轉(zhuǎn)發(fā)信號時作為中繼用戶端，在接收信號時充當目 標用戶端。
[0059] 圖2所示的協(xié)作通信系統(tǒng)是NLOS通信場景下的協(xié)作通信系統(tǒng)。如圖2所示，源 用戶端為機場場面飛機，目標用戶端為管控塔臺，機場場面飛機與管控塔臺之間存在建筑 物遮擋。在該系統(tǒng)中，使用與源用戶端即機場場面飛機以及目標用戶端即管控塔臺均存在 L0S(LineofSight，視距傳播）通信條件下的用戶充當中繼用戶端。當中繼用戶端接收到 來自源用戶端發(fā)射的信號后，通過中繼用戶端間的協(xié)作通信策略對信號進行處理，之后轉(zhuǎn) 發(fā)給目標用戶端，由目標用戶端對接收信號進行解調(diào)解碼等處理后，獲得源用戶端發(fā)射的 原始信號，完成一次完整的通信過程。
[0060] 本實用新型實施例提供的協(xié)作通信系統(tǒng)，通過中繼用戶端間的協(xié)作通信，在每個 用戶端可以利用單天線進行信號收發(fā)，有效地解決了MIMO通信方式在通信終端例如手持 通信終端、飛機、汽車等加改裝、成本以及功耗等方面的局限性。
[0061] 實施例二
[0062] 本實用新型實施例提供了一種協(xié)作通信系統(tǒng)，參見圖3,該系統(tǒng)包括：
[0063] 源用戶端31，用于對信號進行預處理后，發(fā)射信號；
[0064] 其中，源用戶端31在信號發(fā)射前對信號采用BICM(BitInterleaved ConvolutionalModulation，比特交織編碼調(diào)制）對信號進行預處理，之后再發(fā)射；
[0065] 具體地，源用戶端31包括：
[0066] 信道編碼單元311，對信號進行信道編碼處理；
[0067] 其中，該信道編碼可以利用卷積碼。
[0068] 交織處理單元312,與信道編碼單元311相連，對經(jīng)過信道編碼處理后的信號進行 交織處理；
[0069] 信號調(diào)制單元313,與交織處理單元312相連，對經(jīng)過交織處理的信號進行信號 調(diào)制。
[0070] 進一步地，源用戶端還包括發(fā)射機，用于發(fā)射調(diào)制后的信號。
[0071] 中繼用戶端32,用于接收來自源用戶端31發(fā)射的信號，根據(jù)中繼用戶端之間的協(xié) 作通信策略對信號進行處理，轉(zhuǎn)發(fā)處理后的信號；
[0072] 其中，中繼用戶端32接收信號后，對信號進行AlamoutiDSTBC(Distributed Space-Time Block Codes,分布式空時分組編碼）處理后，經(jīng)過放大，再轉(zhuǎn)發(fā)；
[0073] 具體地，中繼用戶端32包括：
[0074] DSTBC處理單元321，用于對接收的信號進行AlamoutiDSTBC處理；
[0075] 信號放大單元322,與DSTBC處理單元321相連，用于對經(jīng)過DSTBC處理單元321 處理后的信號進行放大并轉(zhuǎn)發(fā)。
[0076] 目標用戶端33,接收來自中繼用戶端32的信號，對信號進行解調(diào)解碼處理，獲得 源用戶端31的原始發(fā)射信號。
[0077] 具體地，目標用戶端33包括：
[0078] 信號解調(diào)單元331，用于對收到的信號進行解調(diào)；
[0079] 其中，對信號進行解調(diào)包括：信號檢測以及LLR(Logarithm Likelihood Ratio,對 數(shù)似然比）計算；
[0080] 去交織處理單元332,與信號解調(diào)單元331相連，用于對解調(diào)后的信號進行去交織 處理；
[0081] 其中，由于交織處理單元312對信號交織處理用于抑制信道選擇性衰落，因此，對 應地，去交織處理單元332對信號進行去交織處理；
[0082] 軟解碼處理單元333,用于對去交織后的信號進行卷積碼解碼與判決，得到源用戶 端31發(fā)射的信號。
[0083] 本實用新型實施例中，中繼用戶端32的數(shù)量根據(jù)具體的應用實施場景可以是至 少兩個。本實用新型實施例以兩個中繼用戶端為例說明，但并不對具體實施應用中的中繼 用戶端數(shù)量構(gòu)成限制。
[0084] 將本實用新型實施例提供的協(xié)作通信系統(tǒng)應用于圖2所示的NLOS通信場景之中， 中繼用戶端采用基于AlamoutiDSTBC的協(xié)作通信方式，可以有效地降低由于非視距通信中 多徑衰落帶來的影響。
[0085] 實施例三
[0086] 本實用新型實施例提供了一種協(xié)作通信方法，該方法基于如圖4所示的協(xié)作通 信架構(gòu)。在圖4中，信道I以及信道II的各個子信道以4和g,表示，由于本實用新型實施例 提供的協(xié)作通信方法以NLOS通信環(huán)境為例說明，因此，可以假設fJPgi均為Rayleigh(瑞 利）信道，并且滿足非選擇性和IIDQndependentandidenticallydistributed，獨立同 分布）衰減特性。為此，以CN(0,1)對信道統(tǒng)計特性進行描述，其中CN(y，o2)表示均值、 方差分別為U和〇2的復數(shù)圓高斯分布。此外，假設中繼用戶端的噪聲和目標用戶端
[0087] 參見圖5,為本實用新型實施例三提供的一種協(xié)作通信方法流程圖，包括：
[0088] 501 :目標用戶端接收由中繼用戶端通過信道轉(zhuǎn)發(fā)的信號矢量；
[0089] 具體地，該信號矢量具體可以表示為：
[0090]
[0091] 其中，Ci1,a2分別為源用戶端和中繼用戶端發(fā)射信號放大因子，％為中繼用戶端 i的加性高斯白噪聲，S為源用戶端利用兩個時隙經(jīng)由信道I發(fā)出的信號矢量，S= [Sl，S2]t，Ci為構(gòu)建AlamoutiDSTBC的參數(shù)矩陣；（*)代表該變量根據(jù)Alamouti編碼要求應該求 共軛或保持不變。
[0092] 本實用新型實施例定義了PCSI(PartialChannelStateInformation，部分信道 狀態(tài)信息）以h表示。將上式（1)簡化后可得到：
[0093] Y=O1O 2Ph+z (2)
[0094]并且：
[0097] 在本實用新型實施例中，參加圖6, 501之前還可以包括：
[0098] 61 :中繼用戶端接收信號矢量，對信號矢量進行DSTBC處理；
[0099] 62 :中繼用戶端對DSTBC處理后的信號矢量進行放大，得到發(fā)射信號矢量；
[0100] 在本實用新型實施例61和62中，具體地，中繼用戶端i接收到信號矢量ri =
[ril，ri2]:
[0102]其中，ai為源用戶端發(fā)射信號放大因子，nri為中繼用戶端i的加性高斯白噪聲， 81和s2為源用戶端利用兩個時隙經(jīng)由信道I發(fā)出的信號矢量s=[si，S2]\
[0103] 中繼用戶端i利用DSTBC對接收的信號矢量&編碼操作，而后得到發(fā)射信號矢量 ti:
[0105]中繼用戶端編碼后，再經(jīng)過放大，得到發(fā)射信號矢量，并發(fā)射該信號矢量，該信號 矢量經(jīng)過信道II到達目標用戶端，其中，a2為中繼用戶端發(fā)射信號放大因子。
[0106] 502:目標用戶端利用MMSE(MinimumMeanSquareError，最小均方根誤差）對信 號矢量進行檢測，得到第一檢測信號；
[0107] 其中，第一檢測信號為：
[0109] 其中，（…）H表示對括號內(nèi)矢量進行轉(zhuǎn)置共軛處理；此外W可以表示為：
[0111] 503:目標用戶端在第一檢測信號中，以高斯變量代替目標用戶端噪聲，根據(jù)高斯 變量與目標用戶端噪聲的后驗分布滿足期望相等，范數(shù)相等的關系，將目標用戶噪聲近似 為方差、中繼用戶端數(shù)目以及信道的函數(shù)，得到第二檢測信號；
[0112] 具體地，由公式（7)~（8)可知，若要對信號進行解調(diào)需要獲得的信息，而 本實用新型實施例提供僅在獲得匕的基礎上進行信號檢測的方法。從公式（8)可知無法 獲得，因為gi未知。同時，假設信道符合瑞利衰減條件且gi滿足復數(shù)圓高斯分布時，由公式 (1)可知，目標用戶端噪聲矢量z中的元素均包含有兩個高斯變量的乘積項，因此z不滿足 高斯隨機過程。為了計算本實用新型實施例提供對z進行高斯趨近的方法，具體包括：
[0113] 利用一個高斯變量2i來趨近Zi,并且兩個變量之間滿足如下關系：
[0118] 其中，T為信號從源用戶端到中繼用戶端，或中繼用戶端到目標用戶端過程中的信 道利用數(shù)；R為中繼用戶端數(shù)目，在AlamoutiDSTBC策略中R= 2 ;M，|I為Frobenius范 數(shù)，KO和Kl分別為修正的0階和1階二類Bessel(貝葉斯）函數(shù)。通過上述趨近方法近 似處理并計算公式（7)獲得第二檢測信號。
[0119] 504 :對第二檢測彳目號進彳丁LLR計算；
[0120] 具體地，對于解調(diào)出的比特1^的LLR計算對應于si的實部，針對于 QPSK(QuadraturePhaseShiftKeyin，正交相移鍵控）調(diào)制方式LLR可以表示如下：
[0124] 505 :對LLR計算后的信號進行去交織和卷積碼解碼與判決，得到原始發(fā)射信號。
[0125] 其中，該原始發(fā)射信號為源用戶端發(fā)射的信號矢量。
[0126] 本實用新型實施例中，在對接收信號進行解調(diào)時需要首先獲得信道狀態(tài)信息h。 對于Alamouti DSTBC協(xié)作通信方案，本實用新型實施例采用源用戶端和目標用戶端均已 知的探測脈沖對信道進行估計，并假定在Np個數(shù)目為2的探測脈沖條件下，利用LS (Least Square，最小二乘法）即可獲得信