CN102036312B - 一种导频序列传输方法、网络节点和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种导频序列传输方法、网络节点和系统，其中，所述方法包括：当判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选中参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。本发明实施例提供的导频序列传输方法，通过对进行合作接力的接力节点进行编址，由所述接力节点根据编址的状况，选择正交的无线资源发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点并行发送导频序列以用于快速信道估计的目的。

Description

一种导频序列传输方法、网络节点和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种导频序列传输方法、网络节点和系统。

背景技术

VMIMO(Virtual Multiple-Input-Multiple-Output，虚拟多输入多输出系统)借鉴多跳无线网络的中继和合作通信思想，利用节点的空间独立性以及多节点间的协作实现类似于传统MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output，多输入多输出系统)信道特性。

在VMIMO中，合作接力是由SN(Source Node，源节点)和DN(DestinationNode，目的节点)间的若干RN(Relay Node，中继节点)的协作接力完成的。由于从SN→{RN}→DN的合作传输路径中，各级接力传输中的信道状态是随机的，因此，需要实时的估计RN与SN或DN以及RN之间的信道特性，以便根据所述信道特性正确接收信号。在现有技术中，接收端利用发送端发送的导频序列来获取信道的特性是较为常用的一种信道估计方法，但各个发送端发送的导频序列必须在某个域上是正交的，例如时间上或者频率上正交，在传统的蜂窝网络中，正交性这一点可以通过基站的集中调度实现。但在VMIMO系统中，没有集中的调度节点，因此，在VMIMO系统中无法通过集中调度节点来发送正交的导频序列以获得不同节点的信道特性。

发明内容

本发明实施例提供了一种导频序列传输的方法和装置，用于在VMIMO系统中发送导频序列，以便于接收端根据所述导频序列进行精准的信道估计。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种导频序列传输方法，包括：

当判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选中参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

以及，本发明实施例还提供了一种导频序列传输方法，包括：

当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点，如果被选择为参与合作接力的节点，则获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

以及，本发明实施例还提供了一种网络节点，包括：

接力簇判断模块，用于判断本簇是否为接力簇；

接力节点选择模块，用于当所述接力簇判断模块判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选择参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

以及，本发明实施例还提供了一种网络节点，包括：

接力节点判断模块，用于当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点；

编址模块，用于当所述接力节点判断模块判断被选择为参与合作接力的节点时，获得自己的编址；

导频序列发送模块，用于根据编址模块选择的编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

以及，本发明实施例还提供了一种导频序列传输系统，包括：

源节点，目的节点，多个簇单元，所述簇单元包括簇首节点和非簇首节点；

所述源节点用于向所述目的节点发送信号，并发起合作接力；

所述目的节点用于通过合作接力接收所述源节点发送的信号；

所述簇首节点用于判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点；

所述非簇首节点被选中参与合作接力节点时获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

本发明实施例提供的技术方案，通过对进行合作接力的接力节点进行编址，由所述接力节点根据编址的状况，选择正交的无线资源发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种导频序列传输方法流程图；

图2本发明实施例提供的VMIMO系统的网络拓扑示意图；

图3为本发明实施例三提供的选择参与合作接力的接力节点，接力节点获得自己的编址的流程图；

图4为本发明实施例三提供的接力节点根据编址选择正交无线资源示意图；

图5为本发明实施例三提供的接力节点在所对应的子载波组上发送导频序列的流程示意图；

图6为本发明实施例四提供的网络节点的结构示意图；

图7为本发明实施例五提供的网络节点的结构示意图；

图8为本发明实施例六提供的导频序列传输系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种导频序列传输方法，用于实现在VMIMO系统中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

所述方法包括如下步骤：

当判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选中参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

所述正交的无线资源可以包括正交的时频资源(例如，正交的子载波)或者正交的码等。

其中，本簇簇首先通过如下方法判断本簇是否为接力簇：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对(SDAP，Source-DestinationAddress Pair)，合作接力邀请消息发送节点所在簇的簇号，合作接力邀请发送节点的属性；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

当判断本簇为接力簇时，在本簇内选择能够参与合作接力的节点，包括如下步骤：

发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；使得所述本簇内节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；

接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

其中，所述本簇节点确定能够参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，确定能够参与合作接力。

这里需要说明的是，如果簇首节点也满足上述的条件，则默认簇首节点也会参与合作接力。

当选中参与合作接力的节点后，向被选中参与合作接力的节点发送合作接力同意响应消息，使得所述被选中参与合作接力的节点接收所述合作接力同意响应消息后，等待固定时间，发送所述导频序列。

本发明实施例中，参与合作接力的节点获得自己的编址的方式有两种，一种是簇首节点给参与合作接力的节点分配相应的编址；另一种是参与合作接力的节点自己根据一定的规则为自己分配获得相应的编址。

本发明实施例通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

实施例二

本发明实施例提供了一种导频序列传输方法，用于实现在VMIMO系统中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

所述方法包括如下步骤：当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点，如果被选择为参与合作接力的节点，则获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

所述正交的无线资源可以包括正交的时频资源(例如，正交的子载波)或者正交的码等。

其中，所述本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇的步骤包括：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对，合作接力邀请消息发送节点所在簇的簇号，合作接力邀请发送节点的属性；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

其中，所述判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点的步骤包括：

接收所述本簇簇首发送的合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

当判断能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息，使得所述本簇簇首节点收到所述参与合作接力响应消息后，根据所述信号传输资源上的信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

所述判断能参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

当所述簇首节点选中参与合作接力的节点后，向被选中参与合作接力的节点发送合作接力同意响应消息，使得所述被选中参与合作接力的节点接收所述合作接力同意响应消息后，等待固定时间，发送所述导频序列。

在本发明所提供的实施例中，通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

实施例三

如图1所示，本发明实施例提供一种导频序列传输方法，包括：

101、选择参与合作接力的接力节点；

102、所述接力节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。

在本发明实施例中，通过对进行合作接力的接力节点进行编址，由所述接力节点根据编址的状况，选择正交的无线资源发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中多个中继节点并行发送导频序列以实现快速信道估计的目的。

下面将结合具体的VMIMO系统对本发明提供的导频序列传输方法进行详细描述，如图2所示为VMIMO系统的网络拓扑示意图，其中，C0、C1、C2、C3为四个节点簇，S、R1、R2、D为各簇簇首节点，S为源节点，D为目的节点；

如图3所示，所述选择参与合作接力的接力节点，并对所述接力节点进行编址的步骤包括：

301、确定接力簇；

302、簇内每个节点判断自身是否可以作为接力节点；

303、簇首节点选择接力节点；

304、所述接力节点获得自己的编址，并根据编址选择正交的无线资源发送导频序列。

结合图2，所述确定接力簇的过程包括：

步骤1.1：源节点S广播合作接力邀请消息，该消息中包含了源节点S和目的节点D的网络层地址对(Source-destination Address Pair，简记为SDAP)，源节点S所在簇的簇号(Cluster ID，简记为CID)，以及发送合作接力邀请消息的节点的属性RT，发送合作接力邀请消息的节点的属性RT用于表明发送合作接力邀请消息的节点是源节点、还是接力中间簇的簇首节点或者是目的节点。源节点S广播的合作接力邀请消息中RT的取值应表明发送合作接力邀请消息的节点是源节点；

步骤1.2：邻居簇中的簇首节点在接收到源节点广播的合作接力邀请消息后，根据所述合作接力邀请消息中所携带的SDAP，判断该簇是否处于合作接力的接力路径上；

如图2所示，在簇C0周围除簇C1之外，还有若干其他簇(图中未显示)，所述其他簇的簇首节点在收到所述合作接力邀请消息后，根据所述SDAP判断自身并未处于合作接力的接力路径上，于是忽略所述合作接力邀请消息；

簇C1的簇首节点R1在收到所述合作接力邀请消息后，根据所述SDAP判断自身处于合作接力的接力路径上，则确认簇C1为接力簇；簇首节点R1广播合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括源节点S和目的节点D的网络层地址对，R1所在簇的簇号，以及发送合作接力邀请消息的节点的属性RT，所述属性RT的取值应表明发送合作接力邀请消息的是中间簇的簇首，且表明簇C1为接力簇，将参与合作接力的后继过程；

簇C1中的除簇首R1外的其他节点在接收到源节点S发送的合作接力邀请消息后，等待本簇簇首R1广播的合作接力邀请消息，如果能够接收到本簇簇首R1广播的合作接力邀请消息，则认为本簇属于接力簇，准备执行步骤302；如果接收不到本簇簇首R1广播的合作接力邀请消息，则忽略所收到的源节点S发送的合作接力邀请消息，不做任何处理。

步骤1.3：在接收到上游簇的簇首发送的合作接力邀请消息后，根据所述合作接力邀请消息中所携带的SDAP，判断该簇是否处于合作接力的接力路径上；

簇C2的簇首节点R2在收到簇首节点R1广播发送的合作接力邀请消息后，根据所述合作接力邀请消息携带的SDAP判断自身处于合作接力的接力路径上，则确认簇C2为接力簇；簇首节点2继续广播合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括源节点S和目的节点D的网络层地址对，R2所在簇的簇号，以及发送合作接力邀请消息的节点的属性RT，所述属性RT的取值应表明发送合作接力邀请消息的是中间簇的簇首，且表明簇C2为接力簇，将参与合作接力的后继过程。

簇C2中的除簇首R2外的其他节点在接收到簇首R1发送的合作接力邀请消息后，等待本簇簇首R2广播的合作接力邀请消息，如果能够接收到本簇簇首R2广播的合作接力邀请消息，则认为本簇为接力簇，准备执行步骤302；如果接收不到本簇簇首R2广播的合作接力邀请消息，则忽略所收到的源节点S发送的合作接力邀请消息，不做任何处理。

步骤1.4：目的节点D收到上级簇簇首R2所发送的合作接力邀请消息后，广播合作接力邀请消息，目的节点D广播的合作接力邀请消息包括源节点S和目的节点D的网络层地址对，目的节点D所在的簇号，以及发送合作接力邀请消息的节点的属性RT，所述属性RT的取值应表明发送合作接力邀请消息的是目的簇，且表明合作接力邀请到此终止。

至此，从源节点至目的节点之间的各接力簇得以确定。

所述簇内每个节点判断自身是否可以作为接力节点过程如下：

步骤1.5：在上述确定接力簇的过程中，簇C1、C2中各节点会收到邻居簇节点广播发送的合作接力邀请消息，所述广播合作接力邀请消息的邻居簇节点包括上游邻居簇簇首节点和/或下游邻居簇簇首节点和/或包含源节点和/或目的节点；

簇C1、C2中各节点根据自己收到的合作接力邀请消息，估计邻居簇节点到本节点的信号质量，将所述信号质量与预设的阈值相比较，进而判断自己是否能够参与合作接力。

以簇C1为例，判断的方式如下：

簇C1内的各节点根据自己接收到的源节点的合作接力邀请消息估计源节点到自己的信号质量，和/或根据下游簇簇首节点R2广播的合作接力邀请消息，估计自己到下游节点的信号质量；假设簇C1内第i个节点相对下游簇的信道平均信噪比表示为γ_DN，i，所述第i个节点相对上游簇的信道平均信噪比表示为γ_UP，i，则仅当满足条件(1)或(2)或(1)和(2)同时满足时，所述第i个节点才可以参与本簇的合作传输；

条件(1)γ_DN，i＞γ_th，DN

条件(2)γ_UP，i＞γ_th，UP

其中γ_th，UP和γ_th，DN分别为参与合作接力的最低上游信道信噪比门限和下游信道信噪比门限，γ_th，UP和γ_th，DN可以相等，也可以不相等。γ_th，UP和γ_th，DN可由各节点自己维护为固定值；或由其他节点，例如源接点，簇首节点，参与合作接力的其他节点通知，或者节点根据周围的环境，例如节点分布密度和信道变化情况自适应调整；

如果判断可以参与合作接力，则等待本簇簇首C1的合作接力编址邀请消息，否则，不进行任何处理。

簇C2中各节点的判断方式与此类似，在此不再赘述。

至此，簇C1、C2中各节点，包括簇首节点，可根据上述方式判断自身是否具备作为接力节点的能力。

所述接力簇的簇首节点在本簇内选择接力节点并对其编址的步骤如下：

步骤1.6：在确定接力簇的过程中，簇C1、C2的簇首节点R1、R2分别会收到自己下游簇节点发送的合作接力邀请消息，以簇C1的簇首节点R1为例，会收到R2广播发送的合作接力邀请消息；

在接收到所述合作接力邀请消息后，R1广播发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包括簇首R1所在簇C1的簇号和用于本簇内节点发送参与合作接力响应消息的SizeOfCS个传输资源。

所述发送参与合作接力响应消息的传输资源，是指可以用于其他节点发送参与合作接力响应信号的时频资源，如一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，也可以是一段传输时间内的正交的码资源集合中一个正交码。

进一步的，发送参与合作接力响应消息的传输资源数SizeOfCS大于等于参与合作接力的最大的接力节点数Nmax。如果SizeOfCS的取值小于簇中的节点数，则可能会存在多个节点在同一个传输资源响应的情况。

步骤1.7：在接收簇首节点R1发送的合作接力编址邀请消息后，C1簇中经步骤1.5判断可具备作为接力能力的节点，从所述合作接力编址邀请消息中所承载的传输资源中选择一个传输自己的合作接力响应消息，传输方式如下：

步骤1.7.1：节点首先根据本簇簇首发送的合作接力编址邀请消息，估计节点i到簇首的信道估计值H_CU，i；

步骤1.7.2：从合作接力编址邀请消息所承载的传输资源中任意选择一个传输资源，假设第j个传输资源，传输合作接力响应消息。

进一步的，所述合作接力响应消息传输资源中，有一个特定的资源，例如第1个传输资源，预留给簇首，其他节点只能选择除该特定资源外的任意其他传输资源。

例如假如传输资源是一个OFDM符号的一个子载波，则在该子载波传输信号α/|H_CU，i|(或者α/|H_CU，i|²×H_CU，i ^*)，其中α为常量；

或者传输资源是一个传输时隙的一个正交码字，则任意选择其中的第j个码字，在该时隙传输该正交码字，该码字的幅度为α/|H_CU，i|；

在该步骤中，各个节点要同时在不同的传输资源发送响应信号。为了实现节点间的同步，可以在接收到簇首的合作接力编址邀请消息消息后，等待固定的时延后开始发送。

步骤1.8：簇首节点R1接收本簇内各节点的合作接力响应消息，从所述各节点内选择接力节点。选择的方法为：

计算在第j个传输资源上信号的能量N_j，

如果N_j＜A_th，则认为该传输资源上没有节点发送合作接力响应消息；

如果A_th≤N_j＜2A_th，则认为该传输资源上获得一个有效的合作接力响应消息；

如果N_j＞2A_th，则认为该传输资源上有多个节点发送合作接力响应消息，即发生了节点响应冲突；

其中，A_th为合作接力响应消息有效门限，其取值与α有关，缺省的，A_th＝α²。

簇首节点R1在可以获得有效的合作接力响应消息的传输资源上，选择接力节点，并传输合作接力同意响应消息，所述合作接力同意响应消息承载一个比特数等于步骤1.6中传输资源的数目SizeOfCS的字段RCS，分别对应于各个传输资源上的合作接力响应消息的合作接力同意响应消息，如果某个传输资源所对应的RCS的对应比特置1，表明在该资源发送合作接力响应消息的节点可以参与合作，即为接力节点；否则，在该资源发送合作接力响应消息的节点不可以参与合作接力。

进一步的，如果总的可以获得有效响应的传输资源数大于N_max，可以从中随机选择N_max个回应。其中N_max为参与合作接力的最大的接力节点数。

进一步的，如果簇首节点R1也满足步骤1.5所述的参与合作接力的信道条件，则默认簇首节点R1为接力节点，此时，为R1预留合作接力同意响应消息传输资源的比特位，例如可将合作接力同意响应消息的RCS中的第一个比特，预留给R1，假设用比特1来表示同意节点参与合作接力，则该比特置为1，RCS字段的其他比特，最多有(N_max-1)比特位置“1”。

步骤1.9：C1簇内节点接收簇首R1发送的合作接力同意响应消息，根据所述合作接力同意响应消息判定自己是否被R1选中成为接力节点，如果被选择，则根据所述合作接力同意响应消息获得自己的编址，编址的方式为：

(∑_l＝0 ^jb_l)+1                             (1)

其中j为该节点在CRE响应阶段所选序号，b_l∈[0，1]为RCRE消息中RCS上的第1比特。值得注意的是，这里公式(1)给出的编址计算方法，并不是唯一的，也可以采用其他基于RCRS中的RCS字段信息的各种计算方式。

需要说明的是，这个接力节点的编址获得方式可以由簇首来指配完成，也可以由被选中的接力节点根据预定的规则自己来完成。

进一步的，如果簇首节点R1也为接力节点，也按照公式(1)相同的方式进行编址。至此，按上述方法从簇C1内选出接力节点，并为所述接力节点进行编址。

从簇C2内选出接力节点，并为所述接力节点进行编址的过程与上述过程类似，在此不再赘述。

簇内各接力节点获取自己的编址后，根据所述编址选择正交的无线资源，发送导频序列，其具体过程包括：

步骤2.1：假设在步骤101中，每一簇所选定的参与合作接力的节点编址为A_i(1≤A_i≤N_max)，该节点根据所述编址A_i依据一定的方法得到正交的无线资源来传输导频序列。所述的正交无线资源，可以是正交的时频资源(如在OFDM系统中，是指正交的子载波集合)或者正交的码等无线资源。

一种简单的根据编址选择用于发送导频序列的子载波集合的分法是不同的节点均匀的抽取不同的子载波，例如假定有N个子载波，且这些子载波的序号分别为0:1:N-1，则在N个子载波中，每隔N_max个子载波抽取一个子载波进行分组，从而形成多个子载波组，将所述子载波组分别分配给各个接力节点，则每个节点分配的子载波可以均匀覆盖整个频段。如图4所示，假设此时有四个接力节点，子载波的个数为64，则每隔4个子载波抽取一个子载波进行分组，从而将64个子载波分为4组，每个接力节点分配了8个子载波，以均匀覆盖整个频段(这里假定所有子载波均用上)。

步骤2.2：接力节点在所对应的子载波组上发送用于信道估计的导频序列。

上述过程如图5所示，上游簇中的接力节点i，根据自己的编址选择对应的导频序列

c_i，l≠0，并将所述导频序列调制在对应的子载波{ω_i，l}上，其他子载波则均为空载波(即复振幅为0)，然后进行IFFT运算，再将调制后的信号加上循环前缀，并通过D/A，经天线发射出去。也就是说，各接力节点选择与编址对应的导频序列，并将所述导频序列仅调制在与编址对应的子载波组上。

为了保证各个节点发送导频序列在时间上同步，可以采用下面的同步方法：即各节点在接收到簇首的合作接力同意响应消息后，等待固定的时延后统一开始发送导频序列。

下游簇中的接力节点接收上游簇各节点发送的导频信号的后，将所述叠加信号进行下变频得到基带信号，将所述基带信号定时同步后，去掉接收的循环前缀，并进行FFT运算则可得到各子载波的频域值，将所述频域值与对应的各上游节点发送的导频序列共轭相乘，可以得到各上游节点在各自所选择的子载波组的，再将所述各子载波信道估计进行插值运算即可得到所有子载波的信道估计值。

在本发明实施例中，源节点则可以采用所有的子载波来发送导频序列，也可以采用部分子载波来发送导频序列，本发明对此不做限定。

为了进一步提高信道估计精度，各接力节点可以采用多于一个OFDM符号来发送导频序列，这样每一个下游簇的节点可以获得至少两倍于单个OFDM符号下的信道频域响应，在信道相干时间远大于OFDM符号的条件下，可以将这些不同OFDM符号下的采用联合起来用于信道插值，从而提高精度。

为了加快信道估计的速度，通常每个符号只能得到信道估计的欠采样，而全频域响应通过插值得到；其中插值方法已经非常成熟，不在本方案讨论范围，实际中可以根据插值方法的精度和复杂度权衡采用哪种现有方法。不过实施中要注意，每次OFDM符号的欠采样倍数越高，精度越差，但当节点数固定时所需的OFDM符号数越少；当欠采样倍数固定时，节点数越大，信道估计中所需的OFDM符号数越大，延时越大。

显然欠采样倍数N_max的选择必须满足(频域)采用定理的条件，不能过大，因此当N_max小于真正所需要的接力节点数时，必须选用两个以上OFDM符号以便下游簇对上游簇的所有节点完成信道估计，然后才能进行接力传输。在上述的协议过程中将提供相应的机制向上下游节点通告信道估计过程所需占用的OFDM符号数。

在本发明实施例中，以源节点和目的节点之间有两个接力簇为例，描述了在VMIMO系统中的导频序列传输过程，需要指出的是，在本发明其他实施例中，源节点和目的节点之间的接力簇也可以为1个或者更多，本发明在此不做限制。

在本发明所提供的实施例中，通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

实施例四

如图6所示，本发明实施例四提供一种网络节点，包括：

接力簇判断模块61，用于判断本簇是否为接力簇；

接力节点选择模块62，用于当所述接力簇判断模块判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选择参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。这里正交的无线资源包括正交的时频资源(如正交的子载波)或正交的码等无线资源。

当所述接力节点选择模块62选中参与合作接力的节点后，还包括：向被选中参与合作接力的节点发送合作接力同意响应消息，使得所述被选中参与合作接力的节点接收所述合作接力同意响应消息后，等待固定时间，发送所述导频序列，这样可以保证各个节点发送导频序列在时间上的同步。

其中，本发明实施例中，所述接力簇判断模块61还包括：

第一接收单元611，用于接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对，合作接力邀请消息发送节点所在簇的簇号，合作接力邀请发送节点的属性；

地址提取单元612，用于从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

接力判断单元613，用于根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

所述接力节点选择模块62包括：

第一发送单元621，用于发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；使得所述本簇内节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；

其中，所述本簇内节点确定能参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，确定能够参与合作接力。

第二接收单元622，用于接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

需要说明的是，上述各单元可以用一个或多个处理器或具有处理功能的硬件来实现，其中，每个单元可以使用一个处理器或多个单元使用一个处理器，在此不作限定。此外，上述单元并不严格区分，使用其他单元完成本申请中相同或类似功能的模块或设备均属于本申请保护的范围。

本发明实施例网络节点具体处理流程可以参考实施例三中簇首节点的相关操作步骤，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

实施例五

参见图7，本发明实施例五提供了一种网络节点，包括：

接力节点判断模块71，用于当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点；

编址模块72，用于当所述接力节点判断模块判断被选择为参与合作接力的节点时，获得自己的编址；

导频序列发送模块73，用于根据编址模块选择的编址状态选择正交的无线资源发送导频序列。这里正交的无线资源包括正交的时频资源(如正交的子载波)或正交的码等无线资源。

其中，本发明实施例中，所述接力节点判断模块71包括：

第三接收单元711，用于接收所述本簇簇首节点发送的合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

合作接力判断单元712，用于当判断能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息，使得所述本簇簇首节点收到所述参与合作接力响应消息后，根据所述信号传输资源上的信号的能量选择能够参与合作接力的节点；

所述合作接力判断单元712还包括：

第四接收单元7121，用于接收上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息；

信号质量估计单元7122，用于根据所述第四接收单元接收到的消息估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

判断单元7123，用于当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

具体的，所述判断单元7123判断节点能够参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

所述导频序列发送模块73还用于，当被选中参与合作接力的节点后，接收簇首节点发送的合作接力同意响应消息，等待固定时间，发送所述导频序列，这样可以保证各个节点发送导频序列在时间上的同步。

需要说明的是，上述各单元可以用一个或多个处理器或具有处理功能的硬件来实现，其中，每个单元可以使用一个处理器或多个单元使用一个处理器，在此不作限定。此外，上述单元并不严格区分，使用其他单元完成本申请中相同或类似功能的模块或设备均属于本申请保护的范围。

本发明实施例网络节点具体处理流程可以参考实施例三中簇内节点的相关操作步骤，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

实施例六

参见图8，本发明实施例六提供了一种导频序列传输系统，包括：

源节点81，目的节点83，多个簇单元82，所述簇单元包括簇首节点821和非簇首节点822；

所述源节点81用于向所述目的节点83发送信号，并发起合作接力；

所述目的节点83用于通过合作接力接收所述源节点81发送的信号；

所述簇首节点821用于判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点；

所述非簇首节点822被选中参与合作接力节点时获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；这里正交的无线资源包括正交的时频资源(如正交的子载波)或正交的码等无线资源。当簇首节点选择参与合作接力的节点后，还包括：向被选中参与合作接力的节点发送合作接力同意响应消息，使得所述被选中参与合作接力的节点接收所述合作接力同意响应消息后，等待固定时间，发送所述导频序列，这样可以保证各个节点发送导频序列在时间上的同步。

其中，本发明实施例中，所述簇首节点判断本簇为接力簇的步骤包括：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对，合作接力邀请消息发送节点所在簇的簇号，合作接力邀请发送节点的属性；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇；

其中，所述簇首节点在所述本簇内选择参与合作接力的节点的步骤包括：

所述簇首节点发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

所述本簇内非簇首节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；具体的，所述非簇首节点能够参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

所述簇首节点接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

本发明实施例中各节点具体处理流程可以参考实施例三中各节点的相关操作步骤，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，通过先确定源节点与目的节点之间的接力簇，再在所述接力簇中确定接力节点，使得所述接力节点获得自己的编址，并根据编址的状况，选择正交的子载波发送导频序列，从而实现了在VMIMO系统中中继接力节点发送正交的导频序列，以便于进行快速信道估计。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种导频序列传输方法，其特征在于，包括：

当判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选中参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；

其中，所述在所述本簇内选择能够参与合作接力的节点的步骤包括：

发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；使得所述本簇内节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；

接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，所述信号传输资源上承载有所述合作接力响应消息；根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

2.根据权利要求1所述的导频序列传输方法，其特征在于，判断本簇为接力簇的步骤包括：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

3.如权利要求1所述的导频序列传输方法，其特征在于，所述本簇节点确定能参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，确定能够参与合作接力。

4.如权利要求1所述的导频序列传输方法，其特征在于：

当选中参与合作接力的节点后，向被选中参与合作接力的节点发送合作接力同意响应消息，使得所述被选中参与合作接力的节点接收所述合作接力同意响应消息后，等待固定时间，发送所述导频序列。

5.一种导频序列传输方法，其特征在于，包括：

当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点，如果被选择为参与合作接力的节点，则获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；

其中，所述判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点的步骤包括：

接收所述本簇簇首发送的合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

当判断能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息，使得所述本簇簇首节点收到所述参与合作接力响应消息后，根据所述信号传输资源上的信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

6.如权利要求5所述的导频序列传输方法，其特征在于，所述本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇的步骤包括：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

7.如权利要求5所述的导频序列传输方法，其特征在于，所述判断能参与合作接力的步骤包括：

根据接收到的上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息，估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

8.一种网络节点，其特征在于，包括：

接力簇判断模块，用于判断本簇是否为接力簇；

接力节点选择模块，用于当所述接力簇判断模块判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点，使得被选择参与合作接力的节点获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；

所述接力节点选择模块包括：

第一发送单元，用于发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；使得所述本簇内节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；

第二接收单元，用于接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，所述信号传输资源上承载有所述合作接力响应消息；根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

9.如权利要求8所述的网络节点，其特征在于，所述接力簇判断模块包括：

第一接收单元，用于接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对；

地址提取单元，用于从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

接力判断单元，用于根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

10.一种网络节点，其特征在于，包括：

接力节点判断模块，用于当本簇簇首节点判断所述本簇为接力簇时，判断是否被所述本簇簇首选择为参与合作接力的节点；

编址模块，用于当所述接力节点判断模块判断被选择为参与合作接力的节点时，获得自己的编址；

导频序列发送模块，用于根据编址模块选择的编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；

所述接力节点判断模块包括：

第三接收单元，用于接收所述本簇簇首节点发送的合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

合作接力判断单元，用于当判断能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息，使得所述本簇簇首节点收到所述参与合作接力响应消息后，根据所述信号传输资源上的信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

11.如权利要求10所述的网络节点，其特征在于，所述合作接力判断单元包括：

第四接收单元，用于接收上游节点和/或下游节点发送的所述合作接力邀请消息或当确定所述上游节点和/或下游节点所在簇为接力簇时发送的合作邀请响应消息；

信号质量估计单元，用于根据所述第四接收单元接收到的消息估计所述本簇节点到所述上游节点和/或所述本簇节点到下游节点的信号质量；

判断单元，用于当所述本簇节点到所述上游节点的信号质量大于最低上游信道信噪比门限，和/或当所述本簇节点到下游节点的信号质量大于最低下游信道信噪比门限时，判断能够参与合作接力。

12.一种导频序列传输系统，其特征在于，包括：

源节点，目的节点，多个簇单元，所述簇单元包括簇首节点和非簇首节点；

所述源节点用于向所述目的节点发送信号，并发起合作接力；

所述目的节点用于通过合作接力接收所述源节点发送的信号；

所述簇首节点用于判断本簇为接力簇时，在所述本簇内选择参与合作接力的节点；

所述非簇首节点被选中参与合作接力节点时获得自己的编址，并根据编址状态选择正交的无线资源发送导频序列；

其中，所述簇首节点在所述本簇内选择参与合作接力的节点的步骤包括：

所述簇首节点发送合作接力编址邀请消息，所述合作接力编址邀请消息包含信号传输资源，所述信号传输资源用于发送参与合作接力响应消息，所述信号传输资源包括一个规定时间内的OFDM符号的一个可用子载波，或者一段传输时间内的正交的码资源集合中的一个正交码；

所述本簇内非簇首节点在确定能参与合作接力时，根据所述合作接力编址邀请消息通过选择一个所述信号传输资源发送参与合作接力响应消息；

所述簇首节点接收所述本簇内节点收到所述合作接力编址邀请消息后发送的所述信号传输资源，所述信号传输资源上承载有所述合作接力响应消息；根据所述信号传输资源上信号的能量选择能够参与合作接力的节点。

13.如权利要求12所述的导频序列传输系统，其特征在于：

所述簇首节点判断本簇为接力簇的步骤包括：

接收源节点或邻居簇簇首节点或目的节点发送的合作接力邀请消息，所述合作接力邀请消息包括：源节点和目的节点的网络层地址对；

从所述合作接力邀请消息中提取源节点和目的节点的网络层地址对；

根据所述网络层地址对判断本簇是否处于合作接力路径上，如果处于所述合作接力路径上，则确认本簇为接力簇。

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