[发明专利]基于编码和调制的协作中继通信系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线移动通信技术。

背景技术

无线通信发展至今，人们对无线传输的数据速率和服务质量的要求不断提高与主要传送语音业务的第一代、第二代无线通信系统不同，第三代及第四代无线通信系统还将支持速率高达100Mbps-1Gbps的多媒体宽带数据业务，因此寻求进一步扩大信道容量、改善通信质量的新技术是国内外学术界、产业界普遍关注的问题。

无线信道具有的多径衰落特性是阻碍信道容量增加和服务质量改善的主要原因之一。分集技术可以通过在发射端发射多个信号样本，在接收端合并多个经历独立衰落的信号样本，以对抗无线信道中的衰落。常见的分集方式主要有时间分集、频率分集和空域分集，其中空域分集技术由于不额外占用时间和带宽资源，并且可与其他分集方式相结合，因而更具吸引力。空域分集也称为天线分集，其基本思想是利用空间上分离的多个发射信号样本或多个接收信号样本(多个不相关的信道)来对抗多径衰落。近年来提出的多输入多输出(MIMO)天线技术，通过在接收端和发射端同时安置多个天线，形成MIMO信道结构，从而充分利用了空域资源，大幅度提高了信道容量。

尽管MIMO多天线技术具有明显的优势，并已逐渐被新一代无线通信系统的主流协议所采纳，但仍然存在问题。具体地讲，现有的多天线都设置在基站端，而移动终端则很难安置多天线。这主要有两方面的原因：(1)移动终端对体积、质量和功耗的要求远比基站苛刻得多；(2)理想的MIMO多天线系统要求相邻天线之间的间距要远大于电波波长，并且多个收发天线之间的传输信道是独立的(或至少是不相关的)而移动终端由于体积限制，根本无法做到这一点。为此，研究者一方面提出了等效天线阵和穿戴式天线的概念，另一方面则致力于研究相关信道下的信号设计。然而，这些解决办法收效甚微！实际可获得的信道容量比理想值大打折扣，理想的MIMO多天线技术在实践中步履维艰。

为了打破这种僵局，Sendonaris等人提出了一种新的空域分集技术，即协作分集，使单天线的移动终端也可以实现空域分集。它的基本思想是系统中的每个移动终端都有一个或多个合作伙伴，合作伙伴之间有责任在传输自己信息的同时，帮助其伙伴传输信息。这样，每个终端在传输信息的过程中既利用了自己又利用了合作伙伴的空间信道，从而获取了一定的空间分集增益。现有的研究结果表明：在平衰落环境下，协作分集可以扩大系统容量，提高网络服务质量，改善系统性能。由于协作分集中的合作伙伴共享彼此的天线，从而构成了虚拟的MIMO多天线系统，从这个意义上讲，协作分集为MIMO多天线技术走向实用提供了一条新的途径。

协作分集是一个崭新的研究领域，在国内外已经引起人们的关注。协作分集的思想具有非常广阔的应用前景，可应用于蜂窝移动通信系统、无线Ad hoc网络、无线局域网以及无线传感器网络等多种场合。

由于多径衰落和无线信道的时变性对接收性能带来的恶化是不容忽视的。分集技术可以通过在接收端合并多个经历独立衰落的信号样本以对抗无线信道中的衰落。协作通信平衡衰落的有效手段之一，协作通信按照信号处理方式主要分为：放大中继、解码中继、编码协作几种方式，目前，空时编码协作是一种主要的协作中继通信手段，典型的就是Alamouti发射分集方案，但是，这些方法主要都是针对空间的分集，并且没有将编码和调制考虑进去，不能进一步的提高协作中继的系统性能。

发明内容

本发明的目的是将编码和调制与协作中继通信结合在一起，从而进一步的提高系统的性能。

根据本发明的一方面，提供一种基于编码和调制的协作中继通信系统中的协作中继通信方法，所述系统包括基站、从属中继站和终端，所述方法包括步骤：在第一次传输中，基站将经过调制的数据发送到从属中继站；在第二次传输中，基站将经过调制的数据发送到终端，从属中继站将经过调制的数据发送到终端，其中，从所述从属中继站和基站发送到终端的数据的调制方式不同。

根据本发明的另一方面，一种基于编码和调制的协作中继通信系统，所述系统包括：基站，在第一次传输中，将经过调制的数据发送到从属中继站，在第二次传输中，将经过调制的数据发送到终端；从属中继站，在第二次传输中，将经过调制的数据发送到终端；终端，从所述从属中继站和基站接收经过调制的数据，其中，从所述从属中继站和基站发送的数据的调制方式不同。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性实施例的协作中继通信系统；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的基于解码转发的单个从属中继站与基站进行协作通信的协作中继通信系统的示图；