用于双向中继通信系统的基于符号的物理层网络编码方法

摘要

一种用于双向中继通信系统的基于符号的物理层网络编码方法，操作步骤如下：第一时隙是中继接收信息：两个源节点分别向中继发送各自已调信号，中继对接收的叠加信号做自相关运算，得到自相关矩阵，再用最大似然ML检测算法从该矩阵中检测出待广播的网络编码符号，使得网络编码符号的检测空间缩小，从而降低信号检测难度，同时获得接收分集增益，保证系统误码性能。第二时隙是中继广播信息：中继将检测到的网络编码符号广播出去，两个源节点分别采用自干扰消除方法对接收信号解码获得对方信息，完成通信过程。本发明利用M阶移相键控MPSK信号特点降低中继处理信号的运算复杂度，获得接收分集增益，适用于双向中继信道下对称和不对称速率的MPSK调制系统。

主权项

1.一种用于双向中继通信系统的基于符号的物理层网络编码方法，其特征在于，所述方法包括下列操作步骤： （1）第一个时隙，中继接收信息：两个源节点Node_i分别向中继节点Node₃发送各自的已调信号s_i，Node₃接收到该两个信号后，对接收信号y做自相关运算，得到自相关矩阵T，再采用最大似然ML检测算法从T中检测出待广播的网络编码符号s_NC；式中，下标i是源节点、即用户序号，i=1或2；该步骤包括下列操作内容： （11）两个源节点Node_i采用相同或不同的MPSK调制方式向Node₃发送各自的已调信号s_i，s_i归属于Node_i采用的M_i进制相移键控MPSK调制星座集合Ω_i，即s_i∈Ω_i，且中间变量k表示调制星座集合里的各个元素，即调制阶数为M_i；（12）Node₃接收到叠加信号式中，P₁和P₂分别是两个源节点Node_i的每符号发送功率，s₁和s₂分别是Node_i的发送符号；n∈C^L×1是Node₃接收处的加性高斯白噪声；信道矩阵h_i中各个元素独立同分布，即其元素服从CN(0,σ²)分布，也就是满足均值为0、方差值为σ²的复高斯分布的随机变量；（13）Node₃对其接收的叠加信号y进行自相关运算，得到自相关矩阵式中，c为和分别自相关的累加和，即因和恒等于1，且Node₃已获知h₁和h₂，故c为一已知确定量，能从自相关矩阵T中消去之；若用T₀表示将上述自相关运算的结果减去c的剩余数值，则T₀就是与的互相关运算、与n的互相关运算和n自相关运算的三个结果的累加和；因T₀的展开式为T₀=S₀+N；式中，S₀是与的互相关与其共轭的运算结果：Node₃需要广播的网络编码符号且s_NC只包含在S₀中，噪声干扰项N是（）与噪声n互相关运算结果和噪声n自相关运算结果的累加和：(·)^*为矩阵(·)的共轭转置矩阵；因此，Node₃只需掌握T₀，即掌握S₀和N的累加和；所以，Node₃的检测器必须克服干扰项N的影响，从T₀中检测出s_NC；（14）根据自相关矩阵T₀特点，Node₃利用最大似然ML检测算法得到待广播的网络编码符号s_NC； （2）第二个时隙，中继广播信息：Node₃将检测得到的网络编码符号s_NC广播出去，两个源节点Node_i分别采用自干扰消除方法根据接收信号解码得到对方节点的传输信息，完成通信过程。