[发明专利]基于空间复用模式的数据传输方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于空间复用模式的数据传输方法和系统、以及基于空间复用模式的数据发送装置和基于空间复用模式的数据接收装置。

背景技术

现有的蜂窝移动通信系统提供的数据率在小区中心和小区边缘存在很大的差异，这种差异不仅会影响整个系统的容量，而且会导致用户在不同的位置得到的服务质量出现较大差异，从而影响用户体验。因此，很多无线通信系统都将提高小区边缘性能作为主要的需求指标之一。

小区之间的干扰(Inter-Cell Interference，简称为ICI)是蜂窝移动通信系统的一个固有问题，传统的解决办法主要是采用频率复用的方式。在进行频率复用时，复用系数只有特定的几个值可供选择，例如，可以选择1、3、7等。其中，当复用系数等于1时，表示相邻小区都使用相同的频率资源，此时，在小区边缘的干扰会很严重，如果采用较大的复用系数，例如，采用3或7，则可以有效的抑制ICI，但是此时的频谱效率将会相应地降低至原频谱效率的1/3或1/7。

由于宽带移动通信系统对频谱效率的要求很高，因此希望频率复用系数能够尽可能接近1，所以，通过采用较大复用系数来抑制干扰的方式并不能满足移动通信系统的需求。

为了保证移动通信系统能够满足频谱效率的要求，目前已经提出了很多种抑制或消除干扰的方式，例如，针对长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统，主要提出了以下干扰消除方式：

方式(1)：小区干扰随机化，该方式具体是将干扰信号随机化，这种随机化的方式虽然不能够降低干扰信号的能量，但能够使干扰信号的特性接近近似于白噪声，从而使终端可以依赖处理增益对干扰信号进行抑制。目前LTE已经采用了504个小区扰码(和504个小区ID绑定)进行干扰随机化。然而，在采用干扰随机化的方式后，终端需要的压缩干扰的增益很高，因此，该方式并不能够针对小区边缘的强干扰进行有效抑制；

方式(2)：小区干扰消除，在该方式中，主要是对小区的干扰信号进行某种程度的解调甚至解码，然后利用接收机的处理增益从接收信号中消除干扰信号分量。但是，在多天线系统中采用小区干扰消除方式时，由于该小区干扰消除方式不能够与多天线系统下的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术有效兼容，因此，需要增加额外的天线才能达到干扰消除的目的，从而会增加通信设备的复杂度，并且会明显增大接收端处理过程的复杂性。

方式(3)：小区干扰协调/回避，该方式的基本原理是对下行资源管理设置一定的限制，以协调多个小区的动作，从而避免产生严重的小区间干扰。借助于该方式，可以在一定程度上改善小区边缘区域的服务质量，但是，由于采用该方式会涉及到动态的资源分配，因此需要在不同小区之间进行协调，从而引入额外的处理过程，并且还会降低频谱利用率，有悖于无线通信系统的需求。

以LTE系统为例，为了满足LTE在高数据率和高系统容量方面的需求，LTE系统支持下行应用MIMO技术。MIMO技术的应用可以结合空间复用技术，其中，空间复用技术利用了空间信道的弱相关性，该技术的主要原理是在多个相互独立的空间信道上传输不同的数据流，从而提高数据传输的峰值速率。

对于下行链路的空间复用，LTE系统既支持开环方式的空间复用，也支持闭环方式的空间复用。其中，开环空间复用不需要用户向基站反馈信道质量信息，基站本身会选择相应的预编码矩阵W进行预编码，例如，可以通过以下公式来表示预编码的过程：