專利名稱：應(yīng)用于mbms業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)收發(fā)方法、設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的MBMS技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的 數(shù)據(jù)發(fā)送方法、數(shù)據(jù)接收方法、發(fā)射裝置、接收裝置，以及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
MBMS ( Multimedia Broadcast/Multimedia Service,多々某體廣播/多播業(yè)務(wù)， 或稱多媒體廣播/組播業(yè)務(wù))旨在為廣播、多播業(yè)務(wù)提供靈活有效的機(jī)制，多個(gè) 基站(Base Station, BS )向覆蓋區(qū)用戶設(shè)備(UE)發(fā)送涵蓋相同信息的數(shù)據(jù)， 同一UE可接收到自己所在小區(qū)以及相鄰小區(qū)BS發(fā)來(lái)的信號(hào)。若所有小區(qū)BS 發(fā)送信號(hào)相同，比如MBMSFN方案，UE接收信噪比增強(qiáng)，但系統(tǒng)不能有效 獲得空間分集增益。如果將同一UE能接收到其廣播信息的小區(qū)進(jìn)行分組，每 組對(duì)廣播信息進(jìn)行不同形式的處理，UE端對(duì)來(lái)自不同小區(qū)組、進(jìn)行了不同形 式變換的相同信息進(jìn)行檢測(cè)、合并、恢復(fù)，分集增益或編碼增益的獲取可提升， 從而使MBMS接收性能改善、系統(tǒng)吞吐量提高、邊緣小區(qū)用戶信號(hào)接收質(zhì)量 得到保證，MBMS覆蓋范圍擴(kuò)大。
目前MBMS發(fā)分集方案，為使系統(tǒng)分集增益和編碼增益提高，多采用將 所有小區(qū)分組，每個(gè)小區(qū)組發(fā)往UE的MBMS數(shù)據(jù)流進(jìn)行不同形式處理的方 式。
如在采用partialIR的軟合并方案中，基于HARQ( Automatic Repeat request, 自動(dòng)要求重復(fù))思想，每個(gè)小區(qū)的編碼比特采取不同的冗余校驗(yàn)版本(RV)進(jìn) 行速率匹配，UE分別計(jì)算每個(gè)小區(qū)發(fā)信號(hào)的軟信息值后進(jìn)行軟合并。該方案 在信道編碼效率較低時(shí)，通過(guò)最大比合并能夠?qū)崿F(xiàn)一定的空間分集增益，但其 存在以下明顯的弊端
4(1)在信道編碼效率較高時(shí)，分集增益不明顯；
(2 )該方案要求通過(guò)擾碼來(lái)區(qū)分多個(gè)不同組的BS的信號(hào)，針對(duì)來(lái)自不同 組的接收信號(hào)分別處理，收端處理過(guò)程復(fù)雜；
(3) 在MBMS的控制信令中，需要加入新的信息單元(Information Element, IE )指明每個(gè)小區(qū)的RV,增加了控制信令的開(kāi)銷；
(4) 該方案需要保存來(lái)自不同組的冗余比特，對(duì)緩存的要求較高。
在另 一種MBMS的備選發(fā)分集方案CDD中，向UE發(fā)送信號(hào)的各小區(qū)之 一發(fā)送原始信號(hào)，其余小區(qū)發(fā)信號(hào)的不同循環(huán)延遲版本，多小區(qū)結(jié)合起來(lái)，構(gòu) 成CDD傳輸模式。CDD方案雖然能夠獲得一定編碼增益和空間分集增益，但 需要以下前提條件成立
(1)性能優(yōu)勢(shì)只能在信道編碼速率較低時(shí)有所體現(xiàn)；
(2 )只有在信道頻選性較強(qiáng)時(shí)才能體現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)。
另外，還存在一種基于利用各組BS的天線構(gòu)成虛擬多發(fā)單收的空時(shí)分組 編碼(STBC)思想的三組式AlamoutiMBMS發(fā)分集方案。
如圖1所示，Alamouti MBMS發(fā)分集方案中，廣播小區(qū)分成3個(gè)小區(qū)組 (Bl、 B2、 B3),各組小區(qū)同時(shí)發(fā)送廣播信號(hào)，且各小區(qū)信號(hào)均在同步窗長(zhǎng)范 圍內(nèi)到達(dá)，即認(rèn)為信號(hào)可同步。
一個(gè)調(diào)制后的數(shù)據(jù)塊等分成3個(gè)子塊(subblock )。在每個(gè)subblock的傳輸 過(guò)程中，指定一個(gè)小區(qū)發(fā)送該子塊經(jīng)過(guò)Alamouti空時(shí)編碼后的正交分支，另外 兩個(gè)小區(qū)發(fā)送原始信號(hào)。當(dāng)subblock編號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，發(fā)送Alamouti正交分支的 小區(qū)編號(hào)也發(fā)送相應(yīng)變化。這樣，每個(gè)subblock內(nèi)，總能保證兩個(gè)小區(qū)發(fā)送原 始信號(hào)，另外一個(gè)小區(qū)發(fā)送正交信號(hào)，而且發(fā)送正交信號(hào)的小區(qū)隨subblock變 化輪詢，從而構(gòu)造出2TX的Alamouti的形式。每個(gè)小區(qū)構(gòu)成Alamouti碼字的 分支出現(xiàn)在相同頻點(diǎn)上。 一個(gè)subblock的符號(hào)力文置在OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex,正交頻分復(fù)用)的時(shí)頻塊上，不同subblock在 OFDM時(shí)頻塊上依次排開(kāi)。圖2以每個(gè)subblock含4個(gè)符號(hào)、占一個(gè)OFDM載波資源為例，給出具體描述，其中，M代表一個(gè)subblock所占子載波數(shù)目， 三個(gè)空時(shí)編碼矩陣塊放在3個(gè)不同的頻率上。
圖3給出了該方案的發(fā)端操作流程中第/ (/=1,2，3)個(gè)小區(qū)的基站BS (/) 對(duì)信號(hào)的處理過(guò)程。BS (/)將MBMS的信息比特經(jīng)過(guò)信道編碼、調(diào)制后變成 符號(hào)級(jí)的數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流等分三份(subblockl，subblock2,subblock3)，每份 作為一個(gè)subblock,在接下來(lái)的Alamouti空時(shí)編碼環(huán)節(jié)，該BS只對(duì)其所發(fā)的 數(shù)據(jù)流中的一個(gè)subblock進(jìn)行空時(shí)編碼，其余兩個(gè)subblock維持原有數(shù)據(jù)不變 (BS編號(hào)為/，如果/=3，則subblock編號(hào)取1 )。子載波映射環(huán)節(jié)，該BS的 數(shù)據(jù)流按subblock被依次放置在OFDM的時(shí)頻塊上，整體進(jìn)行IFFT (快速傅 立葉逆變換)，加入CP(循環(huán)前綴)后并串變換，從該基站的天線上發(fā)射出去。 對(duì)于該方案的譯碼過(guò)程，以subblockl為例，Subblockl內(nèi),小區(qū)Bl對(duì)信 號(hào)進(jìn)行了正交變換，而B(niǎo)2、 B3發(fā)送相同信號(hào)，且保持其原有形式。對(duì)一個(gè) Alamouti碼字而言，有以下傳輸方程
<formula>formula see original document page 6</formula>(1)
其中，力是第y時(shí)刻接收到的信號(hào)，/z,是第/個(gè)小區(qū)到UE間的信道，";是 第y'時(shí)刻的噪聲?；?jiǎn)(1)，有 <formula>formula see original document page 6</formula>
(2)
等效信道矩陣H為 到
,用其轉(zhuǎn)置左乘到式(2)兩端，可以得
<formula>formula see original document page 6</formula>(3)從而解出發(fā)送信號(hào)<formula>formula see original document page 7</formula>
,其中"')表示解調(diào)操作，<formula>formula see original document page 7</formula> /
subblockl信號(hào)功率增益為(&+/02 +《。對(duì)于subblock2,3而言，釆取相同操作， 把對(duì)信號(hào)做正交變換的小區(qū)隨著subblock標(biāo)號(hào)的變化按圖2的順序輪詢即可。
信號(hào)功率增益分別為^ + /02 + g和& + ^)2 + W 。該方案通過(guò)這種輪換設(shè)計(jì)以期 達(dá)成對(duì)不同subblock的信號(hào)功率增益不同的效果，從而使整個(gè)編碼塊經(jīng)歷的空 間分集效果更為明顯。
這種方案一方面保證兩個(gè)小區(qū)發(fā)送原始信號(hào)，使接收信號(hào)功率增強(qiáng)，提高 了接收信噪比； 一方面保證另外一個(gè)小區(qū)發(fā)送正交信號(hào)，提供2倍的空間分集 增益。該方案在信道編碼效率低時(shí)，信息比特和校驗(yàn)比特更有可能經(jīng)歷不同衰 落，形成更明顯的分集效果；而在編碼效率較高時(shí)，校^r比特個(gè)數(shù)減少，使整 個(gè)編碼塊經(jīng)歷的空間分集效果不明顯。
三組式Alamouti MBMS發(fā)射分集方案，由于采用STBC碼字為Alamouti 形式，可獲得空間分集度為2，三小區(qū)之二均發(fā)送相同信號(hào)，這兩個(gè)發(fā)往UE 的數(shù)據(jù)流只起到增強(qiáng)接收信噪比的作用，而沒(méi)有得到更顯著的空間分集增益， 并且也沒(méi)有編碼增益。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射分集方案均不能獲得顯著的空間分集增益和編 碼增益或者需要在特定的條件下才能獲得完全的空間分集增益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法、接收方法， 以及數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射分集方案均不能獲得完全的空間 分集增益和編碼增益或者需要在特定的條件下才能獲得完全的空間分集增益 的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括如下步驟將所有發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的小區(qū)分為3組；
每組小區(qū)的基站將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)， 根據(jù)MDC模型中的一個(gè)分支對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，且同組小區(qū) 的基站所用的分支相同、不同組小區(qū)的基站所用的分支彼此不同；
每組小區(qū)的基站將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射。
本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接收方法，包括如下步驟
接收發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的3組小區(qū)的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述3組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC空時(shí)編碼模型中 的分支所構(gòu)成的MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，包括小區(qū)基站 和終端，該系統(tǒng)包括3組小區(qū)，其中
每組小區(qū)的基站，用于對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座 旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的一個(gè)分支對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí) 編碼，且同組小區(qū)的基站所用的分支相同、不同組小區(qū)的基站所用的分支彼此 不同，將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射；
每個(gè)接收數(shù)據(jù)的終端，用于接收各組小區(qū)的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述3 組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC空時(shí)編碼模型中的分支所構(gòu)成的 MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例，在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，通過(guò)將發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的 小區(qū)分為3組，每組小區(qū)的基站將待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，并分別根據(jù) MDC空時(shí)編碼模型中的1個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，從而可達(dá)到比現(xiàn)有分 集發(fā)送技術(shù)更高的空間分集增益，以及一定程度的編碼增益。在數(shù)據(jù)接收過(guò)程 中，終端接收上述各小區(qū)組的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)后，根據(jù)所述MDC空時(shí)編碼模 型對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼，其譯碼過(guò)程簡(jiǎn)單易行。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種發(fā)射裝置以及一種接收裝置，為本發(fā)明上述實(shí) 施例的應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收方法提供了硬件基礎(chǔ)。本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)射裝置，包括
星座旋轉(zhuǎn)模塊，用于將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋
轉(zhuǎn)；
空時(shí)編碼模塊，用于接收星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)，并根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型 中的分支，對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；
發(fā)射模塊，用于將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射。 本發(fā)明實(shí)施例提供的接收裝置，包括
接收模塊，用于接收發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的3組小區(qū)基站發(fā)送的數(shù)
據(jù)；
譯碼模塊，用于根據(jù)所述3組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC 空時(shí)編碼模型中的分支所構(gòu)成的MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí) 譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)射裝置，將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行星座 旋轉(zhuǎn)后根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的1個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，為上述應(yīng) 用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法提供了硬件基礎(chǔ)，當(dāng)上述數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，3 個(gè)小區(qū)組的發(fā)射裝置都具有該功能時(shí)，可達(dá)到比現(xiàn)有分集發(fā)送技術(shù)更高的空間 分集增益，以及一定程度的編碼增益。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的接收裝 置，接收上述各小區(qū)組的發(fā)射裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)后根據(jù)所述MDC空時(shí)編碼模型 對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼，其譯碼過(guò)程簡(jiǎn)單易行。


圖1為現(xiàn)有三組式AlamoutiMBMS發(fā)分集方案中的廣播小區(qū)分組示意圖； 圖2為現(xiàn)有三組式Alamouti MBMS發(fā)分集方案中的subblock的具體描述 示意圖3為現(xiàn)有三組式Alamouti MBMS發(fā)分集方案中發(fā)端操作流程示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)端的信號(hào)編碼及發(fā)送流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)端的才喿作流程示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中收端的信號(hào)接收及譯碼流程示意圖； 圖7、圖8為用戶在不同場(chǎng)景下時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例方法與現(xiàn)有技術(shù)的性能 仿真比較圖9為本發(fā)明實(shí)施例中用戶在不同地理位置的示意圖； 圖IO為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例基于4Tx MDC (即發(fā)端4天線的MDC空時(shí)編碼，其中， Minimum Decoding Complexity,最小復(fù)雜度編碼，是一種空時(shí)編碼方案的名字， 在4天線時(shí)可實(shí)現(xiàn)速率為1的全分集效果)空時(shí)編碼;漠型制定MBMS的發(fā)分 集方案，三組小區(qū)的BS向用戶發(fā)MBMS數(shù)據(jù)流之前，分別按照4TxMDC空 時(shí)編碼模型中的一個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，使空時(shí)編碼后的三個(gè)數(shù)據(jù)流構(gòu) 成速率為1、分集度為3的編碼矩陣。以其作為MBMS發(fā)分集方案，可保證在 任何信道編碼速率和信道環(huán)境中都實(shí)現(xiàn)階數(shù)為3的分集增益，同時(shí)獲得一定額 外的編碼增益，從而使系統(tǒng)性能明顯改善。
參見(jiàn)圖4,為本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)端的信號(hào)編碼及發(fā)送流程示意圖，包括步
驟
步驟401、將發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的小區(qū)分成三組，分別記為B1、 B2、 B3。
步驟402、每個(gè)小區(qū)組的BS利用MDC空時(shí)編碼才莫型進(jìn)行空時(shí)編碼，其中， 每個(gè)小區(qū)組采用MDC空時(shí)編碼模型中的一個(gè)分支進(jìn)行空時(shí)編碼，并保證同組 小區(qū)基站所用的分支相同，不同組小區(qū)基站所用的分支彼此不同，組合后可構(gòu) 成一個(gè)三天線的MDC空時(shí)編碼矩陣。
該步驟中，每個(gè)小區(qū)組的BS分別對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)流進(jìn)行相同的信道編碼、調(diào)制，得到符號(hào)級(jí)數(shù)據(jù)流，然后進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，其過(guò)程如圖5所示。星座旋轉(zhuǎn)后， 3個(gè)小區(qū)組的BS對(duì)發(fā)送信號(hào)開(kāi)始進(jìn)行不同的MDC空時(shí)編碼處理。在MDC空 時(shí)編碼環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)有的4TxMDC空時(shí)編碼模型中的任意3個(gè)分支，各個(gè)小 區(qū)組的BS分別按照3個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)編碼變換，從而使三個(gè)小區(qū)組 構(gòu)造成一個(gè)3TxMDC。例如，根據(jù)系統(tǒng)約定
利用現(xiàn)有的4Tx MDC空時(shí)編碼模型中的前3個(gè)分支，小區(qū)組Bl的基站按 照4Tx MDC空時(shí)編碼;漠型的第一個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)編碼變換，小區(qū)組 B2的基站按照4Tx MDC空時(shí)編碼模型的第二個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)編碼變 換，小區(qū)組B3的基站按照4TxMDC空時(shí)編碼才莫型的第三個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行 空時(shí)編碼變換。
步驟403、每個(gè)小區(qū)組的BS將待發(fā)送數(shù)據(jù)流按照4Tx MDC空時(shí)編碼模型 的一個(gè)分支進(jìn)行變換后，分別將變換后的數(shù)據(jù)流放置到OFDM時(shí)頻塊上(即 進(jìn)行子載波映射)，進(jìn)行IFFT變換、力口CP操作、并串變換后形成射頻信號(hào)從 該BS的天線發(fā)射出去，其過(guò)程如圖5所示。
相應(yīng)的，圖6給出了收端的信號(hào)接收及譯碼流程，本發(fā)明實(shí)施例中，終端 釆用單天線接收各小區(qū)組的BS發(fā)送的數(shù)據(jù)流，其信號(hào)接收和譯碼過(guò)程包括步 驟
步驟601、終端接收來(lái)自不同小區(qū)組的數(shù)據(jù)流。 該步驟的實(shí)現(xiàn)過(guò)程同現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳述。
步驟602、終端對(duì)接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)譯碼、解調(diào)、信道譯碼等處理。 終端在進(jìn)行空時(shí)譯碼時(shí)，根據(jù)4Tx MDC空時(shí)編碼模型中被用到的分支所
組成的空時(shí)編碼矩陣進(jìn)行譯碼，得到空時(shí)譯碼后的數(shù)據(jù)流。例如，系統(tǒng)約定如
前所述，貝'J:
將4Tx MDC空時(shí)譯碼模型中的最后一個(gè)分支刪除，利用該模型中的其它 三個(gè)分支所組成的空時(shí)編碼矩陣進(jìn)行譯碼。
步驟603、終端將從各小區(qū)組接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)譯碼等處理后，最終得到原始信息數(shù)據(jù)流。
上述信號(hào)發(fā)送流程中，通過(guò)星座旋轉(zhuǎn)操作，即旋轉(zhuǎn)一定角度，可以使MDC 空時(shí)編碼矩陣達(dá)到滿分集，以及最大的編碼增益。旋轉(zhuǎn)角度是在編碼增益最大 化的目標(biāo)下基于經(jīng)驗(yàn)值得到的。為了達(dá)到編碼增益最大化目標(biāo)而確定星座旋轉(zhuǎn) 角度，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以做到的，如通過(guò)試驗(yàn)方式來(lái)確定。本 發(fā)明實(shí)施例中對(duì)于方形的MQAM ( Multiple Quadrature Amplitude Modulation, 正交調(diào)幅)星座圖而言是將星座旋轉(zhuǎn)13.29度，但對(duì)于其它不同的星座圖取值 可能不同。
上述信號(hào)發(fā)送流程中，讓每個(gè)小區(qū)組對(duì)信號(hào)的處理采取4Tx MDC空時(shí)編 碼模型中的一個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)編碼變換，這樣，3個(gè)小區(qū)組的發(fā)送信 號(hào)聯(lián)合起來(lái)構(gòu)成3Tx MDC碼字，速率為1，并且由于優(yōu)化星座旋轉(zhuǎn)的操作可 以得到階數(shù)為3的空間分集度及一定的編碼增益；而現(xiàn)有Alamouti MBMS方 案空間分集度為2，且缺乏編碼增益；與現(xiàn)有技術(shù)中另外兩種方案相比，也具 有更顯著的空間分集增益和編碼增益，并且增益效杲不受信道編碼速率和信道 環(huán)境等條件的影響，因此本發(fā)明實(shí)施例的傳輸性能會(huì)有提升。上述信號(hào)接收流 程中，將接收到的信號(hào)直接進(jìn)行單個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)的ML (最大似然準(zhǔn)則)譯碼即 可，譯碼過(guò)程簡(jiǎn)單易行。
通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的原理分析如下
在發(fā)送端
每個(gè)小區(qū)組的BS分別對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)流進(jìn)行相同的信道編碼、調(diào)制，得到符 號(hào)級(jí)數(shù)據(jù)流S, (/=1，2，3，4)，然后進(jìn)行角度^ = 13.29°的星座旋轉(zhuǎn)，得到 jc々.=1,2,3,4)。即
x,," (4) 將式(4)各項(xiàng)實(shí)虛部展開(kāi)，得到x,實(shí)、虛部《，;c;的表達(dá)式
x, = < c。s P — ^ sin《 =《sin0 + s) cos0 ( 5 )
12現(xiàn)有的4TxMDC空時(shí)編碼矩陣(即空時(shí)編碼才莫型)形式如下:
<formula>formula see original document page 13</formula>上式中的S可以如下表示
s=t [《(a +_/a: )+w (b:+)]
其中，( ，BJ為符號(hào)^實(shí)部和虛部的離散矩陣<formula>formula see original document page 13</formula>將式(6)所示的4TxMDC空時(shí)編碼矩陣中刪去第四行(相當(dāng)于刪去空時(shí) 編碼模型中的第四個(gè)分支)，構(gòu)造出速率為1的3TxMDC空時(shí)編碼矩陣，每個(gè) 小區(qū)組的BS分別按照該3Tx MDC空時(shí)編碼矩陣中的一行進(jìn)行空時(shí)編碼。 在接收端，對(duì)接收到的信號(hào)直接進(jìn)行單個(gè)復(fù)數(shù)符號(hào)的ML譯碼 設(shè)接收天線數(shù)為1 ， 4Tx MDC復(fù)數(shù)形式的系統(tǒng)模型為
<formula>formula see original document page 13</formula>其中，R為接收復(fù)數(shù)符號(hào)向量，H為信道矩陣，V是噪聲 將上式實(shí)虛部展開(kāi)，得到實(shí)數(shù)的系統(tǒng)模型
(10)r =
廠i /、r/
+(11)
廠4V4
/ 響產(chǎn)4國(guó)義/ -V4—
fi是實(shí)虛部擴(kuò)展后等效的信道矩陣，具體表達(dá)式如下: —(仏f 鵬f …(W (諷f'
H
M
cos《 一sin^ sin^ cos^
cos^ -sin^ sin P cos 9
(&A4)r肌)7
cos 6 - sin ^ sin 6 cosP
sin^ cosP
(12)
公式(12)中，A =
yi《 A"B。
凡
在接收矢量上r左乘fi的轉(zhuǎn)置矩陣，構(gòu)造等效信道矩陣相關(guān)陣，則式(ll) 可改寫(xiě)為式(13):
'/ + 。sin(2(9) acos(2(9) 。cos(2S)/ — asin(2(9)
Z + flsin(2(9)a cos, flcos(260 卜asin(20)
—asin(2(9)—譜s(2(9)
f + asin(2S) acos(20 acos(2e) 卜asin(2(9)
其中，等效信道矩陣的相關(guān)陣i^fi、fi為8x8維實(shí)數(shù)的對(duì)稱的對(duì)角矩陣。
+2 ++
3
0el/lD"2/2 D"3/3D"4/. 4 i
14表征信號(hào)功率，非對(duì)角元素表征i的各個(gè)實(shí)數(shù)符號(hào)之間的干擾。
由于基站對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)采用了 4Tx MDC空時(shí)編碼矩陣的 前3行，相應(yīng)的，在終端側(cè)對(duì)接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行空時(shí)譯碼時(shí)只需將用于空時(shí)譯 碼的4Tx MDC系統(tǒng)模型式(13 )等效H含有h4實(shí)虛部的行刪除，利用處理 后的系統(tǒng)模型，即可譯碼出利用4Tx MDC空時(shí)編碼矩陣中的相應(yīng)行進(jìn)行空時(shí) 編碼的數(shù)據(jù)流。
由于發(fā)端的3組小區(qū)的BS進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)分別釆用4Tx MDC空時(shí)編碼 矩陣中不同的分支使得來(lái)自各組BS的信號(hào)可聯(lián)合構(gòu)成3Tx MDC空時(shí)編碼方 案，并且通過(guò)空時(shí)編碼前的星座旋轉(zhuǎn)操作，可獲得滿空間分集增益，即3倍空 間分集增益，以及額外的編碼增益。
上述過(guò)程為發(fā)送端為1天線時(shí)的情況，同理，對(duì)于發(fā)送端為2天線的情況， 如果將小區(qū)分為3組，每組小區(qū)的基站的不同天線需要分別根據(jù)MDC空時(shí)編 碼模型中的不同分支進(jìn)行空時(shí)編碼，以達(dá)到滿分集增益的目的，對(duì)于接收端來(lái) 說(shuō)相當(dāng)于接收6天線發(fā)送的數(shù)據(jù)，因而，采用8Tx MDC空時(shí)編碼-漠型(MDC 空時(shí)編碼模式中的分支數(shù)為2n )才能滿足需要;相應(yīng)地，在接收端利用8TxMDC 空時(shí)編碼模型中發(fā)送端所使用的分支構(gòu)成6Tx MDC空時(shí)編碼模型對(duì)接收的數(shù) 據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。對(duì)于發(fā)送端為多天線的情況，可依此類推。
圖7和圖8給出了將上述MDC發(fā)送分集方案應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的效果與 現(xiàn)有的3組式Alamouti方案在兩種不同地理位置場(chǎng)景下的性能仿真以供對(duì)比。 如圖9所示，考慮兩種地理位置基于終端位于三小區(qū)邊界(0)及由所在小
區(qū)的中心處向三小區(qū)邊界行進(jìn)(e。 —0)過(guò)程的兩種情況。
圖7給出了用戶位于三小區(qū)邊界處(Q)的仿真結(jié)果，可以看出，在相同 誤碼率(BLER)的情況下，采用本發(fā)明實(shí)施例的MDC方案比現(xiàn)有技術(shù)的3 組式Alamouti方案，需要的信噪比(SNR)更低。由于圖中曲線的斜率可表示 空間分集增益的大小，斜率越大，表明空間分集增益越大，因而可以看出，釆 用本發(fā)明實(shí)施例的MDC方案具有更顯著的空間分集增益。圖8給出了用戶由所在小區(qū)中心向三小區(qū)邊界處(2。~>2,)行進(jìn)時(shí)的仿真結(jié)果，圖中的Distance是與信噪比相關(guān)的物理量。同理，可以看出，采用本發(fā)明實(shí)施例的MDC方案比現(xiàn)有的3組式Alamouti方案，可獲得顯著的空間分集增益和編碼增益。
圖7和圖8的仿真結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了由于MDC方案相比于現(xiàn)有技術(shù)，可獲得有更高的空間分集增益以及額外的編碼增益，因此在性能方面較現(xiàn)有技術(shù)的方案有顯著提升，并可有效提高系統(tǒng)吞吐量，從而對(duì)擴(kuò)大MBMS的覆蓋范圍、保證邊緣小區(qū)用戶廣播消息的接收質(zhì)量有明顯促進(jìn)作用。
基于相同的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種收發(fā)裝置以及應(yīng)用于MBMS的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。
參見(jiàn)圖10,為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)射裝置包括常規(guī)的功能模塊(未在圖中示出)，如信道編碼、調(diào)制功能模塊，還包括編碼模塊10、發(fā)射模塊11,其中
編碼模塊IO，用于根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的分支，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編
碼；
發(fā)射模塊11,用于將編碼模塊10空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)并發(fā)射。該模塊可通過(guò)將時(shí)空變換后的數(shù)據(jù)流放置到OFDM時(shí)頻塊上、進(jìn)行IFFT變換、力口CP操作、并串變換，從而形成射頻信號(hào)并通過(guò)該基站的天線發(fā)射出去。
該發(fā)射裝置還包括星座旋轉(zhuǎn)模塊12,該模塊將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)后發(fā)送到編碼模塊10，該模塊根據(jù)與星座圖類型對(duì)應(yīng)的、能夠獲得滿分集空間增益的星座旋轉(zhuǎn)角度，對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)完全的分集增益。
參見(jiàn)圖11,為本發(fā)明實(shí)施例提供的接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該終端包括接收模塊20、譯碼模塊21,其中
接收模塊20，用于接收發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的小區(qū)基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述小區(qū)基站被分為3組，所述數(shù)據(jù)是所述3組小區(qū)的基站對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)后并分別根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的不同分支進(jìn)行空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)；
譯碼模塊21 ，用于根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收模塊20接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼；具體為根據(jù)該3組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC空時(shí)編碼模型中的分支構(gòu)成相應(yīng)的空時(shí)編碼模型，并根據(jù)該空時(shí)編碼模型對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括基站和終端，該系統(tǒng)中的小區(qū)被分為3組，其中
每組小區(qū)的基站，對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的一個(gè)分支對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，并保證同組小區(qū)基站所用的分支相同，不同組小區(qū)基站所用的分支彼此不同，將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)并發(fā)射；該基站的結(jié)構(gòu)可如圖IO所示；
每個(gè)接收數(shù)據(jù)的終端，接收各組小區(qū)的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的各組小區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼；該終端的結(jié)構(gòu)可如圖11所示。
本發(fā)明的上述實(shí)施例所采用的MDC方案與現(xiàn)有4支術(shù)的3組式Alamouti方案相比，各小區(qū)組的發(fā)送信號(hào)形式均不同(3組Alamouti方案中有2組小區(qū)的發(fā)送信號(hào)形式相同)，進(jìn)一步的，加入星座旋轉(zhuǎn)操作后，MDC方案可以達(dá)到滿分集，即分集度可達(dá)3; MDC方案可得到一定的編碼增益(3組Alamouti方案中沒(méi)有編碼增益)。
明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
1權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于廣播/多播MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其特征在于，包括如下步驟將所有發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的小區(qū)分為3組；每組小區(qū)的基站將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，根據(jù)MDC模型中的一個(gè)分支對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，且同組小區(qū)的基站所用的分支相同、不同組小區(qū)的基站所用的分支彼此不同；每組小區(qū)的基站將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站為多天線基站，一 個(gè)基站中的每個(gè)天線所用的分支彼此不同。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，星座旋轉(zhuǎn)的角度為與星座圖 類型對(duì)應(yīng)的，并且能夠獲得滿分集的星座旋轉(zhuǎn)角度。
4、 一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征在于，包括如下步驟 接收發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的3組小區(qū)的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述3組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC空時(shí)編碼模型中的分支所構(gòu)成的MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。
5、 一種發(fā)射裝置，其特征在于，包括星座旋轉(zhuǎn)模塊，用于將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)；空時(shí)編碼模塊，用于接收星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)，并根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型 中的分支，對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼；發(fā)射模塊，用于將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射。
6、 如權(quán)利要求5所述的發(fā)射裝置，其特征在于，包括多個(gè)天線，每個(gè)天 線所用的MDC空時(shí)編碼模型的分支彼此不同。
7、 如權(quán)利要求5所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述星座旋轉(zhuǎn)^t塊進(jìn)一 步用于，根據(jù)與星座圖類型對(duì)應(yīng)的、能夠獲得滿分集的星座旋轉(zhuǎn)角度，對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)。
8、 一種接收裝置，其特征在于，包括接收模塊，用于接收發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的3組小區(qū)基站發(fā)送的數(shù)據(jù)；譯碼模塊，用于根據(jù)所述3組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC 空時(shí)編碼模型中的分支所構(gòu)成的MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí) 譯碼。
9、 一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，包括小區(qū)基站和終端，其特 征在于，該系統(tǒng)包括3組小區(qū)，其中每組小區(qū)的基站，用于對(duì)待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座 旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)MDC空時(shí)編碼模型中的一個(gè)分支對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí) 編碼，且同組小區(qū)的基站所用的分支相同、不同組小區(qū)的基站所用的分支彼此 不同，將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射；每個(gè)接收數(shù)據(jù)的終端，用于接收各組小區(qū)的基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述3 組小區(qū)的基站進(jìn)行空時(shí)編碼時(shí)所使用的MDC空時(shí)編碼;漠型中的分支所構(gòu)成的 MDC空時(shí)編碼模型，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)譯碼。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基站為多天線基站，一 個(gè)基站中的每個(gè)天線所用的分支彼此不同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)收發(fā)方法、收發(fā)裝置及系統(tǒng)。其中，應(yīng)用于廣播/多播MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，包括步驟將所有發(fā)送相同MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的小區(qū)分為3組；每組小區(qū)的基站將待發(fā)送的MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)，根據(jù)MDC模型中的一個(gè)分支對(duì)星座旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼，且同組小區(qū)的基站所用的分支相同、不同組小區(qū)的基站所用的分支彼此不同；每組小區(qū)的基站將空時(shí)編碼后的數(shù)據(jù)調(diào)制為射頻信號(hào)并發(fā)射。本發(fā)明可提高信號(hào)的空間分集增益和編碼增益。
文檔編號(hào)H04B7/08GK101674116SQ20081011974
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者王文博, 慧 趙, 蘭 邵, 璐 韓 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司