[发明专利]一种基于双时隙交织迭代的宽带再生多跳中继通信方法

权利要求书

1.一种基于双时隙交织迭代的宽带再生多跳中继通信方法，其特征在于采用多跳无线中继系统模型，其中，通信节点分为源节点、中继节点和目标节点，每个中继节点都有基带处理模块，并且各个节点都有不同的基带伪随机交织器，其交织图案采用对角交织、块交织或Turbo码内部交织设计方法；通过伪随机交织器产生不同的交织图案，分配至多跳中各中继节点；各节点利用交织迭代干扰消除方法消除多跳信号间的互干扰，并将整个中继通信流程分为两个时隙阶段，具体如下：

(1)第一时隙所有奇数中继阶段传输数据

在第一个时隙中，所有奇数中继阶段1，3，…，(T-1)通信，具体为：在第1中继阶段，源节点数据经过交织器交织，发送到第二中继节点；此时，全部OFDM频率子载波被采用，第二中继节点接收源节点的有效信号和其他工作节点的干扰信号；然后，第二中继节点接收单元将进行迭代干扰消除与译码等基带信号处理；

对于其他第3、第5、...第(T-1)等奇数中继阶段，将按照同样的方式进行传输；而且，中继节点传输时使用所有OFDM频率子载波；

(2)第二时隙所有偶数中继阶段传输数据

在第二个传输时隙中，所有偶数中继阶段工作，第二中继节点发射单元重新将媒体接入层所存储的数据编码并传输；经过最后第T跳中继阶段，目标接收节点将获得源节点的数据；具体信号处理方法与第一时隙工作流程相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于两个时隙阶段采用的时间资源归一化分配的方法，其具体内容为：

双时隙交织迭代多跳中继通信的系统容量由一跳中继的归一化时间吞吐量的最小值来表示，其中：

(1)第一时隙的系统吞吐量：

${\mathrm{\Γ}}_{\mathrm{thp}}^{\left(1\right)}=T_1\min (C_1,C_3,...C_{t-1}...C_{T-1})---\left(1\right)$

这里：Γ_thp⁽¹⁾为第一时隙的系统吞吐量，T₁为第一时隙的归一化传输时间；

$C_{t-1}=\frac{1}{N_c}E\left\{\underset{n=1}{\overset{N_c}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|H_n^{t-1}\right|}^2}{\underset{i\<t-1}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{d_{t-1}}{\underset{m=i}{\overset{t-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_m}\right)}^{\mathrm{\α}}{\left|H_n^i\right|}^{2}w\left({\mathrm{SNR}}_n^i\right)+\underset{i>t-1}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{d_{t-1}}{\underset{m=t}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_m}\right)}^{\mathrm{\α}}{\left|H_n^i\right|}^{2}w\left({\mathrm{SNR}}_n^i\right)+{\mathrm{\σ}}^2}\right\}---\left(2\right)$

这里：N_c为OFDM系统子载波数目，d_t-1为第(t-1)跳中继的传输距离，H_n^t-1为第(t-1)跳中继第n个子载波的频域信道衰落值，SNR_nⁱ为第i跳中继第n个子载波的迭代信噪比，E{x}为关于变量x的数学期望。

(2)第二时隙的系统吞吐量：

${\mathrm{\Γ}}_{\mathrm{thp}}^{\left(2\right)}=T_2\min (C_2,C_4,...C_t...C_T)---\left(3\right)$

这里：Γ_thp⁽²⁾为第二时隙的系统吞吐量，T₂为第二时隙的归一化传输时间；

$C_t=\frac{1}{N_c}E\left\{\underset{n=1}{\overset{N_c}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|H_n^t\right|}^2}{\underset{i\<t}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{d_t}{\underset{m=i}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{d}_m}\right)}^{\mathrm{\α}}{\left|H_n^i\right|}^{2}w\left({\mathrm{SNR}}_n^i\right)+\underset{i>t}{\mathrm{\Σ}}{\left(\frac{d_t}{\underset{m=t+1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_m}\right)}^{\mathrm{\α}}{\left|H_n^i\right|}^{2}w\left({\mathrm{SNR}}_n^i\right)+{\mathrm{\σ}}^2}\right\}---\left(4\right)$

(3)使两个时隙系统归一化吞吐量相等，

C_multihop＝T₁min(C₁，C₃，…C_t-1…C_T-1)＝T₂min(C₂，C₄，…C_t…C_T)    (5)

其中，T₁+T₂＝1为归一化时间，C_multihop为多跳中继系统的遍历容量；

令$C_{\min }^{\left(1\right)}=\min (C_1,C_3,...C_{t-1}...C_{T-1}),$$C_{\min }^{\left(2\right)}=\min (C_2,C_4,...C_1...C_T);$而且C_min⁽¹⁾，C_min⁽²⁾两数值在网络设计构建时就可获得，由此，可得到两个时隙的时间资源归一化分配方法：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_1=\frac{C_{\min }^{\left(2\right)}}{C_{\min }^{\left(1\right)}+C_{\min }^{\left(2\right)}}\\ T_2=\frac{C_{\min }^{\left(1\right)}}{C_{\min }^1+C_{\min }^{\left(2\right)}}\end{array}\right.---\left(6\right)$