專利名稱：使用基于mimo的網(wǎng)絡(luò)編碼的通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。更具體來說，本發(fā)明涉及用于無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)編 碼方案。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)編碼通過混合在中間節(jié)點(diǎn)從源節(jié)點(diǎn)所接收的信息并且將混合信息重傳到一 個(gè)或多個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，來提高無線網(wǎng)絡(luò)的容量或吞吐量。從中間節(jié)點(diǎn)流出的任何信息的內(nèi)容 可由目標(biāo)節(jié)點(diǎn)從流入中間節(jié)點(diǎn)的信息得出。網(wǎng)絡(luò)編碼和無線廣播的組合可使用本領(lǐng)域眾所 周知的解碼技術(shù)來提高雙向業(yè)務(wù)的單播吞吐量。圖1示出基站(BS) 102與移動(dòng)臺(MS) 106之間使用中繼站(RS) 104的信息交換的 常規(guī)方法(即沒有網(wǎng)絡(luò)編碼)。在時(shí)隙Tl，MS 106轉(zhuǎn)發(fā)送往BS 102的分組“a”。由于BS 102超出范圍，所以，RS 104截取分組“a”，并且在時(shí)隙T2將它中繼給BS 102。在時(shí)隙T3， BS 102又將分組“b”轉(zhuǎn)發(fā)給MS 106，分組“b”也經(jīng)由RS 104截取以及在T4經(jīng)由其中繼。 因此，需要花費(fèi)4個(gè)時(shí)隙來完成BS 102與MS 106之間的信息交換。圖2示出BS 102與MS 106之間的信息交換，但在這種情形中，RS 104采用常規(guī) 網(wǎng)絡(luò)編碼。在這種情況下，中間節(jié)點(diǎn)(即RS 104)對于從源節(jié)點(diǎn)(即RS 102和MS 106)所 接收的信息進(jìn)行編碼和多播。在Tl，MS 106將分組“a”轉(zhuǎn)發(fā)給RS 104。在T2，BS 102將 分組“b”轉(zhuǎn)發(fā)給RS 104。在T3，RS 104向BS 102和MS 106多播分組的混合“a+b”(其中 “ + ”表示二進(jìn)制“異或”編碼)。相應(yīng)地，需要花費(fèi)3個(gè)時(shí)隙來完成信息交換。圖2的情形 示出單輸入單輸出(SISO)天線系統(tǒng)、BS-RS-MS情形和相等時(shí)隙調(diào)度。常規(guī)無線網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)層或以上、以二進(jìn)制比特級與SISO天線系統(tǒng)配合操作。 在網(wǎng)絡(luò)層或以上操作通常引起解調(diào)和解碼方面的復(fù)雜度。已知無線通信方案可涉及在發(fā)射器和/或接收器使用單個(gè)天線或多個(gè)天線。多輸 入多輸出(MIMO)無線通信系統(tǒng)具有在發(fā)射器和接收器的多個(gè)天線之間使用的多個(gè)通信信 道。相應(yīng)地，在MIMO系統(tǒng)中，發(fā)射裝置將具有N個(gè)發(fā)射天線，并且接收裝置將具有M個(gè)接收 天線。空時(shí)編碼控制從N個(gè)發(fā)射天線的每個(gè)天線發(fā)射什么數(shù)據(jù)。在發(fā)射器的空時(shí)編碼功能 處理待發(fā)射的數(shù)據(jù)，并且創(chuàng)建要從N個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的唯一性信息。M個(gè)接收天線的每個(gè)天 線將接收從N個(gè)發(fā)射天線的每個(gè)天線所發(fā)射的信號。在接收裝置的空時(shí)解碼功能將組合從 N個(gè)發(fā)射天線所發(fā)送的信息，以便恢復(fù)數(shù)據(jù)。在采用虛擬MIMO的系統(tǒng)中，多個(gè)移動(dòng)臺協(xié)作傳送單個(gè)移動(dòng)臺的數(shù)據(jù)，以便表現(xiàn)為 MIMO傳輸。例如，具有一個(gè)天線的兩個(gè)移動(dòng)臺可各自傳送移動(dòng)臺數(shù)據(jù)之一。二天線基站則可接收這兩個(gè)信號，并且使用MIMO技術(shù)對它們進(jìn)行處理。自適應(yīng)虛擬MIMO表示純虛擬MIMO 和非虛擬MIMO的混合/組合，因此包括虛擬MIMO作為特例。更具體來說，自適應(yīng)虛擬MIMO 表示虛擬ΜΙΜΟ、單輸入多輸出(SIMO)或者虛擬MIMO和SIMO的組合。自適應(yīng)虛擬MIMO的 優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)不同用戶信道條件的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本文所述的系統(tǒng)和方法采用用于單播傳輸?shù)淖赃m應(yīng)虛擬ΜΙΜΟ、 基于ΜΙΜΟ的網(wǎng)絡(luò)編碼和用于多播傳輸?shù)亩嘤脩籀│Ｗ赃m應(yīng)虛擬ΜΙΜΟ表示一個(gè)或多個(gè)移 動(dòng)臺在一個(gè)或多個(gè)資源單元進(jìn)行傳送。在一些實(shí)施例中，所采用的網(wǎng)絡(luò)編碼方案是解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)、映射轉(zhuǎn)發(fā)(MF)和放大 轉(zhuǎn)發(fā)(AF)其中之一。在一些實(shí)施例中，多用戶MIMO多播傳輸使用空時(shí)分組碼(STC)和波束形成其中之
ο在一些實(shí)施例中，基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼通過在較低的物理層使用MF和AF編碼方 案其中之一來執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，簡化調(diào)度器用于更靈活和更簡單的資源分配。在一些實(shí)施例中，與圖1和圖2所示的情形(即BS-RS-MS)相比，可適應(yīng)更多應(yīng) 用情形。這些情形的一部分包括 MS-BS-MS、RS-BS-RS、MS-BS-RS、BS-RS-RS、BS-RS-MS、 BS-MS-MS和RS-MS-MS。當(dāng)MS相互靠近時(shí)，它們可形成一組，并且這將當(dāng)作MS組(MSG) 來處理。這些情形的一部分包括 MSG-BS-MSG、MSG-BS-RS、BS-RS-MSG, BS-MSG-MSG 和 RS-MSG-MSG。在一些實(shí)施例中，例如RS等中間站接收自適應(yīng)虛擬MIMO傳輸，將基于MIMO的網(wǎng) 絡(luò)編碼應(yīng)用于所接收的信息，并且經(jīng)由上行鏈路向服務(wù)站傳送經(jīng)編碼的混合自動(dòng)重復(fù)請求 (HARQ)消息。在一個(gè)廣義方面，在包括中間節(jié)點(diǎn)、第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的無線通信系統(tǒng)中提供 一種用于實(shí)現(xiàn)基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的方法，其中中間節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)天線，該方法包括第 一節(jié)點(diǎn)將第一數(shù)據(jù)傳送到中間節(jié)點(diǎn)，并且第二節(jié)點(diǎn)將第二數(shù)據(jù)傳送到中間節(jié)點(diǎn)；中間節(jié)點(diǎn) 接收來自第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的傳輸，并且使用預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)編碼方案對第一數(shù)據(jù)和第二數(shù) 據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)編碼信息；中間節(jié)點(diǎn)使用多用戶MIMO將網(wǎng)絡(luò)編碼信息傳送 到第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)；以及第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)均接收MIMO傳輸，并且應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)解碼， 以便恢復(fù)第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。第一對端節(jié)點(diǎn)可屬于全部在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)的一組對端節(jié)點(diǎn)。第二對端節(jié)點(diǎn)可屬 于全部在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)的一組對端節(jié)點(diǎn)。在另一個(gè)廣義方面，提供無線通信網(wǎng)絡(luò)中用于實(shí)現(xiàn)基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的收發(fā) 器，包括多個(gè)天線；可操作以接收來自第一節(jié)點(diǎn)的第一數(shù)據(jù)以及來自第二節(jié)點(diǎn)的第二數(shù) 據(jù)的電路；使用預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)編碼方案對第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò) 編碼信息；以及使用多用戶MIMO將網(wǎng)絡(luò)編碼信息傳送到第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)。通過閱讀以下對本發(fā)明的具體實(shí)施例的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚地知道 本文所述系統(tǒng)和方法的其它方面和特征。


現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖包括圖1示出沒有網(wǎng)絡(luò)編碼的情況下BS、MS和RS之間信息交換的常規(guī)方法；圖2示出采用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)編碼的情況下BS、MS和RS之間信息交換的方法；圖3是在基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的一個(gè)實(shí)施例中的步驟的流程圖；圖4A是根據(jù)涉及DF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意圖；圖4B是示出使用圖4A所示的DF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖；圖4C是指明經(jīng)過圖4A的實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表；圖5A是根據(jù)涉及MF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意 圖；圖5B是示出使用圖5A所示的MF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖；圖5C是指明經(jīng)過圖5A的實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表；圖6A是根據(jù)涉及AF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意 圖；圖6B是示出使用圖6A所示的AF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖；圖6C是指明經(jīng)過圖6A的實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表；圖7是基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與圖3的預(yù)處理步驟有 關(guān)的附加細(xì)節(jié)；圖8是基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與圖3的網(wǎng)絡(luò)編碼和下 行鏈路步驟有關(guān)的附加細(xì)節(jié)；圖9是基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與圖3的網(wǎng)絡(luò)解碼步驟 有關(guān)的附加細(xì)節(jié)；圖10是與本發(fā)明的一些實(shí)施例配合使用的調(diào)度器的示意圖；圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的簡圖；圖12是根據(jù)圖11所示的實(shí)施例的通信的示例時(shí)序圖；圖13是圖11和圖12所示的實(shí)施例的示例流程圖；圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的簡圖；圖15是根據(jù)圖14所示的實(shí)施例的通信的示例時(shí)序圖；圖16是圖14和圖15所示的實(shí)施例的示例流程圖；以及圖17是指明基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼所實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)增益的示例圖表。
具體實(shí)施例方式在一個(gè)實(shí)施例中，基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼包括a.兩個(gè)對端節(jié)點(diǎn)(或組)使用相同或不同的無線電資源(例如帶寬、時(shí)隙)將信息傳送到中間網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)(例如收發(fā)器)。信息可使用空間復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用中 的一個(gè)或多個(gè)來傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，信息使用自適應(yīng)虛擬MIMO來傳送。在這里，每個(gè) 對端節(jié)點(diǎn)組包含鄰近的一個(gè)或多個(gè)對端節(jié)點(diǎn)。在下文中，對端節(jié)點(diǎn)表示對端節(jié)點(diǎn)組。b.中間網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)接收傳輸，將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于所接收的信息，并且將網(wǎng)絡(luò)編 碼信息作為多用戶MIMO傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，MIMO傳輸是空間復(fù)用傳輸；以及c.每個(gè)對端節(jié)點(diǎn)(或組)接收MIMO流，并且應(yīng)用適用的網(wǎng)絡(luò)解碼程序，以便恢復(fù) fn息O圖3是在基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的一個(gè)實(shí)施例中的步驟的流程圖。圖3意在提供結(jié)合本文所述的各個(gè)實(shí)施例可涉及的各個(gè)步驟的高級概述。圖4A是根據(jù)涉及DF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意 圖。為了便于理解，將結(jié)合圖4A所示的實(shí)施例來描述圖3的各個(gè)高級步驟，但是圖3 的步驟的部分或全部可適用于本文所述和所示的其它實(shí)施例。如圖3所示，基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的一般體系結(jié)構(gòu)框架考慮執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼的不同 級，包括在二進(jìn)制比特級、有限域算術(shù)級、調(diào)制符號級和信令波形級的網(wǎng)絡(luò)編碼。可采用各 種MIMO技術(shù)，包括自適應(yīng)虛擬ΜΙΜΟ、STC和波束形成。體系結(jié)構(gòu)還適合于不同的空中接口， 包括正交頻分復(fù)用(OFDM)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。調(diào)度步驟302涉及在例如圖4A所示的BS 402等中間網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)的分組的調(diào)度 和排隊(duì)。調(diào)度步驟302由調(diào)度器執(zhí)行，它可有助于使來自基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的使用的增 益為最大。下面將結(jié)合圖10所示的調(diào)度器的一個(gè)實(shí)施例更詳細(xì)地描述調(diào)度步驟302。在步驟304，在對端節(jié)點(diǎn)404、406執(zhí)行預(yù)處理。將結(jié)合圖7來提供與預(yù)處理步驟有 關(guān)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在步驟306，虛擬MIMO可用于將分組“a”從MS A 404上行傳輸(uplink)到BS 402。虛擬MIMO還可用于將分組“b”從MS B 406上行傳輸?shù)紹S 402。通過虛擬MIMO上行 鏈路，兩個(gè)對端節(jié)點(diǎn)可使用同一資源單元向中間網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳送。圖3中未示出的是在BS 402執(zhí)行的解調(diào)步驟(對于DF和MF)和解碼(對于DF) 步驟，BS 402使用最小均方誤差(MMSE)(或者匪SE軟干擾計(jì)算(MMSE-SIC)或迫零)檢測 技術(shù)對所接收的信息進(jìn)行解碼。在步驟308，在網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)在圖4中是BS 402。在 這個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)編碼包括二進(jìn)制(或有限域算術(shù))線性組合。在步驟310，BS 402經(jīng)由下行鏈路MIMO傳輸(例如STC或波束形成)向MS A 404 和MS B 406同時(shí)多播a+b。圖4B是示出使用圖4A所示的DF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖。圖4C是指明經(jīng)過這個(gè)實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表。圖4B和4C的說明如下。以圖4C的表中的行1為例。在網(wǎng)絡(luò)層，MS A 404生成 信息比特bA = 0。MS B 406生成信息比特bB = 0。MS A 404和MS B 406均將信息比特從網(wǎng)絡(luò)層傳遞到物理層，將信息變換到適當(dāng)?shù)?調(diào)制符號中，并且經(jīng)由資源單元#1向BS 402傳送。對于二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制，將 信息比特0映射到調(diào)制符號-1，因此xA = -l,xB = -l0
BS 402接收來自MS A 404和MS B 406的兩個(gè)符號的總和。假定噪聲是可忽略 的，則所接收的符號變成yBS =-2。BS 402采用ΜΙΜΟ解調(diào)器和前向差錯(cuò)控制(FEC)解碼器
來估計(jì)信息比特、即，并且將它們向上傳遞到網(wǎng)絡(luò)層。在網(wǎng)絡(luò)層，BS 402進(jìn)行信息
混合、如“異或”運(yùn)算，以便得到網(wǎng)絡(luò)編碼位bBS = 0。BS將bBS向下傳遞到物理層，使用適當(dāng) 的調(diào)制、即xDF = -1，并且經(jīng)由資源單元#2向MS A 404和MS B 406進(jìn)行多播?？山Y(jié)合圖4C的表的行2、3和4來執(zhí)行類似分析。在行2中，MS A404生成信息比 特bA = 1，并且MS B 406生成信息比特bB = 0。在行3中，MS A 404生成信息比特bA = 0，并且MS B 406生成信息比特bB= 1。在行4中，MS A 404生成信息比特bA= 1，并且MS B 406生成信息比特bB = 1。將結(jié)合下面所述的圖8來提供與步驟308和310有關(guān)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在步驟312，MS A 404和MS B 406首先對網(wǎng)絡(luò)編碼分組進(jìn)行解碼，然后通過與它 自己所傳送的信息的線性運(yùn)算(例如“異或”)提取預(yù)期信息，即，MS A 404使用它對分組 “a”的了解對于來自BS 402的傳輸進(jìn)行解碼，并且計(jì)算分組“b”。同樣，MS B 406使用它 對分組“b”的了解對于來自BS 402的傳輸進(jìn)行解碼，以便計(jì)算分組“a”。圖4A所示情形的優(yōu)點(diǎn)在于，僅使用經(jīng)由虛擬MIMO的上行鏈路中一個(gè)資源單元，并 且僅使用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)編碼的下行鏈路中的一個(gè)資源單元。圖5A是根據(jù)涉及MF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意 圖。再次來看圖3，在步驟304，在對端節(jié)點(diǎn)504、506執(zhí)行預(yù)處理。在這種情況下，兩 個(gè)對端節(jié)點(diǎn)執(zhí)行預(yù)失真(例如相位旋轉(zhuǎn)和功率控制)，并且使用相同的調(diào)制和編碼方案 (MCS)。在步驟306，虛擬MIMO可用于將分組“a”從MS A 504上行傳輸?shù)紹S 502。虛擬 MIMO還可用于將分組“b”從MS B 506上行傳輸?shù)紹S 502。這個(gè)步驟可同時(shí)執(zhí)行，即，使用
同一資源單元。在步驟308，在BS 502執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼。在這個(gè)實(shí)施例中，BS 502按照判定區(qū)域?qū)?進(jìn)入符號“a”和“b”映射到有效符號級星座。這種情況如圖5B所示。在步驟310，BS 502使用下行鏈路ΜΙΜΟ傳輸、使用例如STC或波束形成同時(shí)向MS A 504 和 MS B 506 多播 awbwo在步驟312，MS A 504和MS B 506首先對網(wǎng)絡(luò)編碼分組進(jìn)行解碼，然后通過與它 自己所傳送的信息的線性運(yùn)算(例如“異或”)提取預(yù)期信息，即，MS A 504使用它對分組 “a”的了解對于來自BS 502的傳輸進(jìn)行解碼，并且計(jì)算分組“b”。同樣，MS B 506使用它 對分組“b”的了解對于來自BS 502的傳輸進(jìn)行解碼，以便計(jì)算分組“a”。圖5A所示情形的優(yōu)點(diǎn)在于，僅使用經(jīng)由虛擬ΜΙΜΟ的上行鏈路中一個(gè)資源單元，并 且僅使用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)編碼的下行鏈路中的一個(gè)資源單元。也沒有在中間節(jié)點(diǎn)所需的解碼過 程。圖5Β是示出使用圖5Α所示的MF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖。圖5C是指明經(jīng)過這個(gè)實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表。圖5Β和5C的說明如下。以圖5C所示的表中的行2為例。在網(wǎng)絡(luò)層，MS A 504生 成信息比特bA = 1。MS B 506生成信息比特bB = 0。
MS A 504和MS B 506均將信息比特從網(wǎng)絡(luò)層傳遞到物理層，將信息變換到適當(dāng)?shù)?調(diào)制符號中，并且經(jīng)由資源單元#1向BS 502傳送。對于BPSK調(diào)制，將信息比特1映射到 符號xA = 1。并且將信息比特0映射到符號xB = -1。BS 502接收來自MS A 504和MS B 506的兩個(gè)符號的總和。假定噪聲是可忽略 的，則所接收的符號變成yBS = 0。BS 502采用MIMO解調(diào)器(沒有FEC解碼器)，并且在物理層將所接收的信號映射 到有效調(diào)制符號xMF。映射規(guī)則(或者稱作BPSK的MF判定區(qū)域)的一個(gè)示例如圖5B的底 部所述。在這里，由于yBS = 0，所以將它映射到符號Xmf =+1。因此，xMF是物理層網(wǎng)絡(luò)編碼 調(diào)制符號。隨后，BS 502經(jīng)由資源單元#2向MS A 504和MS B 506多播xMF?？山Y(jié)合圖5C的表的行1、3和4來執(zhí)行類似分析。圖6A是根據(jù)涉及AF網(wǎng)絡(luò)編碼方案的使用的一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的示意 圖。再次來看圖3，在步驟304，在對端節(jié)點(diǎn)604、606執(zhí)行預(yù)處理。在步驟306，虛擬MIMO可用于將分組“a”從MS A 604上行傳輸?shù)紹S 602。虛擬 MIMO還可用于將分組“b”從MS B 606上行傳輸?shù)紹S 602。這個(gè)步驟可同時(shí)執(zhí)行，即，可使
用同一資源單元。在步驟308，在BS 602執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼。在這個(gè)實(shí)施例中，BS 602放大進(jìn)入MIMO信 號(波形級)。這種情況如圖6B所示。在步驟310，BS 602使用下行鏈路ΜΙΜΟ傳輸、使用例如STC或波束形成同時(shí)向MS A 604 和 MS B 606 多播 aAFbAF。在步驟312，MS A 604和MS B 606的每個(gè)首先減去它自己的信息，然后對經(jīng)過減 法的分組進(jìn)行解碼以得到預(yù)期信息，即，MS A 604使用它對分組a的了解對于來自BS 602 的傳輸進(jìn)行解碼，并且計(jì)算分組“b”。同樣，MS B 606使用它對分組b的了解對于來自BS 602的傳輸進(jìn)行解碼，以便計(jì)算分組“a”。圖6A所示情形的優(yōu)點(diǎn)在于，僅使用經(jīng)由虛擬MIMO的上行鏈路中一個(gè)資源單元，并 且僅使用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)編碼的下行鏈路中的一個(gè)資源單元。也沒有在對端節(jié)點(diǎn)所需的解碼過 程，并且沒有解調(diào)過程。圖6B是示出使用圖6A所示的AF網(wǎng)絡(luò)編碼方案來處理網(wǎng)絡(luò)層與物理層之間的比 特的示意圖。圖6C是指明經(jīng)過這個(gè)實(shí)施例的各個(gè)處理級時(shí)各個(gè)變量的值的表。圖6B和圖6C的說明如下。以圖6C所示的表中的最后一行為例。在網(wǎng)絡(luò)層，MS A 504生成信息比特bA = 1。MS B 506生成信息比特bB = 1。MS A 604和MS B 606均將信息比特從網(wǎng)絡(luò)層傳遞到物理層，將信息變換到適當(dāng)?shù)?調(diào)制符號中，并且經(jīng)由資源單元#1向BS 602傳送。對于BPSK調(diào)制，將信息比特1映射到 符號1 ；因此，xA= 1并且xB = 1。BS 602接收來自MS A 604和MS B 606的兩個(gè)符號的總和。假定噪聲是可忽略 的，則所接收的符號變成yBS = 2。BS 602將所接收的信號yBS乘以因子β，并且得到信號xAF。注意，不需要MIMO解 調(diào)器和FEC解碼器。隨后，BS 602經(jīng)由資源單元#2向MS A 604和MS B 606多播xAF。
可結(jié)合圖6C的表的行1、2和3來執(zhí)行類似分析。
圖4A、圖4B、圖4C、圖5A、圖5B、圖5C、圖6A、圖6B和圖6C分別提供可用于實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)或者通信系統(tǒng)的元件的具體示例。要理解，本發(fā)明的實(shí)施例可采 用具有與本文所述的具體示例不同但是按照符合本文所述的實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行操 作的體系結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。例如，網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)可以是RS節(jié)點(diǎn)或BS節(jié)點(diǎn)或者M(jìn)S節(jié)點(diǎn)，并且網(wǎng)絡(luò)解碼節(jié)點(diǎn)可 以是MS節(jié)點(diǎn)、RS節(jié)點(diǎn)或BS節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)編碼配置可以是MS-BS-MS、MS-RS-MS, MS-BS-RS, RS-BS-RS、BS-RS-RS、BS-MS-MS, RS-MS-MS, MSG-BS-MSG (MS 組)、MSG-RS-MSG, BS-MSG-MSG, RS-MSG-MSG和MSG-BS-RS。網(wǎng)絡(luò)路徑可由上述網(wǎng)絡(luò)編碼配置的各個(gè)基本配置或者它們的組 合來構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)可通過上述網(wǎng)絡(luò)編碼配置和/或網(wǎng)絡(luò)路徑的各個(gè)基本配置或者它們的組合 來配置。網(wǎng)絡(luò)可利用點(diǎn)對多點(diǎn)(PMP)或網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖7是基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與預(yù)處理步驟有關(guān)的附 加細(xì)節(jié)。步驟302、306、308、310和312按照與以上結(jié)合圖3所述的相同方式來執(zhí)行。圖7 中，僅提供關(guān)于預(yù)處理步驟304的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，信息比特的預(yù)處理按照以下所述來執(zhí)行。在步驟702，將信息比 特打包(pack)，并且在步驟704，添加媒體訪問控制(MAC)報(bào)頭和循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。在 步驟706，應(yīng)用前向差錯(cuò)控制碼(例如卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC))。在步 驟708，將所得信息映射到調(diào)制符號(例如正交相移鍵控(QPSK)、16正交幅度調(diào)制(QAM)、 64QAM)。在步驟710，確定是否采用MF網(wǎng)絡(luò)編碼方案。如果是，則應(yīng)用預(yù)失真(例如星座旋 轉(zhuǎn)和/或功率控制)并且進(jìn)入步驟714，否則，直接進(jìn)入步驟714，其中將基帶調(diào)制符號變換 成通帶波形信號。然后進(jìn)入以上結(jié)合圖3所述的上行鏈路自適應(yīng)虛擬MIMO傳輸步驟306。圖8是基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與網(wǎng)絡(luò)編碼和下行傳輸 步驟有關(guān)的附加細(xì)節(jié)。步驟302、304、306和312按照與以上結(jié)合圖3所述的相同方式來執(zhí) 行。圖8中，僅提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)編碼步驟308和下行傳輸步驟310的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在步驟802，中間節(jié)點(diǎn)接收來自兩個(gè)對端節(jié)點(diǎn)的信息/信號。在步驟804，執(zhí)行關(guān) 于正使用哪一種網(wǎng)絡(luò)編碼方案的檢查。如果網(wǎng)絡(luò)編碼方案是MF，則進(jìn)入步驟806。如果網(wǎng) 絡(luò)編碼方案是AF，則進(jìn)入步驟808。如果網(wǎng)絡(luò)編碼方案是DF，則進(jìn)入步驟810。在步驟806(即，網(wǎng)絡(luò)編碼方案是MF)，按照取決于在步驟712的預(yù)失真過程的預(yù)定 判定區(qū)域?qū)⑺邮盏男盘栍成涞接行д{(diào)制符號。進(jìn)入步驟818。在步驟808(即，網(wǎng)絡(luò)編碼方案是AF)，放大所接收的信號，并且進(jìn)入步驟818。在步驟810(即，網(wǎng)絡(luò)編碼方案是DF)，應(yīng)用接收器技術(shù)之一(例如Zend Framework (ZF), MMSE, MMSE-SIC)，以便得到后處理信號。在步驟812對于每個(gè)對端節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)流，進(jìn)行解調(diào)、解碼、解MAC，以便得到信息比特。在步驟814，網(wǎng)絡(luò)通過“異或”(或其它 有限域算術(shù))運(yùn)算對于來自兩個(gè)對端節(jié)點(diǎn)的信息比特進(jìn)行編碼。如果來自兩個(gè)對端的分組 大小不同，則在網(wǎng)絡(luò)編碼之前簡單地為較短分組填充零。在步驟816，添加MAC報(bào)頭，應(yīng)用 FEC碼，并且應(yīng)用調(diào)制星座。進(jìn)入步驟818。在步驟818，將基帶信號變換成通帶信號，并且經(jīng)由下行鏈路MIMO傳輸(例如STC 或波束形成)將這些信號從網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)向兩個(gè)對端節(jié)點(diǎn)多播。然后進(jìn)入以上結(jié)合圖3所 述的網(wǎng)絡(luò)解碼步驟312。下面結(jié)合圖9來提供與網(wǎng)絡(luò)解碼步驟有關(guān)的更多細(xì)節(jié)。
圖9是基于ΜΙΜΟ的網(wǎng)絡(luò)編碼體系結(jié)構(gòu)的流程圖，其中具有與網(wǎng)絡(luò)解碼步驟有關(guān)的 附加細(xì)節(jié)。步驟302、304、306、308和310按照與以上結(jié)合圖3所述的相同方式來執(zhí)行。圖 9中，僅提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)解碼步驟312的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在步驟902，每個(gè)對端節(jié)點(diǎn)接收多播信號。在步驟904，執(zhí)行關(guān)于正使用哪一種網(wǎng) 絡(luò)編碼方案的檢查。如果網(wǎng)絡(luò)編碼方案是MF或DF，則進(jìn)入步驟906。如果網(wǎng)絡(luò)編碼方案是 AF，則進(jìn)入步驟914。在步驟906 (即，網(wǎng)絡(luò)編碼方案是DF或AF)，將信號解調(diào)為有效調(diào)制符號。在步驟 908，應(yīng)用FEC碼解碼過程。在步驟910，對報(bào)頭解MAC (和校驗(yàn)CRC)，以便得到(網(wǎng)絡(luò)編碼) 信息比特。在步驟912，通過經(jīng)由“異或”(或其它有限域算術(shù))運(yùn)算將所接收的(網(wǎng)絡(luò)編 碼)信息比特與所傳送的信息比特進(jìn)行混合，來執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)解碼，并且因此得到預(yù)期信息比 特。解調(diào)906、解碼908、網(wǎng)絡(luò)解碼912和解MAC 910的聯(lián)合過程也可按照迭代方式進(jìn)行。進(jìn) 入步驟922。在步驟914(即，網(wǎng)絡(luò)編碼方案是AF)，從所接收的多播信號中減去所傳送的信息 信號。在步驟916，將經(jīng)過減法的信號解調(diào)為有效調(diào)制符號。在步驟918，應(yīng)用前向差錯(cuò)控 制碼解碼過程。在步驟920，對報(bào)頭解MAC(和校驗(yàn)CRC)，以便得到預(yù)期信息比特。進(jìn)入步 驟 922。
在步驟922，將預(yù)期信息比特傳遞到上層。圖10是與本發(fā)明的一些實(shí)施例結(jié)合使用的調(diào)度器的示意圖。所示的是具有一組天線1004、1006的BS 1000。BS 1000示為與MS A 1008和MS B 1010進(jìn)行無線通信。注意，BS 1000可連接到任何網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)的部分，從其中/通過其 中向/從基站1000傳遞分組1012。所示的還有UL和DL交換機(jī)1014，它用于向(在下行 鏈路方向)和從(在上行鏈路方向)BS 1000傳送分組。所示的還有用于DF的網(wǎng)絡(luò)代碼編碼器1016，它用于對于從虛擬隊(duì)列A 1018 (即， 來自MS A 1008的分組的隊(duì)列)或者虛擬隊(duì)列B1020( S卩，來自MS B 1008的分組的隊(duì)列) 所接收的分組進(jìn)行編碼。在編碼之后，將分組1012傳送到UL和DL交換機(jī)1014，以便按照 上述方式傳送到MS 1008和MS B 1010。BS 1000還包括基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)度器1002?；贛IMO的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)度器 1002在虛擬隊(duì)列A 1018或者虛擬隊(duì)列B 1020中的分組當(dāng)中選擇供傳輸?shù)姆纸M?；贛IMO 的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)度器1002用于增加原本不會(huì)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)編碼增益。基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)度器1002安排上行鏈路和下行鏈路的靈活資源分配。對 于上行鏈路，存在于相同(或不同)資源單元的兩個(gè)對端的分配。在這里，資源單元定義如 下(i)用于OFDM的時(shí)間頻率子信道；(ii)用于TDMA的時(shí)隙；以及(iii)用于CDMA的正 交碼。對于下行鏈路，存在為了網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)使用STC和波束形成進(jìn)行多播而進(jìn)行的資源 分配?？紤]例如隊(duì)列長度和公平性等實(shí)際因素。在操作中，來自MS A 1008的分組(以實(shí)線輪廓示出)將經(jīng)由UL和DL交換機(jī)1014 到達(dá)BS 1000。來自MS B 1010的分組(以虛線輪廓示出)也將按照同樣的方式到達(dá)。在 兩種情況下，分組將由UL和DL交換機(jī)1014傳送到基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)度器1002，它們 在其中將按照被接收的順序進(jìn)入初始虛擬隊(duì)列1022。然后，分組從初始虛擬隊(duì)列1022傳送 到虛擬隊(duì)列A 1028或者虛擬隊(duì)列B，取決于分組從MS A 1008還是從MS B 1020始發(fā)。
當(dāng)兩個(gè)虛擬隊(duì)列為非空時(shí)，網(wǎng)絡(luò)代碼編碼器1016對于來自兩個(gè)隊(duì)列的分組進(jìn)行 編碼，并且將它傳遞到UL和DL交換機(jī)1014以便向兩個(gè)對端進(jìn)行下行鏈路多播。這樣，實(shí) 現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼增益，因此增強(qiáng)系統(tǒng)性能。當(dāng)只有一個(gè)隊(duì)列為非空時(shí)，網(wǎng)絡(luò)代碼編碼器1016只 把來自非空隊(duì)列的分組傳遞到UL和DL交換機(jī)。這與沒有網(wǎng)絡(luò)代碼編碼器1016的傳統(tǒng)調(diào) 度器相同。當(dāng)兩個(gè)隊(duì)列為空時(shí)，網(wǎng)絡(luò)代碼編碼器不進(jìn)行任何操作。為了完全實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼增益，調(diào)度對于上行鏈路采用稱作最低隊(duì)列最高優(yōu)先級 (LQHP)算法的策略。這樣，調(diào)度器1002將對具有較短隊(duì)列的用戶賦予最高優(yōu)先級，由此提 高網(wǎng)絡(luò)增益和系統(tǒng)性能?，F(xiàn)在描述圖11-16的實(shí)施例。這些實(shí)施例特別適合與HARQ重傳結(jié)合使用基于MIMO 的網(wǎng)絡(luò)編碼。當(dāng)中繼網(wǎng)絡(luò)在中間站(例如RS或MS。為了便于理解，RS在下文中用于表示RS或者M(jìn)S。)不提供網(wǎng)絡(luò)編碼的情況下，不同源站(例如移動(dòng)臺)從中間站到服務(wù)站(例如BS) 的HARQ重傳將在上行鏈路方向上使用不同的資源。本文所述的實(shí)施例使用基于MIMO的網(wǎng) 絡(luò)編碼向服務(wù)站轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)編碼HARQ信息。這可提高HARQ可靠性，并且還可降低資源消耗。根據(jù)HARQ重傳的一個(gè)方面，提供以下基本步驟(I)MS使用相同(或不同)無線電資源(例如帶寬、時(shí)隙)向中繼站傳送信息。這 種傳輸還部分地由基站接收。(2)RS接收傳輸，應(yīng)用所接收信息的基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼，并且在上行鏈路方向 將編碼HARQ信息信號傳送到服務(wù)站(例如BS)。(3)BS接收在(1)來自源站的部分流以及接收在(2)來自RS的編碼HARQ信息信 號。BS應(yīng)用迭代解碼、解調(diào)和檢測程序，以便恢復(fù)來自MS的原始信息。圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的簡圖。所示的是蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其中包 括基站(BS) 1102、中繼站(RS) 1104以及兩個(gè)移動(dòng)臺MSl 1106和MS2 1108。BS 1102是MSl 1106和MS2 1108的服務(wù)站。作為服務(wù)站，BS 1102負(fù)責(zé)調(diào)度上行鏈路傳輸和HARQ重傳的 資源，并且依照請求發(fā)送確認(rèn)(ACK)/否定確認(rèn)(NACK)傳輸。圖11還示出標(biāo)記為“H” 1110的BS 1102的高幾何區(qū)域。所示的還有標(biāo)記為 “M” 1112的BS 1102的中部幾何區(qū)域以及標(biāo)記為“L” 1114的BS 1102的低幾何區(qū)域。最 后，RS 1104的覆蓋區(qū)域標(biāo)記為“C”1116。MSl 1106和MS2 1108均位于中部幾何區(qū)域1112 中，并且在RS 1104的覆蓋區(qū)域1116之內(nèi)。眾所周知，MS可散布于BS或RS的整個(gè)覆蓋區(qū)域。比第二 MS (例如在中部幾何區(qū) 域中)更接近BS的第一 MS(例如在高幾何區(qū)域中)將需要相對較少功率以便在上行鏈路 和下行鏈路方向上與BS進(jìn)行通信。在這種示范情況下，BS 1102的同步和控制信號能夠到達(dá)中部幾何區(qū)域1112。圖 12是根據(jù)圖11所示的實(shí)施例的通信的示例時(shí)序圖。圖13是圖11和圖12所示的實(shí)施例的 示例流程圖?，F(xiàn)在來看圖11-13，在步驟 1302，BS 1102 通過向 RS 1104、MSl 1106 和 MS2 1108 轉(zhuǎn)發(fā)BS控制分組B-SCH來執(zhí)行調(diào)度。在步驟1304，MS 11106*MS2 1108使用相同/不同的 資源單元向RS 1104和BS 1102多播其分組dl、d2(在這種情況下經(jīng)由自適應(yīng)虛擬ΜΙΜΟ)。在步驟1306，BS 1102設(shè)法分別對于從MSl 1106和MS21108所接收的dl和d2進(jìn)行解碼。如果在步驟1308的成功確定之后已成功解碼，則BS 1102在步驟1316向MSl 1106、MS2 1108和RS 1104多播ACK分組。該過程在步驟1320結(jié)束。如果沒有成功解碼，則BS 1102在步驟1314向RS 1104單播NACK分組。然后在 步驟1310，RS 1104分別對于從MSl 1106和MS2 1108所接收的dl和d2進(jìn)行解調(diào)和/或 解碼。在步驟1312，RS 1104則執(zhí)行基于ΜΙΜΟ的網(wǎng)絡(luò)編碼(使用上述網(wǎng)絡(luò)編碼方案的任一 個(gè))，然后向BSl 102單播編碼HARQ。在步驟1306，BS 1102收集來自步驟1304和步驟1312的所接收信號，并且進(jìn)行迭 代網(wǎng)絡(luò)和信道解碼，以便得到分別最初從MSl 1106和MS21108傳送的原始信息dl、d2。如果在步驟1308的成功確定之后已成功解碼，則BS 1102在步驟1316向MSl 1106、MS2 1108和RS 1104多播ACK分組。否則，重復(fù)進(jìn)行步驟1314。該過程在步驟1320結(jié)束。圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的無線通信環(huán)境的簡圖。所示的是蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其中包 括 BS 1402、RS 1404 以及兩個(gè)移動(dòng)臺 MSl 1406 和 MS21408。圖14還示出標(biāo)記為“H”1410的BS 1402的高幾何區(qū)域。所示的還有標(biāo)記為 “M” 1412的BS 1402的中部幾何區(qū)域以及標(biāo)記為“L” 1414的BS 1402的低幾何區(qū)域。最 后，RS 1404的覆蓋區(qū)域標(biāo)記為“C”1416。MSl 1406位于中部幾何區(qū)域1412中，而MS21408 位于低幾何區(qū)域1414中。MSl 1406和MS2 1408均位于RS 1404的覆蓋區(qū)域1416之內(nèi)。如果BS 1402的同步和控制信號可覆蓋低幾何區(qū)域1414，則BS1402成為MSl 1406和MS2 1408的服務(wù)站。這稱作透明模式。否則，RS 1404需要向MS2 1408發(fā)送同步 和控制信號。在這種情況下，BS 1402成為MSl 1406的服務(wù)站，而RS 1404成為MS2 1408 的服務(wù)站。這稱作非透明模式。服務(wù)站(作為可能的情況為BS 1402或RS 1404)負(fù)責(zé)調(diào) 度上行鏈路傳輸和HARQ重傳的資源，并且依照請求發(fā)送ACK/NACK傳輸。在這種示范情況下，BS 1402的同步和控制信號能夠到達(dá)中部幾何區(qū)域1412而不 是低幾何區(qū)域1414。圖15是根據(jù)圖14所示的實(shí)施例的通信的示例時(shí)序圖。圖16是圖14和圖15所 示的實(shí)施例的示例流程圖。以下論述以對應(yīng)方式參照圖14-16的每個(gè)。在步驟1602，BS 1402通過向RS 1404和MSl 1406轉(zhuǎn)發(fā)用于資源調(diào)度的BS控制分 組B-SCH，來執(zhí)行調(diào)度。在步驟1604，RS 1404通過轉(zhuǎn)發(fā)用于資源調(diào)度的RS控制分組R-SCH 來執(zhí)行調(diào)度，或者BS 1602調(diào)度MS21608(在透明模式的情況下，附圖中未明確示出)。在步驟1606，MSl 1406 向 BS 1402 和 RS 1404 多播 dl，而 MS2 1408 使用相同 / 不 同的資源單元向RS 1404單播d2。在步驟1608，RS 1404分別對于從MSl 1406和MS2 1408所接收的dl和d2進(jìn)行 解調(diào)/解碼。為了便于本描述，假定這個(gè)步驟始終是成功的。然后，RS 1404向MS2 1408單 播ACK分組(相對于d2，即從MS21408所接收的信息)，并且向BS 1402單播ACK分組(相 對于dl JPWMSl 1406所接收的信息)。在步驟1610，BS 1402設(shè)法對于從MSl 1406所接收的dl進(jìn)行解碼。如果解碼不成功，則BS 1402向RS 1404單播NACK分組，并且在步驟1620，RS 1404執(zhí)行dl和d2 (即， 分別從MSl 1406和MS2 1408所傳送的信息)的基于MIMO的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)和信道編碼(JNCC) (使用上文確定的網(wǎng)絡(luò)編碼方案的任一個(gè))，然后向BS 1402單播編碼信息(或者稱作JNCCHARQ信息)。BS 1402收集來自步驟1606和1620的信號，并且進(jìn)行迭代網(wǎng)絡(luò)和信道解碼，以便 得到來自MSl 1406的原始信息dl和來自MS2 1408的原始信息d2。如果在步驟1624確定成功解碼，則BS 1402向MSl 1406和RS 1404多播ACK分 組，以及該過程在步驟1626結(jié)束。否則，BS 1402向RS 1404單播NACK分組，以及該過程 返回到步驟1620。再返回到步驟1612，如果在步驟1612確定成功解碼，則BS 1402向MSl 1406和 RS 1404多播ACK分組。在步驟1614，RS 1404對d2 (來自MS2 1408)執(zhí)行信道編碼，然后 向BS 1402單播信息。BS 1402接收信息，并且進(jìn)行信道解碼，以便得到來自MS2 1408的原始信息d2。如 果在步驟1618確定成功解碼，則BS 1402向RS 1404多播ACK分組，該過程在步驟1626結(jié) 束。否則，BS 1402向RS 1404單播NACK分組， 以及該過程返回到步驟1614。圖17是指明基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼所實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)增益的示例圖表。沿水平軸是關(guān) 于BS的覆蓋半徑的指示(在這種情況下為1. 4km、1. Okm或者0. 5km)。沿垂直軸是歸一化 吞吐量。為了便于比較，6個(gè)SISO系統(tǒng)的歸一化吞吐量示為等于1。在其中BS的覆蓋半徑為1.4km的第一示例系統(tǒng)中，通過使用DF網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn) 8. 65%的增益。在其中BS的覆蓋半徑為Ikm的第二系統(tǒng)中，DF網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)12. 99%的增 益。在其中BS的覆蓋半徑為0. 5km的第三系統(tǒng)中，DF網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)22. 03%的增益。用于測試基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼所實(shí)現(xiàn)的增益的設(shè)置如下所述。BS與兩個(gè)天線 配合使用，而兩個(gè)MS分別與一個(gè)天線配合使用。虛擬MIMO用于上行鏈路，空時(shí)發(fā)射分集 (STTD)用于網(wǎng)絡(luò)編碼多播下行鏈路。采用DF網(wǎng)絡(luò)編碼方案。對于上行鏈路和下行鏈路每 幀調(diào)度相等吞吐量，并且使用單個(gè)小區(qū)(cell)、每次傳輸(drop)兩個(gè)MS、1000次實(shí)現(xiàn)。使用上述設(shè)置觀察到，在BS的覆蓋半徑為1. 4km的情況下，ΜΙΜΟ增益為88. 67%, 并且網(wǎng)絡(luò)編碼增益為17. 02%。在BS的覆蓋半徑為Ikm的情況下，MIMO增益為71. 06%，并 且網(wǎng)絡(luò)編碼增益為23. 94%。在BS的覆蓋半徑為0. 5km的情況下，MIMO增益為50. 87%, 并且網(wǎng)絡(luò)編碼增益為37. 23%。因此，觀察到基于MIMO網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)合增益大于85%。還觀察到，在這個(gè)實(shí)施例 中，MIMO增強(qiáng)純網(wǎng)絡(luò)編碼增益。已經(jīng)描述的只是說明本發(fā)明的原理的應(yīng)用。其它布置和方法可由本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來實(shí)現(xiàn)，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
在包括中間節(jié)點(diǎn)、第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的無線通信系統(tǒng)中，一種用于實(shí)現(xiàn)基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的方法，其中所述中間節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)天線，所述方法包括所述第一節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第一數(shù)據(jù)，并且所述第二節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第二數(shù)據(jù)；所述中間節(jié)點(diǎn)接收來自第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)兩者的傳輸，并且使用預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)編碼方案對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)編碼信息；所述中間節(jié)點(diǎn)使用多用戶MIMO向所述第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)傳送所述網(wǎng)絡(luò)編碼信息；以及第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)均接收所述MIMO傳輸，以及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)解碼，以便恢復(fù)所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述MIM0傳輸是空間復(fù)用傳輸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，使用空間復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用中的一種 或多種，所述第一節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第一數(shù)據(jù)，并且所述第二節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第二數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中，使用自適應(yīng)虛擬MIM0，所述第一節(jié)點(diǎn)向所述 中間節(jié)點(diǎn)傳送第一數(shù)據(jù)，并且所述第二節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第二數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一節(jié)點(diǎn)屬于全部在同一覆蓋 區(qū)域內(nèi)的一組節(jié)點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二節(jié)點(diǎn)屬于全部在同一覆蓋 區(qū)域內(nèi)的一組節(jié)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，網(wǎng)絡(luò)編碼在所述中間節(jié)點(diǎn)通過對所 述第一數(shù)據(jù)與所述第二數(shù)據(jù)的“異或”(X0R)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述中間節(jié)點(diǎn)所采用的所述網(wǎng)絡(luò) 編碼方案是解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)、映射轉(zhuǎn)發(fā)(MF)和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)其中之一。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中間節(jié)點(diǎn)是中繼站(RS)、移動(dòng) 臺(MS)和基站(BS)其中之一。
10.一種用于調(diào)度根據(jù)如權(quán)利要求1至9所述的方法所實(shí)現(xiàn)的基于MIM0的網(wǎng)絡(luò)編碼傳 輸?shù)恼{(diào)度器，所述調(diào)度器包括用于存儲來自所述第一節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)分組的第一隊(duì)列； 用于存儲來自所述第二節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)分組的第二隊(duì)列；其中將用于調(diào)度用于網(wǎng)絡(luò)編碼的分組的較高優(yōu)先級賦予所述第一隊(duì)列和所述第二隊(duì) 列中具有較短隊(duì)列長度的隊(duì)列。
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)編碼信息是混合自動(dòng)重 復(fù)請求(HARQ)消息。
12.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中用于實(shí)現(xiàn)基于MIM0的網(wǎng)絡(luò)編碼的收發(fā)器，包括 多個(gè)天線；可操作以執(zhí)行下列步驟的電路接收來自第一節(jié)點(diǎn)的第一數(shù)據(jù)以及來自第二節(jié)點(diǎn)的第二數(shù)據(jù)； 使用預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)編碼方案對所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)編碼信息；以及使用多用戶MIM0向所述第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)傳送所述網(wǎng)絡(luò)編碼信息。
13.如權(quán)利要求12所述的收發(fā)器，其中，所述多用戶MIM0傳輸是空間復(fù)用傳輸。
14.如權(quán)利要求12或13所述的收發(fā)器，其中，使用空間復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用中的 一種或多種，所述第一節(jié)點(diǎn)向所述中間節(jié)點(diǎn)傳送第一數(shù)據(jù)，并且所述第二節(jié)點(diǎn)向所述中間 節(jié)點(diǎn)傳送第二數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求12、13或14所述的收發(fā)器，其中，網(wǎng)絡(luò)編碼通過對所述第一數(shù)據(jù)與所述 第二數(shù)據(jù)的“異或”(X0R)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。
16.如權(quán)利要求12、13或14所述的收發(fā)器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)編碼方案是解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)、 映射轉(zhuǎn)發(fā)(MF)和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)其中之一。
17.如權(quán)利要求12至16中的任一項(xiàng)所述的收發(fā)器，其中，所述收發(fā)器是中繼站(RS)或 移動(dòng)臺(MS)。
18.如權(quán)利要求12至17中的任一項(xiàng)所述的收發(fā)器，其中，所述收發(fā)器是基站(BS)。
19.如權(quán)利要求12至18中的任一項(xiàng)所述的收發(fā)器，進(jìn)一步包括調(diào)度器，所述調(diào)度器包括用于存儲來自所述第一節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)分組的第一隊(duì)列； 用于存儲來自所述第二節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)分組的第二隊(duì)列；其中將用于調(diào)度用于網(wǎng)絡(luò)編碼的分組的較高優(yōu)先級賦予所述第一隊(duì)列和所述第二隊(duì) 列中具有較短隊(duì)列長度的隊(duì)列。
20.如權(quán)利要求12至19中的任一項(xiàng)所述的收發(fā)器，其中，所述網(wǎng)絡(luò)編碼信息是混合自 動(dòng)重復(fù)請求(HARQ)消息。
全文摘要
無線通信系統(tǒng)包括中間節(jié)點(diǎn)、第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)。描述了一種用于實(shí)現(xiàn)基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼的方法，包括第一節(jié)點(diǎn)向中間節(jié)點(diǎn)傳送第一數(shù)據(jù)；以及第二節(jié)點(diǎn)向中間節(jié)點(diǎn)傳送第二數(shù)據(jù)。第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)均可對共同/不同的資源使用空間復(fù)用或時(shí)分復(fù)用或者頻分復(fù)用。中間節(jié)點(diǎn)接收來自第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)的傳輸，并且使用預(yù)定義網(wǎng)絡(luò)編碼方案對第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)編碼，以便產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)編碼信息。中間節(jié)點(diǎn)使用多用戶MIMO向第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)傳送網(wǎng)絡(luò)編碼信息；以及每個(gè)第一或第二節(jié)點(diǎn)接收來自中間節(jié)點(diǎn)的MIMO傳輸，并且應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)解碼程序，以便恢復(fù)第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)編碼方案包括解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)、映射轉(zhuǎn)發(fā)(MF)和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)。第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)可以是全部在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)組的成員。還描述了一種用于調(diào)度基于MIMO的網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸?shù)姆椒??；旌献詣?dòng)重復(fù)請求(HARQ)傳輸還可經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)編碼。
文檔編號H04B7/06GK101836369SQ200880114681
公開日2010年9月15日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者J·元, J·吳, 房慕嫻, 童文 申請人:北方電訊網(wǎng)絡(luò)有限公司