[发明专利]MIMO中继系统中的信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)和中继技术领域，具体涉及一种基于直传链路，系统均方误差和比特误码率性能良好的MIMO中继系统中的信息处理方法。

背景技术

移动通信系统中的中继技术，能够有效地扩大网络覆盖范围，提高系统的容量，已被3GPPLTE-A标准所采纳。目前，中继方式主要有放大转发(AF)和解码转发(DF)两种方式。其中，AF方式由于实现简单，复杂度低而得到广泛的研究应用。当中继安装多天线时，结合MIMO技术能进一步改善了系统的性能。在MIMO系统中，为了充分利用MIMO技术带来的系统增益，需要根据信道状态信息(CSI)来设计发射端的信号处理技术。

经对现有文献检索发现，P.Ubaidulla，A.Chockalingam“Relay Precoder Optimization In MIMO-relay Networks With Imperfect CSI”IEEE Transactions On Signal Processing，2011(“基于非完整CSI下的MIMO中继系统中的最优中继预编码设计)，该文献的模型由多对单天线的源节点-目的节点，多天线的中继节点组成，并在非完整CSI情况下，联合设计了中继节点发送机和目的节点接收机。该方案分别考虑估计误差和量化误差两种情况下的非完整信道状态信息(CSI)，基于最小均方误差(MMSE)等准则下的中继发送机和目的节点接收机的联合设计，有效的改善了系统的性能。但是，该方案没有考虑直传路径，而直传链路能够为系统带来分集增益而不应该被忽略。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，对于上述文献的模型进行简化，在完整信道状态信息(CSI)情况下，提供一种基于直传路径的MIMO中继系统中的信息处理方法。在本发明的AF MIMO中继系统中，根据MMSE(Minimum Mean Squared Error，最小均方误差)准则，设计了中继节点和目的节点的联合信息处理方案，该方案充分考虑了直传路径，能有效改善系统的均方误差和比特误码率性能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，源节点1向中继节点和目的节点1发射训练序列中继根据接收到的信号进行信道估计处理，得到源节点1和中继节点之间的估计信道目的节点1根据接收到的信号进行信道估计处理，得到源节点1和目的节点1之间的估计信道h₀₁(h₀₁∈C^1*1)。

其中N是中继的天线数，T_τ是序列的长度，C^M×N表示M×N的复矩阵空间。

第二步，源节点2向中继节点和目的节点2发射训练序列中继根据接收到的信号进行信道估计处理，得到源节点2和中继节点之间的估计信道h₁₂(h₁₂∈C^N*1)；目的节点2根据接收到的信号进行信道估计处理，得到源节点2和目的节点2之间的估计信道h₀₂(h₀₂∈C^1*1)。

其中N是中继的天线数，T_τ是序列的长度，C^M×N表示M×N的复矩阵空间。

第三步，中继向目的节点1，2发送训练序列目的节点1根据接收到的信号进行信道估计处理，得到中继和目的节点1之间的估计信道目的节点2根据接收到的信号进行信道估计处理，得到中继和目的节点2之间的估计信道

其中表示h₁的共轭转置，表示h₂的共轭转置。

第四步，中继根据已知的信道，应用迭代算法计算中继处理矩阵W，以及目的节点1和目的节点2的接收向量和

其中，迭代算法进一步包括以下步骤：

(1)初始化，设置当前迭代次数n＝1；

上述式子中：I_N表示N×N的单位矩阵，N是中继天线数，P_r是中继发射功率；

(2)计算和