[发明专利]基于准正交空时编码的异步中继协作传输方法

说明书

本发明公开一种基于准正交空时编码的异步中继协作传输方法，具体步骤包括：(1)源节点广播正交频分复用OFDM符号；(2)中继节点接收信号；(3)中继节点编码；(4)中继节点转发编码信号；(5)获得信号向量；(6)获得移位信号；(7)获得判决信号。本发明对于异步协作通信系统，用一种基于准正交空时编码的异步中继协作传输方法对中继节点转发的信号进行处理，从而提高了异步协作通信系统的误码率性能，同时降低中继节点处理复杂度，实现了系统对信号的高速可靠传输。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及中继协作系统通信技术领域中的一种基于准正交空时编码的异步中继协作传输方法。本发明基于“正交频分复用OFDM”和“协作分集”技术，通过中继节点采用准正交空时编码技术对接收信号进行编码，用于解决在异步协作通信系统中处理复杂度高以及传输速率低的问题。

背景技术

在协作通信系统中，通过利用多个中继节点转发源节点的信号，可以获得类似于多输入多输出(MIMO)系统中的空间分集增益，即协作分集增益，从而可以有效提高系统性能。然而，由于中继节点具有分布式特点，导致不同中继节点的转发信号到达目的节点具有不同的延迟，即同步误差，使系统工作在异步状态。当系统工作在异步状态时，同步误差引起符号间干扰，导致目的节点接收到的信号不具有空时分组码的结构，因此不能获得与系统工作在同步状态时相等的分集增益，导致系统性能下降。

现有技术中提供了一些用于提高异步协作通信系统性能的方法。这些方法大多通过中继节点对转发信号添加循环前缀的方法来对抗时间异步影响，但是中继节点处理复杂度高，系统的传输速率低，因此，降低中继节点处理复杂度或提高系统传输速率成为异步协作通信技术研究的关键。

西安交通大学在其申请的专利文献“解码转发协作通信系统中对抗时间异步的发射和接收方法”(专利申请号201410035413.3，公开号CN103780351A)中公开了一种解码转发协作通信系统中对抗时间异步的发射和接收技术。该方法主要是通过中继节点对接收信号进行解码校验，将正确解码的中继节点作为有效协作节点，有效协作节点对源符号添加循环前缀后转发到目的节点，目的节点通过接收和截取信号，得到正确的判决信号。该方法存在的不足之处是，中继节点处理复杂度高，对设备要求严格，并且未通过解码校验的中继节点不再参与协作，导致中继节点的利用率降低。

Xia Xiang-Gen等人在其发表的论文“A Simple Orthogonal Space-Time CodingScheme for Asynchronous Cooperative Systems for Frequency Selective FadingChannels”(IEEE Transactions On Communications，2010，Vol.58,No.8，2219-2224)中提出了一种将正交频分复用(OFDM)和正交空时分组码相结合的方法。该方法主要是通过源节点利用正交频分复用OFDM技术对信号进行处理，中继节点根据正交空时分组码的编码技术对接收信号编码后再转发，使得目的节点从接收信号中获得正确的判决信号。该方法的不足之处是系统的传输速率低，随着中继节点数量的增加，系统的传输速率变得更低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种基于准正交空时编码的异步中继协作传输方法，使本发明应用于中继协作通信系统中，克服了节点工作在异步状态导致系统性能下降的问题，同时降低了中继节点的处理复杂度，提高了系统的传输速率。

实现本发明的具体思路是：在目的节点已知完整信道状态信息的条件下，首先通过源节点发送正交频分复用OFDM符号，中继节点接收信号，再对接收信号重新编码后，按照准正交空时分组码的结构进行转发，最后目的节点接收转发信号，译码后获得判决信号，实现中继协作系统在异步工作状态对信号的高速可靠传输。

本发明是在协作通信系统模型中实现的，该系统模型包括一个源节点，M个中继节点，一个目的节点，每个节点装配单根天线，且工作于半双工模式。