特異或運(yùn)算后輸出，從而實(shí)現(xiàn) 基于MFSK調(diào)制方式的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的無線通信。本發(fā)明適用于基于MFSK調(diào)制方式的物理 層網(wǎng)絡(luò)編碼的無線通信。
[0015] 8.哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出的一種基于雙向中繼模型的平坦頻選衰落信道中物理層 網(wǎng)絡(luò)編碼的無線通信方法，該方法設(shè)及無線通信方法。本發(fā)明消除了調(diào)制信號(hào)實(shí)部和虛部 之間干擾，降低了中繼接收機(jī)的復(fù)雜度。本發(fā)明中兩個(gè)信源節(jié)點(diǎn)將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行QPSK調(diào)制、 預(yù)編碼、載波調(diào)制、再載波調(diào)制后發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)將接收的信號(hào)相加，再對(duì)和信 號(hào)進(jìn)行載波解調(diào)后，判決映射求得廣播數(shù)據(jù);再對(duì)廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行QPSK調(diào)制、載波調(diào)制后廣播 發(fā)送;信源節(jié)點(diǎn)將接收到廣播的載波調(diào)制信號(hào)進(jìn)行載波解調(diào)，信源節(jié)點(diǎn)Sl和信源節(jié)點(diǎn)S2分 別對(duì)載波解調(diào)后和信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信源節(jié)點(diǎn)Sl獲得信源節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送信號(hào)的估計(jì)值，信 源節(jié)點(diǎn)S2獲得信源節(jié)點(diǎn)Sl發(fā)送信號(hào)的估計(jì)值完成通信。本發(fā)明用于無線通信。
[0016] 9.北京郵電大學(xué)提出的用于雙向中繼通信系統(tǒng)的基于符號(hào)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方 法，本發(fā)明方法操作步驟如下:第一時(shí)隙是中繼接收信息:兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)分別向中繼發(fā)送各自 已調(diào)信號(hào)，中繼對(duì)接收的疊加信號(hào)做自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)矩陣，再用最大似然ML檢測(cè)算 法從該矩陣中檢測(cè)出待廣播的網(wǎng)絡(luò)編碼符號(hào)，使得網(wǎng)絡(luò)編碼符號(hào)的檢測(cè)空間縮小，從而降 低信號(hào)檢測(cè)難度，同時(shí)獲得接收分集增益，保證系統(tǒng)誤碼性能。第二時(shí)隙是中繼廣播信息： 中繼將檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)編碼符號(hào)廣播出去，兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)分別采用自干擾消除方法對(duì)接收信號(hào) 解碼獲得對(duì)方信息，完成通信過程。本發(fā)明利用M階移相鍵控MPSK信號(hào)特點(diǎn)降低中繼處理信 號(hào)的運(yùn)算復(fù)雜度，獲得接收分集增益，適用于雙向中繼信道下對(duì)稱和不對(duì)稱速率的MPSK調(diào) 制系統(tǒng)。
[0017] 10.中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)提出的具有頻偏的雙向OFDM系統(tǒng)的聯(lián)合信道網(wǎng)絡(luò)編 碼方法，該方法第一階段源節(jié)點(diǎn)廣播OFDM符號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)是兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)廣播 的具有不同頻偏的OFDM符號(hào)的疊加，第二階段為中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的疊加 OFDM符號(hào)估計(jì) 出兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)之間不同的載波頻偏和信道信息，并進(jìn)行聯(lián)合信道網(wǎng)絡(luò)編碼，之 后將網(wǎng)絡(luò)編碼后的信息廣播給兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)利用接收到的聯(lián)合信道網(wǎng)絡(luò)編碼后 的OFDM符號(hào)進(jìn)行聯(lián)合信道網(wǎng)絡(luò)譯碼，完成雙向中繼。本發(fā)明在載波頻偏存在的條件下，能夠 在獲得更高傳輸效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠的雙向信息傳輸。
[0018] 11.天津大學(xué)提出的利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)非相關(guān)接收的收發(fā)方法，本發(fā)明設(shè)及 無線多跳網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。具體講，利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)非相關(guān)接收的收發(fā)方法。為提高無線多 跳通信傳輸效率，降低技術(shù)復(fù)雜度，降低通信誤碼率，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:在源端物 理層進(jìn)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)PCNC編碼；中繼利用信道衰減系數(shù)，檢測(cè)并利用唯一性映射關(guān)系將檢測(cè) 到的信號(hào)映射成去噪后的混合信號(hào)，并對(duì)混合信號(hào)進(jìn)行差分調(diào)制發(fā)送給兩個(gè)相互通信的源 端;源端接收時(shí)，利用混合信號(hào)所反映前后時(shí)刻的信號(hào)的差分關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不需要知道任何信 道特性情況下的非相關(guān)接收，W恢復(fù)出所述的兩個(gè)連續(xù)時(shí)隙的信號(hào)和，并減去本端的信號(hào) 得到對(duì)端的信號(hào)。本發(fā)明主要用于需要中繼的無線協(xié)作通信中的傳輸、沒有直線傳播線路 的基站和移動(dòng)終端之間的傳輸。
[0019] 現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)編碼廣播方法很少考慮在物理層利用(FDM傳輸技術(shù)。在(FDM廣播系統(tǒng) 中，由于信道所具有的頻率選擇性衰落，因此，每個(gè)子載波的信道容量是不同的。需要將有 限的能量資源在具有不同信道容量的子載波上進(jìn)行分配，從而最優(yōu)化系統(tǒng)的傳輸速率性 能。在多中繼系統(tǒng)中，由于終端與中繼之間的鏈路狀態(tài)各不相同，需要從所有中選擇最優(yōu)性 能的中繼進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，從而獲得最優(yōu)性能。因此，在雙向0抑M多中繼系統(tǒng)中，需要將(FDM 調(diào)制方式中由多個(gè)子載波提供的自由度與多個(gè)中繼提供的自由度進(jìn)行有效利用，從而提高 系統(tǒng)性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于PLNC的雙向(FDM多中繼 系統(tǒng)中的聯(lián)合子載波抑制與中繼選擇方法，本基于PLNC的雙向OFDM多中繼系統(tǒng)中的聯(lián)合子 載波抑制與中繼選擇方法不僅提高了系統(tǒng)有效性，而且增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。
[0021] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:基于化NC的雙向OFDM多中繼系統(tǒng)中 的聯(lián)合子載波抑制與中繼選擇方法，其特征在于包括W下步驟：
[0022] 基于TDMA的雙向多中繼系統(tǒng)由N個(gè)中繼節(jié)點(diǎn){Ri，化，…Rn巧日兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)Si，S2構(gòu)成， 所有節(jié)點(diǎn)均配備單根天線并工作在半雙工模式;Si知道Si到每一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道狀 態(tài)信息;S2知道S2到每一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道狀態(tài)信息;所述基于TDM的雙向多中繼系統(tǒng) 采用OFDM傳輸方式，子載波個(gè)數(shù)用K表示；Si, S2到中繼節(jié)點(diǎn)的信道是多徑瑞利衰落信道，用 向量hi表示：
[002；3] hi=比 i[0]山[1],...山比-：1]]了 i = l,2 (1)
[0024] 其中，A,[/]xCW佩奇），/ = 〇，i，…，A-1，L表示路徑數(shù);Si，S2到中繼節(jié)點(diǎn)的信道獨(dú)立 同分布，在第k個(gè)子載波上的頻域信道為出比]:
(2)
[00%]每一次的信息交換可W分為兩個(gè)階段:多址接入階段和廣播階段：
[0027]多址接入階段:首先，Si，S2在第k個(gè)子載波上分別需要發(fā)送信息4氣與;然后，信息 4".4"經(jīng)過調(diào)制后可W表示成巧U1";最后，Si, S2把信息邦U1"發(fā)送給所有的中繼節(jié)點(diǎn)； 第m個(gè)中繼的第k個(gè)子載波上的接收信號(hào)可W表示為：
[002引蝶,J =誠(chéng)]邱]+好既卿+W思 （.3)
[0029] 錢f表示從51到1?"之間多徑瑞利衰落信道在第k個(gè)子載波上的增益，me U T-NKk e U，???!(}，ie {1,2}，且從Si,S2到中繼節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)到Si,S2的信道是相同的；At嗦示 加性高斯白噪聲；
[0030] 廣播階段:首先，Si, S2在所有中繼中選擇一個(gè)信道狀態(tài)最好的中繼;然后，選定的 中繼利用譯碼轉(zhuǎn)發(fā)的方式將接收到的信息廣播給Si, S2;最后，Si, S2接收到的信息可W表示 如下：
[003。幫]=誠(chéng),化思+M" (4)
[0032] 蝶]=誠(chéng)!義思 + Af-] (5)
[0033] ^思表示中繼節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)編碼得到的信息<=經(jīng)過調(diào)制后得到的信息，譚1表示源節(jié) 點(diǎn)Si接收到的信息，W嚴(yán)表示加性高斯白噪聲，i e {1，2}。
[0034] 進(jìn)一步的，子載波抑制包括W下步驟：
[0035] 由于無線信道的多徑傳輸特性會(huì)導(dǎo)致頻率選擇性衰落，在基于TDM的雙向多中繼 系統(tǒng)中，信道的頻率選擇性衰落會(huì)造成不同的子載波具有不同的信道增益，子載波抑制是 僅利用信道條件好的子載波傳輸信息，而信道條件差的子載波放棄不用，用為表示抑制口 限，當(dāng)子載波的信道增益高于省時(shí)，定義該子載波為"活躍子載波"；反之，當(dāng)子載波的信道 增益低于為時(shí)，定義該子載波為"抑制子載波"；每一個(gè)子載波是否是活躍可W用子載波狀 態(tài)碩3表示如下：
(
[0037] "r表示該子載波是活躍子載波；"0"表示該子載波是抑制子載波；巧表示從Si到 Rm之間多徑瑞利衰落信道在第k個(gè)子載波上增益的估計(jì)值；只有在兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)之間都是"活 躍子載波"時(shí)，該子載波才被中繼用來傳輸信息，定義為"使用的子載波"；系統(tǒng)僅使用"使用 的子載波"來傳輸信息而不使用被抑制的子載波；因此，第k個(gè)子載波是否被第m個(gè)中繼使用 可W用狀態(tài)巧1表示：
[003引硬]=城]蛾 餅
[0039] 若巧1 = 1，則該子載波是"使用的子載波"，被中繼Rm使用;若巧1 =0，則該子載波被 放棄不用。
[0040] 進(jìn)一步的，中繼選擇方法包括W下步驟：
[0041] 在基于TDM的雙向多中繼系統(tǒng)中選擇信道條件最好的一個(gè)中繼來進(jìn)行傳輸信息， 根據(jù)最小最大原則選擇一個(gè)中繼：
[0042] i?*.=arg.maxImiWmirH 巧(8)
[0043] 護(hù)表示選定的中繼，m表示第m個(gè)中繼，me {1，…N}; i對(duì)應(yīng)兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，i e {1，2}; k表示第k個(gè)子載波，k e {1，…K}; I表示使用的子載波集合，f = IA-I巧1 = H ; I巧;11表示 從Si到Rm之間多徑瑞利衰落信道在第k個(gè)子載波上增益的模值；
[0044] 根據(jù)子載波抑制方法不同，結(jié)合最小最大中繼選擇，所述聯(lián)合子載波抑制與中繼 選擇方法包括:FT-J和FNS-J，F(xiàn)T-J為固定抑制口限的JSSRS方法、FNS-J為固定子載波個(gè)數(shù) 的JSSRS方法。
[0045] 進(jìn)一步的，固定抑制口限的JSSRS方法（Fix Ilireshold based JSSRS，F(xiàn)T-J)方法 包括W下步驟：
[0046] FT-J首先進(jìn)行子載波抑制，然后在所有中繼中選擇一個(gè)信道條件最好的中繼進(jìn)行 信息傳輸;在子載波抑制之前，Si, S2需要確定抑制口限A〇;FT-J的Ao值是Si, S迫接確定的一 個(gè)常數(shù)，該常數(shù)在多址接入和廣播兩個(gè)時(shí)隙期間保持不變;Si, S2根據(jù)上述的子載波抑制方 法對(duì)所有子載波進(jìn)行抑制操作： \ 礦巧:，
[0047] 巧:]= , / = 1,:2 (9) 0，礦悼,1|<乂。-
[004引誠(chéng)=喘欄， （10)
[0049] /端=增 X誠(chéng)， （11)
[0化0] i恕表示Si到中繼之間的子載波狀態(tài)，"r表示該子載波是活躍子載波；"0"表示該 子載波是抑制子載波；巧皆表示中繼左右兩邊的子載波是否是"使用的子載波"，巧I==I表示 該子載波是"使用的子載波"，巧^=O表示該子載波被放棄不用；譚S表示經(jīng)過子載波抑制之 后各子載波的信道是否被使用；嗎,t!=/說'表示"使用的子載波"信道被使用，巧苗=O表示抑 制子載波的信道放棄不用；
[0051] 最后在所有中繼中選擇一個(gè)信道條件最好的中繼進(jìn)行信息傳輸；
[0052] 方可rgn^x 巧醉!啤11||//糾（12)
[0053] R*表示選定的中繼，m表示第m個(gè)中繼，me {1，???《; i對(duì)應(yīng)兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)，ie {1,2} ;k 表示第k個(gè)子載波，ke {1，…"；Ii表示FT-J方法中使用的子載波集合，A =擲巧質(zhì)=W ; I嗎;,!I 表示從Si到Rm之間使用的子載波信道在第k個(gè)子載波上增益的模值。
[0054] 如果Ao比較小，則有些中繼有被抑制子載波而有些中繼沒有被抑制子載波，運(yùn)樣， 所有中繼使用的子載波的最小信道增益是不同的，與最小最大中繼選擇進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)后， 系統(tǒng)性能會(huì)得到較大提升。然而，如果Ao比較大，所有中繼的子載波都經(jīng)歷子載波抑制，他 們使用的