专利名称：基于ar4ja码的卫星移动通信系统协作通信方法
技术领域：
本发明涉及基于AR4JA 码(accumulate-repeat-4-jagged-accumulate code)的卫星移动通信系统协作通信方法，属于协作通信技术领域。
背景技术：
随着无线移动通信系统的发展，对全球每个地方实现无缝覆盖的需求越来越多明显。在这种情况下，卫星移动通信系统作为地面蜂窝系统的补充，也已经得到越来越多学者的重视，并且毫无疑问的将被納入到未来天地一体化通信系统中。但是由于地形多变、地面建筑遮蔽等原因，地面用户与卫星间通信链路可能呈现深度衰落状态，如瑞利衰落。在这种情况下，如果能够选择与卫星间信道状况较好的协作伙伴进行协作通信，则可以有效的平衡两条链路的信道衰落程度。这也正是协作通信系统越来越受到重视的原因。
目前经典的两种协作协议是放大转发协议和译码转发协议。其中，放大转发协议即在中继节点没有对接收到的信息进行解调和译码，而是直接将接收到的信息进行放大。虽然它实现简单，不需要对中继节点的硬件进行任何改变，但是这种方式在放大有用信息的同时不可避免的放大了噪声。而译码转发协议中的协作中继首先对接收信号进行解调和译码，并且在重新编码和调制后传输它。在这种方式下，协作中继可以避免源节点到中继节点的噪声以及功率预放大产生的噪声。但是，如果在协作中继译码时发生错误，错误将会传播到目的节点。为了避免这ー问题，将译码转发协议与信道纠错编码结合可以派生出编码协作模式。这种协作模式不仅可以为整个系统提供空间分集増益，还可以为系统提供编码增益。而目前最受关注的信道纠错编码就是LDPC码(Low Density Parity Check code)。自从LDPC码被重新发现后，因为其逼近山农极限的优秀性能和简洁的迭代译码方式得到的重视。近年来，也有许多学者针对基于LDPC码的协作通信系统进行了多方面的研究，但是所使用的LDPC码多为随机编码或非规则LDPC码，编码过程任意性很大或者十分复杂，难以在实际通信系统中实现。
发明内容
本发明目的是为了解决现有协作通信系统所使用的LDPC码多为随机编码或非规则LDPC码，编码过程任意性很大或者十分复杂，难以在实际通信系统中实现的问题，提供了一种基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法。本发明所述基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，该方法包括以下步骤步骤一、构造协作通信信道模型，所述协作通信信道模型包括源节点SI、协作源节点S2和目的节点D，设源节点SI的信息X1和协作源节点S2的信息X2的长度均为1024bit，对X1进行编码，生成长度为2560bit的源节点AR4JA码yi，将yi分成N11和N12两部分，N11长度为2048bit, N12长度为512bit，Y1 表不为Y1 (2560bits) = [N11 (2048bits) N12 (512bits)],
对X2进行编码，生成长度为2560bit的协作源节点AR4JA码y2，将y2分成N21和N22两部分，N21长度为2048bit, N22长度为512bit，y2 表不为y2 (2560bits) = [N21 (2048bits) N22 (512bits)],步骤ニ、源节点SI、协作源节点S2和目的节点D之间按以下四个时隙发送信息第一时隙源节点SI向协作源节点S2和目的节点D传输N11 ；第二时隙协作源节点S2向源节点SI和目的节点D传输N21 ；第三时隙协作源节点S2对接收到的信息进行译码，如果译码成功，则对译码后的信息进行再编码，生成AR4JA码，井向目的节点D传输n12。否则，向目的节点D传输N11'，v =N11X βΕ；其中ら为放大系数，
权利要求
1.基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，其特征在干，该方法包括以下步骤 步骤一、构造协作通信信道模型，所述协作通信信道模型包括源节点SI、协作源节点S2和目的节点D，设源节点SI的信息X1和协作源节点S2的信息X2的长度均为1024bit，对X1进行编码，生成长度为2560bit的源节点AR4JA码yi，将yi分成N11和N12两部分，N11 长度为 2048bit, N12 长度为 512bit，yi 表示为yi(2560bits) = [N11 (2048bits) N12 (512bits)], 对X2进行编码，生成长度为2560bit的协作源节点AR4JA码y2，将y2分成N21和N22两部分，N21长度为2048bit, N22长度为512bit，y2 表示为y2(2560bits) = [N21 (2048bits) N22 (512bits)], 步骤ニ、源节点SI、协作源节点S2和目的节点D之间按以下四个时隙发送信息 第一时隙源节点SI向协作源节点S2和目的节点D传输N11 ； 第二时隙协作源节点S2向源节点SI和目的节点D传输N11 ； 第三时隙协作源节点S2对接收到的信息进行译码， 如果译码成功，则对译码后的信息进行再编码，生成AR4JA码，井向目的节点D传输N12 ；否则，向目的节点D传输N1/，V = N11X βΕ； 其中1^为放大系数， 式中=Pk为协作源节点S2的发射功率， Ps为源节点SI的发射功率， hSE为源节点SI和协作源节点S2之间信道的衰落因子， 第四时隙源节点SI对接收到的信息进行译码， 如果译码成功，则对译码后的信息进行再编码，生成AR4JA码，井向目的节点D传输N22 ；否则，向目的节点D传输N2/ ,N2/ = N21X βΕ； 步骤三、将目的节点D接收到的从源节点SI发送来的信息和从协作源节点S2发送来的信息使用最大比合并方式进行合并，获取接收信号yD，完成协作通信。
2.根据权利要求I所述基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，其特征在干，步骤一中对X1进行编码，生成长度为2560bit的源节点AR4JA码yi的过程为 第一歩、生成校验矩阵H1/2: 其中0MiM维零矩阵， Im是M维单位矩阵， Π k为M维转置矩阵，k = 1,2，...，8, 将转置矩阵TIk中行数为i、列数为Jik(i)的因子置1，其余因子置O，π,α)计算公式如下
3.根据权利要求I所述基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，其特征在干，步骤一中对X2进行编码，生成长度为2560bit的协作源节点AR4JA码y2的过程为 第一歩、生成校验矩阵H1/2:
4.根据权利要求I所述基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，其特征在干，步骤三中获取接收信号yD按下述公式进行 yD = α · ySD+ α 2 * yED 式中ySD是目的节点D接收从源节点SI发送来的信息，yED是目的节点D接收从协作源节点S2发送来的信息， 其中，Ct1和α2表示权重因子，
5.根据权利要求I所述基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，其特征在干，步骤ニ中采用置信传播译码算法或最小和译码算法对AR4JA码进行译码。
全文摘要
基于AR4JA码的卫星移动通信系统协作通信方法，属于协作通信技术领域，本发明为解决现有协作通信系统所使用的LDPC码多为随机编码或非规则LDPC码，编码过程任意性很大或者十分复杂，难以在实际通信系统中实现的问题。本发明方法包括以下步骤步骤一、构造协作通信信道模型，所述协作通信信道模型包括源节点S1、协作源节点S2和目的节点D，对x1和x2进行编码，生成AR4JA码；步骤二、源节点S1、协作源节点S2和目的节点D之间按以下四个时隙发送信息步骤三、将目的节点D接收到的从源节点S1发送来的信息和从协作源节点S2发送来的信息使用最大比合并方式进行合并，获取接收信号yD，完成协作通信。
文档编号H04L1/00GK102868486SQ20121031256
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者杨明川, 李慧, 吕谷, 李明, 郭庆 申请人:哈尔滨工业大学