[发明专利]基于正交频分复用的同时同频全双工双向中继传输方法

说明书

本发明属于无线电传输技术领域，公开了一种基于正交频分复用的同时同频全双工双向中继传输方法包括：信道参数预估计方法；利用估计得到的信道系数计算中继节点的最优放大因子；构造双向全双工中继节点等效多径信道；两个源节点调制信号并同时同频发送；中继节点接收并同时同频转发源节点发射信号；源节点利用中继节点的等效多径信道对接收信号进行频域均衡；源节点解调均衡后的接收信号，恢复得到信源信号；信道监听与修正。本发明构建了信道参数实时估计、监听、修正的双向同时同频全双工中继传输系统，简化了中继节点处理过程，最大可能地提高了系统信干噪比，在无线传输领域具有实际应用价值。

技术领域

本发明属于无线电传输技术领域，尤其涉及一种基于正交频分复用的同时同频全双工双向中继传输方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着无线通信中信号带宽越来越宽，对应的频谱资源却越来越少，人们逐渐开始研究能最大化利用频谱资源的算法和技术。全双工技术在同一时间和同一频段上进行信号的发射和接收，因此它能最大可能地提高未来无线通信网络的频谱资源利用率，但其存在严重的自干扰问题，这限制了全双工系统性能地提升。协作通信技术利用通信网络中空闲节点作为中继，实现虚拟的空间分集以对抗无线信道的多径衰落，协作中继通信因中继布局灵活、成本低等优点已经成为当前和未来无线通信发展的关键技术之一。现有技术一对基于正交频分复用技术的全双工单向传输系统模型进行了分析，对正交频分复用的循环前缀长度、系统功率分配因子等对于系统误码率的影响进行了仿真。但文章存在的不足之处是计算功率分配因子时忽略了中继剩余自干扰信号的拖尾符号，仅仅考虑了中继主径信号，最终得到的中继最佳放大因子也并非是最优解，不能完全客观的反应全双工中继剩余自干扰对其性能的影响。现有技术二针对多中继场景提出了一种中继选择策略，并对全双工中继系统误码率、中断概率等性能进行了分析。但该方法存在的不足之处是忽略了中继剩余自干扰信号在中继收发天线之间无限循环迭代的事实，将中继剩余自干扰信道建模为单径瑞利平坦衰落信道，不能完全客观的反应全双工中继剩余自干扰对其性能的影响。现有技术三一种基于异步空时码的全双工中继传输方法，该方法利用异步空时码编解码技术对中继节点剩余自干扰信号进行抑制和消除，这种全双工中继传输方法的不足之处在于：全双工协作通信系统中采用异步空时码编解码方法增大了中继节点对剩余自干扰信号处理过程的复杂度。现有技术一、技术二和技术三中所用的全双工模型均为单向传输模型，单向传输通信系统的信息吞吐量有限，理论上只能达到双向传输频谱效率的一半。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)基于正交频分复用技术的全双工单向传输系统模型在计算功率分配因子时忽略了中继剩余自干扰信号的拖尾符号，仅仅考虑了中继主径信号，最终得到的中继最佳放大因子也并非是最优解，因此在此功率分配因子下实现的全双工中继传输系统的误码率性能不是最优的，系统误码率性能仍有提升空间。

(2)对多中继场景的中继选择策略忽略了中继剩余自干扰信号在中继收发天线之间无限循环迭代的事实，将中继剩余自干扰信道建模为单径瑞利平坦衰落信道，该信道建模方式与实际中继信道不符合，忽略了中继循环迭代产生的拖尾符号的干扰，在单径瑞利平坦衰落信道模型下得到的系统性能是过于理想化的系统性能，与实际情况不符。

(3)基于异步空时码的全双工中继传输方法的全双工协作通信系统中采用异步空时码编解码方法增大了中继节点对剩余自干扰信号处理过程的复杂度，增大该方法在实际应用中的实现难度，且需要消耗更多的计算时间与资源。

(4)上述三种技术采用的系统模型为单向全双工中继模型，理想情况下，单向传输模型的频谱效率只能达到双向传输模型的一半，且其现实应用价值远低于双向传输模型。

解决上述技术问题的难度和意义：