本發(fā)明屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，涉及空間調(diào)制(spatialmodulation,sm)技術(shù)，中繼技術(shù)(relayingtechnology)，正交振幅(quadratureamplitudemodulation，qam)調(diào)制技術(shù)，及其相關(guān)的mimo(multipleinputmultipleoutput)技術(shù)。

背景技術(shù)：

mimo調(diào)制技術(shù)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，它在發(fā)射端和/或接收端配置更多的天線單元，并結(jié)合先進(jìn)的空時(shí)編碼調(diào)制方案，通過(guò)對(duì)空間自由度的充分利用，可以帶來(lái)額外的分集，復(fù)用和波束成型增益。

近來(lái)，sm技術(shù)作為一種新的mimo調(diào)制方案被提出來(lái)作為一種新的調(diào)制技術(shù)。該技術(shù)的基本原理是通過(guò)激活不同的天線，將天線索引值調(diào)制用于傳輸信息比特。這種傳輸方案的本質(zhì)是利用mimo系統(tǒng)中不同信道的獨(dú)立性。因?yàn)槊看沃挥幸桓炀€被激活，進(jìn)而在發(fā)射端只需要一個(gè)射頻單元且此過(guò)程能傳輸部分比特，所以這種方案提高了傳輸速率，并降低了mimo系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度。

然而，當(dāng)接收天線數(shù)目很少，甚至只有一根的時(shí)候，會(huì)因?yàn)槿鄙倏臻g自由度，而導(dǎo)致性能顯著下降。一種將中繼技術(shù)和空間調(diào)制技術(shù)相結(jié)合的空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼(spatialmodulationwithmultipledecodeandforwardrelays，sm-df-relay)系統(tǒng)，很好的解決了這一問(wèn)題，這使得這一系統(tǒng)更好的適用于無(wú)線通信的下行鏈路。

然而，它也存在一些缺陷，sm-df中繼系統(tǒng)的通信過(guò)程要求多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)同時(shí)參與，要提高接收端的ber性能，就要增加中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，這就必然造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，加重中繼節(jié)點(diǎn)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，也會(huì)使接收端的檢測(cè)復(fù)雜度隨著中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目線性增長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是針對(duì)多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)造成的資源浪費(fèi)，提供一種中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種基于中繼節(jié)點(diǎn)正確解調(diào)概率的空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.在sm-df-relay的系統(tǒng)模型中，表示源節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的信道矩陣，計(jì)算每一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)接收到的源節(jié)點(diǎn)信號(hào)星座圖中的點(diǎn)的最小歐氏距離d，即得到源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)i到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的復(fù)合信道：

其中nt為源節(jié)點(diǎn)發(fā)射天線數(shù)目；

b.從所有備選的中繼節(jié)點(diǎn)子集中選取使dmin(h)最大的中繼節(jié)點(diǎn)子集，即

其中，seti表示所有備選的中繼節(jié)點(diǎn)子集組成的集合。

本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明提供了一種基于中繼節(jié)點(diǎn)正確解調(diào)概率的空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法，該技術(shù)通過(guò)從若干個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)中選取一個(gè)子集，作為解碼轉(zhuǎn)發(fā)信息的中繼節(jié)點(diǎn)，能夠使選擇出正確解調(diào)源節(jié)點(diǎn)信息概率最大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，在使系統(tǒng)在引入較小的反饋量和增加很小的復(fù)雜度的情況下，使系統(tǒng)的ber性能得到顯著的提高。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)sm系統(tǒng)框圖。

圖2是空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)框圖。

圖3是本發(fā)明提出的空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)中繼節(jié)點(diǎn)選擇系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里講被忽略。

為更好地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，先介紹本發(fā)明技術(shù)方案所用到的術(shù)語(yǔ)和空間調(diào)制系統(tǒng)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)。

空間調(diào)制：如圖1，b是需要傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)據(jù)，可以被視為一個(gè)l×t的矩陣，其中l(wèi)＝log2(m)+log2(mary)是一個(gè)sm調(diào)制符號(hào)所攜帶的比特?cái)?shù)量，mary是正交幅度調(diào)制(quadratureamplitudemodulation,qam)階數(shù)?？梢钥闯觯粋€(gè)sm調(diào)制符號(hào)所能攜帶的比特?cái)?shù)量由qam調(diào)制階數(shù)和發(fā)射天線數(shù)量共同決定。sm調(diào)制準(zhǔn)則是根據(jù)sm轉(zhuǎn)化表將b轉(zhuǎn)化成為一個(gè)m×t的矩陣x。在x中，一列代表一個(gè)時(shí)刻發(fā)送的數(shù)據(jù)，任意一列只有一個(gè)非零數(shù)據(jù)，意味著任意時(shí)刻只有一根天線發(fā)送數(shù)據(jù)。

如圖2，空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)模型包含一個(gè)信息源節(jié)點(diǎn)，該源節(jié)點(diǎn)配備nt根發(fā)射天線，l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)配備一根發(fā)射天線，和一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

該系統(tǒng)的一個(gè)協(xié)作通信過(guò)程包含兩個(gè)時(shí)隙：

(1)第一個(gè)時(shí)隙(廣播階段)：信息源節(jié)點(diǎn)將log2(mnt)個(gè)比特信息經(jīng)過(guò)sm調(diào)制，廣播發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，其中，m為qam/psk符號(hào)的調(diào)制階數(shù)，在第l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)處的接收信號(hào)可以表示為如下形式：

其中，為第l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)處的高斯白噪聲，被激活的發(fā)射天線與第l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道信息。類似地，在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處的接收信號(hào)表示為：

ys,d＝hsd,jx+ns,d，j∈{1,...,nt}

其中，ns,d為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處的高斯白噪聲，hsd,j被激活的發(fā)射天線與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的信道信息，中繼節(jié)點(diǎn)解調(diào)收到的信號(hào)，并對(duì)解調(diào)結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)；

(2)第二個(gè)時(shí)隙(解碼轉(zhuǎn)發(fā)階段)：正確解調(diào)出接收信號(hào)的中繼節(jié)點(diǎn)，將接收信號(hào)到的轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。這里假設(shè)了一個(gè)理想情況，即中繼節(jié)點(diǎn)處的接收機(jī)能夠通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)(cyclicredundancycheck，crc)準(zhǔn)確的確定自己檢測(cè)出的信號(hào)是否正確。在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處接收到的第l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)可以表示為：

其中，gl表示第l個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處信道信息，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處的高斯白噪聲。

最后，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)通過(guò)兩個(gè)時(shí)隙接收到的信號(hào)，聯(lián)合檢測(cè)出發(fā)射天線索引和發(fā)送符號(hào)，最優(yōu)的最大似然(maximumlikelihood，ml)檢測(cè)器表示為如下形式：

其中，c是正確解調(diào)的中繼節(jié)點(diǎn)集合，x為qam/psk符號(hào)集合。

圖三展示了空間調(diào)制解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇模型。本發(fā)明的具體實(shí)施方案如圖3所示的系統(tǒng)圖。

發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)大致分為如下幾步：

步驟1：確定要選擇的系統(tǒng)的參數(shù)，即確定源節(jié)點(diǎn)發(fā)射天線個(gè)數(shù)ntx，調(diào)制的階數(shù)m，待選中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，激活的中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等參數(shù)；

步驟2：各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)依據(jù)信道信息，采用發(fā)明內(nèi)容中的方法計(jì)算出每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的正確解調(diào)出源節(jié)點(diǎn)信息的概率衡量值，通過(guò)回程鏈路通信互相通知(這里假設(shè)回程鏈路數(shù)據(jù)的傳輸是完全可靠的)，激活該值最大的若干個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼；

步驟3：源節(jié)點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算出一幀的比特?cái)?shù)量，將此幀數(shù)據(jù)分成兩組，一組為天線索引比特，用于選擇被激活的發(fā)射天線，一組為調(diào)制比特，用于進(jìn)行qam調(diào)制。再對(duì)得到的發(fā)送向量進(jìn)行sm調(diào)制，并對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播；

步驟4：被激活的中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息進(jìn)行解調(diào)，并驗(yàn)證是否正確，若正確，則轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，否則，保持靜默；

步驟5：目標(biāo)節(jié)點(diǎn)根據(jù)兩個(gè)階段接收到的信號(hào)，聯(lián)合解調(diào)出源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息。