[发明专利]中继辅助的无线通信系统的下行链路模拟网络编码方法

说明书

技术领域

本发明是关于中继辅助的下行链路多用户传输，属于无线通信中的中继和多用户通信技术领域。

背景技术

无线中继是提高蜂窝移动通信系统容量和覆盖的一种技术。中继组网的基本思路是在原有基站与移动终端之间引入一些中继节点（RS，Relay Station），从而改善整个无线网络电波分布的均匀性，使得小区边缘处的频谱利用率和功率利用率得到较大程度的提高。但是，由于全双工中继难以实现，实际中继系统通常采用半双工中继，即中继不能在同一频段收发。这样中继通常采用时分来收发，这在支持多用户时会降低系统的频谱利用率。例如在两用户（UE，User Equipment）的中继辅助的下行传输中，通常需要四个时隙完成基站（BS，Base-Station）到两个用户的传输：在第一个时隙，BS广播，RS和UE1接收，第二个时隙，RS把接收的信号转发到UE1，在第三个时隙，BS广播，RS和UE2接收，第四个时隙，RS把接收的信号转发到UE2。针对这种缺陷，本发明提出在中继和基站采用模拟网络编码方法，可以在两个时隙完成BS到两个用户的传输，从而提高系统总的频谱效率。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为中继辅助的多用户无线通信系统提供一种模拟网络编码方法以及相应的译码方法，该方法可以提高采用中继的无线通信系统的总频谱利用率。

技术方案：中继辅助的多用户无线通信系统由两个用户终端、一个中继和一个基站构成。本发明所提供的基站和中继设备的模拟网络编码方法有以下的特征：

BS在RS的辅助下通过两个时隙与两个用户完成通信。第一个时隙，BS将两个用户的调制符号进行模拟网络编码，广播给RS、UE1和UE2；第二个时隙，中继将收到的信号处理后转发给UE1和UE2；UE1和UE2将接收到的信号进行检测和译码得到各自的信号。

根据本发明，模拟网络编码由BS和RS共同完成。在BS，模拟网络编码为：对两个用户的信号进行线性叠加后发送。当采用放大转发中继时，中继的模拟网络编码的方法为：在满足功率约束的情况下，将两个用户的叠加信号直接放大后转发给两个用户。当采用译码转发时，如果中继不能完全对所有用户的信号进行正确译码时，中继先抵消译码正确的用户的干扰，然后再将残余信号与经过正确译码的重构信号进行线性叠加后放大转发给两个用户，如果中继能够对两个用户的信号正确译码，则中继对两个用户的信号进行叠加后转发给两个用户。用户端根据从基站和中继接收到的信号，采用线性检测或最大似然检测得到自己的数据。

本发明的中继辅助的无线通信系统的下行链路模拟网络编码方法具体为：基站在中继的辅助下向两个用户发送数据，基站和中继采用模拟网络编码提高频谱利用率，具体方法包括：

a1）.在第一个时隙，基站对两个用户的调制信号进行模拟网络编码后广播给中继和两个用户；

a2）.在第二个时隙，中继端对接收到信号进行处理并重新进行模拟网络编码后转发给两个用户；

a3）.各用户根据从基站和中继接收到的信号进行联合模拟网络译码。

步骤a1）中，模拟网络编码的方法为：基站将两个用户的调制符号进行线性叠加，线性叠加的复数系数表示为λ₁和λ₂。

步骤a2）中，中继采用放大转发的方式，中继端模拟网络编码法为：将接收到的基站信号直接放大后广播给两个用户。

步骤a2）中，中继采用译码转发的方式，当中继仅能对一个用户的信号进行正确译码时，中继端模拟网络编码法为：中继先抵消译码正确的用户的干扰，然后再将残余信号与经过正确译码的重构信号进行线性叠加，然后转发给两个用户。

步骤a2）中，中继采用译码转发的方式，当中继能够对两个用户的信号均正确译码，则中继对两个用户的信号进行叠加后转发给两个用户，线性叠加的复数系数表示为λ₃和λ₄；线性叠加的复数系数表示为λ₃和λ₄可以分别为                                                和，其中*表示取共轭。

步骤a2）中，当中继使用译码转发时，如果中继对两个用户的信号译码均失败，则中继端模拟网络编码法为：将接收到的基站信号直接放大后广播给两个用户。