[發明專利]一種多天線雙向中繼信道的信號檢測方法

無效

• 申請號: 201210138761.4
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102664845A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王磊;武卓;梁小溪;艾婷;李光祥
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L25/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及的是一種多天線雙向中繼信道的信號檢測方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

傳統的通信網絡傳送數據的方式是存儲轉發，即除了數據的發送節點和接收節點以外的節點只負責路由，而不對數據內容做任何處理，中間節點扮演著轉發器的角色。網絡編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術，它的核心思想是網絡的中間節點對各條信道上收到的信息進行線性或者非線性的處理，然后轉發給下游節點，中間節點扮演著編碼器或信號處理器的角色。

無線通信領域中，網絡編碼除可在數據鏈路層以及網絡層等高層實現，無線傳播媒質的廣播特性為其在物理層實現與應用開辟了更廣泛的空間。將網絡編碼在物理層實現、并與物理層技術相結合的物理層網絡編碼可以有效減小傳輸時延、提高系統的頻譜效率、提升系統的吞吐量、降低能量消耗等。而在多天線的物理層網絡編碼領域中，信號檢測的算法一直在困擾著研究者，現有的最大似然檢測算法復雜度較高、難以在實際系統中實現。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種多天線雙向中繼信道的信號檢測方法，從而解決雙向協同系統中吞吐量小，誤碼率高，能耗大的問題，同時保持較低的計算復雜度。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種多天線雙向中繼信道的信號檢測方法，其特征在于：多天線雙向中繼系統，包含兩個源節點（S1、S2）和一個中繼節點（R），通過在中繼節點采用聯合檢測干擾消除算法和聯合調制解調方案來降低系統的誤比特率，本方法的實現步驟為：

a)??????在雙向中繼系統中，源節點（S1、S2）在多址接入階段同時向中繼節點（R）發送自己的數據包，中繼節點R采用多副天線接收來自源節點的信號；

b)??????中繼節點信號處理：在中繼端采用聯合檢測干擾消除算法將接收到的信號進行最小均方誤差檢測以及并行干擾消除，再根據兩源節點采用的調制方案，將檢測到的源節點發送信號的估計值調制到聯合星座映射圖上，并將聯合調制后的信號廣播回各源節點；

c)??????在廣播階段，各源節點（S1、S2）根據采用的聯合調制方式和自身的先驗信息，選擇相應的解調方案，最終實現雙方信息的交換。

所述的中繼節點信號處理從以下兩個方面來實現：

a)??????聯合檢測干擾消除算法，即聯合最小均方誤差檢測和并行干擾消除的算法。該方法分成兩個步驟來實現：

第一步是讓接收到的信號經過一個最小均方誤差檢測器:

式中，表示經過最小均方誤差檢測后中繼端的信號矩陣，表示每個接收天線上的信號值，代表中繼端接收天線數，為源節點（S1、S2）到中繼節點（R）的信道矩陣，表示來自源節點的發送信號矩陣，為信道中噪聲的功率譜密度；

通過最小均方誤差檢測器可以得到各節點的發送信號估計值（和）；

第二步將得到的各節點發送信號估計值（和）采用并行干擾消除算法進行處理，消除各節點發送信號間的互干擾；

當迭代因子K=0時，

式中，表示中繼端接收到的信號矩陣，為節點S1到中繼節點R之間的信道矩陣，為經過最小均方誤差檢測器節點S1的發送信號估計值；

式中，為節點S2到中繼節點R之間的信道矩陣，為上式所取得的中間結果，為經過一次迭代后，節點S2的發送信號估計值；

式中，,分別為節點S1和S2到中繼節點R之間的信道矩陣，表示中繼端接收到的信號矩陣，為經過一次迭代后，節點S2的發送信號估計值，為信道中噪聲的功率譜密度；

這樣，得到的和為經過一次并行干擾消除后，節點S1和S2的發送信息估計值；

當迭代因子K=1或者2時，得到的系統誤比特率性能趨于穩定；?

b)??????聯合調制解調方案，即聯合中繼端調制和目的端解調的一種中繼端處理方案，根據最小歐氏距離最大化的星座點設計準則：

式中，，表示節點S1和S2所采用的調制方式相應的最小歐氏距離，，表示中繼節點一個發送天線到節點S1，S2的信道參數，表示在多址接入階段系統的誤比特率，表示進制的數字相位調制信息。