专利名称：协作通信的接收方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种协作通信的接收方法、装置和系统。
背景技术：
协作通信，其思想最初来源于中继通信，就是用户与其他中继节点之间通过协作来进行信息传输，保障用户和目的节点之间的通信。基于中继的下一代网络架构已经成为目前的研究热点，它通过协作传输技术，不仅可以支持源节点与目的节点之间的直接通信， 而且通过引入一个或多个中继节点，使得源节点发出的信息还能由各中继节点经过一定方式的处理后再转发至目的节点。这种多跳传输方式绕开阻碍电波传输的建筑物等障碍物， 在一定程度上克服了大尺度衰落的影响，减少了收发终端间的路径损耗，降低了设备的发射功率，从而抑制系统干扰并提高信号的信噪比。此外，由于目的节点可根据不同的合并方式对来自不同发射节点的信号进行接收处理，协作传输还可以显著地抵抗信道上小尺度衰落的影响，在一定程度上改善信号的传输环境，获得不同的分集增益。网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，其思想是在网络中的各个节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点。如果利用了网络编码，在网络的中间节点不再是简单的存储转发，而是将接收信息进行编码并非发送出去，从而提高网络的容量和鲁棒性。网络编码与协作通信有机结合，可以进一步提升系统性能。但是现有的网络编码与协作通信结合的技术方案中，接收端利用对接收到的信号进行解码得到的估计值来进行网络译码，这样如果接收端的估计值发生大于一个的错误， 将无法通过网络译码正确输出接收到的各路信息。现有技术方案中未能充分利用网络编码获得分集增益，系统性能不高。
发明内容
本发明实施例提供一种协作通信的接收方法、装置及系统，以充分利用网络编码获得分集增益，提升系统性能。本发明实施例提供一种协作通信的接收方法，包括对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为中继节点对所述第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。本发明实施例提供一种协作通信的接收方法，包括
对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为所述中继节点对本端发射的信号和对端发射的信号进行网络编码之后的信号；基于网络编码的异或特性，对所述第三对数似然比和本端的第一对数似然比进行联合处理，得到对端的先验对数似然比；所述第一对数似然比根据本端发射的信号预先获得；利用所述对端的先验对数似然比对接收到的中继节点发射的信号进行译码，得到对端发射的信号。本发明实施例提供一种协作通信的接收装置，包括第一解调模块，用于对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；第二解调模块，用于对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；第三解调模块，用于对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为中继节点对所述第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；处理模块，用于基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；译码模块，用于利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。本发明实施例提供一种源端装置，包括似然比解调模块，用于对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为所述中继节点对所述源端装置发射的信号和所述源端装置对端发射的信号进行网络编码之后的信号；似然比获得模块，用于基于网络编码的异或特性，对所述第三对数似然比和所述源端装置的第一对数似然比进行联合处理，得到所述源端装置对端的先验对数似然比；所述第一对数似然比根据所述源端装置发射的信号预先获得；译码处理模块，用于利用所述源端装置对端的先验对数似然比对接收到的中继节点发射的信号进行译码，得到所述源端装置对端发射的信号。本发明实施例提供一种协作通信系统，包括第一源端、第二源端、中继节点和接收装置，所述第一源端，用于发射信号给所述中继节点和所述接收装置；所述第二源端，用于发射信号给所述中继节点和所述接收装置；所述中继节点，用于将接收到的所述第一源端和所述第二源端发射的信号进行解调，将解调后的两路信号进行网络编码，将网络编码后的信号进行编码调制后发送给所述接收装置；所述接收装置用于，对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。本发明实施例通过以上技术方案，针对中继节点采用网络编码的协作通信系统， 基于网络编码的异或特性，得到源端的后验对数似然比或者对端的先验对数似然比，利用源端的后验对数似然比或者对端的先验对数似然比对接收到的数据进行译码，充分利用了网络编码的特性，获得了更多的分集增益，较大地提升了系统的性能。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1本发明实施例提供的一-种协作通信系统的结构示意图2本发明实施例提供的一-种协作通信系统的接结构示意图3本发明实施例提供的一-种协作通信的接收方法流程图4本发明实施例提供的一-种协作通信的接收方法流程图5本发明实施例提供的一-种协作通信的接收方法流程图6本发明实施例提供的一-种协作通信的接收方法流程图7本发明实施例提供的一-种协作通信的接收装置结构图8本发明实施例提供的一4中协作通信的接收装置的处理模块结构图
图9本发明实施例提供的一4中协作通信的接收装置的处理模块结构图
图10本发明实施例提供的-一种源端装置的结构图11本发明实施例提供的-一种协作通信系统的结构图12本发明实施例提供的-一种协作通信系统的性能仿真图13本发明实施例提供的-一种协作通信系统的性能仿真图14本发明实施例提供的-一种协作通信系统的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为使本领域一般技术人员更好的理解本发明实施例所提供的技术方案，本发明实施例对一些相关技术作一些介绍。如图1所示，本发明实施例提供一种协作通信系统的结构示意图。不失一般性，考虑两个终端MS1，MS2，一个中继节点R，及一个基站BS，中继节点R协助终端与基站进行通信。传输过程分为两个阶段，第一阶段终端MS1，MS2分别广播消息Hi1, m2给中继节点R及基站BS。第二阶段中继节点R收到MS1，MS2的发送信号后进行解调解码，并将解码后的两路信号采用网络编码(即％=% ^)进行转发给基站。如图2所示，经过上述两个阶段的传输后，基站共收到三路接收信息，来自MSl的接收信息yml，来自MS2的ym2，来自中继节点R的ym3。BS对接收端三路信号分别进行解码得到三路的估计御场#，然后进行网络译码，如果其中2路估计值正确，另一路估计值错误，则可以通过网络解码可正确解出另一路信息。例如，如果御，竭正确，碼错误，则可以通过网络译码成=御 螞得到MS2的发送信息的估计。但是，如果上述三路译码都解码错误，则无法通过网络译码正确输出任一路信息； 如果上述三路译码有两路解码错误，一路正确，则也无法通过网络译码正确输出这两路信息。这样，上述方案中未能充分利用网络编码获得分集增益，系统性能不高。如图3所示，本发明实施例提供一种协作通信的接收方法，包括S101，对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；S102，对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；S103，对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；上述中继节点的信号为中继节点对第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；S104，基于网络编码的异或特性，对第一对数似然比、第二对数似然比和第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；S105，利用上述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。需要说明的是，对接收到的第二源端发射的信号进行译码的过程和上述过程类似，在此不再赘述。本发明实施例通过以上技术方案，针对中继节点采用网络编码的协作通信系统， 基于网络编码的异或特性，得到源端的后验对数似然比，利用源端的后验对数似然比对接收到的源端数据进行译码，充分利用了网络编码的特性，获得了更多的分集增益，较大地提升了系统的性能。如图4所示，本发明一个实施例提供一种协作通信的接收方法，包括S110，对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；S120，对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；S130，对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；上述中继节点的信号为中继节点对第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；S140，基于网络编码的异或特性，对第二对数似然比和第三对数似然比进行联合处理，得到第一源端的先验对数似然比；S150,将第一源端的先验对数似然比和第一对数似然比进行合并，得到第一源端的后验对数似然比；S160，利用上述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。需要说明的是，对第二源端发射的信号进行译码的过程和上述对第一源端的发射信号进行译码的过程是类似的。如图4中的虚线框所示，在一个实施例中，上述方法还可以包括S170，基于网络编码的异或特性，对第一对数似然比和第三对数似然比进行联合处理，得到第二源端的先验对数似然比；S180,将第二源端的先验对数似然比和第二对数似然比进行合并，得到第二源端的后验对数似然比；S190，利用上述第二源端的后验对数似然比对接收到的第二源端发射的信号进行译码。在一个实施例中，可以将本实施例提供的上述技术方案称之为联合网络编码信道解码方案。具体的，根据前面实施例提到的方法，本实施进行具体描述如下在本实施例中，假设第一对数似然比为^Ami，第二对数似然比为^Wm2，第三对数似然比为U凡广令PrchOiIi = 0)表示HIi (i = 1,2,3)为0的概率，PrehOni = 1)表示Hii (i = 1，2，3)为 1 的概率，显然有 PrchOni = 1) = I-Prch(Hii = 0)。其中，Hi1和m2为第一阶段第一源端和第二源端分别广播给中继节点R及基站BS 的消息，即，第一源端发射的信号和第二源端发射的信号。Hi3第二阶段中继节点R收到第一源端和第二源端的发送信号后进行解调解码，并将解码后的两路信号采用网络编码(即
转发给基站的消息。即中继节点发射的信号。具体描述如下对接收到的数据进行解调，可以得到各个对数似然比iziIi，这时根据对数似然比的定义有=log
LLR =Iog
mi
f Pr (m =0)、
ch v i_
Pr (m =1)
(1)
f Prcft^i =0)、
0 = 1,2,3)
I-Pr (m =0)
\ch V i,,对(1)式两边取e的对数，经过计算可以得到Prcft(τη, = 0) = ^^ Q = 1,2,3)(2)
1 + e m'很好理解的是，PrchOni= 1) = I-Prch(m, = 0)。
由于Hl3是对Hl1和Hl2进行网络编码之后的消息，所以根据Hlp Hl2和Hl3之间的异或
特性，可以得到
PO1 = 0) = PrcAK = 0)PrcAK = 01 泔3 = 0)
+ PrcA (m3 = 1) PrcA K=0| i3= 1) =Prc/>3 == 0)Prc/;K =O^1 = O)
PrchOn1 = 0)Prch(m3 = O^1 = O) + Vxch{m, = l)PrcAK = O^1=I)
+Prc>3 =\)Vrch{m,=0)Vrch{m, =\\m, = 0)⑶
PrcA (m, = 0) Prch K=1I^i = 0) + pU (m, = 1) PrcA K=1I^i= 1) == 0)Prc/>2 = 0)PrcAK = 0)
权利要求
1.一种协作通信的接收方法，其特征在于，包括对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比； 对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比； 对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为中继节点对所述第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。
2.如权利要求1所述的权利要求，其特征在于，所述基于网络编码的异或特性，对第一对数似然比、第二对数似然比和第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比，包括基于网络编码的异或特性，对所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行联合处理，得到第一源端的先验对数似然比；将所述第一源端的先验对数似然比和所述第一对数似然比进行合并，得到第一源端的后验对数似然比。
3.如权利要求1所述的权利妖气，其特征在于，所述基于网络编码的异或特性，对第一对数似然比、第二对数似然比和第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比，包括基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比和所述第三对数似然比进行联合处理，得到第二源端的先验对数似然比；将第二源端的先验对数似然比和所述第二对数似然比进行合并，得到第二源端的后验对数似然比；基于网络编码的异或特性，将所述第二源端的后验对数似然比和所示第三对数似然比进行联合处理，得到第一源端的先验对数似然比；将所述第一源端的先验对数似然比和所述第一对数似然比进行合并，得到第一源端的后验对数似然比。
4.一种协作通信的接收方法，其特征在于，包括对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为所述中继节点对本端发射的信号和对端发射的信号进行网络编码之后的信号；基于网络编码的异或特性，对所述第三对数似然比和本端的第一对数似然比进行联合处理，得到对端的先验对数似然比；所述第一对数似然比根据本端发射的信号预先获得；利用所述对端的先验对数似然比对接收到的中继节点发射的信号进行译码，得到对端发射的信号。
5.如权利要求4所述的协作通信的接收方法，其特征在于，所述第一对数似然比为 β, ifm, =1LLRml = 7 1 ，其中Uff为第一对数似然比，Hi1为本端发射的信号，β为正实 -β, ifLLR ^
6. 一种协作通信的接收装置，其特征在于，包括:第一解调模块，用于对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；第二解调模块，用于对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；第三解调模块，用于对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比； 所述中继节点发射的信号为中继节点对所述第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；处理模块，用于基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；译码模块，用于利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。
7.如权利要求6所述的协作通信的接收装置，其特征在于，所述处理模块包括第一处理单元，用于基于网络编码的异或特性，对所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行联合处理，得到第一源端的先验对数似然比；第二处理单元，用于将所述第一源端的先验对数似然比和所述第一对数似然比进行合并，得到第一源端的后验对数似然比。
8.如权利要求6所述的协作通信的接收装置，其特征在于，所述处理模块包括第三处理单元，用于基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比和所述第三对数似然比进行联合处理，得到第二源端的先验对数似然比；第四处理单元，用于将第二源端的先验对数似然比和所述第二对数似然比进行合并， 得到第二源端的后验对数似然比；第五处理单元，用于基于网络编码的异或特性，将所述第二源端的后验对数似然比和所示第三对数似然比进行联合处理，得到第一源端的先验对数似然比第六处理单元，用于将所述第一源端的先验对数似然比和所述第一对数似然比进行合并，得到第一源端的后验对数似然比。
9.一种源端装置，其特征在于，包括似然比解调模块，用于对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；所述中继节点发射的信号为所述中继节点对所述源端装置发射的信号和所述源端装置对端发射的信号进行网络编码之后的信号；似然比获得模块，用于基于网络编码的异或特性，对所述第三对数似然比和所述源端装置的第一对数似然比进行联合处理，得到所述源端装置对端的先验对数似然比；所述第一对数似然比根据所述源端装置发射的信号预先获得；译码处理模块，用于利用所述源端装置对端的先验对数似然比对接收到的中继节点发射的信号进行译码，得到所述源端装置对端发射的信号。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一对数似然比为 β, ifm, =1LLRml = J 1 ，其中为第一对数似然比，Hi1为所述源端装置发射的信号， [-/ , if Ttrl=O LLRmiβ为正实数。
11.一种协作通信系统，包括第一源端、第二源端、中继节点和接收装置，其特征在于所述第一源端，用于发射信号给所述中继节点和所述接收装置； 所述第二源端，用于发射信号给所述中继节点和所述接收装置； 所述中继节点，用于将接收到的所述第一源端和所述第二源端发射的信号进行解调， 将解调后的两路信号进行网络编码，将网络编码后的信号进行编码调制后发送给所述接收装置；所述接收装置用于，对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比； 对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；基于网络编码的异或特性，对所述第一对数似然比、所述第二对数似然比和所述第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；利用所述第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。
全文摘要
本发明实施例公开了一种协作通信的接收方法，包括对接收到的第一源端发射的信号进行解调，得到第一对数似然比；对接收到的第二源端发射的信号进行解调，得到第二对数似然比；对接收到的中继节点发射的信号进行解调，得到第三对数似然比；中继节点发射的信号为对第一源端发射的信号和第二源端发射的信号进行网络编码之后的信号；基于网络编码的异或特性，对第一对数似然比、第二对数似然比和第三对数似然比进行处理，得到第一源端的后验对数似然比；利用第一源端的后验对数似然比对接收到的第一源端发射的信号进行译码。本发明实施例还公开了一种协作通信的接收装置和系统，通过以上技术方案，充分利用了网络编码获得分集增益，提升了系统性能。
文档编号H04L1/00GK102377515SQ20101026481
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者余荣道, 刘晟 申请人:华为技术有限公司