專利名稱：通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信方法、中繼站、基站、通信網(wǎng)絡(luò)、用戶設(shè)備以及集成電路，具體涉及但不限于分布式速率設(shè)定與編碼方案。
背景技術(shù)：
在說明書中可使用以下縮寫
MAC多址信道 MARC多址中繼信道 DF解碼和轉(zhuǎn)發(fā) FER誤幀率 LO本地振蕩器 BPSK 二進(jìn)制相移鍵控 BS基站
OFDM正交頻分復(fù)用 OFDMA正交頻分多址
CMAC合作式多址信道 BRC廣播中繼信道 SNR信噪比 RSC遞歸式回旋碼 AWGN加成性白高斯噪聲 CC回旋碼 UE用戶設(shè)備 SCCP單載波循環(huán)前綴 SC-FDMA單載波頻分多址
DFT-Spread-OFDM離散傅立葉轉(zhuǎn)換擴(kuò)展正交頻分復(fù)用
FEC前向糾錯(cuò)STBC空時(shí)區(qū)塊碼
LLR對(duì)數(shù)似然比IR增量冗余
CP循環(huán)前綴TDMA時(shí)分多址
RS中繼站MIMO多輸入多輸出
ACK確認(rèn)NACK未確認(rèn)
SDMA空分多址EXIT外部信息轉(zhuǎn)移
S來源R中繼站
D目的地CC(·)回旋碼(括號(hào)內(nèi)表示設(shè)定)
PCC(·)平行連接碼(括號(hào)內(nèi)表示設(shè)定)
信息中斷概率小)互信息
A到B的信噪比SNR-第N時(shí)槽中的A到B的信噪比

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明涉及運(yùn)用分布式速率兼容錯(cuò)誤修正編碼，將分布式Alamouti空時(shí)編碼與解碼和轉(zhuǎn)發(fā)合作式中繼策略結(jié)合。此措施具有一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，諸如1.為合作式中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)編碼的簡(jiǎn)單和/或系統(tǒng)性技術(shù)可提供提升的無(wú)線容量與鏈路質(zhì)量；2.具備低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性的合作式中繼網(wǎng)絡(luò)的編碼技術(shù)，例如運(yùn)用回旋碼；和/或3.為合作式中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的編碼，其可具有接近理論上最優(yōu)的誤差特性。在本發(fā)明的第一具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求1的通信方法。在本發(fā)明的第二具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求11的中繼站。在本發(fā)明的第三具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求12的中繼站。在本發(fā)明的第四具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求13的基站。在本發(fā)明的第五具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求14的通信網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的第六具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求15的用戶設(shè)備。在本發(fā)明的第七具體說明中，提供了依據(jù)權(quán)利要求16的集成電路。可依據(jù)權(quán)利要求2至10中的任何實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。


現(xiàn)在將參考以下附圖來描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例，其中，圖1是依據(jù)第一示例實(shí)施例的簡(jiǎn)單三節(jié)點(diǎn)中繼信道模型的圖示，圖2是在中繼網(wǎng)絡(luò)目的地的分布式渦輪編碼的示意圖，其中α =0.5、Ysd =_3dB、Yed = -2. IdB,圖3是在中繼網(wǎng)絡(luò)中繼站的增強(qiáng)渦輪碼的示意圖，其中α = 0. 75, Yse = 0. ldB、 Ysd = -3dB、yED = -1. 2dB，圖4是在中繼網(wǎng)絡(luò)目的地的增強(qiáng)渦輪碼的示意圖，其中α = 0. 75, Yse = 0. ldB、 Ysd = -3dB、yED = -1. 2dB，圖5是在中繼網(wǎng)絡(luò)中繼站的分布式多重渦輪碼的示意圖，其中α =0.75、y SE =-0. 2dB、ySD = -3dB、y ED = -1. 5dB,圖6是在中繼網(wǎng)絡(luò)目的地的分布式多重渦輪碼的示意圖，其中α =0.75、Yse =-0. 2dB、ySD = -3dB、y ED = -1. 5dB,圖7是在中繼網(wǎng)絡(luò)目的地的分布式渦輪編碼的中斷與誤幀率的示意圖，其中α = 0. 5，圖8是在中繼網(wǎng)絡(luò)目的地的增強(qiáng)渦輪編碼與多重渦輪編碼的中斷與誤幀率的示意圖，其中α = 0.75，圖9是依據(jù)第二示例實(shí)施例的兩個(gè)用戶合作式多址信道系統(tǒng)的圖示，圖10是依據(jù)第三示例實(shí)施例的兩個(gè)用戶多址中繼信道系統(tǒng)的圖示，圖11是依據(jù)第四示例實(shí)施例的兩個(gè)用戶廣播中繼信道系統(tǒng)的圖示，圖12是在合作式網(wǎng)絡(luò)目的地的多重渦輪碼的示意圖，其中Ci1= Ci 2 = 0.375、
Xs1D = Xs2D=-3^dB,圖13是在合作式網(wǎng)絡(luò)目的地的多重渦輪編碼與增強(qiáng)渦輪編碼的中斷與誤幀率的示意圖，
圖14是網(wǎng)絡(luò)配置的圖示，
圖15是合作式多址信道第一和第二時(shí)槽的圖示，
圖16是合作式多址信道無(wú)合作的第三時(shí)槽的圖示，
圖17是合作式多址信道有合作的第三時(shí)槽的圖示，
圖18是聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)與信道編碼的流程圖，
圖19是多址中繼信道第一和第二時(shí)槽的圖示，
圖20是多址中繼信道無(wú)合作的第三時(shí)槽的圖示，
圖21是多址中繼信道有合作的第三時(shí)槽的圖示，
圖22是廣播中繼信道第一時(shí)槽的圖示，
圖23是廣播中繼信道無(wú)合作的第二時(shí)槽的圖示，
圖24是廣播中繼信道有合作的第二時(shí)槽的圖示，以及
圖25是分布式編碼的編碼架構(gòu)的流程圖。
具體實(shí)施例方式描述了以下一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，包括簡(jiǎn)單中繼信道與三個(gè)多址信道網(wǎng)絡(luò)拓樸，其中多個(gè)用戶需要與基站交換信息序列(分組)，基站就是合作式多址信道、多址中繼信道與廣播中繼信道。在多址中繼信道中，部署一個(gè)或多個(gè)專屬中繼站以協(xié)助用戶與基站的傳輸， 但在合作式多址信道中，則無(wú)專屬中繼站可用。在廣播中繼信道中，通過一個(gè)或多個(gè)專屬中繼站的協(xié)助，僅一個(gè)用戶正在廣播。1.系統(tǒng)模型圖1顯示具備來源⑶、中繼站(R)與目的地⑶的中繼信道模型100。S-R、S-D 與R-D節(jié)點(diǎn)之間的信道系數(shù)分別為&、gl與&。我們假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)衰減信道，其中信道相干時(shí)間比碼字大許多。信道系數(shù)為獨(dú)立且相等分布的隨機(jī)變量，在碼字全程保持恒定，請(qǐng)參閱式 1
hgt = ,(1)其中hi與Cli分別為發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信道增益值與距離。衰減指數(shù)為β (例如，對(duì)于自由空間傳播β = 2)。中繼站在半雙工模式下執(zhí)行，其中傳輸與收聽模式無(wú)法同時(shí)發(fā)生。在解碼和轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議中，具備長(zhǎng)度η的碼元區(qū)塊分割為兩個(gè)相位。在第一相位中，中繼站處于收聽模式，并接收來自來源的信號(hào)，在此相位結(jié)束時(shí)，中繼站對(duì)來源信息消息進(jìn)行解碼。接著中繼站在第二相位轉(zhuǎn)換成傳輸模式，并傳送碼元，以協(xié)助目的地對(duì)來源消息進(jìn)行解碼。在第一相位過程中，中繼站所接收的信號(hào)請(qǐng)參閱式2 yr,k = g0xSjk+vk, k = 1，2，…，an, (2)并且目的地所接收的信號(hào)請(qǐng)參閱式3 yk = &\,k+wk，k = 1，2，· · ·，α η· (3)其中表示將由來源傳輸?shù)拇a字，Vk表示來源與中繼站之間信道所引進(jìn)的加成性噪聲，Wk表示來源與目的地之間信道所引進(jìn)的加成性噪聲，α表示給第一相位的碼元比例。在第二相位過程中(即中繼傳輸相位)，目的地所接收的信號(hào)請(qǐng)參閱式4 yk = g!xs,k+g2xr,k+wk, k = α η+1, . . . , η. (4)在此，Xs = [XsyXs,n]T為來源碼字，碼字來自碼Xs0我們假設(shè)中繼所傳輸?shù)拇a元I k來自具備長(zhǎng)度η的輔助碼\。在第二相位中，只有效地傳輸碼字的最后(1-α)η個(gè)碼元。在第一相位中，因半雙工通信的限制，中繼站處于空閑。在中繼站與目的地的噪聲變數(shù)Vit C7V(0,irv2)與義 C7V(0，<)各自相互獨(dú)立。Vk
與Wk為復(fù)數(shù)變量，并且 CN(·)碼元表示一個(gè)復(fù)數(shù)高斯分布。在式5中，我們也將相同的每一碼元平均電力限制強(qiáng)加在來源與中繼站
權(quán)利要求
1.一種通信方法，所述方法包括依據(jù)預(yù)設(shè)傳輸速率，決定是否在來源、中繼站與目的地間使用分布式編碼；如果所述決定是肯定的，則運(yùn)用分布式Alamouti空時(shí)編碼來決定前向糾錯(cuò)方案，其中所述前向糾錯(cuò)方案依據(jù)所述預(yù)設(shè)傳輸速率、信道信噪比(SNR)與網(wǎng)絡(luò)拓樸來決定；以及運(yùn)用所決定前向糾錯(cuò)方案來將編碼數(shù)據(jù)從所述來源中繼至所述目的地。
2.如權(quán)利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述前向糾錯(cuò)方案從由分布式渦輪編碼、增強(qiáng)渦輪編碼與多重渦輪編碼組成的組中選擇。
3.如權(quán)利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述選擇依據(jù)哪一個(gè)前向糾錯(cuò)方案具有包括所述預(yù)設(shè)傳輸速率的速率區(qū)域。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，通過決定從所述來源至所述目的地的所述信噪比(SNR)是否太低而無(wú)法支持直接傳輸，來作出使用分布式編碼的決定。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)拓樸從由中繼網(wǎng)絡(luò)、合作式多址信道(CMAC)網(wǎng)絡(luò)、多址中繼信道(MARC)網(wǎng)絡(luò)與廣播中繼信道(BRC)網(wǎng)絡(luò)組成的組中選擇。
6.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，所述前向糾錯(cuò)方案包括時(shí)域中的多個(gè)時(shí)槽，第一時(shí)槽被所述來源用來傳輸碼字，如果所述中繼站可解碼所述碼字，則在后續(xù)時(shí)槽中，所述來源與所述中繼站配合將中繼編碼數(shù)據(jù)完成。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，所述中繼編碼數(shù)據(jù)運(yùn)用穿孔模式來使用速率1回旋碼或遞歸式回旋碼。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，依據(jù)所述信道信噪比(SNR)來優(yōu)化碼字。
9.如權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于，運(yùn)用空時(shí)區(qū)塊碼(STBC)來中繼所述碼字。
10.如任一前述權(quán)利要求所述的通信方法，其特征在于，采用0DMA、時(shí)分多址(TDMA)、 正交頻分多址(OFDMA)、單載波頻分多址(SC-FDMA)、離散傅立葉轉(zhuǎn)換擴(kuò)展正交頻分復(fù)用 (DFT-Spread-OFDM)或空分多址(SDMA)。
11.一種被配置成依據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的通信方法與多個(gè)用戶設(shè)備 (UE)通信的中繼站(RS)。
12.一種被配置成依據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的通信方法與基站(BQ通信的中繼站(RS)。
13.—種被配置成依據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的通信方法與多個(gè)用戶設(shè)備 (UE)通信的基站(BS)。
14.一種被配置成依據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的通信方法通信的通信網(wǎng)絡(luò)。
15.一種被配置成依據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的通信方法與基站(BQ通信的用戶設(shè)備(UE)。
16.一種包括存儲(chǔ)指令的集成電路或處理器，所述指令在執(zhí)行時(shí)依據(jù)權(quán)利要求1至10 中任一項(xiàng)所述的通信方法控制基站(BQ和用戶設(shè)備(UE)之間的通信。
全文摘要
一種通信方法包括依據(jù)預(yù)設(shè)傳輸速率，決定是否在來源(S)、中繼站(R)與目的地(D)間使用分布式編碼；如果決定是肯定的，則運(yùn)用分布式Alamouti空時(shí)編碼來決定前向糾錯(cuò)方案，其中該前向糾錯(cuò)方案依據(jù)預(yù)設(shè)傳輸速率、信道信噪比(SNR)與網(wǎng)絡(luò)拓樸來決定；以及運(yùn)用所決定前向糾錯(cuò)方案將編碼數(shù)據(jù)從來源中繼至目的地。
文檔編號(hào)H04B7/155GK102369683SQ201080013900
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者何晉強(qiáng), 孫素梅, 陳炳輝 申請(qǐng)人:新加坡科技研究局