专利名称：Mimo中继系统中的信息处理方法
技术领域：
本发明涉及无线通信的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)和中继技术领域，具体涉及ー种基于直传链路，系统均方误差和比特误码率性能良好的MIMO中继系统中的信息处理方法。
背景技术：
移动通信系统中的中继技术，能够有效地扩大网络覆盖范围，提高系统的容量，已被3GPPLTE-A标准所采纳。目前，中继方式主要有放大转发(AF)和解码转发(DF)两种方式。其中，AF方式由于实现简单，复杂度低而得到广泛的研究应用。当中继安装多天线时， 结合MIMO技术能进一歩改善了系统的性能。在MIMO系统中，为了充分利用MIMO技术带来的系统增益，需要根据信道状态信息(CSI)来设计发射端的信号处理技木。经对现有文献检索发现，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中继系统中的最优中继预编码设计)，该文献的模型由多对单天线的源节点-目的节点，多天线的中继节点組成，并在非完整CSI情况下，联合设计了中继节点发送机和目的节点接收机。该方案分别考虑估计误差和量化误差两种情况下的非完整信道状态信息(CSI)，基于最小均方误差(匪观)等准则下的中继发送机和目的节点接收机的联合设计，有效的改善了系统的性能。但是，该方案没有考虑直传路径，而直传链路能够为系统带来分集増益而不应该被忽略。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，对于上述文献的模型进行简化，在完整信道状态信息(CSI)情况下，提供一种基于直传路径的MIMO中继系统中的信息处理方法。在本发明的 AF MIMO中继系统中，根据MMSE(Minimum Mean Squared Error，最小均方误差)准则，设计了中继节点和目的节点的联合信息处理方案，该方案充分考虑了直传路径，能有效改善系统的均方误差和比特误码率性能。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤第一歩，源节点1向中继节点和目的节点1发射训练序列モヶバぴ《)，中继根据接收到的信号J^a1，进行信道估计处理，得到源节点1和中继节点之间的估计信道 KiK日Cn'1)；目的节点1根据接收到的信号ルU1 e CW)，进行信道估计处理，得到源节点1 和目的节点1之间的估计信道h01 (h01 e C1*1)。其中N是中继的天线数，Ττ是序列的长度，Cmxn表示MXN的复矩阵空间。第二歩，源节点2向中继节点和目的节点2发射训练序列ゴ吣)，中继根据接收到的信号ル(ΛバCa^)，进行信道估计处理，得到源节点2和中继节点之间的估计信道 h12(h12 e Cn*1)；目的节点2根据接收到的信号ル化ーぴ*)，进行信道估计处理，得到源节点 2和目的节点2之间的估计信道hQ2(hQ2 e C1*1)。
其中N是中继的天线数，Ττ是序列的长度，Cmxn表示MXN的复矩阵空间。第三歩，中继向目的节点1，2发送训练序列ろ(χパぴ％)，目的节点1根据接收到的信号、(xrt ，进行信道估计处理，得到中继和目的节点1之间的估计信道eC1，)， 目的节点2根据接收到的信号^( e ，进行信道估计处理，得到中继和目的节点2之间的估计信道ぜ 6び")。其中矿表示H1的共轭转置，Af表示t!2的共轭转置。第四歩，中继根据已知的信道，应用迭代算法计算中继处理矩阵W，以及目的节点 1和目的节点2的接收向量yr和/2ff。其中，迭代算法进ー步包括以下步骤(1)初始化，『=V^ん，设置当前迭代次数η = 1 ；上述式子中ΙΝ表示NXN的単位矩阵，N是中继天线数，Pr是中继发射功率；⑵计算ガ和/2ff，Z1= (H2RH^ + Rll )1 H1Pal/2 = (H3RsH^ + RdPa1式中-M1= [1 0]T, a2 =
τ ；
权利要求
1.ー种MIMO中继系统中的信息处理方法，其特征在干，包括以下步骤第一歩，源节点1向中继节点和目的节点1发射训练序列一C%)，中继根据接收到的信号^( eC"4)，进行信道估计处理，得到源节点1和中继节点之间的估计信道 Mh11 e Cn*1)；目的节点1根据接收到的信号ルU一C%)，进行信道估计处理，得到源节点1和目的节点1之间的估计信道h01 (h01 e C1*1)；其中N是中继的天线数，Ττ是序列的长度，Cmxn表示MXN的复矩阵空间；第二歩，源节点2向中继节点和目的节点2发射训练序列ろ(ろ^ぴ《)，中继根据接收到的信号ル(ΛバC"4)，进行信道估计处理，得到源节点2和中继节点之间的估计信道 Mh12 e Cn*1)；目的节点2根据接收到的信号ン。2(ン。ーぴ4)，进行信道估计处理，得到源节点2和目的节点2之间的估计信道、(h02 e C1*1)；其中N是中继的天线数，Ττ是序列的长度，Cmxn表示MXN的复矩阵空间；第三歩，中继向目的节点1，2发送训练序列\(χ, e Cmt)，目的节点1根据接收到的信号x^feeC’，进行信道估计处理，得到中继和目的节点1之间的估计信道视WN)， 目的节点2根据接收到的信号、(、e C1*)，进行信道估计处理，得到中继和目的节点2之间的估计信道Af(AfeCw);其中矿表示h的共轭转置，ぜ表示Il2的共轭转置；第四歩，中继根据已知的信道，应用迭代算法计算中继处理矩阵W，以及目的节点1和目的节点2的接收向量で和f2H ’第五歩，源节点1同时向中继和目的节点1发送信号S1，源节点2同时向中继和目的节点2发送信号S2，此时中继接收信号为y,，目的节点1接收信号为 ，目的节点2接收信号为 y02 ；第六歩，中继对于接收到的信号ι进行线性处理，即乘以一个预编码矩阵W，得到新的发射信号λ ；第七歩，中继把处理后的信号Λ广播出去，目的节点ι接收信号为yil，目的节点2接收信号为y12 ；第八歩，在目的节点ι包含两个信号 ，yn，采用接收机Ahぱら)对两个信号进行合并处理，得到信号y1;第九歩，在目的节点2包含两个信号y(12，y12，采用接收机ff aH E C-)对两个信号进行处理，得到信号y2。
2.根据权利要求1所述的MIMO中继系统中的信息处理方法，其特征在干，第四步中所述的迭代算法进ー步包括以下步骤(1)初始化
3.根据权利要求1所述的MIMO中继系统中的信息处理方法，其特征在干，第六步中所说的中继对于接收到的信号It的线性处理是指
4.根据权利要求1所述的MIMO中继系统中的信息处理方法，其特征在干，第八步所述的目的节点1的合并处理是指ス= セ。
5.根据权利要求1所述的MIMO中继系统中的信息处理方法，其特征在干，第九步所述的目的节点2的合并处理是指
全文摘要
一种MIMO中继系统中的信息处理方法，步骤为源节点1、2分别向中继节点和目的节点1、2发射训练序列，中继进行信道估计处理，得到源节点1、2和中继之间的估计信道，目的节点1、2进行信道估计处理，得到源节点1、2和目的节点1、2之间的估计信道；中继向目的节点1、2发送训练序列，目的节点1、2进行信道估计处理，得到中继和目的节点1、2之间的估计信道；中继根据估计得到的信道，应用迭代算法计算中继处理矩阵及节点的接收矩阵；源节点分别向中继和目的节点发射信号；中继对信号进行线性处理，并转发给目的节点；目的节点进行合并处理。本发明考虑了直传链路，能有效地改善系统的均方误差和比特误码率性能。
文档编号H04L25/02GK102546127SQ20121000232
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者俞晖, 张萌, 戎平, 方恒刚, 罗汉文, 邓晶 申请人:上海交通大学