[发明专利]确定协作通信的用户设备之间的合作度的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统中的信号传输优化方法，具体是一种编码协作通信系统中，以最小化平均通信中断概率为目标的准最佳合作度取值方法。

背景技术

多天线(MIMO)技术是无线通信领域对抗衰落的一个重大突破，它大大提高了无线通信系统的可靠性和信道容量，受到业界的广泛关注。然而，现有制造工艺对移动终端的尺寸和成本有着非常严格的限制，这使得多天线技术在实际设备中的应用面临着很大的困难。并且，由于终端尺寸的限制，使得各天线之间存在一定的相关性，影响了多天线系统的实际性能。

面对此情形，协作通信(Cooperative Cooperation)技术应运而生。这项技术利用了无线通信的广播特性，通过分散在空间各处的节点相互协作以共享各自的天线，由此形成虚拟天线阵列，产生空间分集。理论分析和实验证实，协作通信技术可以提高无线通信系统的吞吐量，改善资源分配的公平性。在蜂窝移动通信系统中，通过移动终端的相互协作，可以有效的改善通信的可靠性，降低掉线率，还能提高蜂窝的覆盖面积。

单天线用户通过共享其天线形成虚拟天线阵的技术最早由Rice大学的Sendonaris等于1998年提出，并由此引起了学术界对协作通信技术的广泛研究。后来，MIT大学的J.Laneman等人提出了协作分集(CooperativeDiversity)的系统模型，以及放大转发(Amplify and Forward)、译码转发(Decode and Forward)等若干协作协议。但由于这几个协议在本质上都是基于重复编码的，所以其数据传输效率受到了很大的限制。基于此状况，UT Dallas大学的Hunter等人提出了编码协作协议(Coded Cooperation)。

编码协作是将协作通信技术与信道编码相结合的产物，堪称协作通信领域在学术上的一次巨大飞跃。假定两个用户通过编码协作进行协作通信，且每个用户的码字长度均为N比特。首先，每个用户把自己要传输的一个码字分成N₁和N₂两部分(可通过使用删除卷积码实现)，满足N₁+N₂＝N。其中N₁比特是原始码字的较弱编码版本，可以对其进行译码以得到原始码字，但其纠错能力较差。在第一个时隙内，每个用户分别传输自己的N₁比特部分，同时接收其合作伙伴的N₁比特码字并尝试对其进行译码。如果用户能够成功地对其合作伙伴的N₁比特码字进行译码(通过检查CRC比特进行判定)，那么在第二个时隙内，该用户传输其合作伙伴的N₂比特码字，否则该用户传输其自身的N₂比特码字。其中，定义N₂/N为编码协作中的合作度α。

经对现有文献检索后发现，目前讨论编码协作的文献中一般都是固定地取合作度为0.75(即传统方案，主要依靠协作伙伴进行传输)，与其对偶的方案便是固定地取合作度为0.25(即主要依靠用户自身进行传输)。经理论分析和仿真实验可知，对于相同的信道状况，不同的合作度将导致不同的中断概率，所以通信期间用户的平均中断概率往往达不到最小值。因此，有必要寻找一种确定合作度的方法，在不致增加很大复杂度的基础上，尽可能地减小用户平均中断概率。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种在每个码字传输期间均选择准最优合作度的动态方法及设备，以实现用户平均中断概率的准最小化。

根据本发明的一个方面，首先基站对用户信道状况进行测量，取得需要的状态参数，然后通过信令方式把相应参数发送给各用户，各用户根据信道参数的具体值来确定当前码字传输周期内所应该采用的合作度，然后与各自的协作用户进行编码协作通信。

根据本发明的实施例，发送信道状态度量参数的步骤包括：以广播的形式将信道状态度量参数从基站发送到无线小区中的各个用户设备。

根据本发明的实施例，发送信道状态度量参数的步骤包括：通过专用控制信道的信令的方式将信道状态度量参数从基站发送到无线小区中的各个用户设备。

根据本发明的实施例，在每个码字的传输开始，都执行所述方法。

根据本发明的实施例，将信道状态参数从基站发送到无线小区中的各个用户设备的步骤包括：将信道状态参数和要使用的协作编码模式发送给各个用户设备。

根据本发明的实施例，测量无线小区中的信道的信道状态参数的步骤包括：利用导频序列反馈方法，测量出当前码字传输周期内的协作用户终端之间的信噪比和用户终端与基站之间的信噪比。