CN101877609B - 通信装置、基站和多点合作通信方法 - Google Patents

通信装置、基站和多点合作通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通信装置、基站和多点合作通信方法。该通信装置包括：信道估计单元，用于获得该通信装置与该通信装置所在的小区的小区基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与小区基站之间的信道估计值；发送单元，用于将所述信道估计值或基于所述信道估计值的信息传送给所述小区基站；接收单元，用于接收来自所述小区基站的多点合作消息，所述多点合作消息指示多点合作传输模式、该小区基站所采用的码本或预编码矩阵、以及与所述小区基站进行合作的合作基站所采用的码本或预编码矩阵；信道矩阵形成单元，用于根据所述多点合作消息获得信道矩阵；以及解码单元，根据所述信道矩阵和所述多点合作消息对接收到的信号进行解码。

Description

通信装置、基站和多点合作通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及无线通信***中多基站或者多小区合作通信的方法与装置。
背景技术
到目前为止，无线通信***已经得到了长足的发展。原先的第二代移动通信***GSM不断向通用无线分组业务GPRS、改进数据率的EDGE等技术演进，大幅度提高了***的数据传输能力。具有更高传输速率的第三代移动通信***例如宽带码分多址WCDMA、CDMA2000等技术也在全球许多国家和地区纷纷部署，开始投入商用。在蜂窝通信技术发展的同时，其他一些无线接入技术例如无线局域网WLAN和微波接入全球互通WiMAX也有了迅猛发展。此外，面向***移动通信***的IEEE802.16m技术和第三代合作伙伴项目演进技术3GPP LTE、第三代合作伙伴项目演进技术增强3GPP LTE+等项目也已经开始启动进入研发阶段。
随着人们对高速多媒体通信以及高速无线因特网的接入业务需求急速增长，而又面临无线频谱资源有限的情况下，利用现有的频带资源充分提高通信***的传输速率和频谱利用率是亟待解决的问题。鉴于多天线技术能提高传输容量或者信号质量，以上各种***都采用了多天线技术，在3GPP LTE-Advanced***中和IEEE 802.16m中甚至定义了基站到移动台的8发射天线和8接收天线的天线模式。
多天线***的空时处理技术主要包括空间复用和空间分集等。空间分集是空时编码将数据分成多个数据子流在多根天线上同时发送，通过在发射天线间的时域引入编码冗余得到分集增益。空间复用是在发射天线发送独立的信息流，接收端采用干扰抑制的方法进行解码，以实现最大化速率。一般来讲，空间复用技术可用来提高无线通信***的吞吐量，而空间分集技术可用来扩大无线通信***的覆盖。
无线通信***中，小区边缘的用户不但由于距离服务基站远，接收到服务基站的信号较弱而且受到临近小区基站信号的干扰也很大，从而恶化小区边缘用户的***吞吐量。
以下列出了本发明的参考文献，通过引用将它们并入于此，如同在本说明书中作了详尽描述。
1、[专利文献1]：COX TIMOTHY[US]；KHOSHNEVIS AHMAD[US]，COOPERATIVE MULTIPLE ACCESS IN WIRELESS NETWORKS(WO2008157147)；
2、[专利文献2]：SHEN MANYUAN[US]；XING GUANBIN[US]，Cooperative MIMO in Multicell wireless networks(US2008260064)；
3、[专利文献3]：LI ANXIN[CN]；LI XIANGMING[CN]，UPLINKMULTIPLE-INPUT-MULTIPLE-OUTPUT(MIMO)AND COOPERATIVEMIMO TRANSMISSIONS(WO2008124535)；
4、[专利文献4]：MEHTA NEELESH B[US]；ZHANG HONGYUAN[US]，System and method for transmitting signals in cooperatiVe base stationmulti-user MIMO networks(US2007248172)；
5、[专利文献5]：KIM SUNG JIN[KR]；KIM HO JIN[KR]，METHODFOR COOPERATIVE DIVERSITY IN MIMO WIRELESS NETWORK(KR20060111238)；
6、[专利文献6]：KIM SUNG-JIN[KR]；KIM HO-JI[KR]，Method ofproviding cooperative diversity in a MIMO wireless network(US2006239222)；
7、[非专利文献1]：Ayman F.Naguid，Vahid Tarokh，NambirajanSeshadri，A.Robert Calderbank，“A Space-Time Coding Modem forHigh-Data-Rate Wireless Communications，”IN IEEE JSAC，vol.16，no.8，October 1998，pp.1459-1478；
8、[非专利文献2]：V.Tarokh，N.Seshadri，A.R.Calderbank，“Space-time codes for high data rate wireless communication：performancecriterion and code construction”，IEEE Trans.Inform.Theory，44：744-765，March 1998。
发明内容
本发明的实施方式鉴于现有技术的上述问题提出，旨在解决现有技术中存在的一种或更多种的缺点，至少提供一种有益的选择。
为了实现本发明的目的，本发明的实施方式提供了以下的方面。
方面1、一种通信装置，该通信装置包括：
信道估计单元，用于获得该通信装置与该通信装置所在的小区的小区基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与小区基站之间的信道估计值；
发送单元，用于将所述信道估计值或基于所述信道估计值的信息传送给所述小区基站；
接收单元，用于接收来自所述小区基站的多点合作消息，所述多点合作消息指示多点合作传输模式、该小区基站所采用的码本或预编码矩阵、以及与所述小区基站进行合作的合作基站所采用的码本或预编码矩阵；
信道矩阵形成单元，用于根据所述多点合作消息获得信道矩阵；以及
解码单元，根据所述信道矩阵和所述多点合作消息对接收到的信号进行解码。
方面2、根据方面1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为相同的数据而对所接收的信号进行解码。
方面3、根据方面1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第一类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为不同的数据而对所接收的信号进行解码。
方面4、根据方面1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第二类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元针对来自所述小区基站的数据而对所接收的信号进行解码。
方面5、根据方面1所述的通信装置，其中，所述信道估计单元还获得该通信装置与所述合作基站之间的信道估计值；所述发送单元将该通信装置与所述合作基站之间的所述信道估计值传送给所述小区基站。
方面6、根据方面1所述的通信装置，其中，所述信道估计单元还获得该通信装置与所述合作基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与合作基站之间的信道估计值；所述通信装置还包括判断单元，所述判断单元判断是否应进行多点合作传输；在判断出应进行多点合作传输时，所述发送单元向所述小区基站发送请求进行多点合作传输的请求，作为基于所述信道估计值的信息。
方面7、根据方面6所述的通信装置，其中，所述判断单元还判断应采用的多点合作传输模式以及所述小区基站和合作基站应采用的码本或预编码矩阵，所述发送单元向所述小区基站发送的所述请求中包含指示所述多点合作传输模式和所述码本或预编码矩阵的信息。
方面8、根据方面7所述的通信装置，其中，所述判断单元在判断出应采用第二类非相关多点合作传输模式时，根据使该通信装置的后验信噪比或吞吐量最大的准则确定所述小区基站应采用的码本或预编码矩阵，并根据使该通信装置的后验信噪比或吞吐量最小的准则确定所述合作基站应采用的码本或预编码矩阵。
方面9、根据方面7所述的通信装置，其中，在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值在第一阈值和第二阈值之间并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值在第三阈值和第四阈值之间时所述判断单元判断应进行多点合作传输；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值低于处于第一阈值和第二阈值之间的第五阈值时，所述判断单元判断应采用相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值高于第三阈值和第四阈值之间的第六阈值时，所述判断单元判断应采用第一类相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值低于所述第六阈值时，所述判断单元判断应采用第二类相关多点合作传输模式。
方面10、一种基站，该基站包括：
接收单元，接收来自该基站服务的小区中的通信装置的针对所述通信装置与所述基站之间的信道的信道估计值，即与所述基站之间的信道估计值；
判断单元，根据所述信道估计值，判断是否应进行多点合作传输、应采用的多点合作传输模式、所述基站应采用的码本或预编码矩阵、以及与所述基站合作的合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息；
第一发送单元，所述第一发送单元向所述合作基站通知合作信息，所述合作信息包含指示所述多点合作传输模式、所述合作基站应采用的码本的信息以及所述合作基站应发送的数据；以及
第二发送单元，向所述通信装置发送指示采用的多点合作传输模式、所述基站应采用的码本或预编码矩阵、以及与所述基站合作的合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息，以及应由所述通信装置接收的数据。
方面11、根据方面10所述的基站，其中所述判断单元根据所述信道估计值和所述通信装置的地理位置进行所述判断。
方面12、根据方面10所述的基站，其中所述接收单元还接收来自所述通信装置的针对所述通信装置与所述合作基站之间的信道的信道估计值，即与合作基站之间的信道估计值；所述判断单元根据所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值和所述通信装置与所述基站之间的信道估计值进行所述判断。
方面13、根据方面12所述的基站，其中在所述通信装置与所述基站之间的信道估计值在第一阈值和第二阈值之间并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值在第三阈值和第四阈值之间时所述判断单元判断应进行多点合作传输；在所述通信装置与所述基站之间的信道估计值低于处于第一阈值和第二阈值之间的第五阈值时，所述判断单元判断应采用相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值高于第三阈值和第四阈值之间的第六阈值时，所述判断单元判断应采用第一类相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值低于所述第六阈值时，所述判断单元判断应采用第二类相关多点合作传输模式。
方面14、根据方面10所述的通信装置，其中，所述判断单元在判断出应采用第二类非相关多点合作传输模式时，根据使所述通信装置的后验信噪比或吞吐量最大的准则确定所述基站应采用的码本或预编码矩阵，并根据使所述通信装置的后验信噪比或吞吐量最小的准则确定所述合作基站应采用的码本或预编码矩阵。
方面15、根据方面13所述的通信装置，其中，所述判断单元在判断出应采用相关多点合作传输模式时，所述第一发送单元向所述合作基站发送与所述基站要发送给所述通信装置的数据相同的数据；所述判断单元在判断出应采用第一类相关多点合作传输模式时，所述第一发送单元向所述合作基站发送与所述基站要发送给所述通信装置的数据不同的数据；所述判断单元在判断出应采用第一类相关多点合作传输模式时，所述第一发送单元不向所述合作基站发送数据。
方面16、一种通信装置使用的多点合作通信方法，所述多点合作通信方法包括以下步骤：
信道估计步骤，获得与该通信装置所在的小区的小区基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与小区基站之间的信道估计值；
发送步骤，将所述信道估计值或基于所述信道估计值的信息传送给所述小区基站；
接收步骤，接收来自所述小区基站的多点合作消息，所述多点合作消息指示多点合作传输模式、该小区基站所采用的码本或预编码矩阵、以及与所述小区基站进行合作的合作基站所采用的码本或预编码矩阵；
信道矩阵形成步骤，根据所述多点合作消息获得信道矩阵；以及
解码步骤，根据所述信道矩阵和所述多点合作消息对接收到的信号进行解码。
方面17、根据方面16所述的多点合作通信方法，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成步骤对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码步骤将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为相同的数据而对所接收的信号进行解码。
方面18、根据方面16所述的多点合作通信方法，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第一类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成步骤对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码步骤将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为不同的数据而对所接收的信号进行解码。
方面19、根据方面16所述的多点合作通信方法，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第二类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成步骤对所述小区基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码步骤针对来自所述小区基站的数据而对所接收的信号进行解码。
方面20、根据方面16所述的多点合作通信方法，其中，所述信道估计步骤还获得该通信装置与所述合作基站之间的信道估计值；所述发送步骤将该通信装置与所述合作基站之间的所述信道估计值传送给所述小区基站。
方面21、根据方面16所述的多点合作通信方法，其中，所述信道估计步骤还获得该通信装置与所述合作基站之间的的信道的信道估计值，即，通信装置与合作基站之间的信道估计值；所述多点合作通信方法还包括判断步骤，所述判断单元判断是否应进行多点合作传输；在判断出应进行多点合作传输时，所述发送步骤向所述小区基站发送请求进行多点合作传输的请求，作为基于所述信道估计值的信息。
方面22、根据方面21所述的多点合作通信方法，其中，所述判断步骤还判断应采用的多点合作传输模式以及所述小区基站和合作基站应采用的码本或预编码矩阵，所述发送步骤向所述小区基站发送的所述请求中包含指示所述多点合作传输模式和所述码本或预编码矩阵的信息。
方面23、一种基站，该基站包括：
接收单元，接收来自该基站服务的小区中的通信装置的请求进行多点合作传输的请求，所述请求中包括指示应采用的多点合作传输模式、所述基站应采用的码本或预编码矩阵、以及与所述基站合作的合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息；
第一发送单元，所述第一发送单元向所述合作基站通知合作信息，所述合作信息包含指示所述多点合作传输模式、所述合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息以及所述合作基站应发送的数据；以及
第二发送单元，向所述通信装置发送针对所述请求的确认以及应由所述通信装置接收的数据。
方面24、根据方面23所述的基站，该基站还包括判断单元，所述判断单元判断所述请求是否应该接受。
依据本发明的实施方式，基站之间能够进行良好的合作来为移动台提供服务，能够改善服务质量。
附图说明
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。
图1示出了依据本发明实施方式的相关多点合作传输模式。
图2示出了依据本发明实施方式的第一类非相关多点合作传输模式。
图3示出了依据本发明实施方式的第二类非相关多点合作传输模式。
图4是示出了主基站选择传输模式的一种示例性实施方式的流程图。
图5是示出了主基站选择传输模式的另一种示例性实施方式的流程图。
图6A示出了依据本发明的一种实施方式的移动台。
图6B示出了依据本发明的另一种实施方式的移动台。
图7示出了依据本发明的一种实施方式的主基站的示意性功能框图。
图8示出了依据本发明的一种实施方式的合作基站的示意性功能框图。
图9示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的一种实施方式的处理流程图。
图10示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的另一种实施方式的处理流程图。
图11示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的又一种实施方式的处理流程图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施方式。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
在所述的说明和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
依据本发明的实施方式，主基站和合作基站可以采用相关多点合作传输模式、第一类非相关多点合作传输模式和第二类相关多点合作传输模式对移动台进行多点合作。下面对这三种多点合作传输模式进行介绍。
在本文中，假定在合作通信中，主基站的长期统计信号功率大于其他合作基站(也称相邻基站)的长期统计信号功率。
图1示出了依据本发明实施方式的相关多点合作传输模式。如图1所示，在这种模式下，主基站和合作基站共同服务一个移动台，使用相同或不同的码本对相同的数据进行预编码，数据s在经过预编码后，通过主基站和合作基站发送给移动台。在这种情况下，移动台必须对信道Г0(k，l)和Г1(k，l)同时进行信道估计。可以由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站选择一个码本，分别表示为U0和U1。另选地，可以由移动台以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站分别选择码本U0和U1，另外，也可以由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己一个码本U0，由合作基站根据码本U0选择码本U1。移动台的接收信号仅仅受到AWGN噪声的干扰。
图2示出了依据本发明实施方式的第一类非相关多点合作传输模式。如图2所示，在这种模式下，主基站和合作基站共同服务一个移动台，使用相同或不同的码本并传送不同的数据。在这种情况下，移动台必须对信道Г0(k，l)和Г1(k，l)同时进行信道估计。由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站选择一个码本，分别表示为U0和U1。另选地，可以由移动台以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站分别选择码本U0和U1，另外，也可以由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己一个码本U0，由合作基站根据码本U0选择码本U1。
在主基站的发送数据s0在经过U0的预编码后发送给移动台的同时，合作基站的发送数据s1在经过U1的预编码后发送给移动台。移动台的接收信号除了接受到来自主基站的有用信号s0和来自合作基站的有用信号s1外，由于码本的非完全理想，还会存在这两个信号的相互干扰值；此外，还要受到AWGN噪声的干扰。
图3示出了依据本发明实施方式的第二类非相关多点合作传输模式。如图3所示，在这种模式下，主基站和合作基站分别服务各自的移动台，使用不同或者相同的码本并传送不同的数据。在这种情况下，移动台对信道Г0(k，l)和Г1(k，l)同时进行信道估计。可以由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站选择一个码本，分别表示为U0和U1。另选地，可以由移动台以该信道估计的结果为依据为主基站自己和合作基站分别选择码本U0和U1，另外，也可以由主基站以该信道估计的结果为依据为主基站自己一个码本U0，由合作基站根据码本U0选择码本U1。主基站的发送数据s0在经过U0的预编码后发送给主基站服务的移动台，合作基站的发送数据s1在经过U1的预编码后发送给合作基站服务的移动台。主基站的移动台在接收信号时，除了接收到来自主基站的有用信号s0外，由于码本的非完全理想，还会存在着合作基站的发送数据s1信号的干扰；此外，还要受到AWGN噪声的干扰。
在第二类非相关多点合作传输模式中，在主基站和合作服务基站所分别采用的码本U0和U1中，一个码本使得该移动台的后验信噪比(吞吐量)最大，另外一个码本使得该移动台的后验信噪比(吞吐量)最小。主基站采用使得该移动台的后验信噪比(吞吐量)最大的码本的基站发送服务于该移动台的信号；采用使得该移动台的后验信噪比(吞吐量)最小的码本的基站发送服务于另外的移动台的信号。
图4是示出了主基站选择传输模式的一种示例性实施方式的流程图。如图4所示，首先在步骤S401，主基站接收来自移动台的对主基站和该移动台之间、以及该移动台与相邻基站(与主基站相邻的其它基站)之间的信道估计值。在本发明的实施方式中，每个移动台都需要对主基站和各相邻基站进行信道估计。
然后，在步骤S402，主基站可以根据当前的信道状况判断是否需要进行多点合作。例如在一种实施方式中，当主基站与移动台之间的信道估计值小于第一阈值并大于第二阈值，而相邻基站与该移动台之间的信道估计值小于第三阈值并大于第四阈值时，判断需要进行多点合作。
主基站与移动台之间的信道估计值大于第一阈值说明主基站与移动台之间的信道非常好，无需多点合作。主基站与移动台之间的信道估计值小于第二阈值说明主基站与移动台之间的信道非常不好，主基站没有能力进行多点合作，因而在这种情况下，判断为无需进行多点合作。另一方面，相邻基站与移动台之间的信道估计值大于第三阈值说明相邻基站与移动台之间的信道非常好，无需多点合作。相邻与移动台之间的信道估计值小于第四阈值说明相邻基站与移动台之间的信道非常不好，相邻基站没有能力进行多点合作。
应该注意，在另一种实施方式中，不必判断相邻基站与移动台之间的信道估计值是否大于第三阈值，而直接假定其小于第三阈值。
在步骤S402判断出需要进行多点合作时，主基站进一步判断需要进行哪一种多点合作传输模式。为此，在本发明的一种实施方式中，在步骤S403，主基站判断主基站与移动台之间的信道估计值是否低于处于第一阈值和第二阈值之间的第五阈值，如果低于第五阈值，则判断需要进行相关多点合作传输模式。另一方面，当在步骤S403判断出主基站与移动台之间的信道估计值不低于第五阈值时，在步骤S404判断相邻基站和移动台之间的信道估计值是否高于处于第三阈值和第四阈值之间的第六阈值。如果判断出高于第六阈值，则判断出需采用第一类非相关多点合作传输模式。如果判断出不高于第六阈值，则判断出需采用第二类非相关多点合作传输模式。
图5是示出了主基站选择传输模式的另一种示例性实施方式的流程图。图5所示的流程与图4所示的流程大体相同，只是在步骤404判断出相邻基站和移动台之间的信道估计值高于第六阈值之后，进一步在步骤405判断数据流量是否大于预定值。如果大于预定值，则采用第一类非相关多点合作传输模式，否则，采用第二类非相关多点合作传输模式。
另外，在另选的实施方式中，移动台可以不测量与合作基站之间的信道估计值，而只测量与主基站之间的信道估计值。主基站根据该移动台的地理位置来推测其与合作基站之间的信道估计值，并进而确定是否应采用多点合作传输模式，以及应采用何种多点合作传输模式。
另外，尽管在图4和图5中由主基站进行是否需要进行多点合作传输以及采用哪种多点合作传输模式的判断，但这可以由移动台来进行。在这种情况下，例如步骤S401中的接收信道估计值的步骤可以变为进行信道估计的步骤。
图6A示出了依据本发明的一种实施方式的移动台。在本发明的实施方式中，假定接收机采用MMSE检测，并且假定接收机在接收各基站的发送信号时，时间上与各基站完全同步。如果时间不同步，可以通过简单的线性相位调整补偿时间误差。
如图6A所示，依据本发明的一种实施方式，移动台60包括信道估计单元61、发送单元62、接收单元63、信道矩阵形成单元64以及解码单元65。
信道估计单元61估计与主基站之间的信道估计值，并估计与相邻基站之间的信道估计值。发送单元62将估计出的信道估计值传递给主基站。另选的是，发送单元62也可以将估计出的与相邻基站之间的信道估计值发送给该相邻基站。
应该注意，在某些通信***中(例如TTD***中)，上行信道和下行信道是对称的，因而在这种情况下，信道估计单元61可以只估计与相邻基站之间的信道估计值。
接收单元63接收主基站发送的有关于是否进入多点合作传输模式、进入多点合作传输模式时进入何种多点合作传输模式、以及主基站和合作基站采用的码本等信息。如在CDMA下，可以通过下行指令信道CIPCH信道发送以上的信息；在LTE***下，可以通过PDCCH信道发送该信息。此外，接收单元还接收来自主基站和/或相邻基站的数据。
在被通知进入相关多点合作传输模式和第一类非相关多点合作传输模式时，信道矩阵形成单元64通过对主基站的天线和相邻基站的天线进行信道估计形成信道矩阵；在被通知进入第二类非相关多点合作传输模式时，信道矩阵形成单元64通过对服务于该用户的基站的天线进行信道估计，形成信道矩阵。
解码单元65根据信道矩阵和主基站通知的多点合作传输模式和所述信道矩阵对来自主基站和相邻基站的数据进行解码。具体地，在被通知了进入相关多点合作传输模式时，解码单元65将接收单元63在同一资源上接收的来自不同基站的数据视为相同的数据，而进行解码。在本发明的实施方式中，同一资源是指同一时间，同一符号的相同子载波资源。在被通知了进入第一类相关多点合作传输模式时，解码单元65将接收单元63在同一资源上接收的来自不同基站的数据视为不同的数据，而进行解码。解码可以采用共知的MMSE接收机，ZF接收机等。
在被通知不进入多点合作传输模式以及进入第二类非相关多点合作传输模式时，移动台的处理与现有技术的情况一样。因而，在一种实施方式中，主基站可以只向移动台通知进入相关多点合作传输模式和第二类非相关多点合作传输模式。
图6B示出了依据本发明的另一种实施方式的移动台。与图6A所示的移动台相比，图6B所示的移动台增加了判断单元66。判断单元66根据信道估计单元61估计出的信道估计值，判断是否需要进行多点合作传输，以及进行哪种合作传输，并确定主基站和合作基站应采用的码本。在判断单元66判断出需要进行多点合作时，将包含所确定出的多点合作传输模式、所确定的码本在内的、请求进入多点多点合作传输模式的请求发送给主基站。
在另选的实施方式中，判断单元66可以只判断是否需要进行多点合作传输、以及进行哪种合作传输，而不需确定主基站和合作基站应采用的码本。
接收单元63接收来自主基站的关于是否接受移动台的请求的通知。在一种实施方式中，该通知还包括所确认的多点合作传输模式、以及主基站和合作基站将采用的码本。
图7示出了依据本发明的一种实施方式的主基站的示意性功能框图。如图7所示，根据本发明的一种方式，主基站70包括接收单元71、判断单元72、第一发送单元73和第二发送单元74。
接收单元71接收来自移动台的信道估计值或者接收来自移动台的预编码矩阵值。在TDD***中，如果移动台不发送与该移动台该主基站之间的信道的估计值，该主基站还包括信道估计单元75(如图7中的虚框所示)，用于估计该主基站与移动台之间的信道的信道估计值。
判断单元72根据所述信道估计值或者预编码矩阵，是否进入多点合作传输模式，以及如果进入多点合作传输模式，进入哪种多点合作传输模式。另外，判断单元72还确定主基站和合作基站应采用的编码调制方案、所使用的码本等。在确定确定编码调制方案和采用的码本时，可采用后验信噪比最大或者吞吐量最大的准则。
在确定码本和编码调制方案时采用的后验信噪比最大准则，也就是在一定的解码算法(比如迫零算法或者MMSE算法)下，选择使得***的后验信噪比最大的码本，并根据所得的后验信噪比选择相应的编码调制方案；
在确定码本和编码调制方案时采用的吞吐量最大的准则，也就是在一定的解码算法(比如迫零算法或者MMSE算法)和***的目标误帧率要求下，选择使得***的吞吐量最大的码本和编码调制方案。
在确定进入多点合作传输模式的情况下，第一发送单元73例如通过基站和基站之间的接口(例如X2接口)向合作基站通知所选的多点合作传输模式，并在选择了相关多点合作传输模式的情况下，用于向合作基站发送合作基站要发送给移动台的数据。该数据与该主基站要发送给移动台的数据相同。在选择了第一类非相关多点合作传输模式的情况下，向合作基站发送合作基站要发送给移动台的数据。该数据与该主基站要发送给移动台的数据不同。此外，第一发送单元73还发送指示码本(预编码矩阵)、编码调制方案等的数据发送信息。第一发送单元73可以直接发送指示合作基站应采用的码本、编码调制方案等的信息。在另一种实施方式中，也可以发送主基站自身采用的码本，而由合作基站根据该主基站所采用的码本来判断自身应该采用的码本。第一发送单元73发送给合作基站的数据发送信息和数据等统称合作信息。
在确定出采用多点合作时，第二发送单元74向移动台发送指示采用哪种多点合作方式等的多点合作消息。在一种实施方式中，第二发送单元74还向移动台发送主基站所采用的编码调制方式和码本信息以及合作基站所采用的编码调制方式和码本信息。在另选的实施方式中，第二发送单元74向移动台发送主基站所采用的编码调制方式和码本信息，但不发送合作基站所采用的编码调制方式和码本信息。
图8示出了依据本发明的一种实施方式的合作基站的示意性功能框图。如图8所示，根据本发明的一种实施方式，合作基站80包括接收单元81、确定单元82和发送单元83。
接收单元81接收来自主基站的、指示是否进入多点合作传输模式、进入哪种多点合作传输模式、应采用的编码调制方式、码本(预编码矩阵)等的信息以及要发送的数据等。
确定单元82根据来自主基站的信息，确定该合作基站自身应采用的编码调制方式和码本(预编码矩阵)等。在主基站直接指示了应采用的编码调制方式和码本(预编码矩阵)等时，确定单元直接将所指示的编码调制方式和码本确定为应采用的编码调制方式和码本(预编码矩阵)。在主基站未进行直接的指示，而只是给出了指示主基站所采用的编码调制方案和码本信息、移动台与合作基站之间的信道估计值时，确定单元82根据这些信息，确定应该采用的编码调制方案和码本(预编码矩阵)等。
在被指示进入多点合作传输模式时，发送单元83根据确定单元82的编码调制方式和码本向移动台发送数据。在进入相关多点合作传输模式和第一类非相关多点合作传输模式时，发送单元83发送的数据来自接收单元接收的从主基站发送来的数据。在第二类非相关多点合作传输模式中，发送单元83不向需要多点合作服务的移动台发送数据，但采用主基站通知的编码调制方案、码本等向自身服务的移动台发送数据，以使对需要多点合作服务的移动台造成的干扰最小。由于此时合作基站的数据客观上也会被移动台接收到(作为干扰)，因而其与从主基站接收到的数据一起统称为合作数据。
应该注意，虽然在上面未说明，图中也未示出，但移动台和各基站都包含实现自身功能所必须的各种其它单元。这些其它单元例如对移动台和基站的个组成部件进行控制的控制单元(如CPU)，存储数据、码本信息的存储单元，用于方便工作人员或用户操作的接口单元(例如显示器、操作键等)等。
图9示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的一种实施方式的处理流程图。虽然在图中示出了一个合作基站，但应该注意，合作基站也可以有多个。
如图9所示，在根据本发明的一种实施方式的通信***中，首先由移动台进行信道估计(S91)，估计移动台与主基站之间和移动台与合作基站之间的信道的信道估计值。然后，移动台将信道估计值发送给主基站(S92)。主基站根据接收的信道估计值，确定是否进行多点合作，以及进行多点合作应采用的多点合作传输模式(S93)。然后在确定出进行多点合作时，将指示进行何种形式的多点合作，主基站和合作基站采用的编码调制方式、码本等的多点合作消息发送给移动台(S94)，将包括指示多点合作传输模式、编码调制方案、码本(预编码矩阵)的数据发送信息以及数据(在相关合作和第一类非相关合作的情况下)等的合作信息发送给合作基站(S95)，并向移动台发送数据(S96)。
合作基站在收到来自主基站的合作信息之后，确定编码调制方式、所采用的码本(预编码矩阵)等(S97)，然后发送合作数据(S98)。此后，移动台根据主基站发送的多点合作消息，对来自主基站和来自合作基站的数据进行解码(S99)。
图10示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的另一种实施方式的处理流程图。
如图10所示，在根据本发明的一种实施方式的通信***中，首先由移动台进行信道估计(S101)，其只估计移动台与主基站之间信道的信道估计值。然后，移动台将信道估计值发送给主基站(S102)。主基站根据接收的信道估计值和该移动台的地理位置，确定是否进行多点合作，以及进行多点合作应采用的多点合作传输模式(S103)。然后在确定出进行多点合作时，将指示进行何种形式的多点合作、主基站采用的编码调制方式、码本等的多点合作消息发送给移动台(S104)，将包括指示多点合作传输模式、编码调制方案、码本的数据发送信息以及数据(在相关合作和第一类非相关合作的情况下)等在内的合作信息发送给合作基站(S105)，并向移动台发送数据(S106)。
移动台收到来自主基站的多点合作信息之后，进行信道估计(S107)，并将信道估计值发送给合作基站(S108)。合作基站在收到来自主基站的合作信息和移动台的信道估计值之后，确定编码调制方式、所采用的码本等(S109)，然后将所确定的这些解码信息发送给移动台(S110)，然后发送合作数据(S111)。此后，移动台根据主基站发送的多点合作消息和合作基站发送的解码信息，对来自主基站和来自合作基站的数据进行解码(S112)。
图11示出了由移动台、主基站、合作基站组成的通信***的又一种实施方式的处理流程图。
如图11所示，在根据本发明的该种实施方式的通信***中，首先由移动台进行信道估计(S201)，其估计移动台与主基站之间信道的信道估计值，以及移动台与主基站之间信道的信道估计值。然后，移动台根据信道估计值判断是否需要进行多点合作传输、以及需要进行哪种形式的多点合作传输、在该多点合作传输模式中主基站和合作基站应采用的码本(预编码矩阵)、编码调制方式等(S202)。然后在判断出需要进行多点合作传输时，将包含上述信息的请求进行多点合作传输的请求发送给主基站(S203)。主基站在接收到该请求后，确定是否可以接受该请求，并将确认消息传送给移动台(S204)，同时，将合作信息发送给合作基站(是205)，随后向移动台发送数据(S206)，合作基站根据接收的合作信息，确定编码调制方式、所采用的码本等，发送合作数据(S207)。此后，移动台对来自主基站和来自合作基站的数据进行解码(S208)。
主基站可以根据该基站和合作基站的当前正在使用的资源合理调度该请求信息，比如：如果主基站发现该请求信息中指示的各基站对应的预编码矩阵在各基站中都没有被使用，则主基站可以接收该请求，并确定相应的多点合作传输模式；如果主基站发现该请求信息中指示的各基站对应预编码矩阵正在被各基站或者各基站中之一使用，则主基站可以拒绝该请求。
应该注意，虽然在上面的说明中，各步骤是按顺序编号的，但应该注意，以上的步骤的顺序可以改变，并且有些步骤可以并行执行。
此外，在本发明的实施方式中，例如对于OFDM***，发送的数据应该被预先选择好的码本在OFDM***的频域上各子载波上进行预编码，而在每个子帧里面，各子载波通过(k，l)进行编号，其中k是在每个OFDM符号中子载波的编号，l是每个OFDM符号的编号。预编码后的信号在M个发射天线上发射，并被N个接收天线接收，接收到的信号可以表示为，
r(k，l)＝Γ0(k，l)·U0·s0(k，l)+Γ1(k，l)·U1·s1(k，l)+η(k，l)(0.1)
其中，r(k，l)，Гi(k，l)，Ui，si(k，l)和ηi(k，l)分别代表接收信号、信道响应矩阵、与编码向量、发送信号和AWGN噪声向量，其中，并且各自的向量维数为N×1，N×M，M×1，1×1和N×1。
应该注意，本文所限定的基站应作最宽泛的解释，其应包括形成自己的服务区，对服务区中的通信装置进行服务的各种装置。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的单元及方法步骤，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可以用硬件(计算机等逻辑装置)执行的软件来实现。所述软件在被执行时，可以使所述硬件(计算机等逻辑装置)实现上述的方法或其组成步骤，或使所述硬件(计算机等逻辑装置)充当上面所述的本发明的装置部件。
软件可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上描述的实施例都是示例性的，不是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的精神，可以想到各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种通信装置，该通信装置包括：
信道估计单元，用于获得该通信装置与该通信装置所在的小区的小区基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与小区基站之间的信道估计值；
发送单元，用于将所述信道估计值或基于所述信道估计值的信息传送给所述小区基站；
接收单元，用于接收来自所述小区基站的多点合作消息，所述多点合作消息指示多点合作传输模式、该小区基站所采用的码本或预编码矩阵、以及与所述小区基站进行合作的合作基站所采用的码本或预编码矩阵；
信道矩阵形成单元，用于根据所述多点合作消息获得信道矩阵；以及
解码单元，根据所述信道矩阵和所述多点合作消息对接收到的信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为相同的数据而对所接收的信号进行解码，其中，在所述相关多点合作传输模式下，所述小区基站和所述合作基站共同服务所述通信装置，使用相同或不同的码本对相同的数据进行预编码。
3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第一类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线和所述合作基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元将来自所述小区基站的数据和来自所述合作基站的数据视为不同的数据而对所接收的信号进行解码，在所述第一类非相关多点合作传输模式下，所述小区基站和所述合作基站共同服务所述通信装置，使用相同或不同的码本对不同的数据进行预编码。
4.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述多点合作消息指示所述多点合作传输模式为第二类非相关多点合作传输模式，所述信道矩阵形成单元对所述小区基站的天线进行信道估计形成信道矩阵，所述解码单元针对来自所述小区基站的数据而对所接收的信号进行解码，在第二类非相关多点合作传输模式下，所述小区基站服务与所述通信装置，所述合作基站不服务于所述通信装置，所述合作基站和所述小区基站使用不同或者相同的码本对不同的数据进行预编码。
5.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述信道估计单元还获得该通信装置与所述合作基站之间的信道的信道估计值，即，通信装置与合作基站之间的信道估计值；所述通信装置还包括判断单元，所述判断单元确定是否应进行多点合作传输；在确定出应进行多点合作传输时，所述发送单元向所述小区基站发送请求进行多点合作传输的请求，作为基于所述信道估计值的信息。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述判断单元还确定应采用的多点合作传输模式以及所述小区基站和合作基站应采用的码本或预编码矩阵，所述发送单元向所述小区基站发送的所述请求中包含指示所述多点合作传输模式和所述码本或预编码矩阵的信息。
7.根据权利要求6所述的通信装置，其中，所述判断单元在确定出应采用第二类非相关多点合作传输模式时，根据使该通信装置的后验信噪比或吞吐量最大的准则确定所述小区基站应采用的码本或预编码矩阵，并根据使该通信装置的后验信噪比或吞吐量最小的准则确定所述合作基站应采用的码本或预编码矩阵，在第二类非相关多点合作传输模式下，所述小区基站服务与所述通信装置，所述合作基站和所述小区基站使用不同或者相同的码本对不同的数据进行预编码。
8.根据权利要求6所述的通信装置，其中，在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值在第一阈值和第二阈值之间，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值在第三阈值和第四阈值之间时，所述判断单元判断应进行多点合作传输；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值低于处于第一阈值和第二阈值之间的第五阈值时，所述判断单元判断应采用相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值高于第三阈值和第四阈值之间的第六阈值时，所述判断单元判断应采用第一类相关多点合作传输模式；在所述通信装置与所述小区基站之间的信道估计值高于所述第五阈值，并且所述通信装置与所述合作基站之间的信道估计值低于所述第六阈值时，所述判断单元判断应采用第二类相关多点合作传输模式。
9.一种基站，该基站包括：
接收单元，接收来自该基站服务的小区中的通信装置的针对所述通信装置与所述基站之间的信道的信道估计值；
判断单元，根据所述信道估计值，确定是否应进行多点合作传输、应采用的多点合作传输模式、所述基站应采用的码本或预编码矩阵、以及与所述基站合作的合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息；
第一发送单元，所述第一发送单元向所述合作基站通知合作信息，所述合作信息包含指示所述多点合作传输模式、所述合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息以及所述合作基站应发送的数据；以及
第二发送单元，向所述通信装置发送指示采用的多点合作传输模式、所述基站应采用的码本或预编码矩阵、以及与所述基站合作的合作基站应采用的码本或预编码矩阵的信息，以及应由所述通信装置接收的数据。
10.一种通信装置使用的多点合作通信方法，所述多点合作通信方法包括以下步骤：
信道估计步骤，获得与该通信装置所在的小区的小区基站之间的信道的信道估计值；
发送步骤，将所述信道估计值或基于所述信道估计值的信息传送给所述小区基站；
接收步骤，接收来自所述小区基站的多点合作消息，所述多点合作消息指示多点合作传输模式、该小区基站所采用的码本或预编码矩阵、以及与所述小区基站进行合作的合作基站所采用的码本或预编码矩阵；
信道矩阵形成步骤，根据所述多点合作消息获得信道矩阵；以及
解码步骤，根据所述信道矩阵和所述多点合作消息对接收到的信号进行解码。
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