基于中继节点自信息广播的双向融合转发方法

摘要

本发明公开了一种基于中继节点自信息广播的双向融合转发方法，主要解决现有技术中继节点自信息广播实现复杂度高，传输效率低的问题。其实现步骤是：两个源节点分别从唯一可分解星座对中选取发送符号，并各自用两个符号周期通过单根天线同时将符号发送到中继节点；中继节点收到两个源节点的发送符号后，根据自己需要广播的信息进行融合并广播；每个源节点接收到中继节点广播的信号后，使用联合译码算法进行译码，同时得到另一源节点和中继节点发送符号的估计值。本发明通过中继节点根据自己待广播的信息双向融合转发信号，降低了中继自信息广播的实现复杂度，同时提高了系统的传输容量，可用于中继节点需要广播自己信息的双向中继协作通信系统。

主权项

一种基于中继节点自信息广播的双向融合转发方法，包括如下步骤：1)源节点选择待发送符号并发送给中继节点：1a)从唯一可分解星座对集合S中选取一个子集合作为星座集合X；1b)两个源节点均从星座集合X中选取两个星座符号作为自己的两个待发送符号，即第一源节点T₁选取第一个待发送符号s₁₁和第二个待发送符号s₁₂，第二源节点T₂选取第一个待发送符号s₂₁和第二个待发送符号s₂₂；1c)两个源节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点；2)中继节点通过两根天线在两个符号周期内接收信号，即在第一个符号周期内中继节点获得第一根天线接收的信号r₁₁和第二根天线接收的信号r₁₂，在第二个符号周期内中继节点获得第一根天线接收的信号r₂₁和第二根天线接收的信号r₂₂；3)中继节点根据接收的信号得到两个组合接收信号向量，即第一个组合接收向量r₁＝[r₁₁ r₁₂]^T，第二个组合接收向量r₂＝[r₂₁ r₂₂]^T，其中，上标T表示转置运算；4)中继节点从协作星座集合Y中选取两个星座符号作为待广播的符号，即第一待广播符号s_r1，第二待广播符号s_r2；5)中继节点根据选取的两个待广播符号s_r1和s_r2，联合两个接收信号向量r₁和r₂，获得中继节点的融合信号向量x：$x={\left[\begin{array}{cc}{x}_1^T& x_2^T\end{array}\right]}^T,$其中，x₁为融合信号向量的第一个分向量，表示为x₁＝s_r1r₁；x₂为融合信号向量的第二个分向量，表示为x₂＝s_r2r₂；6)中继节点根据融合信号向量x，得到两个待广播信号向量t₁和t₂：t₁＝[t₁₁ t₁₂]^T＝A₁x+B₁x^*，t₂＝[t₂₁ t₂₂]^T＝A₂x+B₂x^*，其中，上标*为取共轭操作，A₁和B₁为用于生成广播信号向量t₁的两个编码矩阵，A₂和B₂为用于生成广播信号向量t₂的两个编码矩阵，表示为：$A_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\end{array}\right],B_1=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& 1\\ 0& 0& -1& 0\end{array}\right],$$A_2=\left[\begin{array}{cccc}0& -1& 0& 0\\ 1& 0& 0& 0\end{array}\right],B_2=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right];$7)中继节点在两个符号周期内，通过两根天线将两个待广播信号向量t₁和t₂广播到两个源节点，即在第一个符号周期内中继节点的第一根天线和第二根天线分别广播待广播信号向量t₁的第一个分量t₁₁和第二个分量t₁₂；在第二个符号周期内中继节点的第一根天线和第二根天线分别广播待广播信号向量t₂的第一个分量t₂₁和第二个分量t₂₂；8)两个源节点在两个符号周期内各自通过一根天线接收中继节点广播的信号，即源节点T₁获得第一个符号周期内的接收信号z₁₁和第二个符号周期内的接收信号z₁₂，源节点T₂获得第一个符号周期内的接收信号z₂₁和第二个符号周期内的接收信号z₂₂；9)源节点对接收信号进行联合译码：9a)第一源节点T₁对接收到的两个信号z₁₁和z₁₂进行联合译码，同时得到第二源节点T₂发送的星座符号的估计值和中继节点的广播符号的估计值，即得到第二源节点T₂发送的星座符号s₂₁的估计值和星座符号s₂₂的估计值以及中继节点的广播符号s_r1的估计值和广播符号s_r2的估计值9b)第二源节点T₂对接收到的两个信号z₂₁和z₂₂进行联合译码，同时得到第一源节点T₁发送的星座符号的估计值和中继节点的广播符号的估计值，即得到第一源节点T₁发送的星座符号s₁₁的估计值和星座符号s₁₂的估计值以及中继节点的广播符号s_r1的估计值和广播符号s_r2的估计值