專利名稱：一種虛擬miso系統(tǒng)中的頻率偏移補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)虛擬MIMO系統(tǒng)中的頻率同步技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一 種虛擬MISO系統(tǒng)中的頻率偏移補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對無線移動多媒體業(yè)務(wù)的需求， 對無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率提出了更高的要求。MIM0技術(shù)可以提供更好的 空間分集和更高的系統(tǒng)容量，并且可以顯著提高系統(tǒng)的性能，因此MIMO技術(shù)備 受關(guān)注，并且成為下一代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。MIMO技術(shù)要求移動終端采用多 天線，但是現(xiàn)代移動終端的發(fā)展趨勢是終端的小型化，受限于移動終端尺寸和 硬件實(shí)現(xiàn)的水平，不可能在終端集成多根天線。目前移動終端還是單天線的， 為了充分發(fā)揮MIMO技術(shù)的優(yōu)勢，人們提出了虛擬MIMO技術(shù)。
OFDM技術(shù)因其極高的頻譜利用率和抗頻率選擇性衰落的優(yōu)點(diǎn)成為虛擬MIMO 系統(tǒng)最合適的調(diào)制方式，并且虛擬MIMO技術(shù)和OF函技術(shù)結(jié)合已成為無線通信 領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。0FDM技術(shù)的缺點(diǎn)是對頻率偏差4艮敏感，并且由于虛擬MIMO技 術(shù)的引如，發(fā)送端的各個發(fā)射機(jī)是分布式的，所以各個發(fā)射機(jī)都有自己的頻率 偏差，這樣接收到的信號中將包含多個頻率偏移，在接收端對其進(jìn)行頻率補(bǔ)償 基本上是不可能的。針對這種情況，本發(fā)明提出了一種在發(fā)送端對系統(tǒng)頻率偏 移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是如何提供一種分布式虛擬MISO-OFDM系統(tǒng)的 頻率偏移補(bǔ)償方法，該方法可用于解決接收信號中存在多個頻率偏移且不易補(bǔ)償 的問題。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種虛擬MISO系統(tǒng)中的頻 率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟
A、在源節(jié)點(diǎn)及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時，通過訓(xùn)練序列對節(jié)點(diǎn)間的頻偏進(jìn)行測量；
B、 源節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)共享給中繼節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)對源節(jié)點(diǎn)要
傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行STBC編碼并分別得到各自要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
C、 對各個發(fā)射節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行OFDM調(diào)制，源小區(qū)中的發(fā)射節(jié) 點(diǎn)根據(jù)自己對目的節(jié)點(diǎn)的頻偏對OFDM信號進(jìn)行頻偏補(bǔ)償，源小區(qū)中各個節(jié)點(diǎn) 將經(jīng)過頻率補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)同時發(fā)送出去；
D、 .接收端接收到的信號是源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號的混合信號，此信號 經(jīng)過空時解碼得到原始的發(fā)射數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明所提供的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟A中源 節(jié)點(diǎn)及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時，通過短訓(xùn)練序列進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間頻偏的粗估計， 通過長訓(xùn)練序列進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間頻偏的精確估計，不同節(jié)點(diǎn)之間的頻偏估計是在不 同通信時隙完成的。
按照本發(fā)明所提供的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟B中源 節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)同時才艮據(jù)STBC編碼的編碼MJ'J對要發(fā)送的^:據(jù)進(jìn)行編碼，并 且各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己在源小區(qū)的編號獲得自己要發(fā)送的STBC編碼后的數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明所提供的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟C中發(fā) 射端源小區(qū)中的各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己相對于目的節(jié)點(diǎn)的頻偏，對各個節(jié)點(diǎn)經(jīng)調(diào)制 后產(chǎn)生的OFDM信號做頻率補(bǔ)償。
按照本發(fā)明所提供的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟D中目 的節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)為已經(jīng)經(jīng)過頻偏補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)，將接收的數(shù)據(jù)按照與發(fā)送端相 對應(yīng)的STBC解碼的方案，解碼得到相應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)。
綜上所述，本發(fā)明所提供的分布式虛擬MISO-OFDM系統(tǒng)的頻率偏移補(bǔ)償 方法可用于解決接收信號中存在多個頻率偏移且不易補(bǔ)償?shù)膯栴}，可有效改善系 統(tǒng)的性能，并且易于實(shí)現(xiàn)。


圖l是協(xié)作通信系統(tǒng)示意圖2是發(fā)射端頻率偏移補(bǔ)償示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述 本發(fā)明公開的頻率偏移補(bǔ)償方法，包括如下步驟
1. 源節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)在與目的節(jié)點(diǎn)通信時，首先會同目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息 的交互，在無線局域網(wǎng)中每次通信的進(jìn)行都會引入前導(dǎo)訓(xùn)練序列來估計相互通 信節(jié)點(diǎn)間的符號定時及頻率偏差。
2. 源節(jié)點(diǎn)首先以較小的功率將要發(fā)送的數(shù)據(jù)共享給中繼節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和中 繼節(jié)點(diǎn)對源節(jié)點(diǎn)要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行STBC編碼，并分別得到各自要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
3. 發(fā)射端小區(qū)中的各個節(jié)點(diǎn)將自己的數(shù)據(jù)輸入OFDM調(diào)制器，完成并串變 換并加入循環(huán)前綴形成發(fā)射數(shù)據(jù)流。發(fā)射端小區(qū)中的節(jié)點(diǎn)在協(xié)同發(fā)射數(shù)據(jù)時， 根據(jù)對目的端頻率偏移的估計值，對各自要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的頻率偏移補(bǔ) 償。經(jīng)過頻率偏移補(bǔ)償?shù)拇袛?shù)據(jù)流經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，送到射頻前端進(jìn)行載波調(diào) 制后發(fā)送出去。
4. 接收端在接收到的信號是多個發(fā)射端發(fā)射的信號的疊加，且由于發(fā)射端 的各個發(fā)射節(jié)點(diǎn)已經(jīng)對自己相對于目的端的頻偏提前做過頻率補(bǔ)償，所以接收 端不需要再進(jìn)行頻率補(bǔ)償。接收端接收到信號后，按照STBC的解碼方案進(jìn)行解碼。
圖l給定了一個基于802.11a協(xié)議的虛擬MISO通信系統(tǒng)；圖2是發(fā)射端頻率偏 移補(bǔ)償示意圖。圖中，源端S通過與中繼節(jié)點(diǎn)R的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)向目的端D傳輸數(shù) 據(jù)的目的，其具體實(shí)施步驟如下
步驟l:當(dāng)源端S有數(shù)據(jù)向目的端D傳輸時，它首先是會涉及到一個中繼終端 的選擇以及和目的端進(jìn)行信息交互的過程，在無線局域網(wǎng)的信息交互過程中， 都會引入訓(xùn)練序列用來完成交互信息的節(jié)點(diǎn)之間符號同步，頻偏估計以及信道 估計。經(jīng)過這一步之后，源端S、中繼節(jié)點(diǎn)R以及目的終端D都已經(jīng)測得了相互 之間的頻率偏移。
步驟2:源端S首先會以一個較小的功率將要發(fā)送的數(shù)據(jù)共享給中級節(jié)點(diǎn)R, 這樣源端S和中繼節(jié),泉R都有要傳送的全部信息。
5步驟3:源端S和中繼節(jié)點(diǎn)R同時對要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行STBC編碼。例如， 輸入連續(xù)兩個包含48個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊為s,[^,…, 8]和s2^ ，…, 8], S和R 按照STBC的編碼矩陣進(jìn)行編碼，編碼后分別得到自己要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊第一個 時隙，S和R要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分別為xs,[^,…, 8]和^,[^,…,、48]，第二個時
P承分另'J為Xs 2 =[—《!,…， 一《48 ]牙口 X凡2 =[《！,…，《48 ]。
步驟4:經(jīng)過步驟3后，源端S和中繼節(jié)點(diǎn)R都得到自己要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對這 些數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)頻插入和補(bǔ)零操作后，經(jīng)過IFFT變換并加入循環(huán)前綴后，得到要 傳輸?shù)臅r域信號。
步驟5:當(dāng)?shù)玫桨l(fā)射信號的時域信號后，根據(jù)步驟1中的得到的源端S和中繼 節(jié)點(diǎn)R相對于目的端D的頻率偏移在S和R端對發(fā)送信號進(jìn)行頻率補(bǔ)償，如圖2所 示。
步驟6:在源端S和中繼節(jié)點(diǎn)R得到經(jīng)過頻率補(bǔ)償?shù)男盘柡?，將得到的信號進(jìn) 行D/A轉(zhuǎn)換，并調(diào)制到載頻進(jìn)行信號發(fā)送。
步驟7:由于空間信道的開放性，接收端接收到的信號是源端S和中繼節(jié)點(diǎn)R 發(fā)射信號的疊加。由于在源端S和中繼節(jié)點(diǎn)R在信號發(fā)射前已經(jīng)對信號做過頻偏 補(bǔ)償，所以目的端節(jié)點(diǎn)在對接收到信號進(jìn)行A/D后，不需要進(jìn)行頻率補(bǔ)償，直接 對接收到的信號進(jìn)行STBC解碼。解碼過程如下
假設(shè)接收端接收的連續(xù)兩個時隙的信號為
r,l/u，…,^]和r2K^…,&8],根據(jù)STBC的解碼規(guī)則可以得到解碼后的信號 為Si = + hflr2和S2 = h,;r, - hsr2 。
權(quán)利要求
1、一種虛擬MISO系統(tǒng)中的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟A、在源節(jié)點(diǎn)及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時，通過訓(xùn)練序列對節(jié)點(diǎn)間的頻偏進(jìn)行測量；B、源節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)共享給中繼節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)對源節(jié)點(diǎn)要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行STBC編碼并分別得到各自要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；C、對各個發(fā)射節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行OFDM調(diào)制，源小區(qū)中的發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己對目的節(jié)點(diǎn)的頻偏對OFDM信號進(jìn)行頻偏補(bǔ)償，源小區(qū)中各個節(jié)點(diǎn)將經(jīng)過頻率補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)同時發(fā)送出去；D、接收端接收到的信號是源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號的混合信號，此信號經(jīng)過空時解碼得到原始的發(fā)射數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟 A中源節(jié)點(diǎn)及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時，通過短訓(xùn)練序列進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間頻偏的 粗估計，通過長訓(xùn)練序列進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間頻偏的精確估計，不同節(jié)點(diǎn)之間的頻偏估 計是在不同通信時隙完成的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟 B中源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)同時根據(jù)STBC編碼的編碼規(guī)則對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編 碼，并且各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己在源小區(qū)中的編號獲得自己要發(fā)送的STBC編碼后 的數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟 C中發(fā)射端源小區(qū)中的各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己相對于目的節(jié)點(diǎn)的頻偏，對各個節(jié)點(diǎn)經(jīng) 調(diào)制后產(chǎn)生的OFDM信號做頻率補(bǔ)償。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的頻率偏移補(bǔ)償方法，其特征在于在所述步驟 D中目的節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)為已經(jīng)經(jīng)過頻偏補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)，將接收的數(shù)據(jù)按照與發(fā) 送端相對應(yīng)的STBC解碼的方案，解碼得到相應(yīng)的發(fā)送數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬MISO系統(tǒng)中的頻率偏移補(bǔ)償方法，包括以下步驟A.在源節(jié)點(diǎn)及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時，通過訓(xùn)練序列對節(jié)點(diǎn)間的頻偏進(jìn)行測量；B.源節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)共享給中繼節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)對源節(jié)點(diǎn)要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行STBC編碼并分別得到各自要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；C.對各個發(fā)射節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行OFDM調(diào)制，源小區(qū)中的發(fā)射節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己對目的節(jié)點(diǎn)的頻偏對OFDM信號進(jìn)行頻偏補(bǔ)償，源小區(qū)中各個節(jié)點(diǎn)將經(jīng)過頻率補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)同時發(fā)送出去；D.接收端接收到的信號是源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號的混合信號，此信號經(jīng)過空時解碼得到原始的發(fā)射數(shù)據(jù)。本發(fā)明解決了接收信號中存在多個頻率偏移的補(bǔ)償問題，可以有效改善系統(tǒng)的性能，并且易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號H04B7/04GK101494487SQ20091005840
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者旭 張, 方文斌, 翟春華, 鄺育軍, 隆克平 申請人:電子科技大學(xué)