[发明专利]具有高阶分集的译码转发协作通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种具有高阶分集的译码转发协作通信方法，用于无线网络中的协作通信。

背景技术

协作分集技术可以使无线网络中的多个用户按照一定的规则共享彼此的天线来传输信息，从而组成一个虚拟的多输入多输出MIMO系统来获得空间分集增益，以提高衰落信道下传输的可靠性。协作分集技术突破了传统MIMO技术要求网络节点装备多天线的限制，为MIMO技术走向实用化提供了新的思路。在传统的协作通信系统中，信息传输分为两个阶段：第一阶段，源节点向中继节点和目的节点发送信息；第二阶段，中继节点对接收到的信息进行处理，然后将处理后的信息转发给目的节点。根据中继节点对信息的处理方式不同，协作协议可分为放大转发AF和译码转发DF。在AF协议中，中继节点对接收信号不进行译码，直接将其放大并转发；而在DF协议中，中继先将接收信号译码，然后再重新编码并转发。

调制分集技术是另一种对抗衰落的有效方法，该技术可以在不增加信号功率和带宽的前提下，提取信号空间固有的分集。为了获得调制分集，可以先将待发送的符号旋转一定的角度，使得旋转后的符号的每一个分量都携带了全部的原始信息。然后将旋转后符号的每一个分量在独立的衰落信道中发送。目的节点通过对接收到的信息进行联合解调，可以获得信号空间中固有的调制分集增益。

传统的协作通信系统可以获得空间分集增益，与直接传输系统相比，该协作系统可以在一定程度上提高传输的可靠性。但是，传统的协作通信系统并未考虑提取信号空间中固有的调制分集增益，所以该系统并未充分利用无线系统中蕴含的分集，传输的可靠性有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种具有高阶分集的译码转发协作通信方法，可以在不增加功率和带宽的前提下同时获得空间分集增益和调制分集增益，进一步提高协作通信系统传输的可靠性。

实现本发明的技术方案是：源节点在发送信息前先将待发送的符号进行旋转操作，然后将旋转后的符号的两个分量在经历相互独立衰落的数据帧中分别发送，目的节点通过对接收到的源节点和中继节点发送的数据联合解调，来同时获得空间分集增益和调制分集增益。具体步骤包括如下：

1）源节点S将两个原始符号进行旋转操作，得到两个旋转符号分量；

2）将得到的两个旋转符号分量分四个阶段发送：

2a）在第一阶段，源节点S将第一个旋转符号分量在第一帧中发送，中继节点R和目的节点D接收源节点S发送的数据；

2b）在第二阶段，中继节点R对接收到的第一帧数据依次解调和循环冗余校验，如果循环冗余校验指示中继节点R能够正确解调，则将协作状态比特置1；否则，将协作状态比特置0；

2c）中继节点R根据协作状态比特向目的节点D发送数据，如果协作状态比特为1，中继节点R将解调后的第一帧数据重新调制，并将调制后的数据和协作状态比特分别通过数据信道和信令信道发送至目的节点D；否则，中继节点R只通过信令信道发送协作状态比特至目的节点D；

2d）在第三阶段，源节点S将第二个旋转符号分量在第二帧中发送，中继节点R和目的节点D接收源节点S发送的数据；

2e）在第四阶段，中继节点R对接收到的第二帧数据依次解调和循环冗余校验，如果循环冗余校验指示中继节点R能够正确解调，则将协作状态比特置1；否则，将协作状态比特置0；

2f）中继节点R根据协作状态比特向目的节点D发送数据，如果协作状态比特为1，中继节点R将解调后的第二帧数据重新调制，并将调制后的数据和协作状态比特分别通过数据信道和信令信道发送至目的节点D；否则，中继节点R只通过信令信道发送协作状态比特至目的节点D；

3）目的节点D将在四个阶段中接收到的数据以及在第二阶段和第四阶段接收到的协作状态比特传送到自身的解调器；

4）解调器对传送来的数据进行最大似然联合解调，恢复出源节点S发送的信息