[发明专利]一种双向中继网络的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信方法，尤其涉及一种双向中继网络的通信方法，属于无线通信领域。

背景技术

双向中继通信是目前无线通信领域的研究热点之一。传统的网络编码方法中，两个源节点分别向一中继节点发送信息，该中继节点对接收信号进行解码后，进行二进制网络编码，再将其转发回相应的源节点。但是这种方法存在由于中继节点检测错误造成的误码地板效应(error floor)。

模拟网络编码方法中，采用放大-转发机制，所有源节点同时向中继节点发送信息，从而中继节点对收到的重叠的信号进行放大之后，再将其转发回相应的源节点。由于模拟网络编码与无线信道将空中传播的无线信号进行叠加这一特性是相一致的，因此模拟网络编码在无线网络中是特别有用的。

然而，现有的关于应用模拟网络编码的双向中继通信的研究中，一般均假设源节点和目的节点已知所有传输链路的理想信道状态信息(CSI)，可以很简单的在源节点或中继节点上应用相关检测。在一些场景下，比如，在慢变衰落环境下，可以使用导频符号获得CSI。但是，对于信道系数变化很快的情况，信道估计将变得困难。同时，信道估计还会增加中继节点的计算复杂度，降低数据传输速率。对于接收端，通过转发的导频信号获得理想的源节点-中继节点的信道信息也是相当困难的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双向中继网络的通信方法，本发明通过引入差分调制、功率估计，在无需信道状态信息的条件下，实现了双向中继网络中多个源节点信号的正确接收，达到了提高系统性能的目的。本方法中，源节点通过对接收信号进行功率估计，实现了差分检测，同时线性检测的结构降低了系统的实现复杂度。

综上所述，本发明的技术方案如下：

一种双向中继网络的通信方法，其步骤为：

1)各个源节点对发送信号进行差分调制编码，并发射；

2)中继节点对经过了信道衰落的不同源节点发送来的信号进行接收；

3)中继节点对接收信号进行放大，并将其共轭值进行广播转发至所有源节点，其中根据对接收信号平均功率的测量结果估计出信号放大倍数β；

4)源节点对中继节点转发的信号进行接收；

5)利用差分调制信号的特性，对接收信号中的干扰信号项进行估计；

6)源节点1在消除接收信号中的干扰信号项后，对源节点2的发射信号进行差分解码。

同理，源节点2在消除接收信号中的干扰信号项后，对源节点1的发射信号进行差分解码。这样实现了双向中继网络中的信息交换。

本发明的积极效果为：

与现有技术相比，本发明的通信方法应用于双向中继网络，能够在保证系统实现复杂度要求的条件下，无需信道状态信息，即可对多个源节点信号的正确接收，达到了提高系统性能的目的。

附图说明

图1.基于差分调制的中继网络通信方法示意图；

(a)阶段1，(b)阶段2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：

本发明中，所有通信节点(包括两个源节点和一中继节点)采用单天线，半双工方式进行数据传输。双向中继通信过程被分成了如下两个阶段：阶段1，所有源节点同时向中继节点发送经过了差分编码的信号；阶段2，中继节点向所有源节点广播转发信号。系统模型示意图如图1所示。

具体步骤如下：

第一步，各个源节点对发送信号进行差分调制编码，并发射。

源节点1发送的信号为

s₁(t)＝s₁(t-1)c₁(t)，c₁(t)∈A

源节点2发送的信号为

s₂(t)＝s₂(t-1)c₂(t)，c₂(t)∈A

其中，c₁(t)和c₂(t)分别是源节点1和源节点2在t时刻待发送的符号，A代表单位能量的M-PSK调制符号集。

第二步，中继节点对经过了信道衰落的不同源节点发送来的信号进行接收。接收信号为：