[发明专利]一种基于对数似然比的中继选择系统空时预编码方法

说明书

本发明属于信息处理技术领域，公开了基于对数似然比的中继选择系统空时预编码方法，首先，基于信噪比最大化的联合预编码矩阵的设计，通过矩阵的特征分解，利用函数的单调性，将联合设计问题转化为两类独立子问题的设计，并得出了一种快速求解预编码矩阵的算法；其次，相异于传统基于信噪比的中继选择方法，求取源到目的节点的总对数似然比，并依据此选择中继节点。仿真结果表明，源和目的节点联合空时编码技术设计的预编码矩阵，比单空时编码的系统以及单预编码矩阵的系统，系统性能得到有效提升；采用对数似然比的选择技术，优于传统基于信噪比的多中继系统，随着中继数目的增加，性能的提升愈加显著。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，尤其涉及一种基于对数似然比的中继选择系统空时预编码方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

多中继系统一般仅采用预编码技术来提高系统性能，在选择中继时多采用基于信噪比的选择准则。

随着多媒体技术的发展，人们对通信网络的要求逐渐向高速率、稳定性强等要求迈进。能满足此类需求的中继系统成为研究的热点之一，其中多中继系统相比单中继系统能获得更好的性能，但同时也带来硬件设备和成本的急剧上升，由此中继选择系统作为一种折衷方案应运而生。中继选择按照某种准则，选择最好的中继进行接收转发，可以使系统获得满分集增益，在系统性能的提升上同样表现不俗。

若能获得信道信息，中继选择系统还可以采用预编码技术，对发射信号进行预变换，有效抑制干扰。现有文献一研究了结合发送预编码技术的中继选择系统，中继均配置单天线，推导了完备信道信息下最优化的波束成形准则和仅在接收端已知信道信息下的Grassmannian波束成形，现有技术研究三节点均配置多天线时，有限反馈下的两种波束成形方案，均依据源到中继再到目的节点的总的接收信噪比选择中继。与以文献一均采用放大转发协议(AF)不同，文献三研究解码转发(DF)协议下源节点和中继节点均采用预编码设计的系统性能，中继选择建立在成对错误概率的上界最小化的准则之上。文献四则是在DF协议下，节点均为单天线的系统中选择信噪比最高的两个中继，并提出了一种修正的MRC检测来获得满分集增益。文献五进一步考虑了中继与天线共同选择下的预编码双向系统，提出了一种新的波束成形算法和选择算法。

以上文献在选择中继时，大都依据信噪比准则展开研究。最近，有文献基于对数似然比(Log-likelihoodratio，LLR)准则展开中继选择系统的研究。文献通过设定一个基于LLR的阈值，判定中继是否能正确解码来进行中继选择，该方案能有效减少错误的传播路径，提升系统的误码性能。文献提出了适用于MPSK调制信号的中继选择方案，将中继端接收信号的LLR的最大值与直达链路中目的端接收信号的LLR进行比较，若大于等于目的端接收的LLR，则该中继被允许辅助传输信号，这种选择方案在低信噪比区域对误码率的性能提升显著。文献进一步提出了适用于任何调制信号的中继选择方案，在中继端选择LLR最大的一个或者几个中继传送信号，并在AF和DF协议下进行了探讨，仿真结果表明，该方案在误码率性能方面优于传统基于SNR的选择准则。文献则对Nakagami衰落信道上基于LLR和SNR两种不同准则的中继选择系统进行研究，在DF协议下推导出了误码率的上界。

以上基于LLR准则的中继选择系统，其误码性能均优于传统采用SNR准则的中继选择系统，由此，本发明考虑采用基于LLR的准则选择最佳中继进行信号的转发，并结合空时编码以及预编码技术进一步提升多中继系统的性能。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术分析协作系统预编码设计中，往往只考虑预编码或者空时编码某一种单一的技术，且算法复杂，可操作性差。

(2)现有技术考虑协作系统的预编码技术时，只在源节点或者中继节点单个节点上考虑，没有联合节点进行预编码矩阵的设计。