一种虚拟全双工中继传输方法与流程
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种虚拟全双工中继传输方法。
背景技术：
无线通信系统中,当发射端和接收端的距离较远时，发射端需要消耗较大的功率来维持正常通信，通过在发射端和接收端中间引入中继终端进行信号的转发,这样可以在一定程度上降低终端功率消耗,这一技术被称为无线中继技术。如图1所示，给出了一个典型的无线中继系统，其中k(k≥1)个信源终端s1,s2,s3...sk在中继终端r的辅助下将信号发送到相应的k个信宿终端d1,d2,d3...dk,图1中各信源终端和信宿终端各部署单根天线，中继终端部署多根天线。
对于上述无线中继通信系统，通常采用半双工中继传输方式，即采用2个时隙来完成一次信息传输,如图1所示,在奇数时隙，所有信源终端发送信号给中继终端r；在偶数时隙，中继终端r将信号经过一定处理后转发给信宿终端。由于该方式需要2个时隙才能完成一次信息传输，因此效率较低。为提高传输效率，近年来提出了全双工中继传输技术，即中继终端r为全双工终端，可以同时进行信号的接收和发送。这种全双工中继传输如图2所示。其中信源终端一直发送信号给中继r，中继r采用全双工模式，接收来自信源终端的信号的同时将前一时隙接收到的信号经过一定处理后发送给信宿终端，而信宿终端则一直接收来自中继终端的转发信号，这种全双工中继传输与传统半双工中继相比，有效提高了传输效率，但是全双工中继终端也存在一定弊端，即存在严重自干扰现象，而目前现有技术都是采用模拟或数字干扰消除技术，该技术非常复杂，并且造成较高的硬件成本和实现复杂度。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够保证信号传输效率，并且中继终端不会存在自干扰现象的虚拟全双工中继传输方法。
本发明所采用的技术方案是，一种虚拟全双工中继传输方法，通过信号传输系统来完成，所述信号传输系统包括k个信源终端s1,s2,s3...sk、中继r1、中继r2以及k个信宿终端d1,d2,d3...dk,所述中继r1和中继r2均部署m根天线，各信源终端的发送功率为ps，中继r1和中继r2的发送功率分别为pr1和pr2，该传输方法采用2个时隙来完成一次信号传输，设定奇数时隙为2t-1，偶数时隙为2t，其中t＝1,2,3...n，所述方法包括如下步骤：
(1)、在奇数时隙2t-1，k个信源终端s1,s2,s3...sk发送信号给中继r1，此时中继r2则将前一时隙2t-2接收到的信号经过解码和重新编码后转发给k个信宿终端d1,d2,...dk；
(2)、在偶数时隙2t，k个信源终端s1,s2,s3...sk发送信号给中继r2，中继r1则将前一时隙2t-1接收到的信号经过解码和重新编码后转发给k个信宿终端d1,d2,...dk；
(3)、返回步骤(1)继续进行信号的发送与接收，直到所有信号传输完毕。
在步骤(1)中，设定一个信源终端sk需要发送的信号为sk(2t-1)，k＝1,2,3...k，则k个信源终端的发送信号用向量表示为：s(2t-1)＝[s1(2t-1),...sk(2t-1)]t。
在步骤(1)中，中继r2在前一时隙(2t-2)进行信号接收并检测得到的k个信源终端的信号可以表示为：
在步骤(1)中，中继r1在接收来自k个信源终端的信号时，此时的中继r1会接收到来自k个信源终端和中继r2形成的叠加信号，则所述叠加信号可以表示为：
在步骤(1)中，第k个信宿终端dk接收到来自中继r2的信号可以表示为：
在步骤(2)中，设定信源终端sk需要发送的信号为s(2t),k＝1,2,3...k，则k个信源终端的发送信号可以用向量来表示为：s(2t)＝[s1(2t),....sk(2t)]t。
在步骤(2)中，中继r1在前一时隙(2t-1)进行信号接收并检测得到的k个信源终端的信号可以表示为：
在步骤(2)中，中继r2在接收来自k个信源终端的信号时，此时的中继r2会接收到来自k个信源终端和中继r1形成的叠加信号，则所述叠加信号可以表示为：
在步骤(2)中，第k个信宿终端dk接收到来自中继r1的信号可以表示为：
本发明的有益效果是：从上述方法可以看出，中继r1和中继r2轮流进行信号接收和发送，k个信源终端s1,s2,s3...sk始终发送信号，而k个信宿终端d1,d2,...dk则始终在接收信号，实现了与全双工中继方法一样的传输效率，而所述方法使用的是两个普通的半双工中继交替收发信号，这样就避免了全双工自干扰现象，无需设计专用的全双工自干扰消除电路，从而降低了通信系统的硬件复杂度，同时保持了与全双工一样的速率性能。
附图说明
图1为背景技术中基于两个时隙的传统半双工中继传输技术示意图；
图2为背景技术中全双工中继传输技术示意图；
图3为本发明一种虚拟全双工中继传输方法的示意图；
图4为本发明所提出一种虚拟全双工中继传输方法与其他方法作比较的性能比较图；
具体实施方式
以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。
本发明设计一种虚拟全双工中继传输方法，通过信号传输系统来完成，如图3所示，所述信号传输系统包括k个信源终端s1,s2,s3...sk、中继r1、中继r2以及k个信宿终端d1,d2,d3...dk,该传输方法采用2个时隙来完成一次信号传输，设定奇数时隙为2t-1，偶数时隙为2t，其中t＝1,2,3...n，所述方法包括如下步骤：
(1)、在奇数时隙2t-1，k个信源终端s1,s2,s3...sk发送信号给中继r1，此时中继r2则将当前时隙的前一时隙2t-2接收到的信号经过解码和重新编码后转发给k个信宿终端d1,d2,...dk；
(2)、在偶数时隙2t，k个信源终端s1,s2,s3...sk发送信号给中继r2，中继r1则将当前时隙的前一时隙2t-1接收到的信号经过解码和重新编码后转发给k个信宿终端d1,d2,...dk；
(3)、返回步骤(1)继续进行信号的发送与接收，直到所有信号传输完毕。
所述中继r1和中继r2均部署m根天线，各信源终端的发送功率为ps，中继r1和中继r2的发送功率分别为pr1和pr2，步骤(1)中，设定一个信源终端sk需要发送的信号为sk(2t-1)，k＝1,2,3...k，则k个信源终端的发送信号用向量表示为：s(2t-1)＝[s1(2t-1),...sk(2t-1)]t。
在步骤(1)中，中继r2在前一时隙(2t-2)进行信号接收并检测得到的k个信源终端的信号可以表示为：
在步骤(1)中，中继r1在接收来自k个信源终端的信号时，此时的中继r1会接收到来自k个信源终端和中继r2形成的叠加信号，则所述叠加信号可以表示为：
在步骤(1)中，第k个信宿终端dk接收到来自中继r2的信号可以表示为：
在步骤(2)中，设定信源终端sk需要发送的信号为sk(2t),k＝1,2,3...k，则k个信源终端的发送信号可以用向量来表示为：s(2t)＝[s1(2t),....sk(2t)]t。
在步骤(2)中，中继r1在前一时隙(2t-1)进行信号接收并检测得到的k个信源终端的信号可以表示为：
在步骤(2)中，中继r2在接收来自k个信源终端的信号时，此时的中继r2会接收到来自k个信源终端和中继r1形成的叠加信号，则所述叠加信号可以表示为：
在步骤(2)中，第k个信宿终端dk接收到来自中继r1的信号可以表示为：
如图4所示，采用10个信源终端和10个信宿终端，图中本发明提出的虚拟全双工中继方法取得了和全双工中继一样的速率性能，优于传统半双工中继方法。
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