一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法
【专利摘要】本发明提出了一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法，该方法包括：中继接收第一用户发送的第一用户发送信息和的第二用户发送的第二用户发送信息的模拟网络编码信息；中继根据由第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，以及由第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵；中继利用预编码矩阵对模拟网络编码信息进行预编码，生成中继发送信息；中继对中继发送信息进行放大转发，以使第一用户和第二用户分别对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息。在本发明中，解决了传统双向中继网络编码传输可靠性低的问题，提高了双向中继网络编码传输的分集增益和可靠性。
【专利说明】-种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种多天线双向中继高分集增益的网络编码 传输方法。
【背景技术】
[0002] 为了扩大小区覆盖和提高系统吞吐量，无线中继技术和多天线技术作为下一代移 动通信蜂窝系统的两大关键技术引起了业界的广泛关注。将多天线技术引入无线中继系 统，在一定程度上能够解决中继传输带来的资源开销问题，提高系统的频谱效率。但是，为 了达到更高的峰值传输速率和吞吐量，传统的多天线系统只能在中继处配置更多的天线， 过高阶的多天线配置将会引起严重的干扰问题，从而给移动通信系统组网带来严重困难。
[0003] 网络编码技术的提出为该一问题的解决提供了一个可行的解决方案，它打破了传 统的中继转发方式，允许中继对接收到的、来自不同用户的信息进行联合处理后再转发，从 而在理论上能够达到双向中继等多种无线蜂窝网基本场景的传输容量界限。此外，网络编 码技术不同于多天线技术，其从另一角度解决了中继传输频谱效率低下的缺陷，该样，就为 网络编码技术与多天线技术在无线中继传输中的联合应用提供了可能，也就是：支持两用 户的多个数据流同时进行双向传输，通过多天线技术解决多个数据流的流间干扰问题，再 通过网络编码解决对应叠加信息的流内干扰问题。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在W下问题：
[0005] 现有技术中，联合多天线的网络编码技术在中继处主要采用放大转发模式。与传 统的中继转发模式相比，网络编码在无线传输中引入了自干扰，使得传输的可靠性降低。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法，W解决 传统双向中继网络编码传输可靠性低的问题，提高双向中继网络编码传输的分集增益和可 靠性。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供一种双向中继网络编码传输方法，应用于包括第 一用户、第二用户W及中继的系统，所述第一用户和第二用户为单天线配置，所述中继为多 天线配置，所述第一用户和第二用户通过所述中继实现信息交互，该方法包括：
[0008] 所述中继接收所述第一用户发送的第一用户发送信息和所述的第二用户发送的 第二用户发送信息的模拟网络编码信息；
[0009] 所述中继根据由所述第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，W及由 所述第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵；
[0010] 所述中继利用所述预编码矩阵对所述模拟网络编码信息进行预编码，生成中继发 送信息；
[0011] 所述中继对所述中继发送信息进行放大转发，W使所述第一用户和第二用户分别 对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息。
[0012] 优选地，所述中继接收所述第一用户发送的第一用户发送信息和所述的第二用户 发送的第二用户发送信息的模拟网络编码信息，具体通过W下公式实现：
[001 引 yR= hx i+gX2+riE
[0014] 其中，h和g分别为所述第一用户和所述第二用户到所述中继的NX 1维的信道衰 落信息，％为所述中继处的NX 1维的加性高斯白噪声；X 1为第一用户发送信息，X 2为第二 用户发送信息。
[0015] 优选地，所述中继根据所述第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息， W及所述第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵，具体通过 W下公式实现：
[0016]
【权利要求】
1. 一种多天线双向中继高分集增益的网络编码传输方法，应用于包括第一用户、第二 用户以及中继的系统，其特征在于，所述第一用户和第二用户为单天线配置，所述中继为多 天线配置，所述第一用户和第二用户通过所述中继实现信息交互，该方法包括： 所述中继接收所述第一用户发送的第一用户发送信息和所述的第二用户发送的第二 用户发送信息的模拟网络编码信息； 所述中继根据由所述第一用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，以及由所述 第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信息，生成预编码矩阵； 所述中继利用所述预编码矩阵对所述模拟网络编码信息进行预编码，生成中继发送信 息； 所述中继对所述中继发送信息进行放大转发，以使所述第一用户和第二用户分别对接 收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继接收所述第一用户发送的第一用 户发送信息和所述的第二用户发送的第二用户发送信息的模拟网络编码信息，具体通过以 下公式实现：
其中，h和g分别为所述第一用户和所述第二用户到所述中继的NX1维的信道衰落信 息，％为所述中继处的NX1维的加性高斯白噪声；Xi为第一用户发送信息，x2为第二用户 发送信息。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中继根据所述第一用户到该中继的信 道衰落引起的相位偏移信息，以及所述第二用户到该中继的信道衰落引起的相位偏移信 息，生成预编码矩阵，具体通过以下公式实现：
其中，N为所述中继的天线数，qmn是位于所述预编码矩阵Q第m行和第n列交叉点上 的元素，是由所述第一用户到所述中继第m根天线的信道衰落引起的相位偏移，0 "由 所述第二用户到所述中继第n根天线的信道衰落引起的相位偏移；m、n为不大于N的正整 数。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中继利用所述预编码矩阵对所述模拟 网络编码信息进行预编码，生成中继发送信息，具体通过以下公式实现： t= ^QyE 其中，t为所述中继发送信息，0为所述中继转发信息的功率归一化因子，Q为所述预 编码矩阵；其中：
其中，Pi为所述第一用户发送信息的功率，P2为所述第二用户发送信息的功率，PK为所 述中继发送信息的功率，N为所述中继的天线数，〇2为所述中继处的接收噪声功率，|*|为 求模运算。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述第一用户对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息，具 体为： 所述第一用户使用所述第一用户发送信息对接收到的中继发送信息进行自干扰信息 消除处理，并采用相应的线性接收机对所述自干扰信息消除处理后的信息进行接收检测， 得到所述第二用户的用户发送信息； 所述第二用户对接收到的中继发送信息进行解码，得到另一用户的用户发送信息，具 体为： 所述第二用户使用所述第二用户发送信息对接收到的中继发送信息进行自干扰消除 处理，并采用相应的线性接收机对所述自干扰消除处理后的信息进行接收检测，得到所述 第一用户的用户发送信息。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述第一用户使用所述第一用户发送信息对接收到的中继发送信息进行自干扰消除 处理，具体通过以下公式实现：
其中，屯为所述第一用户进行自干扰消除处理后的信息，yi为所述第一用户接收到的 中继发送信息，满足以下公式：
其中，hT为h的转置向量，表示所述中继到所述第一用户的1XN维的信道衰落信息，ni 为所述第一用户处的加性高斯白噪声； 所述第二用户使用所述第二用户发送信息对接收到的中继发送信息进行自干扰信息 消除处理，具体通过以下公式实现：
其中，d2为所述第二用户进行自干扰消除处理后的信息，y2为所述第二用户接收到的 中继发送信息，满足以下公式：
其中，gT为g的转置向量，表示所述中继到所述第二用户的1XN维的信道衰落信息，n2 为所述第二用户处的加性高斯白噪声。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于， 当所述第一用户使用迫零检测进行接收检测时，所述第一用户采用相应的线性接收机 对所述自干扰信息消除处理后的信息进行接收检测，得到所述第二用户的用户发送信息， 具体通过以下公式实现：
其中，为所述第一用户通过接收检测后得到的第二用户的用户发送信息； \为所述第二用户的用户发送信息所采用的调制方式对应星座图包括的所有可能 星座点组成的集合；x'力Q2中一个星座点； 为使
当所述第二用户使用迫零检测进行接收检测时，所述第二用户采用相应的线性接收机 对所述自干扰信息消除处理后的信息进行接收检测，得到所述第一用户的用户发送信息， 具体通过以下公式实现：
其中，i为所述第二用户通过接收检测后得到的第一用户的用户发送信息；h为所 述第一用户的用户发送信息所采用的调制方式对应星座图包括的所有可能星座点组成的
【文档编号】H04L1/06GK104486029SQ201410602600
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】赵中原, 周政, 蔡雯琦, 宁蒙, 彭木根 申请人:北京邮电大学