蜂窝网络中的协作通信制造技术

提供了一种用于蜂窝网络(1)中的通信的方法，该蜂窝网络包括适用于使用第一传输技术与至少一个基站(BS、BS1、BS2)执行无线通信的多个移动站(MS1到MS3)，该方法包括：形成包含两个或者更多个所述移动站(MS1、MS2)的协作集群(C)，以及在协作集群(C)中的移动站(MS1、MS2)之间使用与第一传输技术不同的第二传输技术来执行短距离通信，以便优选地通过用于干扰抑制和消除中的至少一项的MIMO技术，特别是通过使用用于上行链路发送的发送预编码和用于下行链路接收的接收天线加权中的至少一项来改善集群(C)中的至少一个移动站(MS1、MS2)与基站(BS)执行的无线通信的性能。还提供了一种用于形成协作集群的移动站(MS1、MS2)，一种包括至少一个这种移动站(MS1、MS2)的协作集群，以及一种蜂窝网络(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝网络中的协作通信
本专利技术涉及通信领域，并且更具体地涉及适用于与至少一个基站执行无线通信的移动站之间的协作通信。
技术介绍
本部分介绍有助于更好地理解本专利技术的方面。因此，本部分的描述可以从这个角度来解读，而不应理解为承认了什么是现有技术或者什么不是现有技术。协作通信的基本概念是两个或更多节点(例如移动终端)可以互相中继数据，移动终端间的协作通信通常基于空中接口中继器。从中继节点接收的数据可以当作是从另一个基站发送的。然而，因为通常假设协作移动终端之间的合作关系没有限制，所以协作通信可能会引起安全问题。而且，当一个移动站作为另一个移动站的中继节点时，无线系统通常需要分配两次资源，即一次用于基站与移动站的通信，以及第二次用于移动站之间的通信。因此，协作通信操作占用的资源成本比较高。此外，蜂窝移动通信系统中的频谱效率、小区边界吞吐量以及小区范围取决于基站和移动站间的无线链路两端的天线数目。链路中有更多的天线使得在增加有用信号质量和抑制不想要的信号(干扰)方面具有更好的能力。然而，由于波形因子、RF链路成本等原因，移动终端的天线数目是有限的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述一个或多个问题的影响。下面给出了本专利技术的简要说明以提供对本专利技术一些方面的基本理解。此简要说明并非是本专利技术的详尽概述。它不意图确定本专利技术的关键或重要的元素或者划定本专利技术的范围。其唯一目的仅在于以简化的形式给出一些概念，以作为稍后讨论的更详细的描述的前序。本专利技术的一个方面涉及一种用于蜂窝网络中的通信方法，该蜂窝网络包括适用于使用第一传输技术与至少一个基站执行无线通信的多个移动站，该方法包括：形成包括两个或者更多所述移动站的协作集群，以及在该协作集群中的移动站之间使用与第一传输技术不同的第二传输技术执行短距离通信，以便优选地通过使用用于干扰抑制和干扰消除中的至少一项的MIMO技术，特别是使用用于上行链路发送的发送预编码和下行链路接收的接收天线加权中的至少一项来改善该集群中的至少一个移动站与该基站执行的无线通信的性能。本专利技术人提出了使用目前的一些移动设备的内置功能，以使用不同于与基站通信的传输技术来执行短距离通信，从而改善移动站与基站通信的性能。为此目的，形成了移动站的协作集群，使得在不需要分配由第一传输技术提供的额外资源的情况下，允许集群中的移动站之间交换数据以及信道状态信息。此外，当使用MIMO技术，特别是(线性)预编码和空间复用时，可以缓解在单个移动站中仅能布置有限数目的天线的问题。特别地，可以把整个协作集群视为一个具有多个天线的虚拟移动站。用于短距离通信的传输技术可以是无线或有线技术(电缆布线)。当使用无线技术时，通信可以使用带外的频率范围(即在不同于与基站通信使用的频率范围中)执行。这种情况下，可以使用诸如无线局域网(WLAN802.11x)技术或蓝牙技术之类的技术。然而，也可以使用诸如超宽带技术之类可以覆盖与基站通信所使用的频率范围的某种重叠技术。在一种变形中，为了形成协作集群，至少一个移动站请求与至少一个其他移动站进行协作(即向至少一个其他移动站发送协作请求)，该其他移动站优选地基于该其他移动站的用户同意或不同意、该其他移动站的电池状态或该其他移动站的速度中的至少一项来接受或拒绝该请求。因为存在安全问题，所以移动站用户可以选择他们是否想要加入集群，从而限制为在集群中与可靠的合作伙伴进行通信。开启集群选项的用户可以从他自己的数据传输/来自集群的数据接收中受益，同时也需要通过协助集群内的通信来帮助其他用户。这样，没有数据要发送的移动站也要协助集群中的其他移动站，并且从而为其他移动站使用它们的电池功率。为了确保电池状态低的移动站的用户不会发生问题，建议在形成集群时也要检查电池状态，并且电池状态低(或者电池容量低于一定门限)的“帮助者”移动站不参加集群。用于降低电池功率消耗的其他步骤可以将协助移动站的处理降低到仅为所需的最小值。这可以通过在集群中的协助移动站需要“醒来”执行处理时经由短距离通信通知它们来实现。同时，因为移动站一直在移动，所以它们可能会相对快速地离开可以与集群中的其他移动站进行短距离通信的范围，从而使得集群中的移动站的数目可能会变化非常快。因此，为保持集群中的移动站的协作稳健，通常不允许速度超过一定水平的移动站加入集群。通常，短距离通信可以使用将集群中一个移动站定义为主站、将集群中至少一个其他移动站定义为从站的协作协议来执行。应理解，主/从分配可以依赖于集群中传输的内容。例如，在诸如分布有多个移动TV频道的多媒体广播多播服务(MBMS)之类的应用中，一个移动站可以是一个特定频道的主站，而对于另一个频道，同一个移动站可能为从站。为了在主/从站之间进行协作通信，可以使用专门的协作协议，例如用于配置从终端物理层特别是所接收的资源块和调制编码方式(MCS)的协作协议。即使仅在两个移动站之间执行短距离通信，好处也是相当大的，因为通常容量可以增加一倍，这是由于在多径信道中接收到的SNR可以改善几个dB，从而使得通信加快。这也可以有利地用于长距离通信(可以产生显著的覆盖扩展)。而且，当使用可扩展编解码器时，小区边界的移动站也将能够接收到增强层(高清晰度)移动TV。特别地，当第二传输技术使用同一收发器(例如当使用诸如UWB的重叠技术时)或电缆布线时，移动站仅需要一个收发器，但是却享有双接收器的性能。而且，当单个移动站配备有多于一个(例如二个或者四个)天线时，因为天线放置空间的限制，天线可能具有某些破坏信道容量的相关性。使用不同移动站的天线来接收的一个好处在于天线间的相互距离将至少为几十个波长，从而天线将变得不相关。在一种变形中，执行短距离通信以便从集群中的至少一个移动站向集群中的至少一个其他移动站传输数据、信道状态信息以及天线权值中的至少一项，数据优选地以时域IQ采样、频域IQ采样、软比特或者解码后的数据的形式传输。对于下行链路接收，用于一个移动站的所有数据可以由整个集群收集，即由集群中的所有移动站收集。然后，该信息需要通过短距离移动站到移动站通信被传输到目标移动站。目标移动站可以将该信息视为具有额外的天线分支，目标移动站进行信道估计、解调信号、使用可选地具有连续干扰消除的MIMO接收算法(例如最小均方误差(MMSE)接收)来合并天线、以及对接收的数据进行解码。对于通信方式，存在不同的可能性：将时域IQ采样转发给所有集群邻居将会消耗用于短距离移动站到移动站链路的巨大带宽。当转发频域IQ采样时，通过仅转发包含目标集群移动站的调度数据的频率区域(资源块)可以减少该带宽。关于数据传输方式的其他选项包括转发软比特或解码后的数据。对于没有信道状态信息的上行链路数据传输，可以使用开环MIMO技术(例如，空时频分组编码或BLAST)。为了获得更好的性能，推荐采用使用信道状态信息的MIMO技术。例如，在使用时分双工TDD的网络中，集群中侦听下行链路导频符号的移动站将向它们的集群合作伙伴转发信道状态信息，这些合作伙伴可以利用信道互易性在上行链路中进行发送权值计算。当移动站想要发送上行数据时，向它的邻居分发数据加线性预编码发送权值。同样，与在下行链路中类似，存在如何进行这一操作的几个选项：使用时域IQ采样、频域IQ采样、数据符号加权值、数据比特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于蜂窝网络(1)中的通信的方法，所述蜂窝网络包括适用于使用第一传输技术与至少一个基站(BS、BS1、BS2)执行无线通信的多个移动站(MS1到MS3)，所述方法包括：形成包含两个或者更多个所述移动站(MS1、MS2)的协作集群(C)，以及在所述协作集群(C)中的移动站(MS1、MS2)之间使用与所述第一传输技术不同的第二传输技术来执行短距离通信，以便促进所述协作集群(C)中的第一移动站将所述协作集群(C)中的第二移动站视为额外的天线分支，由此优选地通过使用用于干扰抑制和干扰消除中的至少一项的MIMO技术，特别是利用所述第一移动站的天线和所述额外的天线分支、通过使用用于上行链路发送的发送预编码和用于下行链路接收的接收天线加权中的至少一项来改善所述第一移动站与所述基站(BS)执行的无线通信的性能；其中，所述短距离通信使用协作协议来执行，所述协作协议配置用于所述短距离通信的协作等级，所述协作等级指示是否需要传输浮点数或整数。2.根据权利要求1所述的方法，其中用于短距离通信的传输技术从以下组选择，所述组包括：无线局域网技术、蓝牙技术、超宽带技术以及有线技术。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了形成所述协作集群(C)，至少一个移动站(MS1)请求与至少一个其他移动站(MS2)进行协作，所述其他移动站(MS2)基于所述其他移动站(MS2)的电池状态、所述其他移动站(MS2)的速度以及所述其他移动站(MS2)的用户同意或不同意中的至少一项来接受或拒绝所述请求。4.根据权利要求1或2所述的方法，所述协作协议将所述集群(C)中一个移动站(MS1)定义为主站，将所述集群(C)中至少一个其他移动站(MS2)定义为从站。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，执行所述短距离通信以便从所述集群(C)中的至少一个移动站(MS2)向所述集群(C)中的至少一个其他移动站(MS1)传输数据、信道状态信息以及天线权值中的至少一项，所述数据优选地以时域IQ采样、频域IQ采样、软比特或者解码后的数据的形式传输。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述集群(C)中的所述移动站(MS1、MS2)作为单个虚拟移动站使用所述短距离通信与所述基站(BS)执行协作无线通信。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述集群(C)中的所述移动站(MS1到MS3)是时间同步的，优选地使用至少一种时间同步协议，特别是精...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，张碧军，T·维尔德，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：