專利名稱：一種在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，尤其涉及一種在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，中繼(Relay)節(jié)點的使用不僅可以提高無線通信的可靠性，更可以擴大無線通信的覆蓋范圍。近年來，無線中繼節(jié)點的使用在理論界和工業(yè)界都得到廣泛的重視，已經(jīng)在 IEEE 802. 16j 及 3GPP LTE-A (Third Generation PartnershipProgram’s Long-Term Evolution Advanced,第三代合作伙伴計劃的長期演進高版本)等標準中出現(xiàn)。在使用無線中繼節(jié)點時，最為常見的信息中繼(轉(zhuǎn)發(fā))方式為放大-轉(zhuǎn)發(fā)(AF :AmpIify-and-Forward)和解碼-轉(zhuǎn)發(fā)(DF :Decode-and_Forward)兩種。 在使用放大-轉(zhuǎn)發(fā)方式時，中繼節(jié)點將從不同源節(jié)點接收的信號直接相加，然后在符合自身功率限制條件的前提下，將信號放大至最大幅度并發(fā)送出去。目的節(jié)點在接收到中繼節(jié)點的信號后，先將自身的信號消去，再進行解碼。這種方式的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，缺點是在放大有用信號時連同噪聲一起放大，導致其誤碼性能較差，且通過中繼節(jié)點所獲得的分集增益(diversity gain)較低。在使用解碼-轉(zhuǎn)發(fā)方式時，中繼節(jié)點先對從每個源節(jié)點接收的信號都進行解碼，然后再將解碼的結(jié)果以某種方式組合起來，以最大功率發(fā)送給目的節(jié)點。目的節(jié)點收到中繼節(jié)點的信號后，再結(jié)合自身的信號對其進行解碼。這種方式的優(yōu)點也是容易實現(xiàn)，缺點是在中繼節(jié)點進行解碼時會有誤碼出現(xiàn)，并且這種誤碼會被傳遞至目的節(jié)點，同樣導致其誤碼性能不佳，所獲得的分集增益(diversity gain)較低。針對放大-轉(zhuǎn)發(fā)和解碼-轉(zhuǎn)發(fā)方式的缺點，在一些文獻中提出改進的轉(zhuǎn)發(fā)方式。其中一種是壓縮-轉(zhuǎn)發(fā)(CF Compress-and-Forward)方式，中繼節(jié)點并不直接對每個源節(jié)點的信息進行解碼，而是對其信息進行壓縮，比如使用Wyner-Ziv編碼，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點。使用壓縮-轉(zhuǎn)發(fā)方式時，可以獲得較高的分集增益，但目的節(jié)點的解碼比較復雜，且需要使用緩沖區(qū)(buffer)，在緩沖區(qū)較長時，還會帶來較大的時延。另一種是信道-網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合編碼(joint channel-network coding)的轉(zhuǎn)發(fā)方式,這是一種將信道編碼與網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合起來的方式，在源節(jié)點使用卷積碼或者LDPC (低密度校驗碼)碼編碼，在中繼節(jié)點使用一種特殊的網(wǎng)絡(luò)編碼進行轉(zhuǎn)發(fā)。這種轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點是可以獲得較高的分集增益，缺點是解碼非常復雜，較難實現(xiàn)，需要進行10次以上的迭代運算，并且需要使用緩沖區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種在無線中繼系統(tǒng)中，利用似然比或?qū)?shù)似然比的計算，構(gòu)造出一種軟信息網(wǎng)絡(luò)編碼的方式，而進行信息傳輸?shù)姆椒ǎ黄浼饶軌颢@得較高的分集增益，且易于實現(xiàn)、無需緩沖區(qū)、無解碼延時，并能夠減少中繼節(jié)點的功率消耗。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
本文中的ioB運算均值對數(shù)運算，首先就似然比和對數(shù)似然比給出說明。對于二進制相移鍵控信號(BPSK信號)I的取值范圍是〖+1-對；BPSK信號的似
然比定義為
權(quán)利要求
1.一種在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，該無線中繼系統(tǒng)包括%個源節(jié)點· ^、ち個中繼節(jié)點鳥、》%個目的節(jié)點與，其中,、*%和*%都為大于等于I的自然數(shù)，且
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述無線中繼系統(tǒng)中的所有節(jié)點為單天線結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述無線中繼系統(tǒng)采用的調(diào)制方式為相移鍵控。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述無線中繼系統(tǒng)采用的調(diào)制方式為ニ進制相移鍵控。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述無線中繼系統(tǒng)為雙向中繼系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于該無線中繼系統(tǒng)采用的調(diào)制方式為ニ進制相移鍵控，且所有節(jié)點為單天線結(jié)構(gòu)，所述源節(jié)點的個數(shù)為兩個，分別記為禺和A中繼節(jié)點的個數(shù)為ー個，記為JI，目的節(jié)點的個數(shù)為ー個，記カU ;中繼節(jié)點J對從源節(jié)點瑪和務(wù)接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比分別記為4 和ら，再通過對4和‘進行運算構(gòu)造出中繼節(jié)點的發(fā)送信號;所述發(fā)送信號為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述步驟(3)的解碼步驟為 Ca)目的節(jié)點B對從源節(jié)點芩和乓接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比分別記為ふΛ和Z幻·; (b)目的節(jié)點U對從中繼節(jié)點I接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比記為4 ; (C)計算
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于該無線中繼系統(tǒng)為雙向中繼系統(tǒng)，采用的調(diào)制方式為ニ進制相移鍵控，且所有節(jié)點為單天線結(jié)構(gòu)，所述源節(jié)點的個數(shù)為兩個，分別記為芩和^，且互為目的節(jié)點，中繼節(jié)點的個數(shù)為ー個，記為 ;中繼節(jié)點 對從源節(jié)點禺和矣接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比分別記為ら和ら，再通過對ら和ら進行運算構(gòu)造出中繼節(jié) 點的發(fā)送信號 ；所述發(fā)送信號為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述步驟(3)的解碼步驟為 (a)源節(jié)點^對從源節(jié)點S1接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比記為も;源節(jié)點\對從源節(jié)點S1接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比記為.L Si ; (b)源節(jié)點務(wù)對從中繼節(jié)點！接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比記為ん;源節(jié)點芩對從中繼節(jié)盧 接收到的信息進行對數(shù)似然比計算，獲得的對數(shù)似然比記為*^2 ； (C)若源節(jié)點各自身發(fā)送的是+1，則令i 52 = ^Sl，否則令Z J2 = —-^*2 ;若源節(jié)點自身發(fā)送的是+1，則令Z a ，否則令I(lǐng) Ji =-ちα ; (d)若,則判斷源節(jié)點芩發(fā)送的是+1，如果,則判斷源節(jié)點芩發(fā)送的是_| ;若
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，其特征在于所述步驟(3)中采用最大比合并的方法進行解碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，利用似然比或?qū)?shù)似然比的計算，構(gòu)造出一種軟信息網(wǎng)絡(luò)編碼的方式，而進行信息傳輸?shù)姆椒ǎ痪唧w包括如下步驟(1)源節(jié)點在指定的時隙內(nèi)廣播自己的信息符號；(2)中繼節(jié)點對從每一個源節(jié)點接受到的信息進行似然比或?qū)?shù)似然比計算，再構(gòu)造出該中繼節(jié)點的發(fā)送信號，并發(fā)送給目的節(jié)點；(3)目的節(jié)點對接受到的信息進行計算、解碼。本發(fā)明提供的在無線中繼系統(tǒng)中的信息傳輸方法，可以有效降低中繼節(jié)點的功率消耗，誤碼率性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的“放大-轉(zhuǎn)發(fā)”中繼方式或“解碼-轉(zhuǎn)發(fā)”中繼方式，可以得到較大的分集增益，且編碼、解碼過程簡單，無需進行復雜運算，解碼時無需緩沖區(qū)。
文檔編號H04W52/46GK102684770SQ201210161488
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者李瀟, 王聞今, 鄧衛(wèi)華, 金石, 高西奇 申請人:東南大學