[发明专利]基于放大转发单节点协作通信的宽带无线传感器网络传输方案

说明书

技术领域

本发明涉及无线信息传输领域，特别涉及一种基于放大转发单节点协作通信的宽带无线传感器网络传输方案。

背景技术

多输入多输出(MIMO)技术是指在发送端和接收端都采用多天线的技术，其能够显著提高通信系统的容量和无线传输链路的质量，因而其已成为无线通信领域里的一个研究热点。然而，由于受终端设备价格、及体积等因素的影响，不适合在无线传感器网络的节点上配置多天线。为了解决这个问题，协作通信和虚拟多天线这两个概念应运而生。

协作通信技术是一种以分布式的形式开拓空间分集的方法。利用无线信号在被传输的过程中能被周围的中继节点收到的特点，作为信源节点的发射端可以与作为中继节点的发射端协作将信息传递到作为信宿节点的接收端，从而达到空间分集的目的。如此，通过一定的协议可使各单天线系统共享彼此天线而形成虚拟多天线来协作传输信息，从而可以有效地提高系统性能。而按照作为中继节点的发射端对接收信号的操作方式，协作方案可分为放大转发(amplify-and-forward，AF)、译码转发等，其中AF方案由于其复杂度较低，且只需要中继节点简单地转发经线性处理过的信号而不需要解码，因此更加受到人们关注。

随着人们对通信宽带化的需求，无线通信系统正由窄带向宽带迅速发展。宽带无线通信系统将面临频率选择性多径信道。目前，正交频分复用(OFDM)和单载波频域均衡技术(SC-FDE)是两种对付多径衰落简单而有效的手段。二者通过给数据帧添加循环前缀能有效地避免由多径衰落引起的符号间干扰。而且OFDM技术处理简单，不需要复杂的多抽头均衡器，由此，将OFDM技术引入到无线传感器网络中来对付多径衰落是一个非常重要的研究课题。将OFDM与分布式协同技术结合起来研究已成为本领域技术人员亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于放大转发单节点协作通信的宽带无线传感器网络传输方案，以实现在具有单中继节点协作通信的无线传感器网络中的协同分集发射。

为了达到上述目的，本发明提供的基于放大转发单节点协作通信的宽带无线传感器网络传输方案，其包括步骤：1)在一宽带无线传感器网络中，信源节点采集到数据需要发送，首先进行信源编码，产生输入系统的二进制bit流；2)二进制输入比特进行前向纠错编码，交织后映射到星座图上的点，产生符号数据；3)对每个OFDM符号数据进行alamounti空时编码，并串转换后形成有两个时隙的数据帧，每个时隙符号数为需要发送的原符号数；4)在每个OFDM符号的合适位置插入导频信号，串并转换并补零成为IFFT的输入数据；5)IFFT后的每个OFDM时域信号前插入循环前缀，两个时隙信号前均加入训练序列；6)数据帧进行加窗操作，经D/A转化，发送到射频前端载波调制后发送信号到信道中；7)当中继节点检测到信源发射的信号时，接收信源信号第一时隙的数据，进行A/D转换后依靠训练序列进行定时和频率同步，移除保护间隔内的数据；8)采用放大转发协议时，此时数据直接加入新的循环前缀，第二时隙经D/A转换送到射频进行载波调制发射；9)信宿天线收到第二时隙信源和中继同时发送的信号，经射频载波解调通过低通滤波器，A/D转换抽样后，由训练序列可以进行定时和频率同步，补偿频偏，信道估计；10)同步后的OFDM符号移除保护间隔，串并变换进行FFT运算；11)输出的频域符号提中取导频进行相位补偿，数据符号进行空时解码，得到原始数据的估计符号值；12)估计符号进行逆映射得到软比特信息，解交织并利用vitebi译码得出传输比特的硬判决值。

其中，在步骤1)中，采用任意信源编码方案。

在步骤2)中，采用任意信道编码方案和调制方案。