專利名稱：Mimo中繼系統中的信息處理方法
技術領域：
本發明涉及無線通信的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)和中繼技術領域，具體涉及ー種基于直傳鏈路，系統均方誤差和比特誤碼率性能良好的MIMO中繼系統中的信息處理方法。
背景技術：
移動通信系統中的中繼技術，能夠有效地擴大網絡覆蓋范圍，提高系統的容量，已被3GPPLTE-A標準所采納。目前，中繼方式主要有放大轉發(AF)和解碼轉發(DF)兩種方式。其中，AF方式由于實現簡單，復雜度低而得到廣泛的研究應用。當中繼安裝多天線時， 結合MIMO技術能進一歩改善了系統的性能。在MIMO系統中，為了充分利用MIMO技術帶來的系統增益，需要根據信道狀態信息(CSI)來設計發射端的信號處理技木。經對現有文獻檢索發現，P.Ubaidulla, A. Chockalingam "Relay Precoder Optimization In ΜΙΜΟ-relay Networks Witn Imperfect CSI，，IEEE Transactions On Signal Processing, 2011( “基于非完整CSI下的ΜΙΜΟ中繼系統中的最優中繼預編碼設計)，該文獻的模型由多對單天線的源節點-目的節點，多天線的中繼節點組成，并在非完整CSI情況下，聯合設計了中繼節點發送機和目的節點接收機。該方案分別考慮估計誤差和量化誤差兩種情況下的非完整信道狀態信息(CSI)，基于最小均方誤差(匪觀)等準則下的中繼發送機和目的節點接收機的聯合設計，有效的改善了系統的性能。但是，該方案沒有考慮直傳路徑，而直傳鏈路能夠為系統帶來分集増益而不應該被忽略。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，對于上述文獻的模型進行簡化，在完整信道狀態信息(CSI)情況下，提供一種基于直傳路徑的MIMO中繼系統中的信息處理方法。在本發明的 AF MIMO中繼系統中，根據MMSE(Minimum Mean Squared Error，最小均方誤差)準則，設計了中繼節點和目的節點的聯合信息處理方案，該方案充分考慮了直傳路徑，能有效改善系統的均方誤差和比特誤碼率性能。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟第一歩，源節點1向中繼節點和目的節點1發射訓練序列モヶバぴ《)，中繼根據接收到的信號J^a1，進行信道估計處理，得到源節點1和中繼節點之間的估計信道 KiK日Cn'1)；目的節點1根據接收到的信號ルU1 e CW)，進行信道估計處理，得到源節點1 和目的節點1之間的估計信道h01 (h01 e C1*1)。其中N是中繼的天線數，Ττ是序列的長度，Cmxn表示MXN的復矩陣空間。第二歩，源節點2向中繼節點和目的節點2發射訓練序列ゴ吣)，中繼根據接收到的信號ル(ΛバCa^)，進行信道估計處理，得到源節點2和中繼節點之間的估計信道 h12(h12 e Cn*1)；目的節點2根據接收到的信號ル化ーぴ*)，進行信道估計處理，得到源節點 2和目的節點2之間的估計信道hQ2(hQ2 e C1*1)。
其中N是中繼的天線數，Ττ是序列的長度，Cmxn表示MXN的復矩陣空間。第三歩，中繼向目的節點1，2發送訓練序列ろ(χパぴ％)，目的節點1根據接收到的信號、(xrt ，進行信道估計處理，得到中繼和目的節點1之間的估計信道eC1，)， 目的節點2根據接收到的信號^( e ，進行信道估計處理，得到中繼和目的節點2之間的估計信道ぜ 6び")。其中礦表示H1的共軛轉置，Af表示t!2的共軛轉置。第四歩，中繼根據已知的信道，應用迭代算法計算中繼處理矩陣W，以及目的節點 1和目的節點2的接收向量yr和/2ff。其中，迭代算法進ー步包括以下步驟(1)初始化，『=V^ん，設置當前迭代次數η = 1 ；上述式子中ΙΝ表示NXN的単位矩陣，N是中繼天線數，Pr是中繼發射功率；⑵計算ガ和/2ff，Z1= (H2RH^ + Rll )1 H1Pal/2 = (H3RsH^ + RdPa1式中-M1= [1 0]T, a2 =
τ ；
權利要求
1.ー種MIMO中繼系統中的信息處理方法，其特征在干，包括以下步驟第一歩，源節點1向中繼節點和目的節點1發射訓練序列一C%)，中繼根據接收到的信號^( eC"4)，進行信道估計處理，得到源節點1和中繼節點之間的估計信道 Mh11 e Cn*1)；目的節點1根據接收到的信號ルU一C%)，進行信道估計處理，得到源節點1和目的節點1之間的估計信道h01 (h01 e C1*1)；其中N是中繼的天線數，Ττ是序列的長度，Cmxn表示MXN的復矩陣空間；第二歩，源節點2向中繼節點和目的節點2發射訓練序列ろ(ろ^ぴ《)，中繼根據接收到的信號ル(ΛバC"4)，進行信道估計處理，得到源節點2和中繼節點之間的估計信道 Mh12 e Cn*1)；目的節點2根據接收到的信號ン。2(ン。ーぴ4)，進行信道估計處理，得到源節點2和目的節點2之間的估計信道、(h02 e C1*1)；其中N是中繼的天線數，Ττ是序列的長度，Cmxn表示MXN的復矩陣空間；第三歩，中繼向目的節點1，2發送訓練序列\(χ, e Cmt)，目的節點1根據接收到的信號x^feeC’，進行信道估計處理，得到中繼和目的節點1之間的估計信道視WN)， 目的節點2根據接收到的信號、(、e C1*)，進行信道估計處理，得到中繼和目的節點2之間的估計信道Af(AfeCw);其中礦表示h的共軛轉置，ぜ表示Il2的共軛轉置；第四歩，中繼根據已知的信道，應用迭代算法計算中繼處理矩陣W，以及目的節點1和目的節點2的接收向量で和f2H ’第五歩，源節點1同時向中繼和目的節點1發送信號S1，源節點2同時向中繼和目的節點2發送信號S2，此時中繼接收信號為y,，目的節點1接收信號為 ，目的節點2接收信號為 y02 ；第六歩，中繼對于接收到的信號ι進行線性處理，即乘以一個預編碼矩陣W，得到新的發射信號λ ；第七歩，中繼把處理后的信號Λ廣播出去，目的節點ι接收信號為yil，目的節點2接收信號為y12 ；第八歩，在目的節點ι包含兩個信號 ，yn，采用接收機Ahぱら)對兩個信號進行合并處理，得到信號y1;第九歩，在目的節點2包含兩個信號y(12，y12，采用接收機ff aH E C-)對兩個信號進行處理，得到信號y2。
2.根據權利要求1所述的MIMO中繼系統中的信息處理方法，其特征在干，第四步中所述的迭代算法進ー步包括以下步驟(1)初始化
3.根據權利要求1所述的MIMO中繼系統中的信息處理方法，其特征在干，第六步中所說的中繼對于接收到的信號It的線性處理是指
4.根據權利要求1所述的MIMO中繼系統中的信息處理方法，其特征在干，第八步所述的目的節點1的合并處理是指ス= セ。
5.根據權利要求1所述的MIMO中繼系統中的信息處理方法，其特征在干，第九步所述的目的節點2的合并處理是指
全文摘要
一種MIMO中繼系統中的信息處理方法，步驟為源節點1、2分別向中繼節點和目的節點1、2發射訓練序列，中繼進行信道估計處理，得到源節點1、2和中繼之間的估計信道，目的節點1、2進行信道估計處理，得到源節點1、2和目的節點1、2之間的估計信道；中繼向目的節點1、2發送訓練序列，目的節點1、2進行信道估計處理，得到中繼和目的節點1、2之間的估計信道；中繼根據估計得到的信道，應用迭代算法計算中繼處理矩陣及節點的接收矩陣；源節點分別向中繼和目的節點發射信號；中繼對信號進行線性處理，并轉發給目的節點；目的節點進行合并處理。本發明考慮了直傳鏈路，能有效地改善系統的均方誤差和比特誤碼率性能。
文檔編號H04L25/02GK102546127SQ20121000232
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者俞暉, 張萌, 戎平, 方恒剛, 羅漢文, 鄧晶 申請人:上海交通大學