[发明专利]全速率多跳无线协作中继传输方案

权利要求书

1.一种全速率多跳无线协作中继传输方案，适用于在分布式无线通信网络中实现低功耗、远距离通信，其特征在于：传输模型由一个源节点S、三条通信链路及一个目的节点D构成，每条通信链路由多个中继节点分组以转发方式构成，每个通信节点均装配单根发射天线、以半双工模式进行数据交换；每条链路上的数据通信分为若干个基本传输过程，通过对多个基本传输过程的级联可实现远距离的中继通信；每个基本传输在三个时隙内完成，源节点在连续三个时隙内传输的频域符号序列分别为S₁、S₂、S₃，经线性复数域编码后得到的基带调制符号序列分别为X₁、X₂、X₃，采用正交频分复用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式传送调制符号；在三个时隙内源节点均能发送不同数据，因而能够实现全速率的协作中继传输；每条通信链路上的中继节点分组对接收信号进行恰当的循环延迟后，向后续中继节点转发，直至目的端。

1a)第i条通信链路上第一跳处中继节点分组内第m个通信节点在第p个子载波上的接收信号为：

Ri1m(p)=PiHSRi1m(p)Xi(p)+Ni1m(p),]]>p∈[1，N_F]，i∈[1，3]，m∈[1，M_i1]

式中，P_i为源节点向第i条通信链路传输数据时的发射功率，N_F为OFDM载波数，M_i1为当前中继节点分组内的通信节点数，为源节点到第一跳处第m个中继节点的频域复信道衰落系数，X_i(p)为X_i中的第p个传输符号，N_i(p)是均值为0、协方差为N₀的加性复高斯噪声。

1b)第i条通信链路上第二跳处中继节点分组内第n个通信节点在第p个子载波上的接收信号为：

Ri2n(p)=αPiΣm=1Mi1(HRi1mRi2n(p)HSRi1m(p)ψmp(Xi(p)))+Wi2n(p)]]>

Wi2n=αΣm=1Mi1HRi1mRi2n(p)Ni1m(p)+Ni2n(p)]]>

p∈[1，N_F]，i∈[1，3]，m∈[1，M_i1]，n∈[1，M_i2]

式中，为功率放大系数，P_i1为第一跳处每个中继节点转发接收信号时采用的发射功率，为第一跳处第m个中继节点到第二跳处第n个中继节点的频域复信道衰落系数，为噪声，为第m个中继节点转发接收信号时的等效调制符号，由转发及编码方式决定。

1c)若多跳中继传输仅为一个基本传输过程，则第i条通信链路上目的节点的接收信号为：

RiD(p)=βαPiΣm=1Mi1Σn=1Mi2(HiSRi1m(p)HiRi1mRi2n(p)HiRi2nDi(p)ψnp(ψmp(p)))+Wid(p)]]>

WiD(p)βαΣm=1Mi1Σn=1Mi2HiRi1mRi2n(p)HiRi2nDi(p)Ni1m(p)+βΣn=1Mi2HiRi2nDi(p)Ni2n(p)+Wid(p)]]>

p∈[1，N_F]，i∈[1，3]，m∈[1，M_i1]，n∈[1，M_i2]

式中，为功率放大系数，P_i2为第二跳处每个中继节点转发接收信号时采用的发射功率，为第二跳处第n个中继节点到目的节点间的频域复信道衰落系数，W_iD(p)为各阶段噪声和，其中W_id(p)为在目的节点处引入的复高斯噪声，为第二跳处第n个中继节点转发接收信号时的等效调制符号。

1d)对和R_iD(p)中的噪声进行归一化处理，得到如下传输模型：

Ri1m‾(p)ciρHSRi1m(p)Xi(p)+Vi1]]>

Ri2n‾(p)=ci1ρΣm=1Mi1(HRi1mRi2n(p)HSRi1m(p)ψmp(Xi(p)))+Vi2]]>

RiD‾(p)=ci1ci2ρΣm=1Mi1Σn=1Mi2(HiSRi1m(p)HiRi1mRi2n(p)HiRi2nDi(p)ψnp(ψmp(Xi(p))))+ViD]]>

SNR＝P/N₀，P＝P_i+M_i1P_i1+M_i2P_i2

ci=PiP,]]>ci1=Pi1Pi2P(Pi+Mi1Pi1+N0)]]>

ci2=Pi2(Pi+Mi1Pi1+N0)Pi1Pi2Mi1Mi2+Mi2Pi2(Pi+N0)+(Pi+N0)(Pi1+N0)]]>

式中，V_i1、V_i2、V_iD是均值为0、协方差为1的加性复高斯噪声，SNR为信噪比。

1e)若中继传输采用多个基本传输过程，可实现远距离的多跳中继通信。