聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線通信中的協(xié)作通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種用于協(xié)作通信中，能有效合并處理來自于源節(jié)點和多個中繼節(jié)點的接收信號，并顯著提高系統(tǒng)性能的自適應(yīng)的聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法及裝置，其特征在于對來自源節(jié)點和M（M≥1）個中繼節(jié)點的M+1分支的信號進行下述處理：每一分支的輸出信號先經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換進行采樣，采樣后的信號經(jīng)由相應(yīng)的抽頭系數(shù)加權(quán)，而后相加作為該分支的輸出，將各分支的輸出相加獲得最終輸出，值得注意的是各分支的權(quán)值在訓(xùn)練階段使用訓(xùn)練序列進行聯(lián)合調(diào)整，且各分支觀察窗口長度能根據(jù)每分支的具體信道包絡(luò)調(diào)整至最優(yōu)觀察窗口長度。
【專利說明】聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信中的協(xié)作通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種用于協(xié)作通信中，能夠有效合并處理來自于源節(jié)點和多個中繼節(jié)點的接收信號，并顯著提高系統(tǒng)性能的自適應(yīng)的聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]協(xié)作無線通信技術(shù)不需每個節(jié)點包含多個天線即可實現(xiàn)協(xié)作分集，其借助于各鄰近節(jié)點共享彼此的天線，進行協(xié)作發(fā)送，從而形成一種類似多天線發(fā)送的虛擬天線陣列，使得協(xié)作通信融合了分集技術(shù)與中繼傳輸技術(shù)的優(yōu)勢，可獲得多天線和多跳傳輸?shù)男阅茉鲆?。依賴于中繼協(xié)作的策略，中繼網(wǎng)絡(luò)一般可分為解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)和放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)網(wǎng)絡(luò)。在這兩個策略中，AF策略因在中繼端有較少的計算負荷，從而在實際系統(tǒng)中更具吸引力。
[0003]協(xié)作通信的優(yōu)勢之一是能在目的節(jié)點端提高有效信噪比(SNR)，因而能獲得更好的系統(tǒng)性能。對協(xié)作無線通信來說，源節(jié)點發(fā)送的信息經(jīng)不同的傳輸路徑到達目的節(jié)點，其中一種是源節(jié)點直接傳輸?shù)侥康墓?jié)點，其它為經(jīng)由中繼節(jié)點到達目的節(jié)點。因此，系統(tǒng)性能部分依賴于對來自于源節(jié)點和中繼節(jié)點信號的合并處理技術(shù)。目前已存在大量針對合并處理技術(shù)的研究，如最大比合并(MRC)、選擇合并(SC)和開關(guān)轉(zhuǎn)換分集合并(SDC)，這些方案均假設(shè)在目的節(jié)點端，所有節(jié)點間的信道狀態(tài)信息(CSI)是已知的，且信道為頻率平衰落信道。然而，在高速無線通信應(yīng)用中，傳輸帶寬大于信道的相關(guān)帶寬，使得信道具有頻率選擇性。對于協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中的高速通信應(yīng)用，現(xiàn)有的用于頻率平衰落信道的技術(shù)需要改進，或提出新技術(shù)以消除頻率選擇性信道的影響。目前已提出一種分?jǐn)?shù)間隔2分支固定觀察窗口長度(FOWL)均衡檢測器，其合并處理了來自于兩個獨立信道的輸入信號，一個是頻率選擇性信道(假設(shè)來自于中繼)，另一個為高斯信道(假設(shè)來自于源節(jié)點)。該檢測器的設(shè)計基于最小均方誤差(MMSE)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)，但檢測器的抽頭系數(shù)向量基于所有節(jié)點間CSI已知的前提下利用正交定理理論推導(dǎo)得出(未給出自適應(yīng)算法)。但實際上，在目的節(jié)點端，所有節(jié)點間的CSI均是未知的，來自于源節(jié)點的信道也可能是頻率選擇性信道，且更多的節(jié)點可能參與到協(xié)作通信中。因此，需要考慮改進二分支FOWL均衡檢測器以使之可處理這些情況。此外，無線信道具有環(huán)境相關(guān)性(例如，建筑物的幾何布局)，因為所處環(huán)境不同，不同節(jié)點間的信道包絡(luò)也是不同的。觀察窗口長度(OWL)對均衡檢測器的誤碼率性能來說是一個重要的參數(shù)，能獲得最優(yōu)誤碼率性能所需的最優(yōu)OWL依賴于具體的信道包絡(luò)，因而對于不同的信道包絡(luò)，所需的最優(yōu)OWL是不同的。特別是對于實際的協(xié)作通信系統(tǒng)，目的節(jié)點對節(jié)點間的信道包絡(luò)是未知的，因而最優(yōu)OWL不能預(yù)先獲得。為了取得更好的誤碼率性能，均衡檢測器需要具備根據(jù)相應(yīng)于每一分支的具體信道包絡(luò)自適應(yīng)調(diào)整每一分支OWL的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出了一種用于協(xié)作通信中，能夠有效合并處理來自于源節(jié)點和多個中繼節(jié)點的接收信號，并顯著提高系統(tǒng)性能的自適應(yīng)的聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法及裝置。
[0005]本發(fā)明可以通過以下措施達到:
一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于對來自源節(jié)點和M(M≥1)個中繼節(jié)點的M+1分支的信號進行下述處理:每一分支的輸出信號先經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換進行采樣，采樣后的信號經(jīng)由相應(yīng)的抽頭系數(shù)加權(quán)，而后相加作為該分支的輸出，將各分支的輸出相加獲得最終輸出，各分支的抽頭系數(shù)權(quán)值在訓(xùn)練階段使用訓(xùn)練序列進行聯(lián)合調(diào)整。
[0006]本發(fā)明中來自源節(jié)點的接收信號記為rSD (k)，來自中繼節(jié)點的接收信號記為rKiD(k)，其中Μ,M+1個支路的接收信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后分別記為rSD(n)，rK1D (η)……rKiD(n)，M+1個支路信號分別被送入M+1個采用FIR濾波結(jié)構(gòu)的子均衡器中進行均衡處理，使經(jīng)A/D采樣后的信號經(jīng)由相應(yīng)的抽頭系數(shù)加權(quán)，其中接收信號rSD (k)和rKiD (k)的信號向量記為:
【權(quán)利要求】
1.一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于對來自源節(jié)點和M (M^ I)個中繼節(jié)點的M+1分支的信號進行下述處理:每一分支的輸出信號先經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換進行采樣，采樣后的信號經(jīng)由相應(yīng)的抽頭系數(shù)加權(quán)，而后相加作為該分支的輸出，將各分支的輸出相加獲得最終輸出，各分支的權(quán)值在訓(xùn)練階段使用訓(xùn)練序列進行聯(lián)合調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于來自源節(jié)點的接收信號記為rSD (k)，來自中繼節(jié)點的接收信號記為rKiD (k)，其中I ( i≤M，M+1支路的接收信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后分別記為rSD (n),rE1D (η)……rKiD(n)，Μ+1支路信號分別被送入Μ+1個采用FIR濾波結(jié)構(gòu)的子均衡器中進行均衡處理，使經(jīng)A/D采樣后的信號經(jīng)由相應(yīng)的抽頭系數(shù)加權(quán)，其中接收信號
的信號向量記為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于關(guān)注對發(fā)送符號的估計，而不是對抽頭系數(shù)向量的估計，因此在自適應(yīng)調(diào)整處理過程中定義誤差為:.八
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于還包括對M+1多路分支可調(diào)觀察窗窗口長度的調(diào)整，具體為:令分支i的穩(wěn)態(tài)觀察窗口長度為LycJj和氣^分別表不相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)抽頭系數(shù)向量和輸入信號向量，η表不離散時間索引，則該分支分段穩(wěn)態(tài)誤差SSE定義為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法，其特征在于根據(jù)式(36)和(37)，真實的OWL Lk(n)不變，直到
6.一種采用如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測方法的均衡檢測裝置，其特征在于對應(yīng)由I個源節(jié)點s、l個目的節(jié)點D和兩個以上中繼節(jié)點Ri, i=l, 2，3，……，且源節(jié)點、目的節(jié)點以及中繼節(jié)點均只包含I根發(fā)送天線和I根接收天線并處于半雙工模式的協(xié)作通信系統(tǒng)中，設(shè)有M+1個分別用于處理目的節(jié)點從源節(jié)點接收的信號rSD a)和M路源節(jié)點從中繼節(jié)點接收的信號rKiD α)的子均衡器，還設(shè)有用于自適應(yīng)調(diào)整Μ+1個子均衡器抽頭系數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整器，子均衡器采用FIR濾波器結(jié)構(gòu)，Μ+1路子均衡器的輸出經(jīng)疊加器相加后，獲得聯(lián)合合并信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聯(lián)合合并多分支可調(diào)觀察窗口長度均衡檢測裝置，其特征在于還設(shè)有M+1個分別與 M+1路子均衡器一一對應(yīng)連接的用于進行窗口長度調(diào)整的長度調(diào)整器，長度調(diào)整期包括分段穩(wěn)態(tài)誤差計算單元、與分段穩(wěn)態(tài)誤差計算單元輸出端相連接的PF-OffL調(diào)整單元以及與PF-OWL調(diào)整單元輸出端相連接的OWL調(diào)整單元，OffL調(diào)整單元的輸出端與該路子均衡器對應(yīng)連接。
【文檔編號】H04L25/02GK103873398SQ201410137685
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】劉志勇, 張欽宇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）