[发明专利]基于前向放大传输协议的网络编码协作方法

说明书

技术领域

本发明是基于多源多宿中继无线传输系统中的中继传输方法，具体是一种基于前向放大传输协议的网络编码协作方法。

背景技术

协同通信能够在无线网络中有效地抑制无线信号衰落引发的负面影响，从而扩大网络的覆盖面积。一个经典的协作网络模型为：一个中继节点帮助一个信源节点发送信号给一个目的节点。由于目的节点能够同时获得来自信信源节点和中继节点的两个版本信号，所以系统仅仅通过单天线能够获得空间分集。但如果存在多个信源信宿对分享一个中继节点。如果采用协同传输方式，每个信源信宿需要两个时隙来发送数据，这浪费了系统频谱效率。如果中继节点采用网络编码的方式，那么能够同时改善系统的分集增益和频谱效率。

经对现有文献检索发现，相关文献如下：

1、协作传输方法(J.N.Laneman，D.N.C.Tse，and G.W.Wornell，“Cooperative diversity in wireless networks：efficient protocols and outage behavior(无线网络的协作分集：协议效率和中断性能)”IEEE Trans.Inform.Theory，vol.50，pp.3062-3080，Dec.2004.)是将整个数据帧划分成多个子时隙，每个信源在两个子时隙内完成一个数据包传送，也就是当每个信源都完成一个数据传送，需要花费多个子时隙。这种方法能够获得较好的分集性能，但损失了系统复用增益，降低了整个系统的传输速率。

2、XOR网络编码方法(C.Peng，Q.Zhang，M.Zhao，Y.Yao，and Weijia Jia，“On the performance analysis of network-coded cooperation in wireless networks(无线网络中网络编码协作的性能分析)”IEEE Trans.Wireless Commun.，vol.07，pp.3093-3097，Aug 2008.)是每个信源节点发送信号后中继节点对每路接收信号进行解码，中继节点对接收信号进行逐次解码，然后对解码信息进行XOR处理，并且广播给每个信宿节点，每个目的节点利用直接来自信源节点的信息恢复需要的信源信息。但是由于要求中继节点进行逐次解码，因此对硬件要求高，耗能大。

3、基于AF网络编码直接消除方法(S.Sharma，Y.Shi，J.Liu，Y.T.Hou，and S.Kompella，“Is network coding always good for cooperative communications？(网络编码是否总是能获得协同通信的性能增益)”IEEE INFOCOM.2010，San Diego USA，Mar2010.)是中继节点对每个信源发送的信号进行叠加，然后广播给每个目的节点。目的节点将来自中继节点的接收信号直接减于来自信源信号，利用信号差来解码需要的信源信息，引入了网络编码噪声，恶化了系统性能。

发明内容

本发明针对多个信源节点通过一个中继节点进行协作传输系统，克服现有技术的上述不足，提供一种中继传输方法。该方法利用复杂度低、能量消耗少的前向放大协议进行协作传输，目的节点使用干扰消除技术来避免网络编码噪声，适用于实际的协作传输网络。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，信源节点S_i在时分时隙内发送导频信号和数据调制符号x_i，同时中继节点和目的节点D_j分别接收到信号，这些数据信号分别表示为：

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