[发明专利]一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法。

背景技术

为了扩大小区覆盖和提高系统吞吐量，无线中继技术和多天线技术作为下一代移动通信蜂窝系统的两大关键技术引起了业界的广泛关注。将多天线技术引入无线中继系统，在一定程度上能够解决中继传输带来的资源开销问题，提高系统的频谱效率。但是，为了达到更高的峰值传输速率和吞吐量，传统的多天线系统只能在中继处配置更多的天线，过高阶的多天线配置将会引起严重的干扰问题，从而给移动通信系统组网带来严重困难。

网络编码技术的提出为这一问题的解决提供了一个可行的解决方案，它打破了传统的中继转发方式，允许中继对接收到的、来自不同用户的信息进行联合处理后再转发，从而在理论上能够达到双向中继等多种无线蜂窝网基本场景的传输容量界限。此外，网络编码技术不同于多天线技术，其从另一角度解决了中继传输频谱效率低下的缺陷，这样，就为网络编码技术与多天线技术在无线中继传输中的联合应用提供了可能，也就是：支持两用户的多个数据流同时进行双向传输，通过多天线技术解决多个数据流的流间干扰问题，再通过网络编码解决对应叠加信息的流内干扰问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有技术中，联合多天线的网络编码技术在中继处主要采用放大转发模式。与传统的中继转发模式相比，网络编码在无线传输中引入了自干扰，使得传输的可靠性降低。

发明内容

本发明实施例提供一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法，以解决传统双向中继网络编码传输可靠性低的问题，提高双向中继网络编码传输的分集增益和可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供一种双向中继网络编码传输方法，应用于包括第一用户、第二用户以及中继的系统，所述第一用户和第二用户为单天线配置，所述中继为多天线配置，所述第一用户和第二用户通过所述中继实现信息交互，该方法包括：

所述中继接收所述第一用户发送的第一用户发送信息和所述的第二用户发送的第二用户发送信息的模拟网络编码信息；

所述中继根据由所述第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，以及由所述第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵；

所述中继利用所述预编码矩阵对所述模拟网络编码信息进行预编码，生成中继发送信息；

所述中继对所述中继发送信息进行放大转发，以使所述第一用户和第二用户分别对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息。

优选地，所述中继接收所述第一用户发送的第一用户发送信息和所述的第二用户发送的第二用户发送信息的模拟网络编码信息，具体通过以下公式实现：

y_R＝hx₁+gx₂+n_R

其中，h和g分别为所述第一用户和所述第二用户到所述中继的N×1维的信道衰落信息，n_R为所述中继处的N×1维的加性高斯白噪声；x₁为第一用户发送信息，x₂为第二用户发送信息。

优选地，所述中继根据所述第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，以及所述第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵，具体通过以下公式实现：

其中，N为所述中继的天线数，q_mn是位于所述预编码矩阵Q第m行和第n列交叉点上的元素，φ_m是由所述第一用户到所述中继第m根天线的信道衰落引起的相位偏移，θ_n由所述第二用户到所述中继第n根天线的信道衰落引起的相位偏移；m、n为不大于N的正整数

优选地，所述中继利用所述预编码矩阵对所述模拟网络编码信息进行预编码，生成中继发送信息，具体通过以下公式实现：

t＝βQy_R

其中，t为所述中继发送信息，β为所述中继转发信息的功率归一化因子，Q为所述预编码矩阵；其中：

其中，P₁为所述第一用户发送信息的功率，P₂为所述第二用户发送信息的功率，P_R为所述中继发送信息的功率，N为所述中继的天线数，σ²为所述中继处的接收噪声功率，|*|为求模运算。

优选地，所述第一用户对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息，具体为：