[发明专利]基于空时分组码的OFDM中继协作通信系统中继选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种基于Alamouti空时分组码的OFDM中继协作通信系统中继选择方法，适应于AF、DF或AF/DF混合中继协作方式。

背景技术

OFDM中继协作通信系统中继选择需要解决两个问题：判断什么时候采用协作传输和选择哪个中继参与传输。为了判断什么时候采用协作传输，需要判断直达链路是否满足传输要求，比如直达链路的信道增益；为了选择哪个中继参与传输，需要判断每条中继链路是否达到协作的要求，比如中继链路的信道增益。

申请号为201010559788.1的专利申请“迭代增强型放大转发协作通信方法”具体公开了一种采用迭代式的转发协作方式进行中继选择，该中继选择只适用于AF转发方式，由于协作节点需要按时间顺序进行重复转发，因此当需要参与的中继节点较多时需要较长的协作转发传输时间(与协作节点个数相关)；该申请的目的节点采用最大比合并(MRC)方式进行信号合并，具有较长的处理时延。

申请号为201010595233.2的专利申请“协作节点选择方法、协作通信方法和系统”公开的方案是根据中断概率从众多中继节点中选出最优的中继个数，以此动态选择合适数量的中继节点；虽然有理论上的最优，但是协议二并没有针对具体的中继系统，导致其实用性不够。

申请号为200910167636.4的专利申请“一种空时编码协作中继选择与功率分配联合方案”，其方案只针对广义上的空时编码，并没有针对实际的空时编码实现；而且并没有考虑具体的转发方式(如AF或DF等)。由于并没有针对具体的转发方式和空时编码方式，导致其实用性也不够。

申请号为201110273378.5的专利申请“基于网络编码的多接入中继信道中的单中继选择方法”，其方案针对是基于网络编码的2个源节点的多中继系统的单中继选择。

发明内容

本发明提出一种基于Alamouti码的OFDM中继协作通信系统中继选择方法，该中继选择方法自适应AF、DF或AF/DF混合转发方式。

本发明的技术方案为：

一种基于Alamouti码的OFDM中继协作通信系统中继选择方法，该系统属于多中继协作无线传输系统，由源节点、中继节点和目标节点组成；每个节点配置单个天线，均采用带循环前缀的正交频分复用CP-OFDM的多载波调制/解调方式；帧结构包含前缀、训练序列和数据序列三个部分；是基于Alamouti码的OFDM中继协作通信系统自适应AF、DF或AF/DF混合中继选择方法，包括以下步骤：

S1.源节点广播数据传输帧，目的节点解码来自源节点第一阶段的数据传输帧，判断直达链路是否满足传输要求，并告知源节点和中继节点是否需要协作；

S2.在需要协作的前提下，目的节点广播中继选择帧，中继节点估计中继节点至目的节点信道；同时基于来自源节点的数据传输帧，中继节点估计出源节点至中继节点信道，计算判决量；

在需要协作的前提下，目的节点广播中继选择帧，中继节点估计中继节点至目的节点信道；同时基于来自源节点的数据传输帧，中继节点完成信道译码；对于能正确译码的中继节点，计算判决量；

S3.当中继节点的判决量大于预设的门限值T_{RelaySelection}时，该中继节点则有机会参与协作，告知目的节点；

S4.目的节点告知源节点所采取何种传输模式，并告知所有有机会参与协作的中继节点是否在第二个阶段参与协作以及空时分组码的编码方式。

在具体中，对于AF中继选择，中继系统各节点的具体实现方式：

S11.源节点广播数据传输帧，目的节点解码来自源节点第一阶段的数据传输帧，并判断直达链路是否满足传输要求，然后通过两个比特信息告知源节点和中继节点是否需要协作；

S12.在需要协作的前提下，目的节点广播中继选择帧，中继节点估计中继节点至目的节点信道(表示中继节点m到目的节点d的时域多径信道参数)；同时基于来自源节点的数据传输帧，中继节点估计出源节点至中继节点信道(表示源节点到中继节点m的时域多径信道参数)，计算判决量(表示中继节点m自身链路的信道信息计算判决量，n表示子载波位置，和分别代表中继节点m到目的节点，源节点到中继节点m的第n个子载波的频域信道增益；为噪声方差；；

S13.当中继节点的判决量大于预设的门限值T_{RelaySelection}时，该中继有机会参与协作，并以一个比特信号告知目的节点；