專利名稱：低檢測復(fù)雜度的全速率無線協(xié)作中繼傳輸方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種低檢測復(fù)雜度的全速率無線協(xié)作中繼傳輸方案，屬于移動通信 領(lǐng)域，適用于采用正交頻分復(fù)用技術(shù)的分布式無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線協(xié)作通信(CC Cooperative Communication)技術(shù)利用分布在不同物理位 置的多個(gè)移動終端各自的天線構(gòu)造一個(gè)容量更大、可靠性更高的“虛多輸入多輸出(ΜΙΜΟ Multiple-Input-Multiple-Output)，，系統(tǒng)，克服了單天線移動終端無法獲得空間分集增益 的不足，能夠?qū)崿F(xiàn)高誤碼性能的數(shù)據(jù)傳輸，已成為當(dāng)前最具研究價(jià)值和應(yīng)用潛力的熱點(diǎn)技 術(shù)之一。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無線通信的諸多技術(shù)中，協(xié)作中繼方式已被證實(shí)是適用于分布式無 線網(wǎng)絡(luò)且最具優(yōu)勢的低功耗傳輸方案之一。但現(xiàn)有的協(xié)作中繼方案頻譜利用率和傳輸速率 普遍較低，尤其是在多跳網(wǎng)絡(luò)中，該不足尤為明顯。為了提高協(xié)作中繼技術(shù)的頻譜利用率， Zhang Wei和Letaief于2008年7月在美國《電氣和電子工程師學(xué)會無線通信匯刊》(IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS)第7卷第7期發(fā)表的文章《用于協(xié)作通信 的全速率分布式空時(shí)編碼》(FulI-Rate Distributed Space-Time Codes forCooperative Communications)結(jié)合線性復(fù)數(shù)域編碼技術(shù)的優(yōu)勢，提出了能實(shí)現(xiàn)全速率傳輸?shù)膮f(xié)作中繼 方案。該方案將源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行線性復(fù)數(shù)域聯(lián)合編碼，最大限度地利用 了無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源，但該方案在接收端須對參與預(yù)編碼的所有符號進(jìn)行聯(lián)合檢測才能 獲得全分集增益。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目較大時(shí)，預(yù)編碼矩陣十分復(fù)雜，編碼和檢測復(fù)雜度都非常 高，難以得到實(shí)際應(yīng)用。Choi等于2008年4月在美國《電氣和電子工程師學(xué)會通信快報(bào)》 (IEEE COMMUNICATIONS LETTERS)第12卷第4期發(fā)表的文章《用于協(xié)作通信系統(tǒng)的隨機(jī)循 環(huán)延遲編石馬〉〉(Randomized Cyclic Delay Code for CooperativeCommunication Systems) 基于循環(huán)延遲分集技術(shù)，提出了具有統(tǒng)一接收機(jī)結(jié)構(gòu)的分布式協(xié)作編碼方案，為低檢測復(fù) 雜度無線協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提供了一種新思路，但Choi等在該方面的研究工作還遠(yuǎn)不 夠深入，其方案對應(yīng)的空頻編碼過程也僅是在中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間完成的，系統(tǒng)的傳 輸速率依然不高。綜上，在無線協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中，誤碼性能、檢測復(fù)雜度及傳輸速率之間的矛盾是到 目前為止依然未能得以圓滿解決的難題，值得深入研究和探討。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用循環(huán)延遲分集技術(shù)在降低多天線編碼檢測復(fù)雜度方面的優(yōu)勢，結(jié)合線 性復(fù)數(shù)域編碼技術(shù)的特點(diǎn)，發(fā)明了一種具有低檢測復(fù)雜度且能夠?qū)崿F(xiàn)全速率、高可靠傳輸 的協(xié)作中繼方案，較現(xiàn)有僅追求傳輸速率或誤碼性能的中繼方案更具實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下1、低檢測復(fù)雜度的全速率無線協(xié)作中繼傳輸方案，總體模型如下
la)分布式無線系統(tǒng)由一個(gè)源節(jié)點(diǎn)、多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)節(jié)點(diǎn) 裝配單根發(fā)射天線，以半雙工模式進(jìn)行通信，節(jié)點(diǎn)間的信息傳輸采用正交頻分復(fù)用(OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)方式完成；lb)協(xié)作中繼傳輸在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成，源節(jié)點(diǎn)在相鄰兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳輸?shù)念l域符號 分別為S1A2，經(jīng)過線性復(fù)數(shù)域編碼后得到的符號分別為，數(shù)據(jù)長度均為Nf，Nf為OFDM 的載波數(shù)；在第一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，源節(jié)點(diǎn)S向所有節(jié)點(diǎn)廣播信號，在第二個(gè)時(shí)隙內(nèi)，源節(jié)點(diǎn)S繼續(xù) 向目的節(jié)點(diǎn)D發(fā)送新數(shù)據(jù)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)全速率的中繼傳輸；所有中繼節(jié)點(diǎn)對在第一個(gè)時(shí) 隙內(nèi)接收到的信號進(jìn)行循環(huán)延遲后在第二個(gè)時(shí)隙以放大轉(zhuǎn)發(fā)方式發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)D ；Ic)在第一個(gè)時(shí)隙的第P個(gè)子載波上，第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的接收信號可分 別描述為
權(quán)利要求
1.低檢測復(fù)雜度的全速率無線協(xié)作中繼傳輸方案，總體模型如下 la)分布式無線系統(tǒng)由一個(gè)源節(jié)點(diǎn)、多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)裝 配單根發(fā)射天線，以半雙工模式進(jìn)行通信，節(jié)點(diǎn)間的信息傳輸采用正交頻分復(fù)用(OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)方式完成；lb)協(xié)作中繼傳輸在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成，源節(jié)點(diǎn)在相鄰兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳輸?shù)念l域符號分別 為Si、S2，經(jīng)過線性復(fù)數(shù)域編碼后得到的符號分別為Xi、X2，數(shù)據(jù)長度均為Nf，Nf為OFDM的載 波數(shù)；在第一個(gè)時(shí)隙內(nèi)，源節(jié)點(diǎn)S向所有節(jié)點(diǎn)廣播信號，在第二個(gè)時(shí)隙內(nèi)，源節(jié)點(diǎn)S繼續(xù)向目 的節(jié)點(diǎn)D發(fā)送新數(shù)據(jù)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)全速率的中繼傳輸；所有中繼節(jié)點(diǎn)對在第一個(gè)時(shí)隙內(nèi) 接收到的信號進(jìn)行循環(huán)延遲后在第二個(gè)時(shí)隙以放大轉(zhuǎn)發(fā)方式發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)D ；Ic)在第一個(gè)時(shí)隙的第ρ個(gè)子載波上，第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的接收信號可分別描 述為
2. 一種用于權(quán)利要求1所述的多中繼循環(huán)延遲分集與聯(lián)合編碼方案，該方案對各中繼 節(jié)點(diǎn)天線上的接收信號進(jìn)行循環(huán)延遲，在頻域內(nèi)對待傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；2a)在采用OFDM技術(shù)的無線協(xié)作通信系統(tǒng)中，由于第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)氖墙?jīng)過循環(huán) 延遲后得到的調(diào)制符號，則第ρ個(gè)子載波上的等效調(diào)制符號變?yōu)?br> 3.如權(quán)利要求1所述的無線協(xié)作中繼傳輸方案，其特征在于首先對源節(jié)點(diǎn)的待傳輸 數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的線性復(fù)數(shù)域編碼，繼而在兩個(gè)連續(xù)的時(shí)隙內(nèi)依次傳送，中繼節(jié)點(diǎn)將接收到 的數(shù)據(jù)采用循環(huán)延遲放大轉(zhuǎn)發(fā)方式傳送給目的節(jié)點(diǎn)，這樣不僅能夠獲得分布式無線系統(tǒng)的 全分集增益、增強(qiáng)協(xié)作中繼傳輸過程中的抗信道衰落能力，同時(shí)能明顯降低檢測復(fù)雜度、簡 化編碼結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低檢測復(fù)雜度的全速率無線協(xié)作中繼傳輸方案，適用于采用正交頻分復(fù)用(OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)的分布式無線通信系統(tǒng)。該方案首先在頻域內(nèi)對源節(jié)點(diǎn)的待傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的線性復(fù)數(shù)域編碼，以獲得分布式無線系統(tǒng)的全分集增益，增強(qiáng)信號在協(xié)作中繼傳輸過程中的抗信道衰落能力。編碼后的數(shù)據(jù)分為兩部分，經(jīng)正交頻分復(fù)用調(diào)制后在相鄰的兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)由源節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送。中繼節(jié)點(diǎn)在第一個(gè)時(shí)隙接收來自源節(jié)點(diǎn)的第一部分?jǐn)?shù)據(jù)，并在第二個(gè)時(shí)隙采用循環(huán)延遲放大轉(zhuǎn)發(fā)方式向目的節(jié)點(diǎn)傳輸該部分?jǐn)?shù)據(jù)。接收端通過對兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)接收信號的綜合處理，僅需對兩個(gè)符號進(jìn)行聯(lián)合檢測即可完成解碼。本發(fā)明提出的中繼傳輸方案編碼結(jié)構(gòu)簡單，適用于任意中繼天線數(shù)的場景，能在獲得全分集增益性能的同時(shí)，明顯降低檢測復(fù)雜度，較現(xiàn)有僅追求傳輸速率或誤碼性能的中繼方案更具實(shí)用價(jià)值。
文檔編號H04L27/26GK102098263SQ201110023040
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者張紅偉, 李曉輝, 谷興杰 申請人:安徽大學(xué)