一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法和系统，该方法包括：在PNC系统中，每个节点通过一个上行链路向中继处发送第一通信信息，中继处接收到对全部所述节点的第一通信信息进行叠加后的第二通信信息，中继处将第二通信信息通过OFDM调制获得对应的信息序列，对信息序列进行预设方法求解，获得估算的PNC系统的信道参数，实现使用任意阶正交幅相调制的PNC系统中信道参数的联合自适应估计，使用一定的存储空间、进行简单的计算，使得对任意阶的QAM调制下的PNC系统，都能实现信道的实时估计，并且方法简单，计算量小。

A method and system for obtaining channel parameters based on orthogonal frequency division multiplexing

The invention discloses a method and system for obtaining channel parameters based on orthogonal frequency division multiplexing. The method includes: in a PNC system, each node sends the first communication information to the relay through an uplink, the relay receives the second communication information after superimposing the first communication information of all the nodes, and the relay office obtains the second communication information through OFDM modulation The corresponding information sequence is obtained, and the channel parameters of PNC system are obtained by preset method. The joint adaptive estimation of channel parameters in PNC system using arbitrary order quadrature amplitude phase modulation is realized. Using certain storage space and simple calculation, the real-time channel estimation can be realized for any order QAM modulation PNC system The method is simple and easy to calculate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法和系统
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法和系统。
技术介绍
在高阶调制情况下，相对相位偏移和上行链路信道增益始终是影响PNC(Physical-layerNetworkCoding)系统性能的最重要因素，目前主要的解决算法之一是使用置信传播(BeliefPropogation，BP)算法进行调制，该算法往往需要这些参数已知，而在实际系统中这些参数往往是未知的。由于PNC在中继处的信号是叠加的信号，现有技术无法实现对任意阶的QAM调制下的PNC系统信道的实时估计。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法和系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，包括：S1，在PNC系统中，每个节点通过一个上行链路向中继处发送第一通信信息；S2，所述中继处接收到对全部所述节点的第一通信信息进行叠加后的第二通信信息；S3，所述中继处将第二通信信息通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列；S4，对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数，其中信道参数包括：每个所述节点的上行链路的增益信息和相对相位偏移信息。本专利技术的有益效果是：本方案通过每个节点通过一个上行链路向中继处发送通信信息，叠加后的所有所述节点发送的信息，通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列，通过预设方法对所述信息序列进行求解，获得信道参数的估算，借用了802.11中OFDM的帧格式，通过调整OFDM的固定训练序列，可以实现使用任意阶正交幅相调制的PNC系统中信道参数的联合自适应估计，使用一定的存储空间、进行简单的计算，使得对任意阶的QAM调制下的PNC系统，都能实现信道的实时估计，并且方法简单，计算量小。涉及物理层网络编码(PNC)、正交频分复用(OFDM)，属于无线通信领域。在双向中继网络(TwoWayRelayChannel，TWRC)下，通过对两个上行链路的信道增益和相对相位偏移同时完成相关估计，可以实现PNC系统在上行链路信道不均衡的条件时的可靠传输。进一步地，所述S1之前还包括：对待发送的通信信息进行预设阶正交幅相调制获得所述第一通信信息。采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过对通信信息进行预设阶正交幅相调制实现了通信信息的幅度、相位联合调制，利用了载波的幅度和相位来传递通信信息，实现了在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率。进一步地，当所述节点包括：第一节点和第二节点，所述信息序列通过以下公式表示：其中，xR表示所述信息序列，h1和h2是两个上行链路信道的信道增益，h1对应第一节点和所述中继处之间的信道增益，h2对应第二节点和所述中继处之间的信道增益，表示相对相位偏移，j是虚数单位，τ表示时刻；其中，公式：通过以下公式转换得出：其中，m1[i]和m2[i]表示经过预设阶正交幅相调制后的调制符号，表示所述中继处接收到的噪声。采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过信息序列的公式来实现信道参数的估计，从而实现PNC系统在上行链路信道不均衡的条件时的可靠传输。进一步地，所述对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数具体包括：通过第一节点和第二节点在第一长训练序列中发送不同的符号序列，在第二长训练序列发送相同的符号序列，其他短训练序列和循环前缀部分的内容不变，来构建所述第一长训练序列的公式：构建所述第二长训练序列的公式：其中，所述第一长训练序列为mR[i]＝s+tj，其中s+tj表示在叠加的第一长序列中实际接收到的符号，其中s为符号实部，t为符号虚部；在所述第二长训练序列表示mR[i]＝c+dj，其中c+dj表示在叠加的第二长序列中实际接收到的符号，其中c为符号实部，d为符号虚部；在所述第一长训练序列中，所述第一节点发送的预设阶正交幅相调制符号为m1[i]＝p+qj，所述第二节点发送的预设阶正交幅相调制符号为m2[i]＝q+pj；p,q∈{±1,±3,…±2u}，u为整数，且p≠q，在所述第二长训练序列中，所述第一节点和所述第二节点都发送m1[i]＝m2[i]＝a+aj，a∈{±1,±3,…±2u}，u为整数，h1对应所述第一节点和所述中继处之间的信道增益，h2对应所述第二节点和所述中继处之间的信道增益，表示相对相位偏移，j是虚数单位；结合所述第一长训练序列的公式和所述第二长训练序列的公式对所述信息序列的公式进行求解，获得h1、h2和值。采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过构建节点发送符号序列的方程式对信息序列公式进行求解，获得信道参数估计，信道参数始终是影响PNC系统性能的最重要因素，通过本方案获得信道参数来实现系统性能提升。进一步地，还包括：所述中继处多次接收由所述第一节点和所述第二节点发送的第一通信信息，根据所述第一通信信息通过预设方法进行求解获得多组信道参数，对多组所述信道参数分别进行求平均值计算，获得最优信道参数。采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过多次获得节点的通信信息构建方程式对信息序列进行求解，获得多组信道参数估计值，并进行迭代，估计值随接收帧的数量进行迭代而变得精确。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种基于正交频分复用的获得信道参数的系统，包括：节点信息发送模块、中继处接收模块、OFDM调制模块和信道参数获取模块；所述节点信息发送模块用于在PNC系统中，通过一个上行链路向中继处发送第一通信信息；所述中继处接收模块用于接收到对全部所述节点的第一通信信息进行叠加后的第二通信信息；所述OFDM调制模块用于将所述第二通信信息通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列：所述信道参数获取模块用于对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数，其中信道参数包括：每个所述节点的上行链路的增益信息和相对相位偏移信息。本专利技术的有益效果是：本方案通过每个节点通过一个上行链路向中继处发送通信信息，叠加后的所有所述节点发送的信息，通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列，通过预设方法对所述信息序列进行求解，获得信道参数的估算，借用了802.11中OFDM的帧格式，通过调整OFDM的固定训练序列，可以实现使用任意阶正交幅相调制的PNC系统中信道参数的联合自适应估计，使用一定的存储空间、进行简单的计算，使得对任意阶的QAM调制下的PNC系统，都能实现信道的实时估计，并且方法简单，计算量小。进一步地，还包括：M-QAM调制模块，用于对待发送的通信信息进行预设阶正交幅相调制获得所述第一通信信息。采用上述进一步方案的有益效果是：本方案通过对通信信息进行预设阶正交幅相调制实现了通信信息的幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，包括：/nS1，在PNC系统中，每个节点通过一个上行链路向中继处发送第一通信信息；/nS2，所述中继处接收到对全部所述节点的第一通信信息进行叠加后的第二通信信息；S3，所述中继处将第二通信信息通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列；/nS4，对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数，其中信道参数包括：每个所述节点的上行链路的增益信息和相对相位偏移信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，包括：
S1，在PNC系统中，每个节点通过一个上行链路向中继处发送第一通信信息；
S2，所述中继处接收到对全部所述节点的第一通信信息进行叠加后的第二通信信息；S3，所述中继处将第二通信信息通过正交频分复用技术调制获得对应的信息序列；
S4，对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数，其中信道参数包括：每个所述节点的上行链路的增益信息和相对相位偏移信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，所述S1之前还包括：对待发送的通信信息进行预设阶正交幅相调制获得所述第一通信信息。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，当所述节点包括：第一节点和第二节点，所述信息序列通过以下公式表示：



其中，xR表示所述信息序列，h1和h2是两个上行链路信道的信道增益，h1对应第一节点和所述中继处之间的信道增益，h2对应第二节点和所述中继处之间的信道增益，表示相对相位偏移，j是虚数单位，τ表示时刻；
其中，公式：



通过以下公式转换得出：









其中，m1[i]和m2[i]表示经过预设阶正交幅相调制后的调制符号，表示所述中继处接收到的噪声。


4.根据权利要求3所述的一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，所述对所述信息序列进行预设方法求解，获得估算的所述PNC系统的信道参数具体包括：
通过所述第一节点和所述第二节点在第一长训练序列中发送不同的符号序列，在第二长训练序列发送相同的符号序列，其他短训练序列和循环前缀部分的内容不变，来构建所述第一长训练序列的公式：



并构建所述第二长训练序列的公式：



其中，所述第一长训练序列为mR[i]＝s+tj，其中s+tj表示在叠加的第一长序列中实际接收到的符号，其中s为符号实部，t为符号虚部；在所述第二长训练序列表示mR[i]＝c+dj，其中c+dj表示在叠加的第二长序列中实际接收到的符号，其中c为符号实部，d为符号虚部；在所述第一长训练序列中，所述第一节点发送的预设阶正交幅相调制符号为m1[i]＝p+qj，所述第二节点发送的预设阶正交幅相调制符号为m2[i]＝q+pj；p,q∈{±1,±3,…±2u}，u为整数，且p≠q，在所述第二长训练序列中，所述第一节点和所述第二节点都发送m1[i]＝m2[i]＝a+aj，a∈{±1,±3,…±2u}，u为整数，h1对应所述第一节点和所述中继处之间的信道增益，h2对应所述第二节点和所述中继处之间的信道增益，表示相对相位偏移，j是虚数单位；
结合所述第一长训练序列的公式和所述第二长训练序列的公式对所述信息序列的公式进行求解，获得h1、h2和值。


5.根据权利要求1或2所述的一种基于正交频分复用的获得信道参数的方法，其特征在于，还包括：所述中继处多次接收由所述第一节点和所述第二节点发送的第一通信信息，根据所述第一通信信息通过预设方法进行求解获得多组信道参数，对多组所述信道参数分别进行求平均值计算，获得最优信道参数。


6.一种基于正交频分复用的获得信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：展月英，王雪松，吴少俊，何建华，孙扬，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11