应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输的装置及方法.pdf

1、10申请公布号CN104184508A43申请公布日20141203CN104184508A21申请号201410222807X22申请日2014052310211854420130524TWH04B7/15200601H04B7/04200601H04L27/3420060171申请人财团法人交大思源基金会地址中国台湾新竹市72发明人林大卫钟翼州74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人任默闻54发明名称应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输的装置及方法57摘要一种应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输的装置及方法，该装置是将接收自终端装置的信号加以结合并经过模数处理，

2、使信号点往星座图的中心集中，之后再将模数处理后的信号广播出去，如此可降低双向中继传输的高峰以及平均中继传输功率。30优先权数据51INTCL权利要求书5页说明书7页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书5页说明书7页附图2页10申请公布号CN104184508ACN104184508A1/5页21一种应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输方法，其特征在于，所述的应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输方法包含一中继装置接收传送自两个终端装置至少其中之一的一第一信号，并加以结合；以及所述中继装置将结合的所述第一信号进行一模数运算以产生一第二信号，并广播所述第二信号，

3、其中，所述模数运算以方程式1表示XRKMCMODYRKC,B1其中，XRK为所述中继装置于时间K所广播的所述第二信号，M为对角矩阵形式的放大因子，为对角矩阵形式的相位旋转因子，YRK为所述中继装置于时间K所接收到的所述第一信号，C为位移向量，B为模数向量，CMOD函数为具有一第一复数向量变数以及一第二复数向量变数的函数，其是针对所述第一复数向量变数的至少一元素，根据所述第二复数向量变数对应位置的元素来作对称复数模数运算，而其对于所述第一复数向量变数的至少一元素X的处理，以方程式2表示其中，B为所述第二复数向量变数对应于X位置的元素，为取括号内的数的实部，为取括号内的数的虚部；MOD函数则为具有

4、一第一实数变数以及一第二实数变数的函数，其对于任意所述第一实数变数Y，根据所述第二实数变数取对称实数模数，以方程式3表示MODY,BYB/2BB/23其中代表非对称实数模数运算，其数学含意为其中A以及B为两任意实数，表示取小于或等于A/B的最大整数。2根据权利要求1所述的应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输方法，其特征在于，所述方程式2的B大于或等于所述中继装置将所接收到由其中之一所述终端装置所传送的信号所形成的一信号足迹范围旋转一角度后，将所述信号足迹范围复制且平移，且令旋转角度的所述信号足迹范围中任一点与所述复制且平移的旋转角度的所述信号足迹范围中任一点的距离大于等于SIM的平移量，其

5、中I为所述终端装置的索引号，SIM为AI0|HI0|,AI1|HI1|,AIQ1|HIQ1|中最小者，Q为所述终端装置的天线数目，AIJ为所述终端装置的第J支发射天线所传送信号星座图中信号点的最小距离，HIJ为通道系数，J为0,1,Q1。3根据权利要求1所述的应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输方法，其特征在于，所述方程式2的B满足以下方程式4其中IJHIJ，HIJ为通道系数，I为所述终端装置的索引号，J为0或1，AIJ为所述终端装置的第J支发射天线所传送信号星座图中信号点的最小距离，MIJ为所述终端装置第J支发射天线所传送信号的调变阶数的平方根，SIM为AI0|HI0|以及AI1|HI1

6、|中较小者。4根据权利要求1所述的应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输方法，其特征在于，所述方程式1的，其中至少一对角元素以方程式5表示权利要求书CN104184508A2/5页3其中，OPT以方程式6表示OPTARGMIN0T，则重新定义IJ以及HIJ如下007300740075较佳的相位旋转因子即可获得，其中OPT以下列方程式表示0076OPTARGMIN0/2MAXIBI0077其中，BI即表示中继装置R将所接收到由终端装置TII0,1传送的信号所形成的信号足迹范围旋转一角度后，欲使其中任一点与一复制的旋转角度后的信号足迹范围中任一点的距离大于等于2HIM时，复制的信号足迹范围所平移

7、的距离。BI可以下列方程式表示00780079需注意者，前述实施例是以终端装置所传送信号星座图中的信号点的最小距离为2作说明。可以理解的是，终端装置所传送信号星座图中信号点的最小距离为其它数值时，前述方程式中的相对应参数亦应一致性的修改。0080举例来说，如果终端装置TII0,1的第J支天线所传送信号的星座图中信号点的最小距离为AIJ，则上述模数方程式E可以改为00810082其中，SIM为AI0|HI0|以及AI1|HI1|中较小者。0083请参照图4，其为采用4、16、64或256QAM的模拟结果。终端装置与中继装置间的通道为加成性白高斯噪声ADDITIVEWHITEGAUSSIANNOI

8、SE，AWGN通道如图4的实线所示或瑞利衰落RAYLEIGHFADING通道如图4的虚线所示。由图4可以看出，当AM时，在高中继信噪比可达到降低051DB的平均中继传输功率。请参照图5，其显示在采用16QAM以及通道为AWGN的互补累积分布函数COMPLEMENTARYCUMULATIVEDISTRIBUTIONFUNCTION，CCDF。相较于放大转送技术图5的实线AF所示，图5显示本发明的双向中继传输方法可达到降低2DB的高峰中继传输功率，如图5的虚线MF所示。说明书CN104184508A127/7页130084请再参照图2，以说明本发明的双向中继传输方法应用于图2所示的应用情境。由于中

9、继装置R使用2个天线，因此实际操作与图1所示的应用情境稍微不同。但本发明所属技术领域中具有通常知识者可依据本发明的精神以及前述说明的教示作适当的修改。0085以下简要说明本发明应用于图2所示的应用情境的操作方式。中继装置R所接收到的信号向量YRK可由方程式F表示0086YRKH0X0KH1X1KZRKF0087其中XIKI0,1为终端装置TI在时间K时所传送的信号向量，HI为终端装置TI与中继装置R之间的通道矩阵，ZRK为在时间K时的加法性中继噪声向量。为了简化操作，信号向量YRK的每一元素是分别进行模数运算并转送的处理，而不是同时处理信号向量YRK的所有元素。中继装置R所传送的信号向量XRK

10、可由方程式G表示。0088XRKMCMODYRKC,BG0089其中XRK为中继装置R于时间K所广播的该第二信号，M为对角矩阵形式的放大因子，为对角矩阵形式的相位旋转因子，YRK为中继装置R于时间K所接收到的信号向量，C为位移向量，B为模数向量，CMOD函数如前所述，在此不再赘述。上述参数可由图1所示的应用情境的方法来决定。0090终端装置TI则可利用方程式H从经模数运算处理的信号向量向量取得所需的信号向量00910092其中，YIK为终端装置TI于时间K所接收到的信号向量，XIK为终端装置TI本身所传送的信号向量。0093请参照图1以及图2，本发明一实施例的中继装置R是应用于多输入多输出通信

11、系统的双向中继传输。中继装置包含至少一天线以及一运算模块未图式。天线用以接收传送自两个终端装置T0、T1至少其中之一的一第一信号，并广播一第二信号。运算模块用以将所接收到的第一信号结合，并将结合的第一信号进行一模数运算以产生第二信号。详细的说明已如前所述，在此不再赘述。0094本发明一实施例的终端装置T0、T1包含多个传送天线、至少一接收天线以及一运算模块未图示。多个传送天线用以传送第一信号。接收天线用以接收第二信号。运算模块用以从传送自中继装置R的第二信号撷取出另一终端装置所传送的第一信号。详细的计算方式已如前所述，在此不再赘述。0095综合上述，本发明的应用于多输入多输出通信系统的双向中继传输的装置以及方法是将接收自终端装置的信号加以结合并经过模数处理，使信号点往星座图的中心集中，之后再将模数处理后的信号广播出去，如此可降低双向中继传输的高峰以及平均中继传输功率。0096以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。说明书CN104184508A131/2页14图1图2图3说明书附图CN104184508A142/2页15图4图5说明书附图CN104184508A15