一种自适应差分中继网络编码方法技术

本发明专利技术提供一种自适应差分中继网络编码方法，分为三个时隙进行，基本流程如下：第一个时隙，用户A对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户B和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户A的发送信息，第二个时隙，用户B对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户A和中继R，第三个时隙，中继R根据前两个时隙的解码结果，进行自适应差分中继网络编码，并将编码后的数据广播给用户A和B，与现有方法相比，本发明专利技术采用三个时隙进行数据传输，从而可以利用直接链路提高接收信号质量，降低误码率，本发明专利技术中两个用户终端A和B在不同的时隙发送信号，不需要严格时间同步,从而降低了实现复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
,具体涉及一种自适应差分中继网络编码方法。该方法可用于需要中继的远距离无线通信系统中，例如蜂窝移动通信系统中基站和小区边缘的移动终端之间进行中继传输。
技术介绍
近年来,用户对视频点播等高速无线数据业务的需求日益增强，这对无线网络的覆盖和带宽提出了更高的要求。然而由于无线电波信号在空气中随着传输距离的增加而迅速衰减，在发射功率一定的制约下,无线通信系统中发射端和接收端的通信距离受到一定的限制。当发射端和接收端的距离较远时，传输误码率就会显著增加。通过在发射端和接收端中间引入中继终端进行信号的转发,可以在一定程度上降低终端功率消耗,增大传输距离，降低误码率。其中无线双向中继技术由于其较低的实现复杂度和较高的传输效率,在近年来得到了业界广泛关注。典型的无线双向中继系统如图1所示，其中两个用户终端A和B在中继终端R的帮助下进行双向通信。对于无线双向中继通信系统，如果采用相干通信，用户终端以及中继终端都需要进行信道估计。与传统的没有中继的点对点直接通信系统相比，无线双向中继通信系统中的信道估计非常复杂，将大大增加两个用户终端的复杂度。为避免信道估计，可以采用非相干的差分双向中继传输技术。例如文献[1]中提出了基于解码转发的部分非相干差分中继传输方法，其中两个用户终端不需要进行信道估计，但中继终端仍然需要通过信道估计获得信道信息,以便进行信号检测与转发。即第一个时隙，两个用户终端A和B同时发送信号给中继终端R，第二个时隙，中继终端对在第一个时隙中接收到的信号进行处理后广播给两个用户终端A和B。这种两个时隙的双向中继通信传输技术存在一定的缺点：一是没有利用到两个用户终端A和B之间的直接链路，因此性能不是最优的；二是在第一个时隙中，需要两个用户终端A和B实现严格时间同步以确保中继终端R能顺利进行信号检测和转发，然而在实际的系统中是很难实现严格时间同步的。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术针对现有方法的不足，本专利技术提出一种自适应差分中继网络编码传输方法，分为三个时隙进行，基本流程如下:第一个时隙，用户A对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户B和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户A的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。第二个时隙，用户B对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户A和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户B的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。第三个时隙，中继R根据前两个时隙的解码结果，进行自适应差分中继网络编码，并将编码后的数据广播给用户A和B。自适应差分中继网络编码分为4种情况:情况1)中继R对A和B的解码都正确，则中继对解码后的数据符号直接相乘后广播给A和B；情况2)中继R对A解码正确，但对B的解码存在错误，则中继将解码后的A数据符号与第二个时隙接收到的来自用户B的接收信号相乘后广播给A和B；情况3)中继R对B解码正确，但对A的解码存在错误，则中继将解码后的B数据符号与第一个时隙接收到的来自用户A的接收信号相乘后广播给A和B；情况4)中继R对A和B的解码都错误，则中继将前两个时隙的接收信号相乘后广播给A和B；在第三个时隙结束时，用户A和B分别根据各自接收到的来自直接链路和中继信号进行差分检测来估计对方的发送信号。与现有方法相比，本专利技术采用三个时隙进行数据传输，从而可以利用直接链路提高接收信号质量，降低误码率。此外，本专利技术中两个用户终端A和B在不同的时隙发送信号，不需要严格时间同步,从而降低了实现复杂度。附图说明图1为本专利技术提出的基于信道质量的三时隙差分相乘双向中继传输示意图；图2为传统两时隙差分双向中继传输示意图；图3为本专利技术提出的传输方法在瑞利衰落信道下的误码率性能曲线图。具体实施方式本专利技术提出的技术方案具体步骤如下：第一个时隙，用户A对第k个需要发送的信息符号s1(k)进行差分多进制相位调制(DMPSK)，得到发送符号x1(k)，具体的DMPSK调制方式为：x1(k)＝x1(k-1)s1(k),k＝1,…,K,其中K为需要发送的符号数目，x1(0)是初始参考相位符号。用户A将x1(k)广播给用户B和中继R。第一个时隙用户B接收到的信号为yB,1(k)＝hABx1(k)+zB,1(k)(1)其中hAB表示从用户A到用户B的直接链路信道系数，zB,1(k)表示用户B的高斯白噪声。第一个时隙中继R接收到的信号为yR,1(k)＝hARx1(k)+zR,1(k)(2)其中hAR表示从用户A到中继R的中继链路信道系数，zR,1(k)表示中继R的高斯白噪声。中继R根据yR,1(k)进行差分检测来估计用户A的发送数据s1(k)：s^1(k)=argmins1(k)||yR,1(k)-yR,1(k-1)s1(k)||2,k=1,...,K,---(3)]]>第二个时隙，用户B对第k个需要发送的信息符号s2(k)进行差分多进制相位调制(DMPSK)，得到发送符号x2(k)，具体的DMPSK调制方式为：x2(k)＝x2(k-1)s2(k),k＝1,…,K,其中K为需要发送的符号数目，x2(0)是初始参考相位符号。用户B将x2(k)广播给用户A和中继R。第二个时隙用户A接收到的信号为yA,2(k)＝hBAx2(k)+zA,2(k)(4)其中hBA表示从用户B到用户A的直接链路信道系数，zA,2(k)表示用户A的高斯白噪声。第二个时隙中继R接收到的信号为yR,2(k)＝hBRx2(k)+zR,2(k)(5)其中hBR表示从用户B到中继R的中继链路信道系数，zR,2(k)表示中继R的高斯白噪声。中继R根据yR,2(k)进行差分检测来估计用户B的发送数据s2(k)：s^2(k)=argmins2(k)||yR,2(k)-yR,2(k-1)s2(k)||2,k=1,...,K,---(6)]]>第三个时隙，中继R根据前两个时隙的差分检测结果分为4种情况来生成发送数据。情况1：中继R对两用户A和B的差分检测都正确，即k＝1,…,K。中继首先对前两个时隙检测得到的两个用户的数据进行直接相乘得到然后对sR(k)进行DMPSK调制得到发送符号xR(k)，具体的DMPSK调制方式为：xR(k)＝xR(k-1)sR(k),k＝1,…,K。最后将xR(k)进行功率放大后广播给用户A和B。情况2：中继R对用户A的差分检测正确，但对用户B的检测存在错本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应差分中继网络编码传输方法，分为三个时隙进行，基本流程如下:1)第一个时隙，用户A对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户B和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户A的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。2)第二个时隙，用户B对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户A和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户B的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。3)第三个时隙，中继R根据前两个时隙的解码结果，进行自适应差分中继网络编码，并将编码后的数据广播给用户A和B。自适应差分中继网络编码分为4种情况:情况1)中继R对A和B的解码都正确，则中继对解码后的数据符号直接相乘后广播给A和B；情况2)中继R对A解码正确，但对B的解码存在错误，则中继将解码后的A数据符号与第二个时隙接收到的来自用户B的接收信号相乘后广播给A和B；情况3)中继R对B解码正确，但对A的解码存在错误，则中继将解码后的B数据符号与第一个时隙接收到的来自用户A的接收信号相乘后广播给A和B；情况4)中继R对A和B的解码都错误，则中继将前两个时隙的接收信号相乘后广播给A和B。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应差分中继网络编码传输方法，分为三个时隙进行，基本流程如下:
1)第一个时隙，用户A对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户B和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户A的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。
2)第二个时隙，用户B对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户A和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户B的发送信息,并进行循环冗余校验(CRC)以判断是否正确解码。
3)第三个时隙，中继R根据前两个时隙的解码结果，进行自适应差分中继网络编码，并将编码后的数据广播给用户A和B。自适应差分中继网络编码分为4种情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：方朝曦，
申请(专利权)人：浙江万里学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33