[發(fā)明專利]一種高效頻譜利用率的協(xié)作通信方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910093254.1
• 申請(qǐng)日: 2009-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN101656560A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)澤松;桓雙;黃黎;匡鏡明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/02
• 分類號(hào): H04B7/02;H04B7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域中的協(xié)作通信方法，具體涉及一種高效頻譜利用 率的協(xié)作通信方法，用于協(xié)作通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線通信發(fā)展至今，人們對(duì)無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量的需求不斷提 高，但無線通信中信號(hào)傳輸?shù)亩鄰剿ヂ涫冀K是困擾無線數(shù)據(jù)傳輸速率和服務(wù)質(zhì) 量提高的重要瓶頸，如何克服多徑效應(yīng)便成為提高通信質(zhì)量要解決的首要問題。 雖然多輸入多輸出(Multiple?Input?Multiple?Output，MIMO)技術(shù)在抗多徑衰落、 提高通信鏈路的速率和質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但是由于移動(dòng)終端和體積的 限制，使在其上安裝多個(gè)天線有很大的困難，這極大的限制了MIMO技術(shù)的發(fā) 展。因此人們提出了協(xié)作分集技術(shù)，即在多用戶環(huán)境下，每個(gè)單天線用戶既能 發(fā)送自己信息也能幫助伙伴中繼信息，這樣就形成了虛擬MIMO系統(tǒng)。由于協(xié) 作分集技術(shù)能夠提供空間分集有效對(duì)抗衰落、提升系統(tǒng)容量以及降低系統(tǒng)中斷 概率，提高系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量，目前已成為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、Ad?hoc網(wǎng)絡(luò)、無線 局域網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)之一。然而，為了得到分集增益，傳統(tǒng)的協(xié)作 分集技術(shù)需要進(jìn)行時(shí)隙分割，一半時(shí)隙用來傳輸自己的信息，一半時(shí)隙用來中 繼協(xié)作伙伴的信息，這樣降低了數(shù)據(jù)傳輸速率。于是，Erik?G.Larsson等人提出 基于“疊加調(diào)制”的協(xié)作通信方法來提高系統(tǒng)的頻譜利用率。

所謂基于“疊加調(diào)制”的協(xié)作通信方法，就是改變傳統(tǒng)的協(xié)作通信系統(tǒng)時(shí)隙分 割的方法，在同一時(shí)隙中既可以傳送自己的信息又可以中繼伙伴用戶的信息。 當(dāng)一個(gè)用戶充當(dāng)另一個(gè)用戶的中繼的時(shí)候，通過功率分配的方式把自己要發(fā)送 的信息疊加在需要自己中繼的信息上，同時(shí)發(fā)送出去。這種協(xié)作通信方法，在 不改變頻譜利用率和系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，能夠提升系統(tǒng)的誤碼性能。但是， Erik的基于“疊加調(diào)制”的協(xié)作通信方法在本地信號(hào)中疊加了一個(gè)可以看作噪聲 的中繼信號(hào)，在中繼信號(hào)中也疊加了一個(gè)本地信號(hào)的噪聲，系統(tǒng)的性能并沒有 達(dá)到最優(yōu)化。這個(gè)問題使得我們得到一種新的高效頻譜利用率的協(xié)作通信方法， 充分利用星座空間的相位信息，將本地信號(hào)和中繼信號(hào)分別調(diào)制到I路和Q路 上，這樣得到的一個(gè)類似于正交幅度調(diào)制的二維符號(hào)，兩路疊加的信號(hào)就有著 一個(gè)正交的關(guān)系，有利于減小信號(hào)間的干擾，提高系統(tǒng)的性能。

另外，由于正交幅度調(diào)制符號(hào)映射到I路和Q路的比特可靠性具有差異， 如果在多次傳輸中采用相同的映射方案，經(jīng)過Chase合并后，比特間的可靠性 差異會(huì)累積導(dǎo)致系統(tǒng)的性能下降。通常采用星座重排來均衡比特間的可靠性， 改善系統(tǒng)的性能。考慮到上述高效頻譜利用率的協(xié)作通信方法將兩個(gè)用戶的調(diào) 制符號(hào)通過功率分配系數(shù)疊加得到一個(gè)類似于正交幅度調(diào)制的二維符號(hào)，那么 正交幅度調(diào)制符號(hào)映射到I路和Q路的比特可靠性的差異也可以反映在疊加的 兩個(gè)用戶的調(diào)制符號(hào)中。因此，可以設(shè)計(jì)一種高效頻譜利用率的協(xié)作通信方法， 在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，不僅可以提高系統(tǒng)的頻譜利用率，還可以大大 地改善系統(tǒng)的誤碼性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)的協(xié)作通信系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)隙分割造成頻譜利用率 下降的問題，提出了一種高效頻譜利用率的協(xié)作通信方法，使得用戶節(jié)點(diǎn)能同 時(shí)發(fā)送本地信息和中繼信息，提高了節(jié)點(diǎn)的吞吐量和系統(tǒng)的頻譜利用率，而且 同一個(gè)用戶的信息在不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)制時(shí)采用的映射方案不同，可以均衡比 特間的可靠性，在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下進(jìn)一步改善協(xié)作系統(tǒng)的誤碼性能， 提高通信質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：