[发明专利]基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，用于解决在数据重传过程中使用相同频率资源传输信号的不同中继信号间的相互干扰问题，属于无线移动通信的技术领域。

背景技术

随着信息时代的不断推进，公众对语音、视频、网页浏览等通信应用的需求逐步增长。这类业务的特点是信息量大，重复性高。现在，一对一的单播传输方式已经不能满足用户对这些大数据量和实时性业务的需求。为了解决这个问题，人们开始采用多播传输。多播传输是信号源向多个用户同时传送信号，以实现网络资源的共享的一种技术。但是，当信道条件不理想时，基站传输给多播组内用户的信号，组内的一部分用户接收后能够正确解码，还有一部分用户无法正确解码。此时，基站需要对未被用户正确接收的那部分数据进行重传。

目前已经存在的数据重传的方法有：由基站进行的单播重传和多播重传、中继采用不同频率资源进行的多播重传，以及中继采用相同频率资源进行的多播重传等。

传统的基站单播重传方法是：基站向每个没有正确接收信号的用户单独发送未被成功接收的信号，直到所有用户都正确接收为止。单播重传方法虽然可以保证传输正确率，但是，这种方式消耗的时间和频率资源都很大，浪费了宝贵的通信资源。基站多播重传方法是对多播传输的简单重复：当有用户没有正确接收信号时，由基站给多播组内所有用户重新发送信号。由于基站的发射功率有限，在基站重传之后，原来没有正确接收信号的用户有很大可能仍然无法正确接收信号。

为了解决这个问题，系统引入中继：基站首先广播信号给中继和用户。中继进行解码后，再由中继进行重传。为了防止不同中继发送信号造成彼此之间的干扰，传统中继在重传过程中，不同中继是采用不同频率进行重传的。这样可以提高小区边缘用户的性能，也避免了不同中继之间信号的相互干扰，但是，这种方式需要消耗较多的频率资源。在如今频率资源非常匮乏的时期，人们自然就会考虑能否让不同中继都采用相同的频率进行重传。不同中继采用相同频率进行重传时，对某个用户而言，由于不同中继与其的距离不同，该用户接收到来自不同中继的信号会存在时延差。时延差在一个循环前缀范围内的信号是有用信号；反之，则为干扰信号。文献《Performance Evaluation of Cellular Networks Offering TV Services》指出：对接收用户而言，只有当时延差在一个循环前缀范围内时，才被视为有用信号，否则，就被视为干扰。当传输时延差大于一个循环前缀时，使用相同频率传输的信号之间会产生互相干扰，影响系统性能。

针对现有重传技术的缺点，又有一些文献研究了如何将目前技术比较成熟的空时编码方案应用于无线分布式中继网络的传输上。例如：文献《Multi-user space-time coding in cooperative networks》分析了基于Alamouti空时码和放大转发协议的分布空时码的误码性能。文献《Distributed space-time coding in wireless relay network》介绍每个中继节点随机选择空时码与重传系统中一个天线相对应。但由于中继是随机选择空时码，当信噪比不断增加时，整个通信系统只能获得一阶空间分集。

总之，现有的多播重传方法中，基站直接重传是费时、费力又收效甚微。中继使用不同频率进行重传时，对于当今日趋紧张的频率资源是一种浪费。中继使用相同频率进行重传时，则不同中继的发送信号之间会产生干扰。因此，如何更好地解决这种现有的中继重传技术的缺陷或不足，仍然是业内科技人员关注的一个焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于正交空时编码的单小区固定中继的多播传输方法，本发明综合考虑重传有效性和节约频率资源等因素，把正交空时编码应用于中继重传过程中：中继根据编码矩阵和传输效率等因素选取适宜的正交空时编码方案对需要重传的数据进行编码，然后再进行重传，这样，不同中继的发送信号相互正交，即使中继使用相同频率资源传输，也能避免不同中继的发送信号之间产生干扰，从而大幅度改善系统的传输性能。