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一種中繼前傳的方法及系統.pdf

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一種 中繼 方法 系統
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摘要
申請專利號:

CN201110054950.9

申請日:

2011.03.08

公開號:

CN102684813B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04L 1/00申請日:20110308|||公開
IPC分類號: H04L1/00; H04L27/26; H04B7/15 主分類號: H04L1/00
申請人: 中興通訊股份有限公司
發明人: 畢峰; 李國紅; 林燈生; 張峻峰; 陳東麗
地址: 518057 廣東省深圳市南山區高新技術產業園科技南路中興通訊大廈法務部
優先權:
專利代理機構: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270 代理人: 蔣雅潔;王黎延
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110054950.9

授權公告號:

102684813B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.11.14|||2012.09.19

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種中繼前傳的方法,該方法包括:發射端對數據進行信號發送處理后,發送給中繼站;中繼站對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據比特的對數似然比,然后對對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端;接收端對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據。本發明還公開了一種中繼前傳的系統,采用本發明所述方法及系統,提高數據傳輸的可靠性,引入噪聲較小,提高數據傳輸效率,兼容性強。

權利要求書

1.一種中繼前傳的方法,其特征在于,該方法包括:
發射端對數據進行信號發送處理后,發送給中繼站;
中繼站對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據比特的對數似然比,然
后對對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端;
接收端對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述對數據進行信號發送處
理包括:
發射端在數據中插入校驗序列,然后進行信道編碼,對編碼后的數據進行
調制,獲取數據比特映射的調制符號,然后對調制符號進行插導頻,并進行正
交頻分復用OFDM。
3.根據權利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述對接收的數據進行
信號接收處理包括:
對接收的數據進行OFDM,然后進行信道估計,獲取信道特性,根據信道
特性恢復數據,并通過軟解調獲取恢復后的數據,也就是調制符號映射數據比
特的對數似然比,并對比特對數似然比進行迭代。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述對對數似然比進行信號
發送處理包括:
對對數似然比進行軟調制,獲取對數似然比映射的調制符號,然后對調制
符號進行插導頻,并進行OFDM。
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述獲取數據包括:
根據數據比特的對數似然比進行硬判決,獲取數據。
6.根據權利要求1、2、4或5任一項所述的方法,其特征在于,所述獲取
數據之后,該方法進一步包括:
根據校驗方法,通過校驗序列判斷獲取數據的正確性。
7.一種中繼前傳的系統,其特征在于,該系統包括:發射端、一個或一個
以上的中繼站以及接收端;
發射端,用于對數據節能型信號發送處理后,發送給中繼站;
一個或一個以上的中繼站,用于對接收的數據進行信號接收處理,獲取數
據比特的對數似然比,然后對對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端;
接收端,用于對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據。
8.根據權利要求7所述的系統,所述發射端包括:校驗模塊、信道編碼模
塊、調制模塊、插導頻模塊以及OFDM模塊,其特征在于,
所述調制模塊,用于對編碼后的數據進行調制,獲取數據比特映射的調制
符號,然后發送給插導頻模塊。
9.根據權利要求7所述的系統,所述中繼站包括OFDM模塊、信道估計
模塊、軟解調模塊、軟譯碼模塊、軟調制模塊、插導頻模塊以及緩存,其特征
在于,
所述軟解調模塊,用于根據信道估計模塊獲取的信道特性恢復數據,并根
據恢復后的數據,也就是調制符號,獲取調制符號映射數據比特的對數似然比,
發送給軟譯碼模塊;
所述軟譯碼模塊,用于對接收的對數似然比進行迭代,獲取迭代后的對數
似然比,保存在緩存;
所述軟調制模塊,用于根據讀取的緩存中的對數似然比以及調制符號均值
計算公式,獲取對數似然比映射的調制符號;
所述緩存,用于保存比特對數似然比。
10.根據權利要求9所述的系統,所述接收端包括OFDM模塊、信道估計
模塊、軟解調模塊、軟譯碼模塊、以及校驗模塊;其特征在于,
所述校驗模塊,用于根據軟譯碼模塊發送的對數似然比進行硬判決,獲取
數據,然后通過校驗方法,根據校驗序列對所述獲取數據進行校驗,從而確定
接收數據的正確性。

說明書

一種中繼前傳的方法及系統

技術領域

本發明涉及無線通信領域,特別是指一種中繼前傳的方法及系統。

背景技術

未來無線通信的發展要求實現廣域連續覆蓋,支持更高速率的傳輸。中繼
技術作為一種新興的技術,在LTE(Long?Term?Evolution)演進(LTE-Advanced)
系統中被認為是一種較佳的改進系統吞吐量或者提高系統覆蓋面積的方案。這
為中繼技術的應用,開辟了廣闊的前景,同時也對無線通信技術提出了新的挑
戰。

傳統的中繼前傳技術有直接放大前傳(AF)、譯碼后前傳(DF)等技術,
AF是指中繼站僅僅對接收到的數據進行放大后就前傳;DF則需要先將調制后
的數據,進行譯碼恢復后,再調制前傳。AF實現比較簡單,但是會把前面收到
的噪聲也放大前傳,從而影響中繼的性能。DF經過譯碼后,噪聲會被部分抑制,
但如果譯碼后的數據有錯誤而直接調制前傳,則存在把噪聲放大的風險。常見
的解決辦法是通過加校驗碼來判決譯碼后數據正確性,只有正確的數據,才調
制前傳,從而避免了放大噪聲的缺點。但是,如果中繼收到的數據有錯誤,則
不能繼續前傳,直到接收到正確的數據為止,這樣會造成數據傳輸效率的下降。

發明內容

有鑒于此,本發明的主要目的在于提供一種中繼前傳的方法及系統,提高
數據傳輸的可靠性,引入噪聲較小,提高數據傳輸效率,兼容性強。

為達到上述目的,本發明的技術方案是這樣實現的:

本發明提供了一種中繼前傳的方法,該方法包括:

發射端對數據進行信號發送處理后,發送給中繼站;

中繼站對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據比特的對數似然比,然
后對對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端;

接收端對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據。

上述方案中,所述對數據進行信號發送處理包括:發射端在數據中插入校
驗序列,然后進行信道編碼,對編碼后的數據進行調制,獲取數據比特映射的
調制符號,然后對調制符號進行插導頻,并進行正交頻分復用OFDM。

上述方案中,所述對接收的數據進行信號接收處理包括:對接收的數據進
行OFDM,然后進行信道估計,獲取信道特性,根據信道特性恢復數據,并通
過軟解調獲取恢復后的數據,也就是調制符號映射數據比特的對數似然比,并
對比特對數似然比進行迭代。

上述方案中,所述對對數似然比進行信號發送處理包括:對對數似然比進
行軟調制,獲取對數似然比映射的調制符號,然后對調制符號進行插導頻,并
進行OFDM。

上述方案中,所述獲取數據包括:根據數據比特的對數似然比進行硬判決,
獲取數據。

上述方案中,所述獲取數據之后,該方法進一步包括:根據校驗方法,通
過校驗序列判斷獲取數據的正確性。

本發明還提供了一種中繼前傳的系統,該系統包括:發射端、一個或一個
以上的中繼站以及接收端;

發射端,用于對數據節能型信號發送處理后,發送給中繼站;

一個或一個以上的中繼站,用于對接收的數據進行信號接收處理,獲取數
據比特的對數似然比,然后對對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端;

接收端,用于對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據。

上述方案中,所述發射端包括:校驗模塊、信道編碼模塊、調制模塊、插
導頻模塊以及OFDM模塊,所述調制模塊,用于對編碼后的數據進行調制,獲
取數據比特映射的調制符號,然后發送給插導頻模塊。

上述方案中,所述中繼站包括OFDM模塊、信道估計模塊、軟解調模塊、
軟譯碼模塊、軟調制模塊、插導頻模塊以及緩存,所述軟解調模塊,用于根據
信道估計模塊獲取的信道特性恢復數據,并根據恢復后的數據,也就是調制符
號,獲取調制符號映射數據比特的對數似然比,發送給軟譯碼模塊;所述軟譯
碼模塊,用于對接收的對數似然比進行迭代,獲取迭代后的對數似然比,保存
在緩存;所述軟調制模塊,用于根據讀取的緩存中的對數似然比以及調制符號
均值計算公式,獲取對數似然比映射的調制符號;所述緩存,用于保存比特對
數似然比。

上述方案中,所述接收端包括OFDM模塊、信道估計模塊、軟解調模塊、
軟譯碼模塊、以及校驗模塊;所述校驗模塊,用于根據軟譯碼模塊發送的對數
似然比進行硬判決,獲取數據,然后通過校驗方法,根據校驗序列對所述獲取
數據進行校驗,從而確定接收數據的正確性。

由此可見,采用本發明所述的中繼前傳的方法及系統,通過軟調制技術,
獲取數據比特的對數似然比,提高數據傳輸的可靠性,引入噪聲較小;由接收
端接收數據進行硬判決,提高數據傳輸效率;同時,只是在原來中繼前傳的方
案上改進了編碼及軟解調與軟調制的方法,對現有系統改動較小,兼容性較強。

附圖說明

圖1為本發明實現中繼前傳的方法流程示意圖;

圖2為本發明中數據比特映射調制符號示例圖;

圖3為本發明實現中繼前傳的系統組成示意圖。

具體實施方式

本發明的基本思想是:發射端對數據進行信號發送處理后,發送給中繼站,
中繼站對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據的比特對數似然比,然后對
比特對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端,接收端對接收的數據進行
信號接收處理,獲取數據。

下面通過具體實施例與附圖來對本發明進行詳細說明。

本發明提供了一種中繼前傳的方法,如圖1所示,具體步驟如下:

步驟101、發射端對數據進行信號發送處理后,發送給中繼站;

發射端對要發送的數據進行信號發送處理,所述信號發送處理包括:校驗、
信道編碼、調制、插導頻以及正交頻分復用(OFDM)等。

其中,所述校驗具體過程包括:在數據中插入校驗序列,以便后續校驗數
據的正確性,所述校驗序列可以是循環冗余校驗(CRC)序列、奇偶校驗序列
等。

所述信道編碼具體過程包括:對校驗后的數據進行編碼,可以采用現有技
術中的低密度奇偶校驗(LDPC)編碼,也可以采用turbo編碼,獲取編碼后的
數據;

所述調制包括:通過M階正交幅度調制(QAM),根據調制符號計算公式
獲取編碼后的數據比特映射的星座圖中的調制符號,所述M可以被2開方,可
根據需要設定取值。所述調制符號計算公式,即公式(1)為:

S = S R + jS I = Σ i = 0 k / 2 - 1 D i ( 2 b i - 1 ) 2 k / 2 - i - 1 + j Σ i = 0 k / 2 - 1 D i + k / 2 ( 2 b i + k / 2 - 1 ) 2 k / 2 - i - 1 ]]>-------公式(1)

其中,bi為輸入的k個比特,k=log2M,S為點坐標,也就是bi對應的調制
符號;SR和SI分別為其實、虛部值,Di為k個符號表示符,即Di要么為1要
么為-1,Di的值可以按照如下方法獲得:D0和Dk/2始終為1,其中,實部中的
i=1,2,...,k/2,虛部中i=k/2+1,...k-1。

以16-QAM為例,公式(1)中M為16,k為4,則公式(1)變為公式(2),

S = S R + jS I = Σ i = 0 1 D i ( 2 b i - 1 ) 2 1 - i + j Σ i = 0 1 D i + 2 ( 2 b i + 2 - 1 ) 2 1 - i ]]>----------公式(2)

其中,D0和D2始終為1,D1=1-2b0和D3=1-2b2。選取數據中每4個比特的
數據為一組,根據公式(2)獲取每組數據比特與調制符號的映射關系,如圖2
中的星座圖所示,以1011為例,根據公式(2)可計算得到,SR為3,SI為1。

所述插導頻具體過程包括:在調制后的數據中,即數據比特映射的調制符
號中插入部分已知數據,用于進行信道估計;

所述OFDM包括:通過反傅里葉變換,將插導頻后的數據,由寬帶信號變
成正交的窄帶信號。

發射端將OFDM處理過的數據根據現有技術中的射頻發送處理,發送給中
繼站。所述射頻發送處理包括對數據進行變頻、放大處理。

步驟102、中繼站對接收的數據進行信號接收處理,獲取數據比特的對數
似然比,然后對數據比特的對數似然比進行信號發送處理,并發送給接收端;

中繼站接收發射端發送的經過信號發送處理的數據,經過射頻接收處理后,
對所述數據進行信號接收處理;所述射頻接收處理是根據現有技術對所述數據
進行變頻、放大處理;所述信號接收處理包括:OFDM、信道估計、軟解調、
軟譯碼等。

所述OFDM具體過程包括:根據傅里葉變換,將接收的數據,由正交的窄
帶信號變為寬帶信號;

所述信道估計具體過程包括:讀取OFDM處理后的數據,獲取信道特性,
也就是接收的數據的乘性噪聲;所述獲取包括:通過預存的插入的已知數據與
接收的數據中的已知數據之間的差異,獲取乘性噪聲;

所述軟解調具體過程包括:根據乘性噪聲對接收的數據進行恢復,根據調
制符號,獲取所述調制符號映射的數據比特的可靠性信息,所述恢復包括將接
收的數據除以獲取的乘性噪聲,從而得到相對接近真實的數據;所述數據比特
的可靠性信息是指數據比特的值為0的概率與為1的概率的比值的對數值,也
可以稱之為對數似然比,與數據比特一一對應,一組調制符號對應一組對數似
然比。所述獲取調制符號映射的數據比特的對數似然比可以采用現有技術中的
任意一種方法,例如:以調制符號對應4個比特為例,每個比特都采用公式(3)
來計算所述比特的對數似然比,LLR(b)=log(P(b=0|S)/P(b=1|S))----公式(3),
其中S表示調制符號,P(b=0|S)表示比特的值為0的概率,P(b=1|S)表示比特
的值為1的概率,LLR(b)表示“b”比特的對數似然比。所述概率可以根據本地
預存的星座圖中比特與調制符號的映射關系以及所獲取的調制符號在星座圖中
的位置,獲取所述調制符號對應的4個比特的值為0或者為1的概率,假設收
到的調制符號為2+j,以圖2所示的星座圖為例,可知,2+j為1+j以及3+j的
概率分別為50%,那么,第一比特位為1的概率為100%,為0的概率為0%;
第二比特位為1的概率為50%,為0的概率為50%;第三以及第四比特位為1
的概率為100%,為0的概率為0%。

所述軟譯碼具體過程包括:對調制符號映射的數據比特的對數似然比進行
迭代,獲取可靠性較高的對數似然比,所述迭代可根據需要設定迭代次數;

中繼站將軟譯碼獲取的數據比特的對數似然比保存在緩存中,然后中繼站
對對數似然比進行信號發送處理,所述信號發送處理包括:軟調制、插導頻、
OFDM;其中,所述插導頻以及OFDM與發射端進行信號發送處理中的插導頻
以及OFDM的處理過程相同,在此不再贅述。

所述的軟調制是根據數據比特的對數似然比,獲取所述對數似然比映射的
調制符號,也可以稱之為調制符號均值,這樣,相當于對中繼站接收的數據中
的調制符號進行升級,更接近真實發送的調制符號,具體過程為:首先根據公
式(3)獲取數據比特的對數似然比為-1以及1的均值,

E=tanh(L/2)----公式(4),其中,L為數據比特的對數似然比,E為均值。
然后將公式(4)帶入公式(1),用E替換公式(1)中的2bi-1,以16-QAM為
例,即將公式(2)中的2bi-1替換E,從而獲取調制符號均值計算公式,即公
式(5),根據公式(5)可獲取數據比特的對數似然比映射的調制符號。

S = S R + jS I = Σ i = 0 1 D i E i 2 1 - i + j Σ i = 0 1 D i + 2 E i + 2 2 1 - i ]]>----公式(5)

步驟103、接收端接收中繼站發送的信號發送處理后的數據,進行信號接
收處理,從而獲取數據,確定數據的正確性。

接收端接收中繼站發送的信號發送處理后的數據,進行射頻接收處理后,
對數據進行信號接收處理,獲取對數似然比。所述射頻接收處理與中繼站對數
據的射頻接收處理過程相同,在此不再贅述。所述信號接收處理與中繼站對接
收的數據進行信號接收處理的過程相同,在此不再贅述。所述獲取數據包括:
接收端根據信號接收處理獲取的對數似然比進行硬判決,獲取數據比特的真實
值,從而獲取數據。所述硬判決過程包括:若對數似然比的值大于0,則對應
的數據比特的真實值為0,若對數似然比的值小于0,則對應的數據比特的真實
值為1,數據比特的真實值組成數據。然后接收端通過現有技術中的校驗方法,
根據校驗序列對獲取的數據進行校驗,確定接收數據的準確性,例如CRC校驗、
奇偶校驗等;若接收的數據正確,則接收端進行后續處理,若接收的數據錯誤,
則反饋給發射端,要求重傳。

本發明還提供了一種中繼前傳的系統,如圖3所示,該系統包括:發射端
301、一個或一個以上的中繼站302以及接收端303;

發射端301,用于對要發送的數據進行信號發送處理,發送給中繼站302;

一個或一個以上的中繼站302,用于接收經過信號發送處理后的數據,對
接收的數據進行信號接收處理,獲取數據比特的對數似然比,然后對數據比特
的對數似然比進行信號發送處理,發送給接收端303;

接收端303,用于接收中繼站302發送的數據,進行信號接收處理,獲取
數據,并確定數據的正確性。

所述發射端301包括:校驗模塊3011、信道編碼模塊3012、調制模塊3013、
插導頻模塊3014以及OFDM模塊3015;

校驗模塊3011,用于在數據中插入校驗序列,并發送給信道編碼模塊3012,
所述校驗序列可以包括CRC校驗序列、奇偶校驗序列等;

信道編碼模塊3012,用于對校驗后的數據進行編碼,將編碼后的數據發送
給調制模塊3013;所述編碼可以通過LDPC碼或者turbo碼對接收的數據進行
編碼;

調制模塊3013,用于根據調制符號計算公式,獲取編碼后的數據中,數據
比特映射的調制符號,并發送給插導頻模塊3014;

插導頻模塊3014,用于在獲取的調制符號中插入已知數據,然后發送給
OFDM模塊3015;

OFDM模塊3015,用于對接收的插導頻后的數據,根據反傅里葉變換,將
寬帶信號變成正交的窄帶信號,并發送給中繼站302。

所述中繼站302具體包括:OFDM模塊3021、信道估計模塊3022、軟解
調模塊3023、軟譯碼模塊3024、軟調制模塊3025、插導頻模塊3026以及緩存
3027;

所述OFDM模塊3021,用于將接收的發射端301發送的正交的窄帶信號
的數據,根據傅里葉變換,變成寬帶信號,發送給信道估計模塊3022;將接收
的來自插導頻模塊3026的數據,根據反傅里葉變換,由寬帶信號變成正交的窄
帶信號發送給接收端303;

信道估計模塊3022,用于根據接收的數據以及預存的已知數據,獲取信道
特性,并將接收的數據以及信道特性發送給軟解調模塊3023;所述獲取包括:
根據預存的已知數據與接收的數據中的已知數據之間的差異,獲取乘性噪聲,
即信道特性;

所述軟解調模塊3023,用于根據信道特性恢復接收的數據,從而獲取相對
接近真實的數據,也就是相對接近真實的數據比特映射的調制符號,然后獲取
調制符號映射的數據比特的對數似然比,發送給軟譯碼模塊3024;

所述軟譯碼模塊3024,用于對接收的對數似然比,根據設定的迭代次數進
行迭代,將迭代后的對數似然比保存在緩存3027中;

所述緩存3027,用于保存對數似然比;

所述軟調制模塊3025,用于讀取緩存3027中的對數似然比,根據調制符
號均值計算公式,獲取對數似然比映射的調制符號,也可以稱之為調制符號均
值,發送給插導頻模塊3026;

所述插導頻模塊3026,用于在接收的數據,也就是調制符號中,插入已知
數據,發送給OFDM模塊3021。

所述接收端包括303:OFDM模塊3031、信道估計模塊3032、軟解調模塊
3033、軟譯碼模塊3034、以及校驗模塊3035;

其中,所述OFDM模塊3031、信道估計模塊3032、軟解調模塊3033、軟
譯碼模塊3034與中繼站302中的OFDM模塊3021、信道估計模塊3022、軟解
調模塊3023、軟譯碼模塊3024的功能基本相同,在此不再贅述;

所述校驗模塊3035,用于根據軟譯碼模塊3034發送的對數似然比進行硬
判決,然后根據數據中插入的校驗序列,通過現有技術中的校驗方法進行校驗,
從而確定接收數據的正確性,若接收數據正確,則進行后續處理;若接收數據
錯誤,則向發射端301反饋接收錯誤信息,要求發射端301重發數據。

以上所述,僅為本發明的較佳實施例而已,并非用于限定本發明的保護范
圍,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應
包含在本發明的保護范圍之內。

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