Y信道中的空时码传输方法及译码方法_2

文档序号:8925040阅读:来源:国知局
2K,Z2=H2kC+N2k',恥 是中继节点到用户2的信道矩阵,馬!郝N2K'是噪声矩阵,H2e、N2i郝N2K'的阶数均为2X2 ;
[0040] E2,用户2根据E1中Y2的表达式,再结合Alamouti码字对应的等效信道矩阵的 正交特性,译码A中的两个元素,即译码A的第一列的元素,用a/和32"表示译码得到的 符号;
[0041] E3,用户2 W C作为发送信号,W H2K作为信道矩阵,W Z 2作为接收信号,译码C中 的两个元素,即译码C的第一列的元素,用Cl"和C2"表示译码得到的符号;
[0042]E4,用户2用a/减s\2并且用32"减得到用户1期望发送给用户2的信号, 分别是a/' -s\2和32" -s2i2;
[0043]E5,用户2用Cl"减SI32并且用C2"减s232,得到用户3期望发送给用户2的信号, 分别是Cl" -SI32和C2" -s232。
[0044] 进一步,所述步骤F具体包括:
[0045] F1,假定在步骤C3和步骤C4中信道矩阵保持不变,用户3分别用Ys和Z3表示步骤 C3和步骤C4的接收信号,Ys和Z3的表达形式为Y3=H3kUiA+H3化B+Nsk,Zs=H3kC+N3k',恥 是中继节点到用户3的信道矩阵,Nsi郝Nsk'是噪声矩阵,H3k、N3i郝Nsk'的阶数均为2X2 ;
[0046] F2,用户3根据F1中Ys的表达式,再结合Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正 交特性,译码B中的两个元素,即译码B的第一列的元素,用4和4表示译码得到的符号;
[0047]F3,用户3 W C作为发送信号,W Hsc作为信道矩阵,W Z3作为接收信号,译码C中 的两个元素,即译码C的第一列的元素,用A和马表示译码得到的符号;
[0048]F4,用户3用4减s\3并且用4减的3,得到用户1期望发送给用户3的信号,分别 是4 -yi。和 4 -s]。;
[0049] FS,用户3用cV咸SI23并且用4减s223,得到用户2期望发送给用户3的信号,分别 是句-si;;和台2- 。
[0化0] 与现有方案相比,本发明的S个用户采用Alamouti编码,中继节点对接收信号 进行线性运算后减少了相互干扰的码字,不需要对接收信号进行波束赋形就能译码,并且Alamouti码字对应的信道矩阵具有正交特性,从而其译码复杂度与调制阶数的平方成正 比。
【附图说明】
[0化1]图1是本发明实施例的系统模型;
[0化2] 图2是本发明的流程图;
[0化引图3是本发明中M阶段的流程图;
[0054] 图4是本发明中BC阶段的流程图。
【具体实施方式】
[0055] 下面给出本发明的一种实施例,对本发明做进一步详细的说明。
[0056] 系统模型如图1所示,包括3个用户和1个中继节点,都配置两根天线。在中继的 帮助下,用户i期望将码字Sj,发送给用户j,同时接收来自用户j的码字SU,i= 1,2, 3,j =1,2, 3,i声j。假定用户间不存在无线链路,所有码字的传输都要经过中继节点。Sj,和 Sy的表达形式如下
[0057]
[005引其中,3'^"和Sk。.是调制符号,k= 1,2。S^和SU都具有Alamouti码字的结构。
[0059] 信号的传输分为两个阶段,M阶段和BC阶段。M阶段,信号的传输分为两个步 骤。步骤一,立个用户分别发送V21S21+V31S31、V12S12+V32S32和VnSi3+V23S23到中继节点,V。是 预编码矩阵,i= 1,2, 3,j= 1,2, 3,i声j。中继节点的接收信号为
[0060] Rj-HR1(V21S21+V31S31)+Hr2(V12S12+V32S32)+Hr3 (V13S13+V23S23)+Nri(1)
[0061] 其中,Ri和Ne汾别是接收信号和噪声。Hm是用户i到中继节点的信道,i=l,2,3。 我们称用户i和用户j相互发送给对方的码字Sj,和SU为一对码字。中继节点无需译码每 个用户发送的码字,只需译码每对码字,即译码Sj,+Su,该就需要Sj,和S。对齐,要求V。满 足
[0062] HmV21=He2Vi2
[006引HmVw=He3V。 似
[0064] He2V32=He3V23
[0065] 满足上式的Vij有无数种取值,简单起见,令V12=V13=V23=I2,其中,I2是2X2 的单位矩阵,则V21=HKrlHie,Vsi=HErUs,V32=Hk2可K3。此时,式(1)可W等价表示为
[0066] Ri=HE2(S21+S12) +Hg3 (S31+S13) +He3 (S32+S23)+Ngi做
[0067] M阶段的步骤二立个用户同时发送V2iS2i+V3iS3i、Vi2Si2-V32S32和VnSi3-V23S23到中 继节点。假定步骤二中的信道特性与步骤一中的信道特性保持不变,则中继节点的接收信 号为
[0068] 尺2=HR2(S21+S12) +H肪(S31+S13) +Hr3 (-S32-S23) +Nr2(4)
[0069] 其中,R2和Nk2分别是接收信号和噪声。
[0070] 中继节点对Ri和R2进行如下线性运算,
[0071]R1+R2=甜E2(S21+S。)巧H肪(Ssi+S。) +Nei+Ne2 妨
[0072]而-尺2= 2Hk3(S32巧23) +Nki-Nk2 做
[007引由式巧-6)可看出,对接收信号进行线性运算后,消除了相互干扰的码字的数量。 [0074] 5"和S。都具有Alamouti码字的结构,i= 1,2, 3,j= 1,2,3,i声j,从而中继节 点可W基于式(6)译码S32+S23中的两个元素,即WR1-R2作为接收信号,W2Hc3作为信道矩 阵,WS32+S23作为发送的码字,译码S32+S23中的两个元素,即译码S32+S23的第一列的元素, 其译码复杂度与调制阶数的平方成正比。此处用Cl和C2表示译码得到的符号。
[0075] 式巧)与文献"Combininginterferencealignmentandalamouticodesforthe 3-usermimointe计erencechannel"中的式(5)类似,可采用与该文献相同的方法译码。 在此简单介绍该文献的译码方法。分别用yu和nU表示R1+R2和Nki+Nk2的元素,i=1,2, j=1,2,令
,处理y。,i=1,2,j=1,2,得到下式
[0076]
[0077] 其中,(')H表示共辆转置,表示共辆,g。是G日的元素,

。式(7)的推导过程 请参考文献"Combininginterferencealignmentandalamouticodesforthe3-user mimointe;rferencechannel"。中继节点可基于式(7)分别译码S21+S12的两个元素,即译 码s\2+sl21和s2i2+s22i,分别用曰1和a康示译码得到的符号,其译码复杂度与调制阶数的平 方成正比。同理,可采用类似的方法译码S31+S13的两个元素,即译码Sl3l+s\3和S231 + &3,分 别用bi和b2表示译码得到的符号,其译码复杂度也与调制阶数的平方成正比。
[007引在BC阶段,中继节点对M阶段译码得到的符号进行Alamouti编码,得到
[00間在BC阶段,码字的传输也分为两个步骤。步骤一,中继节点发送U1A+U2B,Ui和U2是归一化的预编码矩阵,Ui声U2。3个用户的接收信号分别为
[0083] Yi= HieUiA+Hie&B+Nie 巧)
[0084] Y2= H2EU1A+H2EU2B+N2E (9)
[00 化]Ys= HskUiA+Hsk&B+Nsk (10)
[0086] 恥和Nik分别表示是中继节点到用户1的信道矩阵和噪声矩阵,H2E和N2汾别是 中继节点到用户2的信道矩阵和噪声矩阵,Hsc和Nsc分别是中继节点到用户3的信道矩阵 和噪声矩阵。
[0087]BC阶段的步骤二,中继节点发送C。假定信道矩阵的特性与步骤一相同,分别用Z2和Z3表示用户2和用户3的接收信号,
[008引 Z2=H2kC+N2k' (11)
[0089] Z3=H3kC+N3e' (。)
[0090] 其中,恥和N2e'分别是中继节点到用户2的信道矩阵和噪声矩阵,Hse和Nse'分 别是中继节点到用户3的信道矩阵和噪声矩阵。
[0091] A和B都具有Alamouti码字的结构,用户1根据Yi的表达式,再结合Alamouti码 字对应的等效信道矩阵的正交特性,可W译码A中的两个元素,即译码A的第一列的元素, 用a/和32'表示译码得到的符号。同理,用户1也能译码出B中的两个元素,即译码B的 第一列的元素,用bi'和b2'表示译码得到的符号。用户1用a/减sisi并且用32'减s22i, 得到用户2期望发送给用户1的信号,分别是a/ -SI21和32' -s22i;用户1用bi'减SI31 并且用b2'减sSji,得到用户3期望发送给用户1的信号,分别是bi' -slji和b2' -sSji。
[0092] 用户2根据Y2的表达式,再结合Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性, 可W译码A中的两个元素,即译码A的第一列的元素,用a/'和32"表示译码得到的符号。 基于式(11),用户2可W译码出C中的两个元素,即译码C的第一列的元素,分别用Cl"
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