[發明專利]一種基于QAM的全雙工雙向中繼系統的星座對齊方法

在審

• 申請號: 202210429665.9
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114844755A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 宋新海;荊海霞;苗壯;和亮
• 申請（專利權）人: 西安外事學院
• 主分類號: H04L27/34
• 分類號: H04L27/34;H04B7/155;H04B1/525
• 代理公司: 西安碩大知識產權代理事務所(普通合伙) 61283
• 代理人: 張德興

一種基于QAM的全雙工雙向中繼系統的星座對齊方法，通過導頻信號測得用戶節點AN和BN到中繼節點RN的信道系數；用戶節點AN和BN將各自的信息比特調制到QAM星座的某一分量上，并對其進行預處理后，向中繼節點RN進行同時同頻發送；中繼節點RN接收到用戶節點AN和BN發送的混合信號后，先進行解調，然后調制到QAM星座的另一分量上，并向用戶節點AN和BN進行轉發；用戶節點AN和BN接收中繼節點RN的轉發信號，利用信道系數作用的對稱性解除自干擾，實現解調，以獲得另一用戶節點的信息比特。本發明通過對兩個用戶節點進行預處理，確保了QAM星座中分拆使用的兩個分量在中繼節點處能夠對齊，保證正交性，在兩個用戶節點處利用信道系數作用的對稱性解除自干擾。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體地說，涉及一種基于QAM的全雙工雙向中繼系統的星座對齊方法。

背景技術

由于具有優良的頻譜效率，在當前頻譜資源矛盾突出的條件下，同時同頻全雙工中繼(后文簡稱全雙工中繼)技術成為應對無線業務快速增長的極具潛力的通信技術。不過，全雙工中繼技術雖然極大地提升了通信系統的頻譜性能，但同時也帶來比常規全雙工通信更為復雜的自干擾問題，使得自干擾消除成為本領域的一項關鍵使能技術。

自干擾消除技術總體上可分為兩類：一是被動自干擾消除，二是主動自干擾消除。前者主要作用于傳輸域，通過在收發機之間進行電磁隔離實現；后者主要作用于模擬域或(和)數字域，通過各種各樣的信號處理技術實現。然而，現有自干擾消除技術在應用于小尺寸設備時存在諸多問題，比如受制于其大小、功率以及成本等等。由于隨著物聯網的到來，小尺寸設備將大量涌現，故這一問題引起人們的廣泛關注。

為此，一種基于QAM調制的全雙工雙向中繼技術應運而生。傳統上，QAM星座作為一個整體被通信節點所用，而該技術突破了這一限制，將QAM星座拆分開來，把不同分量指派給不同的通信節點。這樣，基于分量之間的正交性，實現了同時同頻全雙工通信中的自干擾隔離。這種方法只是對調制方式的一個靈活運用，對通信節點尺寸與功率沒有額外要求，也不需要復雜的自干擾消除硬件或算法，實現簡易且成本低廉，故特別適用于受尺寸和功耗所限的小尺寸設備。但另一方面，該方法因對QAM星座的拆分使用，使得各分量無法像傳統上那樣在通信過程中保持自然正交，相應地帶來了星座對齊的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提出了一種基于QAM的全雙工雙向中繼系統的星座對齊方法，通過在用戶節點發送時反向旋轉信道系數的相位值以保持中繼節點處星座的正交性，同時在用戶節點接收時利用信道系數作用的對稱性解除自干擾，實現對另一用戶節點信號的解調。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于QAM的全雙工雙向中繼系統的星座對齊方法，包括以下步驟；

(1)首先通過導頻信號測得用戶節點AN和BN到中繼節點RN的信道系數h_A,R、h_R,A、h_B,R和h_R,B。

(2)用戶節點AN和BN將各自的信息比特調制到QAM星座的某一分量上，并對其進行預處理后，向中繼節點RN進行同時同頻發送；

(3)中繼節點RN接收到用戶節點AN和BN發送的混合信號后，先進行解調，然后再調制到QAM星座的另一分量上，并向用戶節點AN和BN進行中繼轉發；

(4)用戶節點AN和BN接收中繼節點RN的轉發信號，利用信道系數作用的對稱性解除自干擾，實現解調，以獲得另一用戶節點的信息比特。

所述步驟(2)中所述的用戶節點AN和BN同時向中繼節點RN發送信息，調制方法為將用戶節點AN和BN的信息比特調制到QAM信號的同向分量上(反之亦可，即都調制到QAM信號的正交分量上，本文采用前者)。