[发明专利]一种基于比特重排的中继转发方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及中继协作传输领域。

背景技术

中继协作传输技术，作为LTE的后续发展LTE-Advanced所确定的基础功能之一，受到了普遍的关注。它的主要特点是能够使难以采用多天线技术的移动终端获得发送分集增益，由此克服衰落信道对无线通信系统的不良影响。

现有的3G/LTE无线通信系统里使用的中继协作传输方法主要是解码转发中继(decode-and-forward，简称DF)。该方法的转发过程如附图1所示，主要包括两个阶段：如附图1(a)所示，在第一阶段，发送端(例如一个用户终端，UE)将数据包同时发送给接收端(例如一个基站，eNB)和一个中继节点(Relay Node，简称RN，这里的RN可以是中继设备，也可以是另一个UE)；如附图1(b)所示，在第二阶段，RN解码数据包并重新编码，然后将重新编码的数据包发送给接收端，而在接收端，使用最大比合并(maximal ratio combing，简称MRC)方法将两次接收到的信号合并进行解码得到发送端传输的数据。

DF方法的主要问题是，由于在现有的3G/LTE系统中使用的是正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，简称QAM)方式，而根据3GPP标准所选用的调制星座图，一个符号中不同位置的比特具有不同的可靠性。以16QAM为例，每个符号包括4个比特(b₁b₂b₃b₄)，而3GPP规定的星座图如附图2所示。可以看出，b₁，b₂位置的比特的不同取值分布在不同的象限，可以通过象限进行区分；而b₃，b₄位置的比特的不同取值分布在同一象限，必须在象限内进行区分。因此b₁，b₂位置的比特具有更远的欧几里得距离，也就是说，b₁，b₂位置的比特具有更高的可靠性，而b₃，b₄位置的比特可靠性较低。而DF方法由于在转发时使用的是和发送端同样的符号，即可靠性较低的比特在经过转发后可靠性会进一步下降，因此其性能受限于可靠性较低的比特，即b₃，b₄位置的比特的误码率是影响DF方法整体误码率的主要因素。

现有技术中针对多阶QAM调制中比特可靠性差异的特点，相应的提出了一些基于星座重组的技术方案用于均衡比特之间的可靠性差异，典型的如在HARQ中使用的基于星座重组的重传方法。该方法通过在接收端和发送端存储同样的一组调制星座图，并在发送端根据接收端的反馈，在每次重传时选用不同的星座图进行调制，在接收端使用相应的星座图进行解调，从而均衡比特可靠性差异，达到减少传输错误的目的。然而此类基于星座重组的方法并不适合当前中继协作传输的实际应用场景。主要原因包括：一，需要相应的控制信令和接收端的反馈信号来指示如何进行星座重组，而协作中继传输方式是直接转发，并没有接收反馈后再发送的步骤；二，现有的3GPP规范已经明确规定了各阶QAM调制所使用的星座图，使用规范之外的星座图可能导致设备兼容问题，另外此类方法要求接收端和RN存储所有可能的星座图，而协作中继传输的一大优点就是可以由某一UE充当RN，在由UE充当RN的情况下，存储所有可能的星座图对UE来说加大了终端设备的存储要求，提高了成本；三，此类方法需要通过复杂的搜索算法寻找最优星座图，加大了对RN运算能力的要求，同样也不适用于UE充当RN的情况。

为此，需要一种新的在中继协作传输过程中用于均衡QAM调制符号比特可靠性差异的方法，并且该方法应当尽量兼容现有规范并适合于UE充当RN的情况。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种新的转发方法，在RN转发信号之前，将QAM调制符号中的比特序列先进行重排操作，将可靠性不同的位置的比特进行重排，然后再进行调制并发送。而在接收端，接收发送端发出的原始信号和RN转发的进行过重排的信号，然后使用合并估计方法进行解码。