專利名稱：協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域， 具體而言，涉及一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法及裝置。
背景技術(shù)：
在下一代的寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)中，解決無線通信網(wǎng)絡(luò)中如何在當(dāng)前的無線通信系統(tǒng)中的帶寬下支持更大的帶寬成為提高小區(qū)間用戶終端吞吐量及用戶終端平均吞吐量的一個(gè)關(guān)鍵因素并面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在無線通信中，發(fā)射分集是抗多徑衰落的有效技術(shù)。然而，由于功率，體積，費(fèi)用以及硬件復(fù)雜度等限制，無線終端可能只采用單天線。因此，協(xié)作分集技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其主要思想是讓多個(gè)單天線終端組成一個(gè)虛擬的多天線陣列，以獲得發(fā)射分集。當(dāng)兩個(gè)無線終端互相協(xié)作時(shí)，一個(gè)終端先偵聽對方的傳輸，然后在不同的正交子信道上(時(shí)間，頻率，碼字或空間)重傳接收信號或根據(jù)接收信號計(jì)算的冗余信息。當(dāng)兩用戶協(xié)作時(shí)，從基站的角度，系統(tǒng)等效于一個(gè)多址接入信道。為了在基站端分離出每個(gè)用戶的信息，可以采用不同的多址接入?yún)f(xié)議(不同的正交子信道劃分方法)，諸如，CDMA (Code-Division Multiple Access，碼分多址)協(xié)議、TDMA(Time-Division Multiple Access,時(shí)分多址)協(xié)議、 FDMA(Frequency-Division Multiple Access，頻分多址)協(xié)議等。但是，總的來說目前的協(xié)作分集系統(tǒng)容量不高，同時(shí)存在各種問題(1)協(xié)作分集系統(tǒng)中每個(gè)用戶只能從PSK調(diào)制系統(tǒng)的正交和同相分量上發(fā)送信息，因此只能采用BPSK調(diào)制。(2)協(xié)作分集系統(tǒng)中基站(BS)和用戶端(UE)上天線數(shù)量受限。(3)協(xié)作分集系統(tǒng)中中繼協(xié)議單一。(4)協(xié)作分集系統(tǒng)中傳統(tǒng)AF (Amplify-And-Forward,放大并轉(zhuǎn)發(fā))協(xié)議、 DF (Decode-And-Forward,角軍碼并轉(zhuǎn)發(fā))協(xié)議、SDF (Selection Decode and Forward,選擇角軍碼并轉(zhuǎn)發(fā))協(xié)議會導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法及裝置，以至少解決上述問題之一。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法，包括將一個(gè) TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè) TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；根據(jù)等效信道模型對不同子幀接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；根據(jù)最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。中繼協(xié)議包括以下至少之一 AF協(xié)議、DF協(xié)議、SDF協(xié)議、利用基站反饋信息的SDF 協(xié)議，其中，利用基站反饋信息的SDF協(xié)議包括如果兩協(xié)作用戶端互相譯碼正確，則在第三子幀內(nèi)互相發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶端譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，則譯碼正確的用戶端在第三子幀內(nèi)發(fā)送伙伴信息，譯碼錯(cuò)誤的用戶端保持靜默；如果兩個(gè)用戶端均譯碼錯(cuò)誤，則均在第三子幀內(nèi)重發(fā)自己的信息。等效信道模型包括虛擬MIMO (Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出)系統(tǒng)。當(dāng)中繼協(xié)議為利用基站反饋信息的SDF協(xié)議時(shí)，根據(jù)最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形包括根據(jù)用戶信道條件確定協(xié)作分集條件；根據(jù) MMSE (Minimum Mean Square Error，最小均方差)準(zhǔn)則獲得波束成形的代價(jià)函數(shù)；根據(jù)代價(jià)函數(shù)獲得波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解；根據(jù)確定的協(xié)作分集條件、波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解及最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。協(xié)作分集條件包括以下之一第一用戶端和第二用戶端互相譯碼正確，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送X2，第二用戶端發(fā)送X1,此時(shí)、=X1，毛=X2 ；第一用戶端譯碼正確但第二用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第一用戶端發(fā)送X2，第二用戶端保持靜默；第二用戶端譯碼正確但第一用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第二用戶端發(fā)送X1，第一用戶端保持靜默；第一用戶端和第二用戶端均譯碼失敗，在第三子幀，第一用戶端和第二用戶端分別重發(fā)自己的信息X1和X2,此時(shí)、=X2 'X2 = X1 ；其中，X1為第一用戶端在第一子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，X2為第二用戶端在第二子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，毛和無為第一用戶端和第二用戶端在第三子幀分別發(fā)送的伙伴信息的估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型裝置，包括子幀劃分模塊，用于將一個(gè)TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，使兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；信號確定模塊，用于根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè)TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；聯(lián)合處理模塊，用于根據(jù)等效信道模型對不同時(shí)隙接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；波束成形模塊，用于根據(jù)最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。中繼協(xié)議包括以下至少之一 AF協(xié)議、DF協(xié)議、SDF協(xié)議、利用基站反饋信息的SDF 協(xié)議，其中，利用基站反饋信息的SDF協(xié)議包括如果兩協(xié)作用戶端互相譯碼正確，則在第三子幀內(nèi)互相發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶端譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，則譯碼正確的用戶端在第三子幀內(nèi)發(fā)送伙伴信息，譯碼錯(cuò)誤的用戶端保持靜默；如果兩個(gè)用戶端均譯碼錯(cuò)誤，則均在第三子幀內(nèi)重發(fā)自己的信息。等效信道模型包括虛擬MIMO (Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出)系統(tǒng)。波束成形模塊包括分集條件確定單元，用于在中繼協(xié)議為利用基站反饋信息的 SDF協(xié)議時(shí)，根據(jù)用戶信道條件確定協(xié)作分集條件；代價(jià)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)MMSE準(zhǔn)則獲得波束成形的代價(jià)函數(shù)；最優(yōu)維納解確定單元，用于根據(jù)代價(jià)函數(shù)獲得波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解；波束成形單元，用于根據(jù)確定的協(xié)作分集條件、波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解及最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。

協(xié)作分集條件包括以下之一第一用戶端和第二用戶端互相譯碼正確，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送X2，第二用戶端發(fā)送X1，此時(shí)Λ =X1 J2=X2 ；第一用戶端譯碼正確但第二用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第一用戶端發(fā)送X2，第二用戶端保持靜默；第二用戶端譯碼正確但第一用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第二用戶端發(fā)送X1，第一用戶端保持靜默；第一用戶端和第二用戶端均譯碼失敗，在第三子幀，第一用戶端和第二用戶端分別重發(fā)自己的信息X1和X2,此時(shí)、=X2 'X2=X1 ；其中，X1為第一用戶端在第一子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，X2為第二用戶端在第二子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，毛和無為第一用戶端和第二用戶端在第三子幀分別發(fā)送的伙伴信息的估計(jì)值。通過本發(fā)明，采用將一個(gè)TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，由兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸，并通過相應(yīng)的中繼協(xié)議和等效信道模型最終完成協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形的方案，解決了現(xiàn)有協(xié)作分集系統(tǒng)容量不高的問題，進(jìn)而達(dá)到了提高系統(tǒng)容量效果。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形方法兩用戶協(xié)作分集系統(tǒng)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形方法兩用戶協(xié)作架構(gòu)中的TDMA 幀與現(xiàn)有TDMA幀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形的原理結(jié)構(gòu)框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形方法不同用戶間信道下Ul的BER 性能曲線(AF)；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形方法不同用戶間信道下Ul的BER 性能曲線(SDF)；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法的流程圖。如圖1所示， 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法包括步驟S102，將一個(gè)TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；步驟S104，根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè)TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；步驟S106，根據(jù)等效信道模型對不同子幀接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；步驟S108，根據(jù)最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。 本事實(shí)例提出了一種新的TDMA機(jī)制，在本實(shí)施例中，一個(gè)TDMA幀被劃分為三個(gè)子幀。為有效利用系統(tǒng)資源，第一用戶端(Ul)和第二用戶端(U2)共享了同一子幀。由于此時(shí)中繼傳輸能共享時(shí)間和帶寬資源，所以這種劃分方法帶寬效率更高。對每一用戶而言，信道自由度從1/2增加到了 2/3，這樣能大大提高用戶的信道容量。從基站的角度來看，能節(jié)省時(shí)間資源供更多的用戶進(jìn)行協(xié)作，從而提高了系統(tǒng)容量。在上述新的TDMA機(jī)制中，現(xiàn)有的中繼協(xié)議都可繼續(xù)應(yīng)用，但是為了克服現(xiàn)有中繼協(xié)議會使系統(tǒng)性能降低的問題，本優(yōu)選實(shí)施例提出一種新的中繼協(xié)議。優(yōu)選地，上述中繼協(xié)議可以包括以下至少之一 AF協(xié)議、DF協(xié)議、SDF協(xié)議、利用基站反饋信息的SDF協(xié)議，其中，利用基站反饋信息的SDF協(xié)議包括
如果兩協(xié)作用戶端互相譯碼正確，則在第三子幀內(nèi)互相發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶端譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，則譯碼正確的用戶端在第三子幀內(nèi)發(fā)送伙伴信息，譯碼錯(cuò)誤的用戶端保持靜默；如果兩個(gè)用戶端均譯碼錯(cuò)誤，則均在第三子幀內(nèi)重發(fā)自己的信息。利用基站端反饋信息的SDF協(xié)議會根據(jù)基站端反饋的不同進(jìn)行不同的處理如果兩協(xié)作用戶互相譯碼正確，它們在第三時(shí)隙內(nèi)發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，前者會在第三時(shí)隙內(nèi)發(fā)送伙伴信息，但后者會保持靜默；如果兩個(gè)用戶均譯碼錯(cuò)誤，為更好地利用信道帶寬，基站將通過反饋信道通知兩個(gè)用戶重發(fā)自己的信息，該反饋信息可通過一比特來實(shí)現(xiàn)。上述新型SDF協(xié)議，在用戶間信道較差時(shí)，不會為協(xié)作帶來性能損耗，因?yàn)楫?dāng)兩用戶均譯碼失敗時(shí)，基站會分別通知兩用戶重發(fā)自己的信息。優(yōu)選地，上述等效信道模型可以包括虛擬MIMO系統(tǒng)。不同的中繼協(xié)議對應(yīng)的等效信道模型會有所區(qū)別，但是多數(shù)協(xié)作分集系統(tǒng)都可以等效為虛擬的MIMO系統(tǒng)，因此在選用信道模型時(shí)，優(yōu)先選用虛擬MIMO系統(tǒng)。但采用上述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議作為中繼協(xié)議時(shí)，后續(xù)的處理需要相應(yīng)的進(jìn)行改變，本優(yōu)選實(shí)施例中舉例說明。優(yōu)選地，當(dāng)中繼協(xié)議為所述利用基站反饋信息的 SDF協(xié)議時(shí)，步驟S108可以進(jìn)一步包括以下處理(1)根據(jù)用戶信道條件確定協(xié)作分集條件；(2)根據(jù)MMSE (Minimum Mean Square Error，最小均方差)準(zhǔn)則獲得波束成形的代價(jià)函數(shù)；(3)根據(jù)代價(jià)函數(shù)獲得波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解；(4)根據(jù)確定的協(xié)作分集條件、波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解及最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。當(dāng)采用上述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議作為中繼協(xié)議時(shí)，對應(yīng)的協(xié)作分集條件就不是唯一的了，在進(jìn)行協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形時(shí)，首先要確定相應(yīng)的協(xié)作分集條件，然后再獲得代價(jià)函數(shù)，生成最優(yōu)維納解，最終完成協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。優(yōu)選地，上述協(xié)作分集條件可以為以下之一第一用戶端和第二用戶端互相譯碼正確，在第三子幀，第一用戶端發(fā)送x2，第二用戶端發(fā)送X1，此時(shí)，戈=A毛=X2.第一用戶端譯碼正確但第二用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第一用戶端發(fā)送X2，第二用戶端保持靜默；第二用戶端譯碼正確但第一用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，第二用戶端發(fā)送X1，第一用戶端保持靜默；第一用戶端和第二用戶端均譯碼失敗，在第三子幀，第一用戶端和第二用戶端分別重發(fā)自己的信息X1和X2，此時(shí)，乓=Χ2，毛=xI .
其中，X1為第一用戶端在第一子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，X2為第二用戶端在第二子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，毛和戈為第一用戶端和第二用戶端在第三子幀分別發(fā)送的伙伴信息的估計(jì)值。本優(yōu)選實(shí)施例給出了一種優(yōu)選地協(xié)作分集條件，涵蓋了所有可能發(fā)生的情況。下面結(jié)合實(shí)例對上述優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)例的兩用戶分集協(xié)作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，本實(shí)例采用上述實(shí)施例提出的新 TDMA機(jī)制。如圖3所示，假定一個(gè)TDMA幀占用N個(gè)符號間隔，傳統(tǒng)的基于TDMA的架構(gòu)及其相應(yīng)的發(fā)送和接收方式如圖2中(a)所示。在此TDMA機(jī)制中，一個(gè)完整的TDMA幀被劃分為四個(gè)子幀第一個(gè)子幀屬于Ul的信息，第二個(gè)子幀屬于U2的中繼信息，在隨后的兩個(gè)子幀中，Ul和U2的角色進(jìn)行了互換。上述新的TDMA機(jī)制如圖2中(b)所示，此時(shí)一個(gè)TDMA 幀被劃分為三個(gè)子幀。與傳統(tǒng)機(jī)制不同的是，Ul和U2共享了同一子幀。由于此時(shí)中繼傳輸能共享時(shí)間和帶寬資源，這種劃分方法帶寬效率更高。對每一用戶而言，信道自由度從1/2 增加到了 2/3，這樣能大大提高用戶的信道容量。從基站的角度來看，能節(jié)省時(shí)間資源供更多的用戶進(jìn)行協(xié)作，從而提高了系統(tǒng)容量。進(jìn)一步地，在本實(shí)例中，每個(gè)用戶可采用任意調(diào)制方式；由配置兩根或多根天線的基站提供接收分集，應(yīng)用波束成形等多天線信號處理技術(shù)；采用AF和DF及其變形等各種中繼協(xié)議，包括上述的新型SDF協(xié)議果兩協(xié)作用戶互相譯碼正確，它們在第三時(shí)隙內(nèi)發(fā)送伙伴的信息；如果一個(gè)用戶譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，前者會在第三時(shí)隙內(nèi)發(fā)送伙伴信息， 但后者會保持靜默；如果兩個(gè)用戶均譯碼錯(cuò)誤，為更好地利用信道帶寬，基站將通過反饋信道通知兩個(gè)用戶重發(fā)自己的信息，該反饋信息可通過一比特來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在我們分析基站采用兩根天線，中繼采用AF和上述新型SDF協(xié)議時(shí)，協(xié)作系統(tǒng)的低通等效、時(shí)間離散信道模型。假定所有信道都是頻率平坦衰落和準(zhǔn)靜態(tài)的，即信道衰落在一個(gè)TDMA幀內(nèi)保持不變。所有信道互相獨(dú)立。系統(tǒng)是完全同步的?；局劳耆男诺罓顟B(tài)信息CSI (Channel State Information,信道狀態(tài)信息)，但用戶不知道。為方便描述，在下面的表達(dá)式中，均省略了時(shí)間變量η。使用的標(biāo)號說明如下ri(j)，i e {l，2，d}，j e {1,2,3}表示用戶或基站在時(shí)隙j內(nèi)的接收信號，Iii(j) 為相應(yīng)的加性噪聲和干擾；rd,i(j)，i e {l，2}，je {1,2,3}表示基站的第i根天線在時(shí)隙 j內(nèi)的接收信號，nd,i(j)為相應(yīng)的噪聲和干擾；hik(j)，i，k e {1,2}, j e {1,2,3}為用戶i 至IJk在時(shí)隙j內(nèi)的信道衰落系數(shù)；hid,k(j)，i，ke {1,2}, j e {1,2,3}為用戶i到基站的天線k在時(shí)隙j內(nèi)的信道衰落系數(shù)。在統(tǒng)計(jì)意義上，hik(j)和hid,k(j)是均值為0，獨(dú)立的， 圓對稱復(fù)高斯隨機(jī)變量；叫(」)和Iida (j)也是均值為0，獨(dú)立的，圓對稱復(fù)高斯隨機(jī)變量，且方差均為N。。在第一時(shí)隙，Ul發(fā)送信號，U2和基站接收信號。假定Ul在第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送 X1,則U2和基站接收的信號分別為
權(quán)利要求
1.一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法，其特征在于，包括將一個(gè)時(shí)分多址TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè)TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；根據(jù)等效信道模型對不同子幀接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；根據(jù)所述最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中繼協(xié)議包括以下至少之一放大并轉(zhuǎn)發(fā)AF協(xié)議、解碼并轉(zhuǎn)發(fā)DF協(xié)議、選擇解碼并轉(zhuǎn)發(fā)SDF協(xié)議、利用基站反饋信息的SDF協(xié)議，其中，所述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議包括如果兩協(xié)作用戶端互相譯碼正確，則在第三子幀內(nèi)互相發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶端譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，則譯碼正確的用戶端在第三子幀內(nèi)發(fā)送伙伴信息，譯碼錯(cuò)誤的用戶端保持靜默；如果兩個(gè)用戶端均譯碼錯(cuò)誤，則均在第三子幀內(nèi)重發(fā)自己的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效信道模型包括虛擬多入多出 MIMO系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述中繼協(xié)議為所述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議時(shí)，根據(jù)所述最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形包括根據(jù)用戶信道條件確定協(xié)作分集條件； 根據(jù)最小均方差MMSE準(zhǔn)則獲得波束成形的代價(jià)函數(shù)； 根據(jù)所述代價(jià)函數(shù)獲得波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解；根據(jù)確定的協(xié)作分集條件、所述波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解及所述最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述協(xié)作分集條件包括以下之一 第一用戶端和第二用戶端互相譯碼正確，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送χ2，所述第二用戶端發(fā)送X1，此時(shí)，無=X1，毛=X2 ;所述第一用戶端譯碼正確但所述第二用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送X2，所述第二用戶端保持靜默；所述第二用戶端譯碼正確但所述第一用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，所述第二用戶端發(fā)送X1，所述第一用戶端保持靜默；所述第一用戶端和所述第二用戶端均譯碼失敗，在第三子幀，所述第一用戶端和所述第二用戶端分別重發(fā)自己的信息X1和X2，此時(shí)，無=X2 'X2 = X1 ；其中，X1為所述第一用戶端在第一子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，X2為所述第二用戶端在第二子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，毛和戈為所述第一用戶端和所述第二用戶端在第三子幀分別發(fā)送的伙伴信息的估計(jì)值。
6.一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型裝置，其特征在于，包括子幀劃分模塊，用于將一個(gè)時(shí)分多址TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，使兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；信號確定模塊，用于根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè)TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；聯(lián)合處理模塊，用于根據(jù)等效信道模型對不同時(shí)隙接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；波束成形模塊，用于根據(jù)所述最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述中繼協(xié)議包括以下至少之一放大并轉(zhuǎn)發(fā)AF協(xié)議、解碼并轉(zhuǎn)發(fā)DF協(xié)議、選擇解碼并轉(zhuǎn)發(fā)SDF協(xié)議、利用基站反饋信息的SDF協(xié)議，其中，所述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議包括如果兩協(xié)作用戶端互相譯碼正確，則在第三子幀內(nèi)互相發(fā)送伙伴信息；如果一個(gè)用戶端譯碼正確，另一個(gè)譯碼錯(cuò)誤，則譯碼正確的用戶端在第三子幀內(nèi)發(fā)送伙伴信息，譯碼錯(cuò)誤的用戶端保持靜默；如果兩個(gè)用戶端均譯碼錯(cuò)誤，則均在第三子幀內(nèi)重發(fā)自己的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述等效信道模型包括虛擬多入多出 MIMO系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述波束成形模塊包括分集條件確定單元，用于在所述中繼協(xié)議為所述利用基站反饋信息的SDF協(xié)議時(shí)，根據(jù)用戶信道條件確定協(xié)作分集條件；代價(jià)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)最小均方差MMSE準(zhǔn)則獲得波束成形的代價(jià)函數(shù)； 最優(yōu)維納解確定單元，用于根據(jù)所述代價(jià)函數(shù)獲得波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解； 波束成形單元，用于根據(jù)確定的協(xié)作分集條件、所述波束成形權(quán)值最優(yōu)維納解及所述最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述協(xié)作分集條件包括以下之一 第一用戶端和第二用戶端互相譯碼正確，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送χ2，所述第二用戶端發(fā)送X1，此時(shí)Λ = X1，毛=X2 ；所述第一用戶端譯碼正確但所述第二用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，所述第一用戶端發(fā)送X2，所述第二用戶端保持靜默；所述第二用戶端譯碼正確但所述第一用戶端譯碼錯(cuò)誤，在第三子幀，所述第二用戶端發(fā)送X1，所述第一用戶端保持靜默；所述第一用戶端和所述第二用戶端均譯碼失敗，在第三子幀，所述第一用戶端和所述第二用戶端分別重發(fā)自己的信息X1和X2，此時(shí)Λ = X2 'X2 = X1 ；其中，X1為所述第一用戶端在第一子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，X2為所述第二用戶端在第二子幀第η個(gè)符號間隔內(nèi)發(fā)送的信號，毛和戈為所述第一用戶端和所述第二用戶端在第三子幀分別發(fā)送的伙伴信息的估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種協(xié)作分集系統(tǒng)波束成型方法及裝置，上述方法包括將一個(gè)TDMA幀劃分為三個(gè)子幀，兩個(gè)用戶端共享一個(gè)子幀進(jìn)行信息傳輸；根據(jù)中繼協(xié)議確定一個(gè)TDMA幀的三個(gè)子幀接收和發(fā)送的信號；根據(jù)等效信道模型對不同子幀接收到的信號聯(lián)合進(jìn)行處理確定最終的接收和發(fā)送信號；根據(jù)最終的接收和發(fā)送信號完成用戶端的協(xié)作分集系統(tǒng)波束成形。通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案，解決了現(xiàn)有協(xié)作分集系統(tǒng)容量不高的問題，進(jìn)而達(dá)到了提高系統(tǒng)容量效果。
文檔編號H04L1/06GK102263582SQ201110205550
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者盧忱, 魏巍 申請人:中興通訊股份有限公司