基于网络编码的双工无线中继通信方法

摘要

本发明公开了一种基于网络编码的双工无线中继通信方法，主要解决现有技术频谱效率较低、系统误码性能偏高的问题。其实现步骤为：（1）在时隙1，用户A发送调制信号；（2）在时隙2，用户B发送调制信号；（3）在时隙3，中继站进行网络编码，首先对接收到的两个用户信号进行解调，然后进行星座重排，并正交合并后转发出去；（4）在时隙3，基站进行网络解码，首先对接收到的合并信号进行用户信号分离，然后分别联合前两个时隙所接收的信号进行最大似然解调，从而恢复出两个用户估计信息。本发明在提高传统译码转发中继系统频谱利用率的同时，进一步改善了正交叠加系统的误码性能。

主权项

一种基于网络编码的双工无线中继通信方法，包括步骤如下：（1）用户A以广播形式发送信息在时隙1，用户A将要发送的信息进行M阶脉冲幅度调制M‑PAM，并将调制信号XA广播出去，其中M满足：M＝2k，k为大于0的整数；中继站与基站分别接收到用户A所发送的信号，并记作YAR和YAD：YAR＝hARXA+nARYAD＝hADXA+nAD其中，YAR表示中继站从用户A所接收到的信号，YAD表示基站从用户A所接收到的信号，hAR表示用户A到中继站R的信道衰减系数，hAD表示用户A到基站D的信道衰减系数，nAR表示从用户A到中继站R传输过程中在R处的加性高斯白噪声，nAD表示从用户A到基站D传输过程中在D处的加性高斯白噪声；（2）用户B以广播形式发送信息在时隙2，用户B将要发送的信息进行M阶脉冲幅度调制M‑PAM，并将调制信号XB广播出去，其中M满足：M＝2k，k为大于0的整数；中继站与基站分别接收到用户B所发送的信号，并记作YBR和YBD：YBR＝hBRXB+nBRYBD＝hBDXB+nBD其中，YBR表示中继站从用户B所接收到的信号，YBD表示基站从用户B所接收到的信号，hBR表示用户B到中继站R的信道衰减系数，hBD表示用户B到基站D的信道衰减系数，nBR表示从用户B到中继站R传输过程中在R处的加性高斯白噪声，nBD表示从用户B到基站D传输过程中在D处的加性高斯白噪声；（3）中继站进行网络编码3a）在时隙3，中继站分别对接收到两个用户A和B的信号进行解调，得到解调后的比特信息；3b）中继站对解调后的比特信息进行星座重排，即采用与用户终端A和B不同的M‑PAM映射方式，对这两个用户的解调比特信息重新进行调制，得到用户A的调制信号X′A和用户B的调制信号X′B；3c）将上述经过星座重排后的调制信号X′A和乩X′B别调制到信号空间的同相分量和正交分量上去，得到正交叠加信号XR，并将其转发给基站：XR＝X′A+jX′B其中j代表虚数单元；（4）基站进行网络解码4a）在时隙3，基站接收到来自中继站的信号YRD：YRD＝hRDXR+nRD其中，hRD表示中继站R到基站D的信道衰减系数，nRD表示从中继站R到基站D传输过程中在D处的加性高斯白噪声；4b）从中继站的信号YRD中分离出两个用户A和B信号，并分别记作XAR和XBR： X AR = Re [ Y RD h RD * ] = | | h RD | | 2 X A ′ + Re [ h RD * n RD ] X BR = Im [ Y RD h RD * ] = | | h RD | | 2 X B ′ + Im [ h RD * n RD ] 其中，XAR表示从YRD中所分离出的包含用户A比特信息的信号，XBR表示从YRD中所分离出的包含用户B比特信息的信号，(·)*表示取复共轭，Im[·]表示取虚部运算，Re[·]表示取实部运算，||·||2表示取模平方；4c）基站对所述信号YAD和XAR采用最大似然解调算法恢复出用户A的估计信息；基站对所述信号YBD和XBR采用最大似然解调算法恢复出用户B的估计信息。