CN105490723B - 一种基于循环定位扩频码的lte中继系统 - Google Patents

Abstract

本发明的基于循环定位扩频码的LTE中继系统将并串转换后的信号进行循环解析，能够快速及时的对扩频码进行本地定位，可以在讯噪比较低的情况下，实现循环定位信号，保证了LTE中继传输的性能。

Description

一种基于循环定位扩频码的LTE中继系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于循环定位扩频码的LTE中继系统。

背景技术

在未来的移动通信系统中，高带宽、高速率的数据服务是必不可少的，这就要求无线通信技术能有效消除无线信道衰落对传输的不利影响，并达到更高的频谱效率，同时还要兼顾用户间的平等性。

LTE(长期演进)是由3GPP(第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(通用移动通信系统)技术标准的长期演进。LTE系统引入了OFDM和MIMO等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输率，然而，由于受移动终端的体积等其它因素限制，终端上较难配置多根天线，因此其上行多址接入方案一般采用单载波调制和单天线收发，其发送信号的功率峰均比较低。

近年来的新型无线中继通信技术，通过让参与通信的各实体之间相互合作共享，形成分布式天线阵，提升了传输性能。但是，对于上述中继系统的多天线传输来说，能否快速及时的对扩频码进行本地定位显得极为关键，而现有的扩频码本地定位方案要么耗时多，要么对信道条件依赖过重，因此，需要对扩频码本地定位进行改进。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种基于循环定位扩频码的LTE中继系统，所述系统包括：发射端和中继端，所述发射端和中继端都设置有多根天线，所述中继端还包括并串转换单元、循环解析单元、向量筛选单元、序列相关单元、循环定位判断单元、以及数据复原单元，其中，

发射端通过多个发射天线将数据信号发送至中继端，中继端采用多根天线进行接收，中继端将接收到的信号送入到并串转换单元，对信号进行并串转换，将多路并行信号合并成串行信号；

所述并串转换单元将转换后的信号交给循环解析单元，对合并后的信号进行循环解析，得到判断向量集；

所述向量筛选单元将判断向量集进行向量筛选算法，得到扩频码的最终向量指向和位置，恢复出本地扩频码；

所述序列相关单元将恢复出的本地扩频码与接收到的信号进行序列相关运算，得到相关值；

所述循环定位判断单元将得到的相关值与预设值进行比较，超过了预设值则判断循环定位成功，否则再对下一段数据块进行扩频码循环定位，一直到成功循环定位到发射信号为止；

所述数据复原单元将循环定位到的信号进行数据复原，得到发射端的信号。

根据本发明的实施方式，所述并串转换单元将接收到的信号进行并串转换具体包括：

在LTE中继系统，设置K根发射天线和L根接收天线，并且信道是平坦衰落的，L×K维接收信号向量表示为y＝Hws+n，其中y是接收信号向量、H是信道矩阵、w是发射加权、s是发射信号、n是信道噪声向量；

根据并串转换来合并接收到的向量，运用L×1的接收加权v＝Hw；经过并串转换算法的接收信号为：

其中(·)^H表示共轭转置；

中继端和发射端都具有标准的信道矩阵，w选择为标准矩阵H^HH的最大本征值λ_max对应的向量；对于一个L进制的调制系统，得到的最大输出讯噪比表示为：

γ_out＝＝log₂(L)γ_bλ_max

其中γ_b是发射的扩频码讯噪比，γ_bλ_max是最大的扩频码输出讯噪比。

根据本发明的实施方式，所述循环解析单元的循环解析具体包括：

设信道为AWGN信道，经过信道的接收信号为：

E_c是码字能量，x_k是第k时刻码字的值，θ_c是载波相位偏差，n_k是均值为0，方差为σ²的白噪声取样、M是待处理码字序列的长度，称M个码字取样数据为一个数据块，设θ_c＝0，E_c为定值；

对接收到的信号的每个码字取样一次，经过M个码字后，得到一组探测值z＝[z₀,z₁,...,z_M-1]，根据探测值z，采用如下方式得到信道的原始信息为：

这M个原始信息的度量是所有判断节点的原始输入，当Δsi_k>0时说明x_k＝0的可能性大，Δsi_k<0时x_k＝1的可能性大。

其中，“p(Zk│Xk＝0)表示，Xk＝0时，Zk的功率；p(Zk│Xk＝1)表示，Xk＝1时，Zk的功率”

本发明的基于循环定位扩频码的LTE中继系统将并串转换后的信号进行循环解析，能够快速及时的对扩频码进行本地定位，可以在讯噪比较低的情况下，实现循环定位信号，保证了LTE中继传输的性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的基于循环定位扩频码的LTE中继系统结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种基于循环定位扩频码的LTE中继系统，如附图1所示，所述系统包括：发射端和中继端，所述发射端和中继端都设置有多根天线，所述中继端还包括并串转换单元、循环解析单元、向量筛选单元、序列相关单元、循环定位判断单元、以及数据复原单元，其中，

发射端通过多个发射天线将数据信号发送至中继端，中继端采用多根天线进行接收，中继端将接收到的信号送入到并串转换单元，对信号进行并串转换，将多路并行信号合并成串行信号；

所述并串转换单元将转换后的信号交给循环解析单元，对合并后的信号进行循环解析，得到判断向量集；

所述向量筛选单元将判断向量集进行向量筛选算法，得到扩频码的最终向量指向和位置，恢复出本地扩频码；

所述序列相关单元将恢复出的本地扩频码与接收到的信号进行序列相关运算，得到相关值；

所述循环定位判断单元将得到的相关值与预设值进行比较，超过了预设值则判断循环定位成功，否则再对下一段数据块进行扩频码循环定位，一直到成功循环定位到发射信号为止；

所述数据复原单元将循环定位到的信号进行数据复原，得到发射端的信号。

根据本发明的实施方式，所述并串转换单元将接收到的信号进行并串转换具体包括：

在LTE中继系统，设置K根发射天线和L根接收天线，并且信道是平坦衰落的，L×K维接收信号向量表示为y＝Hws+n，其中y是接收信号向量、H是信道矩阵、w是发射加权、s是发射信号、n是信道噪声向量；

根据并串转换来合并接收到的向量，运用L×1的接收加权v＝Hw；经过并串转换算法的接收信号为：

其中(·)^H表示共轭转置；

中继端和发射端都具有标准的信道矩阵，w选择为标准矩阵H^HH的最大本征值λ_max对应的向量；对于一个L进制的调制系统，得到的最大输出讯噪比表示为：

γ_out＝＝log₂(L)γ_bλ_max

其中γ_b是发射的扩频码讯噪比，γ_bλ_max是最大的扩频码输出讯噪比。

根据本发明的实施方式，所述循环解析单元的循环解析具体包括：

设信道为AWGN信道，经过信道的接收信号为：

E_c是码字能量，x_k是第k时刻码字的值，θ_c是载波相位偏差，n_k是均值为0，方差为σ²的白噪声取样、M是待处理码字序列的长度，称M个码字取样数据为一个数据块，设θ_c＝0，E_c为定值；

对接收到的信号的每个码字取样一次，经过M个码字后，得到一组探测值z＝[z₀,z₁,...,z_M-1]，根据探测值z，采用如下方式得到信道的原始信息为：

这M个原始信息的度量是所有判断节点的原始输入，当Δsi_k>0时说明x_k＝0的可能性大，Δsi_k<0时x_k＝1的可能性大。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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 (1)

1.一种基于循环定位扩频码的LTE中继系统，所述系统包括：发射端和中继端，所述发射端和中继端都设置有多根天线，所述中继端还包括并串转换单元、循环解析单元、向量筛选单元、序列相关单元、循环定位判断单元、以及数据复原单元，其中，

发射端通过多个发射天线将数据信号发送至中继端，中继端采用多根天线进行接收，中继端将接收到的信号送入到并串转换单元，对信号进行并串转换，将多路并行信号合并成串行信号；

所述并串转换单元将转换后的信号交给循环解析单元，对合并后的信号进行循环解析，得到判断向量集；

所述向量筛选单元将判断向量集进行向量筛选算法，得到扩频码的最终向量指向和位置，恢复出本地扩频码；

所述序列相关单元将恢复出的本地扩频码与接收到的信号进行序列相关运算，得到相关值；

所述循环定位判断单元将得到的相关值与预设值进行比较，超过了预设值则判断循环定位成功，否则再对下一段数据块进行扩频码循环定位，一直到成功循环定位到发射信号为止；

所述数据复原单元将循环定位到的信号进行数据复原，得到发射端的信号；

所述并串转换单元将接收到的信号进行并串转换具体包括：

在LTE中继系统，设置K根发射天线和L根接收天线，并且信道是平坦衰落的，L×K维接收信号向量表示为y＝Hws+n，其中y是接收信号向量、H是信道矩阵、w是发射加权、s是发射信号、n是信道噪声向量；

根据并串转换来合并接收到的向量，运用L×1的接收加权v＝Hw；经过并串转换算法的接收信号为：

其中(·)^H表示共轭转置；

中继端和发射端都具有标准的信道矩阵，w选择为标准矩阵H^HH的最大本征值λ_max对应的向量；对于一个L进制的调制系统，得到的最大输出讯噪比表示为：

γ_out＝log₂(L)γ_bλ_max

其中γ_b是发射的扩频码讯噪比，γ_bλ_max是最大的扩频码输出讯噪比；

所述循环解析单元的循环解析具体包括：

设信道为AWGN信道，经过信道的接收信号为：

E_c是码字能量，x_k是第k时刻码字的值，θ_c是载波相位偏差，n_k是均值为0，方差为σ²的白噪声取样、M是待处理码字序列的长度，称M个码字取样数据为一个数据块，设θ_c＝0，E_c为定值；

对接收到的信号的每个码字取样一次，经过M个码字后，得到一组探测值z＝[z₀,z₁,...,z_M-1]，根据探测值z，采用如下方式得到信道的原始信息为：

这M个原始信息的度量是所有判断节点的原始输入，当Δsi_k>0时说明x_k＝0的可能性大，Δsi_k<0时x_k＝1的可能性大。