一種在無線中繼系統中的信息傳輸方法
2023-10-30 10:20:27 1
專利名稱：一種在無線中繼系統中的信息傳輸方法
技術領域：
本發明涉及無線通信技術，尤其涉及一種在無線中繼系統中的信息傳輸方法。
背景技術：
在無線通信系統中，中繼(Relay)節點的使用不僅可以提高無線通信的可靠性，更可以擴大無線通信的覆蓋範圍。近年來，無線中繼節點的使用在理論界和工業界都得到廣泛的重視，已經在 IEEE 802. 16j 及 3GPP LTE-A (Third Generation PartnershipProgram’s Long-Term Evolution Advanced,第三代合作夥伴計劃的長期演進高版本)等標準中出現。在使用無線中繼節點時，最為常見的信息中繼(轉發)方式為放大-轉發(AF :AmpIify-and-Forward)和解碼-轉發(DF :Decode-and_Forward)兩種。 在使用放大-轉發方式時，中繼節點將從不同源節點接收的信號直接相加，然後在符合自身功率限制條件的前提下，將信號放大至最大幅度並發送出去。目的節點在接收到中繼節點的信號後，先將自身的信號消去，再進行解碼。這種方式的優點是實現簡單，缺點是在放大有用信號時連同噪聲一起放大，導致其誤碼性能較差，且通過中繼節點所獲得的分集增益(diversity gain)較低。在使用解碼-轉發方式時，中繼節點先對從每個源節點接收的信號都進行解碼，然後再將解碼的結果以某種方式組合起來，以最大功率發送給目的節點。目的節點收到中繼節點的信號後，再結合自身的信號對其進行解碼。這種方式的優點也是容易實現，缺點是在中繼節點進行解碼時會有誤碼出現，並且這種誤碼會被傳遞至目的節點，同樣導致其誤碼性能不佳，所獲得的分集增益(diversity gain)較低。針對放大-轉發和解碼-轉發方式的缺點，在一些文獻中提出改進的轉發方式。其中一種是壓縮-轉發(CF Compress-and-Forward)方式，中繼節點並不直接對每個源節點的信息進行解碼，而是對其信息進行壓縮，比如使用Wyner-Ziv編碼，然後再轉發給目的節點。使用壓縮-轉發方式時，可以獲得較高的分集增益，但目的節點的解碼比較複雜，且需要使用緩衝區(buffer)，在緩衝區較長時，還會帶來較大的時延。另一種是信道-網絡聯合編碼(joint channel-network coding)的轉發方式,這是一種將信道編碼與網絡編碼結合起來的方式，在源節點使用卷積碼或者LDPC (低密度校驗碼)碼編碼，在中繼節點使用一種特殊的網絡編碼進行轉發。這種轉發方式的優點是可以獲得較高的分集增益，缺點是解碼非常複雜，較難實現，需要進行10次以上的迭代運算，並且需要使用緩衝區。
發明內容
發明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種在無線中繼系統中，利用似然比或對數似然比的計算，構造出一種軟信息網絡編碼的方式，而進行信息傳輸的方法；其既能夠獲得較高的分集增益，且易於實現、無需緩衝區、無解碼延時，並能夠減少中繼節點的功率消耗。技術方案為實現上述目的，本發明採用的技術方案為
本文中的ioB運算均值對數運算，首先就似然比和對數似然比給出說明。對於二進位相移鍵控信號(BPSK信號)I的取值範圍是〖+1-對；BPSK信號的似
然比定義為
權利要求
1.一種在無線中繼系統中的信息傳輸方法，該無線中繼系統包括%個源節點· ^、ち個中繼節點鳥、》%個目的節點與，其中,、*%和*%都為大於等於I的自然數，且
2.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述無線中繼系統中的所有節點為單天線結構。
3.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述無線中繼系統採用的調製方式為相移鍵控。
4.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述無線中繼系統採用的調製方式為ニ進位相移鍵控。
5.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述無線中繼系統為雙向中繼系統。
6.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於該無線中繼系統採用的調製方式為ニ進位相移鍵控，且所有節點為單天線結構，所述源節點的個數為兩個，分別記為禺和A中繼節點的個數為ー個，記為JI，目的節點的個數為ー個，記カU ;中繼節點J對從源節點瑪和務接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比分別記為4 和ら，再通過對4和『進行運算構造出中繼節點的發送信號;所述發送信號為
7.根據權利要求6所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述步驟(3)的解碼步驟為 Ca)目的節點B對從源節點芩和乓接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比分別記為ふΛ和Z幻·; (b)目的節點U對從中繼節點I接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比記為4 ; (C)計算
8.根據權利要求I所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於該無線中繼系統為雙向中繼系統，採用的調製方式為ニ進位相移鍵控，且所有節點為單天線結構，所述源節點的個數為兩個，分別記為芩和^，且互為目的節點，中繼節點的個數為ー個，記為 ;中繼節點 對從源節點禺和矣接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比分別記為ら和ら，再通過對ら和ら進行運算構造出中繼節 點的發送信號 ；所述發送信號為
9.根據權利要求8所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述步驟(3)的解碼步驟為 (a)源節點^對從源節點S1接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比記為も;源節點\對從源節點S1接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比記為.L Si ; (b)源節點務對從中繼節點！接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比記為ん;源節點芩對從中繼節盧 接收到的信息進行對數似然比計算，獲得的對數似然比記為*^2 ； (C)若源節點各自身發送的是+1，則令i 52 = ^Sl，否則令Z J2 = —-^*2 ;若源節點自身發送的是+1，則令Z a ，否則令I Ji =-ちα ; (d)若,則判斷源節點芩發送的是+1，如果,則判斷源節點芩發送的是_| ;若
10.根據權利要求8所述的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，其特徵在於所述步驟(3)中採用最大比合併的方法進行解碼。
全文摘要
本發明公開了一種在無線中繼系統中的信息傳輸方法，利用似然比或對數似然比的計算，構造出一種軟信息網絡編碼的方式，而進行信息傳輸的方法；具體包括如下步驟(1)源節點在指定的時隙內廣播自己的信息符號；(2)中繼節點對從每一個源節點接受到的信息進行似然比或對數似然比計算，再構造出該中繼節點的發送信號，並發送給目的節點；(3)目的節點對接受到的信息進行計算、解碼。本發明提供的在無線中繼系統中的信息傳輸方法，可以有效降低中繼節點的功率消耗，誤碼率性能明顯優於傳統的「放大-轉發」中繼方式或「解碼-轉發」中繼方式，可以得到較大的分集增益，且編碼、解碼過程簡單，無需進行複雜運算，解碼時無需緩衝區。
文檔編號H04W52/46GK102684770SQ201210161488
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者李瀟, 王聞今, 鄧衛華, 金石, 高西奇 申請人:東南大學