[发明专利]使用基于MIMO的网络编码的通信系统

说明书

交叉申请

本申请要求2007年8月27日提交的美国临时专利申请序号60/968206和2007年11月9日提交的美国临时专利申请序号60/986682的权益，通过引用将其完整内容结合到本文中。

技术领域

本发明涉及无线通信系统。更具体来说，本发明涉及用于无线通信系统的网络编码方案。

背景技术

网络编码通过混合在中间节点从源节点所接收的信息并且将混合信息重传到一个或多个目标节点，来提高无线网络的容量或吞吐量。从中间节点流出的任何信息的内容可由目标节点从流入中间节点的信息得出。网络编码和无线广播的组合可使用本领域众所周知的解码技术来提高双向业务的单播吞吐量。

图1示出基站(BS)102与移动台(MS)106之间使用中继站(RS)104的信息交换的常规方法(即没有网络编码)。在时隙T1，MS 106转发送往BS 102的分组“a”。由于BS 102超出范围，所以，RS 104截取分组“a”，并且在时隙T2将它中继给BS 102。在时隙T3，BS 102又将分组“b”转发给MS 106，分组“b”也经由RS 104截取以及在T4经由其中继。因此，需要花费4个时隙来完成BS 102与MS 106之间的信息交换。

图2示出BS 102与MS 106之间的信息交换，但在这种情形中，RS 104采用常规网络编码。在这种情况下，中间节点(即RS 104)对于从源节点(即RS 102和MS 106)所接收的信息进行编码和多播。在T1，MS 106将分组“a”转发给RS 104。在T2，BS 102将分组“b”转发给RS 104。在T3，RS 104向BS 102和MS 106多播分组的混合“a+b”(其中“+”表示二进制“异或”编码)。相应地，需要花费3个时隙来完成信息交换。图2的情形示出单输入单输出(SISO)天线系统、BS-RS-MS情形和相等时隙调度。

常规无线网络编码在网络层或以上、以二进制比特级与SISO天线系统配合操作。在网络层或以上操作通常引起解调和解码方面的复杂度。

已知无线通信方案可涉及在发射器和/或接收器使用单个天线或多个天线。多输入多输出(MIMO)无线通信系统具有在发射器和接收器的多个天线之间使用的多个通信信道。相应地，在MIMO系统中，发射装置将具有N个发射天线，并且接收装置将具有M个接收天线。空时编码控制从N个发射天线的每个天线发射什么数据。在发射器的空时编码功能处理待发射的数据，并且创建要从N个发射天线发射的唯一性信息。M个接收天线的每个天线将接收从N个发射天线的每个天线所发射的信号。在接收装置的空时解码功能将组合从N个发射天线所发送的信息，以便恢复数据。

在采用虚拟MIMO的系统中，多个移动台协作传送单个移动台的数据，以便表现为MIMO传输。例如，具有一个天线的两个移动台可各自传送移动台数据之一。二天线基站则可接收这两个信号，并且使用MIMO技术对它们进行处理。自适应虚拟MIMO表示纯虚拟MIMO和非虚拟MIMO的混合/组合，因此包括虚拟MIMO作为特例。更具体来说，自适应虚拟MIMO表示虚拟MIMO、单输入多输出(SIMO)或者虚拟MIMO和SIMO的组合。自适应虚拟MIMO的优点是适应不同用户信道条件的灵活性。

发明内容

在一个实施例中，本文所述的系统和方法采用用于单播传输的自适应虚拟MIMO、基于MIMO的网络编码和用于多播传输的多用户MIMO。自适应虚拟MIMO表示一个或多个移动台在一个或多个资源单元进行传送。

在一些实施例中，所采用的网络编码方案是解码转发(DF)、映射转发(MF)和放大转发(AF)其中之一。

在一些实施例中，多用户MIMO多播传输使用空时分组码(STC)和波束形成其中之一。

在一些实施例中，基于MIMO的网络编码通过在较低的物理层使用MF和AF编码方案其中之一来执行。

在一些实施例中，简化调度器用于更灵活和更简单的资源分配。

在一些实施例中，与图1和图2所示的情形(即BS-RS-MS)相比，可适应更多应用情形。这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。当MS相互靠近时，它们可形成一组，并且这将当作MS组(MSG)来处理。这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。