專利名稱：用于協(xié)作無(wú)線通信的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信。
背景技術(shù)：
協(xié)作式通信使無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)能夠在向所期望的目標(biāo)傳輸信息時(shí)相 互協(xié)助。這種方法緩解了現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)所面臨的幾個(gè)問(wèn)題，并且不需在擴(kuò)展的有線基 礎(chǔ)構(gòu)造上花費(fèi)大量費(fèi)用。通過(guò)使用協(xié)作，還能采用與傳統(tǒng)多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)有關(guān)的 空間分布性，而不需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有多天線。最后，再生中繼作為一種基本協(xié)作技術(shù)，能 夠降低覆蓋和吞吐量中的路徑損耗和陰影效應(yīng)。將協(xié)作結(jié)合至現(xiàn)代無(wú)線系統(tǒng)中的一個(gè)問(wèn)題是需要將系統(tǒng)構(gòu)造演進(jìn)為能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié) 作。有效的協(xié)作技術(shù)，特別是在無(wú)線系統(tǒng)中，通常涉及通信棧的較低層的高級(jí)算法，例如層 1(物理層，或PHY)和層2/3 (根據(jù)系統(tǒng)而定的媒介接入控制(MAC)、無(wú)線電鏈路控制(RLC) 或邏輯鏈路控制(LLC))的高級(jí)算法。但是，這種算法需要在多用戶系統(tǒng)中的接收機(jī)設(shè)計(jì)、 糾錯(cuò)讀取碼(lisecode)設(shè)計(jì)、自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)和混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)過(guò)程和調(diào) 度中也使用高級(jí)技術(shù)。因此，需要考慮協(xié)作對(duì)蜂窩系統(tǒng)，包括系統(tǒng)構(gòu)造方面的影響。下行鏈路和上行鏈路 分別在每種情況下需要考慮幾種協(xié)作方案，這些協(xié)作方案會(huì)產(chǎn)生不同的基礎(chǔ)構(gòu)造。在每種 情況中，都考慮了對(duì)系統(tǒng)操作的影響，重點(diǎn)是ARQ/HARQ和調(diào)度，并提出了方案。隨著用戶對(duì)各種高質(zhì)量和高數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需求的增長(zhǎng)，無(wú)線通信鏈路 的容量將要用盡。現(xiàn)在認(rèn)為單天線系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足這些需求，運(yùn)營(yíng)商正轉(zhuǎn)至多天線系 統(tǒng)。除了其所能實(shí)現(xiàn)的前所未有的數(shù)據(jù)速率以外，多天線系統(tǒng)并不能對(duì)遠(yuǎn)距離或低信噪比 (SNR)的應(yīng)用提供顯著增益。中繼通信有可能能夠解決該問(wèn)題，并正成為各項(xiàng)研究活動(dòng)的焦點(diǎn)。與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì) 點(diǎn)通信技術(shù)不同，中繼技術(shù)引入了稱為“中繼”的第三方實(shí)體，該實(shí)體協(xié)助源端與目標(biāo)之間 的通信。當(dāng)協(xié)助源端時(shí)，中繼與源端就各種協(xié)議達(dá)成一致，以將所預(yù)定的消息發(fā)送至其目 標(biāo)，例如跳頻和分集協(xié)議。對(duì)于跳頻，由源端發(fā)送消息，中繼接收，之后轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)。對(duì)于分 集協(xié)議，中繼和信源使用某些分集方案，同時(shí)向目標(biāo)進(jìn)行傳送。中繼在調(diào)度和提供額外的虛擬天線方面所帶來(lái)的功能性是中繼系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。 例如，多天線會(huì)受到大小和花費(fèi)的限制，因此很難實(shí)現(xiàn)多于四個(gè)天線。但是，對(duì)于中繼，可以 以分布式的方式來(lái)增加鏈路中天線的數(shù)量，從而可增加更多的數(shù)據(jù)速率增益。同時(shí)，通過(guò)調(diào) 節(jié)中繼位置，或通過(guò)選擇具有合適信道狀況的中繼，低SNR和遠(yuǎn)距離鏈路可具有顯著改進(jìn)。 并且，小區(qū)邊緣用戶通常由于其所受到的高干擾而令人不滿意。在這種情況下，可以使用中 繼來(lái)在小區(qū)間增加和重新分布吞吐量，以增強(qiáng)這些令人不滿意的鏈路。雖然中繼具有這些顯著的優(yōu)點(diǎn)，并且協(xié)作通信有了大量的理論進(jìn)展，但是在將協(xié) 作通信的優(yōu)勢(shì)引入實(shí)際蜂窩系統(tǒng)方面，幾乎沒(méi)有進(jìn)行任何工作。造成這一結(jié)果的原因是缺乏經(jīng)過(guò)實(shí)際情況驗(yàn)證的有明顯優(yōu)點(diǎn)的有效協(xié)作協(xié)議和高昂的實(shí)施費(fèi)用。因此，需要能夠適 用于蜂窩通信系統(tǒng)的協(xié)作通信協(xié)議。目前中繼系統(tǒng)在改進(jìn)較差通信鏈路方面表現(xiàn)出了很大希望。通過(guò)使中繼以多跳的 方式向目標(biāo)傳送完整消息，可以使極遠(yuǎn)程的通信終端獲得連接。但是，多跳會(huì)產(chǎn)生通信延 遲，這種延遲在某些實(shí)時(shí)應(yīng)用中是不可接受的。一種更加改進(jìn)的中繼通信架構(gòu)是協(xié)作通信。與多跳不同，源端與一個(gè)中繼或多個(gè) 中繼協(xié)作，以提供分集或復(fù)用增益。例如，源端和中繼可以按阿拉莫提(Alamouti)方案來(lái) 進(jìn)行傳送。中繼可以選擇在協(xié)助前解碼消息，或僅在將其功率調(diào)節(jié)為適應(yīng)信道后將消息轉(zhuǎn) 發(fā)。這些技術(shù)分別稱為解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)。這些技術(shù)的主要缺點(diǎn)是當(dāng)使用DF時(shí)，中繼會(huì)產(chǎn)生延遲。一種避免延遲的方法是使 用這樣一種編碼方式該編碼方式能夠使目標(biāo)在中繼進(jìn)行接收時(shí)，從通信初始時(shí)收集數(shù)據(jù)。 通過(guò)這樣做，能夠減少DF協(xié)議所產(chǎn)生的延遲。這樣目標(biāo)就能接收到連續(xù)的傳輸吞吐量。在另一種方案中，使用噴泉碼(fountain)編碼進(jìn)行廣播應(yīng)用，這種噴泉碼的一種 情況是最優(yōu)地為刪除信道所構(gòu)造的特定無(wú)比率(rateless)編碼情況。但是，對(duì)于實(shí)際中繼 系統(tǒng)，需要有效使用無(wú)比率編碼。由于RS與BS之間的傳輸延遲、BS和RS本地振蕩器的頻率偏移以及RS中的處理 延遲，到WTRU的RS傳輸定時(shí)可能會(huì)與到WTRU的BS傳輸定時(shí)不同。在協(xié)作階段，WTRU從 BS和RS分別接收到的數(shù)據(jù)流不一致會(huì)造成相互干擾。流之間的干擾會(huì)降低WTRU所接收的 數(shù)據(jù)速率，從而降低協(xié)作的潛在性能。因此，需要通過(guò)將BS和RS的DL傳輸同步來(lái)解決該問(wèn)題。通過(guò)使用同步的BS和 RS的DL傳輸能夠有助于降低到WTRU的RS傳輸與BS傳輸之間的干擾，并能夠使用多種分 集方案(例如Alamouti或MIMO方案)，同時(shí)避免復(fù)雜的WTRU接收機(jī)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有技術(shù)的解決方案表明，可通過(guò)定時(shí)調(diào)整(TA)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)上行鏈路(UL)的 WTRU傳輸?shù)亩〞r(shí)調(diào)整。雖然通常對(duì)UL使用了 TA方案，但是目前還沒(méi)有對(duì)DL使用，而在協(xié) 作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中需要使用DL。還需要通過(guò)智能使用中繼來(lái)提高鏈路性能。但是，簡(jiǎn)單的多跳中繼(即，中繼僅將 其接收的相同數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā))并不太可能產(chǎn)生顯著增益。而是需要使用更復(fù)雜的協(xié)作技 術(shù)。其中包括協(xié)作編碼技術(shù)，例如分布式波束成型和分布式空間復(fù)用技術(shù)。因此，還需要使 用多用戶檢測(cè)器，特別是連續(xù)干擾消除器(SIC)來(lái)優(yōu)化來(lái)自信源和中繼的傳輸?shù)穆?lián)合接收 性能。通常最小均方差連續(xù)干擾消除器(MMSE-SIC)接收機(jī)可作為候選接收機(jī)用于第三代 合作伙伴計(jì)劃(3GPP)的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)，用于對(duì)來(lái)自相同發(fā)射機(jī)的空間流進(jìn)行分隔。 因此，需要將信源和中繼傳輸放在不同傳輸流中，并使用SIC來(lái)接收這些傳輸。實(shí)際上，至 少對(duì)于OFDM MIMO技術(shù)來(lái)說(shuō)，其甚至不需要額外的接收機(jī)架構(gòu)。特別地，SIC接收機(jī)能夠利用透明可行性，并表明一旦在通信系統(tǒng)中使用了該接收 機(jī)，其大部分協(xié)作分集的優(yōu)勢(shì)將會(huì)轉(zhuǎn)移到MAC層。與協(xié)作傳輸河編碼不同，需要對(duì)直接傳輸 與簡(jiǎn)單多跳進(jìn)行較好的調(diào)度組合來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)作中繼的優(yōu)勢(shì)，并且在一些情況下，超出良好設(shè) 計(jì)的PHY層方案?jìng)鬏斔苓_(dá)到的效果。

發(fā)明內(nèi)容
用于在無(wú)線通信中進(jìn)行協(xié)作的方法和裝置。在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素之間進(jìn)行協(xié)作，該多 個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素包括至少一個(gè)無(wú)線發(fā)射接收單元、至少一個(gè)中繼站和至少一個(gè)基站。


將從以下對(duì)實(shí)施例的描述中對(duì)本發(fā)明獲得更詳細(xì)的理解，該描述是結(jié)合附圖以示 例的方式給出的，在附圖中圖1是用于蜂窩系統(tǒng)的四個(gè)中繼架構(gòu)的示意圖；圖2是協(xié)作中繼示例架構(gòu)的示意圖；圖3是多WTRU服務(wù)中繼示例架構(gòu)的示意圖；圖4是當(dāng)多個(gè)中繼無(wú)線串聯(lián)時(shí)，用于轉(zhuǎn)發(fā)的中繼架構(gòu)變形的示意圖；圖5是當(dāng)RS和BS之間的連接可以為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中的多個(gè)小區(qū)的示意圖；圖6是當(dāng)RS連接至多個(gè)BS時(shí)，示例架構(gòu)的示意圖；圖7是表示基本在不同時(shí)間間隔傳送和接收信號(hào)的示例TDM中繼的示意圖；圖8是表示涉及解碼轉(zhuǎn)發(fā)方案的操作順序的流程圖；圖9是按下文為下行鏈路(DL)而定義的協(xié)議1 (Pl)的流程圖；圖10是表示示例多播分離RTS的流程圖，該多播分離RTS稱為協(xié)議2 (P2)，并按下 文為DL情況而定義；圖11是全信息中繼示例的示意圖；圖12是轉(zhuǎn)發(fā)中繼示例的示意圖；圖13是協(xié)作中繼示例的示意圖；圖14是具有FDM MIMO的轉(zhuǎn)發(fā)中繼示例的示意圖；圖15是TDDR方案示例的示意圖；圖16是使用噴泉擴(kuò)展時(shí)分雙工中繼(FTDDR)方案的另一示例實(shí)施例的示意圖；圖17是并行傳輸復(fù)用中繼(PTDR)協(xié)議示例的示意圖；圖18是STDDR示例的示意圖；圖19是協(xié)議棧示例的示意圖；圖20是實(shí)現(xiàn)WTRU協(xié)議棧的第二可替換實(shí)施方式的示意圖；圖21是實(shí)現(xiàn)WTRU協(xié)議棧的第三可替換實(shí)施方式的示意圖；圖22是涉及通過(guò)RS從BS向WTRU傳輸IP分組的操作順序的流程圖；圖23是涉及MAC級(jí)RS的操作順序的流程圖；圖24A和24B是使用RLC級(jí)RS的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目商鎿Q實(shí)施方式的示意圖；圖25是在用戶層使用兩跳模式的操作示意圖；圖26是位于RS和BS之間的MAC的MAC中繼子層的示例示意圖；圖27是用于PHY級(jí)RS的協(xié)議架構(gòu)示例的示意圖；圖28是用于MAC級(jí)RS的協(xié)議架構(gòu)示例的示意圖；圖29是用于RLC級(jí)RS的協(xié)議架構(gòu)示例的示意圖；圖30是涉及通過(guò)RS從BS向WTRU傳輸IP分組的操作順序的示意圖；圖31是當(dāng)BS不知道詳細(xì)的中繼操作時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸操作的流程5
圖32是智能中繼和從屬中繼的信號(hào)流示例的示意圖；圖33A和33B是當(dāng)BS和中繼包含層2平面層實(shí)體時(shí)，協(xié)議架構(gòu)示例的示意圖；圖34是協(xié)作報(bào)頭示例的示意圖；圖35是可用于為報(bào)頭和有效載荷區(qū)分信道編碼的技術(shù)示例的示意圖；圖36是用于為報(bào)頭和有效載荷進(jìn)行分離信道編碼的技術(shù)示例的流程圖；圖37是具有報(bào)頭和有效載荷的下行鏈路數(shù)據(jù)分組的示意圖；圖38是使用五種信道狀態(tài)的中繼系統(tǒng)的示意圖；圖39是包含“繼承”報(bào)頭的傳輸報(bào)頭的示意圖，該“繼承”報(bào)頭附加了 1位，稱為
'coop.headerindicator bit (報(bào)頭指示符位)”；
圖40是--種下行鏈路方案示例的示意圖41是--種下行鏈路方案示例的示意圖42是--種下行鏈路方案示例的示意圖43是--種下行鏈路方案示例的示意圖44是--種下行鏈路方案示例的示意圖45是--種下行鏈路方案示例的示意圖46是--種下行鏈路方案示例的示意圖47是--種下行鏈路方案示例的示意圖48是--種用于DL的控制信道的示意圖49是--種用于UL的控制信道示例的示意圖50是--種用于UL的控制信道示例的示意圖51是--種用于SI的幀架構(gòu)示例的示意圖；以及圖52是使用定時(shí)調(diào)整過(guò)程，對(duì)WTRU的BS和RS DL傳輸進(jìn)行同步的示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)在下文中提及時(shí)，術(shù)語(yǔ)“無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)，，包括但不限于用戶設(shè)備 (UE)、移動(dòng)站、固定或移動(dòng)用戶單元、尋呼機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、計(jì)算機(jī)或任何 能夠在無(wú)線環(huán)境中進(jìn)行操作的其它類型的用戶設(shè)備。當(dāng)在下文中提及時(shí)，術(shù)語(yǔ)“基站”包括 但不限于節(jié)點(diǎn)B、站點(diǎn)控制器、接入點(diǎn)(AP)或任何能夠在無(wú)線環(huán)境中進(jìn)行操作的其它類型 的接口設(shè)備。當(dāng)在下文中提及時(shí)，術(shù)語(yǔ)“中繼站”可稱為中繼或RS。雖然本發(fā)明是在第三代(3G)蜂窩無(wú)線系統(tǒng)的環(huán)境中進(jìn)行描述的，但是其不應(yīng)被 認(rèn)為局限在該系統(tǒng)中，3G系統(tǒng)僅是用作示例。中繼物理架構(gòu)可以以多種方式在蜂窩系統(tǒng)中使用中繼。在本節(jié)中，描述了 4種主要架構(gòu)，并在圖 1中示出。這4種示例性架構(gòu)可單獨(dú)使用或以任意方式結(jié)合使用。這些示例性架構(gòu)稱作架 構(gòu)-1 轉(zhuǎn)發(fā)中繼架構(gòu)110 ；架構(gòu)-2 多WTRU服務(wù)中繼架構(gòu)120 (在圖3中進(jìn)行了更詳細(xì)的表 示)；架構(gòu)_3 協(xié)作中繼架構(gòu)130 (在圖2中進(jìn)行了更詳細(xì)的表示)；以及架構(gòu)_4 多BS共 享中繼架構(gòu)140。每種示例性架構(gòu)都包括至少一個(gè)WTRU 150、至少一個(gè)中繼站(RS) 160和 一個(gè)基站(BS) 195。每個(gè)WTRU 150都可以包括發(fā)射機(jī)165、接收機(jī)170和處理器175。每個(gè)RS 160都
6可以包括發(fā)射機(jī)180、接收機(jī)185和處理器190。在這些架構(gòu)中的每種架構(gòu)中都可由各個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送和接收各種信號(hào)，下面將詳細(xì)描 述。實(shí)際上，對(duì)于每種架構(gòu)都存在多種信令實(shí)施方式。我們將這些實(shí)施方式總稱為“中繼傳 輸方案”或簡(jiǎn)稱為“傳輸方案”。下面討論上述4種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用。在架構(gòu)-1110中，WTRU可僅從RS 160，而不直接從BS 195接收信號(hào)。也就是說(shuō)， WTRU 110位于BS覆蓋的深度陰影的區(qū)域或直接位于BS覆蓋盲區(qū)中。這種架構(gòu)還可用于 位于小區(qū)邊緣的WTRU，此時(shí)來(lái)自相鄰小區(qū)的小區(qū)間干擾很大。在這種情況下，轉(zhuǎn)發(fā)中繼160 從BS 195接收DL數(shù)據(jù)，并直接將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給WTRU 150，對(duì)于UL數(shù)據(jù)也是這樣。這種轉(zhuǎn) 發(fā)中繼架構(gòu)的變形是存在多個(gè)串聯(lián)連接(無(wú)線地)的中繼的一種中繼架構(gòu)。這在圖4中示 出ο在架構(gòu)-2120中，RS 160服務(wù)于多個(gè)位于該RS 160的覆蓋區(qū)域內(nèi)的WTRU 150。 這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是可將BS-RS數(shù)據(jù)通信集合在一起，從而減小開(kāi)銷。例如，可通過(guò)為集合分 組定義結(jié)合的報(bào)頭來(lái)減少與各種分組報(bào)頭有關(guān)的開(kāi)銷。在架構(gòu)-3130中，雖然比通常從RS 160所接收的信號(hào)弱，但是WTRU 150還能夠 直接從BS 195接收和處理信號(hào)。這種配置具有兩個(gè)重要的意義。首先，由于BS 195向RS 160發(fā)送DL數(shù)據(jù)，WTRU 150可監(jiān)視和接收具有特定誤差率的一些或全部數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)通 常稱作“軟”數(shù)據(jù)。這減少了由RS 160 “轉(zhuǎn)發(fā)”的數(shù)據(jù)量，或增加了對(duì)RS 160所“轉(zhuǎn)發(fā)”的 數(shù)據(jù)量成功接收的可能性。第二，BS 195和RS 160可同時(shí)向WTRU 150傳送兩個(gè)“協(xié)作”信 號(hào)，模仿了多天線情況。由于在這種情況中沒(méi)有配置“多天線”，因此我們將其稱為“分布式 ΜΙΜΟ”配置。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與使用MIMO的好處類似。架構(gòu)-4140使用多個(gè)RS 160來(lái)協(xié)助WTRU 150。這種示例也可看作分布式MIMO配
置，其增強(qiáng)了性能。以技術(shù)上直接轉(zhuǎn)發(fā)的方式將這4種基礎(chǔ)架構(gòu)中的兩個(gè)或更多個(gè)相結(jié)合，能夠產(chǎn)生 實(shí)用的配置來(lái)克服上述問(wèn)題。在圖1的每種架構(gòu)中，將RS 160被示出與給定小區(qū)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)小區(qū) 時(shí)，RS 160與BS 195之間的關(guān)聯(lián)可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的，如圖5所示。在另一種實(shí)施方式中， RS 160可以與多個(gè)BS 195相關(guān)聯(lián)，如圖6所示。這實(shí)現(xiàn)了多個(gè)小區(qū)間的協(xié)作和兼容性，以 有效地通過(guò)一組共享RS來(lái)為WTRU組服務(wù)。參考圖1，當(dāng)單個(gè)BS-RS信道155服務(wù)于單個(gè)WTRU 150時(shí)，要解決的技術(shù)問(wèn)題是，怎 樣向WTRU 150通知有關(guān)RS 160的情況。例如，這可通過(guò)BS 195廣播關(guān)于RS 160的信息來(lái)實(shí) 現(xiàn)。可替換地，RS 160可廣播其存在情況。另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是，WTRU 150怎樣選擇RS 160， 并怎樣將其自身與所選RS 160相關(guān)聯(lián)。所增加的復(fù)雜性是還需要將關(guān)聯(lián)信息發(fā)送至BS 195。對(duì)于同步，在中繼中所產(chǎn)生的延遲會(huì)疊加在BS 195與WTRU 150之間的主要傳輸 延遲上。反過(guò)來(lái)，往返時(shí)間(RTT)也會(huì)受到影響，這會(huì)影響特定協(xié)議的性能，例如TCP和ARQ。 結(jié)果，BS 195和WTRU 150的緩沖需求也會(huì)增加。必須在WTRU中繼、BS中繼和WTRU中繼BS之間交換最小量的信令信息。因此，需 要確定這些信令的需求是什么，以及怎樣被傳送。例如，功率控制消息和定時(shí)提前消息只需 在WTRU 150和RS 160之間傳遞，而不需傳送至BS 195。中繼傳輸方案(RTS)
上節(jié)介紹了用于在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用RS的各種物理架構(gòu)，需要注意，每種架構(gòu)都可 支持用于不同節(jié)點(diǎn)傳輸和接收的不同信號(hào)的選擇。本節(jié)描述了多個(gè)這種“傳輸方案”，并分 析了其性能。圖7是TDM中繼示例的示意圖，其中中繼在不同時(shí)間間隔傳送和接收信號(hào)。 例如，在DL，TDM中繼705a,…，705j可在一個(gè)時(shí)間間隔從BS 710接收信號(hào)，并在之后的時(shí) 間間隔中將該信號(hào)傳送至WTRU。這些時(shí)間間隔稱作階段或傳輸時(shí)間間隔(TTI)，T1720和 T2730。雖然在圖7中將T1720和T2730表示為連續(xù)的，T2可以不必與Tl是連續(xù)的。事實(shí) 上，在一些實(shí)施方式中，T2730可能由于調(diào)度限制而不太可能與T1720連續(xù)。并且，T1720和 T2730的持續(xù)時(shí)間是靈活的，取決于信道狀況，該信道狀況反過(guò)來(lái)確定成功接收特定數(shù)據(jù)塊 所需的時(shí)間。在一個(gè)示例中，將傳輸媒介劃分為具有固定大小的TTI，使得T1720和T2730 是固定TTI的整數(shù)倍。但是，TTI的大小也可以是可變的或可動(dòng)態(tài)改變。T1720和T2730的 大小可相互不同。還可設(shè)計(jì)其它類型的中繼，例如，F(xiàn)DM中繼，其可在不同頻帶進(jìn)行傳送和接收。這 些設(shè)計(jì)是通用的，并可用于除TDM中繼以外的中繼類型。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，只討論TDM中繼環(huán) 境中的各種設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。雖然在DL數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境中討論了該設(shè)計(jì)，但是該設(shè)計(jì)也可用于 UL數(shù)據(jù)傳輸。再次參考圖7，TDM中繼705的基本思路是其在階段1 (表示為T1720)接收從BS 710所傳送的DL數(shù)據(jù)，并在階段2 (表示為T2730)在DL方向向WTRU 740傳送DL數(shù)據(jù)。將 這些傳輸稱為“簡(jiǎn)單”階段1傳輸和“轉(zhuǎn)發(fā)”階段2傳輸。在階段1期間，WTRU 740還可能 對(duì)從BS 710所傳送的DL數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和嘗試解碼。這稱作“多播”階段1傳輸。類似地， 在階段2期間，BS 710還可能向WTRU 740傳送DL數(shù)據(jù)。這稱作“協(xié)作”階段2傳輸。目 前，這些對(duì)階段1和階段2的變形能產(chǎn)生4種基本TDM中繼傳輸方案，稱作簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā)中繼傳 輸方案、多播轉(zhuǎn)發(fā)中繼傳輸方案、簡(jiǎn)單協(xié)作中繼傳輸方案和多播協(xié)作中繼傳輸方案。在簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā)中繼傳輸方案中，BS可使用信道編碼來(lái)傳送DL數(shù)據(jù)，例如前向糾錯(cuò) 碼，如常規(guī)或Turbo碼或LDPC碼；錯(cuò)誤檢測(cè)碼，如CRC塊碼；調(diào)制方案，例如M_ary QAM等； 和多天線(MIMO)映射方案。階段2中轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)可以基于所接收的基帶信號(hào)、所接收的解 調(diào)信號(hào)或所接收的解碼數(shù)據(jù)。所產(chǎn)生的方案分別稱為“放大并轉(zhuǎn)發(fā)”、“解調(diào)并轉(zhuǎn)發(fā)”和“解 碼并轉(zhuǎn)發(fā)”。在后兩種情況中，由于RS-WTRU鏈路的質(zhì)量與BS-RS鏈路的質(zhì)量不同，因此用 于轉(zhuǎn)發(fā)的新調(diào)制和/或新信道碼可以與階段1中所用的調(diào)制和/或信道碼不同。圖8是涉及解碼并轉(zhuǎn)發(fā)方案800的操作順序的流程圖，其中BS選擇RS810，并向所 選RS傳送用于WTRU的消息820。該RS根據(jù)信道質(zhì)量度量對(duì)消息解碼，并重新編碼830。如 果需要的話，BS可將DL數(shù)據(jù)重傳至RS，直到RS沒(méi)有任何錯(cuò)誤地接收該DL數(shù)據(jù)(未示出)。 可使用ARQ和/或HARQ協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)這種無(wú)錯(cuò)傳輸。在這種情況下，可基本由RS正確接收 BS所發(fā)送的數(shù)據(jù)所用的時(shí)間來(lái)定義階段1。類似地，在階段2期間，RS傳送，以及可能重傳 DL數(shù)據(jù)，直到WTRU正確將該DL數(shù)據(jù)解碼840。在多播轉(zhuǎn)發(fā)中繼傳輸方案中，在階段1中，BS所傳送的信號(hào)不光被RS接收，還被 WTRU接收。在階段2中，RS將所接收的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給WTRU，WTRU將該信號(hào)與階段1中所接收 的BS信號(hào)“相結(jié)合”，以正確接收BS數(shù)據(jù)。該“結(jié)合”過(guò)程使該中繼傳輸方案優(yōu)于簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā) 方案。雖然RS可以使用三種可能的轉(zhuǎn)發(fā)方案(即放大并轉(zhuǎn)發(fā)或解調(diào)并轉(zhuǎn)發(fā)或解碼并轉(zhuǎn)發(fā)) 之一來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)所接收的BS數(shù)據(jù)，但是為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，僅討論解碼并轉(zhuǎn)發(fā)方案。在這種情況下，BS再次傳送，并可能重傳DL數(shù)據(jù)，直到RS正確對(duì)該DL數(shù)據(jù)解碼，此時(shí)表明階段1結(jié)束?？墒褂们跋蚣m錯(cuò)&檢測(cè)碼來(lái)對(duì)階段1中所傳送的信號(hào)進(jìn)行信道編碼，其中，WTRU在 階段1結(jié)束時(shí)，會(huì)收到BS所發(fā)送的DL數(shù)據(jù)的軟解碼版本。實(shí)際上，WTRU通常在階段1中不 能對(duì)DL數(shù)據(jù)進(jìn)行正確解碼(由于較差的BS-WTRU信道比BS-RS信道對(duì)BS信號(hào)造成的衰減 更大)，并且需要使用相關(guān)可信性度量(例如軟數(shù)據(jù))來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)解碼。在階段2期間，WTRU 將階段1的軟數(shù)據(jù)與RS轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)軟結(jié)合，并可能在某些重傳后，對(duì)RS所傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行 正確解碼?？商鎿Q地，可使用無(wú)比率編碼對(duì)階段1中所傳送的信號(hào)進(jìn)行編碼。這些編碼基本 是適用于單個(gè)發(fā)射機(jī)和多個(gè)接收機(jī)的通信情況的信道編碼。這些編碼的一個(gè)好處是在階段 1結(jié)束時(shí)，當(dāng)RS已經(jīng)將所有DL數(shù)據(jù)進(jìn)行正確解碼時(shí)，WTRU(由于較差的信道狀況)可能只 對(duì)所有DL數(shù)據(jù)的子集進(jìn)行了解碼。由于這是“硬”數(shù)據(jù)(即正確可能性為1的數(shù)據(jù))，因此 可將RS在階段2的數(shù)據(jù)傳輸限制為僅傳送剩余DL數(shù)據(jù)(WTRU沒(méi)有正確解碼的數(shù)據(jù))，WTRU 可簡(jiǎn)單地將階段1和階段2中所正確解碼的DL數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，從而避免了進(jìn)行“軟結(jié)合”。 最后，可使用任何現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的最優(yōu)信道編碼之一來(lái)對(duì)所傳送的信號(hào)進(jìn)行信道編碼。在簡(jiǎn)單協(xié)作中繼傳輸方案中，階段1的傳輸細(xì)節(jié)與簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā)中繼傳輸方案中的相 同。在階段1結(jié)束時(shí)，中繼已成功對(duì)BS所傳送的DL數(shù)據(jù)進(jìn)行了解碼。在階段2中，BS和 RS可以以“協(xié)作”的方式傳送信號(hào)，并增強(qiáng)向WTRU的數(shù)據(jù)傳輸效率。BS和RS可以以不同 方式進(jìn)行協(xié)作，其中包括相同信號(hào)的分集傳輸(其可用于多路徑分集接收)、WTRU端成束信 號(hào)的協(xié)同傳輸(其在發(fā)射機(jī)處需要信道狀態(tài)信息)、分布式時(shí)空編碼信號(hào)的分集傳輸(例如 Alamouti編碼)和使用分布式空間復(fù)用方案的更高速率傳輸(例如預(yù)編碼技術(shù))。下面討論使用上述各種傳輸方案所能達(dá)到的有效數(shù)據(jù)速率。為了計(jì)算有效數(shù)據(jù)速 率，可將兩個(gè)階段的每個(gè)階段期間的每條鏈路(BS-RS、RS-WTRU和BS-WTRU)上可達(dá)到的速 率進(jìn)行結(jié)合，以獲得每個(gè)中繼傳輸方案的有效可達(dá)到速率。所結(jié)合的速率稱為“有效吞吐量 TPeff".每個(gè)鏈路的可達(dá)到速率可理解為是從鏈路層面模擬所計(jì)算出的理論信息容量速率 或SINR對(duì)速率曲線。用于簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)發(fā)RTS的TPf該RTS也可簡(jiǎn)稱作“2跳”方案。在本例中，BS向所選RS傳送b個(gè)信息比特，直至 RS對(duì)比特完全解碼。之后RS轉(zhuǎn)發(fā)解碼后的比特。之后WTRU才開(kāi)始解碼過(guò)程。在這種情況 下的有效吞吐量由等式表示TPeff(2跳)== ^BS-RS^RS-U 等式⑴
1RS + 1UBS-RS+1^RS-U其中。
1^BS - RSs^u1^RS-U用于多播轉(zhuǎn)發(fā)RTS的TPf如上所述，可將信道碼和無(wú)比率碼用于多播的階段1。在本例中，使用無(wú)比率碼。 理論上，無(wú)比率碼是無(wú)限長(zhǎng)的編碼比特流，其使解碼過(guò)程獨(dú)立于信道狀況。WTRU可在BS的 通信開(kāi)始時(shí)，開(kāi)始對(duì)BS向RS所發(fā)送的DL數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。因此，WTRU在第一階段，以Ru(I) =Rbs-U的速率來(lái)對(duì)從BS發(fā)送的一些比特進(jìn)行解碼。在第二階段，RS通過(guò)以RJ2) = Rkshi 的速率僅發(fā)送WTRU還沒(méi)有解碼的剩余比特來(lái)恢復(fù)從BS的傳輸。其按照
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權(quán)利要求
一種用于無(wú)線通信的方法，該方法包括將消息劃分為第一部分和第二部分；以第一頻率將所述消息的第一部分直接傳送至基站；以及以第二頻率通過(guò)中繼站將所述消息的第二部分傳送至基站。
2.一種用于無(wú)線通信的方法，該方法包括在無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)處使用無(wú)比率2跳方案； 在通信的第一階段中，從基站接收第一多個(gè)信息比特； 對(duì)所接收到的第一多個(gè)信息比特進(jìn)行解碼；在所述通信的第二階段中，從中繼站接收第二多個(gè)信息比特，其中該第二多個(gè)信息比 特是所述WTRU在所述第一階段中沒(méi)有解碼的剩余比特。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，該方法還包括使用分布式天線系統(tǒng)，其中所述WTRU同時(shí)從所述基站和所述中繼站接收不同的信息 比特；以及所述WTRU使用連續(xù)干擾消除來(lái)在所述不同的信息比特之間進(jìn)行區(qū)分。
4.一種用于無(wú)線通信的方法，該方法包括 接收預(yù)定給無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)的消息； 對(duì)所述消息進(jìn)行解碼；對(duì)所述消息進(jìn)行重新編碼；以及 將重新編碼后的消息重傳到所預(yù)定的WTRU。
5.一種使用無(wú)線協(xié)作通信的無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)，該WTRU包括 處理器，被配置為將消息劃分為第一部分和第二部分；發(fā)射機(jī)，被配置為以第一頻率將所述消息的第一部分直接傳送至基站，并且以第二頻 率將所述消息的第二部分傳送至中繼站。
6.一種用于無(wú)線協(xié)作通信的無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)，該WTRU包括接收機(jī)，被配置為在所述通信的第一階段中，從基站接收第一多個(gè)信息比特，并且在所 述通信的第二階段中，從中繼站接收第二多個(gè)信息比特；以及 處理器，被配置為對(duì)所接收到的第一多個(gè)信息比特進(jìn)行解碼； 其中該第二多個(gè)信息比特是所述WTRU在所述第一階段中沒(méi)有解碼的剩余比特。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的WTRU，該WTRU還包括分布式天線系統(tǒng)，被配置為同時(shí)從所述基站和所述中繼站接收不同的信息比特；以及 其中所述處理器使用連續(xù)干擾消除來(lái)在所述不同的信息比特之間進(jìn)行區(qū)分。
8.一種在無(wú)線協(xié)作通信中使用的中繼站，該中繼站包括接收機(jī)，被配置為接收預(yù)定給無(wú)線發(fā)射/接收單元(WTRU)的消息； 處理器，被配置為對(duì)所述消息進(jìn)行解碼和重新編碼；以及 發(fā)射機(jī)，被配置為將重新編碼后的消息重傳至所預(yù)定的WTRU。
全文摘要
用于無(wú)線通信中協(xié)作的方法和設(shè)備。該協(xié)作被認(rèn)為是在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)元件之間進(jìn)行的，該網(wǎng)絡(luò)元件包括至少一個(gè)無(wú)線發(fā)射接收單元、至少一個(gè)中繼站和至少一個(gè)基站。
文檔編號(hào)H04W16/26GK101965741SQ200880127457
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日
發(fā)明者A·L·皮內(nèi)羅, A·列茲尼克, C·葉, G·A·查爾頓, K·N·曼斯塔, M·C·貝盧里, M·薩摩爾, P·R·季塔布, R·胡, S·斯費(fèi)爾, Y·C·沙阿, Z·林, 張國(guó)棟 申請(qǐng)人:交互數(shù)字技術(shù)公司