[发明专利]一种基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法。

背景技术

中继协助通信可以充分的实现协作通信，从而提高系统的性能和效益，因此被作为未来通信发展的方向。网络编码作为新兴的技术，其核心思想是在网络中的各个节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点。由于网络编码可以自然的应用到中继协作通信中，因此在无线通信中具有越来越多的应用。

此外，多天线波束成形技术可以有效地提高系统的性能。例如在发射端有多个天线(如L根天线)，那么应用波束成形技术后接收端大概可以有L倍的接收增益。但是现有的多天线波束成形技术是直接利用信道估计结果进行波束成形设计，系统的性能不佳而且信道增益不明显。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别提出一种采用加权方法、具有明显增益的基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法。

为达到上述目的，本发明的实施例提出一种基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法，包括如下步骤：

中继节点接收来自第一用户节点发送的第一数据和来自第二用户节点发送的第二数据，其中，所述中继节点包括多个天线，

所述中继节点对所述第一数据和第二数据进行网络编码得到编码数据；以及

所述中继节点设置波束成形加权矢量并利用所述波束成形加权矢量对所述多个天线进行加权，通过所述加权后的多个天线将所述编码数据分别发送给所述第一用户节点和第二用户节点，其中，所述设置波束成形加权矢量包括如下步骤：

获取所述第一用户节点与所述中继节点的各个天线之间的信道增益向量的第一无偏估计量及所述第二用户节点与所述中继节点的各个天线之间的信道增益向量的第二无偏估计量；根据所述第一无偏估计量和第二无偏估计量设置第一自适应加权参数和第二自适应加权参数；根据所述第一无偏估计量、所述第二无偏估计量、所述第一自适应加权参数和所述第二自适应加权参数设置所述波束成形加权矢量。

根据本发明实施例的基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法，采用中继协作通信，扩大网络的有效覆盖面积，同时有效的提高系统的效率，此外通过引入第一自适应加权参数和第二自适应加权参数，并根据用户节点与中继节点之间的信道增益向量的无偏估计量，设计合适的波束成形加权矢量以对中继节点的各个天线进行加权，从而提高中继节点至用户节点的信道增益。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的用户节点与中继节点的示意图；

图2为根据本发明实施例的基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法的流程图；

图3为根据本发明实施例的用户节点与中继节点之间互传信息的示意图；

图4为根据本发明实施例的设置波束成形加权矢量的流程图；以及

图5为根据本发明实施例的不同测量误差情况下加权方法与不加权方法性能比较。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面参考图1至图5描述根据本发明实施例的基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法。如图1所示，本发明实施例提供的波束成形设计方法用于在多天线情况下，单对用户节点通过中继节点实现信息互传，其中单对用户节点包括第一用户节点和第二用户节点，两个节点之间由于距离较远或者没有权限通信，因此通过中继节点进行互相通信。其中，第一用户节点和第二用户上各具有一根天线，中继节点上具有多个天线。

对于用户节点通过中继节点进行的每一轮信息互传，如图2所示，根据本发明实施例的基于网络编码的双向中继互传波束成形设计方法，包括如下步骤：

S101：中继节点接收来自第一用户发送的第一数据和来自第二用户节点发送的第二数据；

如图3所示，上行链路和下行链路均采用时分模式。在第一时隙(SLOT 1)，第一用户节点向中继节点上传第一数据D1。在第二时隙(SLOT 2)，第二用户节点向中继节点上传第二数据D2。