一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據傳輸方法
【專利摘要】本發明涉及通信【技術領域】，公開了一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據傳輸方法，包括：在不同的時隙，服務器控制源節點組交替進行數據發送，并根據在不同時隙發送數據的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數據的收發次序，中繼節點通過信道估計獲得自己的局部信道狀態信息，在進行數據轉發的同時，傳送經過預編碼處理后的導頻符號；目的節點根據估計到的等效信道矩陣解碼出期望數據。采用本發明提供的方法，源節點組、中繼節點、目的節點不需要獲知全局的信道信息，利用局部的信道信息在達到指定自由度的條件下能夠降低目的節點的計算復雜度，利用更多的時隙資源可以獲得更好的自由度性能。
【專利說明】一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，特別涉及一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據 傳輸方法。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術的不斷發展，兩小區多用戶兩跳網絡下的中繼傳輸協議的設計具有 重要意義。
[0003]目前的方案包括：對于兩小區多用戶兩跳網絡，每個源節點組內有Μ個單天線用 戶且中繼和目的節點均配置Μ根天線，目前的中繼傳輸協議能夠達到的自由度個數為ψ， 當中繼節點不具有任何全局CSI時，目的節點的解碼復雜度較高；當中繼節點僅具有第一 跳的全局CSI時，能夠降低目的節點的解碼復雜度。
[0004]然而，現有中繼傳輸協議兩個中繼節點需要通過信道估計得到第一跳信道的信道 狀態信息CSI后，交互彼此的CSI，在兩個中繼節點都具有了第一跳的全局CSI的情況下，才 能實現|.個歸一化自由度，而且現有中繼傳輸協議僅能實現f個歸一化自由度，并且目的 節點的解碼復雜度較高。
【發明內容】
[0005] (一）解決的技術問題
[0006] 本發明解決的技術問題是：如何在獲得指定自由度的同時降低目的節點的解碼復 雜度，此外提尚歸一化自由度。
[0007] (二）技術方案
[0008] 本發明提供了一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據傳輸方法，該方法包括 以下步驟：
[0009] 在不同的時隙，服務器控制源節點組交替進行數據發送，并根據在不同時隙發送 數據的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數據的收發次序，所述 源節點組由兩個小區內多個單天線用戶組成；
[0010]所述半雙工中繼節點通過信道估計獲得自己的局部信道狀態信息；
[0011] 所述半雙工中繼節點根據所述局部信道狀態信息生成所述半雙工中繼節點的導 頻符號，并將所述導頻符號插入當前傳輸的數據中發送到目的節點；
[0012] 目的節點提取接收數據中的所述導頻符號，根據所述導頻符號進行等效信道矩陣 估計，根據估計出的所述等效信道矩陣解碼出期望數據。
[0013] 進一步地，所述方法中包括兩組源節點組、兩個半雙工中繼節點以及由基站構成 的兩個目的節點；其中，Si表示源節點組i，i G {1,21,?表示配置Μ根天線的中繼節點1， 1 e {1，2丨，Di表示具有Μ根天線的目的節點i，Si中有Μ個單天線用戶，在第k個時隙中， &通過中繼節點&向其對應的目的節點Di傳輸數據 s[k]。
[0014] 進一步地，所述服務器控制源節點組進行數據發送，并根據在不同時隙發送數據 的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數據的收發次序，具體包 括：
[0015] 在第1個時隙中，兩個中繼節點氏和R2均接收源節點組St向兩個中繼節點發送 的數據s [1]，兩個中繼節點&和R2接收到的信號分別為：
[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]表示中繼節點心在第k個時隙中接收到的信號，H[1' i][k]為第k個 時隙中源節點組Si到中繼節點札的信道矩陣，z[1]為中繼節點&的噪聲向量，由于噪聲不 影響自由度的計算，后續的公式中均忽略噪聲項；
[0019] 第1個時隙的傳輸結束后，中繼節點札和R2分別利用ZF解碼矩陣Η [1'1] [1Γ1與 ηΜιΓ1進行計算，得到s[1]。
[0020] 進一步地，所述服務器控制源節點組進行數據發送，并根據在不同時隙發送數據 的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數據的收發次序，還包括：
[0021] 在第2個時隙中，比進行發送而R2進行接收，&傳輸第1個時隙解碼出的數據s [1], 同時源節點組S2傳送數據s[2]，所述中繼節點R 2收到的數據，表示如下：
[0022] r[2][2] = F[2，1][2]s[1]+H[2'2][2]s [2]，
[0023] 其中，F[2'1][k]為第k個時隙中1^到1? 2的信道矩陣；
[0024] 在中繼節點R2，構造如下矩陣方程：
[0025]
【權利要求】
1. 一種兩小區多用戶兩跳網絡下收發機的數據傳輸方法，其特征在于，所述方法包括 以下步驟： 在不同的時隙，服務器控制源節點組交替進行數據發送，并根據在不同時隙發送數據 的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數據的收發次序，所述源節 點組由兩個小區內多個單天線用戶組成； 所述半雙工中繼節點通過信道估計獲得自己的局部信道狀態信息； 所述半雙工中繼節點根據所述局部信道狀態信息生成所述半雙工中繼節點的導頻符 號，并將所述導頻符號插入當前傳輸的數據中發送到目的節點； 目的節點提取接收數據中的所述導頻符號，根據所述導頻符號進行等效信道矩陣估 計，根據估計出的所述等效信道矩陣解碼出期望數據。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中包括兩組源節點組、兩個半雙工 中繼節點以及由基站構成的兩個目的節點；其中，Si表示源節點組i，ie{1,2},?表示配 置M根天線的中繼節點1，1e{1，2}，Di表示具有M根天線的目的節點i，Si中有M個單天 線用戶，在第k個時隙中，Si通過中繼節點R1向其對應的目的節點Di傳輸數據s[k]。
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述服務器控制源節點組進行數據發送，并 根據在不同時隙發送數據的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數 據的收發次序，具體包括： 在第1個時隙中，兩個中繼節點R1和R2均接收源節點組S1向兩個中繼節點發送的數 據s[1]，兩個中繼節點R1和R2接收到的信號分別為： 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]表示中繼節點R1在第k個時隙中接收到的信號，H[1'i] [k]為第k個時隙 中源節點組Si到中繼節點R1的信道矩陣，z[1]為中繼節點R1的噪聲向量，由于噪聲不影響 自由度的計算，后續的公式中均忽略噪聲項； 第1個時隙的傳輸結束后，中繼節點R1和R2分別利用ZF解碼矩陣H[1'1] [1Γ1與H[2'1] [1Γ1進行計算，得至|JS[1]。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述服務器控制源節點組進行數據發送，并 根據在不同時隙發送數據的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數 據的收發次序,還包括： 在第2個時隙中，R1進行發送而R2進行接收，R1傳輸第1個時隙解碼出的數據s[1]，同 時源節點組S2傳送數據s[2]，所述中繼節點R2收到的數據，表示如下： r[2][2] =F[2'1][2]s[1] +H[2'2][2]s[2]， 其中，F[2，1] [k]為第k個時隙中R1到R2的信道矩陣； 在中繼節點R2，構造如下矩陣方程：
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; 所述中繼節點R2利用ZF解碼矩陣1進行計算，得到s[1]和s[2]。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據中繼節點R2在第1個時隙已經得到的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]; 所述中繼節點R2利用ZF解碼矩陣H[2'2] [2Γ1進行計算，得到s[2]。
6. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據估計出的所述等效信道矩陣解碼 出期望數據具體包括： 在第2個時隙中，目的節點D1和D2對中繼節點發送的數據進行接收，接收到的數據分 別為 y[2][2] = G[2'1][2]s[1]， 其中，y[i][k]為第k個時隙中目的節點Di接收到的數據，G[i'1][k]為第k個時隙中中 繼節點R1到目的節點Di的信道矩陣； 目的節點D1和D2分別利用ZF解碼矩陣G[1，1] [2Γ1與G[2，1] [2Γ1進行計算，得到s[1]。
7. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述服務器控制源節點組進行數據發送，并 根據在不同時隙發送數據的源節點組的不同，調整半雙工中繼節點對所述源節點組發送數 據的收發次序,還包括： 在第3個時隙中，中繼節點R2進行發送而R1進行接收，R2傳輸s[2]，同時源節點組S1傳 送數據s[3]，第3個時隙中，中繼節點R1收到的信號可以表示為： r[i][3] = F[1'2][3]s[2] + H[1'1][3]s[3], 其中，F[1，2] [k]為第k個時隙中R2到R1的信道矩陣； 在第3個時隙中，R2向目的節點D2發送S[2]; 在第4個時隙中，中繼節點R1進行發送而R2進行接收，R1傳輸第3個時隙接收到的信 號r[1] [3]，同時源節點組S2傳送數據s[4]，第4個時隙中，中繼節點R2收到的信號可以表示 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個時隙中，中繼節點R2進行發送而R1進行接收，R2傳輸第4個時隙接收的信號r[2] [4]，同時源節點組S1傳送數據s[5]，第5個時隙中，中繼節點R1收到的信號可以表示為： 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個時隙，中繼節點R1進行發送而R2進行接收，R1傳輸第5個時隙接收的信號r[1] [5]，同時源節點組S2傳送數據s[6]; 利用漸進法，在不同的時隙，中繼節點依次進行數據的收發。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據估計出的所述等效信道矩陣解碼 出期望數據還包括： 在第3個時隙，兩個目的節點D1和D2收到的信號可以分別表示為： y[2][3] =G[2'2][3]s[2]， 目的節點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個時隙，兩個目的節點D1和D2收到的信號可以分別表示為：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])， 目的節點D1利用y[1] [3]和y[1] [4]構造如下矩陣方程：
其中，等效信道矩陣H1c^的秩為2M; 目的節點D1利用ZF解碼矩陣(Hgf1進行計算，得到s[3]; 對于目的節點D2，利用目的節點D1的解碼方法得到s[3]; 在第5個時隙，兩個目的節點D1和D2收到的信號可以分別表示為： 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]): 目的節點D1利用y[1] [3]、y[1] [4]和y[1] [5]構造如下矩陣方程：
其中，等效信道矩陣H1Ji的秩為3M; 目的節點D1利用ZF解碼矩陣1進行計算，得到s[4]; 對于目的節點D2，利用目的節點D1的解碼方法得到s[4]; 在第6個時隙，目的節點D1和D2利用對應的ZF解碼矩陣進行解碼得到s[5]; 利用漸進法，目的節點D1和D2依次進行解碼。
9. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，在第4個時隙中目的節點D1解碼s[3]的方 法還包括： 根據D1在第3個時隙已經得到的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進行計算，得到s[3]。
10. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，在第5個時隙中目的節點D1解碼s[4]的方 法還包括： 根據D1在前面的時隙已經得到的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進行計算，得到s[4]。
【文檔編號】H04B7/14GK104270235SQ201410473162
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】李立華, 靳進, 蘇鑫, 田輝 申請人:北京郵電大學