[发明专利]Y信道中低复杂度的干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于4个用户和一个中继节点的Y信道，且用户和中继节点都配置6根天线。在多址(MA)阶段，每个用户对期望发送给其他3个用户的调制信号进行Alamouti编码以及码字对齐预编码，然后将预编码后的码字相加并且发送出去；在广播(BC)阶段，中继节点分离每对码字并且译码每对码字的元素，将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发送出去，4个用户分离码字并且译码，进而得到自身的期望接收信号。该发明的最大似然译码复杂度与调制阶数的平方成正比。

主权项

1.Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于四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6根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，4个用户和中继节点计算归一化的码字对齐预编码矩阵Vij，i＝1,2,3，4，j＝1,2,3,4，i≠j，Vij的阶数为6×2，Vij满足HR1V21＝HR2V12、HR1V31＝HR3V13、HR1V41＝HR4V14、HR2V32＝HR3V23、HR2V42＝HR4V24以及HR3V43＝HR4V34，其中，HRk是用户k到中继节点的信道矩阵，阶数为6×6，k＝1,2,3，4；B，用户1对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户2对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户4对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，然后3个用户分别对码字进行码字对齐预编码，最后将预编码后的码字发送出去，具体过程如下：B1，用户1对其调制信号s^k₂₁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s^k₃₁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，用户1对其调制信号s^k₄₁进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户4的2×2的码字S₄₁，(·)^*表示共轭；B2，用户2对其调制信号s^k₁₂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s^k₃₂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，用户2对其调制信号s^k₄₂进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户4的2×2的码字S₄₂，(·)^*表示共轭；B3，用户3对其调制信号s^k₁₃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s^k₂₃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，用户3对其调制信号s^k₄₃进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户4的2×2的码字S₄₃，(·)^*表示共轭；B4，用户4对其调制信号s^k₁₄进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户1的2×2的码字S₁₄，(·)^*表示共轭，用户4对其调制信号s^k₂₄进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户2的2×2的码字S₂₄，(·)^*表示共轭，用户4对其调制信号s^k₃₄进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户3的2×2的码字S₃₄，(·)^*表示共轭；B5，用户1对S21、S31和S41进行预编码，得到V21S21、V31S31和V41S41，用户1发送V21S21+V31S31+V41S41；B6，用户2对S12、S32和S42进行预编码，得到V12S12、V32S32和V42S42，用户2发送V12S12+V32S32+V42S42；B7，用户3对S13、S23和S43进行预编码，得到V13S13、V23S23和V43S43，用户3发送V13S13+V23S23+V43S43；B8，用户4对S14、S24和S34进行预编码，得到V14S14、V24S24和V34S34，用户4发送V14S14+V24S24+V34S34；C，中继节点译码，然后对译码得到的符号进行Alamouti编码以及预编码，最后将预编码后的码字发送给每个用户，具体过程如下：C1，中继节点用R₁表示其接收信号，N_R1是噪声，N_R1和R₁的阶数均为6×2，中继节点分离R₁中包含的6个具有Alamouti结构的码字，即分离S₂₁+S₁₂、S₃₁+S₁₃、S₄₁+S₁₄、S₃₂+S₂₃、S₂₄+S₄₂和S₃₄+S₄₃；C2，中继节点译码S21+S12的元素、S31+S13的元素、S41+S14的元素、S32+S23的元素、S24+S42的元素和S34+S43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S41+S14的元素得到的符号，用d1和d2表示译码S32+S23的元素得到的符号，用e1和e2表示译码S24+S42的元素得到的符号，用f1和f2表示译码S34+S43的元素得到的符号；C3，中继节点对步骤C2译码得到的符号进行Alamouti编码，得到6个码字，分别是和(·)^*表示共轭；C4，中继节点对B、D和F进行预编码，得到V₁B、V₂D和V₃F，V₁、V₂和V₃的阶数均为2×2，V₁₂是步骤A中的阶数为6×2的预编码矩阵，然后中继节点发送D，用户1对其接收信号译码，得到期望接收的码字，具体过程如下：D1，用户1根据其接收信号Y1分离码字A、B、C、D、E、F，Y1的表达式为Y1＝H1R1A+H1R1V1B+H1R2C+H1R2V2D+H1R3E+H1R3V3F+N1，其中，N1是噪声，[H1R1 H1R2 H1R3]＝H1R，H1R是中继节点到用户1的信道矩阵，H1R的阶数为6×6，Y1、N1、H1R1、H1R2和H1R3的阶数均为6×2；D2，用户1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，用户1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，用户1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；D3，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；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；用户1用c1′减s141并且用c2′减s241，得到用户4期望发送给用户1的信号，分别是c1′‑s141和c2′‑s241；E，用户2对其接收信号译码，得到期望接收的码字，具体过程如下：E1，用户2根据其接收信号Y2分离码字A、B、C、D、E、F，Y2的表达式为Y2＝H2R1A+H2R1V1B+H2R2C+H2R2V2D+H2R3E+H2R3V3F+N2，其中，N2是噪声，[H2R1 H2R2 H2R3]＝H2R，H2R是中继节点到用户2的信道矩阵，H2R的阶数为6×6，Y2、N2、H2R1、H2R2和H2R3的阶数均为6×2；E2，用户2译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用和表示译码得到的符号，用户2译码D中的两个元素，即译码D的第一列的元素，用和表示译码得到的符号，用户2译码E中的两个元素，即译码E的第一列的元素，用和表示译码得到的符号；E3，用户2用减s¹₁₂并且用减s²₁₂，得到用户1期望发送给用户2的信号，分别是和用户2用减s¹₃₂并且用减s²₃₂，得到用户3期望发送给用户2的信号，分别是和b₂′‑s²₃₂；用户2用减s¹₄₂并且用减s²₄₂，得到用户4期望发送给用户2的信号，分别是和F，用户3对其接收信号译码，得到期望接收的码字，具体过程如下：F1，用户3根据其接收信号Y3分离码字A、B、C、D、E、F，Y3的表达式为Y3＝H3R1A+H3R1V1B+H3R2C+H3R2V2D+H3R3E+H3R3V3F+N3，其中，N3是噪声，[H3R1 H3R2 H3R3]＝H3R，H3R是中继节点到用户3的信道矩阵，H3R的阶数为6×6，Y3、N3、H3R1、H3R2和H3R3的阶数均为6×2；F2，用户3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，用户3译码D中的两个元素，即译码D的第一列的元素，用和表示译码得到的符号，用户3译码F中的两个元素，即译码F的第一列的元素，用和表示译码得到的符号；F3，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，分别是和用户3用减s¹₄₃并且用减s²₄₃，得到用户4期望发送给用户3的信号，分别是和G，用户4对其接收信号译码，得到期望接收的码字，具体过程如下：G1，用户4根据其接收信号Y4分离码字A、B、C、D、E、F，Y4的表达式为Y4＝H4R1A+H4R1V1B+H4R2C+H4R2V2D+H4R3E+H4R3V3F+N4，其中，N4是噪声，[H4R1 H4R2 H4R3]＝H4R，H4R是中继节点到用户4的信道矩阵，H4R的阶数为6×6，Y4、N4、H4R1、H4R2和H4R3的阶数均为6×2；G2，用户4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，用户4译码E中的两个元素，即译码E的第一列的元素，用和表示译码得到的符号，用户4译码F中的两个元素，即译码F的第一列的元素，用和表示译码得到的符号；G3，用户4用减s¹₁₄并且用减s²₁₄，得到用户1期望发送给用户4的信号，分别是和用户4用减s¹₂₄并且用减s²₂₄，得到用户2期望发送给用户4的信号，分别是和用户4用减s¹₃₄并且用减s²₃₄，得到用户3期望发送给用户4的信号，分别是和