[发明专利]基于自信息传输的中继节点旋转转发方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于自信息传输的中继节点旋转转发方法，适用于发射节点具有双天线的中继通信系统。

背景技术

近年，协作通信和中继通信在无线通信领域中得到广泛关注。对于协作通信，源节点和协作节点互相协作传输各自信息。而对于中继通信，中继节点用以改善源-目的节点链路的误码率性能或增加链路通信距离。之前提出过很多典型分布式中继通信方案，如早在2001年，Laneman等人在“An efficient protocol for realizing cooperative diversity in wireless networks”就提出了协作通信系统中的中继放大转发AF方案。2004年Sendonaris等人在“cooperative communication in wireless systems”提出的译码转发DF方案。这些中继方案中，中继节点均不需要传输自信息只是重新生成或者转发来自源节点的信号，因此不能满足中继节点需要发送自信息的应用场景。

然而，在一些实际的应用场景中，除源节点外，中继节点也需要传输自己的信息，此时中继节点的传输速率远低于源节点的传输速率，如下一代移动通信的上行链路中，当源节点发送视频数据而中继节点传输语音数据的情况。还有一种典型场景就是中继节点具有传感信息或广播信息的情况，包括目前研究热门的智能车载通信网络。Koichi Adachi等在2011年的IEEE VTC春季会议上发表的文章“Cooperative Relay Transmission with Relay’s Private Information”，其中也考虑了中继节点发送自信息的场景，他们采用的是物理层网络编码方式，中继节点需要对接收信号进行比特级解调译码，实现复杂度较高并存在源节点信息泄露的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于自信息传输的中继节点旋转转发方法，以减小中继节点自信息传输复杂度，同时保证源节点信息的安全性。

实现本发明目的的技术思路是：源节点选择唯一可分解星座对中信号，并以Alamouti空时块码方式发送至中继节点；中继节点接收到源节点信号后，根据自身发送比特旋转转发信号至目的节点；目的节点接收到中继节点信号后，使用一种改进的最大似然译码算法或迫零译码算法译码，得到源节点和中继节点信号。其实现步骤包括如下：

1）源节点从唯一可分解星座对Y中选取星座符号s₁，s₂,在两个符号周期内，通过两根天线将所选取的星座符号以Alamouti空时块码方式发送至中继节点，即在第一个符号周期内，源节点通过两根天线A₁与A₂分别发送星座符号s₁，s₂；在第二个符号周期内，源节点通过两根天线A₁与A₂分别发送星座符号

其中，两根天线的发射总功率归一化为这四个星座符号组成源节点发送符号矩阵s，*表示取共轭运算；

2）中继节点通过一根天线，在两个符号周期内接收源节点发送星座符号，分别得到第一个符号周期内的接收信号r₁和第二个符号周期内接收信号r₂，根据这两个接收信号r₁,r₂，得到中继节点接收信号向量：r＝[r₁r₂]^T，

其中，上标T表示转置运算；

3）选取协作星座X={1，j}，中继节点根据自身发送比特信息选取X中一个元素作为协作符号x：如果中继发送比特为0，则x=1；如果中继发送比特为1，则x=j，其中j为虚数单位；

4）根据中继节点协作符号x和中继节点的两个接收信号r₁,r₂，得到中继节点的两个协作调制信号c₁和c₂：