[发明专利]OFDMA系统中的空时协作分集方法

说明书

技术领域

本发明属于无线数字通信技术领域。具体涉及一种OFDMA系统下的协作分集方法，用于无线网络中的协作通信。

背景技术

在无线通信中，空时编码技术综合空间分集和时间分集的优点是从多个天线发送信号可以同时获得分集增益和编码增益，大大提高了系统的频带利用率。然而，在某些情况下，并不适宜配备多天线，例如无线通信中的上行链路由于移动端受到体积、功耗和工艺等多方面的限制，使在其上安装多个天线很难实现，这样就极大的限制了空时编码技术的应用。为了解决此问题，一种虚拟的MIMO技术——协作分集技术得到了很大的发展。协作分集技术可以使终端按照一定的规则共享彼此的天线进行信息传输，为空时编码技术在无线通信中的实现提供了一条崭新的途径。

协作分集系统一般分为两个阶段。第一阶段每个终端传输自己的信息，其它终端和接收端接收信息。第二阶段，终端之间相互协作传输信息到接收端。如果接收端可以在两个阶段都接收到信息，那么将两个阶段接收到信息进行联合译码，可以有效的降低系统误码率。

图1显示了一种协作分集系统的常用模型，该模型以6个终端和1个接收端为例。在协作的第一阶段，由终端1发送信息到其它终端和接收端，在协作的第二阶段，由终端2、5和6进行空时协作将信息发送到接收端。

已有的各种空时码的设计大多针对平坦衰落信道，而实际中的无线信道大都为频率选择性衰落信道，此时空时码的设计变得比较复杂。而利用正交频分复用OFDM技术可以把频率选择性衰落信道变为多个并行平坦衰落信道。因而，在频率选择性衰落信道下，常常把空时编码技术和OFDM技术结合起来使用。例如使用OFDM-TDMA方法进行协作时，每个用户在协作的各个阶段用自己所分配的子载波发送自己或者协作伙伴的信息。

由于协作分集系统有两个协作阶段，因此OFDMA系统中的协作分集系统需要对两个阶段分配子载波。目前子载波的分配方法可以采取预先分配或者动态分配的方法。预先分配的子载波方法给每个终端划分连续的子载波或者有固定间隔的一系列子载波。动态分配的子载波方法可以根据各个终端的信道状况等动态地进行子载波分配。由于在协作的第一阶段，每个终端发送的信息是发送给所有其它终端和接收端的，因而使用动态分配的方法代价很高，也很难达到动态分配的最佳效果。为此第一阶段分配子载波时常采用固定分配子载波的方法。

图2和图3显示了OFDMA空时协作时的一般子载波分配方案。图2中，在协作的第一阶段，终端1、2...n在各自所分配的子载波集k1、k2...kn上发送各自的信息。当终端n发送信号时，其它终端接收终端n的信号。在协作的第二阶段，其它终端在终端n的子载波发送各自中继的空时码字分量，即进行空时协作将信息发往目的端。图3以3个终端为例，给出了上述空时协作的示意图。在图3中，第一阶段的Sn表示终端n的信息，第二阶段Snm代表终端m所转发的终端n的空时码子分量。

在协作的第一阶段，现有的子载波分配方法通常是给每个终端分配一部分连续的子载波，因此使得第一阶段发送的每个线性分散码的码子分量均经历了同样的衰落，这样当协作的第二阶段采用线性分散码进行空时协作时，接收端就不能有效利用第一阶段信息和第二阶段信息进行联合译码，使得系统的性能提升受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有子载波分配方法的不足，提供了一种OFDMA系统中的空时协作分集方法，使接收端能够有效的将第二阶段接收到的空时协作信息与第一阶段接收到的直传信息合并后译码，降低系统的误码率。

实现本发明目的技术方案是：在协作的第一阶段，根据OFDM子载波的相关性对每个终端分配子载波，在协作的第二阶段，由接收端联合两个阶段接收到的信息进行译码。其步骤如下：

1)确定参加协作的终端数，并指定协作时使用的线性分散码；

2)根据OFDM的子载波的相关性为每个参加协作的终端分配协作第一阶段的子载波，采用现有的动态或静态载波分配方法为协作第二阶段分配子载波；

3)在协作的第一阶段，由OFDMA系统中的任意一个终端n，在分配的子载波上向其它终端和接收端发送线性分散码LDC；

4)OFDMA系统中的任意一个终端m，接收到终端n发送的LDC码字信息后通过CRC校验进行正确性检验，如果终端m正确接收到终端n的信息，则上报系统请求参加协作，否则终端m不参加协作；

5)确定参加协作的终端和每个终端发送的LDC码字行分量；

6)在协作的第二阶段，由参加协作的终端向接收端发送各自的协作信息；