[发明专利]用于多中继系统多流单播模式的无线中继节点的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择无线中继节点的方法，确切地说，涉及一种用于多中 继系统多流单播模式的无线中继节点的选择方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着众多移动新技术的应用，全球移动通信的用户数量和移动数据的业务 量需求都在迅速增长。这种增长在给各个运营商带来收益的同时，也带来系统 高效运行必须要解决的新问题:增加系统容量和提高频谱资源的利用率。因此， 如何利用有限的无线频谱资源为更多的用户提供更全面的服务成为现阶段业内 科技人员关注的重要问题之一。

在传统的蜂窝系统中，频谱资源缺乏，小区边缘用户的需求得不到满足， 数据传输速率小。为了解决移动通信系统面临的上述问题，采用中继（Relay） 技术的宽带无线接入迅速成为目前无线通信领域的研究热点。在蜂窝小区中， Relay技术的应用可以提高基站和位于小区边缘的终端之间的链路性能，在热点 （ad-hoc）场景下，Relay技术的应用可以提高发送端和接收端的通信范围。得 益于分布式天线增益和分集增益，Relay技术还可以使源节点和目标节点之间的 信道容量呈对数型增长。总之，中继技术不仅可以提高系统容量，扩大小区覆 盖范围，而且成本低，灵活性好，因此，如何把中继技术应用于IMT-Advanced 系统，成为新的无线通信的研究热点。

多中继协议的分类有很多种，按照源节点向多个中继节点传输信号的不同 形式可以分为广播和单播两种模式。在广播模式下，源节点向多个中继节点广 播发送相同数据流，中继节点对其接收的数据流进行处理后，转发给目标节点。 在单播模式下，源节点向各个中继节点发送不同数据流，对中继节点来说，目 标数据流以外的其他数据流都被视为干扰，每个中继节点把自己接收到的数据 流转发给目标节点。

广播模式一般应用于中继节点能够得知前向信道信息，而且能够保证相位 同步的情况下。这样在中继节点进行一些处理，如基于QR分解的预编码、迫零 （ZF）滤波、最小均方误差（MMSE）滤波等。多个中继节点发送的信号在目 标节点能够同相叠加时，才可以获得分集增益和分布式阵列增益。而单播模式 不同，由于源节点向各个中继节点分别发送不同的数据流，这样在目标节点处 不需要各个信号的同相叠加，即无相位同步要求，因此中继节点是否能够获得 前向信道信息对系统的整体性能并无很大影响，中继节点无开闭环需求。

协同中继节点选择：在协同中继系统中，相对于分布式空时编码技术，采 用协同中继节点选择算法，更能有效降低协同中继节点和目标节点的复杂度和 成本，存在多个可用中继节点时，可以通过选择协同中继节点来提高传输可靠 性，因此中继节点选择技术也是研究的热点问题之一。

下面介绍目前的现有技术中与本发明专利申请最为接近的技术方案：

B.Zhao在文章《Practical relay networks:A generalization of hybrid-ARQ》 （选自论文集IEEE Journal on Selected Areas in Communications）提出一种基于 地理位置信息、网络拓扑结构信息或传播路径损耗信息的选择最优中继节点的 方法；Bletsas在文章《A simple cooperative diversity method based on network  path selection》（选自论文集IEEE Journal on Selected Areas in Communications） 中提出了“机会中继”（OR，opportunistic relaying）的概念，并将传统MIMO系 统中的天线选择技术应用到协同中继系统中，提出了简单的分布式单中继节点 选择方法，根据信道的实时反馈信息，源节点在多个待选中继中间选择最优的 一个中继节点进行信号传输。综上所述，根据决策时所需信息的不同，现有技 术的协同中继节点选择方法可以分为两类：一类是基于地理位置信息、网络拓 扑结构信息或传播路径损耗信息的中继节点选择算法，另外一类是基于瞬时信 道状态信息的中继节点选择算法。前者无需传输实时信道信息和信令，对信道 估计的误差不敏感，并且选择的结果可在较长时间内保持不变。但是需要通过 其他手段获得某些先验信息，例如位置、拓扑结构或路径损耗等；后者则正好 相反。所以，前者仅适用于固定无线接入网络，后者则主要应用于移动无线接 入网络。