[發明專利]一種串行空時重疊協作通信方法

有效

• 申請號: 201510969408.4
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105577247B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 張紅;馬偉蘋;張靜
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06;H04B7/026
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種串行空時重疊協作通信方法。該通信方法包括以下步驟：步驟一，建立串行時空重疊協作通信的基本模型，在基本模型中設置有發送節點、中繼節點和目的節點；步驟二，發送節點將符號序列進行串行時域重疊編碼形成編碼符號序列后發送；步驟三，中繼節點接收發送節點發送的編碼符號序列進行放大處理形成放大編碼符號序列后發送；步驟四，目的節點接收發送節點發送的編碼符號序列和中繼節點發送的放大編碼符號序列，并將編碼符號序列和放大編碼符號序列進行合并處理形成合并符號序列后再譯碼輸出。該通信方法采用低階調制就可獲得比現有技術更高的頻譜效率；且在低信噪比情況下使系統達到更低的誤碼率。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及一種串行空時重疊協作通信方法。

背景技術

無線通信技術是近些年發展最快、應用最廣的信息技術。隨著智能手機的普及，無線通信對社會發展的支撐作用顯得尤為重要。廣闊的應用使得人們對無線通信系統提出了更高的要求，即更高的數據傳輸速率和更安全可靠的傳輸質量。提高頻譜效率是通信系統有效性的重要指標。當前提高通信系統頻譜效率的主要技術有：

1.多輸入多輸出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)技術。它是無線通信系統中的關鍵技術之一，是指在無線鏈路兩端均設置多根天線，分別同時發送和接收信號，充分利用空間資源，無需增加頻譜資源和發射功率，就可獲得空間復用增益和分集增益，從而提高系統的頻譜效率，改善系統性能。但MIMO本身對周圍環境的要求非常高，在一些實際場景中，由于自身體積、實現復雜度與功耗等限制，MIMO技術不能充分發揮其優勢。

2.協作通信(Cooperative Communication)技術。它是Sendonaris等人提出的一種新的空域分集技術，也稱協作分集技術。其基本思想是移動終端在通信系統中尋找一個或多個協作伙伴(Partner)，各用戶在傳輸自己信息的同時可以作為協作伙伴的中繼節點幫助協伙伴傳輸其信息，即單天線的移動終端在多用戶情況下通過共享信道資源，從而形成虛擬的MIMO系統以獲 取分集增益，提高無線通信系統傳輸的有效性和可靠性。雖然協作通信擁有MIMO技術的眾多優點，并且隨著協作節點數目的增加，頻率效率也會得到相應的提升，但是協作通信系統的性能并不隨協作節點數目的增加而呈線性的增長，而是越來越平緩，最終將趨于某一定值。隨著協作節點數目的增加，整個系統的復雜度也會相應增加。因此，協作節點數目不宜設置過多，系統頻譜效率的提升受到一定的限制。

3.高階調制和復用技術。高階調制技術和復用技術常被用來改善通信系統的頻譜效率。比如正交幅度調制(M-QAM)技術和正交頻分復用技術(OFDM)。QAM調制階數越高，星座點數越多，信息傳輸速率就越大，頻譜效率就會越大；OFDM技術采用最小間隔的正交子載波實現信號復用，其頻譜效率在理論上比傳統的FDM技術至少提高一倍。但隨著QAM技術調制階數的增加，系統誤碼率會上升，從而導致系統的可靠性降低，故增加調制階數來提高頻譜效率的方法其可行性不大；且OFDM技術為適應無線信道傳輸，需要加上循環前綴、保護頻帶等開銷，降低了提高頻譜效率的能力。

4.重疊時分復用(Overlapped Time Division Multiplexing，OVTDM)技術。重疊時分復用將符號重疊看成是一種自然形成的編碼約束關系，重疊越嚴重編碼增益越高。通過有意構造符號重疊實現高頻譜效率，與相同頻譜效率的無符號間干擾高維調制信號相比誤碼率具有明顯下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種串行空時重疊協作通信方法，該通信方法同時利用了空間分集優勢和重疊編碼優勢，不但采用低階調制就可獲得高頻譜效率，且在頻譜效率相同的條件下，本發明在低信噪比情況下比單純的高階調制技術和單純的協作通信技術具有更低的誤碼率。

為達到以上目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

一種串行空時重疊協作通信方法，其特征在于，包括以下步驟：