[发明专利]单小区中继移动通信蜂窝系统的联合下行预编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于单小区中继移动通信蜂窝系统的联合下行预编码方法，属于移动通信领域。

背景技术

中继技术可以显著提高无线通信链路的性能和可靠性，扩大网络覆盖范围和质量，降低基站发射功率。中继信号转发方案主要分为解码转发和放大转发两种。解码转发型中继收到基站传输的信号后，先进行解码，然后重新编码，最后发送给用户。而放大转发型中继只对接收信号进行放大，然后发给用户。

因为MIMO技术可以极大提高无线频谱的利用率，所以在源节点、中继节点以及信宿节点采用多天线发送与接收，可以极大提升中继链路的频谱效率。

目前已有的MIMO中继传输方案中，有些只考虑在中继站进行预编码，在基站不采用预编码。如：

A.S.Behbahani,R.Merched，and A.M.Eltawil，“Optimization of a MIMO relay network，”IEEE Trans.Signal Process.,vol.56，no.10,PP.5062-5073,Oct.2008.

有些方案虽然考虑基站和中继的联合预编码，但由于联合预编码的优化目标函数只是链路容量或其它性能指标的上下界，而且都忽略了基站到用户的直达信号。例如：

Y.Zhang and J.Li，“On precoder design for amplify-and-forward MIMO relay systems,”Vehicular Technology Conference，PP.1-6，5-8 Sept.2011为了克服现有MIMO中继移动通信蜂窝系统的下行预编码方案存在的以上不足，本发明提出了一种新的预编码方案，该方案有以下特点：1）将基站和中继预编码联合进行；2）还考虑基站到用户的直达信号；3）直接对MMSE函数进行优化，获得联合编码矩阵，而不是对性能指标的上下界优化。

由于本发明具有上述三个特点，使得联合预编码的效果优于前人所提出的预编码方案。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于单小区中继移动通信蜂窝系统的联合下行预编码方法，解决MIMO中继移动通信蜂窝系统中基站节点与中继节点的联合预编码问题，使得采用MMSE即最小均方误差检测作为前端检测的移动台的检测信号与发送信号具有最小均方误差。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：单小区中继移动通信蜂窝系统的联合下行预编码方法，包括以下步骤：

1）、基站采集基站到中继站之间的信道信息，基站到移动台之间的的信道信息，以及中继站到移动台之间的信道信息；

2）、基于最小均方误差准则建立数学模型，将问题进行分解，变为两个关于部分变量的子问题，求解子问题答案；然后利用子问题的答案进行反复迭代，当迭代收敛到预设精度要求时，即得联合优化预编码矩阵；

3）、基站将中继站的预编码矩阵信息发给中继站。

所述步骤2）的具体实现步骤如下：

2.1）、用户最终获得的信号向量为2L×1向量，可以表示为以下形式：