一种全双工交通协作通信网络的估计转发方法技术

本发明专利技术提供一种全双工交通协作通信网络的估计转发方法，其包括以下步骤：步骤一、建立由多节点构成的交通协作通信网络，各节点都可作为中继节点协助源节点传递信号到目的节点；步骤二、中继节点接收到发送信号之后，中继节点采用Unconstrained最小均方误差算法来获取发送信号的估计软信息；步骤三、对中继节点上的发送功率进行归一化处理；步骤四、中继节点将步骤二中得到的软信息发送到目的节点；步骤五、目的节点接收到转发信息后，采用Generalized球形检测算法检测信号。本发明专利技术的估计转发方法，中继节点通过转发接收信号的一个简单估计值给目的节点，从而得到优于放大转发和译码转发方法的性能，使接收端误码率大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及无线通信领域的信号处理
，具体地，设及一种全双工交通协 作通信网络的估计转发方法。
技术介绍
协作通信网络是目前广泛研究应用的无线通信网络，协作通信具有提高吞吐量， 加强传输可靠性W及扩大传输范围的优点。协作通信网络已经列入相关通信标准，例如 LTE-A W及IE邸802. 16j标准。在智能交通通信网络中引入协作通信关键技术来增加无线 网络覆盖范围W及提高信息传输效率及可靠性，从而实现智能交通通信网络中交通信号的 高速可靠传递，保障交通安全，提高交通运输效率，缓解交通拥堵，提高路网通行能力，降低 能源消耗。 协作网络传输方式有半双工传输和全双工传输两种方式。在半双工传输方式中， 第一个阶段，源节点发送信号到中继节点；第二个阶段，中继节点处理并转发接收到的信号 给目的节点；该过程只是单向通信。若要完成目的节点到源节点的信号传输，则需额外的 两个阶段才能完成。而全双工传输方式中，只需要两个阶段就可W完成源节点和目的节点 之前的信息交互。两个终端节点同时发送信号到中继节点，中继节点通过对接收到的信号 进行一定的处理之后发送给对方节点；每个接收节点可W从接收信号中去除本身的发送信 息，从而译码得出来自对方节点的信息。全双工传输有效地提高了频谱的有效性，通信速率 大约为半双工通信的两倍。 中继网络（半双工或全双工）有两种传统的转发方法：放大转发 (Amplif}f-and-Fo;rward，AF)和译码转发值ecode-and-Fo;rward，DF)。 阳〇化]放大转发是实现最为简单的一种协作协议。在该协议下，中继节点只是简单放大 并转发接收到的来自源节点的信号。在放大转发过程中，接收信号中包含的噪声也被放大。 译码转发是比放大转发复杂的协作协议，目的是在中继节点上先去除噪声译码后 再转发，从而抑制放大转发协议中的噪声放大效应。然而，译码转发方法的缺点是一旦中继 节点译码错误，会导致错误传播到目的节点。
技术实现思路
为了解决放大转发和译码转发存在的上述问题，本专利技术提供一种全双工交通协作 通信网络的估计转发方法，其具体的技术方案如下：一种全双工交通协作通信网络的估计 转发方法，其包括W下步骤： 步骤一、建立由多节点构成交通协作通信网络，各节点都可作为中继节点协作源 节点传递信号到目的节点； 步骤二、中继节点接收到发送信号之后，中继节点采用化constrained最小均方 误差算法来获取发送信号的估计软信息； 步骤Ξ、对中继节点上的发送功率进行归一化处理； 步骤四、中继节点将步骤二中得到的软信息发送到目的节点； 步骤五、目的节点接收到转发信息后，采用Generalized球形检测算法检测信号。 在多天线检测技术中，球形检测算法因其高性能低复杂度的特点而被广泛研究和应用。球 形检测方法在进行信号检测过程中，首先根据接收天线数目（假设为M)将其建模为树形结 构，根节点为需要检测的信号向量中的第Μ个元素，每一层的叶子节点为调制集合中的星 座点，每层表示每根天线上发送信号所有可能的元素。球形检测方法是从所述树形结构的 根节点开始展开每一层并对相应的节点进行检验，如果该节点的权重函数大于预先定义的 阔值，则删除该节点W及该节点产生的所有分支及其子节点，直到发现叶子节点并更新所 述预先定义的阔值后，再返回上一层继续捜索，最终得到具有最小权重函数的检测信号。 当接收天线数大于等于发送天线数时，可W直接采用传统的球形检测算法。然而 本专利技术介绍的系统接收端类似于接收天线数小于发送天线数的多天线系统，需要通过一定 的数学运算转换才能使用传统的球形检测算法，即Generalized球形检测算法。具体算法 过程在本专利技术中不再寶述。 进一步，步骤一中所述的交通协作通信网络为单天线交通协作通信网络或多天线 交通协作通信网络。 其中，步骤二中，获取发送信号的估计软信息的具体过程为： 某中继节点R对应两个终端节点Τι和T 2;第一个时隙，两个终端节点T 1和T 2同时 发出信号XI和X 2到中继节点，中继节点接收到的信号r表示为： 阳 017] r = HiXi+GiX2+n (1) 运里，Hi和Gi分别代表Τι和w及T2和之间的多天线或单天线信道，η为信道噪声。 第二个时隙，中继节点对接收到来自两个终端节点的信号进行处理并发送处理后 的信号到对方节点；中继节点信号处理函数用G(r)表示，目的节点Τι和Τ2接收到的信号可 W分别表示为： = Η zG (r)+。1 (2) Υ2= G 2〇 (r) +Π2 阳0巧运里，&和G 2分别代表R和TiW及R和Τ么间的多天线或单天线信道，η 1和η 2 为对应信道的噪声； 阳023] 中继节点采用化constrained最小均方误差估计，获取发送信号的估计软信息：(3) 阳0巧]其中σ 2为噪声方差。 本专利技术所提供的，具有W下优点： 本专利技术提出了一种不同于放大转发与译码转发的转发方法。 在放大转发中，中继节点接收到信号后经过放大直接转发给目的节点，但是在放 大信号的同时也放大了噪声，导致性能损失； 而使用译码转发方式时，中继节点首先译码检测得到信号，再转发给目的节点，该 方法性能优于前者，但是一旦译码错误，则会导致错误传播。 本专利技术克服了放大转发与译码转发的弊端，中继节点通过转发接收信号的一个简 单估计值给目的节点，从而得到优于放大转发和译码转发方法的性能，接收端误码率大大 降低。【附图说明】 图1是全双工交通协作通信网络系统图。 图2是全双工交通协作通信网络的转发方式比较示意图。 图3是具有一个中继节点的全双工交通协作通信网络模型。【具体实施方式】 下面结合附图及本专利技术的实施例对本专利技术的一种全双工交通协作通信网络的估 计转发方法作进一步详细的说明。 包括W下的步骤： 步骤一、建立由多节点构成交通协作通信网络，各节点都可作为中继节点协作源 节点传递信号到目的节点； 阳037] 步骤二、中继节点接收到发送信号之后，中继节点采用化constrained最小均方 误差算法来获取发送信号的估计软信息； 步骤Ξ、对中继节点上的发送功率进行归一化处理； 步骤四、中继节点将步骤二中得到的软信息发送到目的节点； 步骤五、目的节点接收到转发信息后，采用Generalized球形检测算法检测信号。 在多天线检测技术中，球形检测算法因其高性能低复杂度的特点而被广泛研究和 应用。球形检测方法在进行信号检测过程中，首先根据接收天线数目（假设为M)将其建模 为树形结构，根节点为需要检测的信号向量中的第Μ个元素，每一层的叶子节点为调制集 合中的星座点，每层表示每根天线上发送当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全双工交通协作通信网络的估计转发方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一、建立由多节点构成交通协作通信网络，各节点都可作为中继节点协助源节点传递信号到目的节点；步骤二、中继节点接收到发送信号之后，中继节点采用Unconstrained最小均方误差算法来获取发送信号的估计软信息；步骤三、对中继节点上的发送功率进行归一化处理；步骤四、中继节点将步骤二中得到的软信息发送到目的节点；步骤五、目的节点接收到转发信息后，采用Generalized球形检测算法检测信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩双双，赵恺，程翔，杨柳青，王飞跃，
申请(专利权)人：青岛智能产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37