本申請(qǐng)涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)發(fā)送、接收方法、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
背景技術(shù)：
信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是來自移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)(iot,internetofthings)的增長(zhǎng)需求，給未來移動(dòng)通信技術(shù)帶來前所未有的挑戰(zhàn)。如根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟itu的報(bào)告itu-rm.[imt.beyond2020.traffic]，可以預(yù)計(jì)到2020年，移動(dòng)業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)相對(duì)2010年(4g時(shí)代)將增長(zhǎng)近1000倍，用戶設(shè)備連接數(shù)也將超過170億，隨著海量的iot設(shè)備逐漸滲透到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，連接設(shè)備數(shù)將更加驚人。為了應(yīng)對(duì)這前所未有的挑戰(zhàn)，通信產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界已經(jīng)展開了廣泛的第五代移動(dòng)通信技術(shù)研究(5g)，面向2020年代。目前在itu的報(bào)告itu-rm.[imt.vision]中已經(jīng)在討論未來5g的框架和整體目標(biāo)，其中對(duì)5g的需求展望、應(yīng)用場(chǎng)景和各項(xiàng)重要性能指標(biāo)做了詳細(xì)說明。針對(duì)5g中的新需求，itu的報(bào)告itu-rm.[imt.futuretechnologytrends]提供了針對(duì)5g技術(shù)趨勢(shì)的相關(guān)信息，旨在解決系統(tǒng)吞吐量顯著提升、用戶體驗(yàn)一致性、擴(kuò)展性以支持iot、時(shí)延、能效、成本、網(wǎng)絡(luò)靈活性、新興業(yè)務(wù)的支持和靈活的頻譜利用等顯著問題。
多輸入多輸出(multiple-inputmultiple-output，mimo)技術(shù)是提高系統(tǒng)頻譜效率的重要手段。由于多輸入多輸出技術(shù)能夠有效提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)率，提高系統(tǒng)鏈路穩(wěn)定性，它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于廣播式的音頻和視頻領(lǐng)域以及民用通信系統(tǒng)中，例如第三代移動(dòng)通信合作伙伴項(xiàng)目(3rdgenerationpartnershipproject，3gpp)制定的evolveduniversalterrestrialradioaccess(e-utra)協(xié)議對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)期演進(jìn)(longtermevolution，lte)系統(tǒng)，歐洲的第二代數(shù)字視頻(digitalvideobroadcasting,dvb)和ieee802.16全球微波互聯(lián)接入(worldinteroperabilityformicrowaveaccess,wimax)等。mimo技術(shù)通過在收發(fā)端不同天線間建立通信鏈路，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供空間分集增益與空間復(fù)用增益。通過在不同鏈路傳輸相同的數(shù)據(jù)，mimo技術(shù)提高了傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，從而獲得了分集增益；通過在不同鏈路傳輸不同的數(shù)據(jù)，mimo技術(shù)能夠在不增加傳輸帶寬的前提下提高系統(tǒng)的頻 譜效率，從而提高傳輸數(shù)據(jù)率。通過發(fā)射端的信道狀態(tài)信息，mimo技術(shù)還能夠通過與編碼來同時(shí)、同頻服務(wù)多個(gè)用戶，提高系統(tǒng)整體的頻譜效率。目前，mimo技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)，能夠很好的支持4g時(shí)代的移動(dòng)寬帶(mobilebroadband,mbb)業(yè)務(wù)需求。5g中，頻譜效率、能量效率以及數(shù)據(jù)率的需求將進(jìn)一步提升，現(xiàn)有的mimo技術(shù)難以滿足數(shù)據(jù)率的極大提升。因此mimo技術(shù)的演進(jìn)技術(shù)：大規(guī)模mimo得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。通過在發(fā)射端配置遠(yuǎn)多于用戶數(shù)的天線，大規(guī)模mimo技術(shù)在能夠得到更大的陣列處理增益(更細(xì)的波束)的同時(shí)，也得到了更大的空間自由度，能夠通過簡(jiǎn)單的線性操作將用戶完全區(qū)分開，因此使得頻譜效率與能量效率進(jìn)一步得到巨大提升。但是在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，mimo技術(shù)與大規(guī)模mimo技術(shù)也遇到了一些問題，例如：1.mimo技術(shù)是否有效、可靠，依賴于發(fā)射端是否能夠獲得準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息。若發(fā)射端的信道狀態(tài)信息不夠準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)增益的顯著下降。目前的mimo技術(shù)依賴于基于參考信號(hào)的信道估計(jì)以及反饋，而當(dāng)天線數(shù)增加時(shí)，參考信號(hào)與反饋所帶來的開銷將會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)的頻譜效率。2.對(duì)天線間的同步要求嚴(yán)格。3.接收端需要處理天線間的干擾。4.雖然多用戶mimo能夠提高小區(qū)整體的頻譜效率，但是對(duì)于單個(gè)用戶頻譜效率的提高則無能為力。
作為mimo技術(shù)的一個(gè)分支，空間調(diào)制(spatialmodulation，sm)近年來獲得了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。sm技術(shù)將一部分信息比特用于選擇發(fā)送天線，每次傳輸僅使用一根天線。通過將天線索引作為傳輸信息的額外載體，在傳統(tǒng)兩維星座圖的基礎(chǔ)上構(gòu)造了三維星座圖，從而能夠獲得比單天線系統(tǒng)更高的頻譜效率。同時(shí)sm技術(shù)還解決了傳統(tǒng)mimo技術(shù)的一些問題。例如，由于每次傳輸僅使用單天線，sm技術(shù)不需要接收端進(jìn)行復(fù)雜的天線間同步和鏈路間干擾的消除，簡(jiǎn)化了接收端的處理；sm技術(shù)能夠增加單個(gè)用戶的頻譜效率，因此更適用于一些需要提高單個(gè)用戶數(shù)據(jù)率的場(chǎng)景；sm技術(shù)在發(fā)送端不需要進(jìn)行預(yù)編碼，因此接收端無需進(jìn)行反饋；發(fā)送端僅需要一個(gè)射頻鏈路，極大降低了發(fā)送端的開銷?；诙噍d波的sm技術(shù)雖然喪失了單個(gè)射頻鏈路的優(yōu)勢(shì)，但是時(shí)頻二維資源的分配為系統(tǒng)提供了更高的自由度，同時(shí)對(duì)多徑引起的頻率選擇性衰落也有更好的魯棒性。
sm技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使得它在通信研究中獲得了廣泛的關(guān)注。其不需要信道反饋，對(duì)接收端天線數(shù)量沒有要求的特點(diǎn)使其特別適合廣播數(shù)據(jù)或是開環(huán)模式下數(shù)據(jù)的發(fā)送。為了擴(kuò)展空間調(diào)制技術(shù)在5g中的應(yīng)用，發(fā)揮空間調(diào)制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需要繼續(xù)發(fā)掘其特點(diǎn)，完善其在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是蜂窩系統(tǒng)廣播數(shù)據(jù)的傳輸中無法為信道條件不同的用戶提供差異化服務(wù)。為此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N信號(hào)發(fā)送方法、接收方法、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，利用空間調(diào)制系統(tǒng)的特性為不同數(shù)據(jù)流提供不同的保護(hù)程度，使得信道條件不同的用戶能夠獲得質(zhì)量不同的服務(wù)。
本發(fā)明提供了一種信號(hào)發(fā)送方法，所述方法包括：
發(fā)射機(jī)發(fā)送鏈路分組配置信息；其中，鏈路分組配置信息是將鏈路劃分為至少兩個(gè)分組后各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
發(fā)射機(jī)根據(jù)鏈路的分組對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層；
發(fā)射機(jī)對(duì)分層后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間調(diào)制；
發(fā)射機(jī)對(duì)空間調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行多載波調(diào)制；
發(fā)射機(jī)對(duì)多載波調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
較佳的，所述將鏈路劃分為至少兩個(gè)分組包括：將全部可用鏈路分為至少兩個(gè)分組，所得到的分組作為第一層中的分組；分別將第一層中的每個(gè)分組進(jìn)一步分為至少兩個(gè)分組，所得到的分組作為第二分層中的各個(gè)分組；以此類推，直到每個(gè)分組只包含一條鏈路或是達(dá)到設(shè)置的鏈路分組的需求為止。
較佳的，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)鏈路的分組對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層包括：
用第一層中的分組傳輸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用除第一層之外的各層中的分組在前一層的基礎(chǔ)上傳輸輔助數(shù)據(jù)；其中，所述輔助數(shù)據(jù)包括以下的至少一種：基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之上的擴(kuò)展數(shù)據(jù)，前一層數(shù)據(jù)的冗余信息，所述擴(kuò)展數(shù)據(jù)和冗余信息的結(jié)合。
較佳的，對(duì)鏈路進(jìn)行分組的準(zhǔn)則為：將相關(guān)性指標(biāo)大于設(shè)定閾值的鏈路分為一組。
較佳的，該方法還包括：發(fā)射機(jī)根據(jù)來自接收機(jī)的信息估計(jì)鏈路間的相關(guān)性指標(biāo)，并據(jù)此動(dòng)態(tài)調(diào)整鏈路數(shù)與鏈路的分組；其中，所述來自接收機(jī)的信息包括接收機(jī)反饋的信道狀態(tài)信息和/或接收機(jī)通過上行信道發(fā)送給發(fā)射機(jī)的探測(cè)參考信號(hào)。
較佳的，該方法還包括：將鏈路分組配置信息相同的用戶分為一組，對(duì)處于同一分組的用戶在同一時(shí)頻資源上進(jìn)行廣播服務(wù)。
較佳的，該方法還包括：
對(duì)空間調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理之后，再進(jìn)行多載波調(diào)制并發(fā)送。
較佳的，所述預(yù)處理包括：對(duì)鏈路進(jìn)行功率調(diào)整和/或?qū)︽溌愤M(jìn)行相位調(diào)整。
較佳的，所述對(duì)鏈路進(jìn)行功率調(diào)整包括：在保持發(fā)送功率不變的條件下，調(diào) 整第一層中各個(gè)分組的平均發(fā)射功率，使得各個(gè)分組具有不同的平均發(fā)射功率；在保持第一層中各個(gè)分組的平均發(fā)送功率不變的條件下，調(diào)整第二層中各個(gè)分組的平均發(fā)射功率，使得第二層中各個(gè)分組具有不同的平均發(fā)射功率；以此類推，直到最低層各個(gè)分組的平均發(fā)射功率調(diào)整完畢為止。
較佳的，調(diào)整各層分組的平均發(fā)射功率的準(zhǔn)則為：后一層的功率調(diào)整量不大于前一層的功率調(diào)整量。
較佳的，所述對(duì)鏈路進(jìn)行相位調(diào)整包括：為最低層各個(gè)分組的鏈路隨機(jī)選擇旋轉(zhuǎn)相位，屬于不同分組的各個(gè)鏈路的旋轉(zhuǎn)相位的區(qū)間不相交，為在前一層中屬于同一分組的各個(gè)分組的鏈路選擇相鄰的旋轉(zhuǎn)相位區(qū)間。
較佳的，使用空間調(diào)制中的星座點(diǎn)符號(hào)傳輸最底層數(shù)據(jù)，或傳輸其他輔助或冗余信息。
較佳的，該方法還包括：發(fā)射機(jī)根據(jù)鏈路的分組發(fā)送參考信號(hào)。
較佳的，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)鏈路的分組發(fā)送參考信號(hào)包括：發(fā)射機(jī)對(duì)屬于相同分組的鏈路使用相同的時(shí)頻資源發(fā)送相同的參考信號(hào)序列，用于對(duì)應(yīng)分組的等效信道系數(shù)的估計(jì)。
較佳的，如果對(duì)空間調(diào)制后的信號(hào)是進(jìn)行預(yù)處理之后，再進(jìn)行多載波調(diào)制并發(fā)送的，那么，在發(fā)送參考信號(hào)之前，還包括：對(duì)所述參考信號(hào)進(jìn)行所述預(yù)處理。
較佳的，該方法還包括：對(duì)分層后的各層數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，并為每個(gè)數(shù)據(jù)塊中的各層數(shù)據(jù)添加獨(dú)立的循環(huán)冗余校驗(yàn)crc碼。
較佳的，發(fā)射機(jī)在物理廣播信道、下行物理控制信道和物理下行共享信道的至少一種信道發(fā)送所述鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息。
較佳的，發(fā)射機(jī)傳輸添加額外字段的物理廣播信道、下行物理控制信道或物理下行共享信道，所述額外字段用于指示鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息。
較佳的，發(fā)射機(jī)使用物理廣播信道中的crc校驗(yàn)掩碼傳輸鏈路數(shù)信息，每一種物理廣播信道的傳輸模式對(duì)應(yīng)至少兩個(gè)crc校驗(yàn)掩碼，每個(gè)crc校驗(yàn)掩碼分別對(duì)應(yīng)一種鏈路數(shù)信息；其中，物理廣播信道的傳輸模式包括單天線端口傳輸模式、雙天線端口傳輸分集模式、四天線端口傳輸分集模式；
發(fā)射機(jī)傳輸添加額外字段的物理廣播信道、下行物理控制信道或物理下行共享信道，所述額外字段用于指示鏈路分組配置信息。
本申請(qǐng)還提供了一種發(fā)射機(jī)，包括：
配置模塊，用于發(fā)送鏈路分組配置信息；其中，鏈路分組配置信息是將鏈路劃分為至少兩個(gè)分組后各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
數(shù)據(jù)分層模塊，用于根據(jù)鏈路的分組對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層；
空間調(diào)制模塊，用于對(duì)分層后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間調(diào)制；
多載波調(diào)制模塊，用于對(duì)空間調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行多載波調(diào)制；
發(fā)送模塊，用于對(duì)多載波調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
本申請(qǐng)還提供了一種信號(hào)接收方法，所述方法包括：
接收機(jī)接收鏈路分組配置信息；
接收機(jī)根據(jù)所述鏈路分組配置信息，獲知鏈路的分組以及各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
接收機(jī)根據(jù)鏈路的分組對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層檢測(cè)。
較佳的，所述接收機(jī)根據(jù)鏈路的分組對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層檢測(cè)包括：
接收機(jī)根據(jù)每個(gè)鏈路的信道狀態(tài)信息檢測(cè)所有層的發(fā)送數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)定的準(zhǔn)則決定保留到的層數(shù)；其中，所述設(shè)定的準(zhǔn)則包括：將檢測(cè)出的各層數(shù)據(jù)的信噪比估計(jì)與預(yù)先設(shè)定信噪比閾值進(jìn)行比較，若高于所述閾信噪比值則保留對(duì)應(yīng)層的數(shù)據(jù)并進(jìn)行后續(xù)處理，否則不進(jìn)行后續(xù)處理；或者，所述設(shè)定的準(zhǔn)則包括：發(fā)射機(jī)為每接收機(jī)根據(jù)發(fā)射機(jī)為每層數(shù)據(jù)單獨(dú)添加的是否通過crc校驗(yàn)是否通過來決定是否保留該對(duì)應(yīng)層的數(shù)據(jù)。
較佳的，該方法還包括：接收機(jī)根據(jù)每個(gè)分組的信道狀態(tài)信息逐層檢測(cè)各層數(shù)據(jù)，將各層檢測(cè)數(shù)據(jù)的信噪比估計(jì)與預(yù)先設(shè)定信噪比閾值進(jìn)行比較，若高于所述信噪比閾值，則繼續(xù)下一層數(shù)據(jù)的檢測(cè)，否則停止檢測(cè)。
較佳的，該方法還包括：接收機(jī)根據(jù)鏈路的分組接收參考信號(hào)，并進(jìn)行信道估計(jì)。
本申請(qǐng)還提供了一種接收機(jī)，包括：
配置信息接收模塊，用于接收鏈路分組配置信息；
分組確認(rèn)模塊，用于根據(jù)所述鏈路分組配置信息，獲知鏈路的分組以及各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
檢測(cè)模塊，用于根據(jù)鏈路的分組對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層檢測(cè)。
本發(fā)明提供了一種使用多天線為接收廣播服務(wù)的用戶提供分層服務(wù)的方法和設(shè)備。通過采用本發(fā)明，信道條件較好的用戶能夠接收到更多或是更可靠的數(shù)據(jù)，而信道條件較差的用戶也能夠獲得基本的服務(wù)，避免了傳統(tǒng)廣播服務(wù)中服務(wù)質(zhì)量根據(jù)信道條件最差的用戶確定的問題，為信道條件不同的用戶提供了差異化服務(wù)。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有一種多載波空間調(diào)制系統(tǒng)框圖；
圖2為現(xiàn)有mbsfn系統(tǒng)示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中一種可能的鏈路分組方式示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中比特分組示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中接收端配備四條接收鏈路時(shí)不同組的誤碼率比較示意圖；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中接收端配備兩條鏈路時(shí)不同分組誤碼率性能比較示意圖；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中接收端配備兩條鏈路，鏈路間高相關(guān)性時(shí)不同分組誤碼率性能比較示意圖；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例一中一種數(shù)據(jù)分層方式示意圖；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例二中鏈路間功率分配示意圖；
圖10為本發(fā)明實(shí)施例三中采用支持分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制技術(shù)的操作流程示意圖；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例三中一種傳輸鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息的方式示意圖；
圖12為本發(fā)明實(shí)施例三中利用crc掩碼的方式攜帶鏈路數(shù)信息的示意圖；
圖13為本發(fā)明實(shí)施例四中分組傳輸rs的示例圖；
圖14為本發(fā)明實(shí)施例四中分組傳輸rs的資源分配示意圖；
圖15為本發(fā)明實(shí)施例五中對(duì)用戶進(jìn)行分組的示意圖；
圖16為本發(fā)明實(shí)施例五中對(duì)用戶分組進(jìn)行分組的流程示意圖；
圖17為本發(fā)明實(shí)施例五中基于分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制技術(shù)流程示意圖；
圖18為本發(fā)明一較佳發(fā)射機(jī)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
圖19為本發(fā)明一較佳接收機(jī)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
空間調(diào)制技術(shù)利用傳輸數(shù)據(jù)的天線索引作為信息的額外載體，與單天線系統(tǒng)相比能夠在相同的帶寬下獲得更高的頻譜效率。而與傳統(tǒng)的多天線系統(tǒng)相比，空間調(diào)制技術(shù)具有下述優(yōu)勢(shì)：1.由于每次數(shù)據(jù)傳輸僅使用多根發(fā)射天線中的一根， 因此接收端不需要進(jìn)行天線間的同步；2.僅適用單根發(fā)射天線不會(huì)產(chǎn)生鏈路間干擾，接收端不需要使用復(fù)雜度較高的均衡算法來消除鏈路間干擾；3.僅需要少量射頻通道，能夠顯著降低由于射頻通道數(shù)較高所導(dǎo)致的能耗較高問題，即空間調(diào)制是一種能量效率更高的系統(tǒng)；4.空間調(diào)制系統(tǒng)在發(fā)端天線數(shù)大于接收天線數(shù)時(shí)仍然能夠工作。此外，相同的頻譜效率可以由不同的天線數(shù)與調(diào)制方式的組合實(shí)現(xiàn)，因此空間調(diào)制使系統(tǒng)的參數(shù)更加靈活。結(jié)合了如正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,ofdm)等多載波技術(shù)的空間調(diào)制系統(tǒng)，對(duì)包含多載波調(diào)制、實(shí)際物理信道、多載波解調(diào)的頻域等效多天線信道做空間調(diào)制，雖然喪失了射頻通道數(shù)較少的優(yōu)勢(shì)，但是在資源分配、導(dǎo)頻分配等問題上獲得了更大的自由度，同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)的兼容性也要更好。
多載波空間調(diào)制技術(shù)的框圖如圖1左側(cè)虛線框所示，設(shè)發(fā)射端天線數(shù)為n，所用調(diào)制階數(shù)為q＝2b，其中b為映射為一個(gè)符號(hào)的比特?cái)?shù)。其基本處理流程如下：發(fā)送數(shù)據(jù)流以log2(nq)＝log2(n)+b個(gè)比特為一組，前l(fā)og2(n)個(gè)比特決定發(fā)送數(shù)據(jù)所用數(shù)據(jù)流索引，后b個(gè)比特映射為一個(gè)qam符號(hào)。以n＝2，b＝2為例，空間調(diào)制比特到符號(hào)的映射關(guān)系如表1所示。表1中，天線索引表示當(dāng)前用于發(fā)送數(shù)據(jù)的天線索引。發(fā)送的比特序列中，第一個(gè)比特用于決定天線索引，后兩個(gè)比特用于決定發(fā)送的符號(hào)。得到空間調(diào)制符號(hào)之后，對(duì)所有n個(gè)數(shù)據(jù)流做反快速傅里葉變換(inversefastfouriertransform,ifft)，得到在n根發(fā)送天線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。
表1：比特-符號(hào)映射關(guān)系
采用ofdm技術(shù)的空間調(diào)制技術(shù)接收端框圖如圖1右側(cè)虛線框所示，并設(shè)接收端配備m個(gè)天線。在接收到接收信號(hào)后，接收端會(huì)對(duì)每根接收天線的數(shù)據(jù)流做快速傅里葉變換(fastfouriertransform,fft)，得到頻域信號(hào)。設(shè)包括發(fā)端ifft、實(shí)際物理信道、收端fft在內(nèi)的頻域等效信道矩陣為h∈cm×n，則相應(yīng)信道模型可寫為：
y＝hx+n
其中，h為m乘n維復(fù)數(shù)矩陣表示的頻域等效信道矩陣，m為等效接收鏈路個(gè)數(shù)，n為等效發(fā)射鏈路個(gè)數(shù)，cm×n表示復(fù)數(shù)域上的mxn維矩陣，y∈cm×1為經(jīng)過fft之后的接收向量，x＝eisj∈cn×1為發(fā)送的空間調(diào)制符號(hào)向量，n∈cm×1為噪聲向量。向量ei＝[0,...,0,1,0,...,0]t∈cn×1中僅有第i個(gè)元素為1，其余元素為0，表示根據(jù)發(fā)送比特，僅有第i個(gè)天線用于數(shù)據(jù)發(fā)送，[]t表示向量的轉(zhuǎn)置。符號(hào)sj為根據(jù)發(fā)送比特從星座映射，例如正交幅度調(diào)制(quadratureamplitudemodulation,qam)、脈沖幅度調(diào)制(pulseamplitudemodulation,pam)或相移鍵控(phaseshiftkeying,psk)符號(hào)集合中選取的符號(hào)。因此，接收符號(hào)可以簡(jiǎn)寫為：
y＝hisj+n
其中，hi∈cm×1為矩陣h的第i列。
接收端采用如下最大似然檢測(cè)算法對(duì)發(fā)送符號(hào)進(jìn)行檢測(cè)：
得到發(fā)送天線索引的估計(jì)
除上面描述的每次只有一條鏈路傳輸數(shù)據(jù)的空間調(diào)制系統(tǒng)外，廣義空間調(diào)制(generalizedspatialmodulation,gsm)系統(tǒng)每次傳輸激活全部鏈路的一個(gè)子集，并使用該子集的索引作為傳輸信息的載體，而不同鏈路可以傳輸相同的數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)的可靠性；或是傳輸不同的數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。本文將其視為空間調(diào)制的一種形式。
現(xiàn)有文獻(xiàn)[biterrorprobabilityofsm-mimoovergeneralizedfadingchannels]以及仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的開環(huán)mimo系統(tǒng)(例如空頻塊編碼(spatialfrequencyblockcode,sfbc)或是v-blast系統(tǒng))相比，多載波空間調(diào)制系統(tǒng)能夠更好的 發(fā)掘接收天線所提供的接收分集，對(duì)于配備多根接收天線的用戶來說能夠達(dá)到明顯優(yōu)于傳統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)的性能。而空間調(diào)制系統(tǒng)不需要信道反饋的性質(zhì)使得該技術(shù)特別適合廣播信道，例如提供多媒體廣播/多播業(yè)務(wù)(multi-mediabroadcast/multicastservice,mbms)的物理多播信道(physicalmulticastchannel，pmch)。
現(xiàn)有l(wèi)te-a中以多媒體廣播單頻網(wǎng)(multimediabroadcastsinglefrequencynetwork,mbsfn)的方式提供mbms服務(wù)，如圖2所示。圖中，多個(gè)基站同時(shí)同頻發(fā)送相同的廣播信息，用戶將來自不同基站的信號(hào)作為多徑分量，能夠獲得比單小區(qū)系統(tǒng)更高的信號(hào)-干擾噪聲比(signal-interferenceplusnoiseratio，sinr)，很適合移動(dòng)中的用戶以及小區(qū)邊緣用戶。
廣播信道中難以利用發(fā)端信道狀態(tài)信息、同時(shí)服務(wù)的用戶類型多樣的特點(diǎn)使得傳統(tǒng)的mimo技術(shù)難以應(yīng)用，因此現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中的物理層多播信道(pmch)僅使用單天線傳輸。在這種情況下，不需要信道狀態(tài)信息反饋的多載波空間調(diào)制技術(shù)不僅能夠利用基站側(cè)的多天線，也能夠提供比單天線傳輸更高的數(shù)據(jù)率。通過結(jié)合mbsfn，能夠獲得比單小區(qū)多載波空間調(diào)制更高的可靠性。因此將空間調(diào)制技術(shù)用于pmch有著巨大的潛力。
當(dāng)前mbms的傳輸中僅能針對(duì)最差信道設(shè)計(jì)傳輸方式，因此信道條件良好的用戶也難以獲得更好的數(shù)據(jù)率，從而限制了系統(tǒng)總體的可達(dá)性能。本申請(qǐng)中，將結(jié)合多載波空間調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)來為信道狀態(tài)不同的用戶提供質(zhì)量不同的服務(wù)，從而提高用戶體驗(yàn)，提升廣播信道總的系統(tǒng)性能。本申請(qǐng)的基本思路為，利用鏈路間的相關(guān)性對(duì)鏈路進(jìn)行分層，使得在不同層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠獲得不同的保護(hù)。接收機(jī)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，根據(jù)自身信道條件選擇檢測(cè)的數(shù)據(jù)層。因此信道條件較差的用戶仍然能夠獲得基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，而信道條件好的用戶則能夠檢測(cè)出更多的數(shù)據(jù)層，從而獲得更高的數(shù)據(jù)率。
實(shí)施例一:
在本實(shí)施例中，我們結(jié)合具體的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置來介紹提供分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制系統(tǒng)。假設(shè)基站配備16根發(fā)射天線，即最多同時(shí)可激活16條鏈路?？捎玫臅r(shí)頻資源以lte中規(guī)定的物理資源塊(physicalresourceblock，prb)為單元，一個(gè)prb由14個(gè)相鄰ofdm符號(hào)上的12個(gè)子載波組成。系統(tǒng)子載波數(shù)為256，可用子載波為120，即考慮頻域上連續(xù)的10個(gè)子載波。為驗(yàn)證利用鏈路相關(guān)性進(jìn)行分層傳輸?shù)目赡苄裕緦?shí)施例中使用空間相移鍵控(spaceshiftkeying，ssk) 調(diào)制，即每次傳輸激活一條鏈路，但是每次激活的鏈路上并不傳輸qam信號(hào)，而傳輸收發(fā)兩端均已知的信號(hào)。信道模型如下：
其中，
該元素表示了第m個(gè)鏈路與第n個(gè)鏈路間的相關(guān)性，dm,n為第m個(gè)鏈路與第n個(gè)鏈路間的距離，dmin表示鏈路間的最小距離，ρ表示相關(guān)性系數(shù)，()*表示共軛。
鏈路間采用分層分組的方式提供分層數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。一種優(yōu)選的鏈路分組依據(jù)為鏈路間的相關(guān)性，如圖3所示。圖3中，根據(jù)鏈路間的相關(guān)性將所有鏈路劃分為n組，分別記為組1，組2……組n。這里，假設(shè)空間調(diào)制系統(tǒng)只激活一條鏈路。進(jìn)行分組后，用b1～bn指示被激活的鏈路，組間指該比特指示被激活的鏈路處于哪一個(gè)分組中；組內(nèi)指該比特指示被激活的鏈路處于該分組內(nèi)的具體位置。這種分組方式中，將相關(guān)性較強(qiáng)(即：相關(guān)性指標(biāo)大于設(shè)定閾值)的鏈路分為一組，屬于不同組的鏈路具有較低的相關(guān)性。同時(shí)，傳輸比特組的高位用于指示激活的鏈路位于哪一個(gè)分組中，而低位用于指示該組內(nèi)激活的鏈路(即：該組內(nèi)的哪一條鏈路激活)。需要說明的是，該分組方式可以嵌套，即組內(nèi)可以繼續(xù)根據(jù)相關(guān)性進(jìn)行分組，從而實(shí)現(xiàn)多層傳輸數(shù)據(jù)的目的。
本實(shí)施例中，16條可用鏈路的ssk調(diào)制每次通信可傳輸4比特信息，全部鏈路按照三層進(jìn)行分組。首先，對(duì)于第一層分組，前8條鏈路分為一組，后8條鏈路分為一組，通過最高位比特指示哪一組中的鏈路激活；其次，每個(gè)鏈路組再根據(jù)相關(guān)性分為兩組，每組分別包含相關(guān)性較強(qiáng)的4條鏈路，作為第二層分組，并使用次高位比特進(jìn)行指示；最后，使用剩余的最低位的兩個(gè)比特指示組內(nèi)4條鏈路中的哪一條被激活，作為第三層分組。圖4所示為本實(shí)施例中比特分組示意圖。如圖4所示，4比特信息中，b1為指示第一層分組的比特，b2為指示第二層分組的比特，b3和b4為指示第三層分組的比特。
首先考慮接收端配備四條鏈路，信道相關(guān)性系數(shù)ρ＝0.1的情況。圖5所示為這種情況下，不同分組所能得到的誤比特率。其中，圖例‘第一層’表示第一層分組，即最高位比特的誤碼率；‘第二層’表示第二層分組，即次高位比特的誤碼率；‘第三層’表示第三層分組，即最低位比特的誤碼率；‘平均’表示總的誤碼率?？梢钥? 到，這種情況下，第一層分組擁有最好的誤碼性能，而第三層分組的性能最差。相同誤碼率下，第一層分組的性能要優(yōu)于第二層分組約2db，優(yōu)于第三層分組約4db。因此，對(duì)于信道條件較好，接收端信噪比較高的用戶，可以解出全部的三層數(shù)據(jù)；而對(duì)于信噪比較低的用戶，則可以只解出擁有最好誤碼性能的第一層分組數(shù)據(jù)。
其次考慮接收端配備兩條鏈路，信道相關(guān)性系統(tǒng)ρ＝0.3的情況。圖6所示為這種情況下，不同分組所能得到的誤比特率。其中，圖例‘第一層’表示第一層分組，即最高位比特的誤碼率；‘第二層’表示第二層分組，即次高位比特的誤碼率；‘第三層’表示第三層分組，即最低位比特的誤碼率；‘平均’表示總的誤碼率。與圖5結(jié)果類似，這種條件下，不同分組間仍然能夠得到明顯的性能差異，因此用戶可以根據(jù)自身的信道狀態(tài)選擇合適的數(shù)據(jù)率。
最后考慮接收端配備兩條鏈路，信道相關(guān)性系統(tǒng)ρ＝0.5的情況。圖7所示為這種鏈路高相關(guān)性情況下，不同分組所能得到的誤比特率比較情況。其中，圖例‘第一層’表示第一層分組，即最高位比特的誤碼率；‘第二層’表示第二層分組，即次高位比特的誤碼率；‘第三層’表示第三層分組，即最低位比特的誤碼率；‘平均’表示總的誤碼率。這種情況下，不同分層間的性能差距更為明顯。例如誤碼率為10-3時(shí)，第一層數(shù)據(jù)的性能比第二層數(shù)據(jù)要好約5db，比第三層數(shù)據(jù)性能要好約8db。
圖5至圖7的仿真結(jié)果說明，利用鏈路間相關(guān)性傳輸分層數(shù)據(jù)的方式在接收端配備多根天線或是鏈路間具有一定的相關(guān)性時(shí)更為有效，能夠在保證用戶基礎(chǔ)服務(wù)的同時(shí)，為信噪比不同的用戶提供差異化服務(wù)。
以上結(jié)果說明，本實(shí)施例所提供的鏈路分組方式能夠在不同分組間提供不同的誤碼率性能，因此有利于系統(tǒng)在不同分組上傳輸不同的數(shù)據(jù)。一種可能的方式為，在第一層分組的比特上傳輸最基本的信息，其后的每一層分組的比特均攜帶該在層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展信息。例如：擴(kuò)展信息可以是基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之上的附加業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以是提高時(shí)頻清晰度或是語(yǔ)音清晰度的數(shù)據(jù)。這樣每解碼一層數(shù)據(jù)均能在前一層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上獲得數(shù)據(jù)率的提高。另一種可能的方式為，在第一層分組的比特上傳輸最基本的信息，在其后的每一層分組的比特上傳輸冗余信息(例如信道編碼的校驗(yàn)位，或是第一層分組信息的重復(fù))。這樣，每解出一層數(shù)據(jù)均能在前一層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提高可靠性，從而提高系統(tǒng)的魯棒性。為同時(shí)獲得數(shù)據(jù)率與可靠性上的提高，上述兩種方式可以結(jié)合使用。
為便于接收端對(duì)各層數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，可以將每一層數(shù)據(jù)分塊，并添加相互獨(dú) 立的crc校驗(yàn)碼。這樣雖然會(huì)略微降低數(shù)據(jù)率，但是能夠方便用戶進(jìn)行分層的數(shù)據(jù)檢測(cè)。圖8所示為這種數(shù)據(jù)分層方式的示意圖。圖中第一層數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其他層數(shù)據(jù)為第一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展或是冗余，圖中示例將每一層數(shù)據(jù)分為數(shù)據(jù)塊1和數(shù)據(jù)塊2，并對(duì)數(shù)據(jù)塊1和數(shù)據(jù)塊2分別添加相互獨(dú)立的crc校驗(yàn)碼。
本實(shí)施例的信道中，根據(jù)鏈路間的相關(guān)性對(duì)鏈路進(jìn)行分組。由于所使用的信道模型中，距離近的鏈路具有更大的相關(guān)性，因此本實(shí)施例中可以直接根據(jù)鏈路的排列順序進(jìn)行分組。由于大部分系統(tǒng)所采用的均為雙極化天線，不同極化的天線組間可以認(rèn)為相互獨(dú)立，因此第一層分組可以使用不同天線間的極化方向確定。考慮到相鄰天線間往往具有更高的相關(guān)性，根據(jù)相同極化方向的天線間的距離進(jìn)行分組也是可靠的。此外，也可以根據(jù)用戶反饋的信道狀態(tài)信息判定哪些鏈路間的相關(guān)性較高，并依據(jù)這些信息進(jìn)行鏈路間的分組。
需要說明的是，雖然本實(shí)施例所給出的仿真中并沒有考慮星座點(diǎn)符號(hào)，例如qam符號(hào)或是psk符號(hào)等傳輸?shù)那闆r，但是實(shí)際系統(tǒng)中也可以將一部分信息承載在星座點(diǎn)符號(hào)上進(jìn)行傳輸。考慮到實(shí)際所用的低復(fù)雜度檢測(cè)算法大都需要先檢測(cè)所用的鏈路，確定發(fā)端激活的鏈路后再進(jìn)行后續(xù)的星座點(diǎn)符號(hào)檢測(cè)。因此如果鏈路檢測(cè)錯(cuò)誤，或是鏈路檢測(cè)具有較大的不確定性，將會(huì)對(duì)星座點(diǎn)符號(hào)的檢測(cè)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的負(fù)面影響。這種情況下，可以將星座點(diǎn)符號(hào)作為優(yōu)先級(jí)或重要性更低一層的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。另一種傳輸星座點(diǎn)符號(hào)的方式為使用星座點(diǎn)符號(hào)傳輸單獨(dú)的數(shù)據(jù)流，通過crc檢測(cè)決定是否保留該數(shù)據(jù)流。在一些特殊環(huán)境，例如存在較強(qiáng)直射徑這類鏈路相關(guān)性較強(qiáng)的情況下，雖然鏈路檢測(cè)可能不準(zhǔn)確，但是星座點(diǎn)符號(hào)的準(zhǔn)確率仍然能夠保證，這種情況下，使用星座點(diǎn)符號(hào)傳輸單獨(dú)的數(shù)據(jù)流反而能夠提高吞吐率。此時(shí)，使用星座點(diǎn)符號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流應(yīng)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上的一些輔助數(shù)據(jù)，例如某些層數(shù)據(jù)重復(fù)或冗余，或是一些新的輔助數(shù)據(jù)信息。
實(shí)施例二：
本實(shí)施例將給出發(fā)送端預(yù)處理的支持分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制技術(shù)。在一些實(shí)際系統(tǒng)中，由于缺乏反饋或是反饋不理想等因素，基站的鏈路分組配置可能并不能保證滿足所有用戶的需求，此時(shí)可以通過基站側(cè)對(duì)不同鏈路的預(yù)處理來提高不同分組間的差異，從而提高檢測(cè)正確的概率。
本實(shí)施例中的預(yù)處理包含但不限于功率分配與旋轉(zhuǎn)相位。下面分別描述兩種預(yù)處理的方法。
1.功率分配。
在保證發(fā)射平均功率不變的前提下，調(diào)整第一層中各個(gè)分組的平均發(fā)射功率，使得不同的分組具有不同的平均發(fā)射功率；在保證第一層各個(gè)分組的平均發(fā)送功率不變的前提下，調(diào)整第二層中各個(gè)分組的平均發(fā)射功率，使第二層中的不同分組具有不同的平均發(fā)射功率；按照上述步驟遞推最終得到每一層中各個(gè)分組的功率分配結(jié)果。為確保前一層的檢測(cè)不會(huì)受到后一層功率調(diào)整的影響，需要規(guī)定前一層的功率調(diào)整量要嚴(yán)格大于后一層的功率調(diào)整量。圖9所示為鏈路間功率分配的一個(gè)示例。
圖9所示為基站可用鏈路數(shù)為4，分兩層傳輸?shù)囊环N分組配置。其中，第一層每個(gè)分組包含兩個(gè)鏈路，第二層每個(gè)分組包含一個(gè)鏈路。假設(shè)平均發(fā)射功率為1，在保證平均發(fā)射功率不變的前提下，調(diào)整第一層兩個(gè)分組的平均功率。例如，如圖9所示，第一層分組1的平均功率調(diào)整為1+p，第一層分組2的平均功率調(diào)整為1-p。在保證第一層各個(gè)分組平均功率不變的前提下，調(diào)整第二層各個(gè)分組的功率。例如，第二層各個(gè)分組平均功率分別調(diào)整為：1+p+p1,1+p-p1,1-p+p1,1-p-p1。為確保第一層分組的檢測(cè)不會(huì)受到第二層功率分配的影響，需要確保p>p1。
2.旋轉(zhuǎn)相位。
除不同鏈路間的功率調(diào)整外，還可以通過旋轉(zhuǎn)相位來增加不同分組間的區(qū)分度。旋轉(zhuǎn)相位的一個(gè)可能準(zhǔn)則為，為最低層的每個(gè)分組的鏈路隨機(jī)選擇旋轉(zhuǎn)相位，每個(gè)分組隨機(jī)選擇的相位區(qū)間不相交，為在前一層中屬于同一分組的各個(gè)分組的鏈路選擇相鄰的相位區(qū)間。仍以圖9所示鏈路數(shù)為4，分層數(shù)為2的系統(tǒng)為例，由于最低層分組數(shù)為4，因此選擇四個(gè)相位區(qū)間作為旋轉(zhuǎn)相位區(qū)間?？紤]到第二層分組1、2屬于第一層的同一個(gè)分組(即：第一層分組1)，第二層分組3、4屬于第一層的另一個(gè)分組(即：第一層分組2)，因此為第二層分組1、2選擇相鄰的旋轉(zhuǎn)相位區(qū)間，為第二層分組3、4選擇另外的相鄰的旋轉(zhuǎn)區(qū)間。一個(gè)簡(jiǎn)單的示例為：第二層四個(gè)分組的旋轉(zhuǎn)相位區(qū)間分別為：
[0,π/8],[π/8,π/4],[π/2,5π/8],[5π/8,3π/4]。
另外需要說明的是，上述兩種方法可以相互結(jié)合，即同時(shí)進(jìn)行功率調(diào)整與旋轉(zhuǎn)相位，以進(jìn)一步提高不同分組間的距離。
傳輸用于分組信道估計(jì)的參考信號(hào)(該參考信號(hào)可以用于各個(gè)分組的解調(diào))時(shí)，參考信號(hào)經(jīng)過相同的預(yù)處理，因此參考信號(hào)可以直接用于經(jīng)過預(yù)處理的等效信道系數(shù)的估計(jì)。此外，對(duì)于基于物理資源塊調(diào)度的實(shí)際系統(tǒng)，同一物理資源塊的各個(gè)時(shí)頻資源使用相同的預(yù)處理方式。
實(shí)施例三：
本實(shí)施例將給出采用本方案支持分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的運(yùn)行流程進(jìn)行說明。
圖10所示為本實(shí)施例中采用支持分層傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制技術(shù)的操作流程示意圖。在基站側(cè)，首先通知用戶設(shè)備(ue)數(shù)據(jù)傳輸中所使用的鏈路數(shù)信息以及鏈路分組配置信息，并根據(jù)所選擇的鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息將待發(fā)送數(shù)據(jù)分層，之后發(fā)送所選鏈路所對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)，對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行多載波空間調(diào)制后發(fā)送給ue。其中，鏈路數(shù)信息可以預(yù)先設(shè)置，或是包含于鏈路分組配置信息中，因此，鏈路數(shù)信息為可選發(fā)送的信息。此外，可以針對(duì)鏈路分組設(shè)置一種模式，基站向ue指定具體的鏈路分組模式即可使ue獲知鏈路的分組以及各個(gè)分組所包含的鏈路的信息。
在ue側(cè)，首先讀取鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息，之后根據(jù)該信息通過每個(gè)鏈路或分組的參考信號(hào)估計(jì)鏈路信道狀態(tài)信息，最后對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行檢測(cè)，并得到發(fā)送數(shù)據(jù)的估計(jì)。
鏈路數(shù)信息指?jìng)鬏斂臻g調(diào)制信號(hào)所使用的鏈路數(shù)，由于基站往往配備較多的天線，能夠支持較多的鏈路，但是根據(jù)信道條件、以及所服務(wù)用戶的不同，需要根據(jù)具體情況選擇合適的鏈路數(shù)；鏈路分組配置信息指選定鏈路數(shù)后，對(duì)鏈路的分組情況。對(duì)于一種鏈路數(shù)，僅需指定一種或兩種鏈路分組配置即可。例如基站使用的鏈路數(shù)為8時(shí)，一種鏈路配置為每四條鏈路分為一組作為第一層，之后每?jī)蓷l鏈路分為一組作為第二層；或是每?jī)蓷l鏈路分為一組作為第一層。具體的鏈路分組配置也由信道條件、用戶配置決定。結(jié)合鏈路數(shù)信息以及鏈路分組配置信息，可以確定基站所使用的具體分組配置。
下面對(duì)以上流程做詳細(xì)說明。
基站在通知ue鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息時(shí)，可在物理廣播信道(physicalbroadcastchannel，pbch)或是物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，pdcch)中傳輸。在pbch中傳輸時(shí)，可以選擇以下兩種方式：
1.在pbch中添加新的字段，用于傳輸鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息。
如圖11所示，在pbch的預(yù)留位中添加兩個(gè)字段(如圖11中額外字段所示)，分別為鏈路數(shù)信息指示字段與鏈路分組配置信息指示字段。
由于pbch中，規(guī)定的天線端口數(shù)為1、2或4，用戶通過盲檢和檢測(cè)crc掩碼的方式進(jìn)行檢測(cè)，因此僅需通知天線端口數(shù)大于4的情況。例如基站配備128根天線的情況，多載波空間調(diào)制可以使用的鏈路數(shù)為2、4、8、16、32、64和128 (即2的冪次)，在通知所用鏈路數(shù)時(shí)，可僅通知鏈路數(shù)大于4的情況，一種可能的通知方法如表2所示。
表2：鏈路數(shù)為128時(shí)一種可能的鏈路數(shù)信息指示方式
表2中，使用3比特通知ue鏈路數(shù)，其中最后兩種情況預(yù)留，說明該種方式能夠支持更多的鏈路數(shù)。此外，考慮到同一種鏈路數(shù)僅需支持一種或兩種分組配置即可滿足分層傳輸?shù)男枨?，因此新添加的兩個(gè)字段僅需占用4比特即可。考慮到pbch中預(yù)留比特?cái)?shù)為10，因此4比特的開銷是可以接受的。
2.通過crc掩碼傳輸鏈路數(shù)信息。
傳統(tǒng)pbch信道通知用戶天線端口數(shù)的方式為傳輸模式盲檢+crc掩碼，即在crc校驗(yàn)碼上添加相應(yīng)天線端口數(shù)所對(duì)應(yīng)的掩碼。通過添加可用crc掩碼的方式可以在不增加額外字段的情況下通知用戶鏈路數(shù)信息。
圖12所示為一種優(yōu)選的利用crc掩碼攜帶鏈路數(shù)信息的方式。由于pbch采用的傳輸模式包括單天線端口模式、雙天線端口天線分集模式、四天線端口天線分集模式。為確保pbch傳輸信息的可靠性，將可用crc掩碼分為三組，分別對(duì)應(yīng)單天線端口、雙天線端口以及四天線端口。以圖12所示為例，crc掩碼1、2、3均對(duì)應(yīng)單天線端口，用戶解出其中的一個(gè)掩碼均可判定pbch所用的傳輸模式為單天線端口模式。每個(gè)crc掩碼又代表實(shí)際廣播信道所使用的一種鏈路數(shù)量信息。例如，若配置廣播信道使用鏈路數(shù)為16，pbch傳輸使用單天線端口模式，則選擇crc掩碼3對(duì)crc校驗(yàn)位進(jìn)行處理。用戶通過crc校驗(yàn)得知使用掩碼3后，可以知道pbch傳輸模式為單天線端口模式，并得知廣播信道所用鏈路數(shù)為16。使用這種方法時(shí)，鏈路分組配置信息仍需在預(yù)留位中添加額外字段來通知用戶。
此外，上述兩種方式可以結(jié)合使用，即在pbch預(yù)留位中添加額外字段的同時(shí)使用crc掩碼通知端口數(shù)量，從而起到提高信息可靠性的作用。
上述鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息也可以在下行控制信道中傳輸，即在控制信道中添加額外字段，用于指示鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息。一種可能的指示鏈路數(shù)信息的方式如表2所示，其中比特000表示所用鏈路配置與pbch中配置相同。
除上述兩種方式外，鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息也可以在物理下行共享 信道(physicaldownlinksharedchannel，pdsch)中傳輸。
基站依據(jù)以下準(zhǔn)則中的一種或幾種對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層：
1.根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)分層，即為優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)分配可靠性最高的比特層；為優(yōu)先級(jí)次高的數(shù)據(jù)分配可靠性次高的比特層；以此類推，優(yōu)先級(jí)最低的數(shù)據(jù)分配可靠性最低的比特層。這里優(yōu)先級(jí)可以為應(yīng)用數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，即優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)需要更高效、更可靠的解碼，而低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)其可靠性方面的要求則可以放松；也可以是多媒體數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過解碼高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)能夠獲得基礎(chǔ)的多媒體服務(wù)，而進(jìn)一步檢測(cè)低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)能夠在基礎(chǔ)服務(wù)的基礎(chǔ)上提高服務(wù)質(zhì)量。
2.或是可靠性最高的比特層傳輸基礎(chǔ)信息比特，對(duì)基礎(chǔ)信息比特做信道編碼后，在可靠性次高的比特層傳輸冗余信息位，進(jìn)一步進(jìn)行編碼后得到的冗余位在可靠性更低的比特層傳輸。這樣，每檢測(cè)出一層數(shù)據(jù)，均可以提高接收信號(hào)的可靠性。此外，上述兩種分層方式可以聯(lián)合使用，以同時(shí)提高數(shù)據(jù)率與可靠性。
用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)，可以采用以下兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)：
1.聯(lián)合檢測(cè)。即用戶對(duì)每一層的數(shù)據(jù)做聯(lián)合檢測(cè)，并得到每一層發(fā)送數(shù)據(jù)的估計(jì)值。之后估計(jì)每一層數(shù)據(jù)的接收信噪比，選擇在某一閾值之上的分層數(shù)據(jù)流進(jìn)行進(jìn)一步的處理(如信道解碼與信源解碼等)；若分層數(shù)據(jù)采用了分塊添加crc的方式，則可以對(duì)每一層數(shù)據(jù)做crc校驗(yàn)，保留通過校驗(yàn)的各層。
2.逐層檢測(cè)。即根據(jù)每一層的信道狀態(tài)信息逐層檢測(cè)每一層數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔?，直到某一層的接收信噪比無法達(dá)到某一閾值為止，或是直到某一層的crc校驗(yàn)沒有通過為止。
實(shí)施例四：
本實(shí)施例中，將給出采用本申請(qǐng)所提供方案的參考信號(hào)配置方法。
參考信號(hào)可以按照傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的插入方式進(jìn)行處理，即用于不同鏈路信道估計(jì)的參考信號(hào)使用相互正交的資源傳輸，即在相互正交的頻域、時(shí)間資源上傳輸，或是在相同的時(shí)頻資源上傳輸，但是使用相互正交的碼區(qū)分不同鏈路。這種方法能夠估計(jì)出每一條鏈路的信道狀態(tài)信息。進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)，可以聯(lián)合檢測(cè)出各個(gè)分組的數(shù)據(jù)，選擇可靠性達(dá)到某一閾值以上分組的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理。也可以通過合并的方式得到各個(gè)分組的信道狀態(tài)信息，之后再用逐層檢測(cè)的方式檢測(cè)得到每一層的數(shù)據(jù)，直到某一層的信號(hào)到達(dá)信噪比的閾值。
本實(shí)施例中，將給出一種分組傳輸參考信號(hào)的方式。其基本思想為按照分組 傳輸參考信號(hào)，使得每一層的數(shù)據(jù)可以直接根據(jù)分組的信道狀態(tài)信息進(jìn)行檢測(cè)，從而簡(jiǎn)化接收機(jī)的設(shè)計(jì)。圖13所示為發(fā)射端鏈路數(shù)為8，層數(shù)為3時(shí)的一個(gè)分組傳輸參考信號(hào)的簡(jiǎn)單示例。圖13中，第一層分組包含兩組，每組包含四條鏈路。為區(qū)分第一層的兩個(gè)分組，需要長(zhǎng)度為2的兩個(gè)正交的參考信號(hào)，如圖所示rs1和rs2。發(fā)送該層的參考信號(hào)時(shí)，在保證功率約束的前提下，屬于同一分組的四個(gè)鏈路發(fā)送相同的參考信號(hào)數(shù)據(jù)，另一分組的四個(gè)鏈路發(fā)送與該信號(hào)正交的參考信號(hào)數(shù)據(jù)。第二層分組中每個(gè)分組包含兩條鏈路，也僅需傳輸長(zhǎng)度為2的兩個(gè)正交的參考信號(hào)即可區(qū)分出不同分組。具體來說，圖13中，鏈路1與鏈路2傳輸相同的參考信號(hào)，即rs3，同時(shí)鏈路5與鏈路6傳輸與該信號(hào)正交的參考信號(hào)，即rs4，其余鏈路不激活。另外兩個(gè)分組的信道狀態(tài)信息結(jié)合第一層分組的信道狀態(tài)信息可以計(jì)算得到。傳輸?shù)谌龑臃纸M的信道狀態(tài)信息時(shí)，使用長(zhǎng)度為4的四個(gè)正交的參考信號(hào)，如圖所示rs5至rs8，即僅需要估計(jì)鏈路1、3、5、7的信道狀態(tài)信息，而其余鏈路結(jié)合第二層的信道狀態(tài)信息得到。
上述分組傳輸參考信號(hào)的方式能夠在不消耗額外資源的情況下簡(jiǎn)化用戶的操作，使得信道條件較差的用戶能夠更快的解出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
圖14所示為分組傳輸參考信號(hào)的時(shí)頻資源分配示意圖。對(duì)于圖13所示示例來說，傳統(tǒng)的參考信號(hào)傳輸方式需要8個(gè)正交的參考信號(hào)，需要八個(gè)正交的時(shí)頻資源。根據(jù)前述描述，層1需要兩個(gè)正交的參考信號(hào)，需要兩個(gè)正交的時(shí)頻資源；層2需要兩個(gè)正交的參考信號(hào)，需要兩個(gè)正交的時(shí)頻資源；而層3需要四個(gè)正交的參考信號(hào)，需要四個(gè)正交的時(shí)頻資源。因此，本發(fā)明需要的時(shí)頻資源與傳統(tǒng)方式是相同的，但是本發(fā)明方案能夠更好的支持逐層檢測(cè)，對(duì)于信道條件較差的用戶更為有優(yōu)勢(shì)。
實(shí)施例五：
本實(shí)施例中將給出根據(jù)用戶反饋的信道狀態(tài)信息決定鏈路分組配置與用戶分組配置的方案。
雖然lte-a中的多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)并不支持根據(jù)用戶反饋的信息來調(diào)整發(fā)送端的處理，但是對(duì)于本申請(qǐng)所提出的方案來說，根據(jù)用戶反饋的信道狀態(tài)信息來調(diào)整所用鏈路數(shù)與鏈路分組配置，能夠更好的為信道條件不同的用戶提供服務(wù)。同時(shí)，基于反饋的方案也能夠適用于服務(wù)處于開環(huán)模式的用戶。具體來說，如圖15所示，根據(jù)用戶反饋的信道狀態(tài)信息，基站將鏈路數(shù)信息與鏈路分組配置信息相同或相似的用戶分為一組，在同一時(shí)頻資源上進(jìn)行廣播服務(wù)。
具體分組流程如圖16所示?；緜?cè)發(fā)送下行參考信號(hào)，用于測(cè)量下行物理信道的信道狀態(tài)信息。該參考信號(hào)可以是類似于lte/lte-a中的小區(qū)專用參考信號(hào)(cell-specificreferencesignal,crs)或是信道狀態(tài)信息參考信號(hào)(csi-rs)。該參考信號(hào)與實(shí)施例二所述參考信號(hào)的作用不同。ue根據(jù)該參考信號(hào)估計(jì)下行信道，并將估計(jì)得到的信道狀態(tài)信息反饋給基站。基站根據(jù)來自u(píng)e的反饋估計(jì)鏈路間的相關(guān)性，決定用戶的鏈路分組配置，并將鏈路分組配置相同或相近的用戶分為一組，對(duì)處于同一分組的用戶在同一時(shí)頻資源上進(jìn)行廣播服務(wù)。
基站為測(cè)量鏈路間的相關(guān)性，也可以根據(jù)ue通過上行信道發(fā)送給基站的探測(cè)參考信號(hào)(soundingreferencesignal，srs)估計(jì)上行信道的狀態(tài)信息，從而估計(jì)出下行鏈路間的相關(guān)性。對(duì)于時(shí)分雙工(time-divisionduplex,tdd)系統(tǒng)，利用上下行信道間的互易性，可以直接得到下行鏈路間的相關(guān)性。對(duì)于頻分雙工(frequency-divisionduplex，fdd)系統(tǒng)，由于鏈路間相關(guān)性是由信道間的大尺度衰落影響和決定的，因此也可以通過上行信道估計(jì)對(duì)下行鏈路間的相關(guān)性進(jìn)行估計(jì)。
用戶可以通過lte已有的秩指示(rankindicator,ri)和預(yù)編碼矩陣指示(precodingmatrixindex，pmi)反饋信道狀態(tài)信息，基站根據(jù)用戶的反饋估計(jì)下行鏈路間的相關(guān)性。為方便用戶反饋，也可設(shè)計(jì)基站與用戶均已知的鏈路分組配置圖樣碼本，用戶通過秩指示反饋鏈路數(shù)信息，通過鏈路分組配置圖樣反饋需要的鏈路分組配置。
通過對(duì)用戶鏈路相關(guān)性的估計(jì)，基站可以動(dòng)態(tài)調(diào)整用戶分組，并在下行控制信道或是下行共享信道通知用戶其廣播數(shù)據(jù)所需的時(shí)頻資源位置，以及分層傳輸所用鏈路數(shù)信息與鏈路分組數(shù)信息。用戶讀取下行控制信道或是下行共享信道中的信息，獲知廣播數(shù)據(jù)資源分配信息以及所用鏈路數(shù)信息和鏈路分組配置信息。根據(jù)這些信息，用戶從相應(yīng)資源中讀取廣播數(shù)據(jù)。
包括用戶分組、預(yù)處理在內(nèi)的基于分組傳輸?shù)亩噍d波空間調(diào)制系統(tǒng)信號(hào)處理流程如圖17所示。其中，用戶分組以及基于反饋/上行傳輸?shù)逆溌放渲眠x擇是可選部分。圖17所示結(jié)構(gòu)除適用于提供多媒體廣播/多播服務(wù)的廣播信道以外，也適用于控制信道的傳輸。在將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于控制信道時(shí)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含系統(tǒng)必備的一些控制信息，擴(kuò)展數(shù)據(jù)可以為一些擴(kuò)展的控制數(shù)據(jù)，用于增加控制信道的傳輸數(shù)據(jù)率，或是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的冗余或是副本，用于增加控制信道的可靠性；也可以用于工作于開環(huán)模式的接收機(jī)，處于這類模式的接收機(jī)無法有效反饋信道狀態(tài)信息，使用本申請(qǐng)所提供的方案，接收機(jī)能夠自發(fā)的根據(jù)信道情況的變化調(diào)整接收數(shù)據(jù) 的速率，提供更大的靈活性與可靠性。
對(duì)應(yīng)于上述方法，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N發(fā)射機(jī)，其組成結(jié)構(gòu)如圖18所示，包括：
配置模塊，用于發(fā)送鏈路分組配置信息；其中，鏈路分組配置信息是將鏈路劃分為至少兩個(gè)分組后各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
數(shù)據(jù)分層模塊，用于根據(jù)鏈路的分組對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行分層；
空間調(diào)制模塊，用于對(duì)分層后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間調(diào)制；
多載波調(diào)制模塊，用于對(duì)空間調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行多載波調(diào)制；
發(fā)送模塊，用于對(duì)多載波調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
對(duì)應(yīng)于上述方法，本申請(qǐng)還提供了一種接收機(jī)，其組成結(jié)構(gòu)如圖19所示，包括：
配置信息接收模塊，用于接收鏈路分組配置信息；
分組確認(rèn)模塊，用于根據(jù)所述鏈路分組配置信息，獲知鏈路的分組以及各個(gè)分組所包含的鏈路的信息；
檢測(cè)模塊，用于根據(jù)鏈路的分組對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層檢測(cè)。
以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。