一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：在不同的時(shí)隙，服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組交替進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)次序，中繼節(jié)點(diǎn)通過信道估計(jì)獲得自己的局部信道狀態(tài)信息，在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的同時(shí)，傳送經(jīng)過預(yù)編碼處理后的導(dǎo)頻符號(hào)；目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)估計(jì)到的等效信道矩陣解碼出期望數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明提供的方法，源節(jié)點(diǎn)組、中繼節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)不需要獲知全局的信道信息，利用局部的信道信息在達(dá)到指定自由度的條件下能夠降低目的節(jié)點(diǎn)的計(jì)算復(fù)雜度，利用更多的時(shí)隙資源可以獲得更好的自由度性能。
【專利說明】一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù) 傳輸方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下的中繼傳輸協(xié)議的設(shè)計(jì)具有 重要意義。
[0003]目前的方案包括：對于兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)源節(jié)點(diǎn)組內(nèi)有Μ個(gè)單天線用 戶且中繼和目的節(jié)點(diǎn)均配置Μ根天線，目前的中繼傳輸協(xié)議能夠達(dá)到的自由度個(gè)數(shù)為ψ， 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)不具有任何全局CSI時(shí)，目的節(jié)點(diǎn)的解碼復(fù)雜度較高；當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)僅具有第一 跳的全局CSI時(shí)，能夠降低目的節(jié)點(diǎn)的解碼復(fù)雜度。
[0004]然而，現(xiàn)有中繼傳輸協(xié)議兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)需要通過信道估計(jì)得到第一跳信道的信道 狀態(tài)信息CSI后，交互彼此的CSI，在兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)都具有了第一跳的全局CSI的情況下，才 能實(shí)現(xiàn)|.個(gè)歸一化自由度，而且現(xiàn)有中繼傳輸協(xié)議僅能實(shí)現(xiàn)f個(gè)歸一化自由度，并且目的 節(jié)點(diǎn)的解碼復(fù)雜度較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：如何在獲得指定自由度的同時(shí)降低目的節(jié)點(diǎn)的解碼復(fù) 雜度，此外提尚歸一化自由度。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 本發(fā)明提供了一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法包括 以下步驟：
[0009] 在不同的時(shí)隙，服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組交替進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送 數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)次序，所述 源節(jié)點(diǎn)組由兩個(gè)小區(qū)內(nèi)多個(gè)單天線用戶組成；
[0010]所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)通過信道估計(jì)獲得自己的局部信道狀態(tài)信息；
[0011] 所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述局部信道狀態(tài)信息生成所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)的導(dǎo) 頻符號(hào)，并將所述導(dǎo)頻符號(hào)插入當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)；
[0012] 目的節(jié)點(diǎn)提取接收數(shù)據(jù)中的所述導(dǎo)頻符號(hào)，根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行等效信道矩陣 估計(jì)，根據(jù)估計(jì)出的所述等效信道矩陣解碼出期望數(shù)據(jù)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述方法中包括兩組源節(jié)點(diǎn)組、兩個(gè)半雙工中繼節(jié)點(diǎn)以及由基站構(gòu)成 的兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)；其中，Si表示源節(jié)點(diǎn)組i，i G {1,21,?表示配置Μ根天線的中繼節(jié)點(diǎn)1， 1 e {1，2丨，Di表示具有Μ根天線的目的節(jié)點(diǎn)i，Si中有Μ個(gè)單天線用戶，在第k個(gè)時(shí)隙中， &通過中繼節(jié)點(diǎn)&向其對應(yīng)的目的節(jié)點(diǎn)Di傳輸數(shù)據(jù) s[k]。
[0014] 進(jìn)一步地，所述服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù) 的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)次序，具體包 括：
[0015] 在第1個(gè)時(shí)隙中，兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)氏和R2均接收源節(jié)點(diǎn)組St向兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送 的數(shù)據(jù)s [1]，兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)&和R2接收到的信號(hào)分別為：
[0016] r[1][l] = H[1-1][l]s[1]+z[1],
[0017] rt2][l] = H[2-1][1]s[1]+z[2],
[0018] 其中，r[1][k]表示中繼節(jié)點(diǎn)心在第k個(gè)時(shí)隙中接收到的信號(hào)，H[1' i][k]為第k個(gè) 時(shí)隙中源節(jié)點(diǎn)組Si到中繼節(jié)點(diǎn)札的信道矩陣，z[1]為中繼節(jié)點(diǎn)&的噪聲向量，由于噪聲不 影響自由度的計(jì)算，后續(xù)的公式中均忽略噪聲項(xiàng)；
[0019] 第1個(gè)時(shí)隙的傳輸結(jié)束后，中繼節(jié)點(diǎn)札和R2分別利用ZF解碼矩陣Η [1'1] [1Γ1與 ηΜιΓ1進(jìn)行計(jì)算，得到s[1]。
[0020] 進(jìn)一步地，所述服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù) 的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)次序，還包括：
[0021] 在第2個(gè)時(shí)隙中，比進(jìn)行發(fā)送而R2進(jìn)行接收，&傳輸?shù)?個(gè)時(shí)隙解碼出的數(shù)據(jù)s [1], 同時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S2傳送數(shù)據(jù)s[2]，所述中繼節(jié)點(diǎn)R 2收到的數(shù)據(jù)，表示如下：
[0022] r[2][2] = F[2，1][2]s[1]+H[2'2][2]s [2]，
[0023] 其中，F(xiàn)[2'1][k]為第k個(gè)時(shí)隙中1^到1? 2的信道矩陣；
[0024] 在中繼節(jié)點(diǎn)R2，構(gòu)造如下矩陣方程：
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種兩小區(qū)多用戶兩跳網(wǎng)絡(luò)下收發(fā)機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述方法包括 以下步驟： 在不同的時(shí)隙，服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組交替進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù) 的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù)據(jù)的收發(fā)次序，所述源節(jié) 點(diǎn)組由兩個(gè)小區(qū)內(nèi)多個(gè)單天線用戶組成； 所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)通過信道估計(jì)獲得自己的局部信道狀態(tài)信息； 所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述局部信道狀態(tài)信息生成所述半雙工中繼節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻符 號(hào)，并將所述導(dǎo)頻符號(hào)插入當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)； 目的節(jié)點(diǎn)提取接收數(shù)據(jù)中的所述導(dǎo)頻符號(hào)，根據(jù)所述導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行等效信道矩陣估 計(jì)，根據(jù)估計(jì)出的所述等效信道矩陣解碼出期望數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中包括兩組源節(jié)點(diǎn)組、兩個(gè)半雙工 中繼節(jié)點(diǎn)以及由基站構(gòu)成的兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)；其中，Si表示源節(jié)點(diǎn)組i，ie{1,2},?表示配 置M根天線的中繼節(jié)點(diǎn)1，1e{1，2}，Di表示具有M根天線的目的節(jié)點(diǎn)i，Si中有M個(gè)單天 線用戶，在第k個(gè)時(shí)隙中，Si通過中繼節(jié)點(diǎn)R1向其對應(yīng)的目的節(jié)點(diǎn)Di傳輸數(shù)據(jù)s[k]。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并 根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù) 據(jù)的收發(fā)次序，具體包括： 在第1個(gè)時(shí)隙中，兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)R1和R2均接收源節(jié)點(diǎn)組S1向兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù) 據(jù)s[1]，兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)R1和R2接收到的信號(hào)分別為： r[1][l] =H[1'1][l]s[1]+Z[1]， r[2][l] =H[2'1][1]s[1]+ z[2]， 其中，r[1] [k]表示中繼節(jié)點(diǎn)R1在第k個(gè)時(shí)隙中接收到的信號(hào)，H[1'i] [k]為第k個(gè)時(shí)隙 中源節(jié)點(diǎn)組Si到中繼節(jié)點(diǎn)R1的信道矩陣，z[1]為中繼節(jié)點(diǎn)R1的噪聲向量，由于噪聲不影響 自由度的計(jì)算，后續(xù)的公式中均忽略噪聲項(xiàng)； 第1個(gè)時(shí)隙的傳輸結(jié)束后，中繼節(jié)點(diǎn)R1和R2分別利用ZF解碼矩陣H[1'1] [1Γ1與H[2'1] [1Γ1進(jìn)行計(jì)算，得至|JS[1]。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并 根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù) 據(jù)的收發(fā)次序,還包括： 在第2個(gè)時(shí)隙中，R1進(jìn)行發(fā)送而R2進(jìn)行接收，R1傳輸?shù)?個(gè)時(shí)隙解碼出的數(shù)據(jù)s[1]，同 時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S2傳送數(shù)據(jù)s[2]，所述中繼節(jié)點(diǎn)R2收到的數(shù)據(jù)，表示如下： r[2][2] =F[2'1][2]s[1] +H[2'2][2]s[2]， 其中，F(xiàn)[2，1] [k]為第k個(gè)時(shí)隙中R1到R2的信道矩陣； 在中繼節(jié)點(diǎn)R2，構(gòu)造如下矩陣方程：
其中，H[2'1][1]、F[2'1][2]和H[2'2][2]都是秩為M的滿秩矩陣，H&為其等效矩陣，秩 為2Μ; 所述中繼節(jié)點(diǎn)R2利用ZF解碼矩陣1進(jìn)行計(jì)算，得到s[1]和s[2]。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)R2在第1個(gè)時(shí)隙已經(jīng)得到的s[1]，利用r[2][2]-F[2，1][2]s[1]消除1*[2][2] 中8[1]帶來的干擾，具體公式為： r[2][2]-F[2，1][2]s[1] = H[2,2][2]s[2]; 所述中繼節(jié)點(diǎn)R2利用ZF解碼矩陣H[2'2] [2Γ1進(jìn)行計(jì)算，得到s[2]。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)估計(jì)出的所述等效信道矩陣解碼 出期望數(shù)據(jù)具體包括： 在第2個(gè)時(shí)隙中，目的節(jié)點(diǎn)D1和D2對中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，接收到的數(shù)據(jù)分 別為 y[2][2] = G[2'1][2]s[1]， 其中，y[i][k]為第k個(gè)時(shí)隙中目的節(jié)點(diǎn)Di接收到的數(shù)據(jù)，G[i'1][k]為第k個(gè)時(shí)隙中中 繼節(jié)點(diǎn)R1到目的節(jié)點(diǎn)Di的信道矩陣； 目的節(jié)點(diǎn)D1和D2分別利用ZF解碼矩陣G[1，1] [2Γ1與G[2，1] [2Γ1進(jìn)行計(jì)算，得到s[1]。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)器控制源節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并 根據(jù)在不同時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點(diǎn)組的不同，調(diào)整半雙工中繼節(jié)點(diǎn)對所述源節(jié)點(diǎn)組發(fā)送數(shù) 據(jù)的收發(fā)次序,還包括： 在第3個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R2進(jìn)行發(fā)送而R1進(jìn)行接收，R2傳輸s[2]，同時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S1傳 送數(shù)據(jù)s[3]，第3個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R1收到的信號(hào)可以表示為： r[i][3] = F[1'2][3]s[2] + H[1'1][3]s[3], 其中，F(xiàn)[1，2] [k]為第k個(gè)時(shí)隙中R2到R1的信道矩陣； 在第3個(gè)時(shí)隙中，R2向目的節(jié)點(diǎn)D2發(fā)送S[2]; 在第4個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R1進(jìn)行發(fā)送而R2進(jìn)行接收，R1傳輸?shù)?個(gè)時(shí)隙接收到的信 號(hào)r[1] [3]，同時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S2傳送數(shù)據(jù)s[4]，第4個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R2收到的信號(hào)可以表示 為： rt2][4] =F[2,l][4]r[l][3]+H[2,2][4]s[4] =F[2，1][4] (F[1，2][3]s[2]+H[1，1][3]s[3]) + H[2,2][4]s[4]; 在第5個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R2進(jìn)行發(fā)送而R1進(jìn)行接收，R2傳輸?shù)?個(gè)時(shí)隙接收的信號(hào)r[2] [4]，同時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S1傳送數(shù)據(jù)s[5]，第5個(gè)時(shí)隙中，中繼節(jié)點(diǎn)R1收到的信號(hào)可以表示為： r[1][5] =F[1'2][5]r[2][4] +H[1'1][5]s[5] =F[1'2] [5]F[2'1] [4]F[1'2] [3]S[2]+F[1'2] [5]F[2'1] [4]η[I'l] [3]S[3]+H[丄'1] [5]S[5]; 在第6個(gè)時(shí)隙，中繼節(jié)點(diǎn)R1進(jìn)行發(fā)送而R2進(jìn)行接收，R1傳輸?shù)?個(gè)時(shí)隙接收的信號(hào)r[1] [5]，同時(shí)源節(jié)點(diǎn)組S2傳送數(shù)據(jù)s[6]; 利用漸進(jìn)法，在不同的時(shí)隙，中繼節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)估計(jì)出的所述等效信道矩陣解碼 出期望數(shù)據(jù)還包括： 在第3個(gè)時(shí)隙，兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)D1和D2收到的信號(hào)可以分別表示為： y[2][3] =G[2'2][3]s[2]， 目的節(jié)點(diǎn)D1和D2分別利用ZF解碼矩陣G[1'2] [3Γ1和G[2'2] [3Γ1即可獲得s[2]; 在第4個(gè)時(shí)隙，兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)D1和D2收到的信號(hào)可以分別表示為：yW[4] = G[1'1][4]r[1][3] = G[1'1][4] (F[1'2] [3] s[2]+H [1·1] [3] s[3]), y[2][4] = G[2'1][4]r[i][3] = g[2'1][4] (F[1'2][3]s[2]+H[1' 1][3]s[3])， 目的節(jié)點(diǎn)D1利用y[1] [3]和y[1] [4]構(gòu)造如下矩陣方程：
其中，等效信道矩陣H1c^的秩為2M; 目的節(jié)點(diǎn)D1利用ZF解碼矩陣(Hgf1進(jìn)行計(jì)算，得到s[3]; 對于目的節(jié)點(diǎn)D2，利用目的節(jié)點(diǎn)D1的解碼方法得到s[3]; 在第5個(gè)時(shí)隙，兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)D1和D2收到的信號(hào)可以分別表示為： y[1][5] =G[1'2][5]r[2][4] =G[1'2][5] (F[2'1][4]F[1'2][3]s[2]+F[2'1][4]H[1'1][3]s[3] +H[2'2][4]s[4]): y[2][5] =G[2'2][5]r[2][4] =G[2'2][5] (F[2'1][4]F[1'2][3]s[2]+F[2'1][4]H[1'1][3]s[3] +H[2'2][4]s[4]): 目的節(jié)點(diǎn)D1利用y[1] [3]、y[1] [4]和y[1] [5]構(gòu)造如下矩陣方程：
其中，等效信道矩陣H1Ji的秩為3M; 目的節(jié)點(diǎn)D1利用ZF解碼矩陣1進(jìn)行計(jì)算，得到s[4]; 對于目的節(jié)點(diǎn)D2，利用目的節(jié)點(diǎn)D1的解碼方法得到s[4]; 在第6個(gè)時(shí)隙，目的節(jié)點(diǎn)D1和D2利用對應(yīng)的ZF解碼矩陣進(jìn)行解碼得到s[5]; 利用漸進(jìn)法，目的節(jié)點(diǎn)D1和D2依次進(jìn)行解碼。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在第4個(gè)時(shí)隙中目的節(jié)點(diǎn)D1解碼s[3]的方 法還包括： 根據(jù)D1在第3個(gè)時(shí)隙已經(jīng)得到的s[2]，利用y[1] [4]-G[1，1] [4]F[1，2] [3]s[2]消除y[1] [4]中S[2]帶來的干擾； 使用ZF解碼矩陣（G[1'1][4]Η[1'1][3]Γ進(jìn)行計(jì)算，得到s[3]。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在第5個(gè)時(shí)隙中目的節(jié)點(diǎn)D1解碼s[4]的方 法還包括： 根據(jù)D1在前面的時(shí)隙已經(jīng)得到的8[2]和s[3]，利用y[1][5]-G[1'2][5]F[2'1][4]F[1'2][3]i^-GE1'2]^]#2'1]^]Η[1'1][3]8Μ 消除y[1][5]中s[2]和s[3]帶來的干擾； 使用ZF解碼矩陣（G[1'2] [5]H[2'2] [4]Γ1進(jìn)行計(jì)算，得到s[4]。
【文檔編號(hào)】H04B7/14GK104270235SQ201410473162
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】李立華, 靳進(jìn), 蘇鑫, 田輝 申請人:北京郵電大學(xué)