[发明专利]使用增强分布式信令检测消息的方法和系统

说明书

相互引用

本申请要求2006年2月10日提交的序号为60/772,597的美国临时申请和2006年12月4日提交的的序号为11/633,169的美国专利申请的权益。

技术领域

本发明公开了一种方法和系统，其用于对无线通信网络使用增强分布式信令来检测消息。该方法说明了一种结构，在该结构中，一组参与无线台协同工作来改善该无线通信网络的有效性和可靠性。应当理解，该无线台可包括移动终端和如基站的固定终端二者。

背景技术

在无线通信网络中，由无线台接收的无线电信号是由发射无线台发射的原始信号的有噪声拷贝。诸如天气和植被的自然环境因数以及诸如建筑物的人造环境因数削弱了无线电信号的完整性。换句话说，接收的信号是被削弱的原始信号的拷贝。无线电信号的削弱降低了无线网络的数据率或者导致无线接收机无法辨认该信号。

不管通信标准，无线网络中小区边缘的低数据率和盲点的存在是几乎所有固定和移动无线网络的部署中普遍存在的问题。具体地，多天线发射和接收方法是在不利无线环境中通过采用空间分集改善无线通信网络可靠性的方法中的一种。空间分集增强了小区边缘的吞吐量。令人遗憾地，在诸如自组织(ad hoc)和传感器网络的一些无线应用中，鉴于尺寸、成本和功率限制，配置多条天线是不可行的。

无线台所体验的统计上独立的信道条件是空间分集的重要来源。通过结合空间分集，采用增强分布式信令的无线通信网络创建虚拟的多个无线发射系统以及多个单天线无线台。

对于有限计算资源的单天线无线台，利用增强分布式信令方法的无线通信网络提供改善参与无线台的吞吐量的发射分集。对于其每个具有不同级别的资源限制的一组无线台，增强分布式信令方法改善了在所有单天线无线台之间同步或者不同步的无线网络的性能。

在利用增强分布式信令方法的无线网络中，参与的单天线无线台中的每一个作为其对等无线台的代理(proxy)。当源无线台向目标无线台发送消息时，携带该消息的无线电信号被发送给所有的参与无线台。每个参与无线台依次代表源无线台将附加信号发送到目标无线台。然后目标无线台对多个原始信号的有噪声拷贝进行处理，以恢复初始消息。

在本发明中公开的增强分布式信号方法说明了用于利用分布式信令方法的无线通信网络的一种结构。所公开的结构建立在传统的分布式信令方法上并且包括本发明中所公开的改善总体系统性能的增强(enhancement)。

传统分布式信令无线通信网络的一个例子是两阶段检测及转发系统。在传统的两阶段检测及转发系统中，在第一阶段，无线台从其参与对等方i接收原始信号U_i的有噪声拷贝在第二阶段，参与无线台将其自己的信号与在第一阶段中检出的有噪声信号一起发送到目标无线台。换句话说，代理无线台将从其对等方接收的有噪声信号再次传送到目标无线台，而不对其进一步处理。

利用检测及转发方法的三节点系统的一个示例性方案在下文中说明，其中，参与分布式信令方法的无线台1和2向无线台3发送消息。

在第一阶段，无线台1发射信号U₁并且无线台2发射信号U₂。无线台1接收信号无线台2接收信号并且无线台3接收()。

在第二阶段，无线台1再次发射无线台2再次传输并且无线台3接收()。在接收到()和()之后，无线台3联合处理()和(()，并且恢复由无线台1和2发送的原始消息。如果被发送，则其被放大并被转发。

所公开的发明公开了一种适用于所有类型无线通信网络的结构。一个例子是集中式无线通信网络，其中，特别在上行链路传输中一些用户可能会无法到达基站。如果由于地理阻碍或者无线信道的随机波动，任何无线台经历低吞吐量，则所公开的信令方法会为所有参与无线台的带来较高的吞吐量。

另一例子是无线台具有有限发射功率的无线通信网络，诸如无线手机或者手持设备。在此情况中，无线手机或者手持设备，在基站的监测下可以参与如上所述的增强分布式信令方法并且改善所有参与无线手持设备的吞吐量和可靠性。

传统的分布式信令方法是基于单用户编码方法的。本发明所公开的增强分布式信令方法引入了对在无线通信网络中的一组网络节点进行信令设计和联合编码的概念。在信号协同发射的结构中，参与增强分布式信令方法的每一个无线台作为单个无线发射台，并且目标无线台联合解码所接收的信号。