专利名称：低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案，属于移动通信 领域，适用于采用正交频分复用技术的分布式无线通信系统。
背景技术：
无线协作通信(CC Cooperative Communication)技术利用分布在不同物理位 置的多个移动终端各自的天线构造一个容量更大、可靠性更高的“虚多输入多输出(ΜΙΜΟ Multiple-Input-Multiple-Output)，，系统，克服了单天线移动终端无法获得空间分集增益 的不足，能够实现高误码性能的数据传输，已成为当前最具研究价值和应用潜力的热点技 术之一。在实现远距离无线通信的诸多技术中，协作中继方式已被证实是适用于分布式无 线网络且最具优势的低功耗传输方案之一。但现有的协作中继方案频谱利用率和传输速率 普遍较低，尤其是在多跳网络中，该不足尤为明显。为了提高协作中继技术的频谱利用率， Zhang Wei和Letaief于2008年7月在美国《电气和电子工程师学会无线通信汇刊》(IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS)第7卷第7期发表的文章《用于协作通信 的全速率分布式空时编码》(FulI-Rate Distributed Space-Time Codes forCooperative Communications)结合线性复数域编码技术的优势，提出了能实现全速率传输的协作中继 方案。该方案将源节点和中继节点传输的信息进行线性复数域联合编码，最大限度地利用 了无线网络的频谱资源，但该方案在接收端须对参与预编码的所有符号进行联合检测才能 获得全分集增益。当中继节点数目较大时，预编码矩阵十分复杂，编码和检测复杂度都非常 高，难以得到实际应用。Choi等于2008年4月在美国《电气和电子工程师学会通信快报》 (IEEE COMMUNICATIONS LETTERS)第12卷第4期发表的文章《用于协作通信系统的随机循 环延迟编石马〉〉(Randomized Cyclic Delay Code for CooperativeCommunication Systems) 基于循环延迟分集技术，提出了具有统一接收机结构的分布式协作编码方案，为低检测复 杂度无线协作通信网络的设计提供了一种新思路，但Choi等在该方面的研究工作还远不 够深入，其方案对应的空频编码过程也仅是在中继节点和目的节点之间完成的，系统的传 输速率依然不高。综上，在无线协作通信网络中，误码性能、检测复杂度及传输速率之间的矛盾是到 目前为止依然未能得以圆满解决的难题，值得深入研究和探讨。
发明内容
本发明利用循环延迟分集技术在降低多天线编码检测复杂度方面的优势，结合线 性复数域编码技术的特点，发明了一种具有低检测复杂度且能够实现全速率、高可靠传输 的协作中继方案，较现有仅追求传输速率或误码性能的中继方案更具实用价值。本发明的具体技术方案如下1、低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案，总体模型如下
la)分布式无线系统由一个源节点、多个中继节点及一个目的节点构成，每个节点 装配单根发射天线，以半双工模式进行通信，节点间的信息传输采用正交频分复用(OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)方式完成；lb)协作中继传输在两个时隙内完成，源节点在相邻两个时隙内传输的频域符号 分别为S1A2，经过线性复数域编码后得到的符号分别为，数据长度均为Nf，Nf为OFDM 的载波数；在第一个时隙内，源节点S向所有节点广播信号，在第二个时隙内，源节点S继续 向目的节点D发送新数据，因而能够实现全速率的中继传输；所有中继节点对在第一个时 隙内接收到的信号进行循环延迟后在第二个时隙以放大转发方式发送给目的节点D ；Ic)在第一个时隙的第P个子载波上，第i个中继节点和目的节点的接收信号可分 别描述为
权利要求
1.低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案，总体模型如下 la)分布式无线系统由一个源节点、多个中继节点及一个目的节点构成，每个节点装 配单根发射天线，以半双工模式进行通信，节点间的信息传输采用正交频分复用(OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)方式完成；lb)协作中继传输在两个时隙内完成，源节点在相邻两个时隙内传输的频域符号分别 为Si、S2，经过线性复数域编码后得到的符号分别为Xi、X2，数据长度均为Nf，Nf为OFDM的载 波数；在第一个时隙内，源节点S向所有节点广播信号，在第二个时隙内，源节点S继续向目 的节点D发送新数据，因而能够实现全速率的中继传输；所有中继节点对在第一个时隙内 接收到的信号进行循环延迟后在第二个时隙以放大转发方式发送给目的节点D ；Ic)在第一个时隙的第ρ个子载波上，第i个中继节点和目的节点的接收信号可分别描 述为
2. 一种用于权利要求1所述的多中继循环延迟分集与联合编码方案，该方案对各中继 节点天线上的接收信号进行循环延迟，在频域内对待传输数据进行编码；2a)在采用OFDM技术的无线协作通信系统中，由于第i个中继节点传输的是经过循环 延迟后得到的调制符号，则第ρ个子载波上的等效调制符号变为
3.如权利要求1所述的无线协作中继传输方案，其特征在于首先对源节点的待传输 数据进行合理的线性复数域编码，继而在两个连续的时隙内依次传送，中继节点将接收到 的数据采用循环延迟放大转发方式传送给目的节点，这样不仅能够获得分布式无线系统的 全分集增益、增强协作中继传输过程中的抗信道衰落能力，同时能明显降低检测复杂度、简 化编码结构。
全文摘要
本发明公开了一种低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案，适用于采用正交频分复用(OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing)技术的分布式无线通信系统。该方案首先在频域内对源节点的待传输数据进行合理的线性复数域编码，以获得分布式无线系统的全分集增益，增强信号在协作中继传输过程中的抗信道衰落能力。编码后的数据分为两部分，经正交频分复用调制后在相邻的两个时隙内由源节点依次发送。中继节点在第一个时隙接收来自源节点的第一部分数据，并在第二个时隙采用循环延迟放大转发方式向目的节点传输该部分数据。接收端通过对两个时隙内接收信号的综合处理，仅需对两个符号进行联合检测即可完成解码。本发明提出的中继传输方案编码结构简单，适用于任意中继天线数的场景，能在获得全分集增益性能的同时，明显降低检测复杂度，较现有仅追求传输速率或误码性能的中继方案更具实用价值。
文档编号H04L27/26GK102098263SQ201110023040
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者张红伟, 李晓辉, 谷兴杰 申请人:安徽大学