[发明专利]基于中继节点自信息广播的双向融合转发方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种双向融合转发方法，适用于由两个单天线用户节点和一个双天线中继节点构成的双向中继协作通信系统。

背景技术

中继通信已经成为扩大网络覆盖、提升网络容量和增强网络可靠性的主要研究领域。中继节点可以有效改善发射源与接收终端之间链路的误码性能，已经有许多经典的基于中继协作的通信协议被提出来，如在2001年，Laneman等人在“An efficient protocol for realizing cooperative diversity in wireless networks”提出的协作通信系统中的中继放大转发AF方案，2004年Sendonaris等人在“cooperative communication in wireless system”提出的译码转发DF方案。近些年，围绕中继节点自身具有传感信息或广播信息的场景，一些研究学者提出了实施方案，如在2011年IEEE VTC春季会议上发表的文章“Cooperative Relay Transmission with Relay’s Information”，2014年IEEE BMSB会议上发表的文章“A Rotate-Forward Relaying Protocol for Relay Node with Own Broadcasting Information”中提出的旋转转发RF方案。

然而，这些方案虽然考虑了中继节点自身的广播信息，但都只适用于单向的中继通信场景，这导致了系统的整体吞吐率不高；另一方面，中继节点广播自信息的效率不高，即平均每个符号周期内中继节点不能灵活配置需要广播的信息量，导致中继节点自身信息传输能力有限。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提出一种基于中继节点自信息广播的双向融合转发方法，以降低中继节点信息广播的实现复杂度，提高系统的传输效率。

实现本发明的技术思路是：两个源节点分别从唯一可分解星座对中选取发送符号，并各自用两个符号周期通过单根天线同时将符号发送到中继节点；中继节点收到两源节点的发送符号后，根据自己需要广播的信息进行融合并广播；每一个源节点接收到中继节点广播的信号后，使用联合译码算法进行译码，同时得到另一源节点和中继节点的发送符号。其实现步骤包括如下：

1)源节点选择待发送符号并发送给中继节点：

1a)从唯一可分解星座对集合S中选取一个子集合作为星座集合X；

1b)两个源节点均从星座集合X中选取两个星座符号作为自己的两个待发送符号，即第一源节点T₁选取第一个待发送符号s₁₁和第二个待发送符号s₁₂，第二源节点T₂选取第一个待发送符号s₂₁和第二个待发送符号s₂₂；

1c)两个源节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点；

2)中继节点通过两根天线在两个符号周期内接收信号，即在第一个符号周期内中继节点获得第一根天线接收的信号r₁₁和第二根天线接收的信号r₁₂，在第二个符号周期内中继节点获得第一根天线接收的信号r₂₁和第二根天线接收的信号r₂₂；

3)中继节点根据接收的信号得到两个组合接收信号向量，即第一个组合接收向量r₁＝[r₁₁ r₁₂]^T，第二个组合接收向量r₂＝[r₂₁ r₂₂]^T，其中，上标T表示转置运算；

4)中继节点从协作星座集合Y中选取两个星座符号作为待广播的符号，即第一待广播符号s_r1，第二待广播符号s_r2；

5)中继节点根据选取的两个待广播符号s_r1和s_r2，联合两个接收信号向量r₁和r₂，获得中继节点的融合信号向量x：