[发明专利]一种基于仿射预编码的干扰抵消和双向协作的信道估计方法

说明书

本发明公开了一种基于仿射预编码的干扰抵消和双向协作的信道估计方法，该方法包括如下步骤：S1、构造预编码矩阵和解码分离矩阵；S2、分别组合信息序列和训练序列构造数据帧并且进行预编码处理；S3、发射数据信号，在中继叠加数据后进行放大转发。S4、进行解码分离操作，提取训练数据，进行双向平行信道的信道估计；S5、从目标信号中提取信息数据，对其进行符号检测，输出检测序列。按照本发明提供的方法将双向中继转化为两个平行互不干扰的单向中继网信道，结合少量训练，对“两个”单向中继信道进行估计，使得信道估计不受自干扰消除的影响，预编码能够将信号能量扩展到整个频带，克服时变信道环境下的衰落并提供时间分集增益。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于仿射预编码的干扰抵消和双向协作的信道估计技术。

背景技术

双向中继协作网络(TWRN)相比单向中继协作网络(OWRN)减少了必须的传输时隙，提高了频谱利用率，具有很高的潜力与价值。目前的TWRN中，大部分假定在第二时隙接收端能完全消除自身发送数据干扰。但是，这种完美的自干扰抵消是基于完美信道估计的前提下的，实际环境中由于延迟反馈和信道估计误差，要得到完美的CSI是非常困难甚至是不可能的。对于TWRN中，通常利用时分或频分等训练序列获取信道估计信息，然后利用估计信道信息完成自干扰抵消和对端信息的检测，信道估计误差直接影响到干扰抵消效果，进而直接影响到符号检测和系统性能。受系统(功率、带宽等)资源开销约束及统计估计理论，信道估计误差往往较大。如何完美地消除自干扰项并且在获取目标信道参数的同时估计单跳信道是双向中继网络的研究重点。目前，AF模式下针对自干扰消除主要有两种方式：第一种是依赖自干扰信道(往复级联信道)估计的自干扰消除方案，其主要思想是根据估计自干扰信道参数对自干扰项进行计算，从而实现目标信号中的自干扰消除。但是上述方案是采用“先估计信道后抵消干扰”的思想，意味着信道估计存在误差，而在实际的自干扰消除过程中，微小的信道估计误差会产生相对较大的冗余自干扰项，严重影响了符号检测的性能。第二种是盲已知干扰消除(BKIC)方案，即在未知信道参数的情况下，利用已知符号的干扰项来消除其相邻符号的干扰项。基于信道参数对于连续的符号是恒定不变的事实，采用毗邻符号组合的方式实现自干扰消除。盲已知干扰消除方案优点是避免了在自干扰环境下进行不精确地自干扰信道估计，信号处理复杂度低，干扰消除的性能具有相当的优势，其缺点是刻意回避了信道估计精确度差的问题，导致TWRN中未知各链路CSI情况下的难以深入研究最佳功率分配、最佳中继选择等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于仿射预编码的干扰抵消和双向协作信道估计技术，针对双向中继网络中，自干扰误差导致双向中继网络性能的下降的问题，将“右乘”仿射预编码理论引入双向中继网络中，对发送数据进行预编码，接收端首先利用预编码矩阵完成自身信息的消除和对端信息的分离，从而将双向中继转化为两个平行互不干扰的单向中继网信道，然后对“两个”单向中继信道进行估计，从而使得自干扰消除不受信道估计误差的影响。仿射预编码在解决信号分离的同时，结合少量训练的半盲估计方案有望得到高精度的全部信道信息，在消除自干扰的同时大大降低训练开销，同时右乘预编码方案无需信道先验信息，可以简单方便实现最佳功率分配，估计并且大大降低符号检测的复杂度。虽然，采用冗余预编码会带来频谱效率降低，但预编码通过将信号能量扩展到整个频带，相比传统的时分复用方式，可以克服时变信道环境下的衰落并且提供时间分集增益。