[发明专利]一种基于全双工多中继系统的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线协作通信技术领域，具体涉及一种基于全双工多中继系统的通信方法。

背景技术

在传统的半双工协作通信系统中，通过在信源和信宿之间部署单个或者多个半双工中继节点帮助转发信源信息，能够提高无线传输的可靠性，以及扩大无线通信系统的覆盖范围。但是由于半双工中继节点不能同时接收和转发信息，即只有在转发完上一时隙接收的信号之后才能接收新信号，所以传输一个信源信号需要占用两个时隙，造成了严重的频谱资源浪费。为了在充分利用协作中继技术优势的同时提升其频谱效率，本发明人曾经申请过一项专利：一种基于半双工多径协作系统的虚拟全双工中继传输方法，申请号：CN201510160390.3，通过在信源和信宿之间加入多个半双工中继节点建立多径中继信道，在所有能够成功解码源信号的半双工中继节点中，通过相应算法选择一个信道条件最好的半双工中继节点对解码后的信号进行转发，同时，信源产生新的信号，并将其传输给剩余的半双工中继节点。这样，在每一个时隙，信源都能够传输一个新信号，而无需等到上一时隙的信号被中继转发，从而实现了虚拟的全双工中继传输。但是另一方面，其中半双工中继节点没有利用先验信息来消除中继间干扰，并且每个时隙并不是所有的中继节点都能够接收新的信源信号，因此该方案虽然提升了传统半双工中继系统的频谱效率，却无法充分利用多中继节点的分集增益提升系统的鲁棒性。

发明内容

针对以上提到的半双工中继通信系统中存在的缺陷，本发明提供了一 种基于全双工多中继系统的通信方法，其目的在于在信源和信宿之间部署多个全双工中继节点对信源信号进行接收解码，并从能解码的中继节点中选择一个最优中继节点将解码后的信号转发给信宿，同时我们设计了相应的干扰消除技术消除产生的的不同类型的信号干扰，并分析了在不同剩余干扰强度下的系统性能，由此解决现有技术中系统频谱利用率低，鲁棒性不足等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双工多中继系统的通信方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：在时隙t＝1，信源S产生信号x(t)并以固定数据速率R₀传输给N个中继节点R_i，中继节点R_i对信源信号x(t)进行解码，其中R_i，

步骤2：所有中继节点都无法正确解码信号x(t),则执行步骤5；至少有一个中继节点成功解码信号x(t)，则执行步骤3，并将能解码信号x(t)的中继节点归入集合

步骤3：在时隙t+1，t＝{1,2,…}，从集合中选择一个具有最优中继-信宿信道质量的中继节点R_b，将已解码的信源信号x(t)转发给信宿D，完成信号x(t)的传输；同时信源S产生一个新信号x(t+1)并以固定数据速率R₀传输给所有中继节点。在时隙t+1，信宿D、中继节点R_b与剩余N-1个中继节点分别接收到信号y_d(t+1)，y_b(t+1)，y_i(t+1)；

步骤4：基于N个中继节点在t时隙的解码结果，将N个中继节点分为三类：最优中继节点R_b；在所述时隙t成功解码所述信号x(t)而未被选中的中继节点在所述时隙t未能解码所述信号x(t)的中继节点 在时隙t+1，信宿D和这三类中继节点分别对接收到的信号进行解码：信宿D直接尝试解码中继节点R_b转发来的信号x(t)；最优中继节点R_b采用环路自干扰消除技术消除其传输信号x(t)对其接收信号x(t+1)造成 的干扰；中继节点利用其在时隙t的已解码信号x(t)作为先验信息，消除其在时隙t+1受到的由最优中继节点R_b转发x(t)所导致的中继间干扰；中继节点采用连续干扰消除技术消除在时隙t+1受到的由最优中继节点R_b转发x(t)所导致的中继间干扰；执行步骤2，直至所有L个信源信号传输完毕；

步骤5：在时隙t+1，t＝{1,2,…}，信源S产生一个新信号x(t+1)并传输给N个中继节点；同时所有N个中继节点在无干扰的情况下尝试解码x(t+1)，执行步骤2，直至所有L个信源信号传输完毕。

进一步的，所述每个中继节点都安装了至少两根天线分别用于信号接收和信号发送，使得在每个时隙，N个中继节点能够同时接收信源发送的新信号。