[发明专利]双向中继系统中源端和中继端的联合信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的方法，具体是一种双向中继系统中源端和中继端的联合信号处理方法。

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的覆盖范围、提高系统容量，已被3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代移动通信合作伙伴项目)LTE-A(Long Term Evolation-Advanced，长期演进—高级)标准所采纳。目前中继方式主要有DF(Decode-and-Forward，解码转发)、AF(Amplify-and-Forward，放大转发)等。其中AF方式由于实现简单、低复杂度而得到了广泛的应用。传统的中继系统要实现两用户之间的信息互传，需要4个时隙。而双向中继系统实现两用户之间信息互传只需要2个时隙，因此，采用双向中继系统可以提高一倍的系统容量。此外，源端和中继端可以安装多个天线，结合MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术进一步改善系统性能。为了充分发挥MIMO技术的分集、空间复用等优点，需要进一步的设计源端和中继端的信号处理方法。线性信号处理方法由于其实现简单，已经得到了广泛的应用，但是与此相比，采用非线性信号处理方法却能得到更好的系统性能。

经对现有文献检索发现，Ronghong Mo Yong Huat Chew，“MMSE-Based Joint Source and Relay Precoding Design for Amplify-and-Forward MIMO Relay Networks，”IEEE Trans.Wireless Commun.，vol.8，no.9，pp.4668-4676，2009(“AFMIMO中继系统中基于MMSE准则的联合源端和中继编码设计”，)，该文章在源端采用的是线性信号处理方式，与非线性信号处理方式相比，其有较低的复杂度，但是也带来了系统系能的损失。

又经检索发现，Fan-Shuo Tseng，Min-Yao Chang，Wen-Rong Wu，“Joint Tomlinson-Harashima Source and Linear Relay Precoders Design in Amplify-and-Forward MIMO Relay System via MMSE Criterion，”IEEE transaction on vehicular technology.vol.60，No.4，MAY 2011(“AF MIMO中继系统中基于MMSE准则的联合THP源端预编码和中继端线性预编码设计”，IEEE车辆技术期刊，第60期，第4卷，2011.03)，该文章考虑AF MIMO中继场景，基站和中继分别采用THP预编码和线性预编码，并以系统的MSE最小为优化目标。要实现两用户之间互传信息，如果采用传统的中继系统需要4个时隙，而如果采用双向中继系统，则只需要2个时隙，因而可以提高一倍的吞吐量。

经检索还发现，Rui Wang Meixia Tao，“Joint Source and Relay Precoding Designs for MIMO Two-wWay Relay Systems，”IEEE ICC，2011(“MIMO双向中继系统中的联合源端和中继预编码设计”，IEEE国际通信会议，2011)，该文章联合设计源端和中继的信号处理，以最小化检测信号的均方误差，但是该技术在源端采用的是线性的信号处理方法，与采用非线性信号处理方法相比，实现简单，但是带来了均方误差和比特误码率等系统性能的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种双向中继系统中的源端和中继端信号处理方法。本发明根据MMSE(Minimum Mean Squared Error，最小均方误差)准则，联合设计了源端非线性和中继端线性信息处理方法，该方法充分利用了非线性信号处理方法的优点，能有效改善系统的比特误码率性能。

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，源端1向中继发射训练序列S₁，中继根据接收到的信号X₁进行后向信道估计，得到源端1和中继间的后向信道H₁，同时源端2向中继发射训练序列S₂，中继根据接收到的信号X₂进行后向信道估计，得到源端2和中继间的后向信道H₂；