[发明专利]基于最优中继线性加权矩阵的正交空时块编码传输方法

摘要

本发明公开了一种基于最优中继线性加权矩阵的正交空时块编码传输方法，解决传统方法误码率高传输性能差的问题。其实现过程为：(1)设定一个由源节点S，中继节点R和目的节点D构成的通信系统；(2)在第一时隙，源节点S发送信号向量x1和x2，中继节点R接收到数据yr1和yr2；(3)中继节点R对源节点S到中继节点R的信道矩阵H1和中继节点R到目的节点D的信道矩阵h2进行奇异值分解；(4)中继节点R构建最优线性加权矩阵W；(5)在第二时隙，中继节点R构建发送信号向量xr1和xr2，并发送给目的节点D；(6)目的节点D接收到数据yd1和yd2，并构造判决向量来译码。本发明通过提高接收信号的信噪比，降低了系统误码率，提高了系统传输性能。

主权项

1.一种基于最优中继线性加权矩阵的正交空时块编码传输方法，包括如下步骤：(1)设定一个源节点S，一个中继节点R和一个目的节点D，以构建非再生中继辅助的正交空时块编码传输系统，并将该系统的一个传输周期划分为两个时隙，每个时隙包括两个时刻；(2)源节点S在第一时隙中发送信号，即在第一时刻，源节点S发送原始信号向量x₁给中继节点R，在第二时刻，源节点S发送空时块编码后的信号向量x₂给中继节点R，并且x₁和x₂满足以下形式：其中，m₁为源节点S处的第一个调制符号，m₂为源节点S处的第二个调制符号，()^*代表共轭操作；(3)中继节点R在第一时隙中接收数据，即在第一时刻，中继节点R接收到的第一个数据为y_r1，在第二时刻，中继节点R接收到的第二个数据为y_r2；(4)中继节点R使用训练序列估计法得到源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁，并对其进行奇异值分解：其中，U₁是源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁的左奇异向量，为(2×2)维的对角矩阵，V₁是源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁的右奇异向量，为(N_r×2)维的矩阵，N_r为中继节点R处的天线数，()^H代共轭转置操作；(5)中继节点R通过反馈得到中继节点R到目的节点D的信道矩阵h₂，并对 其进行奇异值分解：其中，λ₂₁是中继节点R到目的节点D的信道矩阵h₂的非零奇异值，V₂是中继节点R到目的节点D的信道矩阵h₂的右奇异向量，Λ₂＝[λ₂₁ 0]为N_r个元素的行向量；(6)中继节点R根据源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁的左奇异向量U₁和中继节点R到目的节点D的信道矩阵h₂的右奇异向量V₂，构建使得接收信噪比最大的最优线性加权矩阵W为：其中，P_r为中继节点R的发送功率，E_S为源节点S发送符号的能量，λ₁₁为源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁的奇异值，为噪声功率，(V₂)₁为中继节点R到目的节点D的信道矩阵h₂的右奇异向量V₂的第一列元素，(U₁)₁为源节点S到中继节点R的信道矩阵H₁的左奇异向量U₁的第一列元素；(7)在第二时隙中，中继节点R发送数据，即在第一时刻，中继节点R将步骤(6)构建出的最优线性加权矩阵W与步骤(3)中的第一个接收数据y_r1相乘，获得中继第一个发送信号向量x_r1，并发送给目的节点D；在第二时刻，中继节点R将步骤(6)构建出的最优线性加权矩阵W与步骤(3)中的第二个接收数据y_r2相乘，获得中继第二个发送信号向量x_r2，并发送给目的节点D；(8)目的节点D在第二时隙中接收数据，即在第一时刻，目的节点D接收到第一个数据为y_d1，在第二时刻，目的节点D接收到第二个数据为y_d2，并根据接收到的两个数据y_d1和y_d2构造判决向量，以进行译码。