[发明专利]Y信道中的干扰消除方法

摘要

本发明公开了Y信道中的干扰消除方法，适用于三个用户且用户和中继节点都配置4根天线的Y信道。在多址阶段，每个用户对其调制信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发送出去，中继节点利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性进行译码；在广播阶段，中继节点将多址阶段译码得到的信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发送出去，三个用户利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分别译码中继节点发送的信号，进而得到自身的期望接收信号。

主权项

一种Y信道中的干扰消除方法，适用于三个用户和一个中继节点的Y信道，且每个用户和中继节点都配置4根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，用户1对其调制信号进行空时编码，得到两个空时码字，用户2对其调制信号进行空时编码，得到两个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到两个空时码字，然后三个用户分别对码字进行预编码，最后将预编码后的码字发送出去，具体过程如下：A1，用户1对其调制信号sk21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21，(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31，(·)*表示共轭；A2，用户2对其调制信号sk12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12，(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32，(·)*表示共轭；A3，用户3对其调制信号sk13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13，(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23，(·)*表示共轭；A4，三个用户根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi计算得到2×2的预编码矩阵V12、V21、V13、V23、V31、V32，i＝1,2,3，HRi的阶数为4×4，预编码矩阵满足H1V21＝H3V12、H2V31＝H5V13且H4V32＝H6V23，其中，H1是HR1的前两列组成的矩阵，H2是HR1的后两列组成的矩阵，H3是HR2的前两列组成的矩阵，H4是HR2的后两列组成的矩阵，H5是HR3的前两列组成的矩阵，H6是HR3的后两列组成的矩阵；A5，用户1分别用V21和V31对S21和S31进行预编码，得到V21S21和V31S31；用户2分别用V12和V32对S12和S32进行预编码，得到V12S12和V32S32；用户3分别用V13和V23对S13和S23进行预编码，得到V13S13和V23S23；A6，在相同的时间内，三个用户分别发送和到中继节点；B，中继节点根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi译码每对码字的元素，i＝1,2,3，具体过程如下：B1，中继节点用R1表示步骤A6中的接收信号，R1表示为R1＝H3(S21+S12)+H5(S31+S13)+H6V23(S32+S23)+NR1，NR1是步骤A6中中继节点接收到的噪声矩阵，R1和NR1的阶数均为4×2；B2，S21+S12、S31+S13和S32+S23都具有Alamouti码字的结构，中继节点利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性译码S21+S12的元素、S31+S13的元素和S32+S23的元素，用a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S32+S23的元素得到的符号；C，中继节点对步骤B译码得到的符号进行Alamouti编码并且对其中的两个码字进行预编码，然后将预编码后的码字组合并且发送出去，具体过程如下：C1，中继节点对a1和a2进行Alamouti编码，得到码字中继节点对b1和b2进行Alamouti编码，得到码字中继节点对c1和c2进行Alamouti编码，得到码字C2，中继节点对A和B进行预编码，得到U1A和U2B，其中，U1和U2是用户和中继节点都已知的预编码矩阵，两者的取值只要满足U1≠U2即可；C3，中继节点发送D，用户1译码得到用户2期望发送给用户1的信号以及用户3期望发送给用户1的信号，具体过程如下：D1，用户1用Y1表示步骤C3中的接收信号，Y1的阶数为4×2，其表达形式为Y1＝H11RU1A+H11RU2B+H21RC+N1R，H11R是H1R的前两列组成的矩阵，H21R是H1R的后两列组成的矩阵，H1R是中继节点到用户1的信道矩阵，H1R的阶数为4×4，N1R是阶数为4×2的噪声；D2，用户1根据Y1的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用a1′和a2′表示译码得到的符号；D3，用户1根据Y1的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码B中的两个元素，即译码B的第一列的元素，用b1′和b2′表示译码得到的符号；D4，用户1用a1′减s121并且用a2′减s221，得到用户2期望发送给用户1的信号，分别是a1′‑s121和a2′‑s221；D5，用户1用b1′减s131并且用b2′减s231，得到用户3期望发送给用户1的信号，分别是b1′‑s131和b2′‑s231；E，用户2译码得到用户1期望发送给用户2的信号以及用户3期望发送给用户2的信号，具体过程如下：E1，用户2用Y2表示步骤C3中的接收信号，Y2的阶数为4×2，其表达形式为Y2＝H12RU1A+H12RU2B+H22RC+N2R，H12R是H2R的前两列组成的矩阵，H22R是H2R的后两列组成的矩阵，H2R是中继节点到用户2的信道矩阵，H2R的阶数为4×4，N2R是阶数为4×2的噪声；E2，用户2根据Y2的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用a1″和a2″表示译码得到的符号；E3，用户2根据Y2的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码C中的两个元素，即译码C的第一列的元素，用c1″和c2″表示译码得到的符号；E4，用户2用a1″减s112并且用a2″减s212，得到用户1期望发送给用户2的信号，分别是a1″‑s112和a2″‑s212；E5，用户2用c1″减s132并且用c2″减s232，得到用户3期望发送给用户2的信号，分别是c1″‑s132和c2″‑s232；F，用户3译码得到用户1期望发送给用户3的信号以及用户2期望发送给用户3的信号，具体过程如下：F1，用户3用Y3表示步骤C3中的接收信号，Y3的阶数为4×2，其表达形式为Y3＝H13RU1A+H13RU2B+H23RC+N3R，H13R是H3R的前两列组成的矩阵，H23R是H3R的后两列组成的矩阵，H3R是中继节点到用户3的信道矩阵，H3R的阶数为4×4，N3R是阶数为4×2的噪声；F2，用户3根据Y3的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码B中的两个元素，即译码B的第一列的元素，用和表示译码得到的符号；F3，用户3根据Y3的表达式以及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，译码C中的两个元素，即译码C的第一列的元素，用和表示译码得到的符号；F4，用户3用减s113并且用减s213，得到用户1期望发送给用户3的信号，分别是和F5，用户3用减s123并且用减s223，得到用户2期望发送给用户3的信号，分别是和