[發明專利]用于水聲協作通信的UDIF協作策略及JMC-TED檢測器

有效

• 申請號: 201910103539.2
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN109818715B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉志勇;白帆;譚周美
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L25/03
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

1.一種用于水聲協作通信的UDIF協作方法，其特征在于假定中繼節點位于源節點和目標節點之間，d_RD和分別表示S₁→R、R→D和S₁→D的距離，這些距離需滿足和為了盡可能避免錯誤傳播的問題，假設以確保S₁→R的信道具有較高的瞬時信噪比SNR；為了完成一個數據包的傳輸，UDIF需要兩個階段，過程如下：

步驟1：廣播階段：源節點S₁將其信號廣播到中繼和目的節點D中，S₁的發送信號根據IDMA系統發射機生成，交織器I₁應與其他節點不同，在所提出的UDIF中，目的地和中繼節點接收信號可以分別表示為(3)和(4)，

其中，表示第k個源節點的發射功率，表示由S_k到節點j的水聲信道的沖擊響應，j∈{D,R}，v_j(t)表示加性高斯白噪聲的采樣，其均值為零和方差為j∈{D,R}；

步驟2：中繼階段，中繼節點接收到來自于S₁的信號后，首先對接收到的信號進行解碼，而后，用IDMA發射機對發送數據進行重新處理，形成中繼的發射信號，并立即將信號重傳到目的節點D，令x_R(t)表示中繼節點的發送信號，在目的節點端接收到的信號r_RD(t)可由下式給出：

其中，h_iD(t)表示節點i到D的信道脈沖響應，i∈{R,S₁,S₂,…,S_K}，v_i(t)表示加性高斯白噪聲的采樣，其均值為零和方差為i∈{RD}，因此，在目的地節點接收到的信號可表示為：

其中，v(t)表示加性高斯白噪聲的采樣，其均值為零和方差為σ²。

2.根據權利要求1所述的一種用于水聲協作通信的UDIF協作方法，其特征在于所述用于水聲協作通信的協作策略UDIF是針對異步水聲協作網絡的，該異步水聲協作網絡由K個源節點S_k(k＝1,2,3,…,K)、一個UDIF中繼節點R和一個目的節點D組成，其中，S₁在中繼節點R的協作下將信息傳送到目的節點D，所有節點均工作于半雙工模式，每個節點配有一個發送和接收元件；假設中繼節點和目標節點接收到的數據包都是完全同步的；節點i和j間的信道用h_ij表示，其中，i,j∈{S_k,R,D}，信道脈沖響應h_ij(t)可由統計水聲信道模型獲得；不失一般性，假設每個鏈路中的噪聲為加性高斯白噪聲；假設所有節點有相同的平均功率約束；還假設多址技術采用IDMA，源節點的發射機采用IDMA發射機，令表示第k個源節點發送的信息，其中b_k(n)∈{0,1}，N_b為信息比特的數量，首先，以碼率為R_c的加擾重復碼對b_k編碼，生成的編碼序列為c_k＝[c_k(1),c_k(2),…,c_k(N)]^T (1)，其中N表示編碼后的幀長，N＝N_bF，F表示擴頻因子；而后，編碼后的信息經交織器I_k進行交織處理，交織操作將打亂編碼序列c_k的位置信息，使得相鄰的碼片幾乎不相關；接下來，交織器的輸出映射到正交相移鍵控QPSK符號，可表示為其中，d_k(m)表示對于QPSK數據流，第k個用戶的第m個編碼后的碼片比特信息，N_q表示QPSK調制后的碼片比特數量，N_q＝N/2，A_k表示第k個用戶發送信號的幅度，T表示符號持續時間，g(t)表示升余弦脈沖，這是一個實值函數，時間限制在區間[0,T]，和進行歸一化處理，即其中值得注意的是擴頻單元對于所有源節點都是相同的，其等價為一個比特重復操作和一個加擾單元；不同的交織器用于區分不同的用戶，這些交織器是隨機獨立生成的。