多点协作传输中的联合传输方法

假设节点1发送经过SFBC编码后的第一路数据，节点2发送经过SFBC编码后的第二路数据。则UE侧接收到的来自两个节点的信号分别为：

y1=H1.B1.S1+n1， y2=H2.B 2.S2 +n2

其中Hi.Bi为Nr×1的矩阵，表示为Hei 。则接收方在两个相邻载波的接收信号为：

由公式(2)可以看出，此时UE侧可以利用He i直接按照Alamouti的检测方法进行检测。而He i 为多个发射天线与接收天线之间信道通过Bi 处理得到的相关合并信道，因此可以获得较大的功率增益，同时由于两个节点之间处于不同的物理位置，可以获得更大的分集增益。

当参与协作的节点数目较多时，可以在上述方法的基础上，对节点进行分组，即将协作节点分为两组，同一组内传输相同的一路经过SFBC编码的数据。或者为了获得更大的分集增益，对数据[s 1,s 2,…,s n ]进行SFBC+FSTD的编码，即将

映射为多路数据。并分配到不同的节点传输，例如4个节点进行联合协作传输时，可以进行如下映射：

并将每路数据分别在不同的节点通过波束赋形权值映射到对应节点的多个天线上传输。

2.2 基于相关的多点联合传输方法

预编码技术是指为了简化接收机的检测算法，发射机事先根据信道信息进行一定的预处理。预编码技术分为线性预编码和非线性预编码技术[7-11]。常用的线性预编码技术包括基于信道奇异值分解(SVD)的预编码、基于迫零算法的预编码、基于MMSE算法的预编码等，而非线性预编码中常用的是汤姆林森-哈拉希玛预编码(THP)或脏纸预编码。在当前标准协议的研究讨论过程中，对于预编码技术主要考虑的是基于线性处理的预编码。

本文提出的多点联合传输中的预编码处理方式是将预编码技术与波束赋形技术结合用于多点协作传输。该方案的基本思想是，不同的参与协作传输的节点分别传输经过预编码后得到的一路数据，并将该路数据进行波束赋形之后发送出去。原理框图结构如图2所示。

假设预编码的可用层数目为L，在某载波上待发送的数据为[s 1,s 2,…,s L ]T，预编码矩阵为W 为P×L 维预编码矩阵，其中P 为发送端口(或协作节点)的个数；，为某个发送端口进行波束赋形所用的波束矢量，其中[.]T 表示对矩阵的转置。

在这种方法中，假设协作节点的个数为P，首先，对应每个节点p，可以根据其对应的信道Hp获得波束赋形矢量Bp，也可以通过信道互益性或DOA估计方法获取。经过波束赋形后的等效信道为He p =Hp·Bp，其中Hp为N r×N 的矩阵，则He p 为N r×1的信道矩阵，于是所有节点的等效信道构成N r×P 的信道矩阵He。进一步地，根据He 可以获得用于进行预编码的预编码权值矩阵W。对应于协作节点p，使用预编码权值矩阵中的W 的第p 行Wp 进行预编码处理。因此最终的接收信号为：

式中，Hn'=Hn Bn ,1≤n≤P 为终端测得的参与协作的第n 个节点的信道，为Nr×1维矩阵；Hn,1≤n≤P 为第n个协作节点与终端间的信道，为N r×N t,n 维矩阵；Bn 为方向权值矢量，为N t ,n×1维矢量；Wn',1≤n≤N为1×L 维矩阵。

在上述处理中，每个节点的预处理分为两个过程：(1)预编码处理。每个节点使用预编码权值矩阵中的一行进行预编码处理，从而保证各个节点信号的相关特性。(2)波束赋形处理。保证每个节点的信号在终端所对应的一定角度内，从而获得波束赋形的功率增益。

3 仿真结果

文献[12-14]中分别给出了基于系统帧标号(SFN)和基于循环延迟分集(CDD)的非相关传输方案、基于联合预编码和独立预编码的处理方案以及系统帧标号预编码方案，本文分别基于相关和非相关传输方案与其他方案进行了比较，仿真结果如图3和图4所示。

作者：孙云锋　姜静　胡留军 来源：中兴通讯技术——2010年 第1期　总第89期