[發明專利]基于中繼協作的廣播信道中的聯合信源中繼的預編碼方法

無效

• 申請號: 201310011974.5
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103095412A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 萬海斌;陳文
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B7/06;H04W52/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體是一種基于中繼協作傳輸的下行廣播信道中的聯合信源與中繼節點的線性預編碼方法。

背景技術

隨著通信技術的不斷發展，人們對傳輸速率、傳輸可靠性、資源利用率以及通信安全等性能要求越來越高。van?der?Meulen等人于1971年提出了三終端中繼協作通信的概念，其核心思想是允許中繼節點對來自信源端的信息經過簡單放大或者是壓縮編碼或者是解碼再編碼后再虛傳給信宿，目的是幫助信源傳輸信息給信宿。但是，到了上世紀八十年代，有關協作中繼系統的研究逐漸減少，直到本世紀初才再次引起研究者的廣泛關注。因為中繼協作通信，可以對抗多徑衰落，是提高通信質量的重要手段之一。在中繼網絡中，信源向信宿發送消息，中繼節點也同時接收到這個消息，并將其轉發給信宿（或者是經過一定處理之后再進行轉發）。最后信宿再利用收到的所有消息，進行解碼。在這樣的傳輸模型下，中繼節點對信源-信宿之間的通信起到了一定的協助作用，等同于在不需要配置多天線的條件下，提供了一定的空間分集，提高了通信質量。

但是單信源單中繼單信宿的協作通信方式與現在的蜂窩網絡中的拓撲結構不太相符。單個多天線信源（基站）和單個多天線中繼站同時服務于多個單天線移動用戶的情形，是一種最為實用的協作通信模式。通過一定預編碼策略，可以抑制由于同信道傳輸所造成的干擾給不同用戶造成的解碼困難問題。顯然，這種做法能讓一個多天線基站和一個多天線中繼同時服務于多個單天線移動用戶。Chan-Byoung?Chae等人于2008年發表在IEEE?Trans.Sig.Proc.上的文章“MIMO?Relaying?With?Linear?Processing?for?Multiuser?Transmission?in?Fixed?Relay?Networks”，較早考慮了一個基站通過一個中繼站同時服用于多個用戶的模型。Rui?Zhang等人于2009年在IEEE?Trans.Sig.Proc.上發表的“Joint?Beamforming?and?Power?Control?for?Multi-antenna?Relay?Broadcast?Channel?with?QoS?Constraints”一文，給出來一種能滿足QoS服務的預編碼算法。Wei?Xu等人于2011年在IEEETrans.Commun.上發表的“Joint?Precoding?Optimization?for?Multiuser?Multi-Antenna?Relaying?Downlinks?Using?Quadratic?Programming”一文，給出一種基于二次優化的預編碼算法。這就為一個基站通過一個中繼站同時服務多個移動用戶的研究奠定了理論基礎。但是，以上的研究都只是考慮了基站到中繼站再到移動用戶之間的鏈路信息，并沒有考慮基站到移動用戶之間的直接鏈路信息。

2004年3GPP的多倫多會議，提出了著名的LTE（Long?Term?Evolution）項目。這是3G與4G技術之間的一個過渡，是3.9G的全球標準。它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準，在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率，改善了小區邊緣用戶的性能，提高小區容量和降低系統延遲。Type-II中繼是LTE項目中關于中繼的一種重要的提案，該類中繼沒有小區ID，其應用目的是提供對主eNB信號的分集，或者和主eNB一起進行協作傳送，以增加小區容量。Type-II中繼與Type-I中繼在理論研究上的最大區別在于，在Type-II中繼場景中，信源（eNB）與信宿（UE）之間存在著直接的通信鏈路。因此，按照這樣的網絡拓撲結構，利用直接鏈路信息進行預編碼的方案在多信源Type-II中繼場景中的應用便順理成章。而目前對于信源（eNB）預編碼的研究都是基于Type-I模型，直接鏈路的信道信息比沒有得到有效的利用。是否能利用直接鏈路的信息進行相關的預編碼設計，來提升這個系統的性能，在這方面并沒有相關的研究。

發明內容