[发明专利]基于空间调制的非对称双向中继方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及多天线和双向中继技术领域中的一种基于空间调制的非对称双向中继方法。本发明可应用于由于距离、信道条件等不同产生的多天线非对称双向中继通信场合中用户双方进行信息交换。

背景技术

在双向中继信道中，由源节点A、源节点B、中继节点R组成。当两个源节点到中继节点由于距离、信道条件等不同而导致传输速率不同时，会形成非对称双向中继信道。在该信道上一个重要的研究内容是中继节点如何处理两个源节点信息速率不匹配的问题。

Park等人在文章“Hierarchically modulated network coding for asymmetric two-way relay systems”(IEEE Transaction on Vehicular Technology,Volume:59,NO.5,June 2010)中公开了一种分级调制网络编码HMNC的方法。该方法针对两个源节点之间存在直连链路的情况，采用三时隙的多址广播协议，具体实施步骤是：在时隙1，将信息速率更高的源节点的发送信息A分为高优先级信息和低优先级信息，然后采用分级调制的方法，对该节点的发送信息进行分级调制并广播出去；信息速率较低的源节点只能够解调出发送信息A高优先级信息，中继节点则可以解调出发送信息A的高优先级信息和低优先级信息。在时隙2，采用普通的调制方法对速率较低的源节点的发送信息B进行调制并广播出去；信息速率较高的源节点不能够解调出有用的信息，中继节点能够解调出发送信息B。在时隙3，中继节点将时隙1中解调出的发送信息A的低优先级信息和时隙2中译出的发送信息B逐比特异或后采用普通的调制方法将其广播出去。两个源节点根据接收到的信息和自身的发送信息均能够译出对方的发送信息。该方法存在的不足之处是：需要根据目标的高低优先级对应的误码率与优先级指数的复杂关系，设计优先级参数，复杂度较高，并且只能应用于两个源节点之间存在直接链路的场景。

XueHua Zhang等人在文章“On hierarchical network coding versus opportunistic user selection for two-way relay channels with asymmetric data rates”(IEEE Transaction on Communications,Volume:61,NO.7,July 2013)中公开了一种分级补零网络编码HZPNC的方法。该方法针对两个源节点之间不存在直连链路的情况，主要操作是：中继节点首先对速率较低的源节点发送信息进行补零，然后将两个源节点的信息进行简单网络编码，接下来将网络编码后的信息分为高优先级信息和低优先级信息，采用分级调制的方法，将网络编码后的信息广播出去。该方法的不足之处是：与第一种方法类似，同样需要设计优先级参数，复杂度较高，不同之处是，分级补零网络编码HZPNC只能应用于两个源节点之间不存在直接链路的场景。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，针对非对称双向中继如何处理源节点速率不匹配这一问题，提出一种适合非对称传输速率的性能更好的双向多天线中继方法。

本发明实现上述目的的具体步骤如下：

所述方法适用于下述场景：在不对称双向中继的通信场合中，目标速率不对称的源节点N₁和源节点N₂，一个中继节点R，每个节点中均设置一定数目的天线，天线设置的数目在2、4、8、16中任意选择。所述方法包括步骤如下：

(1)源节点N₁发送信息：

在采用三时隙的多址广播协议的第一时隙中完成以下步骤；

(1a)采用空间调制方法，源节点N₁对发送信息A进行空间调制，得到已调信息K；

(1b)广播已调信息K；

(1c)中继节点R对接收的已调信息K进行解调，得到解调信息D；

(1d)源节点N₂对接收的已调信息K进行解调，得到解调信息E；

(2)源节点N₂发送信息：

在采用三时隙的多址广播协议的第二时隙中完成以下步骤；

(2a)采用空间调制方法，源节点N₂对发送信息B进行空间调制，得到已调信息J；

(2b)广播已调信息J；

(2c)中继节点R对接收的已调信息J进行解调，得到解调信息F；