[發明專利]一種適用于無線雙向中繼系統預旋轉相位的信號發送方法

有效

• 申請號: 201110440677.3
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102571274A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 姜明;趙春明;張華;黃鶴
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本發明給出了一種適用于無線雙向中繼系統預旋轉相位的信號發送方法，屬于通信與信息系統中的數字通信數據鏈路層技術領域。

背景技術

無線通信系統中的雙向中繼節點常規的四時隙工作模式，以及采用網絡編碼技術減少時隙的工作模式，具體可參見圖1(a)、圖1(b)和圖1(c)，兩路信源節點S₁和S₂需要互相交換數據B₁和B₂，經過編碼調制轉換為發送序列X₁和X₂由于傳輸距離等條件限制，必須經過中繼節點R轉發。考慮到無線通信鏈路傳輸特點，傳統的節點R路由工作模式需要按圖1(a)給出的過程，歷經兩個時隙(時隙1和時隙2)分別接收數據X₁和X₂，再通過兩個時隙(時隙3和時隙4)轉發到節點S₁和S₂。

中繼節點R如果按照網絡編碼機制工作，則可以選擇三時隙工作模式，如圖1(b)。首先在時隙1和時隙2分別正確接收來自S₁和S₂的數據X₁和X₂之后，對X₁和X₂做譯碼檢測得到C₁和C₂，再完成比特級的異或編碼操作C₁⊕C₂，再經編碼調制映射到發送序列X_1⊕2，然后用時隙3同時向S₁和S₂廣播數據X_1⊕2。如果中繼節點R采用物理層網絡編碼方案，節點R可以在時隙1同時接收數據X₁和X₂，然后采用解碼后數據做網絡編碼轉發，如圖1(c)，在兩個時隙即可完成整個交互過程。由此可見網絡編碼技術的應用，可以非常有效地改善傳輸效率，提高帶寬利用率和節省發射功率。

無線雙向中繼的工作模式如果采用物理層網絡編碼，如圖1(c)，可以有效地降低傳輸帶寬和發射功率。一般再生中繼工作模式，如圖1(b)，中繼節點R需要在線解出終端發送的數據，做比特級的網絡編碼再同時傳送給兩側源節點S₁和S₂。因此相比直接物理層信號疊加的網絡編碼處理，三時隙的再生中繼工作模式在帶寬需求或傳輸時隙分配上已不占優勢。隨著目前對中繼節點處理性能要求的進一步提高，中繼用戶數目的增加，直接物理層網絡信號疊加的編碼方式在去除干擾，提升傳輸性能方面存在較為嚴重的瓶頸效應。在線處理數據業務之后轉發網絡編碼數據包的再生中繼模式可以較好的解決用戶數據疊加干擾問題。但再生中繼方案又造成處理復雜度的增加，并可能需要額外調度接入時隙或帶寬資源。因此如何在處理復雜度和雙向中繼性能上實現較好的均衡，是一個急需解決的問題。

從傳統無線雙向中繼節點的處理方式可以看出，在兩路數據多址接入階段需要單獨分配時隙和帶寬，如果想類似模擬網絡編碼，進一步節省傳輸帶寬資源，可以采用基于多址接入的直接物理層網絡編碼。考慮到不同終端傳輸信道的差異，我們可以將上述模型建立為兩路信號的多址接入，具體公式表達如下：

Y＝X₁exp(φ₁)+X₂exp(φ₂)+V

其中φ₁和φ₂為兩路信號經信道到接收端隨機產生的相位偏差，這里我們忽略幅度衰減變化，V為疊加的高斯白噪聲向量。

兩個源節點的雙向中繼工作模式，可以對任意一路數據首先做解碼，另一路數據作為一個干擾信號，稱之為并行分離信道譯碼方案(P-SCD)。這種解碼方式可以分成兩次獨立的標準信道譯碼過程。首先將X₂exp(φ₂)+V整體看成相對Z₁信號的噪聲干擾I₂，

X₂exp(φ₂)+V＝I₂

在次條件下檢測X₁序列信號，然后完成對X₁的解碼。同樣對X₂序列的解碼，將X₁exp(φ₁)+V整體作為對X₂的干擾噪聲I₁：