專利名稱：一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，屬于無線通信中的聯(lián)合接收機(jī)的 設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
協(xié)作多點(diǎn)傳輸是第三代移動(dòng)通信的長期演進(jìn)(3GPP LTE)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。上行的 協(xié)作多點(diǎn)接收中，如何有效地在多個(gè)協(xié)作點(diǎn)之間進(jìn)行交互軟信息是一個(gè)難點(diǎn)。如果多個(gè)協(xié)作 點(diǎn)之間有很強(qiáng)的通信鏈路，如光纖，那么它們可以采用較為復(fù)雜的聯(lián)合接收機(jī)進(jìn)行聯(lián)合檢測。 例如3GPP LTE中的基站內(nèi)的多點(diǎn)聯(lián)合接收，可以采用聯(lián)合檢測。然而，當(dāng)基站間的通信鏈 路容量有限時(shí)，他們之間交互的信息速率就收到限制。特別是未來移動(dòng)通信傳輸速率較高， 用戶的原始比特?cái)?shù)據(jù)速率都有上百兆，如果基站之間交互的信息再經(jīng)過量化，會(huì)對(duì)backhaul 造成很重的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提出一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息 交互合并方法。
本發(fā)明一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，其特征在于包括如下步驟
a. 采用主服務(wù)節(jié)點(diǎn)檢測與之相對(duì)應(yīng)的用戶的發(fā)送信號(hào)，獲得與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶 的對(duì)數(shù)比特似然比；
b. 采用協(xié)作節(jié)點(diǎn)將步驟a所述的用戶的對(duì)數(shù)比特似然比經(jīng)過硬判決得到比特信息，協(xié)作 節(jié)點(diǎn)發(fā)送與步驟a所述的與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶在其輔助節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息給主服務(wù) 節(jié)點(diǎn)，協(xié)作節(jié)點(diǎn)并發(fā)送步驟a所述的對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值或所述比特信息給主 服務(wù)節(jié)點(diǎn)；
c. 將步驟b所述的比特信息以及信道質(zhì)量信息、或者對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值
以及信道質(zhì)量信息經(jīng)過主服務(wù)節(jié)點(diǎn)得到步驟b所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比；
d. 采用步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比與步驟c所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比
疊加更新步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比。本發(fā)明一種高效的信息交互和合并方法，該方法交互的信息幾乎和硬判決的信息相當(dāng)， 但是性能比選擇分集好，并且與最優(yōu)的聯(lián)合接收的性能相差較小。


圖l是本發(fā)明所述方法流程圖2是本發(fā)明實(shí)施例協(xié)作多點(diǎn)傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成圖它多個(gè)基站，若干個(gè)用戶終端， 圖中以三個(gè)基站和一個(gè)用戶為例；
圖3是本發(fā)明的方法與聯(lián)合接收以及選擇分集的誤幀率(FER)的對(duì)比圖，基站個(gè)數(shù)為2; 圖4是本發(fā)明的方法與聯(lián)合接收以及選擇分集的誤幀率(FER)的對(duì)比圖，基站個(gè)數(shù)為3。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示。本發(fā)明一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，其特征在于包括如下步
驟
a. 采用主服務(wù)節(jié)點(diǎn)檢測與之相對(duì)應(yīng)的用戶的發(fā)送信號(hào)，獲得與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶 的對(duì)數(shù)比特似然比；
b. 采用協(xié)作節(jié)點(diǎn)將步驟a所述的用戶的對(duì)數(shù)比特似然比經(jīng)過硬判決得到比特信息，協(xié)作 節(jié)點(diǎn)發(fā)送與步驟a所述的與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶在其輔助節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息給主服務(wù) 節(jié)點(diǎn)，協(xié)作節(jié)點(diǎn)并發(fā)送步驟a所述的對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值或所述比特信息給主 服務(wù)節(jié)點(diǎn)；
c. 將步驟b所述的比特信息以及信道質(zhì)量信息、或者對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值 以及信道質(zhì)量信息經(jīng)過主服務(wù)節(jié)點(diǎn)得到步驟b所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比；
d. 采用步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比與步驟c所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比 疊加更新步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比。
協(xié)作節(jié)點(diǎn)所附加的用戶在該輔助節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息可以是正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的多個(gè)子 載波的平均信噪比。
協(xié)作節(jié)點(diǎn)所附加的用戶在該輔助節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息可以是離散付利葉變換擴(kuò)展的正交 頻分復(fù)用系統(tǒng)均衡后的信息與干擾加噪聲的比值。
主服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)輔助節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的硬判決信息和附加發(fā)送對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平 均值，通過如下的方法得到該輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比《(2《4-1)。其中Ii即為附加發(fā)送
的對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值，^表示第/個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的第A個(gè)比特信息，其
中/、 A都為自然數(shù)。
主服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)輔助節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的硬判決信息和附加的信道質(zhì)量信息，通過如下的方
4法得到該輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比^(2c^-l)。其中^為信道質(zhì)量信息，如正交頻分復(fù)
用系統(tǒng)的多個(gè)子載波的平均信噪比或離散付利葉變換擴(kuò)展的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)均衡后的信 息與干擾加噪聲的比值，^表示第/個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的第A個(gè)比特信息，其中/、 A:都為 自然數(shù)5為常數(shù)，對(duì)于二進(jìn)制相移鍵控，^ = 4，對(duì)于四相移鍵控3 = ^。
如圖2所示。假設(shè)用戶出于三個(gè)小區(qū)的交界處，三個(gè)基站均能接收到來自用戶的信號(hào)。 每個(gè)基站配備單根天線，用戶也采用單根發(fā)送天線。并且，假設(shè)基站1是用戶的主服務(wù)基 站。
假設(shè)基站W(wǎng)收到用戶的信號(hào)表示為，
7 = V + v '
其中，&用戶到第《個(gè)基站之間的信道增益，^是發(fā)送符號(hào)，v"為第W個(gè)基站加性高斯噪聲， 假設(shè)噪聲方差為。2， w為1到3中的自然數(shù)。如果三個(gè)基站之間有很強(qiáng)的通信鏈路，基站2 和基站3可以把接收到的信號(hào)通過高速鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到用戶1的主服務(wù)基站。這樣基站1可以采 用最大比合并的方法進(jìn)行檢測。那么基站1收到用戶的信號(hào)表示為，
=(K |2+h |2 + N2) *+A、+A、+&、，
其中《為基站1到用戶之間的信道增益的共軛，《為基站2到用戶之間的信道增益的共軛， 《為基站3到用戶之間的信道增益的共軛，下面以s為QPSK調(diào)制為例，說明比特似然比的 計(jì)算。那么，s所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)對(duì)數(shù)比特似然比可以表示為，
A =^real(》)，
S2=4imag(50， (J
受限。我們可以先在每個(gè)基站上對(duì)發(fā)送信號(hào)s求它的對(duì)數(shù) 式,i :^imag(&》")，
然后，協(xié)作基站可以根據(jù)它與主服務(wù)基站之間通信鏈路的容量，將對(duì)數(shù)似然比進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧?化，然后發(fā)送到主服務(wù)節(jié)點(diǎn)。但是，即使每個(gè)似然比采用4比特量化，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率要 求也較大。為了降低傳輸速率，我們先采用硬判決，把硬判決信息發(fā)送給主服務(wù)基站，然后 再發(fā)送輔助的一個(gè)量。這個(gè)量應(yīng)該能反映硬判決信息整體的可靠度。因此一種直觀的想法是，
如果基站之間的傳輸信道的容量 比特似然比。對(duì)于第w個(gè)基站，發(fā)送對(duì)數(shù)比特似然比的平均值Z發(fā)送給主服務(wù)基站。這樣，基站可以通過如下的方法恢復(fù)協(xié) 作基站的對(duì)數(shù)比特似然比Z.signg.,)。
對(duì)數(shù)似然比中都被乘以了一個(gè)常量^f。因此，在恢復(fù)輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)似然比時(shí)，我們可 以這樣做^Lsign(A,)來作為其比特似然比。事實(shí)上，《即是鏈路的信噪比。于是，我
們可以先發(fā)送硬判決信息，然后把用戶到該協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信噪比也發(fā)給主服務(wù)節(jié)點(diǎn)。那么主服 務(wù)節(jié)點(diǎn)也可以恢復(fù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比。
圖3和圖4分別表示有兩個(gè)基站和三個(gè)基站的情形。下面，我們對(duì)聯(lián)合接收、選擇分 集和本發(fā)明提出的方法進(jìn)行對(duì)比。我們假設(shè)用戶到各個(gè)基站之間的距離相等，并假設(shè)為 Rayleigh塊衰落信道。糾錯(cuò)編碼采用1/4Turbo碼，信息比特2048，調(diào)制采用QPSK調(diào)制， Turbo碼內(nèi)交織器為S-Random交織器。Turbo碼的生成多項(xiàng)式為，g = [1 0 1 1; 1 1 0 l]。我 們可以看出提出的發(fā)明比選擇分集好，與最優(yōu)的最大比合并的接收方法差距較小，2個(gè)基站 時(shí)有0.5dB的性能損失，3個(gè)基站時(shí)有不到ldB的損失。
權(quán)利要求
1. 一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，其特征在于包括如下步驟a. 采用主服務(wù)節(jié)點(diǎn)檢測與之相對(duì)應(yīng)的用戶的發(fā)送信號(hào)，獲得與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶的對(duì)數(shù)比特似然比；b. 采用協(xié)作節(jié)點(diǎn)將步驟a所述的用戶的對(duì)數(shù)比特似然比經(jīng)過硬判決得到比特信息，協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送與步驟a所述的與主服務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的用戶在其輔助節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量信息給主服務(wù)節(jié)點(diǎn)，協(xié)作節(jié)點(diǎn)并發(fā)送步驟a所述的對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值或所述比特信息給主服務(wù)節(jié)點(diǎn)；c. 將步驟b所述的比特信息以及信道質(zhì)量信息、或者對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值以及信道質(zhì)量信息經(jīng)過主服務(wù)節(jié)點(diǎn)得到步驟b所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比；d. 采用步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比與步驟c所述的輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比疊加更新步驟a所述用戶的對(duì)數(shù)比特似然比。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，其特征在于所述的 輔助節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)比特似然比通過如下兩種方法獲得i. Ii(2&-1)，其中；即為步驟b所述的對(duì)數(shù)比特似然比的絕對(duì)值的平均值，^表示第 i個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的第A個(gè)比特信息，其中/、 A都為自然數(shù)，下同；ii. 化(2《廣1),其中^為步驟b所述的信道質(zhì)量信息，^為常數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種協(xié)作多點(diǎn)接收中的信息交互合并方法，屬于無線通信中的聯(lián)合接收機(jī)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。本發(fā)明協(xié)作點(diǎn)僅將硬判決的比特信息和信噪比或檢測后的信號(hào)干擾噪聲比或比特似然比的絕對(duì)值的平均值發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)協(xié)作節(jié)點(diǎn)的硬判決信息和信噪比或信號(hào)干擾噪聲比或平均的比特似然比重構(gòu)比特軟信息，然后將自己的軟信息和重構(gòu)的協(xié)作點(diǎn)的軟信息疊加后，獲得信息的軟判決。該方法可以降低協(xié)作節(jié)點(diǎn)間交互的信息速率，并可以獲得比選擇分集更好的性能。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101483458SQ20091002504
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者尤肖虎, 王東明, 王聞今, 高西奇 申請人:東南大學(xué)