[发明专利]一种克服信号畸变的中继解调转发系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及中继解调转发方案引入额外的信号畸变的问题领域，提出一种克服信号畸变的中继解调转发方法。该发明适用于存在中继的各种场景，包括两跳或多跳、协作中继或非协作中继、透明中继或非透明中继等。

背景技术

中继技术因为其能够有效增加覆盖范围和增强系统吞吐量而获得广泛关注。在目前广泛研究的中继转发技术中，解调转发技术是其中最主要的中继转发技术之一。采用解调转发的中继对接收到的来自基站的信号主要进行均衡、解调、硬判后重调制，然后把重新产生的信号转发给终端。解调转发的优缺点显而易见：其优点是能够一定程度上重生信号，抑制从源端到中继的信道和噪声影响，由于无须解信道交织器和译码，处理时延小，并且支持中继根据从中继到目的端的信道质量进行链路自适应传输。但是缺点也正是因为中继不译码，无法进行循环冗余校验从而并不知道接收到的版本正确与否的信息。如果源端到中继的信道质量较差，中继对接收到的版本进行解调后硬判，将会损失软信息，这时如果再重新调制，特别是重调制的阶数与源端调制阶数不同，例如从QPSK变成16QAM，则会引入额外的信号畸变。如何能够尽可能保留软信息，避免信号畸变，是一个值得研究的问题。

传统的解调转发中继方案作为放大转发和译码转发的折衷方案，具有两者的优点，即处理时延小，转发迅速同时能够一定程度上抑制源端到中继的信道和噪声影响的优点，从而得到广泛关注。请参见图1的系统框图所示。

首先，源端把信息比特进行信道编码、速率匹配、调制和信道交织后发送给中继。中继接收到信号后进行均衡、解调然后硬判，并对硬判后的比特按照中继到终端的链路质量自适应选择调制方式进行重新调制后发送给终端。终端收到信号后进行均衡、解信道交织、解调和译码后，对信息比特进行硬判。

由于中继不解信道交织和译码，所以处理时延小，能够迅速转发数据包。然而正是因为不译码，中继无法知道硬判后的信息是否正确，如果一旦出错，硬判会损失软信息，再进行重新调制，特别是当第二跳的调制方式不同于第一跳的调制方式时，重新调制会引入额外的信号畸变，从而使终端接收性能带来损失。

怎样尽可能利用解调后的软信息减小硬判再重新调制引入的额外信号畸变，是一个值得研究的问题。这就是本发明的动机。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种克服信号畸变的中继解调转发方法，能够利用解调后的软信息有效克服硬判后重新调制的信号畸变，从而提高终端接收性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种克服信号畸变的中继解调转发系统，该系统包括源端、与源端通过信道连接的中继和与中继通过信道连接的终端，所述源端包括依次连接的

编码模块，用于把需要传输的信息比特进行信道编码，从而获得编码比特；

速率匹配模块，用于把编码比特进行打孔，以匹配根据信道质量自适应选择的码率；

调制模块，用于把打孔后的编码比特按调制方式的规定映射成为选定调制的复数符号；

交织模块，用于将调制后的复数符号打乱符号顺序，以克服信道的深衰落带来的突发误码；

所述中继包括依次连接的均衡模块，用于将经过交织模块后被打乱符号顺序的复数符号进行时域与频域均衡；

软解调模块，用于将均衡后的复数符号映射成编码比特的后验概率；

符号期望值模块，用于根据软解调后编码比特的后验概率计算选定调制的复数符号的期望值；

符号映射模块，用于将选定调制的复数符号的期望值映射到选定调制方式的星座点；

所述终端包括依次连接的均衡模块，将中继输出的复数符号进行时域与频域均衡；

解交织模块，用于将均衡后的复数符号根据源端的交织模块的交织方式恢复为原来的符号顺序；

解调模块，用于将均衡后的复数符号映射成二进制编码比特或者编码比特的软信息；

译码模块，用于对编码比特进行信道译码，获得所有编码比特的软信息；

信息比特硬判模块，用于把编码比特的软信息判决为二进制的信息比特。

本发明还包括一种克服信号畸变的中继解调转发方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，源端把信息比特进行信道编码、速率匹配、调制和信道交织后发送给中继；

步骤二，中继接收到信号后进行均衡、软解调然后计算软解调后的符号期望值；

步骤三，中继把该符号期望值映射到第2跳所选择的调制方式的与其欧式距离最小的星座点上发送给终端。