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Title:
METHOD AND TERMINAL FOR RECEIVING SIGNAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/110967
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention is applicable to the field of communications, and provides a method for receiving a signal. The method comprises: receiving first signals at a first timeslot, the first signals comprising a useful signal sent by a serving base station and an interfering signal sent by an interfering base station; receiving intermediate signals sent by multiple relay stations at a second timeslot, the intermediate signals being intermediate signals obtained after the relay stations perform compression processing on the useful signal sent by the serving base station and the interfering signal sent by the interfering base station, and the useful signal and the interfering signal being received by the relay stations at the first timeslot; and obtaining an estimated value of the transmission vector of the serving base station according to the first signals, the intermediate signals and a receiving matrix. The technical solution provided in the present invention has the advantage of good effect of interference suppression.

Inventors:
WANG RUI (CN)
DU YINGGANG (CN)
CHENG HONG (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/090805
Publication Date:
July 24, 2014
Filing Date:
December 28, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H04B1/10; H04B7/08; H04L1/00; H04L25/02
Domestic Patent References:
WO2010130091A12010-11-18
Foreign References:
CN103117757A2013-05-22
CN1428943A2003-07-09
CN102082632A2011-06-01
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Claims:

O 2014/110967 19 PCT/CN2013/090805

1 3 )^ .201 (C 3,: 权利要求 一种信号接收方法, 其特征在于, 所述方法包括:

在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括: 服务基站发送的有用信 号和干扰基站发送的干扰信号;

在第二时隙接收多个中继站发送的中间信号, 所述中间信号为: 中继站 将中继站在第一时隙接收的服务基站发送的有用信号和干扰基站发送的干 扰信号进行压縮处理后的中间信号;

根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务基站发射向量的估计值。 2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述根据第一信号、 中 间信号和接收矩阵获得服务基站发射向量的估计值具体包括:

Y = q1YB + q2Yb

其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵;

— 十 H^S ― Z -

G

其中,

、 λ 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; z代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; ¾代表第 K个中继的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; ί ··· }为每个中继的 压縮矩阵; 为每个中继的转发预编码矩阵, ^^…^,为每个 中继测量服务基站到终端的下行信道; ·>¾每个中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, S:…, 为干扰基站发送的预编码;

Qz [^Bi T-,B: ... TSBK] = [I I ... I] . 替换页(细则第 26条)

替换页 (细则第 26条) 其中 I表示单位矩阵, R为干扰信号的自相关矩阵 R =∑^=^m^ 。

3、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述根据第一信号、 中 间信号和接收矩阵获得服务基站发射向量的估计值具体包括:

Y = + V "k=l ¾;

Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵,

为终端还原每个中继量化后的中间信号;

、k ~ Hk Zk.

[Q1 P1 Pz.„ Ρ^] = Sc /'(HS_0 S_0A" ΗΛ,一 R— I T R,)a(-1);

= diag{ 0^.. ,0 , δ1,-..,δχ ϊ .. 5 , ...,δ }

Yb为中间信号, 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; Z。代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; Zk代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; 为每个中继的压縮矩阵; 为每个中继的转发预编码矩 阵, {^ —^ 为每个中继测量服务基站到终端的下行信道; {7 …! y每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, 5^·Α¾为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 为 的期望值; I表示单位矩阵, R为 干扰信号的自相关矩阵 R = ^H-S^H"^

4、 一种终端设备, 其特征在于, 所述终端设备包括:

接收单元, 用于在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括: 服务基 站发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信号;还用于在第二时隙接收多个 中继站发送的中间信号, 所述中间信号为: 中继站将中继站在第一时隙接收 替换页(细则第 26条)

替换页 (细则第 26条) 2i w、 '!

D 2014(03. O n ) 的服务基站发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信号进行压縮处理后的 中间信号;

计算单元, 用于根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务基站发射 向量的估计值。

5、 根据权利要求 4所述的终端设备, 其特征在于, 所述计算单元具体 用于根据公式 1计算得到服务基站发射向量的估计值;

Y + Q2i2, 公式 1;

其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵;

、'c = HCS(:c一∑Ά-1 Η"Κη - Ζα 公式 2

Yb = ^=i TkBkPkYk^Z, 公式 3

HkSQXQ - ¾=1 Η Zk 公式 4 其中,

代表第 m个干扰基站的发射数据向量; 代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; ¾代表第 K个中继的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 为每个中继的 压縮矩阵; … ,}为每个中继的转发预编码矩阵, 为每个 中继测量服务基站到终端的下行信道; PV'… · 每个中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, 5:…, 为干扰基站发送的预编码;

Q: [T1B1 T2B2... TKBK] = [I I ... I] .

其中 I表示单位矩阵, 尺为干扰信号的自相关矩阵^: ^^ ^5 ^'"'。

6、 根据权利要求 4所述的终端设备, 其特征在于, 所述计算单元具体 用于根据公式 10计算得到服务基站发射向量的估计值;

替换页(细则第 26条)

替换页 (细则第 26条) 2014/110967 22 PCT^CN2013/090805;:: ι): ■: :

22 D ¾.3 J¾ .2014(0 lcr 其中,

Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵, 为终端还原每个中继量化后的中间信号;

Υπ = ∑ =1 H ;m m ÷ 2; = A +zb

[Qt P1 P:.,. PK] = S0'H'( S_O S_0A' ΗΛ' - R÷ )Λ(— 1).

= diag{ 0^0 , 5li...,51,...)SK>...,SK} Yb为中间信号, 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; zffi代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; i ^ .... }为每个中继的压縮矩阵; (Si-Sz. ·' 为每个中继的转发预编码矩 阵, 为每个中继测量服务基站到终端的下行信道; P —^J每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, 31( 5.¾为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 311为 的期望值; I表示单位矩阵, 为

替换 (细则第 26条)

替换页 (细则第 26条)

Description:
一种信号接收方法及终端

技术领域

本发明属于通信领域, 尤其涉及一种信号接收方法及终端。

背景技术

现有的蜂窝通信系统中的下行数据传输(即终 端从基站或者接入点接收 的数据)实际上是干扰受限的, 即临近同频小区的干扰信号往往比信道噪声 的功率高 20-30dB。现有的技术通常把同频小区的干扰视 噪声而不加抑制, 或者通过单终端的天线对干扰进行抑制。前者 不能够降低干扰对下行通信的 影响; 而后者由于天线数量的限制(单终端的天线数 量往往小于干扰的信号 流数) , 干扰抑制的效果不好。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种信号接收方 法, 旨在解决现有技术的 下行数据传输干扰抑制效果不好的问题。

一方面, 本发明提供一种信号接收方法, 所述方法包括:

在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括: 服务基站发送的有用信 号和干扰基站发送的干扰信号;

在第二时隙接收多个中继站发送的中间信号, 所述中间信号为: 中继站 将中继站在第一时隙接收的服务基站发送的有 用信号和干扰基站发送的干 扰信号进行压縮处理后的中间信号;

根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务基站发射向量的 估计值。 在一方面, 可选的, 所述根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务 基站发射向量的估计值具体包括:

Y = Q a + ; 其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信

替换页 (细则第 26条) 号, Ql为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵;

Y b =∑ξ =1 T k B k P k V k - Z b - Y:: = ^fe-O^C十∑m=l H Uw十 Z fe;

其中,

- 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; ^代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 代表第 K个中继的信 道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; (i ^ ·· 为每个中继的 压縮矩阵; ·' 为每个中继的转发预编码矩阵, 为每个 中继测量服务基站到终端的下行信道; ^…, 每个中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, s : 〜½为干扰基站发送的预编码;

[ i Pi P 2 - P^] = S-/f'(N e S0N' / + R)- 1 ;

Q 2 = [I I ... I]; 其中 I表示单位矩阵, R为干扰信号的自相关矩阵 R二∑i ^X^ 5 '。 在一方面, 可选的, 所述根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务 基站发射向量的估计值具体包括:

^—>k=i ;

其中,

Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵,

为终端还原每个中继量化后的中间信号; ; 、 = H k s c J 0 +∑ί =1 - z k .

[ p z- p K] = SjH'(HS_0 S_Q l Η Λ ' * R - 1 - ^) Λ (-1).

替换页 (细则第 26条) R - diag{ , 8 1 ,... ι δ 1 , δ χ , ..., δ κ )

Yb为中间信号, A ' 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; 代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; iVz ·· 为每个中继的压縮矩阵; 为每个中继的转发预编码矩 阵, 为每个中继测量服务基站到终端的下行信道; 每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, ^ ^¾为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 为 的期望值; I表示单位矩阵, R为 干扰信号的自相关矩阵

第二方面, 提供一种终端设备, 所述终端设备包括:

接收单元, 用于在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括: 服务基 站发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信号 ;还用于在第二时隙接收多个 中继站发送的中间信号, 所述中间信号为: 中继站将中继站在第一时隙接收 的服务基站发送的有用信号和干扰基站发送的 干扰信号进行压縮处理后的 中间信号;

计算单元, 用于根据第一信号、 中间信号和接收矩阵获得服务基站发射 向量的估计值。

在第二方面, 可选的, 所述计算单元具体用于根据公式 1计算得到服务 基站发射向量的估计值;

公式 1 ;

其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Y 为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵;

Y = ―∑^ -! H^S^A^ -r 公式 2 Y b =∑^ =1 T k E k p k Y k ÷ z b 公式 3

Y i: = H k s c x c一 ¾ί=ι Η Γ 5 ":-½ + z k 公式 4 替换页 (细则第 26条) 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; 代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; ¾代表第 K个中继的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 为每个中继的 压缩矩阵; 〔 S:… 为每个中继的转发预编码矩阵, — 为每个 中继测量服务基站到终端的下行信道;^… 每个中继到终端的传输信道;

SO为服务基站发送的预编码, :…^ ί为干扰基站发送的预编码;

Pi i - Ρ.κ1 = S-//'(/iS c S'H ? 十 /— i?)― 1 ; 其中 I表示单位矩阵, R

在第二方面, 可选的, 所述计算单元具体用于根据公式 10计算得到服 务基站发射向量的估计值; k=l ;

其中,

Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵, ¾为终端还原每个中继量化后的中间信号;

HJ 3 „.A,,,一 Z„;

κ fe=l ;

[Q 1 P 1 P z .„ P K ] = S.lH'(HS_0 S_0 A ' H'-'-R- 1+ J'^-l).

= diag{ 0 0 , 5丄, ..., 5丄, ..., δ κ , ..., δ χ )

Y 为中间信号, 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; ^代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; z k 代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰;

替换页 (细则第 26条) ίΡνΡι> 为每个中继的压縮矩阵„2> ^ }为每个中继的转发预编码矩 阵, {Η 0 , Η ν 为每个中继测量服务基站到终端的下行信道; … Λ、}每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, ^ .5 为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 为 的期望值; I表示单位矩阵, R为 干扰信号的自相关矩阵 R =∑ = ^0 '。 在本发明实施例中, 本发明提供的技术方案具有干扰抑制效果好的 优 占。

附图说明

图 1是本发明实施例提供的信号接收方法的流程 ;

图 2是本发明具体实施方式提供的第一种仿真效 图;

图 3是本发明具体实施方式提供的第二种仿真效 图;

图 4是本发明实施例提供的终端结构示意图;

图 5是本发明实施例提供的终端硬件结构示意图 具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清 楚明白, 以下结合附图及 实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本发明, 并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种信号接收方法, 该方法由终端执行, 该方法的蜂 窝通信系统的场景如下: 系统中包括一个服务基站, M个同频干扰基站,一 个接收终端, K个中继。 其中 K为大于等于 1的整数。

系统接收包括两个时隙:第一个时隙,终端和 K个中继都接收来自服务 基站的信号和临近同频小区的基站的干扰信号 ;第二个时隙中, K个中继向 终端转发中间信号。 本发明实施例中, 把中继向终端传输信号的链路称为

D2D (device-to-device) 链路。

替换页 (细则第 26条) 该方法如图 1所示, 包括:

511、 移动终端在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括: 服务基 站发送的服务信号和临近同频小区的基站发送 的干扰信号;

512、 移动终端在第二时隙接收中继站发送的中间信 号, 所述中间信号 为: 所述中继站将所述服务信号和干扰信号进行压 縮处理后的中间信号;

513、 移动终端根据第一信号、 中间信号和接收矩阵计算得到服务基站 发射向量的估计值。

本发明具体实施方式提供的方法将信号的发送 分为两个时隙,这样根据 第一时隙接收的第一信号,第二时隙接收的中 间信号以及接收矩阵计算得到 服务基站发射向量的估计值, 由于该服务基站发射向量的估计值是计算得到 的, 在计算时就已经考虑到下行数据传输干扰的抑 制, 所以其具有下行数据 传输干扰的抑制效果好的优点。

其中, 实现 S13的方法具体可以为:

Y = Q 。 + Q 2 ; ( 1 ) 其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵。

= ¾5 0 ¾ -∑¾ =1 - Ζ α (2)

Y b =∑^^ T k B k P k Y k - Z b (3) 其中,

'代表第 m个干扰基站的发射数据向量; ^代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 其中 z k 代表第 K个中继 的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; { ··' 为每个中 继的压縮矩阵; 为每个中继的转发预编码矩阵,

每个中继测量服务基站到终端的下行信道; {^ }每个中继到终端的传输 信道; so为服务基站发送的预编码, ^ …^为干扰基站发送的预编码。 替换页 (细则第 26条) 其中实现 S13的方法具体可以为:

方式 1、 将第一信号和中间信号分别与第一时隙接收矩 阵和第二时隙接 收矩阵相乘后相加得到服务基站发射向量的估 计值。

方式 2、 将第一信号与第一时隙接收矩阵相乘后加上量 化后的中间信号 得到服务基站发射向量的估计值。

下面以具体的算法来说明上述方式 1的实现方式:

在进行第一时隙接收信号之前,终端和每个中 继测量服务基站到自己的 下行信道 终端和中继还对干扰基站的干扰信号信息进行 测量。 终端还测量每个中继到自己的传输信道 。

终端在第一个时隙收到的信号为 = -∑^ =1 ^S m X m ― Z,其中;^ 代表第 m个干扰基站的发射数据向量 (m=0时代表服务基站的发射数据向 量) , ^代表终端的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; K 个中继中生成中间信号的压縮矩阵为 , Ρκ ; 转发的预编码矩阵为

S it S . ..., B K o 终端在两个时隙的接收矩阵为 和 .

服务基站到 K个中继和接收端的信道矩阵分别为 和 。

第 m(m=l,2,..., m)个干扰基站到 K个中继和接收端的信道矩阵分别为

H . H , ..., Η 禾口 H

K个中继到终端的信道分别为^ τ :' τ

服务基站和干扰基站的发射预编码分别为 s e和 s M .

K个中继的天线数量为 ^'^…^^ 服务基站发射的数据流数为 。 第 k ( k=l,2,...,K ) 个中继在第一个时隙收到的信号为 = k S c X c ^l ^ H^ X i - Z k , 其中 Z k 代表第 K个中继的信道噪声和来自

M个干扰基站以外的所有可能干扰。

终端在第二个时隙收到的信号为 τ Α ρ Λ + ,其中 代表终端

替换页 (细则第 26条) 在第二时隙的信道噪声和所有可能的干扰。

两个时隙接收到的信号,经过终端接收矩阵处 理并且合并后的信号向量 为 Y Q 2 .终端将 Y 视为服务基站发射的数据向量 X0的一个估计值, 并且开始解调, 解码等信号检测。 终端和中继可以根据服务基站发射的导频分别 测量 和 · ' -。 为 了提高信道测量的精度, 下面介绍了一些可行的方法:

服务基站可以使用更长的导频序列, 协助用户进行信道测量; 服务基站可以同干扰基站协调,使得在服务基 站发射下行导频的时频资 源中, 干扰基站不发射任何信号。

此外,终端和中继测量干扰基站的干扰信息的 目的是获取干扰信号的自 相关矩阵。下面介绍一个可行的方法获得干扰 信号自相关矩阵的近似, 也可 以采用其他方法获取干扰信号的自相关矩阵:

服务基站在若干时频资源上不发射任何数据, 用于用户检测干扰信号。 记这些时频资源块的编号为 1 2,...,L ; 记终端在这些时频资源上测量到的 信号向量 (列向量)为 ' , 记第 k个中继在这些时频资源上测量到的信 号向量为(¾> …' ^1

每个中继(记为第 k个中继)把测量到的干扰信息 i 1 ^ 反馈给终 。 记 - ^'^ ^,则用户终端可以把^ ^作为干扰信号的自相关 矩阵的近似, 其中 A'代表向量 (或者矩阵) Α的共轭转秩, 上述 A仅仅是 矩阵或向量的表示形式。

传输参数的计算可以归结为一个数学上的优化 问题。以下给出这个优化 问题的建模:

终端的已知参数:

服务基站到终端和中继的下行信道矩阵 H = [« Ηί - 每个中继到终端的 D2D信道信息 ί ;

替换页 (细则第 26条) 干扰信号的自相关矩阵 = K s m s '的近似值, 其中

H =[Hr'Hr'〜 H ]'。 为了方便说明, 下面把自相关矩阵的近似值也称为自 相关矩阵。

终端要求解的未知参数 (即传输参数) : 每个中继的压缩矩阵

每个中继的转发预编码矩阵 ί^ :… :}; 两个接收时隙中的接收矩阵 参数求解问题的公式化描述:

\ k P k Y k Y^B k r }) < a k) k = l > 2 > ...,K

其中函数 f(A)代表一个从矩阵 A到实数域的映射, 例如可以是矩阵 A 的 秩 ( trace ) ; E C¾ , .... -¾}ί·] 代 表 对 所 有 可 能 的 求 数 学 期 ΡίΛ Ρ^¾])代表第 k个中继的转发功率。

上述问题的最优解可以用迭代的方法求出, 但是由于计算复杂度过高, 该解不一定实用。 下面给出了上述问题的一个低复杂度的次优算 法: 下行链路中, 将终端和所有的中继视为一个整体, 构成一 个 接 收 服 务 基 站 有 用 信 号 的 LMMSE 接 收 机 : [QiPi Pz■·■ Ρκ] = '(/^。SW + / - Ry 其中 I代表单位阵。

D2D链路中, 构造 和 {B^B^使得 [: 7^ 2 〜7^, ? ]=[11 1], 其中

1代表 < 的单位矩阵。 构造的方法可以有多种选择, 例如, iBi ^)为天 线选择矩阵 (即中继 k在 根天线中选择 根天线转发 ; Q 2 = Q^Q 其 中 为 -4 = [ t B t Γ : Β 2 ... Τ Κ Β Κ ]的伪逆 (Α'Α) - ' ; Qi = [I I ... I]。 如方式 1所示的方法的仿真如图 3所示,在仿真中比较如下两种下行传 输方案:

替换页 (细则第 26条) 单个多天线终端利用 LMMSE进行干扰抑制和信号接收;

一个多天线终端联合两个移动终端利用本实施 例提出的方案进行干扰 抑制和信号接收。

其中, 如图 2所示, 曲线 1代表单终端单中继各为 4根天线的仿真效果 图; 曲线 2代表单终端单中继各为 6根天线的仿真效果图; 曲线 3代表单终 端单中继各为 8根天线的仿真效果图;曲线 4代表单终端两个中继各为 4根 天线的仿真效果图;曲线 5代表单终端两个中继各为 6根天线的仿真效果图; 曲线 6代表单终端两个中继各为 8根天线的仿真效果图。

仿真的具体参数设定如下:

每个小区分为 3个扇区; 考虑 3 Tiers内 8个同频基站的干扰; 服务基站使用 64QAM, Convolutional Code ¾, 发射两个数据流; 每个干扰基站各发射 4个数据流;

移动中继到移动终端的距离为 10米

考虑三种终端和中继的天线配置: 4, 6, 和 8。

仿真结果中, 横坐标代表服务基站到终端的距离, 纵坐标代表数据包的 比特误码率 (误码率越高, 信号接收质量越低) 。 可以看到使用本实施例时 的信号接收性能远高于单个终端进行信号接收 的性能:例如当终端和中继各 有 6根天线的时候, 单终端在 90m处的 BER达到了 10-3;而如果联合两个 中继进行协助的话, 同样的 BER接收性能, 终端可以位于距服务基站 200 米左右。即通过本发明, 64QAM+CC3/4的服务范围(假定目标 BER为 10-3) 扩大了 100多米。 这将大大提升系统的吞吐量。

下面以具体的算法来说明上述方式 2的实现方式:

该系统中包括一个服务基站, M个同频干扰基站, 一个接收终端, K个 中继。

系统接收包括两个时隙: 第一个时隙中, 终端和中继都接收来自多个基 站的干扰; 第二个时隙中, 中继向终端转发中间信号。 本发明中, 把中继向

替换页 (细则第 26条) 终端传输信号的链路称为 D2D (device-to-device) 链路。

K个中继的压缩矩阵分别为 ; 转发预编码矩阵分别为 终端在第一个时隙的接收矩阵为 。

服务基站到 K个中继和接收端的信道矩阵分别为 和 。 服务基站周围共有 M个同频的干扰基站,其中第 m(m=l,2,...,M)个干扰 基站到 K个中继和接收端的信道矩阵分别为 和 Η .

K个中继到终端的信道分别为

服务基站和干扰基站的发射预编码分别为 ^和^ …^.

K个中继的天线数量为 服务基站的天线数量为 Λ'。, 发射的 数据流数为 。

本实施例的主要步骤如下:

信道及干扰检测: 终端和每个中继测量服务基站到自己的下行信 道

βί Η ... , Η κ } ο 终端和中继还对干扰基站的干扰信号信息进行 测量。 中继把 测量到的信道信息和干扰信息传输给终端。信 道信息和干扰信息的测量可以 参照实施例一。 同时, 终端还测量每个中继到自己的传输信道 : Γ Α ,}。

参数计算: 终端根据自己测量到的信道信息和干扰信息, 以及中继反馈 的信道信息和干扰信息计算:

a) 每个中继的压縮矩阵 ' "' > Ρκ);

b) 每个中继的转发预编码矩阵 i^' S: · ·· ' } ;

c) 终端第一个时隙的接收矩阵 ;

第一时隙接收: 在第一个时隙, 中继和终端都接收来自服务基站的有用信号 和干扰基站的干扰信号。

压縮转发: 在第二个时隙, 第 k (k=l,2, ...,Κ)个中继先将接收到的信号乘 上它的压縮矩阵 (压縮矩阵把' 维度的接收信号向量压缩为 维度的中间

替换页 (细则第 26条) 信号向量)生成中间信号; 然后对中间信号进行量化, 对量化后的比特进行 编码和调制, 通过转发预编码矩阵 转发给终端。

联合信号检测: 终端逐一检测每一个中继的转发信号, 进行解调和解码, 获 得每一个中继量化后的中间信号,将这些中间 信号和第一时隙内的接收信号 (乘上 Q1后) 合并, 生成服务基站发射向量的估计值。

系统中的信号处理的描述如下:

终端在第一个时隙收到的信号为 + Z。,其中

- 代表第 m个干扰基站的发射数据向量 (m=0时代表服务基站的发射数据 向量) , ^代表信道噪声和来自 M个干扰基站意外的所有可能干扰。

第 k (k=l,2,...,K) 个中继在第一个时隙收到的信号为

Y, = H ¾ S D ^ -∑¾ =1 H¾^ ÷ Z ¾ ) 其中 z k 代表信道噪声和来自 M个干扰基站 意外的所有可能干扰。

第 k (k=l,2,...,K) 个中继进行压缩后生成的中间信号为 = ^ , 量化 后的中间信号为 = ^ - , 其中 代表量化误差。

第 k (k=l,2,...,K)个中继对 进行信道编码和调制后生成的转发信号为

%.

终端在第二个时隙收到的信号为 其中 代表终端 在第二时隙链路的信道噪声和所有可能的干扰 。

终端还原每个中继量化后的中间信号 ,进行合并生成 Y

终端将 γ视为服务基站发射的数据向量 的一个估计值, 并且开始解调, 解 码等信号检测。

传输参数的计算

假定中继转发信号的信道编码足够强,终端对 中继转发信号的检测没有 错误, 参数计算可以分为两个独立的步骤:

计算

替换页 (细则第 26条) 计算 B 2I .„. }: 中继转发矩阵 }的计算可以参照现有的多 用户 ΜΙΜΟ上行预编码的计算方法, 不属于本发明的保护范围。 同时, 终 端对中继转发信号的检测, 解调和解码均为常用技术。

由于假设 D2D信道的传输没有错误, 终端可以还原出每个中继量化后 的中间信号 ' ·〜 ,因此, 终端可以根据 ί γ ί · ¾}和 进行联合信号检测。 具体而言, 参数^ ρ ζ · ^}和 i的计算可以归纳为如下数学的优化问题:

其中函数 f(A)代表一个从矩阵 A到实数域的映射, 例如可以是矩阵 A 的秩 (trace) ; f ^ ' ¾ ' 代表对所有基站的所有可能发射向量 ... A' M ],噪声以及量化误差求数学期望。 当函数 f(A)=tra C e(A)的时候, 上述问题最优解的闭式表达为:

[Qi i Ρ '" = SW(HS— 0S_0'" HA'— R— I - RJ'(— 1:,其中 R代表干扰的自相关

R^, = diag{ 0,..^ ,δ 1 ,,.,,δ 1 ,...,δ κ , ...,o K }

矩阵, I代表单位阵, ϋ, 为½的期望值。

方式 2的仿真结果如图 3所述,其中,曲线 1为单终端单中继在 8根天线 时的仿真图;曲线 2为单终端多中继在 8根天线时的仿真图;仿真的具体 参数设定如下:

• 每个小区分为 3个扇区; 考虑 3 Tiers内 8个同频基站的干扰; • 服务基站使用 64QAM, ConvolutionalCode¾, 发射两个数据流; • 每个干扰基站各发射 4个数据流;

· 移动中继到移动终端的距离为 10米

• 终端和终端都配置 8根天线。

从仿真结果中可以看到本实施例可以大大提升 下行的吞吐量:假定目标 的 BER为 10-3,本实施例可使 64QAM+CC3/4的使用半径从 100米扩展到 250 米以外。换句话说, 使用本实施例的时候, 对于 100米处的终端基站可以使

替换页 (细则第 26条) 用速率更高的调制编码模式。 因此系统吞吐量将大幅度提升。

本发明具体实施方式提供一种终端设备, 上述终端设备如图 4所示, 包 括:

接收单元 41, 用于在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括:服务 基站发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信 号;

接收单元 41,还用于在第二时隙接收多个中继站发送的 间信号,所述 中间信号为:中继站将中继站在第一时隙接收 的服务基站发送的有用信号和 干扰基站发送的干扰信号进行压縮处理后的中 间信号;

计算单元 42,用于根据第一信号、中间信号和接收矩阵 得服务基站发 射向量的估计值。

可选的, 计算单元 42具体用于根据 Y - 计算得到服务基站 发射向量的估计值;

其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵;

γ。 = Η ΰ 5 κ α十∑ =i - Ζ β ;

、b ^k

~ ^ί^ΰ^ΰ·了∑'ϊή = 1 Η ·5".Ί― Z fc

其中,

A 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; ^代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; z k 代表第 K 个中继的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; i^i^2. '}为每个中继的 压縮矩阵; ... , 为每个中继的转发预编码矩阵, ( 为每个 中继测量服务基站到终端的下行信道; }每个中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, ^ ,. f 为干扰基站发送的预编码;

其中 I表示单位矩阵, R为干扰信号的自相关矩阵 ∑i ^ ^f。

替换页 (细则第 26条) 可选的,计算单元 42具体用于根据 Y = Qi F c ^ ¾=ι 计算得到服务 基站发射向量的估计值;

其中,

Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵, 为终端还原每个中继量化后的中间信号;

[Qi p i p z-- ] = S H'(HS— 0S_0 A ' H A R— I丄 ^) Α (-1).

= diagf ^^ , & 1 ,...,8 1 , ...,ύ κ , ,.,,S K )

Y 为中间信号, 代表第„!个干扰基站的发射数据向量; 代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; 为每个中继的压縮矩阵; 为每个中继的转发预编码矩 阵, { Εί //^·· > }为每个中继测量服务基站到终端的下行信道 {τ,…, 每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, ^ ,. ; 为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 为 的期望值; I表示单位矩阵, R为 干扰信号的自相关矩阵 R = = ^^' 5 '。

本发明具体实施方式提供一种终端设备, 上述终端设备如图 5所示, 包 括: 处理器 501、 存储器 502、 通信接口 503和总线 504。

处理器 501、 存储器 502、 通信接口 503通过总线 504相互连接; 总线

404可以是工业标准架构体系 (Industry Standard Architecture, ISA) 总线或 外围组件互联 (英文: Peripheral Component Interconnect, 简称: PCI) 总线 等。 替换页 (细则第 26条) 上述的处理器 501可以是通用处理器, 包括中央处理器 (英文■· central processing unit, 简称 CPU) 、 网络处理器 (英文: network processor, 简称 NP) 等。

存储器 502, 用于存放程序。 具体地, 程序可以包括程序代码, 所述程 序代码包括计算机操作指令,该程序用于指示 处理器 501发出计算机操作指 令。 存储器 502可能包含高速随机存储器 (英文: random-access memory, 简称: RAM)存储器,也可能还包括非易失性存储器(no n-volatile memory), 例如至少一个磁盘存储器。

通信接口 503在第一时隙接收第一信号, 所述第一信号包括:服务基站 发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信号; 在第二时隙接收多个中继站发 送的中间信号, 所述中间信号为: 中继站将中继站在第一时隙接收的服务基 站发送的有用信号和干扰基站发送的干扰信号 进行压縮处理后的中间信号; 处理器 501用于根据第一信号、中间信号和接收矩阵获 得服务基站发射 向量的估计值。

可选的, 处理器 501 具体用于根据^^:^ ^,^^计算得到服务基站 发射向量的估计值;

其中, Y为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Yb为中间信 号, Q1为第一时隙的接收矩阵, Q2为第二时隙的接收矩阵; Z b;

、k ~ H k S X 一∑ 1=1 H^S^. ,,,― 2 k

其中,

代表第 m个干扰基站的发射数据向量; 代表终端在第一时隙的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; ¾代表第 K个中继的信 道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; (Ρ^Λ … 为每个中继的 压縮矩阵; i^ s 2 一 为每个中继的转发预编码矩阵, ···' }为每个

替换页 (细则第 26条) 中继测量服务基站到终端的下行信道; - > 每个中继到终端的传输信道; so为服务基站发送的预编码, ^ s:' 为干扰基站发送的预编码;

Q 2 [ χΒ, Γ : Β .7¾] = [Π,.,Ι】;

其中 I表示单位矩阵, R为干扰信号的自相关矩阵 R =∑ ^

可选的, 处理器 501具体用于根据 Y = Qi y a +∑ί=ι 计算得到服务 基站发射向量的估计值;

其中,

Υ为服务基站发射向量的估计值, Ya为第一信号, Q1为第一时隙的接 收矩阵, ¾为终端还原每个中继量化后的中间信号;

Κ

Y b = z T k B 十 b

[¾ P t P 2 ... P K ] = S H'(HS_0 S_0' v ' Η Λ ' - R- 1+ R,) RT (-1).

= dia , ... ...,δ-^}

卜 - 菜

Yb为中间信号, 代表第 m个干扰基站的发射数据向量; z 2 代表终端 在第一时隙的信道噪声和来自 m个干扰基站以外的所有可能干扰; 代表 第 K 个中继的信道噪声和来自 m 个干扰基站以外的所有可能干扰; ίί ' 为每个中继的压縮矩阵„:' }为每个中继的转发预编码矩 阵, : ί为每个中继测量服务基站到终端的下行信道 · 每个 中继到终端的传输信道; SO为服务基站发送的预编码, ^ ·· 为干扰基 站发送的预编码, 代表量化误差; 为½的期望值; I表示单位矩阵, R为 干扰信号的自相关矩阵 R

上述单元和系统实施例中,所包括的各个模块 或单元只是按照功能逻辑

替换页 (细则第 26条) 进行划分的, 但并不局限于上述的划分, 只要能够实现相应的功能即可; 另 外, 各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区 分, 并不用于限制本发明 的保护范围。

本领域技术人员可以理解,本发明实施例提供 的技术方案全部或部分步 骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成。比 如可以通过计算机运行程来完 成。该程序可以存储在可读取存储介质, 例如, 随机存储器、磁盘、光盘等。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 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 替换和改进等, 均应包含在本 发明的保护范围之内。

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