[发明专利]一种基于干扰协作的不可靠中继全双工通信方法

摘要

本发明公开了一种基于干扰协作的不可靠中继全双工通信方法，包括以下步骤：构建四节点无线中继网络全双工通信模型，根据四节点无线中继网络全双工通信模型计算不可靠中继节点的接收信号表达式及目的节点的接收信号表达式，然后构建不可靠中继节点发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p，使目的节点处的干扰能够被消除，再根据不可靠中继节点的接收信号表达式、目的节点的接收信号表达式以及不可靠中继节点发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p进行数据的传输，完成基于干扰协作的不可靠中继全双工通信，该方法能够实现全双工下不可靠中继节点的数据安全传输。

主权项

1.一种基于干扰协作的不可靠中继全双工通信方法，其特征在于，包括以下步骤：构建四节点无线中继网络全双工通信模型，根据四节点无线中继网络全双工通信模型计算不可靠中继节点的接收信号表达式及目的节点的接收信号表达式，然后构建不可靠中继节点发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p，使目的节点处的干扰能够被消除，再根据不可靠中继节点的接收信号表达式、目的节点的接收信号表达式以及不可靠中继节点发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p进行数据的传输，完成基于干扰协作的不可靠中继全双工通信；设数据按帧进行传输，帧长为F，每个帧内信道信息不发生变化，而各帧之间的信道独立变化，则在数据传输过程中，源节点S广播待发送信息s，同时干扰源J发送人工噪声z，则在时隙n时刻不可靠中继节点R接收到的信号y_R(n)为：其中，H_rr表示全双工中继的自干扰信道矩阵，H_jr表示干扰源节点到不可靠中继节点之间的信道矩阵，h_sr表示源节点到不可靠中继节点的信道矩阵，s(n)表示第n个时隙源节点发送的信息符号，p表示干扰源节点的干扰预处理矢量，z(n)表示第n个时隙干扰源节点发送的随机干扰信号，P_s、P_r及P_j分别为源节点、不可靠中继节点及干扰源的发射功率；f_ij为从节点i到节点j的信道，N_t表示不可靠中继用来发送的天线个数，N_r表示不可靠中继用来接收端天线个数，N_j表示干扰源节点的发射天线数，为加性高斯白噪声矢量，x_R(n)为不可靠中继节点R在时隙n时刻发送的信号矢量，设不可靠中继节点的处理时延为一个时隙，则x_R(n)为：x_R(n)＝Qy_R(n‑1)  (2)，由式(1)及式(2)得为：目的节点D接收到的信号y_D(n)为：其中，h_rd表示不可靠中继节点到目的节点的信道矢量，h_jd表示干扰源节点到目的节点的信道，z表示干扰源节点发送的随机干扰信号，p表示干扰源节点的干扰预处理矢量，β为功率归一化因子，为加性高斯白噪声；不可靠中继节点R发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p的构建过程为：由式(4)得设rank(Q)＝1，Q的秩为1，则将代入式(5)中，得：其中，null(A)为A的零空间，再根据式(6)得中继节点R发送的矩阵Q及干扰预处理矢量p。