[发明专利]蜂窝通信系统中的协作伙伴选择和预编码协作通信方法

权利要求书

1.一种蜂窝通信系统中的协作伙伴选择和预编码协作通信方法，包括如下步骤：

步骤1，将上行信道信噪比γ_Ad低于预设门限γ_T的任一用户作为第一用户终端 (A)，并向基站(BS)发送协作通信请求；

步骤2，基站(BS)收到第一用户终端(A)的协作通信请求后，获取第一用户 终端(A)的邻居用户列表，并选择邻居用户列表中的第一个用户作为初始选择的协 作伙伴对象；

步骤3，通过基站测量初始选择的协作伙伴对象与第一用户终端(A)之间的信 道信噪比γ_1A，如果γ_1A大于预设门限γ_T，则进一步判断初始选择的协作伙伴对象的 上行信道信噪比γ_1d是否大于预设门限γ_T，若是，则选择该用户为伙伴终端；否则， 将选择邻居用户列表中的下一个用户，并重复本步骤中的操作；

步骤4，对于邻居用户列表中的任意用户j，如果均不能同时满足所述的终端间 信道信噪比γ_jA和上行信道信噪比γ_jd大于预设门限γ_T的条件，则将满足条件 的用户作为选择的伙伴终端；

步骤5，将选择的伙伴终端作为第二用户终端(B)，与第一用户终端(A)进 行协作通信：

5a)在协作周期的第一帧内，第一用户终端(A)向基站(BS)发送本地数据 s₁，基站(BS)和第二用户终端(B)同时接收第一用户终端(A)所发送的数据， 第二用户终端(B)得到第一用户终端(A)发送数据的估计值

5b)在协作周期的第二帧内，第二用户终端(B)向基站(BS)发送本地数据 s₂，基站(BS)和第一用户终端(A)同时接收第二用户终端(B)所发送的数据， 第一用户终端(A)得到第二用户终端(B)发送数据的估计值

5c)在协作周期的第三帧内，第二用户终端(B)将在第一帧内接收的第一用户 终端(A)的估计值通过预编码处理后向基站发送，第一用户终端(A)将在第二 帧内接收的第二用户终端(B)的估计值通过预编码处理后向基站发送；

5d)基站将不同帧传输时隙内接收的第一用户终端(A)和第二用户终端(B) 的信号合并后采用最大似然ML判决，得到所述本地数据s₁和s₂的估计值。

2.根据权利要求1所述的协作伙伴选择预编码协作通信方法，其中步骤1所述 的预设门限γ_T，根据误帧率，或误符号率，或误码率，或中断概率性能要求的信噪 比γ设定，且有γ_T≥γ。

3.根据权利要求1所述的协作伙伴选择预编码协作通信方法，其中步骤2所述 的第一用户终端(A)的邻居用户，为第一用户终端(A)周围没有与其它用户进行 协作通信的用户终端。

4.根据权利要求1所述的协作伙伴选择预编码协作通信方法，其中步骤3所述 的基站测量初始选择的协作伙伴对象与第一用户终端(A)之间的信道信噪比γ_1A， 通过第一用户终端(A)与初始选择的协作伙伴对象之间的距离d直接计算，即 γ_1A∝d^-α，其中α为路径损耗指数，2≤α≤6。

5.根据权利要求1所述的协作伙伴选择和预编码协作通信方法，其中步骤5c) 所述的预编码处理，按如下步骤进行：

5c1)基站构建预编码矩阵；

首先，对用户终端的上行信道传输矩阵H＝[h_1d h_2d]进行估计，其中h_1d，h_2d分 别表示第一用户终端(A)和第二用户终端(B)的上行信道传输矩阵；

接着，将信道传输矩阵H沿第一用户终端(A)的信道矩阵方向分解为平行分量 h_pa＝h_1d[1 a]和正交分量h_or＝h_2d-ah_1d，用该平行分量h_pa和正交分量 h_or表示所述s₁和s₂的判决统计信号；

然后，根据最小误码率准则，得到在二进制移相键控BPSK调制下的预编码矩 阵F_BPSK；

FBPSK=(1+|k|2)-1/2(1+|k|2)-1/2jk(1+|k|2)-1/2k(1+|k|2)-1/2j=(1+|k|2)-1/21k1j]]>

其中k=ρ+ρ2+4|a|22a,]]>ρ=||h2d-ah1d||2||h1d||2+|a|2-1;]]>

5c2)基站将预编码矩阵F_BPSK分别反馈给第一用户终端(A)和第二用户终端 (B)；

5c3)第一用户终端(A)将所述数据的估计值与预编码矩阵相乘后发送，第 二用户终端(B)将所述数据的估计值与预编码矩阵相乘后发送。