[发明专利]基于软信息的分布式空时网格码中继传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及空时编码技术和中继协作通信技术领域中的基于软信息的分布式空时网格码中继传输方法。本发明将软信息转发协议与分布式空时网格码结合的中继传输及编译码方法用于中继协作通信网络，可以降低错误传播对分布式空时网格码的性能影响，提升中继协作通信网络的误帧率性能。

背景技术

利用中继节点帮助移动用户转发数据，可获得额外的分集增益，改善接收端的误比特性能，是提高移动用户在小区边缘通话质量的有效手段之一。

在无线中继网络中，源节点与中继协同并与同一目的节点进行通信。源节点与中继之间的协同可形成虚拟天线阵列，因此传统的空时编码方法可用于中继网络，从而获得分集增益和编码增益。而且所有中继可以同时在同一个子信道中发送信息，这也可以提高带宽利用率。

中科院嘉兴中心微系统所分中心提出的专利申请“基于分布式空时分组码译码转发的无线传感网协同分集方案”（申请日：2008年3月5日，申请号：CN200810060061，公开号：CN101237307A）中公开了一种基于分布式空时分组码译码转发的无线传感网协同分集方案来提高分集效率、系统的频谱效率和能量效率。该专利申请的方法包含簇头确定、协同建立、时隙规划、数据传输等步骤。该方法将空时分组编码（STBC）技术与译码转发（Decode-Forward，DF）中继技术结合起来，形成无线传感网分布式节点的空时分组码译码转发的协同分集方法。当只有一个中继时，信源与中继数据采用分布式Alamouti编码，并分时发送。该方法所存在的不足是：首先空时分组码不能提供编码增益，纠错性能不如空时网格码；其次该方法在单中继协同时，源与中继分时发送一个空时码字，频谱效率较低。

Jinhong Yuan,Zhuo Chen,Yonghui Li等学者在“Distributed space-time trellis codes for a cooperative system”（IEEE Trans.Wireless Commun.,vol.8,no.10,pp.4897-4905,Oct.2009.）提出了一种基于DF的分布式空时网格码(Distributed Space-time Treliis Code,DSTTC)的中继传输方法。该方法的步骤包括：1.源节点将信息比特编码为两个空时网格码字，前半帧时间源节点向中继和目的节点广播发送第一个码字；2.中继收到信息后译码并重新编码为一个空时网格码字，并在后半帧时间向目的节点发送，与此同时源节点在后半帧时间向目的节点发送第二个空时码字。3.两个阶段的信号组成了一个新空时网格码字，目的端对新空时网格码字译码。当中继译码正确时，该方案能够带来分集增益和编码增益。但是，该方法存在的不足是：如果中继译码错误，并对错误的译码信号重编码并转发，则将引起错误传播从而严重影响网络误帧率性能。实际通信中各种干扰不可避免，错误传播危害很大，理想译码的假设不符实际。所以该方法在中继译码条件较差的实际通信中并不实用。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，针对两跳中继协作通信网络，提出基于软信息的分布式空时网格码中继传输方法。本发明可以有效地提高编码增益，提升频谱效率，并且有效抑制了错误传播对网络的影响，更加适用于现实条件下的无线通信场景。

为实现上述目的，本发明的思路是：首先源节点采用空时网格编码，并广播发送至中继节点和目的节点；其次中继对接收信号软译码并软空时网格编码，并在源节点向目的节点发送信号的同时向目的节点转发软信号，为目的节点译码提供附加信息；最后，目的节点将接收到的信号作为一个空时网格码字，进行最大后验概率译码。

本发明按如下步骤实现：

（1）源节点编码调制：

源节点将拟发送的信息序列分别输入给两个生成多项式不同的空时网格编码器进行编码，经M-PSK调制后输出两个不同的空时网格码字X₁,X₂。

（2）源节点广播信息：

2a）在一帧的前半帧时间内，源节点通过发射天线向中继节点和目的节点广播发送码字X₁；

2b）中继节点和目的节点的天线分别接收来自源节点的前半帧信号。

（3）中继节点软译码：

中继节点对接收的前半帧信号进行最大后验概率译码，译码器输出信息序列的后验概率。

（4）中继节点软编码调制：

4a）中继节点将信息序列的后验概率进行软空时网格编码，得到编码输出的码字概率；