一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法，該方法包括：終端接收由中繼協(xié)作系統(tǒng)中的中繼R1與R2發(fā)送的混合信息y[k]，所述混合信息y[k]包含了兩條完全相同且時延為Δ的信息；所述終端對所述混合信息y[k]分別進行前、后向解碼，并根據(jù)所述時延Δ分別進行前、后向干擾刪除處理，獲得刪除了前、后向干擾的信息yf[k]和yb[k]。通過采用本發(fā)明公開的方法，在時延較大的情況也能獲得較好的分集增益，且不需要將信號進行分割后傳輸同時降低了系統(tǒng)誤碼率。
【專利說明】—種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線網(wǎng)絡(luò)的衰減可能會引起無線信道的時變特性。因此，接收端使用分集技術(shù)來增加傳輸率。在無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，單天線節(jié)點相互協(xié)作形成虛擬多天線空間分集天線陣。協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)利用廣播特性將信息同時傳輸給多個中繼節(jié)點，中繼節(jié)點將接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給終端。協(xié)作分集技術(shù)可以更好地提高接收范圍和速率。
[0003]為此，研究提出的關(guān)于協(xié)作分集機制的研究大多假設(shè)中繼節(jié)點之間嚴格的同步。然而，與天線集中在同一設(shè)備的多天線系統(tǒng)不同，協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作天線分布在不同設(shè)備，因此接收信號因為傳播延時而產(chǎn)生異步問題。當延時在一定范圍內(nèi)時延容空時碼能夠提供全分集和實現(xiàn)編碼增益。有界容延時間交錯逆轉(zhuǎn)Alamouti碼(空時分組碼)利用了最大似然解碼，所以存在著延時越大空時碼維數(shù)越大，從而解碼復(fù)雜度也越大的問題。所有空時碼都存在類似問題即:延時越大解碼復(fù)雜度越高，系統(tǒng)必須做出合理的折中。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，提出了利用處理隱終端問題方法來進行異步協(xié)作網(wǎng)絡(luò)終端解碼。其將信息分成兩部分Sa和Sb，如圖1所示，為協(xié)作系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信息過程，S為源端，R1和R2為中繼，D為終端,空白處表不系統(tǒng)不傳輸任何信息。
[0005]終端解碼過程如圖2所示，空白處表示需要解碼信息，斜線部分表示移除信息。由于系統(tǒng)環(huán)境的移動性特點，兩次碰撞的相對延時是不同的。不失一般性，我們假設(shè)兩次碰撞的延時差是隨機的，且ApA1，且終端`先收到信號Sa。因此，信號Sa接收到的第二次傳輸△2期間信號無干擾，可以解碼。系統(tǒng)可以從第一次碰撞中將~期間信號移除。如果系統(tǒng)第一步解碼正確，則A2-A1也是無干擾信號，也可以解碼。以此類推，只要A2古A1，系統(tǒng)可以解碼，但如果A2=A1時采用該方法系統(tǒng)不能解碼。
[0006]該方法本質(zhì)上是將信號分成與中繼個數(shù)相同的子信號然后進行傳輸。受限于系統(tǒng)傳輸效率和復(fù)雜度，中繼分布數(shù)目不能過多，即不能推廣到多中繼系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法，在時延較大的情況也能獲得較好的分集增益，且不需要將信號進行分割后傳輸同時降低了系統(tǒng)誤碼率。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法，該方法包括:
[0010]終端接收由中繼協(xié)作系統(tǒng)中的中繼R1與R2發(fā)送的混合信息y[k]，所述混合信息y[k]包含了兩條完全相同且時延為Δ的信息；
[0011]所述終端對所述混合信息y[k]分別進行前、后向解碼，并根據(jù)所述時延△分別進行前、后向干擾刪除處理，獲得刪除了前、后向干擾的信息yf[k]和yb[k]。[0012]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過對接收信息進行前后向干擾刪除，不僅可以恢復(fù)各延時信號，還再最終分集合并，實現(xiàn)協(xié)作分集；并且，該方法不需要將信號進行分割后傳輸同時降低了系統(tǒng)誤碼率，即系統(tǒng)性能更優(yōu)；另一方面，該方法其解碼復(fù)雜度較低，能夠處理較大時延。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明【背景技術(shù)】提供的一種協(xié)作系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)信息過程的示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明【背景技術(shù)】提供的終端解碼過程的示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例一提供的一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法的流程圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例一提供的一種混合信號的示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例二提供的一種中繼協(xié)作場景的示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實施例二提供的一種前后向干擾刪除的示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明實施例二提供的驗證本發(fā)明分集增益效果的示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明實施例二提供的本發(fā)明與Alamouti碼對比測試的示意圖；
[0022]圖9為本發(fā)明實施例二提供的本發(fā)明的方法與增加糾錯碼后的性能對比測試的示意圖；
[0023]圖10為本發(fā)明實施例二提供的本發(fā)明方法與現(xiàn)有方法的對比測試的示意圖。【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]實施例一
[0026]圖3為本發(fā)明實施例一提供的一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法的流程圖。如圖3所示，該方法主要包括如下步驟:
[0027]步驟31、終端接收由中繼協(xié)作系統(tǒng)中的中繼R1與R2發(fā)送的混合信息y [k]，所述混合信息y[k]包含了兩條完全相同且時延為Δ的信息。
[0028]如圖4所示，本發(fā)明實施例中的混合信息y[k]包含了中繼R1發(fā)送的長度為M的信息X1，及中繼R2發(fā)送的長度為M的信息X2，且所述信息X1與X2之間的時延為Λ (假設(shè)信息X1靠前，信息X2靠后)。
[0029]步驟32、所述終端對所述混合信息y[k]分別進行前、后向解碼，并根據(jù)所述時延Δ分別進行前、后向干擾刪除處理，獲得刪除了前、后向干擾的信息yf[k]和yb[k]。
[0030]本發(fā)明實施例是基于具有延時反饋的中繼協(xié)作系統(tǒng)干擾刪除機制，終端接收到來自中繼的信息具有一定的延時，本步驟主要是基于信號間的延時來進行前、后向的干擾刪除，從而獲得刪除前、后向干擾的信息；同時，可以對刪除前、后向干擾的信息進行分集合并，來實現(xiàn)協(xié)作分集。
[0031]本發(fā)明實施例通過對接收信息進行前后向干擾刪除，不僅可以恢復(fù)各延時信號，還再最終分集合并，實現(xiàn)協(xié)作分集；并且，該方法不需要將信號進行分割后傳輸同時降低了系統(tǒng)誤碼率，即系統(tǒng)性能更優(yōu)；另一方面，該方法其解碼復(fù)雜度較低，能夠處理較大時延。
[0032]實施例二
[0033]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖5-10對本發(fā)明做進一步介紹。
[0034]為了簡化但不失一般性，考慮的中繼協(xié)作系統(tǒng)場景如圖5所示，包括源端S，雙中繼札和民，一個終端0。此處，為了分析的方便，僅考慮了兩個中繼場景，但同樣適合多中繼網(wǎng)絡(luò)，所有節(jié)點都配備單天線且采用時分復(fù)用。同時，也假設(shè)由于距離原因，發(fā)端和接收端之間的鏈路損壞，只有中繼轉(zhuǎn)接鏈路；盡管所提出的機制適合于所有信道分別，但為了
方便仿真，假定鏈路為慢衰落瑞利分布；假設(shè)所有的噪音都是方差為的加性高斯白噪聲
(AffGN);考慮平均功率分配，傳輸功率P=IW ;終端已知信道狀態(tài)信息，即信道增益和信道時延。
[0035]源端S-中繼Rz的信道鏈路衰落系數(shù)記為hSz (z e {I, 2})，中繼Rz-終端D信道衰落系數(shù)記為hzd。信道系數(shù)在一幀內(nèi)保持恒定，下一幀為獨立隨機變量。為減少中繼復(fù)雜度，考慮放大轉(zhuǎn)發(fā)策略，放大系數(shù)記為β z。為了簡化標記，定義兩個信道乘積hz = hSz β zhzd。
放大系數(shù)β ζ選擇最佳傳輸性能，考慮功率限制
【權(quán)利要求】
1.一種用于中繼協(xié)作系統(tǒng)的干擾刪除方法，其特征在于，該方法包括: 終端接收由中繼協(xié)作系統(tǒng)中的中繼R1與R2發(fā)送的混合信息y[k]，所述混合信息y[k]包含了兩條完全相同且時延為△的信息； 所述終端對所述混合信息y[k]分別進行前、后向解碼，并根據(jù)所述時延△分別進行前、后向干擾刪除處理，獲得刪除了前、后向干擾的信息yf[k]和yb[k]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干擾刪除方法，其特征在于，所述獲得由所述中繼R1與R2發(fā)送的且刪除了前、后向干擾的信息yf [k]和yb[k]包括: 所述混合信息y[k]包含了中繼R1發(fā)送的長度為M的信息X1，及中繼R2發(fā)送的長度為M的信息χ2，且所述信息X1與X2之間的時延為Λ ； 對所述混合信息y[k]進行前向解碼時，直接解碼所述信息X1中第1個長度為時延Λ的子信息X1 [1]，再利用估計算法并結(jié)合所述時延Λ，計算所述子信息X1 [1]的估計值并將該估計值作為所述信息X2對所述信息X1的干擾;在解碼第2個長度為時延Λ的子信息X1 [2]時，將所述估計值呆P]作為干擾刪除;經(jīng)過迭代處理后，獲得刪除了前向干擾的信息浐舊； 對所述混合信息y[k]進行后向解碼時，直接解碼所述信息X2中的第1個長度為時延Δ的子信息X2 [1’]，再利用估計算法并結(jié)合所述時延△，計算所述子信息X2 [1’]的估計值i2[r]，并將該估計值作為所述信息X1對所述信息X2的干擾；在解碼第2個長度為時延Λ的子信息&[2’]時，將所述估計值|[1]作為干擾刪除；經(jīng)過迭代處理后，獲得刪除了后向干擾的信息yb[k]。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干擾刪除方法，其特征在于，所述信息X1、x2與y[k]之間的表達式為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干擾刪除方法，其特征在于，所述信息yf[k]表示為:

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干擾刪除方法，其特征在于，所述信息yb[k]表示為:

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干擾刪除方法，其特征在于，該方法還包括: 對所述將所述信息yf[k]和yb[k]進行最大比合并實現(xiàn)協(xié)作分集。
【文檔編號】H04L25/08GK103888393SQ201410146019
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】張?zhí)炜? 張穎慧, 葛安盟, 牛勤, 曾志民 申請人:北京郵電大學(xué), 無錫北郵感知技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院有限公司