此發(fā)射出相同的要發(fā)射的總信號s (t)。
如這從圖1B中所看到的那樣，到達的數(shù)據(jù)值ara ( i )借助分裂器 S/P或串行到并行轉(zhuǎn)換設備被置于多條數(shù)據(jù)路徑上，其中數(shù)據(jù)值ara (i )被復制，以致在每條數(shù)據(jù)路徑上都傳輸數(shù)據(jù)值ara ( i )。
在數(shù)據(jù)路徑的每條上進行頻率調(diào)制，其中各自的數(shù)據(jù)值an (i)
被調(diào)制到頻率f>(fl、 f2..... fk)。繼而，在加法器S中將單條
路徑的所調(diào)制的數(shù)據(jù)值相加，其中所得出的總信號s (t)通過發(fā)射 設備T被輸送給多個天線Al、 A2..... A4。單個頻率通常被表示為
指數(shù)2 7Tfx的虛數(shù)部分或余弦，其中fx-t/T。
按照優(yōu)選的實施方案，附加進行編碼，如這從圖1C中所看到的 那樣。 一開始，在轉(zhuǎn)換到多條數(shù)據(jù)路徑之前、之中或之后，利用編碼
cm ( j) = ( c。、 Cl..... ch )對要傳輸?shù)闹礱ra ( i )進行編碼。在此，
給分別在不同數(shù)據(jù)路徑上復制的和每條數(shù)據(jù)路徑的要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值
am( i )分別分配另一個碼元c。.....ch，并且與該另一個碼元c。、…、
ch相乘。適當?shù)兀幋acra ( j )相應地已將一樣多或更多的碼元如數(shù) 據(jù)路徑那樣用于數(shù)據(jù)值處理。在所示的實施方案中，譬如可從存儲器 M中調(diào)用和/或可借助控制設備C產(chǎn)生的編碼cra ( j )具有P個單個碼
元Co、…、Ck-l。相應地也可有利地實現(xiàn)分配到總共K個單個頻率，以致用于調(diào)制 的頻率的數(shù)量K與碼元的數(shù)量K相同。在隨后的總計和在發(fā)射設備T 中進行其它處理、譬如放大或濾波之后，所得到的信號s (t)被輸 送給由天線A1、…組成的組，并且通過該天線組被發(fā)射出去。
在根據(jù)圖1A-1C說明了優(yōu)選的處理方式的單個單元以后，根據(jù)圖 2說明特別優(yōu)選的實施方案。在此，已經(jīng)根據(jù)前面說明的


的 單個設備和功能單元為簡化起見不重復提及。
出發(fā)點又是單個數(shù)據(jù)值ara (i)的序列通過一組彼此并聯(lián)的和在 空間上彼此間隔開的天線Al、 A2、…和相應構(gòu)造的無線電接口 Vlm 、 ^...被傳輸?shù)接脩魝?cè)的、接收的站MS"。其它位于無線電區(qū)域內(nèi)的用 戶側(cè)的、接收的站MSi雖然也接收這些信號，但是根據(jù)相應的分配知 道，不是針對該分配確定這些信號，因此抑制進一步的處理。
在這個例子中，單個數(shù)據(jù)值A(chǔ)" (i-l) 、 Ara (i)…的序列由源自 數(shù)據(jù)源的符號、數(shù)據(jù)或單元組成。在此，數(shù)據(jù)源發(fā)射出數(shù)據(jù)塊或符號
Ara=[ai、 a2..... ap]的序列，以通過接口進行傳輸。在此，單個符號
的單個單元a" a2、…對應于按照譬如圖1C的要傳輸?shù)腶m ( i )的數(shù) 據(jù)序列。在圖2的優(yōu)選的實施例中，該數(shù)據(jù)序列被輸送給串行并行轉(zhuǎn) 換設備S/P并且被分布在P條數(shù)據(jù)路徑上。第一個到達的數(shù)據(jù)值ara (i-l )被引向第一路徑1，緊跟在后面到達的數(shù)據(jù)值ara ( i )被輸送 給第二數(shù)據(jù)路徑p。在此，在優(yōu)選的實施方案中，數(shù)據(jù)路徑的數(shù)量P 對應于原始的符號Am的單個單元的數(shù)量，以致單個符號單元分布在不 同的路徑上。在處理單條路徑上的數(shù)據(jù)值之后，將在該路徑上形成的
信號s" Si..... SP被輸送給混合器、特別是加法器S。其中所產(chǎn)生
的、總計的信號s ( t)對應于被輸送給一組天線A"…A"…AK的發(fā) 射信號。
在所示優(yōu)選的實施方案中，數(shù)據(jù)值am ( i)分別在單條路徑上進 行編解碼，與其它數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)混合并且最后進行頻率調(diào)制，如這根 據(jù)圖1C所述的那樣，并且本身也從根據(jù)圖3的由OFDM形成的現(xiàn)有技 術(shù)中已知的那樣。
在此，在并行的從屬的數(shù)據(jù)路徑上形成的OFDM符號以本身已知
的方式和方法進行頻率調(diào)制，其中有利地應用多個x=l、 2.....K個
不同的頻率fVx，這些頻率有利地都應是高度相關(guān)的。在針對所編碼的數(shù)據(jù)值的從屬的數(shù)據(jù)路徑上的相應的行為方式 中，有利地應用其它彼此相鄰的頻率作為子資源。作為不同的從屬的 數(shù)據(jù)路徑的子資源的頻率有利地源自作為從屬資源的不同頻帶。
在本身通常對具有頻率調(diào)制過和編碼過的數(shù)據(jù)值的從屬的數(shù)據(jù) 路徑進行總計之后，可進行另一種對具有分別通過頻率調(diào)制的子數(shù)據(jù) 路徑總計的信號S" S2、…、SP的單條最初分布的和上級數(shù)據(jù)路徑的
總計。最后，由此形成多個補入所得到的信號s ( t)中的K P個子 載波。這些信號s ( t)在需要時在發(fā)射設備T中繼續(xù)處理，引向天 線組A1、 A2、…并且通過該天線組和無線電接口 Vlra、 V^…進行發(fā)射。
通過這樣的數(shù)據(jù)準備和應用一組彼此并聯(lián)的天線Al、 A2、…的在 載波頻帶內(nèi)分配子資源到在本情況下彼此相鄰的頻率的可能的高度 的相關(guān)性與來自圖3的頻率幅度圖相比較從頻率幅度圖中看到。在按 照現(xiàn)有技術(shù)的OFDM編碼時，必須始終明確地應用相鄰子載波的彼此 間隔的頻率fh f%，以確保在干擾時或類似情況時和根據(jù)頻率^上的 很小的發(fā)射功率，在另一個遠離頻率L的頻率L上的相應更強的發(fā) 射功率是可能的。與此相反，按照上述方法可應用單個子載波的直接 相鄰的頻率f" L或f" f5。
針對在通過第一天線射出時所得到的信號s (t)的有效發(fā)射功 率或發(fā)射質(zhì)量相對差的情況，第m個接收的站MSm接收相應的只是很 差的和可能不足以處理的第一天線Al的信號，其中在最不利的情況 下不可應用這個連接V^上的子載波n、 f2。可是，通過其它天線Ak 的空間間隔，第m個用戶側(cè)的站MS"通過無線電接口 Vra卻可經(jīng)過其 子載波f" fs接收明顯更好的信號，因為在第一天線Al處起干擾的 環(huán)境條件可能不存在于空間上隔開的第二天線A2的所在地。
除了直接在單個天線A1、 A2、…的所在地上的干擾外，還可設想 到接收的用戶側(cè)的站MSm的單個天線Al、 A2、…之間的連接線路段 上有其它的干擾影響。代替將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值費事地分配給頻率區(qū)域 內(nèi)多個明顯彼此間隔的子載波L、 f4，因此通過應用直接相鄰或緊密 地在前后排列的子載波f" f2或f" fs限制的分集、在這里譬如為頻 率分集通過所獲得的空間分集來均衡。
特別有利地，上述方法是通過將在不同并行的數(shù)據(jù)路徑上不同編 碼的數(shù)據(jù)值分配到分別不同組的子載波，以致針對一定的頻率范圍的一般干擾的情況，雖然盡管引入空間分集也不能夠無誤差地接收利用 一定的碼元Cm(j)編碼的數(shù)據(jù)值am(i)，可是，其它的利用其它碼
因此，與本身已知的0FDM方法相比，將附加級引入傳輸方案中， 該方案通過經(jīng)由優(yōu)選不相關(guān)的天線A"…的裝置同時傳輸所得到的信 號s (t)來引入空間分集。附加的空間分集使得放寬對頻率分集的 要求，以致利用相同的數(shù)據(jù)符號或數(shù)據(jù)值am ( i )調(diào)制的碼元cm ( j) 或碎片能夠在甚至高度相關(guān)的子載波上傳輸。在此，可有意識地選出 高度相關(guān)的子載波，以便傳輸數(shù)據(jù)符號，這與在傳統(tǒng)的MC-CDMA系統(tǒng) 中應用的子載波占有相反。
假定編碼cra (j )的擴展碼長度K不大于相關(guān)子載波的數(shù)量，其
中信道相干性帶寬典型地比在子載波之間的頻率分離高5-10倍，則 編碼的單個碎片受具有相同相位和很類似的幅度的信道傳輸系數(shù)影
響。由于無線電信道的頻率選擇性，這就大大地減少了正交性的損 失，但是這由于所獲得的空間分集而極好地得到均衡。要說明的是， 在每個OFDM塊傳輸?shù)拿總€用戶側(cè)的接收的站的P個數(shù)據(jù)符號的情況
下，借助向量s^s" S2..... Sp..... Sp]t的傅立葉變換、特別是快
速傅立葉變換來獲取所得到的要傳輸?shù)男盘杝 (t)，其中按照上述 等式(1 )來定義第p個信號向量Sp。
因此，通過每個天線在接收的用戶側(cè)的站MS1 、 MSm 、…處接收 到的所得到的發(fā)射信號s( t)借助簡單的最大比合成器(MCR: Maximum Ratio Combiner)進行解調(diào)，這僅僅需要很低的處理技術(shù)上和結(jié)構(gòu)上 的花費。
在考察實際的轉(zhuǎn)換條件時，由此可計算，擴展碼長度小于信道相 干性帶寬和子載波的間隔之間的比例。事實上，可計算表明，擴展碼 長度K〉8可能提高接收機的復雜度，而不用獲得在MC-CDMA系統(tǒng)功率 中的明顯放大。
總之，基本概念在于，在MC-MS系統(tǒng)(MC為多載波，SS為擴展 頻i普(Spreading Spectrum))中選擇高度相關(guān)的子載波，以便傳輸 通過將碼元與相同的數(shù)據(jù)符號進行調(diào)制產(chǎn)生的不同的碎片。通過這種 行為方式，雖然極大惡化頻率分集，并且整個系統(tǒng)與純OFDM系統(tǒng)相似。可是，選出相關(guān)的子載波導致在多用戶應用、也就是特別是
MC-CDMA方法時具有明顯的優(yōu)點，因為當引入空間分集時，用戶編碼 正交性本身大多被存儲在頻率選擇的信道中。
因此，特別是在移動無線電設備中在硬件和軟件方面簡單的接收 機結(jié)構(gòu)被用作接收機側(cè)的站。此外，這種處理方式在考慮采用靈活性 方面為基于CDMA的系統(tǒng)提供優(yōu)點，因為可給每個用戶或每個用戶側(cè) 的站分配一個或多個編碼，這最后還只是依賴于當前的通信條件。
雖然，在多個不同類型的通信系統(tǒng)中采用是有利的，但是，特別 優(yōu)選地結(jié)合MC-CDMA多路接入技術(shù)來采用該處理方式，這種MC-CDMA
多路接入技術(shù)可被看作用于在未來的第4代無線電支持的系統(tǒng)中經(jīng) 由大容量高數(shù)據(jù)率的傳輸連接進行傳輸?shù)挠星巴镜募夹g(shù)之一。在這種 情況下，該處理方式被用作在保持下行連接中針對簡單的接收機結(jié)構(gòu) 的用戶-編碼-正交性的情況下的MC-CDMA的子載波占用方案。
權(quán)利要求
1、用于在發(fā)射的站(BS)和接收的站(MSm)之間傳輸數(shù)據(jù)(am(i))的方法，其中在發(fā)射側(cè)借助于在頻率區(qū)域中的擴展將各自的數(shù)據(jù)值(am(i))分配給載波的大量相關(guān)的子資源(fx＝(f1、f2、...、fk))，以及將所擴展的數(shù)據(jù)值(am(i))作為發(fā)射信號(s(t))發(fā)射到該接收的站(MSm)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中 將頻帶的頻率(fx)用作子資源。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述發(fā)射信號(s (t))經(jīng)由至少兩個在空間上彼此隔開的天線 (Al..... Ak、…)由所述發(fā)射的站(BS)發(fā)射出去。
4、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 將相同的發(fā)射信號(s (t))并行地輸送給所述在空間上彼此隔開的天線(Al、 Ak)。
5、 用于經(jīng)由在發(fā)射的站(BS)和接收的站(MSra)之間的至少一 個連接(Vlra、 Vkra)傳輸數(shù)據(jù)(ara ( i))的、特別是按照上述權(quán)利要 求之一所述的方法，其中-在發(fā)射側(cè)將各自的數(shù)據(jù)值(am(i))分配給載波的大量正交的 子資源(fx = ( f" f2..... fO ; cra ( j ) = ( c" C2..... cO )，-將連續(xù)的數(shù)據(jù)值(ara ( i + p))或數(shù)據(jù)值單元分布到不同的數(shù) 據(jù)路徑(路徑l、…、路徑P)上，以及-提供所述數(shù)據(jù)(ara ( i ))作為發(fā)射信號(s ( t))。
6、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 所述不同的數(shù)據(jù)路徑(路徑1.....路徑P)分別利用至少一個自己的載頻(fp, " fP、2、…)或自己的載波頻率區(qū)域進行調(diào)制。
7、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 復制每個數(shù)據(jù)值(am(i + p))，并且利用各自的載頻(fp、" fP、2.....fp、0對分別乘以所述編碼(c^(j))的單元的復制值進行調(diào)制。
8、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 將每個數(shù)據(jù)值(am (i + p))和不同的數(shù)據(jù)路徑都分布到另一大量的數(shù)據(jù)路徑(K)上，并且在編碼(c""(j))之后分別利用自己的頻率(fp、 "fP、 2、…)進行調(diào)制。
9、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中分別應用作為資源的載波頻率區(qū)域的直接或緊密相鄰的頻率(f!、f2或f"f5)作為子資源。
10、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中分別彼此高度相關(guān)地應用子資源(f"f2或f"fO 。
11、 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 在接收機側(cè)借助最大比例組合解調(diào)所述接收信號。
12、 發(fā)射設備，其具有-要傳輸?shù)浇邮盏恼?MSra)的數(shù)據(jù)值(am ( i ))序列的數(shù)據(jù)輸入， -分裂器設備(S/P)，用于將數(shù)據(jù)值復制到大量數(shù)據(jù)路徑上， -編碼和調(diào)制設備，用于利用至少一個正交的編碼(cm (k))對 不同數(shù)據(jù)路徑上的數(shù)據(jù)值進行編碼，并且用于借助在頻率區(qū)域內(nèi)的擴 展將數(shù)據(jù)值分配給載波介質(zhì)的大量相關(guān)的子資源(f" fO ，和 -針對所得到的發(fā)射信號(s (t))的輸出。
13、 按照權(quán)利要求11所述的發(fā)射設備，其具有-一組具有與發(fā)射信號(s (t))的輸出彼此并聯(lián)的線路的、在 空間上間隔開的天線(Al..... Ak…)。
14、 發(fā)射設備，其具有-要傳輸?shù)接脩魝?cè)的接收的站(MSra)的數(shù)據(jù)值(ara(i))的序列 的數(shù)據(jù)輸入，-分裂器設備(S/P),用于將數(shù)據(jù)值復制到大量數(shù)據(jù)路徑上， -編碼和調(diào)制設備，用于利用至少一個正交的編碼(cm (k))和載波介質(zhì)的不同的子資源(f" fO對在不同數(shù)據(jù)路徑上的數(shù)據(jù)值進行編碼，-所得到的發(fā)射信號(s (t))的輸出，以及-另一個前置的分裂器設備(S/P),用于將連續(xù)的數(shù)據(jù)值(am( i+ P))或數(shù)據(jù)值單元分布到不同的上級數(shù)據(jù)路徑(路徑1.....路徑P)上。
15、 按照權(quán)利要求14所述的發(fā)射設備，其中在所述另一個分裂器設備中，所述上級數(shù)據(jù)路徑中的每條都 引向這種用于復制的分裂器設備和這種編碼和調(diào)制設備。
16、按照權(quán)利要求14或15所述的發(fā)射設備， 其中所述另一個分裂器設備執(zhí)行數(shù)據(jù)值Um ( i + p))的復制， 以在編碼和調(diào)制設備中進一步進行編碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在發(fā)射的站(BS)和接收的站(MSm)之間傳輸數(shù)據(jù)(am(i))的方法，在發(fā)射側(cè)借助于在頻率區(qū)域中的擴展將各自的數(shù)據(jù)值(am(i))分配給載波的大量相關(guān)的子資源(fx＝(f1、f2、…、fk))，并且將所擴展的數(shù)據(jù)值(am(i))作為發(fā)射信號(s(t))發(fā)射到該接收的站(MSm)。
文檔編號H04B7/08GK101411084SQ200480006473
公開日2009年4月15日 申請日期2004年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者E·科斯塔, E·舒爾茨, H·哈斯 申請人:諾基亞西門子通信有限責任兩合公司