一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法技术方案

技术编号:14784096 阅读:522 留言:0更新日期:2017-03-10 16:24
本发明专利技术公开了一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法:首先通过训练序列进行信道估计,然后计算不同发射天线之间信道的相关性,再应用一定准则判断是否进行CSD操作,最后通过信令字段的两个预留或者新增的比特位对每一帧进行自适应CSD操作的反馈和控制。本发明专利技术提供的方法针对每一帧进行估计,并根据信道变化情况,进行自适应CSD操作,提升了系统性能;尤其在低信噪比情况下,自适应CSD带来的增益更为明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
,特别涉及一种用于无线通信系统的自适应开环循环移位分集方法。
技术介绍
分集是无线通信系统中对抗衰落、提高链路可靠性的重要技术。分集的基本原理是通过多个不同传输特性的信道(时间、频率、相位、空间或编码)接受相同信息的多个副本,接收机利用这些经历不同衰落的多个副本能比较正确地恢复发送信号。从收发端的角度,分集可分为发送分集和接收分集。从信道资源的角度,又可分为空间分集、时间分集和频率分集。循环移位分集(Cyclic Delay Diversity,CSD)是在多根发送天线发送同一信号的不同延时的副本,经过不同的信道衰落后,在接收端合并而获得分集增益。CSD的本质是将空间分集转化为频率分集,具有如下的优点,可以获得所有空间分集和多径分集,发送端的天线数不受限制,复杂度远远低于采用空时编码的分集技术。在IEEE 802.11系列标准的系统中,为了系统的兼容性,CSD的操作一般均会使用,但是当AP和移动终端间的各信道存在相关性时,做CSD有时反而会降低系统的性能,所以在不同的帧之间选用不同的CSD应用策略,存在着提升系统性能的潜力。
技术实现思路
专利技术目的:针对现有CSD方案的不足,本专利技术提出一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法,根据发送天线之间的相关性,判定是否进行CSD,再反馈至发送端。技术方案:一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法,包括下述步骤:步骤1:由训练序列通过信道估计方法估计出信道信息H,表示为:   (公式1)其中,NTx表示发射天线数,NRx表示接收天线数,hij=[hij(0),hij(1),...,hij(N-1)]T表示第i个接收天线到第j个发射天线的频域信道信息,N表示采样点的个数。步骤2:任取一根接收天线,通过该接收天线与所有发射天线之间的信道信息计算发射天线间的相关性,具体计算过程如下1)取第i根接收天线,提取该接收天线与所有发射天线之间的信道信息,即矩阵H的第i行H(i,:)=[hi1,hi2,...,hiNTx];]]>2)计算H(i,:)的相关系数矩阵Ri,计算公式表示为:   (公式2)式中,cov()为协方差运算符,d()为方差运算符。这样得出一个NTx×NTx的相关系数矩阵,可以重写表示为:   (公式3)式中,表示第m个发射天线到第i个接收天线的频域信道him与第n个发射天线到第i个接收天线的频域信道hin间的相关系数。为了综合衡量发射天线信道间的相关性,取相关矩阵的主对角线上方紧邻的元素,即因为这些元素表示着相邻信道间的相关性,计算公式表示为:r=1NTx-1Σm=1NTx-1rm(m+1)i]]>   (公式4)步骤3:通过比较阈值和相关性数值,判断是否进行CSD操作;若相关性数值r<ε,则在发送端进行CSD;若相关性数值r≥ε,则在发射端不进行CSD。步骤4:接收端通过信令字段的预留或者新增比特位将是否进行CSD操作的信息反馈给发送端;发送端通过信令字段的预留或者新增比特位完成对自适应CSD操作的控制。具体地,采用信令字段的两个预留或者新增的比特位来实施这一过程。接收端反馈发送端时,所述两个预留或者新增的比特位为00,表示接收端反馈不进行CSD操作;所述两个预留或者新增的比特位为01,表示接收端反馈进行CSD操作。发送端指示发射机操作时,所述两个预留或者新增的比特位为10,表示发射机不进行CSD操作;所述两个预留比特位为11,表示发射机进行CSD操作。具体如表1所示:表1预留比特位说明预留比特位说明00接收端反馈不进行CSD操作01接收端反馈进行CSD操作10发送端指示不进行CSD操作11发送端指示进行CSD操作有益效果:与现有技术相比,本专利技术具有如下优点:针对每一帧进行估计,并根据信道变化情况,进行自适应CSD操作,提升了系统性能;尤其在低信噪比情况下,自适应CSD带来的增益更为明显。附图说明图1为本专利技术实施例的总体流程图;图2为IEEE 802.11ac信道B模型,100帧中信道相关性的变化趋势示意图;图3为不同阈值下自适应CSD的误帧率示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本专利技术,应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围,在阅读了本专利技术之后,本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。下面在毫米波无线局域网通信场景下,以IEEE 802.11ac协议架构进行方案实施的仿真测试。本次方案实施选用802.11ac信道模型中的B模型,天线配置为4根发射天线,1根接收天线。在真实环境中,信道状态一直在变化,但这些变化最后服从一定的统计规律,而信道建模就是根据这一统计规律将物理过程数学化。信道模型每次生成的信道都不相同,但所有生成的信道最后都服从同样的概率分布。图2为采用IEEE802.11ac信道B模型生成的100次信道,发送天线之间相关性的趋势图。可以看出,发送天线之间的相关性一直随机地变化,这为根据发送天线间相关性自适应CSD提供了依据。如图1所示,用于无线通信系统的自适应开环CSD方法包括下述步骤:步骤1:通过信道估计,获得了一帧内的信道信息H,可表示如下:H=[h11,h12,h13,h14]其中,h1j表示第1个接收天线与第j个发射天线之间的信道信息,包括256个频率采样点。表2选取了这一帧在5个频点上的信道信息。表2估计出的5个频点上的信道信息信道频点h11h12h13h1410.0536-0.7081i-1.6810-0.4492i-0.4780+0.5000i-1.6608+0.0135i20.0040-0.7075i-1.7082-0.4033i-0.4667+0.5230i-1.6352+0.0550i3-0.0451-0.7017i-1.7306-0.3540i-0.4534+0.5455i-1.6059+0.0935i4-0.0928-0.6908i-1.7476-0.3021i-0.4384+0.5673i-1.5733+0.1284i5-0.1388-0.6750i-1.7590-0.2483i-0.4215+0.5883i-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法,其特征在于:包括下述步骤: 步骤1:由训练序列通过信道估计方法估计出信道信息H; 步骤2:计算发射天线间的相关性; 步骤3:根据相关性数值判断是否进行CSD操作; 步骤4:接收端通过设置信令字段的预留或者新增的比特位将是否进行CSD操作的信息反馈给发送端,发送端通过设置信令字段的预留或者新增的比特位完成对自适应CSD操作的控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于无线通信系统的自适应开环CSD方法,其特征在于:包括下述步骤: 
步骤1:由训练序列通过信道估计方法估计出信道信息H; 
步骤2:计算发射天线间的相关性; 
步骤3:根据相关性数值判断是否进行CSD操作; 
步骤4:接收端通过设置信令字段的预留或者新增的比特位将是否进行CSD操作的信息反馈给发送端,发送端通过设置信令字段的预留或者新增的比特位完成对自适应CSD操作的控制。 
2.如权利要求1所述的自适应开环CSD方法,其特征在于:所述步骤1中信道信息H表示为: 
   (公式1) 
其中,NTx表示发射天线数,NRx表示接收天线数,hij=[hij(0),hij(1),...,hij(N-1)]T表示第i根接收天线到第j根发射天线的频域信道信息,N表示采样点的个数。 
3.如权利要求2所述的自适应开环CSD方法,其特征在于:所述步骤2中发射天线间的相关性通过任取一根接收天线,并计算该接收天线与所有发射天线的信道信息的相关系数矩阵得到,具体计算过程表示如下: 
1)取第i根接收天线,提取该接收天线与所有发射...

【专利技术属性】
技术研发人员:何世文余光识马士民王海明杨绿溪张军洪伟江华
申请(专利权)人:江苏中兴微通信息科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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