[发明专利]基于空间调制的非对称双向中继方法

摘要

本发明公开了一种基于空间调制的非对称双向中继方法，主要解决非对称双向多天线中继面临的如何有效处理源节点信息速率不匹配的问题。采用三时隙的多址广播协议，具体步骤包括(1)源节点N1发送信息；(2)源节点N2发送信息；(3)中继节点R执行网络编码；(4)中继节点R广播信息；(5)源节点解码信息。其中步骤(1)在第一时隙完成，步骤(2)在第二时隙完成，步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)均在第三时隙完成，本发明具有实现复杂度低，频谱效率和能量效率高，误码率较低的优点，特别适合每节点配置多根天线的非对称双向中继信道的场景。

主权项

一种基于空间调制的非对称双向中继方法，其特征在于，所述方法适用于下述场景：在不对称双向中继的通信场合中，目标速率不对称的源节点N1和源节点N2，一个中继节点R，每个节点中均设置一定数目的天线，天线设置的数目在2、4、8、16中任意选择；所述方法包括步骤如下：(1)源节点N1发送信息：在采用三时隙的多址广播协议的第一时隙中完成以下步骤；(1a)采用空间调制方法，源节点N1对发送信息A进行空间调制，得到已调信息K；将发送信息A的前M个比特信息作为高优先级信息A1，剩余的信息比特作为低优先级信息A2，其中M按照M＝log2N关系式确定，N表示天线的数量，采用空间调制的方法，将高优先级信息A1映射为发送天线符号K1，低优先级信息A2映射为调制星座符号K2，得到已调信息K，且已调信息K是由发送天线符号K1和调制星座符号K2组成，信息长度，天线数量，调制星座大小的关系如下：L＝log2N+log2m1L1＝log2NL2＝log2m1其中，L表示发送信息A的长度，log2表示以2为底的对数操作；L1表示高优先级信息A1的长度，L2表示低优先级信息A2的长度，m1表示调制星座的大小；(1b)广播已调信息K；(1c)中继节点R对接收的已调信息K进行解调，得到解调信息D；(1d)源节点N2对接收的已调信息K进行解调，得到解调信息E；(2)源节点N2发送信息：在采用三时隙的多址广播协议的第二时隙中完成以下步骤；(2a)采用空间调制方法，源节点N2对发送信息B进行空间调制，得到已调信息J；让源节点N2对发送信息B进行空间调制，得到已调信息J；将发送信息B的前M个比特信息作为高优先级信息B1，剩余的信息比特作为低优先级信息B2，其中M按照M＝log2N关系式确定，N表示天线的数量，采用空间调制的方法，将高优先级信息B1映射为发送天线符号J1，低优先级信息B2映射为调制星座符号J2，得到已调信息J，且已调信息J是由发送天线符号J1和调制星座符号J2组成，信息长度，天线数量，调制星座大小的关系如下：P＝log2N+log2m2P1＝log2NP2＝log2m2其中，P表示发送信息B的长度，P1表示高优先级信息B1的长度，P2表示低优先级信息B2的长度，m2表示调制星座的大小；(2b)广播已调信息J；(2c)中继节点R对接收的已调信息J进行解调，得到解调信息F；(2d)源节点N1对接收的已调信息J进行解调，得到解调信息O；(3)中继节点R执行网络编码：在采用三时隙的多址广播协议的第三时隙中完成以下步骤；(3a)比较解调信息D和解调信息F的长度，对其中较短的信息序列的末尾进行补零操作，使二者的长度相同，得到异或信息C和异或信息H；(3b)将异或信息C和异或信息H逐比特异或，得到编码信息G；(4)中继节点R广播信息：在采用三时隙的多址广播协议的第三时隙中完成以下步骤；(4a)采用空间调制方法，中继节点R对编码信息G进行空间调制，得到已调信息Z；让中继节点R对编码信息G进行空间调制，得到已调信息Z；将编码信息G的前M个比特信息作为高优先级信息G1，剩余的信息比特作为低优先级信息G2，其中M按照M＝log2N关系式确定，N表示天线的数量，采用空间调制的方法，将高优先级信息G1映射为发送天线符号Z1，低优先级信息G2映射为调制星座符号Z2，得到已调信息Z，且已调信息Z是由发送天线符号Z1和调制星座符号Z2组成，信息长度，天线数量，调制星座大小的关系如下：Q＝log2N+log2m3Q1＝log2NQ2＝log2m3其中，Q表示编码信息G的长度，Q1表示高优先级信息G1的长度，Q2表示低优先级信息G2的长度，N表示天线数目，m3表示调制星座的大小；(4b)广播已调信息Z；(5)源节点解码信息：在采用三时隙的多址广播协议的第三时隙中完成以下步骤；(5a)源节点N1和源节点N2，分别对接收到的已调信号Z进行解调，得到解调信息V和解调信息W；(5b)源节点N1将解调信息V与发送信息A进行逐比特异或，源节点N2将解调信息W与发送信息B进行逐比特异或，源节点N1处得到源节点N2的发送信息B，源节点N2处得到源节点N1的发送信息A，完成信息交换。