基于空间映射的中继方法和装置

摘要

一种用于无线接入系统的基于空间映射的中继节点装置和方法，该中继节点装置设有：后向和前向的两个滤波单元、控制单元、信道状态信息获取及存储单元和空间映射单元。中继传输方法是：后向和前向滤波单元根据两个信道当前状态信息分别生成接收滤波矩阵和发射预处理矩阵后，都将其传送给空间映射单元；后向滤波单元根据该接收滤波矩阵对上一跳节点发送信号进行滤波，将生成的N个第一信号传送给空间映射单元；空间映射单元则用其生成的空间映射矩阵将接收的N个第一信号映射为对应的N个第二信号后，传送到前向滤波单元；前向滤波单元根据发射预处理矩阵对N个第二信号进行发射预处理后，放大转发到下一跳节点。本发明能够改善系统传输性能。

主权项

1.一种用于无线接入系统的基于空间映射的中继节点装置，设有：后向滤波单元和前向滤波单元；其特征在于，该装置还设有：控制单元、信道状态信息获取及存储单元和空间映射单元，其中，控制单元，作为该装置的控制中心，用于接收上一跳节点发送的是否采用线性预编码的信令，藉此控制后向滤波单元是否启用预编码接收；并控制后向滤波单元和前向滤波单元各自采用的滤波方式，以及向空间映射单元发送触发信号；空间映射单元，根据控制单元的触发信号分别从信道状态信息获取及存储单元、后向滤波单元和前向滤波单元得到的信道状态信息、接收滤波矩阵和发射预处理矩阵，生成空间映射矩阵，使得来自后向滤波单元的N个第一信号经由该空间映射矩阵被映射为对应的N个第二信号，再发送给前向滤波单元；该N个第二信号是该空间映射矩阵和N个第一信号的乘积，N为上一跳节点发送的数据流个数；该空间映射单元生成空间映射矩阵的方式有下述两种：如果发射预处理矩阵G₂及其共轭转置矩阵的乘积矩阵不是单位矩阵I_N、即时，先获取该矩阵的左奇异矢量，并按照对应奇异值大小降序排列生成第一变换矩阵；再获取矩阵的左奇异矢量，并按照对应奇异值大小降序排列生成第二变换矩阵，式中，I_M为M×M的单位阵，M为中继节点的天线数，G₁是后向滤波单元的接收滤波矩阵，H₁是第一信道矩阵或等效第一信道矩阵，是H₁的共轭转置矩阵，σ²是中继节点的接收噪声功率；然后，由该第一变换矩阵、反对角线单位阵和第二变换矩阵的共轭转置矩阵进行矩阵相乘，就得到所需求的当前映射矩阵：式中，U_A是第一变换矩阵，I_p是N×N的反对角线单位阵，U_B是第二变换矩阵，是U_B的共轭转置矩阵；或如果发射预处理矩阵G₂及其共轭转置矩阵的乘积矩阵是单位矩阵I_N、即时，先获取矩阵的左奇异矢量，并按照对应奇异值大小降序排列生成第一变换矩阵，式中，和分别是发射预处理矩阵G₂和第二信道矩阵H₂的共轭转置矩阵，和分别是和的逆矩阵；再获取矩阵的左奇异矢量，并按照对应奇异值大小降序排列生成第二变换矩阵，式中，和分别是接收滤波矩阵G₁和第一信道矩阵H₁的共轭转置矩阵，和分别是和的逆矩阵；然后，由该第一变换矩阵、反对角线单位阵和第二变换矩阵的共轭转置矩阵进行矩阵相乘，就得到所需求的当前映射矩阵：式中，U_Y是第一变换矩阵，I_p是N×N的反对角线单位阵，U_X是第二变换矩阵，是U_X的共轭转置矩阵；信道状态信息获取及存储单元，用于动态获取、周期更新并分别存储上一跳节点与中继节点之间的第一信道的当前状态信息和中继节点与下一跳节点之间的第二信道的当前状态信息，并将第一信道的当前状态信息传送给后向滤波单元和空间映射单元，将第二信道的当前状态信息传送给前向滤波单元和空间映射单元。