专利名称：基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体是ー种基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法。
背景技术：
众所周知，无线信道存在各种各样的传播损耗，例如路径损耗、多径效应以及阴影效应等等。通常，在慢衰落信道环境中，如果ー个无线信道的状态不好，那么它接下来的一段时间内信道环境质量也不会太好，即在此期间进行的传输失败的概率很高，即使重复传输相同的信号。由于无线信道具有广播特性，即在一次传输工程中，在信源节点的传输范围内的节点都可以接收到信号，不管它需不需要。当目的节点接受失败时，其他相邻的节点可能正 确接收了。因此，如果此时相邻节点再重发一次信号给目的节点的话，则能起到很好的弥补作用。我们把这称之为协作传输，协作分集技术是由J. N. Laneman等人在2004年提出的。协作传输通常也叫做协同中继，即把相邻节点视作ー个中继节点。有两种常见的协同中继类型，解码转发(DF)和放大转发(AF)，K. J. R. Liu, A. K. Sadek,等人所著书籍《Cooperative Communications and Networking》中对两种类型做了相应的描述。在DF中，中继在转发信号之前，需要先解码。而AF中，中继只需简单的对信号做放大处理，而不需要解码。因此，相对比AF而言，DF的计算复杂度更高。所以本发明采用AF方法。常见的AF方案中，中继总是转发，不管原始传输成功与否，显而易见，这样的频谱效率是很低的。K. G. Seddik 等人在 2006 年的 Wireless Communications and NetworkingConference 上发表的“Outage Analysis ofMulti-node AmpIify-and-Forward Relaynetworks”中提出了 ー种多中继在同一时隙中同时转发，提高了频谱效率，但是不能达到全部的分集增益。J. N. Laneman等人2004年发表在IEEE Trans. Inf. Theory上的“Cooperative aiversitym wireless networks:Efiicient protocols and outagebehavior”中提出了增量中继(Incremental relaying)的概念，即中继只有在初始传输失败的情况下才參与转发，否则不进行转发，经证明该方案不仅能够改善频谱效率，而且能够达到很高的分集増益。前面提到的几种AF方案中，要么只考虑了单中继增量转发的情况，要么只考虑多中继协同转发的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多中继单信源单信宿协作网络的増量中继传输方法，在多个单天线中继节点环境中引入増量中继方案，从而以ー种简单可行的方法改善了常规多中继协作网络中频谱效率低的弊端。本发明具有复杂度低、操作简单的特点，只需在每个中继传输结束时反馈ー个单比特信息即可，同时与常规的策略对比，本方案不仅能达到全分集増益，而且具有更高的频谱效率。
为实现上述的目的，本发明所述的基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，整个传输过程分为两个阶段，包括以下步骤步骤I :在第一个阶段内，信源S对所有中继广播信号序列；步骤2 :所有中继接收到信号序列之后，对其进行放大处理；步骤3 :在第二阶段内，所有中继按一定的顺序转发信号序列。步骤4 :信宿接收到第i个信号后，对前面的i个信号进行最大比合并(MRC)处理，然后进行中断事件判决；步骤5 :将结果反馈给中继和信源，如果所述步骤4的判决结果为发生中断，则下一个中继转发信号，信源保持沉默，然后重复执行所述步骤4和步骤5，直到所有中继都参与了转发或者不发生中断为止；如果所述步骤4的判决结果为不发生中断，则中继停止转发，信源发送新的信号。优选地，本发明中，每个中继转发结束后，信宿都会对所有接收到的信号做一次判决，并将结果反馈给每个中继R和信源S，信源S和中继R根据反馈信息，决定下一时隙的动作。所述判决方式如下
权利要求
1.一种基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，其特征在于所述方法的整个传输过程分为两个阶段 步骤I:在第一个阶段内，信源S对所有中继广播信号序列； 步骤2 :所有中继接收到信号序列之后，对其进行放大处理； 步骤3 :在第二阶段内，所有中继按一定的顺序转发信号序列； 步骤4 :信宿接收到第i个信号后，对前面的i个信号进行最大比合并处理，然后进行中断事件判决； 步骤5 :将结果反馈给中继和信源，如果所述步骤4的判决结果为发生中断，则下一个中继转发信号，信源保持沉默，然后重复执行所述步骤4和步骤5，直到所有中继都参与了转发或者不发生中断为止；如果所述步骤4的判决结果为不发生中断，则中继停止转发，信源发送新的信号。
2.根据权利要求I所述的基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，其特征在于，中继节点对接受到的信号进行放大转发处理，所述处理方式如下 ] 其中ys,i为第i个中继接收到的信号，Xi为经过放大后的发射信号，n为总的中继个数， 为放大系数， 其中Pi为中继i的发射功率，Ps为信源的发射功率，Ntl为噪声方差，hs,i为信源和中继i之间的信道系数。
3.根据权利要求I所述的基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，其特征在于，中继按一定的秩序依次转发，所述一定秩序为预先对中继进行任意编号，不考虑信道的好坏，转发时编号从小到大依次进行。
4.根据权利要求I所述的基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，其特征在于，所述最大比合并处理的过程具体如下 其中y"为接收到来自中继i的信号，n为总的中继个数，y为合并和的信号，a ,为第i条S-R-D链路的权重系数 而 其中Ps为信源的发射功率，N0为噪声方差，hs,i为信源和中继i之间的信道系数，hi,d为信宿和中继i之间的信道系数，^ i为中继i的放大系数，h*表示h的共轭转置，K为该次传输过程中，参与转发的中继个数。
5.根据权利要求I所述的基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，其特征在于，每次接收到中继转发过来的信号之后，信宿对前面接收到的信号进行中断判决，具体判决方式如下
全文摘要
本发明公开一种基于多中继单信源单信宿协作网络的增量中继传输方法，包括步骤1，信源S广播信号序列，所有中继R接收；2，对每个中继编号，中继按依次对信号序列进行放大转发处理；3，信宿D接收到第i个中继转发过来的信号序列后，对前面接收到的i个信号进行最大比合并，然后进行中断事件判决，并用单比特信息表示判决结果；4，D将单比特信息B反馈给信源S和所有中继，如果发生中断，则下一时隙内第i+1个中继转发信号，S保持沉默，然后重复步骤3、4，直到不发生中断或者所有中继都转发了为止；如果不发生中断，下一时隙内中继不再转发，S发送新的信号。本发明不仅能达到全分集增益，还能大大的提高频谱效率。
文档编号H04B7/15GK102710313SQ20121016822
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者刘海, 陈文 申请人:上海交通大学