专利名称：用于三节点双向合作的多输入多输出网络编码的放大和转发中继方案的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种三节点合作方案，以辅助IEEE802.1ln草案标准的双向传输(通 目)。
背景技术：
在组播和广播应用中，通过有线和/或无线网络从服务器向多个接收机传输数据。本文所使用的组播系统是一种服务器向多个接收机同时传输相同数据的系统，其中接收机形成所有接收机的子集，该子集高达并包括所有接收机。广播系统是一种服务器向所有接收机同时传输相同数据的系统。即，定义的组播系统可以包括广播系统。
考虑具有一个接入点(AP)和若干节点的组播(下行链路)和多接入(上行链路) 信道。在ΙΕΕΕ802.1ln草案标准中，引入反向(RD)协议，以在传输时机(TXOP)内快速调度双向业务流。反向协议容许(允许)已经获得TXOP的节点准许至另一节点的反向传输，而同时仍控制ΤΧ0Ρ。如果节点之间的信道条件不足(不良)，则两个节点之间的传输遭受损失。遭受损失会降低数据速率和/或吞吐量。
在ΙΕΕΕ802.1ln草案标准中，如图1中已经提出了反向(RD)协议。ΙΕΕΕ802.1ln 草案标准的反向协议仅对两个节点之间的双向传输进行调度。每个节点既是源节点也是目的地节点。在ΙΕΕΕ802.1lnWLAN标准中不存在用于三节点双向传输的调度协议。图1示出了使用半双工中继节点(RN)的传统单向合作。图1a示出了第一通信级，其中，节点I向节点2和RN 二者传输(发送、传输)数据Sp图1b示出了通信级2，其中RN向节点2传输(传送、发送)数据S1。即，RN向节点2传输(通信、转发、发送)数据S1作为矣。相应地，在第三通信级(并未示出)中，节点2向节点和RN 二者传输(发送、传送)数据S2。在第四级通信中，RN向节点i传输(通信、转发、发送)数据毛。即，RN向节点i传输(通信、转发、 发送)数据S2作为I。因此，在传统方法中，存在四个级(阶段)来完成使用半双工RN的通信，以辅助节点和节点2。
相应地，在单个天线系统中使用解码和转发、软解码和转发以及放大和转发，以及当!^ = L2 = i和1^ = 2等的情况，已经研究了具有三个级网络编码的三节点双向合作(即， RN处从节点(源和目的地)接收信号是正交的(分离的))。注意，LiQ = 1，2，R)分别表示节点1、节点2和RN处的天线数目。本发明利用节点处的任意天线数目使用针对一般MIMO 情况的放大和转发。这一点在申请人一直的任何公开中还没有得到解决。发明内容
如本文所使用的，节点包括(但不限于)基站(STA)、移动设备、移动终端、双模智能电话、计算机、膝上型计算机或任何 其他能够在IEEE802.1ln草案标准下操作的等同设备。
考虑具有一个接入点(AP)和若干节点的组播(下行链路)和多接入(上行链路) 信道。在IEEE802.1ln草案标准中，引入反向(RD)协议，以在传输时机(TXOP)内快速调度双向业务流。反向协议容许(允许)已经获得TXOP的节点准许至另一节点的反向传输，而同时仍控制ΤΧ0Ρ。然而，当两个节点之间的信道状态(信道条件)不足以在两个节点提供快速且可靠的传输，则可以涉及通过第三节点(半双工中继节点(RN))的合作，来辅助传输 (通信)。当这两个节点之间的传输涉及通过第三节点(半双工中继节点(RN))的合作时， 情况变得更复杂，并且可以利用无线网络编码来进一步增加系统吞吐量。每个节点既是源节点也是目的地节点。
在本发明中，如图2所示并且如以下更全面描述的，将无线网络编码引入到系统中并且与双向合作相结合来增加系统吞吐量。本发明描述了一种折中三节点双向合作情况中的网络编码放大和转发(NCAF)中继方案。
在本发明的三节点双向合作方案中，两个节点(节点I和节点2)既是源节点也是目的地节点，并且RN是中继节点，辅助节点I与节点2之间的双向传输。中继节点(RN)顺序地从节点i和节点2 二者接收信号，将两个信号与针对这两个信号的预编码矩阵相组合， 并且向正交信道上的两个节点广播混合信号。每个节点(源和目的地)从其他节点接收期望信号的传输(传送)，并且从RN接收混合信号的传输(传送)。每个节点可以基于其对发出(传输、传送)信号的认识联合解码期望的数据。图3中示出了该处理，以下进一步描述。本发明不仅描述了上述网络编码的放大和转发(NCAF)中继方案，而且还解决了 RN处针对从节点(源和目的地)接收的信号的预编码矩阵的设计问题，使得最大化在RN处遭受总功率约束的双向合作系统的瞬时容量，给出了以下两 种情况下的信道状态信息(CSI)。
(I)在RN处没有直接链路的CS1:在RN处仅已知从节点(源和目的地)到RN的信道以及从RN到节点(源和目的地)的信道的CSI。在RN处不知道两个节点(源和目的地)之间的信道的CSI。
(2)在RN处具有直接链路的CS1:在RN处仅已知从节点(源和目的地)到RN的信道、从RN到节点(源和目的地)的信道以及两个节点(源和目的地)之间的信道的CSI。
在本发明的网络编码的放大和转发(NCAF)中继方案中，RN不再如在传统放大和转发合作中从一个节点向另一个节点转发放大的接收信号。取而代之，RN通过首先将从两个节点接收的两个信号与预编码矩阵相乘来组合这两个信号。然后，RN广播(组播)包含了双向业务流的混合数据的组合信号。每个端节点从RN接收信号，然后节点基于对其发出 (传输、传送)信号的认识联合解码其期望信号。在合作中仍存在分集。
可以证明本发明的NCAF中继方案对于未来IEEE802.1ln非常高吞吐量(VHT)草案标准是必要的。本发明的NCAF中继方案的优点在于，在中继节点(RN)处仅需要简单处理，即，线性预编码。该NCAF中继方案还与使用放大和转发中继方案的传统合作可兼容。本发明的NCAF中继方案还解决了 RN由于RN处配备的天线数目不足而不能解码接收的数据时的问题，并且对于任意多天线系统始终可行。
描述了一种方法和设备，包括在第一信道的第一时隙中接收包括第一数据的第一信号；在第二信道的第二时隙中接收包括第二数据的第二信号；确定第一预编码矩阵； 确定第二预编码矩阵，对第一数据应用第一预编码矩阵，以产生预编码的第一数据；对第二数据应用第二预编码矩阵，以产生第二预编码的数据；通过将预编码的第一数据和预编码的第二数据相组合来产生第三信号；并且在第一信道和第二信道上传输第三信号。还描述了一种方法和设备，包括传输第一信号；接收第二信号；并且通过去除第一训练序列并去除第一信号来联合解码包括第一训练序列的第二信号。
当结合附图阅读时根据以下详细描述可以更好地理解本发明。附图包括以下简要描述的图
图1示出了放大和转发中继方案。
图2示出了使用半双工中继节点的针对本发明的双向合作的网络编码的放大和转发中继方案的操作。
图3a是本发明的网络编码的放大和转发中继方案的传输侧示例性实施例的操作的框图。
图3b是从节点I的视角本发明的网络编码的放大和转发中继方案的接收侧示例性实施例的操作的框图。
图3c是从节点2的视角本发明的网络编码的放大和转发中继方案的接收侧示例性实施例的操作的框图。
图4是针对本发明的网络编码的放大和转发中继方案的总体简要示例性帧结构， 但不具有源节点处的波束形成。
图5是针对本发明的网络编码的放大和转发中继方案的总体简要示例性帧结构， 具有源节点处的波束形成。
图6是从节点(源和目的地)视角的本发明的示例性实施例的流程图。
图7是从中继节点视角的本发明的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
图2示出了使用半双工中继节点的针对本发明的双向合作的网络编码的放大和转发中继方案的操作。图2a示出了第一通信级，其中，节点I向节点2和RN —者传输(发送、传送)数据S1。在图2b所示的第二通信级中，节点2向节点i和RN 二者传输(发送、传送)数据S2。在图2c中所示的第三通信级中，RN组合(混合)数据矣+ ，以向两个节点 !和节点2传输(传送)。通过对数据S1和数据S2应用预编码矩阵，来形成次+毛。数据的组合矣+式是f (SJS2)。因此级数已经从四个级减少到三个级。应当注意，除了对数据应用预编码矩阵，也可以对数据应用波束形成矩阵。
首先介绍系统模型和一些符号。Xi是从节点，传输的信号(i = 1,2, R，并且节点 κ表示RN)。Qi是节点i处的波束形成矩阵，并且如果不使用波束形成则Qi是单位矩阵。Hij 是从节点^到节点i的信道矩阵。Yu和Hu是从节点^到节点i的接收信号和噪声，假定元素是具有方差<的独立并相同分布的高斯。Wi是在RN处应用于YKi的预编码矩阵。总传输功率在节点i (i = 1，2)处是Pi和在RN处是Pro
RN在第一时隙中从节点I接收Yki = HeiQ1X^Nei,并且在第二时隙中从节点2接收 Ye2 = HK2Q2X2+NK2。然后RN对经加权的接收信 号进行混合作为其广播信号。
权利要求
1.一种方法，所述方法包括 在第一信道的第一时隙中接收包括第一数据的第一信号； 在第二信道的第二时隙中接收包括第二数据的第二信号； 确定第一预编码矩阵； 确定第二预编码矩阵； 对所述第一数据应用所述第一预编码矩阵，以产生第一预编码数据； 对所述第二数据应用所述第二预编码矩阵，以产生第二预编码数据； 通过将所述第一预编码数据和所述第二预编码数据相组合来产生第三信号；并且 在所述第一信道和所述第二信道上发送所述第三信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三信号还包括针对所述第三信号预先考虑的训练序列。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括产生针对所述第一信道的第一估计信道矩阵以及针对所述第二信道的第二估计信道矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在所述第三信号的所述训练序列之间插入所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵以及所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括在所述插入之前对所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵进行量化并且对所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵进行量化。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述训练序列包括第一训练序列和第二训练序列，所述第一训练序列针对所述第一信道，所述第二训练序列针对所述第二信道。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信号包括训练序列和数据。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二信号包括训练序列和数据。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括 确定第一波束形成矩阵； 确定第二波束形成矩阵；并且 在产生所述第三信号之前，对所述第一数据应用所述第一波束形成矩阵，并且对所述第二数据应用所述第二波束形成矩阵。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述第三信号的所述训练序列之间插入所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵和所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵之前，对所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵应用所述第一波束形成矩阵以及对所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵应用所述第二波束形成矩阵。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信道和所述第二信道是正交的。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二时隙是使用所述第一时隙的节点准许的反方向。
13.—种设备,包括 用于在第一信道的第一时隙中接收包括第一数据的第一信号的装置； 用于在第二信道的第二时隙中接收包括第二数据的第二信号的装置； 用于确定第一预编码矩阵的装置；用于确定第二预编码矩阵的装置； 用于对所述第一数据应用所述第一预编码矩阵以产生第一预编码数据的装置； 用于对所述第二数据应用所述第二预编码矩阵以产生第二预编码数据的装置； 用于通过将所述第一预编码数据和所述第二预编码数据相混合(组合)来产生第三信号的装置；以及 用于在所述第一信道和所述第二信道上发送所述第三信号的装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第三信号还包括针对所述第三信号预先考虑的训练序列。
15.根据权利要求14所述的设备，还包括用于产生针对所述第一信道的第一估计信道矩阵以及针对所述第二信道的第二估计信道矩阵的装置。
16.根据权利要求15所述的设备，还包括用于在所述第三信号的所述训练序列之间插入所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵以及所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵的装置。
17.根据权利要求16所述的设备，在执行用于插入的装置之前还包括用于对所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵进行量化以及用于对所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵进行量化的装置。
18.根据权利要求14所述的设备，其中，所述训练序列包括第一训练序列和第二训练序列，所述第一训练序列针对所述第一信道，所述第二训练序列针对所述第二信道。
19.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一信号包括训练序列和数据。
20.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第二信号包括训练序列和数据。
21.根据权利要求13所述的设备，还包括 用于确定第一波束形成矩阵的装置； 用于确定第二波束形成矩阵的装置；以及 用于在产生所述第三信号之前对所述第一数据应用所述第一波束形成矩阵并且对所述第二数据应用所述第二波束形成矩阵的装置。
22.根据权利要求16所述的设备，在所述第三信号的所述训练序列之间插入所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵和所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵之前还包括用于对所述第一预编码矩阵乘以所述第一估计信道矩阵应用所述第一波束形成矩阵的装置以及对所述第二预编码矩阵乘以所述第二估计信道矩阵应用所述第二波束形成矩阵的装置。
23.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第一信道和所述第二信道是正交的。
24.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第二时隙是由使用所述第一时隙的节点准许的反方向。
25.—种方法,所述方法包括 发送第一信号； 接收包括第一训练序列的第二信号；并且 通过去除所述第一训练序列并去除所述第一信号来解码所述第二信号。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一信号包括数据。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述第二信号包括第二训练序列和数据。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第二信号还包括通过对所述数据的第一部分应用第一预编码矩阵并且对数据的第二部分应用第二预编码矩阵而产生的预编码的数据。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，第二训练序列包括第三训练序列和第四训练序列。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括通过将所述第一预编码乘以第一估计信道矩阵来产生第一结果以及通过将所述第二预编码矩阵乘以第二估计信道矩阵来产生第二结果，所述第一结果和所述第二结果包括在所述第一训练序列和所述第二信号的数据之间。
31.根据权利要求28所述的方法，其中，对所述第一预编码矩阵和数据的所述第一部分应用第一波束形成矩阵，并且对所述第二预编码矩阵和数据的所述第二部分应用第二波束形成矩阵。
32.—种设备,包括 用于发送第一信号的装置； 用于接收包括第一训练序列的第二信号的装置；并且 用于通过去除所述第一训练序列并去除所述第一信号来解码所述第二信号的装置。
33.根据权利要求32所述的设备，其中，所述第一信号包括数据。
34.根据权利要求32所述的设备，其中，所述第二信号包括第二训练序列和数据。
35.根据权利要求34所述的设备，其中，所述第二信号还包括通过对所述数据的第一部分应用第一预编码矩阵并且对数据的第二部分应用第二预编码矩阵来产生的预编码的数据。
36.根据权利要求34所述的设备，其中，第二训练序列包括第三训练序列和第四训练序列。
37.根据权利要求35所述的设备，还包括通过将所述第一预编码矩阵乘以第一估计信道矩阵而产生第一结果以及通过将所述第二预编码矩阵乘以第二估计信道矩阵而产生第二结果，所述第一结果和所述第二结果包括在所述第一训练序列和所述第二信号的数据之间。
38.根据权利要求35所述的设备，其中，对所述第一预编码矩阵和数据的所述第一部分应用第一波束形成矩阵，并且对所述第二预编码矩阵和数据的所述第二部分应用第二波束形成矩阵。
全文摘要
描述了一种方法和设备，包括在第一信道的第一时隙中接收包括第一数据的第一信号(705)；在第二信道的第二时隙中接收包括第二数据的第二信号(710)；确定第一预编码矩阵(715)；确定第二预编码矩阵(720)，对第一数据应用第一预编码矩阵，以产生第一预编码数据(725)；对第二数据应用第二预编码矩阵，以产生第二预编码数据(730)；通过将第一预编码数据和第二预编码数据相组合来产生第三信号(735)；并且在第一信道和第二信道上传输第三信号(740)。还描述了一种方法和设备，包括传输第一信号(605)；接收包括第一训练序列的第二信号(610)；并且通过去除第一训练序列并去除第一信号来解码第二信号(615)。
文档编号H04B7/06GK103039013SQ201080068326
公开日2013年4月10日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者李嘉玲, 高文 申请人:汤姆森许可贸易公司