一種無線協作通信方法及目標用戶端的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種無線協作通信方法及目標用戶端。
【背景技術】
[0002] 在過去的航空通信中，無線通信系統主要采用基于VHF(VeryHighFrequency， 甚高頻）為主的模擬語音通信技術。但隨著民航業務的發展，目前即使對VHF信道間隔最 小化也無法完全滿足機場場面的運行需求。為此，ICAO(InternationalCivilAviation Organization，國際民航組織）為了提高機場場面的運行效率以及通信容量，提出了 AeroMACS(AeronauticalMobileAirportCommunicationsSystem，航空移動機場通信系 統）技術，它將成為航空通信基礎設施數據鏈路的組成部分。
[0003] 在整個機場場面AeroMACS信號覆蓋區域，為了能夠滿足提供各個移動用戶端，例 如飛機、服務車輛等高速且可靠的無線寬帶業務，如何克服場面建筑物、樹木等障礙物引起 的通信NL0S(NonLineofSight，非視距傳播）的影響是首要考慮的問題。在NL0S通信情 況下，無線信號只能通過反射、散射等方式進行傳播。接收端收到的信號為不同路徑信號的 總和，這將導致多徑信號衰落從而影響接收信號的解調。
[0004] 現有技術MIM0(Multiple_InputandMultiple-Output，多輸入多輸出）是解決 上述問題的一種方法。在中國專利申請號為CN200810088724. 0,題為"多輸入多輸出系統 的信號檢測方法和裝置"的專利中，通過發射端和接收端采用多天線或陣列天線架構實現 不同天線接收信號的非相關性，從而有效地提高了系統抗噪聲能力。在中國專利申請號為 200610005286. 8,題為"寬帶無線接入的中轉系統及其方法"的專利中，利用互助中轉節點 的分布式MM0編解碼傳輸系統，采用空時/空頻/空時頻/空間復用編碼方法，充分利用 空分復用的優點，在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統無線信道的容量和頻譜利用 率來實現通信質量的改善。
[0005] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：
[0006] 現有技術MM0針對于民用航空領域，特別是機載端或手持終端引入多天線系統 會遇到加改裝、安全以及功耗等方面的限制。同時，在信道估計方面，傳統MIM0中信道估計 算法無法直接應用于級聯信道情況。
【發明內容】
[0007] 為了解決現有技術的問題，本發明提供一種無線協作通信方法及目標用戶端。所 述技術方案如下：
[0008] 第一方面本發明實施例提供的一種無線協作通信方法包括：
[0009] 接收由中繼用戶端通過信道轉發的信號矢量；
[0010] 根據最小均方根誤差法對所述信號矢量進行檢測，得到第一檢測信號；
[0011] 在所述第一檢測信號中，以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根據所述高斯變量與 所述目標用戶端噪聲的后驗分布滿足期望相等，范數相等的關系，將所述目標用戶噪聲近 似為方差、中繼用戶端數目以及信道的函數，得到第二檢測信號；
[0012] 對所述第二檢測信號進行對數似然比計算；
[0013] 對經過對數似然比計算的信號進行去交織處理；
[0014] 對去交織后的信號進行卷積碼解碼，得到原始發射信號。
[0015] 在第一方面的一種可能實現方式中，所述第一檢測信號包括：
【主權項】
1. 一種無線協作通信方法，其特征在于，所述方法包括： 接收由中繼用戶端通過信道轉發的信號矢量； 根據最小均方根誤差法對所述信號矢量進行檢測，得到第一檢測信號； 在所述第一檢測信號中，以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根據所述高斯變量與所述 目標用戶端噪聲的后驗分布滿足期望相等，范數相等的關系，將所述目標用戶噪聲近似為 方差、中繼用戶端數目以及信道的函數，得到第二檢測信號； 對所述第二檢測信號進行對數似然比計算； 對經過對數似然比計算的信號進行去交織處理； 對去交織后的信號進行卷積碼解碼，得到原始發射信號。
2. 根據權利要求1所述的無線協作通信方法，其特征在于，所述第一檢測信號包括：
，其中，1，§2為源用戶端利用兩個時隙經由信 道I發出的信號矢量s = [Sl，s2]t經過最小均方根誤差法的檢測，a i為源用戶端發射信號 放大因子，α2為中繼用戶端發射信號放大因子，為源用戶端發射信號放大因子，h表示部 分信道狀態信息，h表示部分信道狀態信息矩陣， yi表示收到的由中繼用戶端通過信道轉發 的信號矢量，（…）H表示對括號內矢量進行轉置共軛處理，（*)代表該變量根據Alamouti編 碼要求應該求共軛或保持不變
z表示目標用戶端噪聲，表 示目標用戶噪聲的方差，^表示中繼用戶端與目標用戶端之間的信道。
3. 根據權利要求2所述的無線協作通信方法，其特征在于，在所述第一檢測信號中， 以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根據所述高斯變量與所述目標用戶端噪聲的后驗分布滿 足期望相等，范數相等的關系，將所述目標用戶噪聲近似為方差、中繼用戶端數目以及信 道的函數，得到第二檢測信號包括：以高斯變量為代替目標用戶端噪聲 Zi，根據高斯變量I 與目標用戶端噪聲Zi滿足
的關系，σ|可近似為
,其中，T為信號從源用戶端到中繼用戶端或中 繼用戶端到目標用戶端過程中的信道利用數；表示已知^條件下Zi滿足的條件期 望，Var表示方差，R為中繼用戶端數目。
4. 根據權利要求3所述的無線協作通信方法，其特征在于，對所述第二檢測信號進行 對數似然比計算包括： 對第二檢測信號的實部根據正交相移鍵控調制方式進行對數似然比計算。
5. 根據權利要求1-4任意一項所述的無線協作通信方法，其特征在于，所述部分信道 狀態信息采用源用戶端和目標用戶端均已知的探測脈沖對信道進行估計。
6. 根據權利要求5所述的無線協作通信方法，其特征在于，所述方法還包括： 中繼用戶端接收來自源用戶端的信號矢量，對所述信號矢量進行分布式空時分組編碼 處理； 所述中繼用戶端對分布式空時分組編碼處理后的信號矢量進行放大，得到發射信號矢 量； 所述中繼用戶端通過信道轉發所述發射信號矢量。
7. -種目標用戶端，其特征在于，包括： 接收單元，用于接收由中繼用戶端通過信道轉發的信號矢量； 解調單元，用于根據最小均方根誤差法對所述信號矢量進行檢測，得到第一檢測信號； 在所述第一檢測信號中，以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根據所述高斯變量與所述目標 用戶端噪聲的后驗分布滿足期望相等，范數相等的關系，將所述目標用戶噪聲近似為方差、 中繼用戶端數目以及信道的函數，得到第二檢測信號；對所述第二檢測信號進行對數似然 比計算； 去交織單元，用于對經過對數似然比計算后的信號進行去交織處理； 卷積碼解碼單元，用于對去交織后的信號進行卷積碼解碼，得到原始發射信號。
8. 根據權利要求7所述的目標用戶端，其特征在于，所述解調單元包括： 第一信號檢測單元，用于根據最小均方根誤差法對信號矢量進行檢測，得到第一檢測 信號； 第二信號檢測單元，用于在所述第一檢測信號中，以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根 據所述高斯變量與所述目標用戶端噪聲的后驗分布滿足期望相等，范數相等的關系，將所 述目標用戶噪聲近似為方差、中繼用戶端數目以及信道的函數，得到第二檢測信號； 對數似然比計算單元，用于對所述第二檢測信號進行對數似然比計算。
9. 根據權利要求8所述的目標用戶端，其特征在于，所述第二信號檢測 單元用于：以高斯變量Zi代替目標用戶端噪聲 Zi，根據高斯變量高與目標用戶 端噪聲Zi滿足
?的關系，σ|可近似為
其中，T為信號從源用戶端到中繼用戶端或中 繼用戶端到目標用戶端過程中的信道利用數；E{Zi|h}表示已知J1的條件Tzi滿足的條件期 望，Var表示方差；R為中繼用戶端數目。
10. 根據權利要求7-9任意一項所述的目標用戶端，其特征在于，所述目標用戶端還包 括獲取單元，用于采用源用戶端和目標用戶端均已知的探測脈沖對信道進行估計，獲取部 分信道狀態信息。
【專利摘要】本發明公開了一種無線協作通信方法及目標用戶端，屬于通信技術領域。該方法包括：接收由中繼用戶端通過信道轉發的信號矢量；根據最小均方根誤差法對所述信號矢量進行檢測，得到第一檢測信號；對所述第一檢測信號中的目標用戶端噪聲矢量根據高斯趨近方法進行近似，得到第二檢測信號；對所述第二檢測信號進行對數似然比計算；對經過對數似然比計算的信號進行去交織和卷積碼解碼，得到原始發射信號。本發明通過中繼用戶端與目標用戶端的無線協作通信，在每個用戶端可以利用單天線進行信號收發，有效地解決了MIMO通信方式在通信終端例如手持通信終端、飛機、汽車等加改裝、成本以及功耗等方面的局限性。
【IPC分類】H04L25-02, H04L1-00
【公開號】CN104869085
【申請號】CN201510201494
【發明人】黃榮順, 張益 , 吳宏剛, 鄧勝吉, 蔣凱, 郭建華
【申請人】中國民用航空總局第二研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月24日