[发明专利]一种双向中继信道物理层网络编码的符号检测方法

说明书

本发明公开了一种双向中继信道物理层网络编码的符号检测方法，包括：两发射节点对各自节点基带码元序列进行部分响应连续相位调制，再进行Laurent分解，得到两发射信号；将两个发射信号同时独立地经信道传输到达中继接收端，得到接收信号；设计中继端物理层网络编码规则，并据此计算接收信号的似然函数；根据最大似然准则确定发射符号对，对其映射获得物理层网络编码结果。本发明能够在采用部分响应连续相位调制的前提下，对于双向中继信道PNC，实现性能稳定可靠的符号检测；通过Monte‑Carlo仿真进行验证可知，不同的误码率条件下，所述方法均能有效对指定符号进行检测，验证了本算法的正确性和可行性。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，具体而言涉及一种双向中继信道物理层网络编码的符号检测方法。

背景技术

随着移动通信终端数目的迅猛增长和数字通信技术在各个领域的广泛应用，无线通信资源日益紧张，高效通信逐渐成为一种趋势。因此，如何提高频谱资源利用率逐渐成为无线通信领域的研究热点。物理层网络编码(Physical-layer Network Coding,PNC)由于其高效的吞吐量特性，一经提出就引起了广泛的关注，并成为现代无线通信的研究热点。它充分利用电磁波在无线环境中自然叠加的特性，将干扰变成网络编码算法的一部分，在中继端对接收到的叠加信号进行解调、映射和广播，终端根据广播信息和自身信息获得其他节点的发送信息。PNC大大提高了系统的吞吐量，在双向中继信道(Two-way RelayChannel,TWRC)中，相较于传统的多跳传输方案相比，PNC的吞吐量提高了100％。

连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)具有包络恒定以及相位连续等优点，由于其包络恒定，对功率放大器的线性失真不敏感；而相位连续的特性，使得其带外辐射小，从而产生较小的邻道干扰。相较于采用其他调制的信号，其优越的性能使得其在卫星通信、深空探测以及战术数据链当中都有广阔的应用前景。

目前关于PNC的研究大都使用线性调制方式如相移键控(Phase-Shift Keying,PSK)、脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)和正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation,QAM)等，但是由于这些线性调制方式自身频谱效率的限制，难以应用在一些功率严格受限的无线通信场合(如卫星通信、移动通信等)。连续相位调制具有频谱效率高和功率效率高的优点，弥补了线性调制方式的缺陷。但目前关于CPM-PNC的研究大多采用全响应CPM(Full Response CPM,FR-CPM)调制方式，而实际上部分响应CPM(PartialResponse CPM-PNC,PR-CPM)信号频带更加紧凑，频谱效率更高，已有文献研究了PNC系统下部分响应CPM信号的逐符号检测性能分析。例如专利号为CN201710952229.9的发明“一种基于连续相位调制的物理层网络编码方法”中提出了一种基于连续相位调制的物理层网络编码方法，在物理层网络编码PNC中采用连续相位调制CPM，CPM包括全响应及部分响应，CPM信号采用倾斜相位模型，中继信道中，两路叠加的CPM信号用联合状态网格图来表示，根据该网格图即可采用Viterbi算法实现对两路CPM信号的联合检测。本发明研究无线双向中继信道中基于CPM调制方式的物理层网络编码方案，适用于常规的CPM信号，并且对于具有特定形式调制指数的CPM信号，也能够大大减少叠加信号的网格状态数，从而降低检测复杂度。但并没有考虑信道状态信息，并且PR-CPM信号固有的相位记忆特性也未得到充分利用。

在采用部分响应连续相位调制的前提下，对于双向中继信道PNC，如何采用一种性能稳定可靠的符号检测方法，是本发明研究的重点。

发明内容

本发明目的在于提供一种双向中继信道物理层网络编码的符号检测方法，能够在采用部分响应连续相位调制的前提下，对于双向中继信道PNC，实现性能稳定可靠的符号检测；通过Monte-Carlo仿真进行验证可知，不同的误码率条件下，所述方法均能有效对指定符号进行检测，验证了本算法的正确性和可行性。