專利名稱：數(shù)據(jù)中繼裝置、通信裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的中繼技術(shù)，更具體地說，涉及通信系統(tǒng)中調(diào)制符號(hào)的合并和分離技術(shù)。

背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，由于傳輸信道的頻帶資源總是有限的，因此提高傳輸效率是通信系統(tǒng)所追求的最重要的指標(biāo)之一。為了保證通信系統(tǒng)的抗干擾性和頻譜利用率，信道編碼和符號(hào)調(diào)制技術(shù)在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
正交幅度(QAM)調(diào)制是通信系統(tǒng)中常用的調(diào)制方式。QAM是幅度和相位聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，它同時(shí)利用了載波的幅度和相位來傳遞信息比特，因此在星座點(diǎn)間最小距離相同的條件下可實(shí)現(xiàn)更高的頻帶利用率。類似于其他數(shù)字調(diào)制方式，QAM調(diào)制符號(hào)集可以用星座圖方便地表示，星座圖上每一個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)符號(hào)集中的一點(diǎn)。
另一方面，例如對(duì)于中繼系統(tǒng)，移動(dòng)的或固定的中繼站(Relay Station，RS)與網(wǎng)絡(luò)中固定的基站或者固定的RS建立中繼鏈路。移動(dòng)終端(也稱移動(dòng)臺(tái)或移動(dòng)臺(tái))利用其歸屬的移動(dòng)的或固定的中繼站的中繼鏈路實(shí)現(xiàn)與基站的通信。由于RS可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間通信交流多個(gè)移動(dòng)終端的信息，在終端與基站之間收集和分發(fā)通信數(shù)據(jù)，所以可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間通信鏈路效率的最大化，能提供更好的通信質(zhì)量。
中繼站對(duì)信號(hào)的處理方式主要有2種。最簡(jiǎn)單的一種是“放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify and Forward，AF)”模式，中繼站僅僅把接收到的信號(hào)按一定的系數(shù)進(jìn)行放大。另一種稱為“解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decoder and Forward，DF)”，中繼站把信號(hào)解調(diào)并解碼為原始信息，然后再重新編碼調(diào)制發(fā)送。這種模式在信道條件好的時(shí)候能夠增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量，但是如果中繼站解碼出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)將會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)擴(kuò)散，而且移動(dòng)臺(tái)也無法恢復(fù)。其他還有“估計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)”等。
在另一種稱為協(xié)作分集(cooperative diversity)的技術(shù)中，數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)是通過移動(dòng)終端進(jìn)行中繼和增強(qiáng)的。對(duì)信號(hào)的處理也有上述AF和DF兩種方式。
以上所述對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制中，數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)操作可以獨(dú)立進(jìn)行，也可以混合進(jìn)行。比較典型的三種轉(zhuǎn)發(fā)模式分別由圖1-3所示。
圖1示出了傳統(tǒng)的雙向中繼過程。如圖1所示，基站和移動(dòng)臺(tái)分別在不同的時(shí)間(頻率)向中繼站發(fā)數(shù)據(jù)，然后中繼站再在不同的時(shí)間(頻率)分別向基站和移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)，共需要4個(gè)時(shí)間段。具體地，在圖1的示例中，在第一時(shí)隙，基站向中繼站發(fā)送要傳送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)，并且中繼站進(jìn)行接收。在第二時(shí)隙，移動(dòng)臺(tái)向中繼站發(fā)送要傳送給基站的數(shù)據(jù)，并由中繼站接收。在第三時(shí)隙，中繼站將第一時(shí)隙接收的來自基站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)臺(tái)，并且在第四時(shí)隙，中繼站將第二時(shí)隙接收的來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給基站。
圖2為分離接收合并發(fā)射的方式。如圖2所示，基站和移動(dòng)臺(tái)分別在不同的時(shí)間(頻率)向中繼站發(fā)數(shù)據(jù)，中繼站對(duì)兩路數(shù)據(jù)接收之后再合并成為一路數(shù)據(jù)，同時(shí)(或以相同的頻率)轉(zhuǎn)發(fā)給基站和移動(dòng)臺(tái)?；竞鸵苿?dòng)臺(tái)接收到中繼站的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼或者恢復(fù)。共需要3個(gè)時(shí)間段。具體地，在圖2的示例中，在第一時(shí)隙，基站向中繼站發(fā)送要傳送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)，并且中繼站進(jìn)行接收。在第二時(shí)隙，移動(dòng)臺(tái)向中繼站發(fā)送要傳送給基站的數(shù)據(jù)，并由中繼站接收。在第三時(shí)隙，中繼站將第一時(shí)隙接收的來自基站的數(shù)據(jù)和第二時(shí)隙接收的來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后，同時(shí)(或以相同的頻率)轉(zhuǎn)發(fā)給基站和移動(dòng)臺(tái)。
圖3是雙向混合轉(zhuǎn)發(fā)模式，基站和移動(dòng)臺(tái)在相同的時(shí)間(頻率)向中繼站發(fā)數(shù)據(jù)，中繼站接收并處理之后同時(shí)(或以相同的頻率)將中繼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給雙方，需要2個(gè)時(shí)間段。具體地，在圖3的示例中，在第一時(shí)隙，基站向中繼站發(fā)送要傳送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)，并且與此同時(shí)，移動(dòng)臺(tái)向中繼站發(fā)送要傳送給基站的數(shù)據(jù)。中繼站對(duì)來自基站的數(shù)據(jù)和移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行接收。在第二時(shí)隙，中繼站將第一時(shí)隙接收的來自基站的數(shù)據(jù)和來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后，同時(shí)(或以相同的頻率)轉(zhuǎn)發(fā)給基站和移動(dòng)臺(tái)。
從圖1至圖3可以看出，雙向混合轉(zhuǎn)發(fā)模式占用了最小的信道資源(時(shí)間段)，頻譜利用率較高，但其數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜。
以前的解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)模式，中繼站的混合處理是將來自基站和移動(dòng)臺(tái)的解碼后數(shù)據(jù)進(jìn)行比特異或(XOR)操作，組成合并信號(hào)，再編碼發(fā)出。這要求移動(dòng)臺(tái)到中繼站和基站到中繼站兩個(gè)鏈路的編碼調(diào)制方式相同。在兩個(gè)鏈路信噪比差別較小的時(shí)候，該方案是比較合適的。但由于移動(dòng)信道的時(shí)變性，當(dāng)兩個(gè)鏈路的信噪比差別較大時(shí)，這種方法會(huì)損失一定的吞吐量。
圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)的中繼系統(tǒng)的示意性方框圖。如圖4所示，進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)的中繼系統(tǒng)主要包括基站發(fā)射機(jī)100-1、移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)101-1、基站-中繼站的信道102、移動(dòng)臺(tái)-中繼站的信道103、中繼站104、基站接收機(jī)100-2和移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)101-2。基站發(fā)射機(jī)100-1、移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)101-1發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過信道101和信道102到達(dá)中繼站104，中途會(huì)混入噪聲。如圖4所示，來自基站的混有噪聲的數(shù)據(jù)由A表示，而來自移動(dòng)臺(tái)的混有噪聲的數(shù)據(jù)由B表示。中繼站104對(duì)來自基站的信號(hào)A和來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)B進(jìn)行接收后，將所接收的信號(hào)合并成中繼站的發(fā)射信號(hào)(C)，然后分別轉(zhuǎn)發(fā)給基站和移動(dòng)臺(tái)?；竞鸵苿?dòng)臺(tái)對(duì)中繼站的合并信號(hào)分別檢測(cè)接收。
圖5是示出了中繼站104處的數(shù)據(jù)處理的示意性方框圖。如圖5所示，首先對(duì)來自基站和移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)分別進(jìn)行接收(例如包括解調(diào)和解碼)。在本文中，對(duì)中繼站的接收模式不做限定?？梢允仟?dú)立接收(在不同的時(shí)間/頻率分別接收基站和移動(dòng)臺(tái)的信息，如圖2所示的方式)，也可以是在相同的時(shí)間/以相同的頻率接收(如圖3所示的方式)。
中繼站接收數(shù)據(jù)之后再進(jìn)行合并操作。一種典型的數(shù)據(jù)合并方式是比特異或，例如中繼站接收的兩路數(shù)據(jù)序列分別為{a0，a1，a2，a3，...}和{b0，b1，b2，b3，...}，則圖5中的合并裝置1040的操作為 其中

為異或操作符號(hào)。合并后的比特再編碼調(diào)制并發(fā)出。
在基站和移動(dòng)臺(tái)的接收端，因?yàn)橹欣^站轉(zhuǎn)發(fā)的合并信號(hào)中有一路是本地原始數(shù)據(jù)(即本地發(fā)出的信號(hào)，例如對(duì)于基站來說，是不帶噪聲的信號(hào)A，對(duì)于移動(dòng)臺(tái)來說，是不帶噪聲的信號(hào)B)，所以通過對(duì)接收的數(shù)據(jù)和本地原始數(shù)據(jù)(以后也稱本地參考信號(hào))進(jìn)行異或操作，即可恢復(fù)出另一路信號(hào)(即期望接收的信號(hào))，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。圖6示出了基站和移動(dòng)臺(tái)的檢測(cè)接收過程，和圖1所示的一般的接收機(jī)系統(tǒng)相比，在解碼單元之后增加了本地分離裝置201。對(duì)于圖5的異或合并操作，對(duì)應(yīng)的分離操作為 其中

為接收的合并信息的比特，

為分離后的期望所接收的信息的比特(也稱期望信息比特)，bi為本地信息比特(參考信息比特)，bi由本地信號(hào)存儲(chǔ)單元202模塊提供。
傳統(tǒng)的異或操作要求兩個(gè)比特系列長(zhǎng)度相等，這就要求其調(diào)制和編碼方式相同。但當(dāng)兩個(gè)鏈路的信噪比差異較大時(shí)，只能根據(jù)信噪比較差的鏈路來確定調(diào)制和編碼方式，這樣會(huì)降低系統(tǒng)的吞吐量。
以下列出了本發(fā)明的參考文獻(xiàn)，通過引用將它們并入于此，如同在本說明書中作了詳盡描述。
1、[專利文獻(xiàn)1]Xue Feng，et al.，Combining packets in physical layerfor two-way relaying(US 080219251A1) 2、[專利文獻(xiàn)2]Liu；Zhixin，et al.，Compress-forward Coding withN-PSK Modulation for the Half-duplex Gaussian Relay Channel(US070217541A1) 3、[非專利文獻(xiàn)1]P.Larsson，N.Johansson，K.E.Sunell，“Codedbi-directional relaying”，the 5th Scandinavian WS on Wireless Ad-HocNetworks(AdHoc’05)，Stockholm，Sweden，May 2005. 4、[非專利文獻(xiàn)2]Petar Popovski，etal.，“Wireless Network Coding byAmplify-and-Forward for Bi-Directional Traffic Flows，”IEEECommunication Letters，Vol.11，NO.1，January 2007. 5、[非專利文獻(xiàn)3]Sachin Katti，etal.，“XORs in The AirPracticalWireless Network Coding，”SIGCOMM’06，September 11-15，2006，Pisa，Italy.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上問題作出，用于克服現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)或更多問題，至少提供一種有益的選擇。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘韵路矫娴陌l(fā)明。
第一方面，提供了一種數(shù)據(jù)中繼裝置，所述數(shù)據(jù)中繼裝置包括 第一解調(diào)單元，用于對(duì)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式； 第二解調(diào)單元，用于對(duì)來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是比所述第一調(diào)制方式調(diào)制階數(shù)高的第二調(diào)制方式； 合并控制單元，根據(jù)所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式提供進(jìn)行信號(hào)合并應(yīng)采取的映射規(guī)則，所述映射規(guī)則是如何將經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)一起映射到所述第二調(diào)制方式的符號(hào)的星座圖上的規(guī)則； 數(shù)據(jù)合并單元，根據(jù)所述合并控制單元所提供的映射規(guī)則，對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。
第二方面，根據(jù)第一方面所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述映射規(guī)則是用公式表達(dá)的映射規(guī)則，或用表格表達(dá)的映射規(guī)則。
第三方面、根據(jù)第一方面所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述映射規(guī)則是將所述第一調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的全部比特和所述第二調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的部分比特或全部比特進(jìn)行比特異或操作，得到所述第二調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的規(guī)則。
第四方面、根據(jù)第一方面所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)是經(jīng)編碼的信號(hào)，所述數(shù)據(jù)中繼裝置還包括 第一解碼單元，用于對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼； 第一編碼單元，用于對(duì)經(jīng)所述第一解碼單元解碼后的信號(hào)進(jìn)行編碼； 第二解碼單元，用于對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼； 第二編碼單元，用于對(duì)經(jīng)所述第二解碼單元解碼后的信號(hào)進(jìn)行編碼； 所述數(shù)據(jù)合并單元對(duì)來自所述第一編碼單元的數(shù)據(jù)和來自所述第二編碼單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。
第五方面、一種通信裝置，所述通信裝置包括 發(fā)送單元，發(fā)送第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)或第二調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，所述第二調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)； 解調(diào)分離單元，所述解調(diào)分離單元用于接收由第一調(diào)制方式的第一調(diào)制數(shù)據(jù)和第二調(diào)制方式的第二調(diào)制數(shù)據(jù)合并成的第二調(diào)制方式的合并數(shù)據(jù)，從所述合并數(shù)據(jù)中解調(diào)分離出期望接收的信號(hào)；以及 分離控制單元，其根據(jù)所述第一調(diào)制方式、第二調(diào)制方式以及所述發(fā)送單元發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式還是第二調(diào)制方式，提供進(jìn)行信號(hào)逆映射規(guī)則，即將所述合并數(shù)據(jù)中的符號(hào)的星座圖中的星座點(diǎn)映射成期望接收的調(diào)制方式的比特的規(guī)則， 所述解調(diào)分離單元根據(jù)所述分離控制單元所確定的逆映射規(guī)則，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)。
第六方面、根據(jù)第五方面所述的通信裝置，其特征在于，所述逆映射規(guī)則是可以用公式表達(dá)的逆映射規(guī)則和用表格表達(dá)的逆映射規(guī)則。
第七方面、根據(jù)第五方面所述的通信裝置，其特征在于，所述解調(diào)分離單元包括 檢測(cè)單元，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)； 符號(hào)分離單元，根據(jù)所述逆映射規(guī)則從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)的符號(hào)的星座點(diǎn)； 判決單元，對(duì)所述符號(hào)分離單元所分離出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決，從而獲得期望接收的數(shù)據(jù)。
第八方面、根據(jù)第五方面所述的通信裝置，其特征在于，所述通信裝置還包括判斷單元，所述判斷單元用于判斷所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式是否低于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式； 所述解調(diào)分離單元包括檢測(cè)單元、判決單元和符號(hào)分離單元，所述檢測(cè)單元對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)； 當(dāng)所述判斷單元判斷出所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式高于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式時(shí)，所述判決單元對(duì)所述檢測(cè)單元檢測(cè)出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決；符號(hào)分離單元根據(jù)所述逆映射規(guī)則和所述判決單元判決出的比特值，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)， 當(dāng)所述判斷單元判斷出所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式不高于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式時(shí)，符號(hào)分離單元根據(jù)所述逆映射規(guī)則從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)的符號(hào)的星座點(diǎn)，所述判決單元對(duì)所述符號(hào)分離單元所分離出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決，從而獲得期望接收的數(shù)據(jù)。
第九方面、根據(jù)第五方面所述的通信裝置，其特征在于，所述逆映射規(guī)則是根據(jù)最小歐氏距離最大準(zhǔn)則確定的，或根據(jù)最小歐氏距離最大準(zhǔn)則以及最小歐氏距離的符號(hào)對(duì)的個(gè)數(shù)最少準(zhǔn)則確定的。
第十方面、一種通信方法，所述通信方法包括以下步驟 發(fā)送步驟，發(fā)送第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)或第二調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，所述第二調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)； 接收步驟，接收由第一調(diào)制方式的第一調(diào)制數(shù)據(jù)和第二調(diào)制方式的第二調(diào)制數(shù)據(jù)合并成的第二調(diào)制方式的合并數(shù)據(jù)， 分離控制步驟，其根據(jù)所述第一調(diào)制方式、第二調(diào)制方式以及所述發(fā)送步驟發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式還是第二調(diào)制方式，提供進(jìn)行信號(hào)逆映射規(guī)則，即將所述合并數(shù)據(jù)中的符號(hào)的星座圖中的星座點(diǎn)映射成期望接收的調(diào)制方式的比特的規(guī)則； 解調(diào)分離步驟，所述解調(diào)分離步驟根據(jù)所述分離控制步驟所確定的逆映射規(guī)則，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)。
第十一方面，提供了一種數(shù)據(jù)中繼方法，所述數(shù)據(jù)中繼方法包括 第一解調(diào)步驟，用于對(duì)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式； 第二解調(diào)步驟，用于對(duì)來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是比所述第一調(diào)制方式調(diào)制階數(shù)高的第二調(diào)制方式； 合并控制步驟，根據(jù)所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式提供進(jìn)行信號(hào)合并應(yīng)采取的映射規(guī)則，所述映射規(guī)則是如何將經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)一起映射到所述第二調(diào)制方式的符號(hào)的星座圖上的規(guī)則； 數(shù)據(jù)合并步驟，根據(jù)所述合并控制步驟所提供的映射規(guī)則，對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。
第十二方面，根據(jù)第十一方面所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述映射規(guī)則是用公式表達(dá)的映射規(guī)則，或用表格表達(dá)的映射規(guī)則。
第十三方面，根據(jù)第十一方面所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述第一調(diào)制方式是QPSK調(diào)制，所述第二調(diào)制方式是16QAM，所述映射規(guī)則是
本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀程序，在被計(jì)算機(jī)或其它邏輯部件執(zhí)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)以上的和下文中描述的各種方法或這些方法中的某些步驟。所述計(jì)算機(jī)或邏輯部件例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA、手機(jī)、智能電話等。
本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其保存有以上的計(jì)算機(jī)可讀程序。所述可讀介質(zhì)例如CD、DVD、flash、磁盤、磁帶、硬盤驅(qū)動(dòng)器、ROM等等。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以對(duì)來自不同調(diào)制方式的兩路調(diào)制符號(hào)進(jìn)行合并傳輸和解碼分離，使兩個(gè)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠根據(jù)信噪比自適應(yīng)變化，從而提高系統(tǒng)的吞吐量。本發(fā)明的方法和裝置可以用于中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中，或者通信系統(tǒng)中需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并和分離的場(chǎng)合。



附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，構(gòu)成了說明書的一部分，用于與文字說明一起進(jìn)一步詳細(xì)地闡釋本發(fā)明的原理。其中 圖1示出了經(jīng)典的4個(gè)時(shí)隙的中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)； 圖2示出了3個(gè)時(shí)隙的分別接收合并轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)； 圖3示出了2個(gè)時(shí)隙的合并收發(fā)中繼系統(tǒng)； 圖4示出了常規(guī)技術(shù)的解碼轉(zhuǎn)發(fā)的中繼系統(tǒng)的示意性方框圖； 圖5是示出了常規(guī)技術(shù)的中繼站處的數(shù)據(jù)處理的示意性方框圖； 圖6示出了基站和移動(dòng)臺(tái)的檢測(cè)接收過程； 圖7是示出了兩個(gè)QPSK符號(hào)進(jìn)行異或引起的星座圖的改變的圖； 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的中繼站的示意性功能框圖； 圖9示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)分離裝置的框圖； 圖10示出了QPSK-16QAM合并時(shí)16QAM星座的映射圖樣； 圖11示出了QPSK-16QAM合并時(shí)QPSK星座的映射圖樣； 圖12示出了QAM星座圖判決的原理示意圖； 圖13示出了無編碼系統(tǒng)在中繼站的符號(hào)合并； 圖14示出了無編碼系統(tǒng)的合并數(shù)據(jù)的接收檢測(cè)過程； 圖15到圖17示出了QPSK-16QAM合并的映射圖示例； 圖18示出了QPSK-16QAM不同合并方式的誤包率性能比較； 圖19示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)中繼方法的流程圖；以及 圖20示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)分離方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的實(shí)施方式考慮中繼站與基站之間的鏈路條件和中繼站與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路條件不同的情況。根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)與中繼站相連的各鏈路的實(shí)際情況選擇各自的適當(dāng)?shù)恼{(diào)制和編碼方式，即各鏈路的調(diào)制和編碼方式可以不同，從而能夠提高系統(tǒng)的吞吐量。
在通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)的調(diào)制和編碼方式(Modulation and CodingScheme，MCS)是根據(jù)信道估計(jì)的結(jié)果來確定和選擇的。通過對(duì)訓(xùn)練序列或者導(dǎo)頻的估計(jì)來獲得信道估計(jì)的結(jié)果，從而獲知鏈路的信噪比(SNR)，再根據(jù)一定的誤包率要求(例如誤包率為0.1)選擇合適的調(diào)制和編碼方式。由于不同的調(diào)制和編碼方式組合在信噪比不同時(shí)，其誤包率也不同，所以發(fā)射端會(huì)選擇在滿足誤包率要求的條件下，具有最大吞吐量的調(diào)制和編碼方式(MCS)組合。發(fā)射機(jī)的MCS格式一般在信令部分告知接收端。信令可以通過專用的頻段，或者在數(shù)據(jù)包的前幾個(gè)單元通過約定的格式傳遞給接收端。
在本發(fā)明中，當(dāng)基站-中繼站和移動(dòng)臺(tái)-中繼站兩個(gè)鏈路的信噪比差別較小時(shí)，采用相同的調(diào)制編碼方式。而在這兩個(gè)鏈路的信道的差別較大(例如信噪比相差較大)時(shí)，兩個(gè)鏈路可以采用不同的調(diào)制編碼(MCS)方式，以充分利用信道資源。在本文中，將兩個(gè)鏈路中采用的階數(shù)較高的調(diào)制稱為高階調(diào)制，經(jīng)該高階調(diào)制的信號(hào)稱為高階調(diào)制信號(hào)。將兩個(gè)鏈路中采用的階數(shù)較低的調(diào)制稱為低階調(diào)制，經(jīng)該低階調(diào)制的信號(hào)稱為低階調(diào)制信號(hào)。
下面介紹當(dāng)基站-中繼站和移動(dòng)臺(tái)-中繼站這兩個(gè)鏈路采用不同的編碼調(diào)制方式時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的中繼站對(duì)接收到的兩路數(shù)據(jù)的處理。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的中繼站的示意性功能框圖。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的中繼站包括第一解調(diào)單元801、第二解調(diào)單元802、第一解碼單元803、第二解碼單元804、第一編碼單元805、第二編碼單元806、合并控制單元807、數(shù)據(jù)合并單元808、調(diào)制單元809、以及發(fā)射單元810。
在本發(fā)明的中繼站中，首先，由第一解調(diào)單元801和第一解碼單元803對(duì)來自基站的信號(hào)(例如包含噪聲的信號(hào)A)進(jìn)行解調(diào)和解碼。另一方面，第二解調(diào)單元802和第二解碼單元804對(duì)來自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)(例如包含噪聲的信號(hào)B)進(jìn)行解調(diào)和解碼。
合并控制單元807判斷應(yīng)采取的編碼調(diào)制方式，確定映射規(guī)則，即比特到符號(hào)的映射規(guī)則，也就是比特如何映射合并成符號(hào)。在另選的實(shí)施方式中，合并控制單元807還判斷編碼方式，并將所判斷出的應(yīng)采取編碼方式指示給第一編碼單元805和第二編碼單元806以及發(fā)射單元810。具體地，合并控制單元807對(duì)來自基站的數(shù)據(jù)的調(diào)制方式和來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)的調(diào)制方式進(jìn)行比較，取得調(diào)制階數(shù)較高的一種編碼調(diào)制方式，作為應(yīng)該采取的編碼調(diào)制方式。例如調(diào)制階數(shù)從低到高的序列為BPSK→QPSK→16QAM→64QAM。另一方面，合并控制單元807可以根據(jù)來自基站的數(shù)據(jù)的調(diào)制方式和來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)的調(diào)制方式，采用查表法來確定應(yīng)該采取的編碼調(diào)制方式。在這種情況下，查表法中所使用的表例如包括3個(gè)字段，一個(gè)字段對(duì)應(yīng)于基站的數(shù)據(jù)的編碼調(diào)制方式，一個(gè)字段對(duì)應(yīng)于來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)的編碼調(diào)制方式，一個(gè)字段對(duì)應(yīng)于應(yīng)該采用的編碼調(diào)制方式。
第一編碼單元805根據(jù)合并控制單元807所判斷出的編碼方式，對(duì)第一解碼單元803解碼出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)合并單元808。第二編碼單元806根據(jù)合并控制單元807所判斷出的編碼方式，對(duì)第二解碼單元806解碼出的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)合并單元808。
數(shù)據(jù)合并單元808根據(jù)來自合并控制單元807的映射規(guī)則，對(duì)來自第一編碼單元805的數(shù)據(jù)和來自第二編碼單元806的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并將合并后的數(shù)據(jù)傳到調(diào)制單元809。在兩路數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼方式相同時(shí)，來自合并控制單元807的映射規(guī)則與現(xiàn)有技術(shù)的相同，數(shù)據(jù)合并單元808也可以采用于現(xiàn)有技術(shù)一樣的數(shù)據(jù)合并方法，對(duì)此不予詳述。在兩路數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼方式不同時(shí)，來自合并控制單元807的映射規(guī)則與現(xiàn)有技術(shù)的不同，相應(yīng)地，數(shù)據(jù)合并單元808的操作與現(xiàn)有技術(shù)的也不同，后文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說明。
調(diào)制單元809根據(jù)合并控制單元807所判斷出的調(diào)制方式，對(duì)來自數(shù)據(jù)合并單元808的合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，并將調(diào)制后的數(shù)據(jù)送入發(fā)射單元810。發(fā)射單元810發(fā)射來自調(diào)制單元809的數(shù)據(jù)，并發(fā)送合并控制單元807所給出的編碼調(diào)制方式。
需要指出的是，在上面的說明中，圖8中第一編碼單元805和第二編碼單元806可以采用和原數(shù)據(jù)相同的編碼方式，也可以采用新的編碼方式。采用原來的MCS時(shí)，中繼站將接收到的數(shù)據(jù)重新編碼，格式和原數(shù)據(jù)相同，然后合并，再對(duì)合并的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。此時(shí)，對(duì)于中繼的合并數(shù)據(jù)的接收，基站和移動(dòng)臺(tái)接收端對(duì)于本地信號(hào)的調(diào)制編碼方式是已知的，僅僅從合并信號(hào)中分離出期望信號(hào)，中繼站只需將合并信號(hào)的調(diào)制和編碼方式在信令部分告知兩個(gè)接收端。如果中繼站根據(jù)信道質(zhì)量，對(duì)接收的兩路或者其中一路數(shù)據(jù)采用新的調(diào)制和編碼方式，應(yīng)該將改變的調(diào)制和編碼方式的告知兩個(gè)接收端，這也是在信令部分告知的。在這種情況下，接收端會(huì)通過信令部分得知兩路數(shù)據(jù)的兩種調(diào)制編碼方式，在進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)分離操作時(shí)，對(duì)本地信號(hào)進(jìn)行第二次(即中繼轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào))調(diào)制編碼來獲得本地信號(hào)。例如，基站-中繼站鏈路的數(shù)據(jù)調(diào)制編碼方式為MCS1，移動(dòng)臺(tái)到基站的調(diào)制編碼方式是MCS2，而中繼站接收后將這兩路數(shù)據(jù)的調(diào)制和編碼方式分別改為MCS3(來自基站的數(shù)據(jù))和MCS4(來自移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù))。調(diào)制和編碼方式改變后，映射規(guī)則和數(shù)據(jù)合并是按照新的方式進(jìn)行的(即對(duì)MCS3和MCS4的調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行合并)。對(duì)于移動(dòng)臺(tái)的接收端，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收時(shí)，本地參考信號(hào)是根據(jù)本地的原始比特?cái)?shù)據(jù)，按照MCS4來產(chǎn)生編碼調(diào)制后的參考信號(hào)，對(duì)合并數(shù)據(jù)的分離接收是按照MCS3進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼解調(diào)的。
首先給出采用原來的MCS合并的具體情形。如果基站-中繼站鏈路采用16QAM-1/2方式，而中繼站-移動(dòng)臺(tái)鏈路采用的是較低階調(diào)制QPSK-1/2，則中繼站接收數(shù)據(jù)之后，對(duì)于第一編碼單元805和第二編碼單元806來說，不改變所輸入的信號(hào)的編碼方式。即圖8中第二編碼單元806采用的編碼是第二解碼單元804的解碼的逆過程，而第一編碼單元805采用的編碼也是第一解碼單元803的解碼的逆過程。
當(dāng)中繼站根據(jù)實(shí)際的信道質(zhì)量需要改變已接收數(shù)據(jù)的MCS時(shí)，例如，如果基站-中繼站鏈路采用16QAM-1/2編碼方式，而中繼站-移動(dòng)臺(tái)鏈路采用QPSK-1/2方式。中繼站接收數(shù)據(jù)之后，對(duì)于第二編碼單元806來說，可以不采用原來的QPSK-1/2方式，而是改為QPSK-3/4方式。此時(shí)第二編碼單元806改為3/4編碼(即806不是第二解碼單元804的逆過程)。
應(yīng)該注意，本發(fā)明的第一編碼單元805和第二編碼單元806可以一直采用和原數(shù)據(jù)相同的編碼方式，在這種情況下，合并控制單元807可以只判斷調(diào)制方式。
編碼后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)合并單元808進(jìn)行合并和后續(xù)處理。
中繼站對(duì)不同的MCS數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并時(shí)，兩個(gè)鏈路的被合并數(shù)據(jù)的符號(hào)數(shù)應(yīng)該相等。如果兩路數(shù)據(jù)的符號(hào)數(shù)不等時(shí)，可以在中繼站存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量較大的鏈路的部分?jǐn)?shù)據(jù)，和數(shù)據(jù)量較小的鏈路的下一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行合并轉(zhuǎn)發(fā)操作。即數(shù)據(jù)符號(hào)相等是可以在中繼站實(shí)現(xiàn)的，所以后文假設(shè)兩個(gè)鏈路要合并的數(shù)據(jù)符號(hào)數(shù)相等。
兩路不同調(diào)制的數(shù)據(jù)的合并操作是以調(diào)制符號(hào)為基本單位的。合并后的數(shù)據(jù)再進(jìn)入調(diào)制單元809進(jìn)行調(diào)制，然后由中繼站轉(zhuǎn)發(fā)給基站和移動(dòng)臺(tái)。合并后的數(shù)據(jù)調(diào)制方式采用兩路信號(hào)的較高階調(diào)制。例如如上所述，一個(gè)調(diào)制階數(shù)增長(zhǎng)的序列為BPSK→QPSK→16QAM→64QAM。
數(shù)據(jù)合并單元808根據(jù)合并控制單元807提供的映射規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。映射規(guī)則例如是可以采用公式表達(dá)的映射規(guī)則，例如可采用異或操作來實(shí)現(xiàn)的映射規(guī)則，也可以是不能利用公式來實(shí)現(xiàn)的映射規(guī)則，此時(shí)的映射規(guī)則例如可以以表格的形式呈現(xiàn)，這將在后文進(jìn)行說明。現(xiàn)在以合并控制單元807提供的映射規(guī)則是用異或操作的映射規(guī)則的情況進(jìn)行說明，其過程可表述如下。假設(shè)一個(gè)鏈路的調(diào)制方式為QPSK(對(duì)應(yīng)于第一調(diào)制方式)，另一個(gè)鏈路的調(diào)制方式為16QAM(對(duì)應(yīng)于第二調(diào)制方式)，則它們一個(gè)調(diào)制符號(hào)對(duì)應(yīng)的比特序列分別為{a0，a1}和{b0，b1，b2，b3}。合并后的調(diào)制將采用16QAM方式，在數(shù)據(jù)合并單元808處可以采用以下幾種異或方式 (3)-(6)式得到的合并數(shù)據(jù){c0，c1，c2，c3}是一個(gè)16QAM星座。
這種合并方式對(duì)于其他的調(diào)制數(shù)據(jù)也是成立的，例如，對(duì)于BPSK和QAM調(diào)制的組合，其合并后的數(shù)據(jù)格式如表1所示。對(duì)于表1中未列出的調(diào)制方式如8PSK等，其原理也和表中的相同，是將低階調(diào)制的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的全部比特和高階調(diào)制的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的部分比特或全部比特進(jìn)行比特異或操作，得到一個(gè)高階調(diào)制的符號(hào)。
應(yīng)該指出的是，在上面的描述中，合并控制單元807根據(jù)兩路信號(hào)的調(diào)制方式判斷應(yīng)該采取的調(diào)制方式，確定映射規(guī)則。
應(yīng)該指出的是，比特異或只是映射規(guī)則的一種實(shí)現(xiàn)方式，也可以采用其他的方式進(jìn)行不同調(diào)制方式的數(shù)據(jù)合并，例如其他比特運(yùn)算的方式。
表1不同調(diào)制方式的數(shù)據(jù)合并結(jié)果
數(shù)據(jù)合并單元所得到的數(shù)據(jù)被稱為合并數(shù)據(jù)，該合并數(shù)據(jù)的符號(hào)稱為合并符號(hào)?？梢钥闯觯疚牡姆椒ㄊ且砸粋€(gè)調(diào)制的數(shù)據(jù)符號(hào)為單位進(jìn)行操作的。
數(shù)據(jù)合并實(shí)際是改變了調(diào)制數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)比特到調(diào)制符號(hào)星座點(diǎn)的映射規(guī)則。為方便說明，先說明一下相同調(diào)制信號(hào)的合并所引起的星座圖變化。圖7示出了兩個(gè)QPSK符號(hào)進(jìn)行異或引起的星座圖的改變。如圖7所示，兩個(gè)進(jìn)行異或的QPSK符號(hào)的比特序列為{a0，a1}和{b0，b1}。當(dāng){a0，a1}＝{0，0}時(shí)，(1)式的異或結(jié)果如圖7(a)所示，此時(shí){b0，b1}是標(biāo)準(zhǔn)的格雷QPSK映射。當(dāng){a0，a1}＝{0，1}，{1，0}，{1，1}時(shí)，異或后對(duì)應(yīng)的星座如圖7(b)、圖7(c)和圖7(d)所示。在圖7(a)中，比特序列{b0，b1}＝{0，0}在圖7(a)中對(duì)應(yīng)的調(diào)制符號(hào)為右上角的白色圓圈，而在圖7(b)中對(duì)應(yīng)的映射位置被改變到了右下角。
若設(shè){b0，b1}為本地參考數(shù)據(jù)，則對(duì)于不同的比特序列{a0，a1}，比特異或操作等效于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的QPSK星座點(diǎn)位置和對(duì)應(yīng)比特進(jìn)行重新映射。比如，圖7(b)對(duì)于圖7(a)是上下交換位置，圖7(c)相對(duì)于圖7(a)是左右交換，而圖7(d)對(duì)于圖7(a)則是對(duì)角線交換或者上下+左右交換位置。對(duì)應(yīng)的，在接收端，反向異或操作以分離期望信號(hào)的過程，則是這個(gè)重映射的逆過程。以圖7為例，對(duì){b0，b1}信號(hào)的檢測(cè)接收是根據(jù)不同的本地參考信號(hào){a0，a1}而采用不同的解映射星座圖，例如{a0，a1}＝{0，0}時(shí)采用圖7(a)來解調(diào)判決。
從圖7可以看出，對(duì)于星座圖較簡(jiǎn)單的QAM調(diào)制而言，比特異或的合并操作相當(dāng)于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)QAM調(diào)制進(jìn)行星座點(diǎn)的重新映射，改變的僅僅是映射規(guī)則。
圖10示出了QPSK符號(hào)和16QAM符號(hào)進(jìn)行合并，引起的16QAM符號(hào)的星座圖的改變。
例如圖10所示，其中圖10(a)是標(biāo)準(zhǔn)的16QAM格雷映射，圖10(b)為一種改變的映射，其中每個(gè)星座點(diǎn)的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的比特序列，0-15分別一一對(duì)應(yīng){0，0，0，0}-{1，1，1，1}?？梢钥闯觯瑘D10(b)中，調(diào)制星座符號(hào)和比特序列的對(duì)應(yīng)映射位置改變了。合并控制單元807根據(jù)要合并的兩路信號(hào)的調(diào)制方式，確定映射規(guī)則，并將該映射規(guī)則提供給數(shù)據(jù)合并單元808。映射規(guī)則可以是根據(jù)要合并的兩路信號(hào)的調(diào)制方式而預(yù)先確定好的。
下面結(jié)合圖9介紹接收端的處理。
兩個(gè)鏈路的接收端收到從中繼站發(fā)送的合并數(shù)據(jù)后，根據(jù)本地保存的已發(fā)出的數(shù)據(jù)序列的副本，從合并數(shù)據(jù)中消去本地原始數(shù)據(jù)從而得到需要接收的數(shù)據(jù)。對(duì)于中繼系統(tǒng)的接收終端(基站和移動(dòng)臺(tái))而言，轉(zhuǎn)發(fā)的合并信號(hào)和本地信號(hào)的MCS格式都是已知的。
對(duì)于合并數(shù)據(jù)的接收分離，對(duì)調(diào)制階數(shù)比本地信號(hào)的調(diào)制階數(shù)高的合并數(shù)據(jù)(高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)，即要接收的通信對(duì)方的數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)比本地的高)和調(diào)制階數(shù)不比本地信號(hào)的調(diào)制階數(shù)高的合并數(shù)據(jù)(低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)，即要接收的通信對(duì)方的數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)比本地的低)來說可以不同，也可以相同。
高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)由于僅僅是從比特到符號(hào)的星座點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置發(fā)生了改變，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性和平均功率都沒有改變，所以接收性能和沒有合并分離操作的一般通信系統(tǒng)的同等調(diào)制接收機(jī)性能相同。而對(duì)于低階調(diào)制合并信號(hào)而言，合并后的數(shù)據(jù)改變了符號(hào)間距離和平均功率等參數(shù)，性能會(huì)有改變，具體的映射圖可以從圖11中看出，后文還有介紹。因此，合并數(shù)據(jù)的分離對(duì)于高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)和低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)是可以不同的。
圖9示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)分離裝置的框圖，在該實(shí)施方式的數(shù)據(jù)分離裝置中，對(duì)于高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)和低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)采用了不同的接收處理方式。
如圖9(a)所示，數(shù)據(jù)分離裝置包括解調(diào)分離單元300、解碼單元301、分離控制單元302以及判斷單元303。其中解碼單元301可以和常規(guī)的通信系統(tǒng)相同。該解調(diào)分離單元300用于從接收的信號(hào)中獲得來自通信對(duì)方的數(shù)據(jù)。具體地，該解調(diào)分離單元300實(shí)現(xiàn)解調(diào)以及從接收的信號(hào)中提取出通信對(duì)方發(fā)送來的數(shù)據(jù)的功能。解調(diào)分離單元300包括檢測(cè)單元3001、判決單元3002以及符號(hào)分離單元3003。該判斷單元303確定所接收的信號(hào)是高階調(diào)制合并信號(hào)還是低階調(diào)制合并信號(hào)。分離控制單元302確定符號(hào)分離單元進(jìn)行分離操作應(yīng)采用的映射規(guī)則。下面對(duì)該解調(diào)分離單元300進(jìn)行詳細(xì)的說明。
當(dāng)接收到來自中繼站的合并信號(hào)時(shí)，該判斷單元303確定所接收的信號(hào)是高階調(diào)制合并信號(hào)還是低階調(diào)制合并信號(hào)。判斷單元303例如通過將所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式與發(fā)出的本地信號(hào)的調(diào)制方式進(jìn)行比較，當(dāng)接收到的合并信號(hào)的調(diào)制方式高于或等于本地信號(hào)的調(diào)制方式時(shí)，確定所接收的信號(hào)是高階調(diào)制合并信號(hào)，反之，則判斷為是低階調(diào)制合并信號(hào)。如果判斷單元303確定出所接收的信號(hào)是高階調(diào)制合并信號(hào)，則使解調(diào)分離單元300的內(nèi)部模塊之間的關(guān)系以及解調(diào)分離單元300與分離控制單元302之間的關(guān)系如圖9(b)所示。另一方面，如果判斷單元303確定出所接收的信號(hào)是低階調(diào)制合并信號(hào)，則使解調(diào)分離單元300的內(nèi)部模塊之間的關(guān)系以及解調(diào)分離單元300與分離控制單元302之間的關(guān)系如圖9(c)所示。下面結(jié)合圖9(b)和圖9(c)對(duì)此進(jìn)一步說明。
下面，首先結(jié)合圖9(b)對(duì)高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收進(jìn)行描述。檢測(cè)單元3001對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)，并將所檢測(cè)出的符號(hào)輸出到判決單元3002。這種檢測(cè)判決和一般通信系統(tǒng)的解調(diào)單元功能完全相同。其中對(duì)于判決單元3002，和一般通信系統(tǒng)的方法一樣，有硬判和軟判兩種方式。硬判的結(jié)果是等于0/1的整數(shù)，直接對(duì)應(yīng)一個(gè)比特位。舉例來說，檢測(cè)的結(jié)果是一個(gè)帶噪的復(fù)數(shù)，如圖12(a)中的“×”所示。硬判時(shí)判決器直接將距離檢測(cè)結(jié)果最近的調(diào)制星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比特序列作為輸出。如圖12(a)中，判決器硬判的結(jié)果是{1，0，1，0}。而軟判的結(jié)果是一個(gè)表示該比特等于1或者0的概率值，該數(shù)值為一個(gè)實(shí)數(shù)，對(duì)于圖12(a)的16QAM調(diào)制，判決器輸出為{L3，L2，L1，L0}。
分離控制單元302根據(jù)信令確定的本地信號(hào)的調(diào)制方式和通信對(duì)方的信號(hào)的調(diào)制方式，確定逆映射規(guī)則，即從符號(hào)到比特的映射規(guī)則，也就是符號(hào)如何映射分解成比特。符號(hào)分離單元3003根據(jù)分離控制單元提供的逆映射規(guī)則，對(duì)判決器3002的輸出做分離操作。在符號(hào)分離單元3003中，對(duì)于高階調(diào)制的合并數(shù)據(jù)，分離操作相當(dāng)于對(duì)星座圖進(jìn)行比特-星座點(diǎn)的重新映射。
具體地，對(duì)于判決器3002硬判的比特整數(shù)值輸出，例如(3)-(6)的合并實(shí)例，當(dāng)本地信號(hào)為{a0，a1}時(shí)，其對(duì)應(yīng)的高階調(diào)制(16QAM)數(shù)據(jù)分離可以用公式實(shí)現(xiàn)，符號(hào)分離單元3003對(duì)應(yīng)的比特分離操作可分別表示為 其中ci，i＝0，1，2，3為判決器3002輸出的合并信息比特，

為分離后的期望信息比特(和一般通信系統(tǒng)的表示相同，接收數(shù)據(jù)

加三角以示和源數(shù)據(jù)序列{bi}區(qū)別)，ai，i＝0，1為本地參考比特。
如果圖9(b)的判決單元3002輸出為軟比特信息(一個(gè)比特位對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)數(shù)值)，則對(duì)應(yīng)于異或操作的反向分離操作，相當(dāng)于對(duì)該軟信息數(shù)值進(jìn)行保持或者取負(fù)號(hào)操作。例如假設(shè)此時(shí)16QAM符號(hào)的比特軟判輸出為{Lc0，Lc1，Lc2，Lc3}，本地參考信號(hào)為{a0，a1}時(shí)，分離單元3003對(duì)應(yīng)于公式(3)-(6)的逆向分離操作變?yōu)? {Lb0，Lb1，Lb2，Lb3}＝{sgn(a0)·Lc0，Lc1，sgn(a1)·Lc2，Lc3} (11) {Lb0，Lb1，Lb2，Lb3}＝{Lc0，sgn(a0)·Lc1，Lc2，sgn(a1)·Lc3} (12) {Lb0，Lb1，Lb2，Lb3}＝{sgn(a0)·Lc0，sgn(a1)·Lc1，sgn(a0)·Lc2，sgn(a1)·Lc3}(13) {Lb0，Lb1，Lb2，Lb3}＝{sgn(a0)·Lc0，sgn(a0)·Lc1，sgn(a1)·Lc2，sgn(a1)·Lc3}(14) 其中Lci，i＝0，1，2，3為判決器3002輸出的比特軟信息數(shù)值，Lbi，i＝0，1，2，3為分離后的期望信息比特軟信息數(shù)值，ai，i＝0，1為本地參考比特，sgn(ai)為取ai的正負(fù)符號(hào)函數(shù)，表示如下 sgn(ai)決定是否需要對(duì)判決的軟信息進(jìn)行取負(fù)值操作，對(duì)應(yīng)于星座圖則是是否改變其比特到星座點(diǎn)的映射規(guī)則。分離后的軟比特信息{Lbi}送入解碼器301進(jìn)行解碼。軟判和硬判的區(qū)別在于軟信息解碼的性能要好于硬判的結(jié)果，所以很多實(shí)際的解碼器都采用軟比特信息解碼，本文的方法均支持硬判和軟判的數(shù)據(jù)分離和解碼操作。
下面結(jié)合圖9(c)對(duì)低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收進(jìn)行描述。圖9(c)中所示的框圖與圖9(b)中所示的框圖相比，差別僅僅在于對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)先分離還是先判決。在圖9(c)中，檢測(cè)數(shù)據(jù)先進(jìn)行分離操作。對(duì)于高階調(diào)制例如16QAM-QPSK調(diào)制對(duì)中的16QAM數(shù)據(jù)而言，分離相當(dāng)于改變了原來的標(biāo)準(zhǔn)星座圖的星座點(diǎn)-比特映射關(guān)系。如圖10示出，標(biāo)準(zhǔn)的16QAM格雷映射如圖10(a)所示，一種改變后的實(shí)例，即按照(5)式的比特異或公式，在本地參考信號(hào){a1，a0}＝{0，1}，{1，0}，{1，1}時(shí)對(duì)應(yīng)的比特-星座點(diǎn)符號(hào)映射分別如圖10(b)、圖10(c)、圖10(d)所示(其中(a)表示{a1，a0}＝{0，0}的情形)。此時(shí)對(duì)應(yīng)的分離操作，相當(dāng)于對(duì)檢測(cè)輸出的符號(hào)，采用新的映射圖樣來代替原來的標(biāo)準(zhǔn)星座映射圖樣，然后送入判決器進(jìn)行判決。判決器3003的方法不變，僅僅是星座映射圖樣改變了。
下面介紹圖9(c)中對(duì)于低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收原理。低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收和高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的處理步驟相同，區(qū)別在于符號(hào)分離單元3003提供的星座映射圖樣是基于高階調(diào)制星座圖的部分星座點(diǎn)組成的一個(gè)低階星座點(diǎn)集合。例如16QAM-QPSK合并，在(3)-(6)式的例子中，本文給出(5)式的實(shí)例結(jié)果。圖11中(a)-(q)分別給出了本地參考16QAM符號(hào){b0，b1，b2，b3}從{0，0，0，0}到{1，1，1，1}變化時(shí)，QPSK的4個(gè)符號(hào){a0，a1}＝({0，0}，{0，1}，{1，0}，{1，1})根據(jù)(5)式與本地原始數(shù)據(jù)異或之后得到的比特序列{c0，c1，c2，c3}在16QAM星座圖上的映射圖樣。4個(gè)不同陰影的星座點(diǎn)表示QPSK的4個(gè)星座點(diǎn)在16QAM星座圖上的映射。此時(shí)分離控制單元302根據(jù)調(diào)制方式組合提供逆映射規(guī)則。符號(hào)分離單元3003根據(jù)逆映射規(guī)則產(chǎn)生相應(yīng)的映射圖樣，其中映射可以由邏輯電路實(shí)現(xiàn)，也可以以查找表的方式從內(nèi)存讀取。然后判決器3002根據(jù)該映射圖樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判決。此時(shí)的判決和一般的判決器的唯一差別，就在于映射模式(圖樣)的改變。給出一個(gè)具體的實(shí)例，當(dāng)本地信號(hào)為0000時(shí)，對(duì)應(yīng)的映射圖為圖11(a)，分離判決的過程如圖12(b)所示。圖12(b)中的“×”表示圖9(c)中的檢測(cè)單元3001輸出的帶噪16QAM符號(hào)，4個(gè)陰影星座點(diǎn)代表QPSK符號(hào)在16QAM星座圖上的映射(這個(gè)映射圖樣式由符號(hào)分離單元3003提供)。此時(shí)的判決是以這4個(gè)陰影星座點(diǎn)和檢測(cè)輸出符號(hào)“×”的距離來進(jìn)行判決的。在圖12(b)中的情況下，硬判的結(jié)果是{a0，a1}＝{1，0}。軟判的結(jié)果是檢測(cè)輸出符號(hào)和4個(gè)映射星座點(diǎn)之間距離的判決計(jì)算結(jié)果。例如一種軟信息計(jì)算方法為 其中Lai，i＝0，1為判決器3002輸出的比特軟信息數(shù)值，dij表示比特序列為ij的星座和檢測(cè)符號(hào)“×”之間的歐氏距離，σ2為噪聲功率。
公式(16)(17)是標(biāo)準(zhǔn)的軟信息計(jì)算方法，軟信息計(jì)算還可以由其他的簡(jiǎn)化方法等。如何根據(jù)映射圖樣進(jìn)行檢測(cè)判決的方法可以采用常規(guī)的方法。判決單元3002的判決結(jié)果輸入到解碼單元301，由解碼單元301進(jìn)行解碼。
這種方式是先改變映射模式再判決，對(duì)于高階調(diào)制的數(shù)據(jù)而言，和圖9(b)的先判決再改變映射方式相比，僅僅是處理步驟的前后改變，不會(huì)改變數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。因而，圖9(c)不但支持對(duì)低階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收，也支持對(duì)高階調(diào)制合并數(shù)據(jù)的接收。因而在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種接收機(jī)，其示意性結(jié)構(gòu)即如圖9(c)所示，因?yàn)閷?duì)圖9(c)已經(jīng)進(jìn)行了說明，因而在此不再進(jìn)行贅述。應(yīng)該注意到，采用這種方式，因?yàn)闊o需對(duì)接收的信號(hào)是否是高階調(diào)制合并信號(hào)進(jìn)行判斷，因而不需要判斷單元303。
應(yīng)該注意，雖然在圖中沒有示出，但本發(fā)明的通信裝置(例如基站、移動(dòng)臺(tái))還包括發(fā)送單元和存儲(chǔ)單元，發(fā)送單元發(fā)送調(diào)制信號(hào)，發(fā)送的調(diào)制信號(hào)保存在存儲(chǔ)單元中，作為本地原始信號(hào)。這些單元的實(shí)現(xiàn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，因而不再贅述。
無編碼器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 如前所述，本文的數(shù)據(jù)合并和分離操作主要是基于調(diào)制方式的，所以本方法也可以用到無編碼系統(tǒng)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)過程中。如圖13所示，在中繼站，數(shù)據(jù)解調(diào)之后按照一定的映射規(guī)則進(jìn)行符號(hào)合并，然后再調(diào)制后發(fā)出。圖13中標(biāo)號(hào)1044所指的方框指代了圖8中的合并控制單元807、合并控制單元807以及數(shù)據(jù)合并單元808，其中合并控制單元807不再進(jìn)行編碼方式的判斷。因?yàn)橐陨喜考牟僮鞫家颜f明，因而在此不予贅述。
在無編碼器的情況下，接收端的符號(hào)分離操作可如圖14所示。和圖9(b)、圖9(c)一樣，圖14(a)適用于較高階的調(diào)制接收，可以先判決再分離；而圖14(b)是一種統(tǒng)一的接收機(jī)框圖，先按照映射圖樣分離再判決。其中的數(shù)據(jù)分離操作也和圖9中所示的部件的操作相同，區(qū)別在于沒有解碼單元。
這也是本發(fā)明的一種實(shí)施方式。
映射方式 從上述數(shù)據(jù)合并和分離過程可以看出，對(duì)于不同的調(diào)制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)合并相當(dāng)于一個(gè)重映射過程對(duì)于低階調(diào)制數(shù)據(jù)，是將低階調(diào)制的星座點(diǎn)映射到高階調(diào)制的星座點(diǎn)上；而對(duì)于高階調(diào)制數(shù)據(jù)，相當(dāng)于進(jìn)行星座點(diǎn)的重新映射過程。
例如上面公式(5)的例子，16QAM有16個(gè)星座點(diǎn)，QPSK有4個(gè)星座點(diǎn)，其合并后的星座組合共有64種可能，所以對(duì)于16QAM而言，有4種分離圖樣，如圖10所示；而對(duì)于QPSK而言，有16種分離圖樣，如圖11所示。
而且，對(duì)于本地信號(hào)為低階調(diào)制且是BPSK或者QPSK而接收的合并信號(hào)為較高階調(diào)制的接收機(jī)而言，由于BPSK和QPSK都是恒模調(diào)制(模值為1)且比特序列簡(jiǎn)單，和較高階符號(hào)合并時(shí)，較高階調(diào)制的星座符號(hào)平均功率和統(tǒng)計(jì)特性都沒有改變，所以其性能和沒有合并分離操作的同等調(diào)制系統(tǒng)相同。例如，在接收QPSK-16QAM合并信號(hào)中的16QAM信號(hào)的接收端，由于16QAM星座的平均信噪比沒有因?yàn)楫惢虿僮鞫淖?，所以接收性?誤包率)和沒有合并拆分操作時(shí)相同。
而對(duì)于合并操作的低階調(diào)制數(shù)據(jù)(例如QPSK-16QAM合并的QPSK信號(hào))，或者兩個(gè)較高階的調(diào)制數(shù)據(jù)合并(例如64QAM-16QAM合并)，由于合并后星座點(diǎn)的平均功率被改變，所以接收其的性能會(huì)和沒有合并分離操作時(shí)不同。
比特異或也是一種映射圖樣改變的過程，不同的異或方式代表不同的映射規(guī)則。
圖15給出了(4)式的映射圖示例。只給出了本地參考16QAM信號(hào)為{0，0，0，0}，{0，0，0，1}和{0，1，0，1}時(shí)的QPSK映射圖樣，其余的圖樣可以根據(jù)(4)式得到。
圖16給出了(6)式的映射圖示例。也同樣給出了本地參考信號(hào)為{0，0，0，0}，{0，0，0，1}和{0，1，0，1}時(shí)的三種QPSK映射圖樣。
從圖11和圖15、圖16可以看出，不同調(diào)制符號(hào)合并時(shí)，低階調(diào)制因?yàn)樵诟唠A調(diào)制星座圖上的映射因?yàn)椴煌挠成湟?guī)則而具有不同的映射圖樣。對(duì)于每一種映射圖樣，低階調(diào)制的映射后符號(hào)間歐氏距離不同時(shí)，其抗噪能力也不同。也就是說，不同的映射會(huì)導(dǎo)致不同的誤碼率性能。圖11中，QPSK在16QAM星座圖上的映射共有2種基本形狀，其他圖樣是這兩種圖樣的旋轉(zhuǎn)和星座點(diǎn)交換等操作。
根據(jù)編碼理論的一般原理，任意兩個(gè)符號(hào)間的最小歐氏距離最大的星座集抗噪能力最強(qiáng)。于是，這種不同調(diào)制符號(hào)的合并，還可以根據(jù)一定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則找到最佳的映射方式。其問題轉(zhuǎn)化為尋找一種低階符號(hào)(例如QPSK)在高階符號(hào)空間(例如16QAM)的映射結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以遍歷整個(gè)高階符號(hào)空間(保證各星座點(diǎn)的等概率分布)，且具有最大的最小符號(hào)間歐氏距離(最大的抗干擾性)。尋找具有最大最小符號(hào)間隔的映射，是映射模式的第一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
在碼字設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中，除了上述的最小歐氏距離最大準(zhǔn)則之外，還有星座集中具有最小歐氏距離最大的符號(hào)對(duì)個(gè)數(shù)等衡量準(zhǔn)則。例如當(dāng)兩種映射模式的最小歐氏距離相等時(shí)，最小歐氏距離最大的符號(hào)對(duì)較少的星座集，其性能要好于符號(hào)對(duì)較多的星座集。
上述(3)-(6)式的異或操作只是數(shù)據(jù)合并的一種實(shí)現(xiàn)實(shí)例。對(duì)于(3)-(6)的異或運(yùn)算方式的映射，實(shí)際系統(tǒng)中可直接用異或來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)的硬件模塊或軟件中，不同的調(diào)制方式組合有不同的映射結(jié)構(gòu)。不同調(diào)制數(shù)據(jù)的合并還可以通過其他方式，例如查找表等。當(dāng)一種映射無顯式的對(duì)應(yīng)異或或者其他公式可直接實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以采用查找表的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。即對(duì)于兩個(gè)確定的不同調(diào)制符號(hào)的比特序列，其對(duì)應(yīng)的映射符號(hào)通過查找表獲得。無論是異或或者查找表等，這種映射結(jié)構(gòu)收發(fā)雙方都是已知的。只要數(shù)據(jù)合并和分離操作對(duì)于兩種調(diào)制數(shù)據(jù)符號(hào)來說是一一對(duì)應(yīng)的即可。例如對(duì)于圖17的映射，任意一對(duì)QPSK和16QAM符號(hào)合并后生成的16QAM符號(hào)如表2中所列。
表2映射查找表 對(duì)于表2的數(shù)據(jù)合并，因?yàn)椴淮嬖趯?duì)應(yīng)的顯式公式或者異或操作，所以接收端的分離操作也需要按照查找表來確定本地參考信號(hào)所對(duì)應(yīng)的映射。
對(duì)于式(3)-(6)，也可以給出這種查找表。如前所述，異或操作并不是唯一的映射方式，還有其他可行的操作實(shí)例，在此僅僅舉出異或和查找表兩種可能的數(shù)據(jù)合并方式。
作為本文方法的驗(yàn)證，本文給出(4)、(5)、(6)式對(duì)應(yīng)的分離操作在兩個(gè)數(shù)據(jù)接收端對(duì)16QAM和QPSK的誤包率曲線，如圖18所示。仿真中我們假設(shè)中繼站準(zhǔn)確接收了2個(gè)源數(shù)據(jù)信息。其中，QPSK-4的曲線表示(4)式的混合調(diào)制中QPSK的誤包率，16QAM-6表示(6)式的混合調(diào)制中16QAM的誤包率，QPSK表示一般QPSK調(diào)制的性能。可以看出，不同的映射方式下，16QAM數(shù)據(jù)的接收性能和一般的通信系統(tǒng)相同，而QPSK數(shù)據(jù)的接收性能隨著不同的映射方式而不同。在這三種映射方式中，(5)式的性能最佳。
其他PSK和QAM調(diào)制方式的數(shù)據(jù)合并和分離操作和上述方法類似，在此給出幾種可能的比特異或方式公式。對(duì)于QPSK({a0，a1})-64QAM({b0，b1，b2，b3，b4，b5})合并操作公式如下 對(duì)于16QAM({a0，a1})-64QAM({b0，b1，b2，b3，b4，b5})合并，可以采用下面的式子 對(duì)于QPSK({a0，a1})和BPSK()調(diào)制，可以采用下面的式子 由于QPSK和BPSK是恒模調(diào)制，所以異或操作不影響與其合并的更高階調(diào)制數(shù)據(jù)的接收能力。而對(duì)于16QAM-64QAM符號(hào)對(duì)，采用本文中的比特序列異或來實(shí)現(xiàn)符號(hào)的混合調(diào)制合并時(shí)，較低階調(diào)制數(shù)據(jù)(64QAM)的平均功率可能會(huì)改變，所以其接收性能也會(huì)有影響。同樣對(duì)于多種可能的映射方式，可以找到性能較好的一種或者幾種。尋找較好的映射方式，可以通過理論分析的方法，也可以通過計(jì)算機(jī)搜索的方法。
圖19示出了示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)中繼方法的流程圖。
如圖19所示，首先在步驟1901，由第一解調(diào)單元801對(duì)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式。同時(shí)或者隨后，在步驟1902，第二解調(diào)單元802對(duì)來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是比所述第一調(diào)制方式階數(shù)高的第二調(diào)制方式。與步驟1901和1902同時(shí)，或者在它們之后，在步驟1903，合并控制單元執(zhí)行合并控制步驟，即，根據(jù)所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式提供進(jìn)行信號(hào)合并應(yīng)采取的映射規(guī)則，所述映射規(guī)則是如何將經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)一起映射到所述第二調(diào)制方式的符號(hào)的星座圖上的規(guī)則。最后，在步驟1904的數(shù)據(jù)合并步驟中，數(shù)據(jù)合并單元根據(jù)所述合并控制單元所提供的映射規(guī)則，對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。
另外，在來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)是經(jīng)編碼的信號(hào)時(shí)，還可以包括第一解碼步驟和第一編碼步驟，該第一解碼步驟用于對(duì)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼，而該第一編碼步驟用于對(duì)第一解碼步驟所解碼出的信號(hào)進(jìn)行再次編碼。再次編碼時(shí)，所采取的編碼方式可以不同于來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的原來的編碼方式。
另外，在來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)是經(jīng)編碼的信號(hào)時(shí)，還可以包括第二解碼步驟和第二編碼步驟，該第二解碼步驟用于對(duì)來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼，而該第二編碼步驟用于對(duì)第二解碼步驟所解碼出的信號(hào)進(jìn)行再次編碼。再次編碼時(shí)，所采取的編碼方式可以不同于來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的原來的編碼方式。
圖20示出了依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)分離方法的流程圖。如圖20所示，首先，在發(fā)送步驟2001中，發(fā)送第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)或第二調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，所述第二調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)，同時(shí)，所發(fā)送的信號(hào)被存儲(chǔ)起來，作為本地參考信號(hào)。另一方面，在接收步驟2002，接收由第一調(diào)制方式的第一調(diào)制數(shù)據(jù)和第二調(diào)制方式的第二調(diào)制數(shù)據(jù)合并成的第二調(diào)制方式的合并數(shù)據(jù)。然后，在分離控制步驟2003，根據(jù)所述第一調(diào)制方式、第二調(diào)制方式以及所述發(fā)送單元發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式還是第二調(diào)制方式，提供進(jìn)行信號(hào)逆映射規(guī)則，即將所述合并數(shù)據(jù)中的符號(hào)的星座圖中的星座點(diǎn)映射成期望接收的調(diào)制方式的比特的規(guī)則。所述逆映射規(guī)則可以是用公式表示的規(guī)則，也可以是不能用公式表示的規(guī)則。如前所述，當(dāng)所述逆映射規(guī)則不能由公式表達(dá)時(shí)，可以用表格的形式提供。然后，在解調(diào)分離步驟2004，所述解調(diào)分離步驟根據(jù)所述分離控制單元所確定的逆映射規(guī)則，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)。
在圖20示出的實(shí)施方式中，解調(diào)分離步驟2004具體地包括檢測(cè)步驟2005，由檢測(cè)單元3001對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)；符號(hào)分離步驟2006，由符號(hào)分離單元3003根據(jù)所述逆映射規(guī)則從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)的符號(hào)的星座點(diǎn)；以及判決步驟2007，由判決單元3002，對(duì)所述符號(hào)分離單元所分離出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決，從而獲得期望接收的數(shù)據(jù)。
顯然，在上面的實(shí)施方式中，解調(diào)分離步驟2004的處理與圖9(c)中的數(shù)據(jù)分離裝置的處理相同，但在另外的實(shí)施方式中，也可以對(duì)高階合并信號(hào)和低階合并信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，并分別采取與圖9(b)和圖9(c)所示的數(shù)據(jù)分離裝置的處理相對(duì)應(yīng)的不同處理。在這種情況下，可以增加判斷步驟，來判斷所接收的信號(hào)是高階合并信號(hào)還是低階合并信號(hào)。因?yàn)閰⒄請(qǐng)D9(b)和圖9(c)、以及圖20，可以清楚地知道這些步驟的實(shí)現(xiàn)，因而，此處不再予以贅述。
利用本發(fā)明的實(shí)施方式，在兩個(gè)鏈路的信噪比差別較大時(shí)，能夠很好的匹配其吞吐量的不平衡，以提高系統(tǒng)傳輸能力。本發(fā)明也同樣適用于網(wǎng)絡(luò)通信等其他適宜的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)中繼裝置，所述數(shù)據(jù)中繼裝置包括
第一解調(diào)單元(801)，用于對(duì)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式；
第二解調(diào)單元(802)，用于對(duì)來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是比所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高的第二調(diào)制方式；
合并控制單元，根據(jù)所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式提供進(jìn)行信號(hào)合并應(yīng)采取的映射規(guī)則，所述映射規(guī)則是如何將經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)一起映射到所述第二調(diào)制方式的符號(hào)的星座圖上的規(guī)則；
數(shù)據(jù)合并單元，根據(jù)所述合并控制單元所提供的映射規(guī)則，對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述映射規(guī)則是用公式表達(dá)的映射規(guī)則，或用表格表達(dá)的映射規(guī)則。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述映射規(guī)則是將所述第一調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的全部比特和所述第二調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的部分比特或全部比特進(jìn)行比特異或操作，得到所述第二調(diào)制方式的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中繼裝置，其特征在于，所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)是經(jīng)編碼的信號(hào)，所述數(shù)據(jù)中繼裝置還包括
第一解碼單元，用于對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼；
第一編碼單元，用于對(duì)經(jīng)所述第一解碼單元解碼后的信號(hào)進(jìn)行編碼；
第二解碼單元，用于對(duì)經(jīng)解調(diào)的所述來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解碼；
第二編碼單元，用于對(duì)經(jīng)所述第二解碼單元解碼后的信號(hào)進(jìn)行編碼；
所述數(shù)據(jù)合并單元對(duì)來自所述第一編碼單元的數(shù)據(jù)和來自所述第二編碼單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。
5.一種通信裝置，所述通信裝置包括
發(fā)送單元，發(fā)送第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)或第二調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，所述第二調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)；
解調(diào)分離單元(300)，所述解調(diào)分離單元用于接收由第一調(diào)制方式的第一調(diào)制數(shù)據(jù)和第二調(diào)制方式的第二調(diào)制數(shù)據(jù)合并成的第二調(diào)制方式的合并數(shù)據(jù)，從所述合并數(shù)據(jù)中解調(diào)分離出期望接收的信號(hào)；以及
分離控制單元(302)，其根據(jù)所述第一調(diào)制方式、第二調(diào)制方式以及所述發(fā)送單元發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式還是第二調(diào)制方式，提供進(jìn)行信號(hào)逆映射規(guī)則，即將所述合并數(shù)據(jù)中的符號(hào)的星座圖中的星座點(diǎn)映射成期望接收的調(diào)制方式的比特的規(guī)則，
所述解調(diào)分離單元根據(jù)所述分離控制單元所確定的逆映射規(guī)則，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述逆映射規(guī)則是可以用公式表達(dá)的逆映射規(guī)則和用表格表達(dá)的逆映射規(guī)則。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述解調(diào)分離單元(300)包括
檢測(cè)單元(3001)，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)；
符號(hào)分離單元(3003)，根據(jù)所述逆映射規(guī)則從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)的符號(hào)的星座點(diǎn)；
判決單元(3002)，對(duì)所述符號(hào)分離單元所分離出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決，從而獲得期望接收的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述通信裝置還包括判斷單元(303)，所述判斷單元用于判斷所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)是否高于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)；
所述解調(diào)分離單元(300)包括檢測(cè)單元(3001)、判決單元(3002)和符號(hào)分離單元(3003)，所述檢測(cè)單元(3001)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行符號(hào)檢測(cè)；
當(dāng)所述判斷單元(303)判斷出所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)時(shí)，所述判決單元(3002)對(duì)所述檢測(cè)單元檢測(cè)出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決；符號(hào)分離單元(3003)根據(jù)所述逆映射規(guī)則和所述判決單元判決出的比特值，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)，
當(dāng)所述判斷單元(303)判斷出所接收的合并信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)不高于所述發(fā)送單元所發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)時(shí)，符號(hào)分離單元(3003)根據(jù)所述逆映射規(guī)則從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)的符號(hào)的星座點(diǎn)，所述判決單元(3002)對(duì)所述符號(hào)分離單元所分離出的符號(hào)的星座點(diǎn)的比特值進(jìn)行判決，從而獲得期望接收的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置，其特征在于，所述逆映射規(guī)則是根據(jù)最小歐氏距離最大準(zhǔn)則確定的，或根據(jù)最小歐氏距離最大準(zhǔn)則以及最小歐氏距離的符號(hào)對(duì)的個(gè)數(shù)最少準(zhǔn)則確定的。
10.一種通信方法，所述通信方法包括以下步驟
發(fā)送步驟，發(fā)送第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)或第二調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，所述第二調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)高于所述第一調(diào)制方式的調(diào)制階數(shù)；
接收步驟，接收由第一調(diào)制方式的第一調(diào)制數(shù)據(jù)和第二調(diào)制方式的第二調(diào)制數(shù)據(jù)合并成的第二調(diào)制方式的合并數(shù)據(jù)，
分離控制步驟，其根據(jù)所述第一調(diào)制方式、第二調(diào)制方式以及所述發(fā)送步驟發(fā)送的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式是第一調(diào)制方式還是第二調(diào)制方式，提供進(jìn)行信號(hào)逆映射規(guī)則，即將所述合并數(shù)據(jù)中的符號(hào)的星座圖中的星座點(diǎn)映射成期望接收的調(diào)制方式的比特的規(guī)則；
解調(diào)分離步驟，所述解調(diào)分離步驟根據(jù)所述分離控制步驟所確定的逆映射規(guī)則，從所述合并數(shù)據(jù)中分離出期望接收的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中繼裝置、通信裝置和方法。該數(shù)據(jù)中繼裝置包括第一解調(diào)單元，用于對(duì)來自第一發(fā)射源的第一調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；第二解調(diào)單元，用于對(duì)來自第二發(fā)射源的、調(diào)制方式是比第一調(diào)制方式階數(shù)高的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；合并控制單元，根據(jù)來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式和來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制方式提供進(jìn)行信號(hào)合并應(yīng)采取的映射規(guī)則，映射規(guī)則是如何將經(jīng)解調(diào)的來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)一起映射到第二調(diào)制方式的符號(hào)的星座圖上的規(guī)則；數(shù)據(jù)合并單元，根據(jù)合并控制單元所提供的映射規(guī)則，對(duì)經(jīng)解調(diào)的來自第一發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)和經(jīng)解調(diào)的來自第二發(fā)射源的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)合并。
文檔編號(hào)H04L27/34GK101800616SQ20091000634
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者薛金銀, 吳建明, 田軍, 周華 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社