[發明專利]GIS及GPS輔助雙向中繼波分多址的共道用戶信號傳輸方法

有效

• 申請號: 201210114954.6
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102655429A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 姜永權
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04W16/28;H04W72/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及無線移動通信技術領域，特別涉及中繼空間復用的一種GIS及GPS信息輔助的中繼波分多址實現技術。

背景技術

多輸入多輸出(MIMO)技術能夠顯著提高無線信道的頻譜效率，但其在手機端應用受到天線數量少的制約。虛擬MIMO技術雖然能夠突破這一制約，但移動臺端的協作編解碼實現困難。采用發射端預先編碼(TPC)算法的中繼空分多址技術能夠突破這一制約，即每個移動臺只依靠自身的接收信號，在無法獲得其它共道用戶接收信號的條件下，也能獨立地進行解碼處理。然而TPC算法需要反饋信道信息，這將增加信道的額外開銷。為了降低反饋數據量，通常采用信道信息的有限反饋技術。但通過信道信息有限反饋技術，發射端無法得到完整的高精度信道信息，這限制了中繼空分多址提高頻譜效率的效果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：從機理上克服TPC算法需要反饋信道信息的不足，僅靠反饋移動臺GPS信息的增量數據，使移動臺端能夠獨立地進行解碼處理，并且獲得比TPC算法更高的頻譜效率。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，提供了一種GIS及GPS輔助雙向中繼波分多址的共道用戶信號傳輸方法，以定向收發窄波束劃分空間信道，形成多路波束分割的空間信道，實現雙向中繼波分多址的共道用戶信號傳輸，實施過程中滿足以下條件：

A：利用反饋的移動臺全球定位系統GPS信息，將共道用戶配置到不同的中繼站，并且最大化共道用戶間的距離；

B：利用地理信息系統GIS及GPS信息搜索首要傳播路徑，確定陣列天線方向圖的主波束和零點方向，以此為約束獲得收發窄波束的陣列加權矢量，使發射和接收方向圖的主波束均對準各自的首要傳播路徑方向，零點對準共道干擾的首要傳播路徑方向。

其中，條件A具體包括：

定義同一中繼站覆蓋范圍內的用戶間的邏輯距離為“0”，建立表示共道用戶間距離關系的邏輯矩陣；以共道用戶間的最小距離最大為決策目標，對邏輯矩陣元素逐次進行零化處理，得出K組共道用戶的最佳配置結果，即共道用戶被配置到不同的中繼站，且共道用戶間的距離增大。

其中，所述條件B具體包括：

當基站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶下行信號形成發射窄波束時，以方向圖主波束方向對準基站到第m中繼站的首要傳播路徑的首段方向，及以方向圖零點方向對準基站到其它中繼站的首要傳播路徑的首段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得基站到第m中繼站的陣列天線發射窄波束的加權矢量；

當第m(m＝1，2，…，M)中繼站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶下行信號形成接收窄波束時，以方向圖主波束方向對準基站到第m中繼站的首要傳播路徑的尾段方向，及以方向圖零點方向對準其它中繼站到第m中繼站的首要傳播路徑的尾段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得第m中繼站接收來自基站第m共道用戶下行信號的陣列天線接收窄波束的加權矢量；

當第m中繼站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶下行信號形成發射窄波束時，以方向圖主波束方向對準第m中繼站到第m共道用戶的首要傳播路徑的首段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得第m中繼站的陣列天線發射窄波束的加權矢量；

當第m中繼站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶上行行信號形成接收窄波束時，以方向圖主波束方向對準第m共道用戶到第m中繼站的首要傳播路徑的尾段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得第m中繼站的陣列天線接收窄波束的加權矢量；

當第m(m＝1，2，…，M)中繼站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶上行信號形成發射窄波束時，以方向圖主波束方向對準第m中繼站到基站的首要傳播路徑的首段方向，及以方向圖零點方向對準第m中繼站到其它中繼站的首要傳播路徑的首段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得第m中繼站發射第m共道用戶上行信號的陣列天線發射窄波束的加權矢量；

當基站針對第k(k＝1，2，…，K)組第m(m＝1，2，…，M)共道用戶上行信號形成接收窄波束時，以方向圖主波束方向對準第m個中繼站到基站的首要傳播路徑的尾段方向，及以方向圖零點方向對準其它中繼站到基站的首要傳播路徑的尾段方向為約束條件，通過陣列綜合算法，獲得基站接收來自第m共道用戶上行信號的陣列天線接收窄波束的加權矢量。

(三)有益效果