專利名稱：一種基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼中繼傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼中繼傳輸方法，屬于無線通信 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在同頻組網(wǎng)的LTE-Advance系統(tǒng)中，相鄰小區(qū)間的干擾限制了小區(qū)邊緣用戶的 服務(wù)質(zhì)量和吞吐量。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的頻譜利用率，提高小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量 和吞吐量，必須采用相關(guān)技術(shù)有效地降低小區(qū)間的干擾。無線通信領(lǐng)域中的協(xié)作多點 (CoordinativeMultiple Point,以下簡稱CoMP)傳輸技術(shù)是目前LTE-Advanced具有廣闊前
景的技術(shù)，它在盡可能保持系統(tǒng)高頻譜利用率的基礎(chǔ)上，可以有效地避免或降低小區(qū)間 干擾。CoMP模型最常用的是基于BBU+RRU的組網(wǎng)模式，類似于傳統(tǒng)上熟知的分布式 天線技術(shù)，1個基站通過射頻光纖(以下簡稱RoF)連接多個天線站點，天線站點類似1 個無線遠(yuǎn)端單元(以下簡稱RRU)，而所有的基帶處理仍集中在基站，形成集中的基帶單 元(以下簡稱BBU)。CoMP作為提高小區(qū)吞吐量尤其是小區(qū)邊緣吞吐量的重要手段，目前技術(shù)主要 包含兩類干擾協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù)(Coordinated Scheduling,以下簡稱CoMP-CS)和信號聯(lián) 合處理技術(shù)(Joint Processing,以下簡稱CoMP-JP)。其中信號聯(lián)合處理技術(shù)通過相鄰多
點的協(xié)作通信，與協(xié)作小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的用戶共同構(gòu)成虛擬的多輸入多輸出(以下簡稱 ΜΙΜΟ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使用現(xiàn)有的多用戶MIMO檢測技術(shù)對這些協(xié)作的用戶進(jìn)行信號的聯(lián)合 發(fā)送和聯(lián)合接收，從而降低小區(qū)間的干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量和系統(tǒng)的平均吞吐量。多基站信號聯(lián)合處理技術(shù)是降低小區(qū)間干擾、提升小區(qū)邊緣吞吐量和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 吞吐量更本質(zhì)更有效的技術(shù)，其中網(wǎng)絡(luò)編碼和中繼技術(shù)的相結(jié)合更是最近研究的熱點。 傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)，即除了數(shù)據(jù)的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點以外的 節(jié)點只負(fù)責(zé)路由，而不對數(shù)據(jù)內(nèi)容做任何處理，中間節(jié)點扮演著轉(zhuǎn)發(fā)器的角色。人們普 遍認(rèn)為在中間節(jié)點上對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加工不會有任何收益，然而2000年提出的網(wǎng)絡(luò)編 碼理論徹底推翻了這種傳統(tǒng)觀點。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)， 它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的 處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點，中間節(jié)點扮演著編碼器或信號處理器的角色。同時利用中 繼(Relay)最為中間節(jié)點，能夠擴(kuò)大小區(qū)覆蓋面積，也是用于小區(qū)邊緣的有效方法之一。 無線中繼體積小，重量輕，易于選址，在不需要大幅度增加成本的同時帶來通信系統(tǒng)性 能的巨大提高。合理地設(shè)計分布式空時碼能夠取得滿分集增益和較大的編碼增益，同時 具有非常低的編碼和譯碼復(fù)雜度，無線中繼聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是提高小區(qū)邊緣用戶業(yè)務(wù) 傳輸性能的一種低成本、低復(fù)雜度的解決方法，同時還能節(jié)省傳輸資源。對于LTE系統(tǒng) 高峰值速率、高工作頻段的要求，中繼技術(shù)無疑是擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍、提高系統(tǒng)性能和 吞吐量，降低小區(qū)邊緣干擾的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼中繼傳輸方法。利用 多天線帶來的空間自由度提高系統(tǒng)的頻譜效率。對于中繼傳輸，利用網(wǎng)絡(luò)編碼提高中繼 的傳輸效率，并且利用用戶各天線數(shù)據(jù)流間的不同錯誤率，通過天線選擇形成中繼端的 網(wǎng)絡(luò)編碼，從而提高系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明提出的基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作中繼傳輸方法，包括以下步 驟(1)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的第一用戶在正交信道中向基站端和中繼端發(fā)送第一信息序 列A，第二用戶在正交信道中向基站端和中繼端發(fā)送第二信息序列B，假設(shè)第一用戶和第 二用戶的發(fā)射天線數(shù)目均為Nt，且第一信息序列A和第二信息序列B采用相同的星座調(diào)
制方式，并具有相同的序列長度，則第一用戶發(fā)送的信息序列A表示為
權(quán)利要求
1. 一種基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作中繼傳輸方法，其特征在于該方法包括 以下步驟(1)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的第一用戶在正交信道中向基站端和中繼端發(fā)送第一信息序列 A，第二用戶在正交信道中向基站端和中繼端發(fā)送第二信息序列B，假設(shè)第一用戶和第二 用戶的發(fā)射天線數(shù)目均為Nt，且第一信息序列A和第二信息序列B采用相同的星座調(diào)制αλ方式，并具有相同的序列長度，則第一用戶發(fā)送的信息序列A表示為^4 =a7V，第二用戶發(fā)送的信息序列B表示為β =上發(fā)送的數(shù)據(jù)流，KkNt;Nt，其中Id1分別表示第一用戶和第二用戶的第i個天線(2)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的基站端和中繼端分別根據(jù)第一信息序列A和第二信息序列B中 的導(dǎo)頻信息進(jìn)行信道估計，得到第一用戶和第二用戶與基站端之間的信道矩陣H1, H2, 第一用戶和第二用戶與中繼端之間的信道矩陣Hri，H12,基站端保留第一信息序列A和第 二信息序列B的接收樣值，中繼端對第一信息序列A和第二信息序列B分別進(jìn)行譯碼；(3)基站端根據(jù)上述信道矩陣H1,H2,分別對第一用戶和第二用戶的各天線數(shù)據(jù) 流的質(zhì)量進(jìn)行估計，并生成用于網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼包，生成方式對于第一用戶的數(shù)據(jù)流nIaI 選擇與第一用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的第二用戶的數(shù)據(jù)流得到一個中繼包/ tfex =lNt.其中Il1表示與第一用戶的天線i的數(shù)據(jù)流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的第二用戶的數(shù)據(jù)流的天線標(biāo)號，n； ^ Iij ；(4)基站端采用一個反饋信道將上述中繼包發(fā)送給中繼端，中繼端根據(jù)中繼包中的天線標(biāo)號生成需要轉(zhuǎn)發(fā)給用戶的網(wǎng)絡(luò)編碼信息序列R = h，r2，···，?！?，其中C=A65^，表示中繼端生成的在第i根天線上發(fā)送的數(shù)據(jù)流，其中，Θ表示異或操作，中繼端各天線同 時向基站端發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)流；(5)基站端根據(jù)上述步驟(1)接收到的第一信息序列A和第二信息序列B以及上述步 驟(4)接收到的中繼轉(zhuǎn)發(fā)序列R，對第一信息序列A和第二信息序列B進(jìn)行聯(lián)合譯碼， 完成中繼傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于天線選擇的多天線網(wǎng)絡(luò)編碼中繼傳輸方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。無線通信網(wǎng)絡(luò)中的兩個用戶在正交信道中向基站端和中繼端發(fā)送信息序列，基站端和中繼端根據(jù)信息序列進(jìn)行信道估計，得到信道矩陣，并對信息序列進(jìn)行譯碼；基站端根據(jù)信道矩陣天線數(shù)據(jù)流的質(zhì)量進(jìn)行估計，并生成用于網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼包，并發(fā)送給中繼端，中繼端向基站端發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)流；基站端根據(jù)信息序列中繼轉(zhuǎn)發(fā)序列進(jìn)行聯(lián)合譯碼，完成中繼傳輸。本發(fā)明方法利用多天線傳輸和網(wǎng)絡(luò)編碼，提高了系統(tǒng)的傳輸效率，從而改善了頻譜利用率；利用各天線數(shù)據(jù)流間的不同傳輸質(zhì)量，利用了網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作中繼的特性，降低了BER，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04L27/26GK102013960SQ20101060647
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者張長, 曾捷, 粟欣, 薛光達(dá), 高暉 申請人:清華大學(xué)