專利名稱：無線通信系統(tǒng)及其基站、中繼站、用戶終端和數(shù)據(jù)的發(fā)送接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的基站、中繼站、用 戶終端以及在所述無線通信系統(tǒng)中由多個協(xié)作基站或多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸 方式向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法和用戶終端接收數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
協(xié)作通信技術(shù)通過形成虛擬天線陣來獲取分集，增強覆蓋，并且潛在地以分布式 的方式增加系統(tǒng)容量。之前這一領(lǐng)域的研究工作多集中在窄帶平坦衰落情況下。而寬帶無 線通信系統(tǒng)同時存在著空間分集和頻率分集的潛能。作為一種新穎的范式，分布式空頻編 碼方案融合了傳統(tǒng)空頻編碼技術(shù)和無線協(xié)作中繼技術(shù)的特點，可以顯著提高傳輸方案的誤 碼性能。已有研究工作將正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)與空時分組碼(STBC)技術(shù)相結(jié)合，但 是該方案僅僅獲取了寬帶無線通信系統(tǒng)中的空間分集增益。最近，時間反轉(zhuǎn)空時分組碼，單 載波空時分組碼和編碼OFDM技術(shù)被拓展到了分布式協(xié)作通信系統(tǒng)，這些方案可以同時獲 取空間分集增益和頻率分集增益。然而，這些方案局限于兩個發(fā)送器參與協(xié)作傳輸?shù)耐ㄐ?場景。對于參與協(xié)作的發(fā)送端(協(xié)作基站或協(xié)作中繼站)數(shù)目為任意自然數(shù)的更一般的 協(xié)作通信場景來說，已有研究者提出分布式譯碼轉(zhuǎn)發(fā)空頻編碼方案，利用復(fù)數(shù)域編碼來獲 取寬帶協(xié)作OFDM系統(tǒng)中的滿分集增益。然而，放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信技術(shù)與譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信 技術(shù)相比，由于它在高信噪比時可以獲得最優(yōu)分集增益，所以放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信技術(shù)在誤 碼性能方面性能更為優(yōu)良。已有的關(guān)于分布式循環(huán)延遲分集的技術(shù)方案可以看作是一種新 穎的放大轉(zhuǎn)發(fā)分布式空頻編碼方案。在該方案中，每個中繼節(jié)點處僅需對接收到的時域信 號進行簡單的循環(huán)移位，則該方案特別適用于寬帶放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信系統(tǒng)。然而已有的分布式循環(huán)延遲分集技術(shù)方案僅僅針對相干通信系統(tǒng)進行了研究。實 際上，由于無線中繼通信系統(tǒng)中的協(xié)作傳輸方案涉及廣播傳輸和中繼傳輸兩個階段，這增 加了對傳播信道進行信道估計的開銷和復(fù)雜度。因此在用戶終端接收機處不需要知道精確 信道狀態(tài)信息的系統(tǒng)設(shè)計顯得十分必要。由于很少有研究者關(guān)注非相干分布式空頻編碼 設(shè)計，因此本發(fā)明提出了一種基于分布式循環(huán)延遲分集技術(shù)的放大轉(zhuǎn)發(fā)差分空頻編解碼方 案。由于協(xié)作通信系統(tǒng)服從塊衰落信道模型，因此在時間維度上進行差分編解碼比較困難。 通過將分布式循環(huán)延遲操作看作是等效傳輸信道的一部分，我們在頻域建立了等效的單輸 入單輸出信道模型。基于對子載波間相關(guān)系數(shù)的分析，我們提出了一個新穎的編碼符號到 子載波的映射方案，進而設(shè)計了編碼符號在一個OFDM塊內(nèi)的子載波間進行差分編碼的傳 輸方案。由于該等效單輸入單輸出信道模型具有快速的頻率響應(yīng)變化，繼續(xù)沿用傳統(tǒng)差分 解碼技術(shù)會在高信噪比處引入檢測誤碼率的差錯平臺。為了消除傳統(tǒng)檢測器引入的差錯平 臺，在本發(fā)明中我們還提出了判決反饋差分檢測算法。另外，我們還實現(xiàn)了基于線性預(yù)測的 自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法。在該算法中，接收機甚至無需知道統(tǒng)計信道狀態(tài)信息，該檢測算法的這一特點在分布式協(xié)作無線網(wǎng)絡(luò)中特別有吸引力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中由多個協(xié)作基站或多 個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方式向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法以及用戶終端處的接收 數(shù)據(jù)方法。該發(fā)送數(shù)據(jù)方法包括在與多個協(xié)作中繼站對應(yīng)的信源基站處或在各協(xié)作基站 處，把經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編碼，然后將差分編 碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上；信源基站向多個協(xié)作中繼站廣播要發(fā)送的正交頻分 復(fù)用符號；在各協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到正交頻分復(fù)用子載 波上的數(shù)據(jù)符號進行分布式循環(huán)延遲操作；按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的 正交頻分復(fù)用數(shù)據(jù)符號發(fā)送到用戶終端。所述接收數(shù)據(jù)方法包括在用戶終端處對接收數(shù)據(jù) 進行判決反饋差分檢測算法。值得注意的是，基于線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算 法甚至無需預(yù)先知道信道的統(tǒng)計特性，具有較低的計算復(fù)雜度。在根據(jù)本發(fā)明上述方面的方法中，在將所述編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波 上時，將經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號組加載到相關(guān)性弱甚至沒有相 關(guān)性的子載波上，同時將相鄰的兩組差分編碼數(shù)據(jù)塊加載到相關(guān)性強的兩組子載波上。該 方法能夠在差分傳輸?shù)耐瑫r獲取多徑信道的固有頻率分集增益以及協(xié)作多點傳輸?shù)目臻g 分集增益經(jīng)分布式循環(huán)延遲操作轉(zhuǎn)化而成的增強頻率分集增益。在根據(jù)本發(fā)明上述方面的方法中，所述接收數(shù)據(jù)檢測方法包括在用戶終端處對接 收數(shù)據(jù)進行基于線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法。在所述算法中，為了消除傳統(tǒng) 差分檢測技術(shù)引入的誤碼率差錯平臺，基于線性預(yù)測方法，我們應(yīng)用遞歸最小二乘RLS算 法，根據(jù)連續(xù)多個差分編碼數(shù)據(jù)塊檢測值的反饋值來提升對當(dāng)前編碼數(shù)據(jù)塊的檢測性能。 在該算法中接收機無需知道信道的統(tǒng)計狀態(tài)信息，該檢測算法的這一特點在分布式無線網(wǎng) 絡(luò)中特別有吸引力。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含多個協(xié)作基站， 或者包括一個信源基站和多個協(xié)作中繼站。所述多個協(xié)作基站或多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作 多點傳輸方式向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)。所述協(xié)作基站或信源基站包括差分編碼部件，用于把 將要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)符號在頻域進行差分編碼；和數(shù)據(jù)符號加載部件，用于把經(jīng) 過差分編碼后的編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上。所述信源基站還包括廣播部件， 用于向多個協(xié)作中繼站廣播發(fā)送經(jīng)過差分編碼和數(shù)據(jù)符號加載的正交頻分復(fù)用符號。所述 協(xié)作中繼站包括接收部件，用于接收來自信源基站的正交頻分復(fù)用符號。所述協(xié)作基站或 協(xié)作中繼站包括循環(huán)延遲操作部件，用于在協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的發(fā)射天線上，對加載 到正交頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；和發(fā)送部件，用于按照協(xié)作多點 傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送到用戶終端。所述用戶終端包 括接收部件，用于接收來自各小區(qū)基站的數(shù)據(jù)符號；和判決反饋差分檢測部件，利用基于 線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法將差分編碼數(shù)據(jù)符號解碼。在根據(jù)本發(fā)明上述方面的無線通信系統(tǒng)中，協(xié)作基站或信源基站中的數(shù)據(jù)符號加 載部件在進行所述加載時，把經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號組加載到 相關(guān)性弱或沒有相關(guān)性的子載波組上，將相鄰的兩組差分編碼數(shù)據(jù)塊加載到相關(guān)性強的兩組子載波上。本發(fā)明的上述方法、協(xié)作通信系統(tǒng)、信源基站、協(xié)作基站或協(xié)作中繼站以及用戶終 端，提供了一種新穎的差分協(xié)作多點傳輸方案。該方案不受實際參加協(xié)作多點傳輸?shù)膮f(xié)作 基站或協(xié)作中繼站的數(shù)目的影響，并且能夠利用多個協(xié)作基站或多個協(xié)作中繼站通過分布 式循環(huán)延遲操作引入的增強頻率分集增益以及多徑傳輸信道固有的頻率分集增益。從而， 本發(fā)明的差分編解碼方案提高了小區(qū)邊緣用戶的吞吐量以及整個小區(qū)的平均吞吐量，減少 了反饋量。


圖1(a)示出典型的協(xié)作中繼通信系統(tǒng)的示意性架構(gòu)圖。圖1(b)示出了典型的多個協(xié)作基站聯(lián)合傳輸系統(tǒng)的示意性架構(gòu)圖。圖2示出了采用循環(huán)延遲分集技術(shù)時單根天線上的OFDM調(diào)制過程。圖3(a)示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的協(xié)作中繼通信系統(tǒng)中的差分分布式循環(huán) 延遲分集方案的系統(tǒng)框圖。圖3(b)示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多個協(xié)作基站聯(lián)合傳輸系統(tǒng)中的差分分 布式循環(huán)延遲分集方案的系統(tǒng)框圖。圖4中我們以協(xié)作基站或協(xié)作中繼站數(shù)目M = 2，目標(biāo)多徑分集階數(shù)Γ = 2，差分 編碼數(shù)據(jù)組的大小Q = 4為例，給出了按照本發(fā)明的差分編碼數(shù)據(jù)發(fā)送方法將數(shù)據(jù)符號加 載到OFDM子載波上的示例加載情形。圖5(a)示出了在已知等效信道和噪聲的二階統(tǒng)計信息的情況下，在用戶終端處 對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測算法的算法流程圖。圖5(b)示出了未知統(tǒng)計信道狀態(tài)信息時，在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行的基于 線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法的算法流程圖。圖6(a)示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的由多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方 式幫助信源基站向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖。圖6(b)示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的由多個協(xié)作基站采用協(xié)作多點傳輸方式 向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖。圖7是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)發(fā)送接收方法的無線通信系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備 的圖示。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。如果考慮到對某些相關(guān)現(xiàn)有技術(shù) 的詳細描述可能會混淆本發(fā)明的要點，則不會在這里提供其詳細描述。在各個實施例中，相 同的附圖標(biāo)記用于表示執(zhí)行相同功能的元件或單元。實施例一傳統(tǒng)的循環(huán)延遲分集技術(shù)是一種簡單的、不受發(fā)射天線數(shù)目影響的單小區(qū)發(fā)射分 集技術(shù)。圖2示出了采用循環(huán)延遲分集技術(shù)時單根天線上的OFDM調(diào)制過程。如圖2所示， 輸入數(shù)據(jù)符號在S-點快速傅立葉逆變換(IFFT)單元210中經(jīng)歷S-點IFFT后，在并/串 轉(zhuǎn)換器212中被轉(zhuǎn)換為串行符號，隨后，循環(huán)延遲單元214對串行符號進行循環(huán)移動，最后，循環(huán)前綴生成器216向循環(huán)移動后的數(shù)據(jù)符號添加循環(huán)前綴，從而形成OFDM符號。通過在 單個小區(qū)的多根天線之間應(yīng)用循環(huán)延遲分集技術(shù)，可以將多根天線的空間分集增益轉(zhuǎn)化為 等效的加強頻率分集增益。圖2中示出的是單個小區(qū)基站的循環(huán)延遲分集技術(shù)在時域中的 實現(xiàn)。實際上，上述數(shù)據(jù)發(fā)送方法中的循環(huán)延遲操作既可以在時域中實現(xiàn)也可以在頻域中 實現(xiàn)。這是因為對時域序列的循環(huán)延遲操作等效于在頻域中對該序列乘以相對應(yīng)的頻域相 位移位因子。由于循環(huán)延遲操作在時域和頻域中的實現(xiàn)技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，因 此下面大多數(shù)情況下僅對時域?qū)崿F(xiàn)方式進行簡單的說明，在不至于引起混淆的情況下，我 們也使用其頻域的等效表達式。為了獲取多個協(xié)作中繼站帶來的空間分集增益，在本實施例中將單個小區(qū)的循環(huán) 延遲分集技術(shù)擴展到進行協(xié)作多點傳輸?shù)亩鄠€協(xié)作中繼站，以使得多個協(xié)作中繼站利用分 布式循環(huán)延遲分集協(xié)調(diào)一致同時向移動終端發(fā)送數(shù)據(jù)?？紤]如圖1 (a)所示的一個包含M個協(xié)作中繼站的寬帶協(xié)作通信場景，其中包括信 源基站S，用戶終端2 和M個協(xié)作中繼站V,，i = 1，…，M我們假設(shè)每個節(jié)點處有一個半雙 工天線，在信源基站《S和用戶終端2 之間沒有直達鏈路。鏈路茂和巧m的時域信道響應(yīng)
函數(shù)可以分別表示為偽)=!!·/；/^-科)和g,=，其中δ ( ·)為狄拉克Delta函
/=0 /=0
數(shù)，變量μ Vpfu和&，工分別為相應(yīng)的第1徑的多徑延遲值和復(fù)幅值。L1和L2分別為兩 個多徑信道的徑數(shù)。我們令Lmin = HIinILnL2I復(fù)幅值fU和gu被建模為均值為零方差 分別為W和W的復(fù)高斯隨機變量。在這個信道模型中，為簡化問題，我們假設(shè)沒有空間相關(guān) 性且同一個鏈路的多徑之間也沒有相關(guān)性。另外，我們還對多徑間的能量進行了歸一化，即 E[fff,.] = E[gfg,.] = l，其中=[人。,···,、_/，g, =[g,，。,···,。對應(yīng)的鏈路—^和^ —2 的頻率 響應(yīng)可以分別向量表示為Fi = [Fi(O),…，F(xiàn)i (N-I) ？和Gi = [Gi(O),…，Gi (Ν-Ι) ]τ，其中 N為一個OFDM塊內(nèi)的子載波的個數(shù)。圖6(a)示出了根據(jù)本實施例的由多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方式幫助信 源基站向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖。在步驟S101，在信源基站中，按照酉群循環(huán)編碼或復(fù) 數(shù)域編碼將數(shù)據(jù)符號編碼，然后將編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編碼；在步驟S102，在信源基 站處，將差分編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上；在步驟S103，信源基站向多個協(xié)作 中繼站廣播要發(fā)送的正交頻分復(fù)用符號；在步驟S104，在協(xié)作中繼站的發(fā)射天線處對加載 到OFDM子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；在步驟S105，按照協(xié)作多點傳輸方式，將 循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號發(fā)送到用戶終端。在步驟S106，在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行 基于線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法。如前所述，在本實施例的該數(shù)據(jù)發(fā)送接收 方法中，通過在多個協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間應(yīng)用循環(huán)延遲分集技術(shù)，可以獲得增 強的頻率分集增益，并且可以消除傳統(tǒng)差分解碼技術(shù)引入的差錯平臺。圖3(a)示出了根據(jù)本實施例中的協(xié)作中繼通信系統(tǒng)中的差分分布式循環(huán)延遲分 集方案的系統(tǒng)框圖。如圖3(a)所示，從信源基站S到用戶終端的整個傳輸過程可以分為兩個階段。 在第一個階段，信源基站S先將信息符號映射到OFDM塊的子載波上去，然后向各個協(xié)作中 繼站廣播該OFDM符號s = [Sl, s2,…，sN]T，同時各協(xié)作中繼站偵聽到該OFDM塊。在第二 個階段，M個協(xié)作中繼站R.，i = 1，…，M對接收到的OFDM塊進行分布式的循環(huán)延遲操作。由于在中繼站巧處進行的Ai個時域抽樣的循環(huán)移位操作等價于在頻域內(nèi)與向量f^"相乘 [9]，我們可以將中繼站茂處的收發(fā)模型統(tǒng)一在頻域內(nèi)表示，其中￡ = [1,^^%-,^—〒，1； 代表OFDM符號的持續(xù)時間。階段1，在中繼站尺處的接收信號可以表示為1",=#8。1；+^,其 中P1為信源基站的發(fā)送功率，Vi代表第i個協(xié)作中繼站處的均值為零方差為NciIn的復(fù)高斯 噪聲，運算ο代表Hadamard積。鏈路— ^的平均信噪比表示為Y i = Pl/NQ。階段2，第 i個中繼站處的接收信號A被變換為t, ”。r,.然后協(xié)作中繼站茂發(fā)送信號ti到用戶終 端 ，其中標(biāo)量《 = ^PJiPi +#。)確保了任意一個協(xié)作中繼站的平均發(fā)送功率為P2。鏈路茂—V 的平均信噪比可以表示為Υ2 = Ρ2/Χ.在用戶終端ρ處，OFDM解調(diào)后的信號可以頻域表示
M
為x = ;^t,。G,_+Vrf，其中Vd代表用戶終端”處均值為零方差為NciIn的復(fù)高斯噪聲。
/=1U下面我們對所述步驟SlOl中的信源基站處的編碼步驟進行描述。在信源基站中， 首先按照酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼將數(shù)據(jù)符號編碼，然后將編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編 碼。I)當(dāng)在信源基站處利用循環(huán)群碼進行差分編碼時，我們令頻譜效率為rbps/Hz， 用固定的正整數(shù)r(l彡Γ SLmJi代表目標(biāo)多徑分集階數(shù)，其中Lmin = HiinIL1, L2}，則 每rQ個信息比特被聯(lián)合編碼成Q個編碼符號。這Q個編碼符號構(gòu)成了差分編碼前的承 載原始編碼信息的碼字IV其中、e S，大小為K = 2rQ的向量集合S={Uxlexl，UeU}，其中 Q維酉矩陣的集合Τ ΜΙ, ν··,^-1}代表對酉空時碼研究時引入的循環(huán)群碼。循環(huán)酉矩陣 U0=diag{^"',-,^"e} (uq e {0,1,…，Κ-l})在經(jīng)典的酉空時碼中得到廣泛的研究。我們可以按照文獻的方法通過計算機搜索的方法得到使得分集積最大化的最佳 參數(shù)U= [U1,…，uQ]T。然后在信源基站^處，我們在頻率方向上對數(shù)據(jù)進行差分編碼。我 們用Cl1 = Iqxi代表差分編碼的起始碼字，相鄰的碼字被差分編碼為dp = (V1 ο Up, ρ ^ 2。II)當(dāng)我們在信源基站處利用復(fù)數(shù)域差分編碼時，同樣用固定的正整數(shù) r (1 ^ r <Lmin)代表目標(biāo)多徑分集階數(shù)，其中Lmin = HiinIL1, L2}。我們令頻譜效率為 rbps/Hz，則調(diào)制星座大小為A =2"。當(dāng)比特流經(jīng)過QAM/PAM調(diào)制后，每rQ個信息比特被調(diào) 制編碼為Q個編碼符號，這Q個編碼符號構(gòu)成了差分編碼前承載原始編碼信息的碼字zp， zpeAp。然后在信源基站5處，我們在頻率方向上對數(shù)據(jù)進行差分編碼。我們利用復(fù)數(shù)域 編碼將原始編碼信息的碼字Zp進行調(diào)制星座旋轉(zhuǎn)Up= Θ Zp，這里Θ代表復(fù)數(shù)域編碼矩陣 [14]。接下來我們用Cl1 = Iqxi代表差分編碼的起始碼字，然后將相鄰的碼字差分編碼為dp =(V1 O IdpJ O Up, P ^ 2.其中運算符號。代表Hadamard積，運算符號 代表向量間對 應(yīng)元素的除法，I · I代表對向量的各個元素分別取模值的運算。經(jīng)過所述步驟SlOl中的信源基站處的編碼步驟后，我們將差分編碼符號加載到 正交頻分復(fù)用子載波上。綜合以上描述的兩種差分編碼方式，我們將進入步驟S102之前的 數(shù)據(jù)向量表示為d = [ ,...,《,0χ1]Γ(1)其中戶=L#/0」，長度為Q(Q = ΜΓ)的碼字dp可以表示為dp= [dpa,…，dp,Q]T。如 公式(1)所示，當(dāng)N不是Q的整數(shù)倍時，需要進行補零操作。我們用斤代表用于 數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖虞d波總數(shù)，而u代表空閑子載波的數(shù)目。
9
下面我們對所述步驟S102中的將差分編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上的 映射方案進行描述。為了闡述所述映射方案的合理性，首先，我們對經(jīng)過步驟S103 (信源基 站向多個協(xié)作中繼站廣播要發(fā)送的正交頻分復(fù)用符號)和步驟S104(在協(xié)作中繼站的發(fā)射 天線處對加載到OFDM子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作)后的所述步驟S105中的在 協(xié)作中繼站處對加載到OFDM子載波上的數(shù)據(jù)符號進行的分布式循環(huán)延遲操作進行描述。 通過對分布式循環(huán)延遲操作引入的等效頻域單輸入單輸出(SISO)信道模型進行分析，我 們提出所述步驟S102中的將編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上的映射方法。I)對所述步驟S105中的在協(xié)作中繼站處對加載到OFDM子載波上的數(shù)據(jù)符 號進行循環(huán)延遲操作進行描述和分析。下面我們將分布式循環(huán)延遲操作等效為信道的一部分，建立一個在頻域內(nèi)的等效Siso信道模型。我們定義
，則整個分布式循環(huán)延遲分集操作的收發(fā)模型可以表示為
，其中χ為用戶終端接收機處的接收信號的頻域表達，
為頻域的等效噪聲，E[w] =0以及Var[w] = (Μα 2+1)ΝΛ。下面從子載波間相關(guān)性的角度， 我們在頻域?qū)@個等效的SISO信道進行分析。歸一化后，我們將該等效信道的第m個和第 η個子載波間的相關(guān)系數(shù)定義為 其中
分別對應(yīng)著鏈路-二”和” 二· 的頻域子載 波間的相關(guān)系數(shù)，這里η代表子載波的間距。根據(jù)空間獨立性3陽
，我們得到了上式中的第二個等式。另外在建立上式中的第三個等式時，我們利用了 信道模型的對稱性，即
與i無關(guān)。由于協(xié)作中繼站茂處 的循環(huán)延遲值△,崎-i)L#/#」可以帶來最優(yōu)的誤比特率性能，另外該循環(huán)延遲值與信道狀態(tài) 信息CSI無關(guān)，我們將其作為循環(huán)延遲值的最優(yōu)選擇值。這里L(fēng) 」表示小于或等于η的最大 整數(shù)。我們得到 從中我們看出該相關(guān)系數(shù)Rm,n僅僅和子載波間的間距n-m有關(guān)。根據(jù)公式(3)，一 方面，在等效SISO信道的每M個相鄰子載波彼此之間表現(xiàn)出低相關(guān)性甚至沒有相關(guān)性，這 顯示出多個協(xié)作中繼站構(gòu)成的虛擬多天線信道固有的空間分集。另一方面，間距為M的子 載波之間具有相關(guān)性。我們知道對于一個多徑信道來說，其頻域各個子載波間的相關(guān)性僅 僅與子載波間隔有關(guān)，粗略地講，子載波間隔越大相關(guān)系數(shù)越小，因此間距為M的子載波之 間具有相關(guān)性暗含著固有的多徑信道頻率分集增益以及在頻率方向上進行差分傳輸?shù)目赡?。II)對所述步驟S102中在信源基站處將差分編碼符號加載到正交頻分復(fù) 用子載波上的映射方法進行描述。首先我們將進入步驟S102之前的數(shù)據(jù)塊表示為 d = [dldl-,dTPXJ，將經(jīng)過步驟S102后的OFDM數(shù)據(jù)塊表示為s = [sfX,...,s5,0xlf.(4)相應(yīng)地，我們用N維向量c = [<，···,4/代表相應(yīng)的子載波索引向量，Q維的列向 量Cp可以表示為％=[‘,···,<M:r，其中列向量Cp,m的長度為r.我們用標(biāo)記卜夂代表向量 的第η個元素。我們將經(jīng)過差分編碼后的編碼符號[d]n分配到索引為[(3] 的子載波上去。 我們用矩陣X(C)代表矩陣X的子矩陣，或者用X(C)代表向量χ的子向量，其中列向量c中 的元素代表了子矩陣(或子向量)在原矩陣(或原列向量)中的行標(biāo)識。經(jīng)過步驟S102 后，我們有s(Cp) = dp，s(c) = d.(5)根據(jù)前述的子載波間衰落相關(guān)系數(shù)的分析，一方面，我們可以利用具有低相關(guān)性 甚至不相關(guān)的子載波來獲取分集增益；另一方面，我們可以利用具有強相關(guān)性的子載波來 進行差分編解碼。所提出的編碼符號到子載波的映射方案可以用索引向量表示為
Cu = [1, μ+\..., (Γ - \)μ+\]τ ,μ = [Ν/Μ],Cpjffl = Cpjffl^lrxi,(6)cp+1 = cp+MlQX1.為了更清楚地描述所述的編碼符號到子載波的映射方法，在圖4中我們以M = 2， Γ = 2，Q = 4為例給出了編碼符號到子載波的加載結(jié)果。如圖4所示，在將所述編碼符號加 載到正交頻分復(fù)用子載波上時，將經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的大小為Q = MX Γ 的編碼數(shù)據(jù)符號組 Cl1 = [dn，d12，d13，d14]T，d2 = [d21，d22，d23，d24]T，d3 = [d31，d32，d33，d34]T 等依次加載到相關(guān)性弱的Γ組相鄰的M個子載波上，其中這Γ組相鄰的M個子載波間對 應(yīng)子載波間隔A = L#/#」;同時將相鄰的兩組Q維的差分編碼數(shù)據(jù)組，例如Cl1= [dn，d12，d13， d14]T 禾口 d2 = [d21, d22, d23, d24]T, d2 = [d21, d22, d23, d24]T 禾Π d3 = [d31, d32, d33, d34]T,力口載到 相關(guān)性強的兩組Q維子載波上，這兩組Q維子載波的對應(yīng)子載波間隔為M。通過以上對步驟101、步驟102、步驟S103(信源基站向多個協(xié)作中繼站廣播要發(fā) 送的正交頻分復(fù)用符號)、步驟S104(在協(xié)作中繼站的發(fā)射天線處對加載到OFDM子載波上 的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作)和步驟S105(按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后 的數(shù)據(jù)符號發(fā)送到用戶終端)的描述，我們對上述根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)發(fā)送方法進行 了詳細地說明。下面我們對步驟S106，在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測算 法進行描述。圖5(a)示出了在已知等效信道和噪聲的二階統(tǒng)計信息時，在用戶終端處對接 收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測算法的算法流程圖。圖5(b)示出了未知統(tǒng)計信道狀態(tài)信息 時，在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行的基于線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢測算法的算法 流程圖。下面我們對該判決反饋差分檢測算法進行說明。不失一般性，以O(shè)FDM塊中的第ρ 個差分編碼組的收發(fā)機為代表，我們將傳輸模型描述為
x(cp) = ^Heg(Cp)Odp+w(cp),(7)
其中
.接收機處的平均信噪比表示 為
我們將 X(V1)代入
X (Cp)，可以得到 X(Cp)=IV Mc^+a^d^+w,,其中 Δ p = Heq (Cp) -Heq (Cjri)代表與連續(xù)兩 個差分編碼數(shù)據(jù)傳輸塊相對應(yīng)的信道差異，且^=W(Cp)-Up I(Cy)代表均值為零方差為 2E[|| W(Cp)Iig的噪聲向量。我們推導(dǎo)得到
其中
.如果信道差異的范數(shù)|| ApIIfM夠小以至于滿 足條件
，那么傳統(tǒng)的差分檢測算法適用。傳統(tǒng)的差分檢測算法(C-DD) 可以表示為ir^argmiiivDMig-uzxU,.對于任意的p，定義歸一化的信道差異為
然后，我們不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)信噪比ρ大到一定程
度，S卩Φ >> 1滿足時，忽略掉信道差異對應(yīng)的干擾向量而僅考慮噪聲項的傳統(tǒng)差分檢測 算法的誤碼率將出現(xiàn)一個無法避免的差錯平臺。為了解決傳統(tǒng)差分檢測算法的這一缺陷， 在這里我們開始考慮Δρ，并且采用與文獻[16]中提出的檢測算法相類似的方法，提出一個 判決反饋差分檢測算法。該算法的檢測準(zhǔn)則可以表示如下 其中參考信號為X
這里我們將判決反饋的觀察窗
的大小設(shè)為J，t ξ代表隨機過程
關(guān)于P，(P = 0，…， P-1)的第J-I階線性預(yù)測系數(shù)，Re{ · }代表復(fù)數(shù)的實部。這里待檢測的碼字Up e D， 當(dāng)差分編碼時利用的是酉群循環(huán)編碼時，D = S，當(dāng)差分編碼時利用的是復(fù)數(shù)域編碼時 如果提前預(yù)知了過程[1((3)]_和[Wk+,的統(tǒng)計特性，那么我們可以通過求解 Wirmer-Hopf方程[16]而直接得到預(yù)測系數(shù)由于子載波間的相關(guān)系數(shù)Rm僅僅由子載波 間距n-m決定，則[廠]_和[ ]_對于不同q(q = 1，…，Q)的來說具有相同的統(tǒng)計特性。 定義如下所示的一些表達
我們得到
(9) 以及
。不失一般性，我們 Wq=I 為例將 Winner-Hopf 方
程表示為R[i;-O = ㈨)xl].然而，在分布式系統(tǒng)中信道狀態(tài)的統(tǒng)計信息也有可能事先不知 道。所幸的是，統(tǒng)計信道狀態(tài)信息可以通過自適應(yīng)算法來獲取。類似的，我們?nèi)耘f以q=l 為例。在這里，由于遞歸最小二乘RLS濾波器的快速收斂性，我們利用遞歸最小二乘算法。
首先我們定義
然后我們引入遞歸最小二乘RLS濾波器的代價函數(shù)
其中w(0 < 1)代表遺忘因子，t,(k)(l≤ ξ≤J-I)為自適應(yīng)濾波器的預(yù)測系數(shù)。最后，我們比較容易地將RLS算法表 示為 其中使用了定義
和 tk = Lt1 [k], t2[k]，…，t [k]] T.為初始化算法，我們令
這里e為一個很小的正常數(shù)[17]. tk的初值、這樣取值意味著所提的判決反饋差分檢測算法(DF-DD)初次迭代以傳統(tǒng)的差 分檢測器開始運行，即
，其中上標(biāo)ini代表檢測器的初始
化。因此基于自適應(yīng)預(yù)測的判決反饋差分檢測算法(DF-DD)甚至可以在沒有信道狀態(tài)信息 的先驗統(tǒng)計信息的情況下開始工作。隨著運行次數(shù)k的增加，tk會自適應(yīng)地收斂到信道的 統(tǒng)計信息上。為表述簡潔起見，在這里我們沒有詳細討論RLS算法的穩(wěn)定性以及收斂速度 問題，相應(yīng)的技術(shù)細節(jié)可以參看文獻。實施例二為了獲取多個協(xié)作基站帶來的空間分集增益，在本實施例中將單個小區(qū)的循環(huán)延 遲分集技術(shù)擴展到進行協(xié)作多點傳輸?shù)亩鄠€協(xié)作基站，以使得多個協(xié)作基站利用分布式循 環(huán)延遲分集協(xié)調(diào)一致同時向移動終端發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖1(b)所示的寬帶協(xié)作通信場景，其中 包括M個協(xié)作基站Z ,，i = 1，…，M，和用戶終端我們假設(shè)每個節(jié)點處有一個半雙工天線，
鏈路M 一”的時域信道響應(yīng)函數(shù)可以表示為
其中δ (·)為狄拉克Delta函數(shù)，變量τ χ和hu分別為相應(yīng)鏈路的第1徑的多徑延遲值和復(fù)幅值。L為多徑信道的徑 數(shù)。復(fù)幅值&i被建模為均值為零方差分別為<的復(fù)高斯隨機變量。同樣的在這個信道模 型中，為簡化問題，我們假設(shè)沒有空間相關(guān)性且同一個鏈路的多徑之間也沒有相關(guān)性。另 外，我們還對多徑間的能量進行了歸一化，即E[hfh,] = l，其中比=[h.,0,…，h“_JT。對應(yīng)的 鏈路盡的頻率響應(yīng)可以表示為Hi = [Hi(O),…，Hi (N-I) ]T，其中N為一個OFDM塊內(nèi)的 子載波的個數(shù)。圖3(b)示出了根據(jù)本實施例中的多協(xié)作基站聯(lián)合傳輸系統(tǒng)中的差分分布式 循環(huán)延遲分集方案的系統(tǒng)框圖。如圖3(b)所示，M個協(xié)作基站通過回程鏈路共享比特 流后，在協(xié)作基站馬處對要發(fā)送給用戶終端2 的數(shù)據(jù)按照酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼進 行編碼，然后將編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編碼，我們把經(jīng)過差分編碼后的符號表示為
接著，協(xié)作基站盡將差分編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上去， 該OFDM符號可以表示為s = [Sl, S2,…，sN]T.如第一實施例中所述，我們用N維向量 c=[<，" fe:r代表相應(yīng)的子載波索引向量，Q維的列向量Cp可以表示為％=[<?！ぁぁ?<M:r， 其中列向量Cp,m的長度為Γ.同樣地，我們用標(biāo)記[·]η代表向量的第η個元素。我們將 經(jīng)過差分編碼后的編碼符號[d]n分配到索引為[(3] 的子載波上去。則經(jīng)過編碼符號到 子載波的映射后，我們有s(Cp) =dp，s(c) =d.然后經(jīng)過IFFT變換后，在協(xié)作基站B,處對 OFDM符號進行與該協(xié)作基站對應(yīng)的循環(huán)延遲操作。類似地，協(xié)作基站馬處的的循環(huán)延遲值為Δ,^-ημ^/Μ」.這樣的分布式循環(huán)延遲值與信道狀態(tài)信息CSI無關(guān)，并且協(xié)作基站馬處對 IFFT變換后的數(shù)據(jù)序列進行的Ai個時域抽樣的循環(huán)移位操作等價于在頻域內(nèi)與向量嚴V" 相乘，其中f = [U-y2rfV ,一“，1〃〒，Ts代表OFDM符號的持續(xù)時間。因此在用戶終端2 處， OFDM解調(diào)后的信號可以頻域表示為X = V^HzHvrf，其中運算ο代表Hadamard積，P為協(xié)作 基站的發(fā)送功率，Vd代表用戶終端 處均值為零方差為NciIn的復(fù)高斯噪聲，H^1為分布式循環(huán)
M_
延遲操作的等效SISO信道向量，Heq:= [Heq(O),…，Hei(N-l)]T，其中代(咖Ν .
/=1圖6(b)示出了根據(jù)本實施例的由多個協(xié)作基站采用協(xié)作多點傳輸方式向用戶終 端發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖。在步驟S201，在協(xié)作基站處，將要發(fā)送給用戶終端的數(shù)據(jù)符號按照酉 群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼進行編碼，然后將編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編碼，該步驟中的操 作與圖6(a)中描述的步驟SlOl類似；在步驟S202，在協(xié)作基站處，將差分編碼符號加載到 正交頻分復(fù)用子載波上，該步驟中的操作與圖6(a)中描述的步驟S102類似；在步驟S203， 在多個協(xié)作基站的發(fā)射天線處對加載到OFDM子載波上的數(shù)據(jù)符號進行該小區(qū)特定的循環(huán) 延遲操作，該步驟中的操作與圖6 (a)中描述的步驟S104類似；在步驟S204，多個協(xié)作基站 按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號發(fā)送到用戶終端，該步驟中的操作 與圖6(a)中描述的步驟S105類似；在步驟S205，在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋 差分檢測算法，該步驟中的操作與圖6(a)中描述的步驟S106類似。因此，在不混淆本發(fā)明 要點的情況下，在這里我們沒有對本實施例中與第一實施例類似的步驟提供其技術(shù)細節(jié)的 詳細描述。圖7是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)發(fā)送接收方法的無線通信系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備 的圖示。如前所述，該無線通信系統(tǒng)中包含多個協(xié)作基站，或者包括一個信源基站和多個協(xié) 作中繼站，所述多個協(xié)作基站或多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方式向用戶終端發(fā)送數(shù) 據(jù)。如圖7所示，無線通信系統(tǒng)中的所述信源基站1000或協(xié)作基站3000包括差分編 碼部件1100，用于把將要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)符號在頻域進行差分編碼；和數(shù)據(jù)符號 加載部件1200，用于把經(jīng)過差分編碼后的編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上。所述信 源基站1000還包括廣播部件1300，用于向協(xié)作中繼站2000廣播發(fā)送經(jīng)過差分編碼和數(shù)據(jù) 符號加載的正交頻分復(fù)用符號。所述協(xié)作中繼站2000包括接收部件2100，用于接收來自信 源基站1000的正交頻分復(fù)用符號。所述協(xié)作基站3000或協(xié)作中繼站2000包括循環(huán)延遲 操作部件2200，用于在協(xié)作基站3000或協(xié)作中繼站2000的發(fā)射天線上，對加載到正交頻 分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；和發(fā)送部件2300，用于按照協(xié)作多點傳輸 方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送到用戶終端4000。無線通信系統(tǒng)中 的用戶終端4000包括接收部件4100，用于接收來自各協(xié)作基站3000或各協(xié)作中繼站2000 的數(shù)據(jù)符號；和判決反饋差分檢測部件4200，利用基于線性預(yù)測的自適應(yīng)判決反饋差分檢 測算法將差分編碼數(shù)據(jù)符號解碼。在根據(jù)本發(fā)明上述方面的無線通信系統(tǒng)中，協(xié)作基站或信源基站中的數(shù)據(jù)符號加 載部件在進行所述加載時，把經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號組加載到 相關(guān)性弱甚至沒有相關(guān)性的子載波上，將相鄰的兩組差分編碼數(shù)據(jù)塊加載到相關(guān)性強的兩 組子載波上。
本申請中的上述各個實施例僅為實例性描述，它們的具體結(jié)構(gòu)和操作不對本發(fā)明 的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將上述各個實施例中的不同部分和操作進行重新 組合，產(chǎn)生新的實施方式，同樣符合本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明的實施例可以通過硬件、軟件、固件或它們之間結(jié)合的方式來實現(xiàn)，其實現(xiàn) 方式不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。本發(fā)明實施例中的各個功能元件(單元)相互之間的連接關(guān)系不對本發(fā)明的范圍 構(gòu)成限制，其中的一個或多個功能元件可以包括或連接于其它任意的功能元件。雖然上面已經(jīng)結(jié)合附圖示出并描述了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的原則和精神的情況下，可以對這些實施例進行變化和修改， 但它們?nèi)匀宦湓诒景l(fā)明的權(quán)利要求及其等價物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含信源基站、多個協(xié)作中繼站以及用戶終端，所述多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方式向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)，其中所述信源基站包括差分編碼部件，用于把將要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)符號在頻域進行差分編碼；數(shù)據(jù)符號加載部件，用于把經(jīng)過差分編碼后的編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上；和廣播部件，用于向協(xié)作中繼站廣播發(fā)送經(jīng)過差分編碼和數(shù)據(jù)符號加載的正交頻分復(fù)用符號；所述協(xié)作中繼站包括接收部件，用于接收來自信源基站的正交頻分復(fù)用符號；循環(huán)延遲操作部件，用于在各協(xié)作中繼站的發(fā)射天線上，對加載到正交頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；和發(fā)送部件，用于按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送到用戶終端。所述用戶終端包括接收部件，用于接收來自各協(xié)作中繼站的數(shù)據(jù)符號；和差分檢測部件，用于對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測。
2.基于權(quán)利要求1所述無線通信系統(tǒng)的由多個協(xié)作中繼站采用協(xié)作多點傳輸方式幫 助信源基站向用戶終端發(fā)送接收數(shù)據(jù)的方法，包括在信源基站中，把要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)符號按照循環(huán)群碼或復(fù)數(shù)域編碼的編碼 方式差分編碼后加載到正交頻分復(fù)用子載波上；信源基站向多個協(xié)作中繼站廣播要發(fā)送給用戶終端的正交頻分復(fù)用符號； 在各協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到正交頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進 行分布式循環(huán)延遲操作；各協(xié)作中繼站按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線發(fā) 送到用戶終端；在用戶終端處，對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測算法。
3.一種無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含多個協(xié)作基站和用戶終端，所述多個協(xié)作基站采用 協(xié)作多點傳輸方式向用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)，其中所述協(xié)作基站包括差分編碼部件，用于把將要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)符號在頻域進行差分編碼； 數(shù)據(jù)符號加載部件，用于把經(jīng)過差分編碼后的編碼符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上；循環(huán)延遲操作部件，用于在各協(xié)作基站的發(fā)射天線上，對加載到正交頻分復(fù)用子載波 上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；和發(fā)送部件，用于按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線 發(fā)送到用戶終端。所述用戶終端包括接收部件，用于接收來自各協(xié)作基站的數(shù)據(jù)符號；和差分檢測部件，用于對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測。
4.基于權(quán)利要求3所述無線通信系統(tǒng)的多個協(xié)作基站采用協(xié)作多點傳輸方式向用戶 終端發(fā)送接收數(shù)據(jù)的方法，包括通過回程鏈路使得各協(xié)作基站共享將要發(fā)送給用戶終端的數(shù)據(jù)符號； 在各協(xié)作基站中，把將要經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送給用戶終端的數(shù)據(jù)符號按照循環(huán)群碼或復(fù) 數(shù)域編碼的編碼方式差分編碼后加載到正交頻分復(fù)用子載波上；在各協(xié)作基站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到正交頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行 分布式循環(huán)延遲操作；按照協(xié)作多點傳輸方式，各協(xié)作基站將循環(huán)延遲操作后的數(shù)據(jù)符號經(jīng)由發(fā)射天線發(fā)送 到用戶終端；在用戶終端處，對接收數(shù)據(jù)進行判決反饋差分檢測算法。
5.如權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于所述將差分編碼后的數(shù)據(jù)符號加載到正交頻分復(fù)用子載波上進一步包括將經(jīng)過酉群 循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號組加載到相關(guān)性弱甚至沒有相關(guān)性的子載波上， 同時將相鄰的兩組差分編碼數(shù)據(jù)組加載到相關(guān)性強的兩組子載波上；在時域中進行所述在各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到正交 頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行分布式循環(huán)延遲操作；在頻域中進行所述在各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到正交 頻分復(fù)用子載波上的數(shù)據(jù)符號進行分布式循環(huán)延遲操作。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于將經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號組加載到相關(guān)性弱甚至沒有相 關(guān)性的子載波組上包括將經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的大小為Q = MX Γ的編碼 數(shù)據(jù)符號組加載到相關(guān)性弱的Γ組相鄰的M個子載波上，其中這Γ組相鄰的M個子載波 間對應(yīng)子載波之間的間隔為A = LWM」，這里M為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的個數(shù)，固定 的自然數(shù)Γ代表目標(biāo)多徑分集階數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 所述時域分布式循環(huán)延遲操作包括對加載到各正交頻分復(fù)用子載波的數(shù)據(jù)符號進行快速傅立葉逆變換； 在各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站中，將快速傅立葉逆變換之后的數(shù)據(jù)符號按照與該協(xié)作 基站或該協(xié)作中繼站對應(yīng)的預(yù)定循環(huán)延遲值進行循環(huán)延遲；向循環(huán)延遲后的數(shù)據(jù)符號添加 循環(huán)前綴。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述預(yù)定循環(huán)延遲值是采用第一種方式或第二種方式；所述第一種方式是與第i個協(xié)作基站或第i個協(xié)作中繼站對應(yīng)的所述預(yù)定循環(huán)延遲 值為AHL^M + △。，i = 1,2,…，M，其中M為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的個數(shù)，N為 所述快速傅立葉逆變換的點數(shù)，i為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的標(biāo)識，Δο為預(yù)先設(shè)定的 初始值；所述預(yù)先設(shè)定的初始值Δο在不同的正交頻分復(fù)用幀中是時變的；所述第二種方式是與第i個協(xié)作基站或第i個協(xié)作中繼站對應(yīng)的所述預(yù)定循環(huán)延遲 值為Ai=(^l)LWZMLi = 1,2,…，M，其中M為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的個數(shù)，N為所述快速傅立葉逆變換的點數(shù)，i為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的標(biāo)識。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于 所述頻域分布式循環(huán)延遲操作包括在各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站中，將加載到各正交頻分復(fù)用子載波的數(shù)據(jù)符號乘以該 協(xié)作基站或該協(xié)作中繼站的預(yù)定相位移位因子；對乘以相位移位因子后的數(shù)據(jù)符號進行快速傅立葉逆變換； 向快速傅立葉逆變換后的數(shù)據(jù)符號添加循環(huán)前綴。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述預(yù)定相位移位因子是第一種方式或第二種方式；所述第一種方式是各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站在第k個子載波上采用的預(yù)定相位移位因子為 =^i，其中循環(huán)延遲值A(chǔ)i = ( -1)Ν/Μ+Δ0, = 1,2,…，Μ，Μ為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的個數(shù)，N為所述快速傅立葉逆變換的點數(shù)，i為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼 站的標(biāo)識，k為正交頻分復(fù)用子載波標(biāo)識，Atl為預(yù)先設(shè)定的初始值；所述預(yù)先設(shè)定的初始值 Atl在不同的正交頻分復(fù)用幀中是時變的；所述第二種方式是各協(xié)作基站或各協(xié)作中繼站在第k個子載波上采用的預(yù)定相位移位因子為 =^i，其中循環(huán)延遲值A(chǔ)i = (i-l)N/M, i = 1,2,…，M，M為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的個數(shù)，N為所述快速傅立葉逆變換的點數(shù)，i為所述協(xié)作基站或協(xié)作中繼站 的標(biāo)識。
全文摘要
本發(fā)明公開了無線通信系統(tǒng)及其基站、中繼站、用戶終端和數(shù)據(jù)的發(fā)送接收方法，所述發(fā)送數(shù)據(jù)方法包括在各協(xié)作基站或協(xié)作中繼站處，把經(jīng)過酉群循環(huán)編碼或復(fù)數(shù)域編碼后的編碼數(shù)據(jù)符號再進行差分編碼，然后加載到正交頻分復(fù)用子載波上；在各協(xié)作基站或協(xié)作中繼站的對應(yīng)發(fā)射天線之間，對加載到子載波上的數(shù)據(jù)符號進行循環(huán)延遲操作；按照協(xié)作多點傳輸方式，將循環(huán)延遲操作后的正交頻分復(fù)用數(shù)據(jù)符號發(fā)送到用戶終端。所述接收數(shù)據(jù)方法包括在用戶終端處對接收數(shù)據(jù)進行的判決反饋差分檢測算法。該發(fā)送接收方法不受協(xié)作基站或協(xié)作中繼站數(shù)目的影響，能夠提供增強頻率分集增益，并且具有較低的運算復(fù)雜度。
文檔編號H04L1/06GK101908949SQ20101025764
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者任品毅, 廖學(xué)文, 徐靜, 朱世華 申請人:西安交通大學(xué)