联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及无线通信中的协作通信【技术领域】，具体的说是一种用于协作通信中，能有效合并处理来自于源节点和多个中继节点的接收信号，并显著提高系统性能的自适应的联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法及装置，其特征在于对来自源节点和M（M≥1）个中继节点的M+1分支的信号进行下述处理：每一分支的输出信号先经模数转换进行采样，采样后的信号经由相应的抽头系数加权，而后相加作为该分支的输出，将各分支的输出相加获得最终输出，值得注意的是各分支的权值在训练阶段使用训练序列进行联合调整，且各分支观察窗口长度能根据每分支的具体信道包络调整至最优观察窗口长度。
【专利说明】联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信中的协作通信【技术领域】，具体的说是一种用于协作通信中，能够有效合并处理来自于源节点和多个中继节点的接收信号，并显著提高系统性能的自适应的联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法及装置。
【背景技术】
[0002]协作无线通信技术不需每个节点包含多个天线即可实现协作分集，其借助于各邻近节点共享彼此的天线，进行协作发送，从而形成一种类似多天线发送的虚拟天线阵列，使得协作通信融合了分集技术与中继传输技术的优势，可获得多天线和多跳传输的性能增益。依赖于中继协作的策略，中继网络一般可分为解码转发(DF)和放大转发(AF)网络。在这两个策略中，AF策略因在中继端有较少的计算负荷，从而在实际系统中更具吸引力。
[0003]协作通信的优势之一是能在目的节点端提高有效信噪比(SNR)，因而能获得更好的系统性能。对协作无线通信来说，源节点发送的信息经不同的传输路径到达目的节点，其中一种是源节点直接传输到目的节点，其它为经由中继节点到达目的节点。因此，系统性能部分依赖于对来自于源节点和中继节点信号的合并处理技术。目前已存在大量针对合并处理技术的研究，如最大比合并(MRC)、选择合并(SC)和开关转换分集合并(SDC)，这些方案均假设在目的节点端，所有节点间的信道状态信息(CSI)是已知的，且信道为频率平衰落信道。然而，在高速无线通信应用中，传输带宽大于信道的相关带宽，使得信道具有频率选择性。对于协作通信网络中的高速通信应用，现有的用于频率平衰落信道的技术需要改进，或提出新技术以消除频率选择性信道的影响。目前已提出一种分数间隔2分支固定观察窗口长度(FOWL)均衡检测器，其合并处理了来自于两个独立信道的输入信号，一个是频率选择性信道(假设来自于中继)，另一个为高斯信道(假设来自于源节点)。该检测器的设计基于最小均方误差(MMSE)标准实现，但检测器的抽头系数向量基于所有节点间CSI已知的前提下利用正交定理理论推导得出(未给出自适应算法)。但实际上，在目的节点端，所有节点间的CSI均是未知的，来自于源节点的信道也可能是频率选择性信道，且更多的节点可能参与到协作通信中。因此，需要考虑改进二分支FOWL均衡检测器以使之可处理这些情况。此外，无线信道具有环境相关性(例如，建筑物的几何布局)，因为所处环境不同，不同节点间的信道包络也是不同的。观察窗口长度(OWL)对均衡检测器的误码率性能来说是一个重要的参数，能获得最优误码率性能所需的最优OWL依赖于具体的信道包络，因而对于不同的信道包络，所需的最优OWL是不同的。特别是对于实际的协作通信系统，目的节点对节点间的信道包络是未知的，因而最优OWL不能预先获得。为了取得更好的误码率性能，均衡检测器需要具备根据相应于每一分支的具体信道包络自适应调整每一分支OWL的能力。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术中存在的不足，提出了一种用于协作通信中，能够有效合并处理来自于源节点和多个中继节点的接收信号，并显著提高系统性能的自适应的联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法及装置。
[0005]本发明可以通过以下措施达到:
一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于对来自源节点和M(M≥1)个中继节点的M+1分支的信号进行下述处理:每一分支的输出信号先经模数转换进行采样，采样后的信号经由相应的抽头系数加权，而后相加作为该分支的输出，将各分支的输出相加获得最终输出，各分支的抽头系数权值在训练阶段使用训练序列进行联合调整。
[0006]本发明中来自源节点的接收信号记为rSD (k)，来自中继节点的接收信号记为rKiD(k)，其中Μ,M+1个支路的接收信号经A/D转换后分别记为rSD(n)，rK1D (η)……rKiD(n)，M+1个支路信号分别被送入M+1个采用FIR滤波结构的子均衡器中进行均衡处理，使经A/D采样后的信号经由相应的抽头系数加权，其中接收信号rSD (k)和rKiD (k)的信号向量记为:
【权利要求】
1.一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于对来自源节点和M (M^ I)个中继节点的M+1分支的信号进行下述处理:每一分支的输出信号先经模数转换进行采样，采样后的信号经由相应的抽头系数加权，而后相加作为该分支的输出，将各分支的输出相加获得最终输出，各分支的权值在训练阶段使用训练序列进行联合调整。
2.根据权利要求1所述的一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于来自源节点的接收信号记为rSD (k)，来自中继节点的接收信号记为rKiD (k)，其中I ( i≤M，M+1支路的接收信号经A/D转换后分别记为rSD (n),rE1D (η)……rKiD(n)，Μ+1支路信号分别被送入Μ+1个采用FIR滤波结构的子均衡器中进行均衡处理，使经A/D采样后的信号经由相应的抽头系数加权，其中接收信号
的信号向量记为:
3.根据权利要求2所述的一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于关注对发送符号的估计，而不是对抽头系数向量的估计，因此在自适应调整处理过程中定义误差为:.八
4.根据权利要求2所述的一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于还包括对M+1多路分支可调观察窗窗口长度的调整，具体为:令分支i的稳态观察窗口长度为LycJj和气^分别表不相应的稳态抽头系数向量和输入信号向量，η表不离散时间索引，则该分支分段稳态误差SSE定义为:
5.根据权利要求4所述的一种联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法，其特征在于根据式(36)和(37)，真实的OWL Lk(n)不变，直到
6.一种采用如权利要求1-5中任意一项所述的联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测方法的均衡检测装置，其特征在于对应由I个源节点s、l个目的节点D和两个以上中继节点Ri, i=l, 2，3，……，且源节点、目的节点以及中继节点均只包含I根发送天线和I根接收天线并处于半双工模式的协作通信系统中，设有M+1个分别用于处理目的节点从源节点接收的信号rSD a)和M路源节点从中继节点接收的信号rKiD α)的子均衡器，还设有用于自适应调整Μ+1个子均衡器抽头系数的自适应调整器，子均衡器采用FIR滤波器结构，Μ+1路子均衡器的输出经叠加器相加后，获得联合合并信号。
7.根据权利要求6所述的联合合并多分支可调观察窗口长度均衡检测装置，其特征在于还设有M+1个分别与 M+1路子均衡器一一对应连接的用于进行窗口长度调整的长度调整器，长度调整期包括分段稳态误差计算单元、与分段稳态误差计算单元输出端相连接的PF-OffL调整单元以及与PF-OWL调整单元输出端相连接的OWL调整单元，OffL调整单元的输出端与该路子均衡器对应连接。
【文档编号】H04L25/02GK103873398SQ201410137685
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】刘志勇, 张钦宇 申请人:哈尔滨工业大学（威海）