[发明专利]一种串行空时重叠协作通信方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种串行空时重叠协作通信方法。该通信方法包括以下步骤：步骤一，建立串行时空重叠协作通信的基本模型，在基本模型中设置有发送节点、中继节点和目的节点；步骤二，发送节点将符号序列进行串行时域重叠编码形成编码符号序列后发送；步骤三，中继节点接收发送节点发送的编码符号序列进行放大处理形成放大编码符号序列后发送；步骤四，目的节点接收发送节点发送的编码符号序列和中继节点发送的放大编码符号序列，并将编码符号序列和放大编码符号序列进行合并处理形成合并符号序列后再译码输出。该通信方法采用低阶调制就可获得比现有技术更高的频谱效率；且在低信噪比情况下使系统达到更低的误码率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种串行空时重叠协作通信方法。

背景技术

无线通信技术是近些年发展最快、应用最广的信息技术。随着智能手机的普及，无线通信对社会发展的支撑作用显得尤为重要。广阔的应用使得人们对无线通信系统提出了更高的要求，即更高的数据传输速率和更安全可靠的传输质量。提高频谱效率是通信系统有效性的重要指标。当前提高通信系统频谱效率的主要技术有：

1.多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)技术。它是无线通信系统中的关键技术之一，是指在无线链路两端均设置多根天线，分别同时发送和接收信号，充分利用空间资源，无需增加频谱资源和发射功率，就可获得空间复用增益和分集增益，从而提高系统的频谱效率，改善系统性能。但MIMO本身对周围环境的要求非常高，在一些实际场景中，由于自身体积、实现复杂度与功耗等限制，MIMO技术不能充分发挥其优势。

2.协作通信(Cooperative Communication)技术。它是Sendonaris等人提出的一种新的空域分集技术，也称协作分集技术。其基本思想是移动终端在通信系统中寻找一个或多个协作伙伴(Partner)，各用户在传输自己信息的同时可以作为协作伙伴的中继节点帮助协伙伴传输其信息，即单天线的移动终端在多用户情况下通过共享信道资源，从而形成虚拟的MIMO系统以获 取分集增益，提高无线通信系统传输的有效性和可靠性。虽然协作通信拥有MIMO技术的众多优点，并且随着协作节点数目的增加，频率效率也会得到相应的提升，但是协作通信系统的性能并不随协作节点数目的增加而呈线性的增长，而是越来越平缓，最终将趋于某一定值。随着协作节点数目的增加，整个系统的复杂度也会相应增加。因此，协作节点数目不宜设置过多，系统频谱效率的提升受到一定的限制。

3.高阶调制和复用技术。高阶调制技术和复用技术常被用来改善通信系统的频谱效率。比如正交幅度调制(M-QAM)技术和正交频分复用技术(OFDM)。QAM调制阶数越高，星座点数越多，信息传输速率就越大，频谱效率就会越大；OFDM技术采用最小间隔的正交子载波实现信号复用，其频谱效率在理论上比传统的FDM技术至少提高一倍。但随着QAM技术调制阶数的增加，系统误码率会上升，从而导致系统的可靠性降低，故增加调制阶数来提高频谱效率的方法其可行性不大；且OFDM技术为适应无线信道传输，需要加上循环前缀、保护频带等开销，降低了提高频谱效率的能力。

4.重叠时分复用(Overlapped Time Division Multiplexing，OVTDM)技术。重叠时分复用将符号重叠看成是一种自然形成的编码约束关系，重叠越严重编码增益越高。通过有意构造符号重叠实现高频谱效率，与相同频谱效率的无符号间干扰高维调制信号相比误码率具有明显下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种串行空时重叠协作通信方法，该通信方法同时利用了空间分集优势和重叠编码优势，不但采用低阶调制就可获得高频谱效率，且在频谱效率相同的条件下，本发明在低信噪比情况下比单纯的高阶调制技术和单纯的协作通信技术具有更低的误码率。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种串行空时重叠协作通信方法，其特征在于，包括以下步骤：