CN101958769B - 导频传输方法和中继设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种导频传输方法和中继设备,属于无线通信领域。所述方法包括:中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理,将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的导频信息以正交方式发送给接收端。所述中继设备包括:处理模块和发送模块。本发明实施例提供的技术方案可以提高传输性能,并使接收端估计出综合链路信道信息。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域,特别涉及一种导频传输方法和中继设备。
背景技术
随着无线通信业务的飞速发展,未来网络需要以最低成本的布局设计来支持盲点地区或热点地区的通信,提供更好的覆盖或系统吞吐率,因此引入了中继技术,中继技术是使用中继端将发射端的信号重新处理后再发送出去。应用多跳中继可以扩展小区的覆盖范围,减少通信中的盲点地区,同时还可以平衡负载,转移热点地区的业务。中继技术可以为再生中继和非再生中继,非再生中继的技术为信号不需要经过数字化的处理就被中继端发送出去,再生中继的技术为中继端需要对信号进行解码、编码后再发送出去。
目前再生中继导频传输技术中,发射端和中继端可以分别发送独立的导频信息,非再生中继导频传输技术中,中继端可以直接转发发射端的导频信息,从而获得中继链路,接入链路和综合链路的信道信息。
非再生中继相比于再生中继技术无需译码,具有低时延的优点,从而成为中继技术研究热点之一。然而,在非再生中继技术中,中继端直接转发发射端的导频信息的方案,只适用于放大转发的非再生中继系统,而放大转发的非再生中继系统的传输性能较低;如果对数据信息和导频信息进行处理以提高传输性能,由于处理前后,数据信息和导频信息发生了变化,再直接转发处理后的数据和导频信息,则在接收端不能实现综合链路的信道估计。
发明内容
本发明实施例提供了一种导频传输方法和中继设备。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种导频传输方法,所述方法包括:
中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的导频信息以正交方式发送给接收端;
所述将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的导频信 息以正交方式发送给接收端,具体包括:
中继端在两个发射天线上分别以SFBC方式发送数据信息,且所述两个发射天线上分别发送的数据信息为:
中继端在两个发射天线上分别发送正交导频信息,且所述两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
其中,ρ为功放器的功放因子,a为中继端接收到的数据信息和导频信息的合并增益,s1和s2为发送端发送的数据信息,n1和n2为数据信息对应的加性噪声,P为发送端发送的导频信息,n为导频信息对应的加性噪声。
本发明实施例提供了一种导频传输方法,所述方法包括:
中继端对接收到的数据信息进行处理;
将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将中继端产生的导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端之前,所述方法还包括:
对收到的导频信息进行处理;
根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡;
所述将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,包括:
将预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端。
本发明实施例提供了一种中继设备,所述中继设备包括:
处理模块,用于对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
发送模块,用于将所述处理模块处理后的所述数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的所述导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,所述发送模块,用于在两个发射天线上分别以SFBC方式发送数据信息,且所述两个发射天线上分别发送的数据信息为:
所述处理模块,用于在两个发射天线上分别发送正交导频信息,且所述两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
其中,ρ为功放器的功放因子,a为中继端接收到的数据信息和导频信息的合并增益,s1和s2为发送端发送的数据信息,n1和n2为数据信息对应的加性噪声,P为发送端发送的导频信息,n为导频信息对应的加性噪声。
本发明实施例提供了一种中继设备,所述中继设备包括:
处理模块,用于对接收到的数据信息进行处理;
生成模块,用于产生导频信息;
发送模块,用于将所述处理模块处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将所述生成模块产生的导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,所述处理模块还用于对收到的导频信息进行处理,所述中继设备还包括:
预均衡模块,用于根据所述处理模块处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡;
所述发送模块,用于将所述预均衡模块预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将所述生成模块产生的导频信息以正交方式发送给接收端。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是:接收发射端发送的数据信息和导频信息,将处理后的数据信息以分集方式转发给接收端,使中继系统传输获得分集增益,提高了传输性能;由于对数据信息和导频信息进行处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计。
附图说明
图1是本发明的一个实施例提供的导频传输方法流程示意图;
图2是本发明的一个实施例提供的两跳非再生中继系统中导频传输示意图;
图3是本发明的一个实施例提供的两跳非再生中继系统中发射端构成正交导频信息的导频传输示意图;
图4是本发明的另一个实施例提供的导频传输方法流程示意图;
图5是本发明的又一个实施例提供的导频传输方法流程示意图;
图6是本发明的一个实施例提供的两跳非再生中继系统中导频传输示意图;
图7是本发明的又一个实施例提供的导频传输方法流程示意图;
图8是本发明的一个实施例提供的两跳非再生中继系统中对数据信息进行预均衡的导频传输示意图;
图9是本发明的一个实施例提供的中继设备结构示意图;
图10是本发明的另一个实施例提供的中继设备结构示意图;
图11是本发明的又一个实施例提供的中继设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1,本发明的一个实施例提供了一种导频传输方法,该方法包括:
101:中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
102:将处理后的数据信息以空频分组码SFBC(Space-Frequency Block Coding,空频分组码)即分集方式,处理后的导频信息以正交方式发送给接收端,使接收端获得分集增益。
本发明实施例的有益效果是:中继端采用分集方式转发数据信息,使中继系统传输获得分集增益;对数据信息和导频信息进行处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计。
本发明的另一个实施例提供了一种导频传输方法,该方法包括:
201:中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理,该数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端,该导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
例如,参见图2的两跳非再生中继系统,发射端有NT=4个发射天线,中继端有个接收天线和两个发射天线,接收端有NR=1个接收天线。发射端待发射的数据信息为第一数据信息,为S=[s0,s1,s2,...]T,第一导频信息为波束成形专用导频P,发射端将第一数据信息经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的数据信息为:
yR=aS+N (1)
其中a=WTH为标量,N=[n0,n1,n2,...]为加性噪声向量;
发射端将波束成形专用的第一导频信息P经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的导频信息为:
yP=aP+nP (2)
其中nP为导频信息对应的加性噪声,和数据信息对应的加性噪声具有同样的分布。
由式(1)和(2)可以看出,中继端收到的数据信息和导频信息具有相同的合并增益a。
其中,导频信息也可以由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,然后经过信道传输得到。
参见图3,由于发射端将第一导频信息P0和0构成正交导频信息后,再经过波束成形向量进行加权,发射端NT个发射天线的每个发射天线上发送的导频信息为:
为了实现数据信息和导频信息获得相同的合并增益,中继端将收到的NT个导频信息经过基带信号处理后,相加得到导频信息P′:
中继端对收到数据信息和导频信息进行FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)、串并转换,数据分组等基带处理。
202:中继端将处理后的数据信息以SFBC方式发送到接收端,将处理后的导频信息正交后发送给接收端。
中继端将处理后的数据信息yR以SFBC方式从中继端的两个发射天线发送出去,将处理后的导频信息yP正交后发送出去。本实施例中,中继端发送数据信息和导频信息时还可以经过一个功放器,该功放器可以调整中继端的信号发射功率,设该功放器的功放因子为ρ;
参见图2,中继端的两个发射天线上分别发送的数据信息为:
中继端的两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
图2中的参数b为不考虑噪声情况下的系数,从图2中可以看出,中继端刚收到的数据 信息和导频信息前的系数为a,发送时由于经过功放器,数据信息和导频信息前的系数发生的了变化,即由系数a变为b,b=aρ,其中a和ρ分别为复数和实数。
另外,当中继端的发射天线数时,可以结合具体的天线数选择对应的SFBC发送方式,例如当中继端的发射天线为4个时,可以采用SFBC与FSTD(Frequency SwitchedTransmit Diversity,频域转换发射分集)的发送方式。
由式(7)可得出:
式中Hr为发射端至中继接收天线r的信道传输矩阵。
其中,该方法还可以包括:
接收端接收第二数据信息和第二导频信息,该第二数据信息是中继端发送的数据信息经过信道传输得到,第二导频信息是中继端发送的正交导频信息经过信道传输得到;
根据第二导频信息估计综合链路的信道信息,并用估计出的信道信息对收到的第二数据信息进行MRC。
具体的,中继端发送的数据信息和导频信息经过信道传输矩阵G=[g1,g2]T到达接收端,到达接收端后,数据信息和导频信息分别变为第二数据信息和第二导频信息;接收端收到第二数据信息和第二导频信息后,根据中继端的发射结构、导频信息对应位置,分别估计出2×1综合链路的信道信息为:
本发明实施例的有益效果是:接收发射端以波束成形发送的数据信息和导频信息,采用分集方式转发数据信息,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;对数据信息和导频信息进行处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计;对于分集转发中继系统的两跳链路,由于第一跳的链路信息已经隐含带在了第一跳的导频信息上了,中继端转发时,这个导频信息上就携带了两跳链路的信道信息,所以接收端只需利用导频信息估计一次就可以得到综合链路信道信息;对于波束成形方案,第一导频信息可选择波束成形专用导频,也可以选择正交导频,增加了发送的导频信息的方式。
参见图4,本发明的另一个实施例提供了一种导频传输方法,该方法包括:
301:中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理;该数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端,该导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
例如,参见图3的两跳非再生中继系统,发射端有NT=4个发射天线,中继端有个接收天线和两个发射天线,接收端有NR=1个接收天线。发射端待发射的数据信息为第一数据信息,为S=[s0,s1,s2,...]T,第一导频信息为波束成形专用导频P,发射端将第一数据信息经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的数据信息为:
yR=aS+N (12)
其中a=WTH为标量,N=[n0,n1,n2,...]为加性噪声向量;
发射端将波束成形专用的第一导频信息P经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的导频信息为:
yP=aP+nP (13)
其中nP为导频信息对应的加性噪声,和数据信息对应的加性噪声具有同样的分布。
由式(12)和(13)可以看出,中继端收到的数据信息和导频信息具有相同的合并增益a。
其中,导频信息也可以由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,然后经过信道传输得到。
参见图3,由于发射端将第一导频信息P0和0构成正交导频信息后,再经过波束成形向量进行加权,发射端NT个发射天线的每个发射天线上发送的导频信息为:
为了实现数据信息和导频信息获得相同的合并增益,中继端将收到的NT个导频信息经过 基带信号处理后,相加得到导频信息P′:
中继端对收到数据信息和导频信息进行FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)、串并转换,数据分组等基带处理。
302:根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡;
1>具体的,当数据信息yR=aS+N时,
303:将预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,将中继端产生的导频信息正交后发送给接收端。
中继端将预均衡后的数据信息yR以SFBC方式从中继端的两个发射天线发送出去,中继端将自身产生的导频信息正交后发送出去。本实施例中,中继端发送预均衡后的数据信息和正交的中继端自己产生的导频信息时还可以经过一个功放器,该功放器可以调整中继端的信号发射功率,设该功放器的功放因子为ρ;对数据信息进行预均衡的情况下,则图2中继端的两个发射天线上分别发送的数据信息为:
中继端的两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
另外,当中继端的发射天线数时,可以结合具体的天线数选择对应的SFBC发送方式,例如当中继端的发射天线为4个时,可以采用SFBC与FSTD的发送方式。在该中继系统中,中继端的接收天线时,将预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端之前,中继端可以先根据处理后的导频信息估计出中继链路的等效信道信息,设为估计的等效信道信息:
由式(7)可得出:
式中Hr为发射端至中继接收天线r的信道传输矩阵。
其中,该方法还可以包括:
接收端接收第二数据信息和第二导频信息,该第二数据信息是中继端发送的数据信息经过信道传输得到,第二导频信息是中继端发送的正交导频信息经过信道传输得到;
根据第二导频信息估计综合链路的信道信息,并用估计出的信道信息对收到的第二数据信息进行MRC。
具体的,中继端发送的数据信息和导频信息经过信道传输矩阵G=[g1,g2]T到达接收端,到达接收端后,数据信息和导频信息分别变为第二数据信息和第二导频信息;接收端收到第二数据信息和第二导频信息后,根据中继端的发射结构、导频信息对应位置,分别估计出2×1综合链路的信道信息为:
再根据得到的信道估计结果对预均衡后的第二数据信息进行MRC,得到
yS=(|g1ρ|2+|g2ρ|2)S+n′S (22)
本发明实施例的有益效果是:接收发射端以波束成形发送的数据信息和导频信息,根据收到的导频信息对数据信息进行预均衡,然后将预均衡后的数据信息以分集方式发送,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;在对数据信息和导频信息进行处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计;将中继端自己产生的导频信息以正交方式发送给接收端,使接收端可以根据中继端自己产生的导频信息估计出接入链路的信道信息,由于接收端只受到加性噪声的影响,因此综合链路信 道信息的估计更加准确。
参见图5,本发明的又一个实施例提供了一种导频传输方法,该方法包括:
401:中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息;该数据信息由发射端待发送的第一数据信息经过信道传输得到,导频信息由发射端将待发送的正交的第一导频信息经过信道传输得到;
具体的,以发射端的发射天线NT=2对应的SFBC发送方式为例,参见图7,发射端待发送的正交的第一数据信息经过2×1中继信道传输矩阵,中继端收到的数据信息为
由于发射端各个发射天线上的第一导频信息相互正交,该第一导频信息经过2×1中继信道传输矩阵后,中继端收到的导频信息为
402:对收到的数据信息和导频信息进行处理,并将处理后的数据信息以SFBC方式发送给接收端,将处理后的导频信息正交后发送给接收端。
中继端对收到数据信息和导频信息先进行FFT、串并转换,数据分组等基带处理,为了提升中继链路的性能,中继端可以根据处理后的导频信息估计出中继链路的信道信息hl(l=1,2),用估计出的信道信息对处理后的数据信息和处理后的导频信息分别进行MRC,使数据信息变为
ys={|h1|2+|h2|2)S+N (25)
导频信息变为
yP=(|h1|2+|h2|2)P+nP (26)
由式(16)和式(17)可以看出,图5中的增益系数a=(|h1|2+|h2|2)。
本实施例中,中继端发射处理后的数据信息和正交的处理后的导频信息时还可以经过一个功放器,该功放器可以调整中继端的信号发射功率,设该功放器的功放因子为ρ,则中继端发射时,数据信息和导频信息前的系数由a变为b,b=aρ,即图6中的增益系数b=(| h1|2+|h2|2)ρ。
yp=hjiP+np (27)
其中hji为发射端的发射天线i到中继端的接收天线j的信道增益。
由式(27)可得出
其中,如果中继端发射天线数增多,例如当中继端的发射天线为4个时,可以采用SFBC与FSTD的发送方式。
其中,该方法还包括:
接收端接收第二数据信息和第二导频信息,该第二数据信息是中继端发送的数据信息经过信道传输得到,第二导频信息是中继端发送的正交导频信息经过信道传输得到;
根据第二导频信息估计综合链路的信道信息,并用估计出的信道信息对收到的第二数据信息进行MRC。
中继端发送的数据信息和导频信息经过信道传输矩阵G=[g1,g2]T到达接收端,到达接收端后,数据信息和导频信息分别变为第二数据信息和第二导频信息;接收端收到第二数据信息和第二导频信息后,根据中继端的发射结构、导频信息对应位置,分别估计出2×1综合链路的信道信息为:
根据估计出的综合链路信道信息对收到的第二数据信息进行MRC,得到
yS=〔|g1ρ(|h1|2+|h2|2)|2+|g2ρ(|h1|2+|h2|2)|2〕S+n′S (31)
=(|h1|2+|h2|2)2(|g1ρ|2+|g2ρ|2)S+n′S
本发明实施例的有益效果是:中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息,并进行MRC处理,然后将处理后的数据信息以分集方式发送给接收端,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;将处理后的导频信息以正交方式发送给接收端,由于对数据信息和导频信息进行了处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计;对于分集转发中继系统的两跳链路,由于第一跳的链路信息已经隐含带在了第一跳的导频信息上,中继端转发时,这个导频信息上就携带了两跳链路的信道信息,所以接收端只需利用导频信息估计一次就可以得到综合链路信道信息。
参见图7,本发明的又一个实施例提供了一种导频传输方法,该方法包括:
501:中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息;
502:对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
503:将处理后的所述数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,将中继端自身产生的导频信息正交后发送给接收端。
本实施例与图6所示的实施例不同的是,中继端发送给接收端的导频信息可以由中继端自己产生的导频信息P1乘以增益系数得到。例如,中继端自己产生的导频信息P1,将该P1在乘以图5所示的实施例中的增益系数a=(|h1|2+|h2|2)。
其中,将处理后的所述数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端之前,该方法还包括:根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡。
具体的,如图5所示的实施例中,对处理后的数据信息和导频信息进行MRC后,数据信息为ys=(|h1|2+|h2|2)S+N时,导频信息为yP=(|h1|2+|h2|2)P+nP,
对该处理后的数据信息ys=(|h1|2+|h2|2)S+N预均衡,预均衡后的数据信息为:
参见图8,为中继对处理后的数据信息进行预均衡时的示意图,图8中,中继端发送的导频信息P是中继端产生的,由于对数据信息经过了预均衡,所以数据信息前的系数b为1。
相应的,如图5所示的实施例中,接收端收到后,根据第二导频信息得到的信道估计为
再根据得到的信道估计结果对预均衡后的第二数据信息进行MRC,得到
yS=(|g1ρ|2+|g2ρ|2)S+n′S (34)
本发明实施例的有益效果是:中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息,并进行MRC处理,根据处理后的导频信息对数据信息进行预均衡,然后将预均衡后的数据信息以SFBC方式发送给接收端,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;将中继端自己产生的导频信息以正交方式发送给接收端,接收端可以根据中继端产生的导频信息估计出接入链路的信道信息,由于接收端只受到加性噪声的影响,因此综合链路的信道估计更加准确。
参见图9,本发明的一个实施例提供了一种中继设备600,该中继设备600至少包括: 处理模块601和发送模块602;
处理模块601,用于对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
发送模块602,用于将处理模块601处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,将理后的导频信息正交后发送给接收端,使接收端获得分集增益。
本发明的一个实施例中数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输得到,导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输得到;
例如,参见图2的两跳非再生中继系统,本实施例中,中继设备600也可以称为中继端。发射端有NT=4个发射天线,中继端有个接收天线和两个发射天线,接收端有NR=1个接收天线。发射端待发射的数据信息为第一数据信息,为S=[s0,s1,s2,...]T,第一导频信息为波束成形专用导频P,发射端将第一数据信息经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的数据信息为:
yR=aS+N (35)
其中a=WTH为标量,N=[n0,n1,n2,...]为加性噪声向量;
发射端将波束成形专用的第一导频信息P经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的导频信息为:
yP=aP+nP (36)
其中nP为导频信息对应的加性噪声,和数据信息对应的加性噪声具有同样的分布。
由式(35)和(36)可以看出,中继端收到的数据信息和导频信息具有相同的合并增益a。
其中,导频信息也可以由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,然后经过信道传输得到。
参见图3,由于发射端将第一导频信息P0和0构成正交导频信息后,再经过波束成形向量进行加权,发射端NT个发射天线的每个发射天线上发送的导频信息为:
为了实现数据信息和导频信息获得相同的合并增益,中继端将收到的NT个导频信息经过基带信号处理后,相加得到导频信息P′:
其中显然,导频信息P′的噪声方差为数据信息对应的噪声方差的NT倍,因此,为了避免信道估计性能的下降,可以将本实施例中的导频信息能量提升为传统设计的NT倍,即PP0=NTPP。
处理模块601对该数据信息和导频信息进行FFT、串并转换,数据分组等基带处理;
发送模块602将处理模块601处理后的数据信息yR以SFBC方式从中继端的两个发射天线发送出去,将导频信息正交后发送出去。本实施例中,中继端发送数据信息和导频信息时还可以经过一个功放器,该功放器可以调整中继端的信号发射功率,设该功放器的功放因子为ρ;
参见图2,中继端的两个发射天线上分别发送的数据信息为:
中继端的两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
图2中的参数b为不考虑噪声情况下的等效系数,从图2中可以看出,中继端刚收到的数据信息和导频信息前的系数为a,发送模块602发送时由于经过功放器,数据信息和导频信息前的系数发生了变化,即系数由a变为b,b=aρ,其中a和ρ分别为复数和实数。
由式(41)可得出
式中Hr为发射端至中继接收天线r的信道传输矩阵。
其中,该中继设备600还可以包括:接收模块605,用于该接收模块605用于接收发射 端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息;该数据信息由发射端待发送的第一数据信息经过信道传输得到,导频信息由发射端将待发送的正交的第一导频信息经过信道传输得到;
具体的,以发射端的发射天线NT=2对应的SFBC发送方式为例,参见图6,发射端待发送的正交的第一数据信息经过2×1中继信道传输矩阵,中继端收到的数据信息为
由于发射端各个发射天线上的第一导频信息相互正交,该第一导频信息经过2×1中继信道传输矩阵后,中继端收到的导频信息为
相应的,MRC模块604对数据信息和导频信息分别进行MRC后,数据信息变为ys=(|h1|2+|h2|2)S+N (46)
导频信息变为
yP=(|h1|2+|h2|2)P+nP (47)
由式(46)和式(47)可以看出,图5中的增益系数a=(|h1|2+|h2|2)。
本实施例中发送模块602发送处理后的数据信息和正交的处理后的导频信息时还可以经过一个功放器,该功放器可以调整中继端的信号发射功率,设该功放器的因子为ρ,则发送模块602发送时,数据信息和导频信息前的系数由a变为b,b=aρ,即图5中的增益系数b=(|h1|2+|h2| 2)ρ。
有yp=hjiP+np (48)
其中hji为发射端的发射天线i到中继端的接收天线j的信道增益。
由式(48)可得出
本发明实施例的有益效果是:中继端接收发射端以波束成形发送的数据信息和导频信 息,中继端也可以接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息,并进行MRC处理,然后采用分集方式转发数据信息,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;对数据信息和导频信息进行处理,使数据信息和导频信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计;对于波束成形方案,第一导频信息可选择波束成形专用导频,也可以选择正交导频,增加了发送的导频信息的方式;对于分集转发中继系统的两跳链路,由于第一跳的链路信息已经隐含带在了第一跳的导频信息上,中继端转发时,这个导频信息上就携带了两跳链路的信道信息,所以接收端只需利用导频信息估计一次就可以得到综合链路信道信息。
参见图10,本发明的一个实施例提供了一种中继设备700,该中继设备700至少包括:处理模块701,生成模块702和发送模块703;
处理模块701,用于对接收到的数据信息进行处理;
生成模块702,用于产生导频信息;
具体的,中继设备700的生成模块606产生导频信息P1,将该P1在乘以一个增益系数,比如,可以乘以式(46)中的增益系数a=(|h1|2+|h2|2)。
发送模块703,用于将处理模块701处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将生成模块702产生的导频信息以正交方式发送给接收端。
例如,参见图2的两跳非再生中继系统,本实施例中,中继设备700也可以称为中继端。发射端有NT=4个发射天线,中继端有个接收天线和两个发射天线,接收端有NR=1个接收天线。发射端待发射的数据信息为第一数据信息,为S=[s0,s1,s2,...]T,第一导频信息为波束成形专用导频P,发射端将第一数据信息经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的数据信息为:
yR=aS+N (51)
其中a=WTH为标量,N=[n0,n1,n2,...]为加性噪声向量;
发射端将波束成形专用的第一导频信息P经波束成形向量W=[w1,w2,w3,w4]T加权后向中继端发射,发射过程中经过4×1信道传输矩阵H=[h1,h2,h3,h4]T,则中继端收到的导频信息为:
yP=aP+nP (52)
其中nP为导频信息对应的加性噪声,和数据信息对应的加性噪声具有同样的分布。
由式(51)和(52)可以看出,中继端收到的数据信息和导频信息具有相同的合并增益a。
其中,导频信息也可以由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,然后经过信道传输得到。
参见图3,由于发射端将第一导频信息P0和0构成正交导频信息后,再经过波束成形向量进行加权,发射端NT个发射天线的每个发射天线上发送的导频信息为:
为了实现数据信息和导频信息获得相同的合并增益,中继端将收到的NT个导频信息经过基带信号处理后,相加得到导频信息P′:
此,为了避免信道估计性能的下降,可以将本实施例中的导频信息能量提升为传统设计的NT倍,即PP0=NTPP。
其中,参见图10,该中继设备700还包括:预均衡模块704;
预均衡模块704,用于根据处理模块701处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡。
1)具体的,当数据信息yR=aS+N时,
相应的,发送模块703用于将预均衡模块704预均衡后的数据信息yR以SFBC方式发送给接收端,并将生成模块702产生的导频信息以正交方式发送给接收端。
参见图10,中继设备700还可以包括接收模块705,该接收模块705用于接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息;该数据信息由发射端待发送的第一数据信息经过信道传输得到,导频信息由发射端将待发送的正交的第一导频信息经过信道传输得到。
有yp=hjiP+np (55)
其中hji为发射端的发射天线i到中继端的接收天线j的信道增益。
由式(55)可得出
参见图11,在中继设备700包括接收模块705的情况下,中继设备700的结构示意图,预均衡模块704根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡的具体情况为:
MRC模块706对处理后的数据信息和导频信息进行MRC后,数据信息为ys=(|h1|2+|h2|2)S+N,导频信息为yP=(|h1|2+|h2|2)P+nP,
由该经过MRC后的导频信息yP=(|h1|2+|h2|2)P+nP估计出增益
对该经过MRC后的数据信息ys=(|h1|2+|h2|2)S+N进行预均衡,预均衡后的数据信息为:
参见图8,为中继对处理后的数据信息进行预均衡时的示意图,图8中,中继端发送的导频信息P是中继端产生的,由于对数据信息经过了预均衡,所以数据信息前的系数b为1。
本发明实施例的有益效果是:接收发射端以波束成形发送的数据信息和导频信息,对数据信息进行处理,然后将处理后的数据信息以分集方式转发给接收端,将中继端产生的导频信息以正交方式发送给接收端,使中继系统传输获得最大的分集增益,提高了传输性能;并且由于使中继端自身产生的导频信息和处理后的数据信息获得相同的信道增益,因而可以使接收端实现综合链路的信道估计;由于转发的数据信息包含中继链路的增益系数,可以在转发数据信息前对数据信息进行预均衡,然后将预均衡后的数据信息以SFBC方式发送给接收端,将中继端自身产生的导频信息以正交方式发送给接收端,使接收端可以根据中继端产生的导频信息估计出接入链路的信道信息,由于接收端只受到加性噪声的影响,因此综合链路的信道信息的估计更加准确。对于分集转发中继系统的两跳链路,由于第一跳的链路信息已经隐含带在了第一跳的导频信息上了,中继端转发时,这个导频信息上就携带了两跳链路的信道信息,所以接收端只需利用导频信息估计一次就可以得到综合链路信道信息。
本发明实施例可以利用软件实现,相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中,例如,计算机的硬盘、缓存或光盘中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种导频传输方法,其特征在于,所述方法包括:
中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的导频信息以正交方式发送给接收端;
所述将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的导频信息以正交方式发送给接收端,具体包括:
中继端在两个发射天线上分别以SFBC方式发送数据信息,且所述两个发射天线上分别发送的数据信息为:
中继端在两个发射天线上分别发送正交导频信息,且所述两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
其中,ρ为功放器的功放因子,a为中继端接收到的数据信息和导频信息的合并增益,s1和s2为发送端发送的数据信息,n1和n2为数据信息对应的加性噪声,P为发送端发送的导频信息,n为导频信息对应的加性噪声。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;
所述导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;或者,所述导频信息由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理之前,所述方法包括:
中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,将处理后的所述数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端之前,所述方法还包括:
中继端根据处理后的所述导频信息估计中继链路等效信道信息,并用所述中继链路等效 信道信息对处理后的所述数据信息和处理后的所述导频信息分别进行最大比合并MRC。
5.一种导频传输方法,其特征在于,所述方法包括:
中继端对接收到的数据信息进行处理;
将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将中继端产生的导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端之前,所述方法还包括:
对收到的导频信息进行处理;
根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡;
所述将处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,包括:
将预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;
所述导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;或者,所述导频信息由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,中继端对接收到的数据信息和导频信息进行处理之前,所述方法还包括:
中继端接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡之前,所述方法还包括:
中继端根据处理后的所述导频信息估计中继链路等效信道信息,并用所述中继链路等效信道信息对处理后的所述数据信息和处理后的所述导频信息分别进行最大比合并MRC。
9.一种中继设备,其特征在于,所述中继设备包括:
处理模块,用于对接收到的数据信息和导频信息进行处理;
发送模块,用于将所述处理模块处理后的所述数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将处理后的所述导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,所述发送模块,用于在两个发射天线上分别以SFBC方式发送数据信息,且所述两个发射天线上分别发送的数据信息为:
所述发送模块,用于在两个发射天线上分别发送正交导频信息,且所述两个发射天线上分别发送的正交导频信息为:
其中,ρ为功放器的功放因子,a为中继端接收到的数据信息和导频信息的合并增益,s1和s2为发送端发送的数据信息,n1和n2为数据信息对应的加性噪声,P为发送端发送的导频信息,n为导频信息对应的加性噪声。
10.根据权利要求9所述的中继设备,其特征在于,所述数据信息由发射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;
所述导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;或者,所述导频信息由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
11.根据权利要求9所述的中继设备,其特征在于,所述中继设备还包括:
接收模块,用于接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息。
12.根据权利要求11所述的中继设备,其特征在于,所述中继设备还包括:
估计模块,用于根据所述处理后的导频信息估计中继链路的等效信道信息;
最大比合并MRC模块,用于根据所述估计模块估计出的所述中继链路等效信道信息对处理后的所述数据信息和处理后的所述导频信息分别进行MRC。
13.一种中继设备,其特征在于,所述中继设备包括:
处理模块,用于对接收到的数据信息进行处理;
生成模块,用于产生导频信息;
发送模块,用于将所述处理模块处理后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将所述生成模块产生的导频信息以正交方式发送给接收端;
其中,所述处理模块还用于对收到的导频信息进行处理,所述中继设备还包括:
预均衡模块,用于根据所述处理模块处理后的导频信息对处理后的数据信息进行预均衡;
所述发送模块,用于将所述预均衡模块预均衡后的数据信息以空频分组码SFBC方式发送给接收端,并将所述生成模块产生的导频信息以正交方式发送给接收端。
14.根据权利要求13所述的中继设备,其特征在于,所述处理模块处理的数据信息由发 射端将第一数据信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;
所述处理模块处理的导频信息由发射端将波束成形专用的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端;或者,所述处理模块处理的导频信息由发射端将正交的第一导频信息经过波束成形向量进行加权,并经过信道传输给中继端。
15.根据权利要求13所述的中继设备,其特征在于,所述中继设备还包括:
接收模块,用于接收发射端以SFBC方式发送的数据信息和正交的导频信息。
16.根据权利要求15所述的中继设备,其特征在于,所述中继设备还包括:
估计模块,用于根据处理后的所述导频信息估计中继链路的等效信道信息;
最大比合并MRC模块,用于根据所述估计模块估计出的所述中继链路等效信道信息对所述处理后的所述数据信息和处理后的所述导频信息分别进行MRC;
相应的,所述预均衡模块,用于根据所述经过MRC后的导频信息对经过MRC后的数据信息进行预均衡。
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