协作分集系统波束成型方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种协作分集系统波束成型方法及装置，上述方法包括：将一个TDMA帧划分为三个子帧，两个用户端共享一个子帧进行信息传输；根据中继协议确定一个TDMA帧的三个子帧接收和发送的信号；根据等效信道模型对不同子帧接收到的信号联合进行处理确定最终的接收和发送信号；根据最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。通过本发明专利技术提供的技术方案，解决了现有协作分集系统容量不高的问题，进而达到了提高系统容量效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域， 具体而言，涉及一种协作分集系统波束成型方法及装置。
技术介绍
在下一代的宽带无线通信网络中，解决无线通信网络中如何在当前的无线通信系统中的带宽下支持更大的带宽成为提高小区间用户终端吞吐量及用户终端平均吞吐量的一个关键因素并面临严峻的挑战。在无线通信中，发射分集是抗多径衰落的有效技术。然而，由于功率，体积，费用以及硬件复杂度等限制，无线终端可能只采用单天线。因此，协作分集技术应运而生，其主要思想是让多个单天线终端组成一个虚拟的多天线阵列，以获得发射分集。当两个无线终端互相协作时，一个终端先侦听对方的传输，然后在不同的正交子信道上(时间，频率，码字或空间)重传接收信号或根据接收信号计算的冗余信息。当两用户协作时，从基站的角度，系统等效于一个多址接入信道。为了在基站端分离出每个用户的信息，可以采用不同的多址接入协议(不同的正交子信道划分方法)，诸如，CDMA (Code-Division Multiple Access，码分多址)协议、TDMA(Time-Division Multiple Access,时分多址)协议、 FDMA(Frequency-Division Multiple Access，频分多址)协议等。但是，总的来说目前的协作分集系统容量不高，同时存在各种问题(1)协作分集系统中每个用户只能从PSK调制系统的正交和同相分量上发送信息，因此只能采用BPSK调制。(2)协作分集系统中基站(BS)和用户端(UE)上天线数量受限。(3)协作分集系统中中继协议单一。(4)协作分集系统中传统AF (Amplify-And-Forward,放大并转发)协议、 DF (Decode-And-Forward,角军码并转发)协议、SDF (Selection Decode and Forward,选择角军码并转发)协议会导致系统性能降低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种协作分集系统波束成型方法及装置，以至少解决上述问题之一。根据本专利技术的一个方面，提供了一种协作分集系统波束成型方法，包括将一个 TDMA帧划分为三个子帧，两个用户端共享一个子帧进行信息传输；根据中继协议确定一个 TDMA帧的三个子帧接收和发送的信号；根据等效信道模型对不同子帧接收到的信号联合进行处理确定最终的接收和发送信号；根据最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。中继协议包括以下至少之一 AF协议、DF协议、SDF协议、利用基站反馈信息的SDF 协议，其中，利用基站反馈信息的SDF协议包括如果两协作用户端互相译码正确，则在第三子帧内互相发送伙伴信息；如果一个用户端译码正确，另一个译码错误，则译码正确的用户端在第三子帧内发送伙伴信息，译码错误的用户端保持静默；如果两个用户端均译码错误，则均在第三子帧内重发自己的信息。等效信道模型包括虚拟MIMO (Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)系统。当中继协议为利用基站反馈信息的SDF协议时，根据最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形包括根据用户信道条件确定协作分集条件；根据 MMSE (Minimum Mean Square Error，最小均方差)准则获得波束成形的代价函数；根据代价函数获得波束成形权值最优维纳解；根据确定的协作分集条件、波束成形权值最优维纳解及最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。协作分集条件包括以下之一第一用户端和第二用户端互相译码正确，在第三子帧，所述第一用户端发送X2，第二用户端发送X1,此时、=X1，毛=X2 ；第一用户端译码正确但第二用户端译码错误，在第三子帧，第一用户端发送X2，第二用户端保持静默；第二用户端译码正确但第一用户端译码错误，在第三子帧，第二用户端发送X1，第一用户端保持静默；第一用户端和第二用户端均译码失败，在第三子帧，第一用户端和第二用户端分别重发自己的信息X1和X2,此时、=X2 'X2 = X1 ；其中，X1为第一用户端在第一子帧第η个符号间隔内发送的信号，X2为第二用户端在第二子帧第η个符号间隔内发送的信号，毛和无为第一用户端和第二用户端在第三子帧分别发送的伙伴信息的估计值。根据本专利技术的另一方面，提供了一种协作分集系统波束成型装置，包括子帧划分模块，用于将一个TDMA帧划分为三个子帧，使两个用户端共享一个子帧进行信息传输；信号确定模块，用于根据中继协议确定一个TDMA帧的三个子帧接收和发送的信号；联合处理模块，用于根据等效信道模型对不同时隙接收到的信号联合进行处理确定最终的接收和发送信号；波束成形模块，用于根据最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。中继协议包括以下至少之一 AF协议、DF协议、SDF协议、利用基站反馈信息的SDF 协议，其中，利用基站反馈信息的SDF协议包括如果两协作用户端互相译码正确，则在第三子帧内互相发送伙伴信息；如果一个用户端译码正确，另一个译码错误，则译码正确的用户端在第三子帧内发送伙伴信息，译码错误的用户端保持静默；如果两个用户端均译码错误，则均在第三子帧内重发自己的信息。等效信道模型包括虚拟MIMO (Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)系统。波束成形模块包括分集条件确定单元，用于在中继协议为利用基站反馈信息的 SDF协议时，根据用户信道条件确定协作分集条件；代价函数确定单元，用于根据MMSE准则获得波束成形的代价函数；最优维纳解确定单元，用于根据代价函数获得波束成形权值最优维纳解；波束成形单元，用于根据确定的协作分集条件、波束成形权值最优维纳解及最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。 协作分集条件包括以下之一第一用户端和第二用户端互相译码正确，在第三子帧，所述第一用户端发送X2，第二用户端发送X1，此时Λ =X1 J2=X2 ；第一用户端译码正确但第二用户端译码错误，在第三子帧，第一用户端发送X2，第二用户端保持静默；第二用户端译码正确但第一用户端译码错误，在第三子帧，第二用户端发送X1，第一用户端保持静默；第一用户端和第二用户端均译码失败，在第三子帧，第一用户端和第二用户端分别重发自己的信息X1和X2,此时、=X2 'X2=X1 ；其中，X1为第一用户端在第一子帧第η个符号间隔内发送的信号，X2为第二用户端在第二子帧第η个符号间隔内发送的信号，毛和无为第一用户端和第二用户端在第三子帧分别发送的伙伴信息的估计值。通过本专利技术，采用将一个TDMA帧划分为三个子帧，由两个用户端共享一个子帧进行信息传输，并通过相应的中继协议和等效信道模型最终完成协作分集系统波束成形的方案，解决了现有协作分集系统容量不高的问题，进而达到了提高系统容量效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是根据本专利技术实施例的协作分集系统波束成型方法的流程图；图2是根据本专利技术实例的协作分集系统波束成形方法两用户协作分集系统示意图；图3是根据本专利技术实例的协作分集系统波束成形方法两用户协作架构中的TDMA 帧与现有TDMA帧的结构示意图；图4是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种协作分集系统波束成型方法，其特征在于，包括：将一个时分多址ＴＤＭＡ帧划分为三个子帧，两个用户端共享一个子帧进行信息传输；根据中继协议确定一个ＴＤＭＡ帧的三个子帧接收和发送的信号；根据等效信道模型对不同子帧接收到的信号联合进行处理确定最终的接收和发送信号；根据所述最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。

【技术特征摘要】
1.一种协作分集系统波束成型方法，其特征在于，包括将一个时分多址TDMA帧划分为三个子帧，两个用户端共享一个子帧进行信息传输；根据中继协议确定一个TDMA帧的三个子帧接收和发送的信号；根据等效信道模型对不同子帧接收到的信号联合进行处理确定最终的接收和发送信号；根据所述最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继协议包括以下至少之一放大并转发AF协议、解码并转发DF协议、选择解码并转发SDF协议、利用基站反馈信息的SDF协议，其中，所述利用基站反馈信息的SDF协议包括如果两协作用户端互相译码正确，则在第三子帧内互相发送伙伴信息；如果一个用户端译码正确，另一个译码错误，则译码正确的用户端在第三子帧内发送伙伴信息，译码错误的用户端保持静默；如果两个用户端均译码错误，则均在第三子帧内重发自己的信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效信道模型包括虚拟多入多出 MIMO系统。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述中继协议为所述利用基站反馈信息的SDF协议时，根据所述最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形包括根据用户信道条件确定协作分集条件； 根据最小均方差MMSE准则获得波束成形的代价函数； 根据所述代价函数获得波束成形权值最优维纳解；根据确定的协作分集条件、所述波束成形权值最优维纳解及所述最终的接收和发送信号完成用户端的协作分集系统波束成形。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述协作分集条件包括以下之一 第一用户端和第二用户端互相译码正确，在第三子帧，所述第一用户端发送χ2，所述第二用户端发送X1，此时，无=X1，毛=X2 ;所述第一用户端译码正确但所述第二用户端译码错误，在第三子帧，所述第一用户端发送X2，所述第二用户端保持静默；所述第二用户端译码正确但所述第一用户端译码错误，在第三子帧，所述第二用户端发送X1，所述第一用户端保持静默；所述第一用户端和所述第二用户端均译码失败，在第三子帧，所述第一用户端和所述第二用户端分别重发自己的信息X1和X2，此时，无=X2 'X2 = X1 ；其中，X1为所述第一用户端在第一子帧第η个符号间隔内发送的信号，X2为所述第二用户端在第二子帧第η个符号间隔内发送的信号，毛和戈为所述第一用户端和所述第二用户端在第三子帧分别发送的伙伴信息的估计值。6.一种协作分集系统波束成型装置，其特征在于，包括子帧划分模...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，卢忱，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94