[发明专利]一种中继辅助的环境反向散射通信方法

权利要求书

1.一种中继辅助的环境反向散射通信方法，其特征在于，设定中继辅助的环境反向散射通信网络中包括一个射频发射机，中继，射频信号接收机，反向散射设备及其信息接收机，分别用节点S，节点R，节点D，节点C以及节点T表示；中继同时辅助射频发射机和反向散射通信设备与各自的目标接收机进行通信完成信道估计，反向散射通信设备调制自己的信息到射频发射机的信号上完成信源信号传输；中继采用串行干扰消除的方式译码信息，并将译码后的信息通过非正交多址的方式转发给各自的信息接收机完成中继转发；并在保证射频通信链路的通信质量的前提下，通过优化环境反向散射通信设备的反射系数以及中继的功率分配因子，优化环境反向散射通信的性能；信源信号传输具体为：

射频发射机S发送携带数据信息的射频信号给中继R，反向散射设备C接收射频信号，反向散射设备C将自己所需要发送的信息调制到接收到射频信号上并反向散射出去，在中继节点R处同时接收到来自于射频发射机S和反向散射设备C的信号，并对两路信号进行译码，反向散射设备C的信息附着在射频发射机S发送的射频信号上，中继利用串行干扰消除技术同时译码射频发射机的信号s和反向散射设备的信号c，中继节点R接收到的信号y_r为：

其中，P_s表示射频发射机的发送功率，α表示路径损耗系数，s表示射频发射机发送的信息信号，并且E{|s|²}＝1；c表示反向散射设备发送的信息信号，η表示反向散射设备的反向散射系数；n_r表示热噪声，d_(A,B)和h_(A,B)分别表示设备A和设备B间的距离和小尺度衰落，这里A,B∈{S,D,R,C,T}，h₀表示反向散射链路信道系数，h₀＝h_(S,C)h_(C,R)；

中继转发具体为：

中继节点R转发射频发射机的信息s给射频信息接收机D，同时中继节点R转发反向散射设备的信息c给反向散射设备的信息接收机T，转发采用非正交多址的方式，分别转发译码后的信号和给节点D和节点T，中继节点R使用自己的能量转发信息，发送功率为P_r，功率分配因子分别为β_s和β_c，β_s+β_c＝1，在功率分配时，射频发射机通信信号的优先级高于反向散射通信信号的优先级，设定β_s＞β_c，在反向散射设备的信息接收机处，采用串行干扰消除获取自身关心的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，信道估计具体为：

射频发射机S首先向通信网络中的中继节点R发送导频序列，中继节点R利用导频信号估计直接链路信道信息h_(S,R)和反向散射链路信道h_(S,C)·h_(C,R)，同时中继节点R发送导频序列给射频信号接收机D和反向散射设备的信息接收机T，射频信号接收机D估计信道信息h_(R,D)，反向散射设备的信息接收机T估计信道信息h_(R,T)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中继节点R接收到的用于译码信号s的信干噪比(SINR)γ_sr为：

在中继节点R正确译码信号s并消除其影响后，得到关于信号c的信噪比γ_cr为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中继节点R的发送信号x为：

在节点D或者节点T处接收到的信号y_{d(or t)}为：

其中，n_d表示节点D的噪声，n_t表示节点T的噪声，

节点D只需译码信号s，节点T则需要先译码信号s后译码信号c，在节点D或节点T处的关于信号s对应的SINRγ_{sd(or st)}为：

对于节点T而言，在成功译码信号s后，节点T本身所关心的信号c所对应的信噪比为：