專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)調(diào)制的各種分辨率級(jí)別取決于傳播條件的無(wú)線(xiàn)電通信的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信。更具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)例如信號(hào)與噪聲 和千擾比等信道質(zhì)量不同的信道的多址通信。具體地，它涉及通過(guò) 傳播路徑損耗不同的無(wú)線(xiàn)電鏈^^的數(shù)據(jù)通信。
相關(guān)技術(shù)的背景和說(shuō)明
多分辨率調(diào)制和編碼以前已為人熟知。在例如傳遞圖像時(shí)，使 用多分辨率調(diào)制和編碼以實(shí)現(xiàn)能夠發(fā)射要在像素、每英寸像素?cái)?shù)或 每英寸點(diǎn)數(shù)方面以各種分辨率^^收的圖像的系統(tǒng)，這在以前已為人熟知。
從現(xiàn)有技術(shù)還了解到用于在容量有限的介質(zhì)中復(fù)用多個(gè)用戶(hù)或
用戶(hù)信道的各種方法和系統(tǒng)，^口 FDM(頻分復(fù)用)、TDM(時(shí)分復(fù)用) 和CDM(碼分復(fù)用)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)將整個(gè)帶寬資源分成分別 在頻率、時(shí)間和代碼域中具有正交性特征的信道或信道資源，從而 復(fù)用用戶(hù)。在現(xiàn)有技術(shù)中還了解到的是復(fù)用系統(tǒng)，復(fù)用系統(tǒng)組合 FDM、 TDM和CDM中的兩個(gè)或更多個(gè)，由此實(shí)現(xiàn)在例如時(shí)間和頻 率域等兩個(gè)或更多個(gè)域中具有正交性特征的信道或信道資源。
美國(guó)專(zhuān)利US5581578公開(kāi)了多分辨率QAM信號(hào)星座，并根據(jù) 子星座說(shuō)明了以遞歸和自適應(yīng)方式增大的分辨率。
歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EPO731588揭示了具有(粗分辨率)四相調(diào)制的多 分辨率調(diào)制，其中，通過(guò)還對(duì)幅度進(jìn)行二進(jìn)制調(diào)制以獲得增大的分 辨率而實(shí)現(xiàn)多分辨率。
國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO03065635建議了一種用于單用戶(hù)擴(kuò)頻OFDM
無(wú)線(xiàn)通信的操作方法，它通過(guò)連續(xù)干擾消除算法恢復(fù)已發(fā)射信息， 由此提高實(shí)現(xiàn)的估計(jì)可靠性。通過(guò)將已接收信號(hào)連續(xù)分割成更大數(shù) 量的部分，從已接收信號(hào)中去除以前檢測(cè)到的部分而消除干擾，從 而將已接收信號(hào)解碼。
"防護(hù)和多級(jí)解碼，，(R. H. Morelos國(guó)Zaragoza， M. P.C. Fossorier, S. Lin， H. Imai: "Protection and Multistage Decoding", 1998 and ]999) 在第I部分"對(duì)稱(chēng)星座，，(Part I Symmetric Constellations)中描述。第II 部分"不對(duì)稱(chēng)星座"(Part II Asymmetric Constellatkms)描述了非均等誤 差防護(hù)和多級(jí)解碼的多級(jí)分組編碼調(diào)制的誤差性能。最高有效信,包、 與序列"云"相關(guān)聯(lián)，并且較低有效信息與云內(nèi)的各個(gè)序列相關(guān)聯(lián)。
"無(wú)線(xiàn)信道的多分辨率聯(lián)合信源信道編碼"(K. Ramchandran and M. Vetterli: "Multiresolution Joint Source-Channel Coding for Wireless Channels", January 1998)描述了多分辨率信源編碼、多分辨率信道編 碼和聯(lián)合信源信道編碼。相當(dāng)詳細(xì)地描述了多分辨率QAM和SNR 可縮放性。SNR可縮放性是一種空間域方法，其中，信道以相同的 抽樣率但以不同的圖片質(zhì)量(通過(guò)量化步長(zhǎng)大小)編碼。更高優(yōu)先級(jí)的 比特流包含基層數(shù)據(jù)，而更低優(yōu)先級(jí)的細(xì)化層可添加到其中以構(gòu)建
更高質(zhì)量的圖片。
"無(wú)線(xiàn)信道的多分辨率3關(guān)合信源信道編碼"(A. Seeger : "Multiresolution Joint Source-Channel Coding for Wireless Channels", January 1998)建議了 一種八個(gè)菱形的群集信號(hào)星座，每個(gè)菱形四個(gè)信 號(hào)點(diǎn)，由此形成32點(diǎn)菱形星座。每個(gè)菱形或四個(gè)信號(hào)點(diǎn)的群集由其 相位確定。8個(gè)不同相位表示3個(gè)比特。菱形內(nèi)四個(gè)信號(hào)點(diǎn)中的每個(gè) 信號(hào)點(diǎn)隨后由兩個(gè)二元判定(binary deciskm)識(shí)別，每個(gè)判定表示1比
上述文檔均未公開(kāi)在通信系統(tǒng)中用戶(hù)或信道的多分辨率復(fù)用， 在該復(fù)用中，根據(jù)傳播條件為用戶(hù)分配不同的相應(yīng)的分辨率級(jí)別。發(fā)明概述
多用戶(hù)系統(tǒng)的 一個(gè)普遍問(wèn)題是提供足夠數(shù)量的通信資源以允許 大量的用戶(hù)接入通信系統(tǒng)而不會(huì)出現(xiàn)干擾。
在允許的用戶(hù)數(shù)量線(xiàn)性上升時(shí)，通過(guò)細(xì)分通信資源，諸如
TDMA、 FDMA或CDMA等現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)用技術(shù)提供有限的頻語(yǔ)效 率。 一般情況下，單個(gè)用戶(hù)可使用蜂窩移動(dòng)電信系統(tǒng)的每個(gè)小區(qū)或 扇區(qū)的1-2比特/Hz/s。具體地，在有限的無(wú)線(xiàn)電頻語(yǔ)可用時(shí)，需要實(shí)
現(xiàn)頻語(yǔ)高效復(fù)用。
因此，需要通過(guò)進(jìn)一步細(xì)分公共通信資源來(lái)提供信道資源而不 會(huì)在用戶(hù)各自通信之間造成太大的干擾。
因此，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種提供增大數(shù)量的用戶(hù)信道的通 信系統(tǒng)。
又一 目的是實(shí)現(xiàn)頻譜高效復(fù)用。
還有的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)千擾消除系統(tǒng)，消除其它用戶(hù)通信帶來(lái) 的干擾。
另一目的是提供一種含有干擾消除的解調(diào)器。
最后， 一個(gè)目的是將分別感覺(jué)到良好和差傳播特性的用戶(hù)分類(lèi)， 并相應(yīng)分配和復(fù)用用戶(hù)。
一種通過(guò)分配各種發(fā)射功率電平而復(fù)用用戶(hù)、在下文稱(chēng)為多級(jí) 復(fù)用的發(fā)射功率復(fù)用方法和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了這些目的。
附圖簡(jiǎn)述


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的基本發(fā)射機(jī)和接收機(jī)操作。 圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的方法的基本功能處理步驟的流程圖。 圖3示出包括根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的處理步驟的流程圖。 圖4示出具有三個(gè)分辨率級(jí)別的QAM多分辨率信號(hào)星座。 圖5示出具有均衡不對(duì)稱(chēng)性或群集的優(yōu)選信號(hào)星座，示范的級(jí) 別數(shù)和信號(hào)選擇對(duì)象數(shù)與圖4中相同。
圖6示出信號(hào)星座類(lèi)似于圖5的信號(hào)星座但擴(kuò)展到4個(gè)級(jí)別的 通信情況。
圖7以示意圖方式示出在各種分辨率級(jí)別的誤碼率或誤碼組率
與發(fā)射臺(tái)和接收臺(tái)之間的距離方面的解碼性能。
圖8以示意圖方式示出根據(jù)本發(fā)明的信道質(zhì)量信息反4f。
圖9示出具有K個(gè)數(shù)據(jù)流的MRM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)射端。
圖10示出恢復(fù)圖9所示K個(gè)數(shù)據(jù)流中第i個(gè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)的MRM
系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的接收端。
圖11示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。無(wú)線(xiàn)電覆蓋區(qū)經(jīng)例如TDM、FDM
或CDM等正交復(fù)用技術(shù)而分成兩個(gè)或更多個(gè)扇區(qū)。
圖12示出在發(fā)射機(jī)端、接收機(jī)端或兩者具有多根天線(xiàn)的實(shí)施例。
優(yōu)選實(shí)施例-沈明
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)指配與從發(fā)送站到各種接收站的路徑增益有 關(guān)的功率電平，在同一帶寬內(nèi)復(fù)用多個(gè)數(shù)據(jù)流。 一個(gè)示范實(shí)施例實(shí) 施聯(lián)合功率和速率分配。
從發(fā)射站TX發(fā)送復(fù)用的信號(hào)，并由指定的接收站RX接收。如 果通信系統(tǒng)是無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)，則對(duì)于下行鏈路傳輸，發(fā)射站一般 是無(wú)線(xiàn)電基站，并且接收站是無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的用戶(hù)設(shè)備。
每個(gè)接收站RX優(yōu)選是能夠執(zhí)行優(yōu)化的多級(jí)復(fù)用解碼。然而， 如果適當(dāng)復(fù)用到某級(jí)，假定其級(jí)別的可用資源數(shù)量足夠，則在單級(jí) 操作的接收站無(wú)需能夠執(zhí)行多分辨率解碼。每個(gè)接收站從多級(jí)復(fù)用 符號(hào)序列中將其指定的數(shù)據(jù)解碼。根據(jù)本發(fā)明的一種模式，例如路 徑損耗或路徑增益等輔助信道質(zhì)量信息CQI適應(yīng)隨后數(shù)據(jù)的復(fù)用指 配和調(diào)度。運(yùn)行更新使信道質(zhì)量信息保持最新。
根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例以略微不同的方式區(qū)分多級(jí)復(fù)用的用 戶(hù)。根據(jù)第一實(shí)施例，可向分配了不同功率電平的用戶(hù)指配不同級(jí) 別的多分辨率調(diào)制MRM。根據(jù)其它實(shí)施例，多級(jí)復(fù)用與DS-CDMA、
特播(turbo)編碼的CDMA、 TDMA或FDMA組合以訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)一步細(xì)分
的通信資源。
MRM的特性是信號(hào)星座劃分，從而在分辨率級(jí)別增加時(shí)降低子 集內(nèi)距離。
另 一特性是向后兼容性。釆用 一種調(diào)制類(lèi)型的系統(tǒng)可擴(kuò)展有 MRM,同時(shí)將更早的信號(hào)集保持在其最粗分辨率級(jí)別。
不同的解碼器實(shí)現(xiàn)利用多用戶(hù)檢測(cè)MUD，包括連續(xù)干擾消除 SIC、并行干擾消除PIC、最大4以然解碼。
根據(jù)第一實(shí)施例，根據(jù)信道質(zhì)量或信道損耗向接收臺(tái)指配MRM 中的分辨率級(jí)別。大的路徑損^^會(huì)降低已接收信號(hào)電平和質(zhì)量。路 徑損耗越大，分配的MRM分辨率級(jí)別就越粗。具體地，補(bǔ)償慢衰落 的長(zhǎng)期發(fā)射功率控制一般可替^:為適當(dāng)?shù)募?jí)別分配。調(diào)度感覺(jué)到合 適短間隔的良好信道的用戶(hù)的傳輸使發(fā)射機(jī)可使用更少的功率或增 大數(shù)據(jù)速率，這些信道的瞬時(shí)或峰值CQI高于平均CQI,這是在通 過(guò)受衰落影響的信道通信(使已一妾收信號(hào)受衰落影響)時(shí)經(jīng)常發(fā)生的情 況。多用戶(hù)分集增益由于系統(tǒng)變得可用于更大數(shù)量的用戶(hù)而得以實(shí) 現(xiàn)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的基本發(fā)射機(jī)和接收機(jī)操作。將存儲(chǔ)器或 其它存儲(chǔ)介質(zhì)《知識(shí)庫(kù)》中存儲(chǔ)的參數(shù)輸入發(fā)射機(jī)《TX》。存儲(chǔ)的 參數(shù)包含至少一些有關(guān)隊(duì)列長(zhǎng)度、信道質(zhì)量的信息并優(yōu)選還包含各 種用戶(hù)數(shù)據(jù)流的QoS(業(yè)務(wù)質(zhì)量)參數(shù)?；诖鎯?chǔ)的參數(shù)，發(fā)射機(jī)《TX》 可選擇例如要發(fā)送到哪個(gè)接收才幾《RX》和要發(fā)送一個(gè)或多個(gè)類(lèi)別中 哪個(gè)類(lèi)別的數(shù)據(jù)，例如是否應(yīng)發(fā)送分組或電路交換數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)《TX》 還根據(jù)存儲(chǔ)的參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制和編碼方案及復(fù)用順序或發(fā)射功 率電平。在發(fā)射前，組合根據(jù)選定格式的信號(hào)《組合信號(hào)》。已組 合信號(hào)由例如高頻無(wú)線(xiàn)電電路等發(fā)射電路在選定頻率范圍中發(fā)射《發(fā) 射信號(hào)》。接收機(jī)《RX》將復(fù)合復(fù)用信號(hào)解碼《解碼》并提取所需 的數(shù)據(jù)。為便于解碼，可通知4妾收機(jī)例如有關(guān)調(diào)制和編碼、發(fā)射功率或復(fù)用的已組合信號(hào)配置《輔助信息》。然而，解碼還可以盲方 式執(zhí)行。尋址通過(guò)帶內(nèi)信令以信號(hào)方式發(fā)送，并通過(guò)盲解碼檢測(cè)到。
視QoS要求(魯棒或非魯棒傳輸)而定，可任選地包括ARQ(自動(dòng)請(qǐng)求 重發(fā))以通過(guò)重發(fā)不正確解碼的凄丈據(jù)而提高可靠性。
優(yōu)選是本發(fā)明基于利用信號(hào)星座的不同分辨率級(jí)別的多分辨率 調(diào)制MRM。然而，這不是必要條件。它還可基于例如DS-CDMA或 特播編碼的CDMA。然而，這些并不同樣包括信號(hào)星座，而可設(shè)為 在多個(gè)分辨率級(jí)別利用功率電平選擇，并任選地還利用速率選擇， 隨后在將以高分辨率級(jí)別發(fā)射的信息解碼前優(yōu)選是消除低分辨率干 擾源。
為筒明起見(jiàn)，詳細(xì)描迷了優(yōu)選MRM過(guò)程，而沒(méi)有針對(duì)替代方修改。
圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的方法的基本功能處理步驟的流程圖。 首先，在包含要發(fā)送到 一個(gè)或多個(gè)接收臺(tái)的數(shù)據(jù)的發(fā)射臺(tái)中， 基于預(yù)定條件選擇一組接收臺(tái)，并根據(jù)路徑損耗將該組接收臺(tái)排序 《接收機(jī)排序》。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將路徑損耗最大的接收站指定為第 一站，但可應(yīng)用作為順序編號(hào)范圍界限的任一數(shù)字。具有連續(xù)更小 路徑損耗的接收臺(tái)(如果有)以升序方式連續(xù)編號(hào)。同樣地，還可選擇 降序，這通過(guò)直接修改計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
第二，以連續(xù)順序通過(guò)多分辨率信號(hào)星座復(fù)用從發(fā)射臺(tái)到選定 的接收站的業(yè)務(wù)，其中，第一站使用粗MRM分辨率，并且隨后編號(hào) 的站使用連續(xù)相同或更精細(xì)的分辨率《順序復(fù)用》。是否不止一個(gè) 用戶(hù)可分配相同的MRM分辨率級(jí)別取決于實(shí)際的復(fù)用或復(fù)用方法的 組合。
第三，發(fā)送組成的信號(hào)《信號(hào)發(fā)送》。
第四，將已接收信號(hào)解調(diào)、解碼和去復(fù)用《去復(fù)用》。優(yōu)選是 將已接收信號(hào)解調(diào)、解碼和去復(fù)用以從最粗分辨率級(jí)別開(kāi)始連續(xù)提
高分辨率級(jí)別，并隨后恢復(fù)更精細(xì)分辨率級(jí)別的信息。 優(yōu)選是根據(jù)本發(fā)明的方法的處理步驟還包括
-向選定站指示復(fù)用結(jié)構(gòu)和相關(guān)聯(lián)參數(shù)。這會(huì)有利于在接收機(jī) 上的處理。 一個(gè)非獨(dú)占示例是為相應(yīng)的分辨率級(jí)別指示解碼級(jí)別。 接收機(jī)隨后在此分辨率級(jí)別停止解碼和去復(fù)用。
-確定信道質(zhì)量信息參數(shù)。各種接收機(jī)例如向發(fā)射機(jī)報(bào)告CQI(信
道質(zhì)量信息)。
此另外的處理包括在圖3中。
圖4示出具有三個(gè)分辨率級(jí)別的QAM(正交調(diào)幅)多分辨率信號(hào) 星座。圖中示出同相I和四相Q信號(hào)分量。在第一分辨率級(jí)別《第1 級(jí)》，根據(jù)4-QAM(或等同的4QPSK)識(shí)別了僅四個(gè)信號(hào)選擇對(duì)象， 在圖中由黑點(diǎn)指示。在第二分辨率級(jí)別《第2級(jí)》，識(shí)別了 16個(gè)信 號(hào)選擇對(duì)象，并且在第三且最精細(xì)的分辨率級(jí)別《第3級(jí)》，可識(shí) 別所有64個(gè)信號(hào)選擇對(duì)象。為便于參考，第一級(jí)《第1級(jí)》的信號(hào) 點(diǎn)在第二級(jí)《第2級(jí)》保持虛線(xiàn)，并且第二級(jí)《第2級(jí)》的信號(hào)點(diǎn) 在第三級(jí)《第3級(jí)》保持虛線(xiàn)。
對(duì)于如圖4所示具有大對(duì)稱(chēng)性的信號(hào)星座，在疊加更高分辨率 級(jí)別時(shí)，低分辨率的性能大大惡化。因此，視更高級(jí)別的用戶(hù)是否 復(fù)用到信號(hào)星座上而定，更低分辨率級(jí)別的用戶(hù)會(huì)體驗(yàn)到變化極大 的性能。通過(guò)在各種信號(hào)點(diǎn)之間引入不同的距離，由此在各種級(jí)別 形成一些信號(hào)點(diǎn)群集，可為更高層用戶(hù)的性能稍微降低和協(xié)調(diào)這種 損害。圖5中示出具有此類(lèi)均衡不對(duì)稱(chēng)性或群集的優(yōu)選信號(hào)星座， 示范的級(jí)別數(shù)和信號(hào)選擇對(duì)象數(shù)與圖4中相同。
圖6示出信號(hào)星座類(lèi)似于圖5的信號(hào)星座但擴(kuò)展到4個(gè)級(jí)別的
通信情況。根據(jù)在發(fā)射臺(tái)《BS》與接收臺(tái)《臺(tái)1》.....《臺(tái)4》之
間的相應(yīng)路徑損耗，將要發(fā)送到接收臺(tái)《臺(tái)1》.....《臺(tái)4》的數(shù)
據(jù)《數(shù)據(jù)范圍1》、...、《數(shù)據(jù)范圍4》分類(lèi)到各個(gè)范圍中。在FEC(前 向差錯(cuò)控制)和CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))編碼《FEC+CRC》、將用戶(hù)數(shù)據(jù)
復(fù)用到多分辨率級(jí)別上并為該分辨率級(jí)別調(diào)制《復(fù)用和調(diào)制》之后， 從基站《BS》發(fā)射信令。有四個(gè)不同的范圍對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)化且量化的路
徑損耗模式。在發(fā)射臺(tái)《BS》的覆蓋內(nèi)，在最外面的環(huán)《范圍1》
中，簡(jiǎn)化的路徑損耗最大，并因此對(duì)噪聲和干擾的抗擾性最小。因 此，對(duì)此范圍《范圍1》使用最粗分辨率《第1級(jí)》。離最外面的環(huán)
最近的范圍環(huán)《范圍2》包括量化路徑損耗第二大的接收臺(tái)。在此范 圍環(huán)內(nèi)的接收臺(tái)《臺(tái)2》檢測(cè)在多分辨率信號(hào)星座第二級(jí)的符號(hào)。在 第二范圍環(huán)《范圍2》內(nèi)的范圍環(huán)《范圍3》包括量化路徑損耗第三 大的接收臺(tái)。在此環(huán)《范圍3》的路徑損耗范圍內(nèi)的接收臺(tái)《臺(tái)3》 的數(shù)據(jù)根據(jù)多分辨率調(diào)制信號(hào)星座第三級(jí)進(jìn)行復(fù)用和調(diào)制。在離發(fā) 射臺(tái)《BS》最近的最內(nèi)區(qū)域《范圍4》中的接收臺(tái)《臺(tái)4》感覺(jué)到最 小量化路徑損耗，并因此具有最佳噪聲和干擾抵抗性。要發(fā)送到此 區(qū)域《范圍4》的接收臺(tái)《臺(tái)4》的數(shù)據(jù)在四級(jí)多分辨率調(diào)制信號(hào)星 座的最精細(xì)級(jí)別上進(jìn)行復(fù)用和調(diào)制。因此，在此范圍《范圍4》內(nèi)的 接收臺(tái)《臺(tái)4》由于此區(qū)域《范圍4》中信道質(zhì)量?jī)?yōu)良的原因而可提 高其數(shù)據(jù)速率。
為實(shí)現(xiàn)向后兼容性，在系統(tǒng)提供在發(fā)射臺(tái)與接收臺(tái)之間的信息 交換時(shí)，可允許使用可能根據(jù)以前的不具有分辨率級(jí)別或具有較少 量分辨率級(jí)別的規(guī)范操作的接收臺(tái)。因此，在根據(jù)其規(guī)范在分辨率 級(jí)別上對(duì)符號(hào)進(jìn)行復(fù)用和調(diào)制時(shí)，例如在最內(nèi)區(qū)域中的接收臺(tái)可將 同樣接收的符號(hào)解調(diào)和去復(fù)用。這提供了本發(fā)明的第二模式，該模 式允許還在區(qū)域中以低分辨率對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和調(diào)制，根據(jù)路徑損 耗，這在其它情況下會(huì)無(wú)法以如此高的分辨率級(jí)別去復(fù)用和解調(diào)。
圖7以示意圖方式示出在各種分辨率級(jí)別《第1級(jí)》、《第2 級(jí)》、《第3級(jí)》、《第4級(jí)》的誤碼率《BER》或誤碼組率BLER 與發(fā)射臺(tái)和接收臺(tái)之間的距離《范圍》方面的解碼性能。在距離增 加時(shí)，性能逐漸逼近級(jí)別《M》，這在大多數(shù)情況等于0.5。對(duì)于要 滿(mǎn)足的指定的質(zhì)量級(jí)別《Q》，例如10-2，分辨率級(jí)別《第1級(jí)》、
《第2級(jí)》、《第3級(jí)》、《第4級(jí)》有最大相應(yīng)通信范圍《Rl》、 《R2》、《R3》、《R4》。確切的范圍取決于導(dǎo)致路徑損耗的傳播 條件，經(jīng)常用路徑增益、特殊調(diào)制、小區(qū)內(nèi)干擾等表示。如相對(duì)圖4 和5所述，通過(guò)仔細(xì)選擇多分辨率自干擾選擇，與通過(guò)僅一個(gè)分辨 率級(jí)別會(huì)實(shí)現(xiàn)的性能相比，性能被惡化了。對(duì)于小的誤碼率(或誤碼 組率)，在固定誤碼率的不同分辨率級(jí)別之間的示范范圍差大約為6-]0dB(或2-3倍)。因此，根據(jù)本發(fā)明，大約25-40dB的示范動(dòng)態(tài)范圍 支持具有四個(gè)級(jí)別的多分辨率復(fù)用。通過(guò)類(lèi)似于圖5所示擴(kuò)展到4
個(gè)級(jí)別的信號(hào)星座，這通過(guò)256個(gè)信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)星座實(shí)現(xiàn)。更大的 動(dòng)態(tài)范圍支持更大數(shù)量的分辨率級(jí)別及相應(yīng)地更大的信號(hào)星座。
圖8以示意圖方式示出根據(jù)本發(fā)明的信道質(zhì)量信息CQI反饋。 反饋《反饋》優(yōu)選是由與要接收反饋信息的發(fā)射機(jī)《TX》具有已建 立連接、待定業(yè)務(wù)或相關(guān)聯(lián)的實(shí)體《RX,、《RX2》、《RX3》...《RXK》 提供。反饋信息還可持續(xù)或定期發(fā)射。
優(yōu)選的信道質(zhì)量信息是信號(hào)與干擾和噪聲比SINR。 SINR在例 如導(dǎo)頻信號(hào)等已接收信號(hào)上測(cè)量，該信號(hào)由向其提供反饋的發(fā)射機(jī) 《TX》發(fā)射。
第二優(yōu)選的信道質(zhì)量信息反饋包括除干擾和噪聲電平外估計(jì)的 傳播路徑增益/損耗。干擾和噪聲電平例如通過(guò)偏移導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)射功 率而通過(guò)專(zhuān)用信令或包含信令傳遞。
信道質(zhì)量還可通過(guò)利用在相干時(shí)間內(nèi)例如時(shí)分雙工通信中的信 道互反性而確定。
快速CQI反饋提供響應(yīng)于信道引發(fā)的信號(hào)衰落(還稱(chēng)為信道衰落) 的自適應(yīng)傳輸調(diào)度。自適應(yīng)調(diào)度將多個(gè)并發(fā)信號(hào)的傳輸提供到多個(gè) 接收機(jī)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)/而調(diào)度到各種 用戶(hù)的傳輸。優(yōu)化可用最佳值Z表示， Z= max
其中，CQ;是信道質(zhì)量信息，MCS,是可用的調(diào)制和編碼方案， Pq是數(shù)據(jù)流(p的功率，以及Pt。t是總發(fā)射功率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中， 最大化是以均衡總瞬時(shí)吞吐量和各個(gè)用戶(hù)吞吐量的公平參數(shù)為條件的。
0是發(fā)射機(jī)中的數(shù)據(jù)流集合。平表示一個(gè)或多個(gè)發(fā)射參數(shù)，并 因此可以為多維。每個(gè)發(fā)射參^:可以為連續(xù)或離散參數(shù)。參數(shù)例如 是發(fā)射功率、調(diào)制和編碼、復(fù)用順序及任選地還可以是不同的接收 機(jī)能力。
圖9示出具有K個(gè)數(shù)據(jù)流的MRM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)射端。在 發(fā)射實(shí)體《TX》中，控制單元《Ctrl&ARQ》負(fù)責(zé)確定傳輸參數(shù)、數(shù) 據(jù)流選擇和重發(fā)。將要發(fā)射的到達(dá)數(shù)據(jù)分段成協(xié)議數(shù)據(jù)單元并進(jìn)行 緩沖《隊(duì)列》。優(yōu)選是專(zhuān)對(duì)每個(gè)流緩沖。對(duì)不同數(shù)據(jù)流《流1》、《流 2》、...《流K》的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU進(jìn)行前向差錯(cuò)控制FEC、編碼 和循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC,校驗(yàn)和在發(fā)射之前添加。對(duì)相應(yīng)獲得的每個(gè) 數(shù)據(jù)流的符號(hào)序列進(jìn)行調(diào)制和多分辨率復(fù)用《調(diào)制》。自動(dòng)請(qǐng)求重 發(fā)《ARQ》提供提高的可靠性。將從各種用戶(hù)或接收機(jī)接收的反饋 信息《反饋》輸入到控制單元《Ctrl&ARQ》。
圖10示出恢復(fù)圖9所示K個(gè)數(shù)據(jù)流中第i個(gè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)的MRM 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的接收端。發(fā)射的已調(diào)制數(shù)據(jù)在接收機(jī)中接收。對(duì)已 調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)以實(shí)現(xiàn)其分辨率級(jí)別，并進(jìn)行解碼以糾錯(cuò)和檢錯(cuò)。 信道質(zhì)量信息從已接收信號(hào)中估計(jì)得出《CQI估計(jì)》，并反饋到發(fā) 射機(jī)《TX》，參見(jiàn)圖9。在接收實(shí)體《RX》中，優(yōu)選是通過(guò)迭代解 碼《解碼&CRC》將接收的已調(diào)制數(shù)據(jù)解碼，并且估計(jì)CQI《CQI估 計(jì)》。接收實(shí)體《RX》包括重發(fā)單元《ARQ》，重發(fā)單元《ARQ》 負(fù)責(zé)向其在圖9中的發(fā)射實(shí)體《TX》的發(fā)射對(duì)應(yīng)方《Ctrl&ARQ》對(duì) 已接收數(shù)據(jù)進(jìn)行肯定或否定確認(rèn)。如果檢測(cè)到第i個(gè)流《流i》的糾
錯(cuò)的已接收數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，則對(duì)它進(jìn)行否定確認(rèn)或非肯定確認(rèn)。如果 未檢測(cè)到有錯(cuò)誤，則對(duì)它進(jìn)行肯定確認(rèn)或非否定確認(rèn)。如圖9所示， 將信道質(zhì)量信息和確認(rèn)反饋《反饋》到發(fā)射機(jī)端。
圖11示出本發(fā)明的第；實(shí)施例。通過(guò)例如TDM(時(shí)分復(fù)用)、 FDM(頻分復(fù)用)或CDM(碼分復(fù)用)等正交復(fù)用技術(shù)將無(wú)線(xiàn)電覆蓋區(qū) 分成兩個(gè)或更多個(gè)扇區(qū)《第一扇區(qū)》、《第二扇區(qū)》、《第三扇區(qū)》。 分別通過(guò)TDMA(時(shí)分多址)、FDMA(頻分多址)和CDMA(碼分多址) 分配這些扇區(qū)的資源。在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，如結(jié)合圖6所述應(yīng)用多分辨 率復(fù)用MRM。第二實(shí)施例完全適用于例如在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中的有 限動(dòng)態(tài)范圍處理。此外，可區(qū)分與純MRM相比更大數(shù)量的流并為其 分配信道資源。
圖12示出在發(fā)射機(jī)端、接收機(jī)端或兩者具有多根天線(xiàn)的實(shí)施例。 后者一般稱(chēng)為MIMO("多輸入多輸出")。在圖12中，示出了 K個(gè)接 收機(jī)《RX,》、《RX2》、...、《RXK》。對(duì)于這些接收機(jī)，相應(yīng)的接 收機(jī)天線(xiàn)的數(shù)量可相同或不同。對(duì)于具有兩個(gè)接收機(jī)的示范系統(tǒng) (K=2),在這兩個(gè)接收機(jī)《RX,、《RX2》4^收的信號(hào)Rr R2分別 為
RfH2(V!S!+V2S2)+W2 ，
其中，H,、 H2是從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)《RX,》、《RX2》的信道的 相應(yīng)信道矩陣；V,、 V2表示加權(quán)矩陣，為要發(fā)送到接收機(jī)《RX,》、 《RX2》的表示為向量Sp 82的相應(yīng)發(fā)射信號(hào)加權(quán)。\^和W2是在 接收機(jī)的相應(yīng)噪聲向量。
相應(yīng)信號(hào)的加權(quán)和編碼率基于信道矩陣和噪聲向量設(shè)置。優(yōu)選 是聯(lián)合確定設(shè)置。在實(shí)施例的各種模式中，使用了多用戶(hù)檢測(cè)MUD 的各種通則，如MMSE("最小均方誤差")、ZF("迫零")、PIC("并行干 擾消除")或SIC("串行干擾消除")，這些通則的復(fù)雜性一般均低于同 樣在本發(fā)明的模式中使用的最大似然ML檢測(cè)。
本發(fā)明并不是要只限于上面詳細(xì)描述的實(shí)施例。在不脫離本發(fā) 明的情況下，可進(jìn)行改變或修改。它包括在以下權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi) 的所有修改。
權(quán)利要求
1. 一種通信復(fù)用方法，所述通信包括從一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)傳播到一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的已調(diào)制信號(hào)，所述方法的特征在于根據(jù)傳播條件將通信分配到信號(hào)調(diào)制的各種分辨率級(jí)別。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)時(shí)間平均的信道質(zhì)量信息將特定用戶(hù)分配到特定分辨率級(jí)別。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)受衰落影響的信 道的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息將特定用戶(hù)分配到特定分辨率級(jí)別。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述信號(hào)調(diào)制的信號(hào) 星座被劃分，以致對(duì)于增加的分辨率級(jí)別或更精細(xì)的分辨率級(jí)別， 子集內(nèi)距離降低。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于調(diào)度特定分辨率級(jí)別 的通信數(shù)據(jù)流，從而根據(jù)以下至少之一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)-各種數(shù)據(jù)流，以及 -各種傳輸參數(shù)；已知總發(fā)射功率；調(diào)制和編碼方案及至少一個(gè)傳輸參數(shù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于信道質(zhì)量信息是參數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所迷的方法，其特征在于所述信道質(zhì)量信息參 數(shù)取決于信號(hào)與干擾和噪聲比或者在于信號(hào)與干擾和噪聲比是參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求6所迷的方法，其特征在于所述信道質(zhì)量信息參 數(shù)取決于信道增益或衰減，或者在于信道增益或衰減是參數(shù)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述信號(hào)調(diào)制的信號(hào) 星座被劃分，以致對(duì)于增加的分辨率級(jí)別或更精細(xì)的分辨率級(jí)別， 子集內(nèi)距離降低。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于一個(gè)發(fā)射站點(diǎn)的無(wú) 線(xiàn)電覆蓋區(qū)被分成兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射扇區(qū)。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述兩個(gè)或更多個(gè) 發(fā)射扇區(qū)通過(guò)以下至少之一實(shí)現(xiàn)-時(shí)分復(fù)用，-頻分復(fù)用，以及-碼分復(fù)用。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過(guò)串行或連續(xù)干 擾消除將已接收信號(hào)解碼。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于連續(xù)解碼以最粗分 辨率的分辨率級(jí)別開(kāi)始并以最精細(xì)分辨率的分辨率級(jí)別結(jié)束，連續(xù) 消除解碼的分辨率級(jí)別的干擾，從而將已接收信號(hào)解碼。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過(guò)并行千擾消除 將已接收信號(hào)解碼。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)為最小均方誤 差MMSE、迫零ZF或最大似然ML的優(yōu)化準(zhǔn)則，將已接收信號(hào)解碼。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分配分辨率級(jí)別是 依據(jù)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信號(hào)傳播路徑損耗而確定。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于信號(hào)傳播參數(shù)存儲(chǔ) 在發(fā)射機(jī)端以用于各種用戶(hù)數(shù)據(jù)流。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)從所述發(fā)射機(jī) 到所述接收機(jī)的相應(yīng)信號(hào)傳播路徑損耗，將接收機(jī)排序。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于分配相應(yīng)的接收機(jī)， 以致為信號(hào)傳播路徑損耗較大的接收機(jī)分配較小的分辨率級(jí)別或較 精細(xì)分辨率的信號(hào)子集，以及為信號(hào)傳播路徑損耗較小的接收機(jī)分 配較大的分辨率級(jí)別或較粗分辨率的信號(hào)子集。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具有由復(fù)用的用戶(hù) 數(shù)據(jù)組成的信號(hào)符號(hào)的信號(hào)由所述發(fā)射機(jī)發(fā)射。
21. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述信號(hào)調(diào)制的信 號(hào)星座包括分辨率級(jí)別之間的均衡不對(duì)稱(chēng)性。
22. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于多個(gè)分辨率級(jí)別的信號(hào)調(diào)制包括2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)分辨率級(jí)別。
23. 如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于發(fā)射機(jī) 端和接收機(jī)端至少之一為一條或多條通信鏈路實(shí)施多天線(xiàn)通信。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于從發(fā)射機(jī)端發(fā)射或 在接收機(jī)端接收的信號(hào)的加權(quán)^4居以下至少一個(gè)原則優(yōu)化已接收信 號(hào)質(zhì)量-最小均方誤差MMSE,-迫零ZF,-最大似然ML,-并行干擾消除PIC，以及-串行干擾消除SIC。
25. 用于通信復(fù)用的無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)備，所述通信包括從一個(gè)或 多個(gè)發(fā)射機(jī)傳播到 一 個(gè)或多個(gè)"t妾收機(jī)的已調(diào)制信號(hào)，所述無(wú)線(xiàn)電通 信設(shè)備的特征在于處理和調(diào)制裝置根據(jù)傳播條件將通信分配到信號(hào) 調(diào)制的各種分辨率級(jí)別。
26. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置確定信道質(zhì)量時(shí)間平均值，并根據(jù)平均信道質(zhì)量信息將用戶(hù)分配到特定 分辨率級(jí)別。
27. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述處理裝置確定 受衰落影響的信道的瞬時(shí)信道質(zhì)量，并根據(jù)瞬時(shí)信道質(zhì)量信息將特 定用戶(hù)分配到特定分辨率級(jí)別。
28. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述處理和調(diào)制裝 置進(jìn)行操作，所述信號(hào)調(diào)制的信號(hào)星座被劃分，以致對(duì)于增加的分 辨率級(jí)別或更精細(xì)的分辨率級(jí)別，子集內(nèi)距離降低。
29. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置調(diào)度 特定分辨率級(jí)別的通信數(shù)據(jù)流，從而根據(jù)以下至少之一優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)-各種數(shù)據(jù)流，以及 -各種傳輸參數(shù)；已知總發(fā)射功率；調(diào)制和編碼方案及至少一個(gè)傳輸參數(shù)。
30. 如權(quán)利要求29所述的"i殳備，其特征在于信道質(zhì)量信息是參數(shù)。
31. 如權(quán)利要求30所述的i殳備，其特征在于所述信道質(zhì)量信息 參數(shù)取決于信號(hào)與干擾和噪聲比或者在于信號(hào)與干擾和噪聲比是參數(shù)。
32. 如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于所述信道質(zhì)量信息 參數(shù)取決于信道增益或衰減，或者在于信道增益或衰減是參數(shù)。
33. 如權(quán)利要求25所述的i殳備，其特征在于所述信號(hào)調(diào)制的信 號(hào)星座被劃分，以致對(duì)于增加的分辨率級(jí)別或更精細(xì)的分辨率級(jí)別， 子集內(nèi)距離降低。
34. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于一個(gè)發(fā)射站點(diǎn)的無(wú) 線(xiàn)電覆蓋區(qū)被分成兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射扇區(qū)。
35. 如權(quán)利要求34所述的"i殳備，其特征在于所述兩個(gè)或更多個(gè) 發(fā)射扇區(qū)通過(guò)以下至少之一實(shí)現(xiàn)-時(shí)分復(fù)用，-頻分復(fù)用，以及-碼分復(fù)用。
36. 如權(quán)利要求25所迷的設(shè)備，其特征在于解碼器通過(guò)串行或 連續(xù)干擾消除將已接收信號(hào)解碼。
37. 如權(quán)利要求36.所述的i殳備，其特征在于連續(xù)解碼以最粗分 辨率的分辨率級(jí)別開(kāi)始并以最精細(xì)分辨率的分辨率級(jí)別結(jié)束，連續(xù) 消除解碼的分辨率級(jí)別的干擾，從而將已接收信號(hào)解碼。
38. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于解碼器通過(guò)并行干 擾消除將已接收信號(hào)解碼。
39. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于根據(jù)為最小均方誤差MMSE、迫零ZF或最大似然ML的優(yōu)化準(zhǔn)則，所述解碼器將已接 收信號(hào)解碼。
40. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于分配分辨率級(jí)別是 依據(jù)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信號(hào)傳播路徑損耗而確定。
41. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于在發(fā)射機(jī)端存儲(chǔ)信 號(hào)傳播參數(shù)以用于各種用戶(hù)數(shù)據(jù)流的存儲(chǔ)裝置。
42. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置在發(fā) 射機(jī)端根據(jù)從所述發(fā)射機(jī)到所述接收機(jī)的相應(yīng)信號(hào)傳播路徑損耗， 將接收機(jī)排序。
43. 如權(quán)利要求42所迷的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置分配 相應(yīng)的接收機(jī)，以致為信號(hào)傳播路徑損耗較大的接收機(jī)分配較小的 分辨率級(jí)別或較精細(xì)分辨率的信號(hào)子集，以及為信號(hào)傳播路徑損耗
44. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備發(fā)射具有 由復(fù)用的用戶(hù)數(shù)據(jù)組成的信號(hào)符號(hào)的信號(hào)。
45. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述信號(hào)調(diào)制的信 號(hào)星座包括分辨率級(jí)別之間的均衡不對(duì)稱(chēng)性。
46. 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于多個(gè)分辨率級(jí)別的 信號(hào)調(diào)制包括2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)分辨率級(jí)別。
47. 如權(quán)利要求25-46中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在發(fā) 射機(jī)端的設(shè)備為 一條或多條通信鏈路實(shí)施多天線(xiàn)通信。
48. 如權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置對(duì)從少 一個(gè)原則優(yōu)化已接收信號(hào)質(zhì)量 -最小均方誤差MMSE， -迫零ZF， -最大似然ML， -并行千擾消除PIC,以及-串行干擾消除SIC。
49. 如權(quán)利要求25-46中^f壬一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于在接 收機(jī)端的設(shè)備為一條或多條通信鏈路實(shí)施多天線(xiàn)通信。
50. 如權(quán)利要求49所述的設(shè)備，其特征在于所述處理裝置對(duì)從 發(fā)射機(jī)端天線(xiàn)發(fā)射或在接收機(jī)端天線(xiàn)接收的信號(hào)的加權(quán)根據(jù)以下至 少一個(gè)原則優(yōu)化已接收信號(hào)質(zhì)量-最小均方誤差MMSE,-迫零ZF,-最大似然ML，-并行干擾消除PIC，以及-串行千擾消除SIC。
51. —種包括發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體的無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)，其特征 在于所述無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)包括用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-24中任一項(xiàng)所 述方法的裝置。
52. —種包括發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體的無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)，其特征 在于所述無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)包括如權(quán)利要求25-49中任一項(xiàng)所述的設(shè)
全文摘要
本發(fā)明涉及通信。更具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)例如信號(hào)與噪聲和干擾比等信道質(zhì)量不同的信道的多址通信。具體地，它涉及通過(guò)傳播路徑損耗不同的無(wú)線(xiàn)電鏈路的數(shù)據(jù)通信和利用不同的路徑損耗實(shí)現(xiàn)復(fù)用和多址目的。本發(fā)明公開(kāi)了在通信系統(tǒng)、特別是多分辨率系統(tǒng)中用戶(hù)和信道的復(fù)用，其中根據(jù)傳播條件為用戶(hù)分配不同的相應(yīng)分辨率級(jí)別。
文檔編號(hào)H04J99/00GK101390359SQ200480044215
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者P·拉斯森 申請(qǐng)人:艾利森電話(huà)股份有限公司