一种数据流传输的方法和系统 |
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| 申请号 | CN201210088058.7 | 申请日 | 2012-03-29 | 公开(公告)号 | CN103368683B | 公开(公告)日 | 2016-08-24 |
| 申请人 | 华为技术有限公司; | 发明人 | 余荣道; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种数据流传输的方法和系统，涉及无线通信领域，用以增大系统容量。该方法包括：第一发送端向第一接收端传输编码后的第一数据流，第二发送端在第一发送端传输第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，在编码第二数据流时，根据第一接收端所配置的天线数量，将第二数据流中的至少一个对第一接收端的干扰与第一数据流中的至少一个相应对齐；第一接收端将其接收到的第一接收 信号 进行解码，得到第一解码结果，并将第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端；第二接收端利用第一解码结果的至少一个将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果。本发明适用于在通信系统中复用无线资源的场景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种数据流传输的方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种数据流传输的方法和系统技术领域[0001] 本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种数据流传输的方法和系统。 背景技术[0002] D2D(Device-to-Device，设备到设备)通信技术是一种在蜂窝系统的控制下，允许终端(即用户设备，User Equipment以下简称为UE)之间通过复用小区内资源直接进行通信的新型技术，这样就不需要基站或接入节点的控制，因而通信或组网非常灵活。 [0003] 在蜂窝移动通信系统的UE之间引入终端自组织通信方式(D2D通信方式)具有一系列的优势。其一，对于近在咫尺的局部业务可以不经过基站而直接通过UE之间的中继转发来完成，从而减少对基站资源的占用；其二，能够弥补预设网络的覆盖缺陷，消除现有蜂窝移动通信系统的覆盖区域内总会存在的一些盲区；其三，能够降低功耗；其四，引入终端自组织通信方式将使整个移动通信系统容量得到提高。 [0004] 现有技术中蜂窝网络和D2D通信混合组网方式，如图1所示，BS与UE1采用蜂窝传输，UE2与UE3采用D2D传输，并且以BS和各个UE配置均为2天线为例进行说明。如图2所示，BS通过蜂窝下行传输数据流s1、s2给UE1，预编码向量为v1、v2；UE2通过D2D传输数据流s3给UE3，预编码向量为v3。 [0006] [0007] 其中，H11为BS到UE1的信道，H21为UE2到UE1的干扰信道。 [0008] UE3接收信号y2为： [0009] [0010] 其中，H12为BS到UE3的干扰信道，H22为UE2到UE3的信道。 [0011] 虽然，按照上述的数据流传输方法，能够提高系统容量和频谱效率，但是由于UE1配置2天线，故而UE1并不能从接收信号y1中解码得到s1、s2；同样，由于UE3配置2天线，故而UE3也不能从接收信号y2中解码得到s3。 发明内容[0012] 本发明的实施例提供数据流传输的方法和系统，用于在接收端配置有限个数的天线且因通信受到干扰而无法解码的情况下，能够尽量多的从接收信号中解码得到发送端所传输的数据流。 [0013] 一方面，本发明提供了一种数据流传输的方法，包括： [0014] 第一发送端向第一接收端传输编码后的第一数据流，第二发送端在所述第一发送端传输所述第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，其中，在所述第二发送端编码所述第二数据流时，根据所述第一接收端所配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐； [0015] 所述第一接收端将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端；其中，所述第一解码结果至少包括：经上述相应对齐的数据流的和数据流； [0016] 所述第二接收端利用所述第一解码结果的至少一个将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果；其中，所述第二解码结果至少包括：经上述相应对齐的各数据流。 [0017] 另一方面，本发明提供了一种数据流传输的系统，包括：第一发送端、第一接收端、至少一个第二发送端、至少一个第二接收端； [0018] 所述第一发送端用于，向所述第一接收端传输编码后的第一数据流； [0019] 所述第二发送端用于，在所述第一发送端传输所述第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，其中，在编码所述第二数据流时，根据所述第一接收端所配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐； [0020] 所述第一接收端用于，将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端；其中，所述第一解码结果至少包括：经上述相应对齐的数据流的和数据流； [0021] 所述第二接收端用于，利用所述第一解码结果的至少一个将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果；其中，所述第二解码结果至少包括：经上述相应对齐的各数据流。 [0022] 本发明提供一种数据流传输的方法和系统，第二发送端根据第一接收端配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐，这样第一接收端的第一解码结果中至少会包含和数据流，并且第二接收端利用第一解码结果中的至少一个就能够解码得到经对齐的数据流；从而使得在第一接收端配置有限个数的天线且因通信受到第二数据流的干扰而无法解码的情况下，由第二接收端解码出经对齐的数据流。附图说明 [0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0024] 图1为蜂窝网络和D2D通信混合组网示意图； [0025] 图2为D2D通信通过复用蜂窝通信的无线资源下行传输数据流的示意图； [0026] 图3为本发明提供的一种数据流传输的方法流程图； [0027] 图4为基于图3所示方法的数据流传输的示意图； [0028] 图5为本发明提供的另一种数据流传输的方法流程图； [0029] 图6为本发明提供的一种数据流传输的系统示意图； [0030] 图7为本发明提供的数据流传输的方法的效果仿真图。 具体实施方式[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0032] 参考图3和图4，本发明提供了一种数据流传输的方法，包括： [0033] S301、第一发送端向第一接收端传输编码后的第一数据流，第二发送端在所述第一发送端传输所述第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，其中，在传输所述第二数据流时，根据所述第一接收端所配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐。 [0034] 需要说明的是，在本发明实施例中，第一数据流包含I(I≥1)个数据流，第二数据流包含J(J≥1)个数据流。 [0035] 图4中，H11表示第一发送端到第一接收端的信道，H22表示第二发送端到第二接收端的信道，H12表示第一发送端到第二接收端的干扰信道，H21表示第二发送端到第一接收端的干扰信道。 [0036] 在本发明实施例中，为提高频谱效率，故而第二发送端在所述第一发送端传输第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，也就是说，第二发送端与第二接收端之间的通信复用了第一发送端与第一接收端之间的通信所使用的无线资源；但由此就会产生第二数据流对第一数据流传输的干扰问题，也就使得第一接收端接收的第一接收信号既包含通过信道H11所传输的编码后的第一数据流，又包含通过干扰信道H21所传输的编码后的第二数据流。 [0037] 若第一发送端所配置的天线数为m，而第一接收端接收到的第一接收信号中包含n个数据流，且m小于n，则第一接收端就无法解码得到第一接收信号中所包含的数据流；因而，第二接收端在传输编码后的第二数据流时，将第二数据流中的至少一个对第一接收端的干扰与第一数据流中的至少一个相应对齐，其中，相应的含义是指将第二数据流中的至少一个与第一数据流中的至少一个是一一对应的，对齐的含义是指一个数据流的预编码向量与传输该数据流的信道矩阵的乘积，和另一数据的预编码向量与传输该数据流的信道矩阵的乘积相等。具体的，将第二数据流中的第j个数据流(以下用sj表示)对第一接收端的干扰与第一数据流中的第i个数据流(以下用si表示)对齐，其中，1≤j≤J，1≤i≤I；用公式表示如下： [0038] H11vi＝H21vj； [0039] 其中，vi表示第一数据流中的第i个数据流的预编码向量，vj表示第二数据流中的第j个数据流的预编码向量，H11表示第一发送端到第一接收端的信道矩阵，H21表示第二发送端到第一接收端的干扰信道矩阵。 [0040] 需要说明的是，为方便描述，在本发明所有实施例中将信道和信道矩阵采用相同标识，例如H11既表示第一发送端到第一接收端的信道，又表示信道矩阵。 [0041] 其中，由于每将第二数据流中的一个对第一接收端的干扰与第一数据流中的一个对齐后，就可以使得第一接收端所接收到的第一接收信号中的未知数据流的个数减少一个；在本发明实施例中，根据所述第一接收端所配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐，以使得第一接收信号中的未知数据流的个数小于等于第一接收端所配置的天线数量，这样第一接收端就可以解码得到第一接收信号中所有的未知数据流。其中第一接收信号中的未知数据流至少包括：经上述相应对齐的数据流的和数据流，即至少包含和数据流sj+si；若第一数据流中有未经对齐的数据流，则第一接收信号中的未知数据流还应包括这些未经对齐的数据流。 [0042] S302、所述第一接收端将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端。 [0043] 经步骤S301的相应对齐过程，第一接收信号中的未知数据流个数小于等于第一接收端的天线数量，这样，第一接收端就能够将第一接收信号中的所有未知数据流解码出来，得到第一解码结果，也就是说，所述第一解码结果至少包括：经上述相应对齐的数据流的和数据流，或进一步包括：所述第一数据流中未经对齐的数据流。 [0044] 优选的，所述将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端包括：所述第一接收端将所述第一解码结果中的至少一个，通过D2D通信传输至所述第二接收端。进一步优选的，根据FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)上下行频谱的对称性及业务的非对称性，上行业务相对较少，故而第一接收端利用上行频谱资源，将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端。 [0045] S303、所述第二接收端利用所述第一解码结果的至少一个将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果；其中，所述第二解码结果包括：经上述相应对齐的各数据流。 [0046] 若第一解码结果中只包含经上述相应对齐的数据流的和数据流，则上述第一解码结果中的至少一个是指：至少一个和数据流。 [0047] 若第一解码结果中还进一步包括：第一数据流中未经对齐的数据流，则上述第一解码结果中的至少一个是指：第一数据流中未经对齐的数据流、经上述相应对齐的数据流，这些数据流中的至少一个。 [0048] 本发明提供一种数据流传输的方法，第二发送端根据第一接收端配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐，这样第一接收端的第一解码结果中至少会包含和数据流，并且第二接收端利用第一解码结果中的至少一个就能够解码得到经对齐的数据流；从而使得在第一接收端配置有限个数的天线且因通信受到第二数据流的干扰而无法解码的情况下，由第二接收端解码出经对齐的数据流。 [0049] 进一步的，参考图5，上述方法还可以进一步包括： [0050] S304、根据所述第一接收端的需要，第二接收端将所述第二解码结果中的至少一个传输至所述第一接收端。 [0051] 通过步骤S304使得第一接收端能够获取到其自身需要的各个数据流。 [0052] 下面，本发明实施例针对图2所示的下行数据传输场景，提供了一种数据流传输的方法。上述第一发送端、第一接收端、第二发送端、第二接收端，在本具体实例中依次为BS、UE1、UE2、UE3，并且以BS、UE1、UE2、UE3均配置有2天线为例进行说明。上述第一数据流包括：s1、s2两个数据流，上述第二数据流包括：数据流s3。H11为BS到UE1的信道，H21为UE2到UE1的干扰信道，H12为BS到UE3的干扰信道，H22为UE2到UE3的信道。 [0053] 步骤一、BS向UE1下行蜂窝传输数据流s1、s2，两数据流的预编码向量分别为v1、v2；UE2在BS向UE1传输s1、s2所占用的时频资源上，向UE3传输数据流s3，该数据流的预编码向量为v3； [0054] 其中，在传输s3时，将s3对UE1的干扰与s2(当然s1也可以，在本具体实例中以s2为例)对齐，即令H11v2＝H21v3，也就是说，BS2对s2进行编码的预编码向量v2，和UE2对s3进行编码的预编码向量v3需要满足该公式。 [0055] 步骤二、UE1接收第一接收信号，进行解码得到第一解码结果，并将第一解码结果中的至少一个传输至UE2。 [0056] 其中，第一接收信号为y1： [0057] y1＝H11v1s1+H21v3(s2+s3) [0058] 上述第一接收信号y1包含两个未知数据流：s1和(s2+s3)。由于UE1配置有2天线，故而，UE1能够将这两个未知数据流全部解码出来，也就是，第一解码结果包括：s1和(s2+s3)。UE1可以将第一解码结果中的至少一个传输至UE2，在本具体实例中，以UE1将第一解码结果中s1传输至UE2为例。优选的，UE1利用上行频谱，将s1通过D2D传输至UE3。 [0059] 步骤三、UE3接收第二接收信号，并利用s1将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果。 [0060] 其中，第二接收信号为y2： [0061] [0062] 由于此时s1已知，在第二接收信号y2中只有两个未知数据流，即s2和s3，由于UE3配置有2天线，故UE3可以解码得到s2和s3，即第二解码结果包括：s2和s3。 [0063] 显然，通过本发明提供的方法能够在UE1配置有限的情况下，通过将s3对UE1的干扰与s2对齐，从而减少第一接收信号中的未知数据流的个数，以便UE1能够解码得到所有未知数据流。 [0064] 若BS向UE1传输的数据流中只有s1为UE1所需的数据流，则此时结束数据流的传输。 [0065] 若BS向UE1传输的数据流中的s1、s2均为UE1所需的数据流，则进一步的，上述具体实例还可以包括： [0066] 步骤四、UE3将第二解码结果中的至少一个传输给UE1。 [0067] 具体的，UE3可以直接将s2传输至UE1；或将s3传输至UE1，以使得UE1能够结合(s2+s3)，解出s2；或将s2和s3均传输至UE1。 [0068] 针对图2所示的下行数据传输场景，本发明还提供了一种数据流传输的方法。上述第一发送端、第一接收端、第二发送端、第二接收端，在本具体实例中依次为BS、UE1、UE2、UE3，并且以BS、UE1、UE2、UE3均配置有2天线为例进行说明。上述第一数据流包括：s1、s2两个数据流，上述第二数据流包括：数据流s3、s4。H11为BS到UE1的信道，H21为UE2到UE1的干扰信道，H12为B S到UE3的干扰信道，H22为UE2到UE3的信道。 [0069] 步骤一、BS向UE1下行蜂窝传输数据流s1、s2，两数据流的预编码向量分别为v1、v2；UE2在BS向UE1传输s1、s2所占用的时频资源上，向UE3传输数据流s3、s4，该数据流的预编码向量为v3、v4； [0070] 其中，在传输s3、s4时，将s3对UE1的干扰与s2对齐，即令H11v2＝H21v3，将s4对UE1的干扰与s1对齐，即令H11v1＝H21v4。 [0071] 步骤二、UE1接收第一接收信号，进行解码得到第一解码结果，并将第一解码结果中的至少一个传输至UE2。 [0072] 其中，第一接收信号为y1： [0073] y1＝H11v1(s1+s4)+H21v3(s2+s3) [0074] 上述第一接收信号y1包含两个未知数据流：(s1+s4)和(s2+s3)。由于UE1配置有2天线，故而，UE1能够将这两个未知数据流全部解码出来，也就是，第一解码结果包括：(s1+s4)和(s2+s3)。UE1可以将第一解码结果中的至少一个传输至UE2，在本具体实例中，优选的，UE1将第一解码结果中(s1+s4)和(s2+s3)传输至UE2，以便UE2可以解码得到第二接收信号中的所有未知数据流。优选的，UE1利用上行频谱，将(s1+s4)和(s2+s3)通过D2D传输至UE3。 [0075] 步骤三、UE3接收第二接收信号，并利用(s1+s4)将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果。 [0076] 其中，第二接收信号为y2： [0077] [0078] 由于此时(s1+s4)和(s2+s3)已知，就可以将第二接收信号y2中的其中两个未知数据流由另外两个未知数据流表示，例如，s3＝(s2+s3)-s2，s4＝(s1+s4)-s1，这样，上述第二接收信号中就只剩下s1和s2两个未知数据流，由于UE3配置有2天线，故UE3可以解码得到s1和s2，进一步的可以解码得到s3和s4，即第二解码结果包括：s1、s2、s3、s4。 [0079] 显然，通过本发明提供的方法能够在UE1配置有限的情况下，通过将s3、s4对UE1的干扰分别与s2、s1相应对齐，从而减少第一接收信号中的未知数据流的个数，以便UE1能够解码得到所有未知数据流。 [0080] 进一步的，上述具体实例还可以包括： [0081] 步骤四、根据UE1的需要，UE3将第二解码结果中的至少一个传输给UE1。 [0082] 具体的，若BS向UE1传输的第一数据流中只有s1为UE1所需的数据流，则UE3可以将s1或s4传输至UE1，以使得UE1最终获取到s1；当然，UE3还可以在s1或s4的基础上传输第二解码结果中其他数据流至UE1。 [0083] 同样的，若BS向UE1传输的第一数据流中只有s2为UE1所需的数据流，则UE3可以将s2或s3传输至UE1，以使得UE1最终获取到s1；当然，UE3还可以在s1或s4的基础上传输第二解码结果中其他数据流至UE1。 [0084] 若BS向UE1传输的第一数据流中的s1、s2均为UE1所需的数据流，则UE3将s1、s2，或者s1、s3，或者s2、s4，或者s3、s4，传输至UE1，这样UE1就可以最终获取到s1、s2。 [0085] 本发明实施例还提供了一种对应上述方法的数据流传输的系统，对该系统中各个设备的功能描述可以参照上述方法中的步骤描述，在此不加赘述。 [0086] 如图6所示，本发明实施例提供的数据流传输的系统，包括：第一发送端61、第一接收端62、至少一个第二发送端63、至少一个第二接收端64； [0087] 所述第一发送端61用于，向所述第一接收端传输编码后的第一数据流； [0088] 所述第二发送端63用于，在所述第一发送端传输所述第一数据流所占用的时频资源上，向第二接收端传输编码后的第二数据流，其中，在编码所述第二数据流时，根据所述第一接收端所配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐； [0089] 所述第一接收端62用于，将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端；其中，所述第一解码结果至少包括：经上述相应对齐的数据流的和数据流； [0090] 所述第二接收端64用于，利用所述第一解码结果的至少一个将其接收到的第二接收信号进行解码，得到第二解码结果；其中，所述第二解码结果至少包括：经上述相应对齐的各数据流。 [0091] 优选的，第二接收端64还用于，将所述第二解码结果中的至少一个传输至所述第一接收端。 [0092] 优选的，所述第一接收端62具体用于，将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并将所述第一解码结果中的至少一个，通过设备到设备D2D通信传输至所述第二接收端。 [0093] 进一步优选的，所述第一接收端62具体用于，将其接收到的第一接收信号进行解码，得到第一解码结果，并利用上行频谱资源，将所述第一解码结果中的至少一个传输至所述第二接收端。 [0094] 本发明提供一种数据流传输的系统，第二发送端根据第一接收端配置的天线数量，将所述第二数据流中的至少一个对所述第一接收端的干扰与所述第一数据流中的至少一个相应对齐，这样第一接收端的第一解码结果中至少会包含和数据流，并且第二接收端利用第一解码结果中的至少一个就能够解码得到经对齐的数据流；从而使得在第一接收端配置有限个数的天线且因通信受到第二数据流的干扰而无法解码的情况下，由第二接收端解码出经对齐的数据流。 [0095] 图7为利用本发明提供的数据流传输的方法的效果仿真图。其中，横轴表示UE离基站的距离，从小区中心(离基站100m)处UE往小区边缘移动，移至离基站260m处。纵轴表示系统容量。图7中，处于上方的线为本发明方案所对应的效果曲线，处于下方的线为现有技术方案所对应的效果曲线。 [0096] 由于在复用无线资源的情况下，会产生干扰，若接收端所配置的天线数量小于其接收到的信号中的未知数据流个数，就会导致该接收端无法解码接收信号；也就是说，现有技术中需要将复用无线资源的量控制在一定程度，以保证接收端能够解码接收信号。利用本发明实施例提供的方法，接收端在现有配置天线数量不变的前提下，有能力从接收信号中解码出更多的未知数据流；也就是说，在现有系统配置的情况下，支持复用无线资源的量增大，也就增大了系统容量。由图3可以看出，在离基站100m处，本发明提供的方案相对于现有数据流传输的方法而言，系统容量有300％的增益；在离基站260m处，本发明提供的方案相对于现有数据流传输的方法而言，系统容量有41％的增益。 [0097] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 [0098] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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