[发明专利]针对全双工协作通信系统的空时交织卷积码编码方法

权利要求书

1.针对全双工协作通信系统的空时交织卷积码编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1、系统初始化：

采用最小均方误差信道估计方法，估计源节点到中继节点第k根天线的信道参数中继节点第k根天线到第j根天线的环路信道参数h_kj、中继节点第k根天线到目的节点的信道参数

Step2、源节点发送信号与中继节点接收信号：

2a、源节点对发送信号进行调制，将调制后的信号发射给中继节点，中继节点接收天线接收源节点的发射信号并通过发射天线向目的节点转发源节点的发射信号，同时中继节点接收天线接收自身转发的源节点发射信号，中继节点接收信号的表达式如下：

rk(i)=hSR(k)x(i)+Σj=1rhkjt(j)(i)+ωR(k)(i),]]>

其中，r^k(i)为中继节点的第k根天线在i时隙的接收信号，x(i)为源节点i时隙的发射信号，h_kj为中继节点第k根天线到第j根天线的环路信道参数，t^j(i)为中继节点的第j根天线在i时隙的发射信号，r为中继节点接收天线数目，为中继节点的第k根天线在i时隙的高斯噪声；

2b、用矩阵形式表示所述中继节点的接收信号，表达式如下：

R(i)＝h_SRx(i)+H_LIt(i)+w_R(i),

其中，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为环路干扰信道参数矩阵，t(i)为中继节点的发射信号，w_R(i)为中继节点在i时隙的高斯噪声；

Step3、中继节点估计源节点的发射信号：

中继节点通过去除其自身环路信号对源节点的发射信号进行估计，按照下列公式进行估计：

x^(i)=R(i)-HLIt(i)=hSRx(i)+wR(i),]]>

其中，为第i时隙源节点的估计信号向量，R(i)为第i时隙中继节点接收端的接收信号矩阵，t(i)为第i时隙中继节点发送端的发射信号向量，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，x(i)为第i时隙源节点的发射信号，w_R(i)为中继节点接收端在i时隙的高斯噪声；

Step4、中继节点发送信号：

中继节点根据接收信号放大转发过程和对干扰信号的部分消除过程得到发送信号，发送信号表达式如下：

t(i)=BΣj=1b(HLIB)j-1hSRx(i-j)+BΣj=1b(GLIB)j-1wR(i-j),]]>

其中，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(i)为第i时隙源节点的发射信号，w_R(i)为中继节点接收端在i时隙的高斯噪声，b为源节点发射信号连续编码的符号个数，为中继链路有用信号项，为中继节点接收端噪声项；

Step5、目的节点接收信号：

中继节点的发射天线发送空时交织卷积编码信号到达目的节点，得到目的节点的接收信号为：

y＝h_RDC+W

其中，C为中继节点发送的空时交织卷积编码矩阵，h_RD为中继节点到目的节点的信道信息向量，W为中继节点到目的节点的噪声向量；

Step6、目的节点译码并解调：

6a、目的节点应用最小均方误差方法，实现对接收信号的空时解码；

6b、目的节点对目的节点空时解码后的信号解调，恢复源节点的发射信号。

2.根据权利要求1所述的空时交织卷积码编码方法，其特征在于，在步骤Step4中，对干扰信号的部分消除过程按如下步骤进行：

4a、中继节点根据接收信号放大转发过程得到需发送给目的节点的信号，所述发送信号表达式如下：

t(b)=BR(b-1)=BΣj=1b(HLIB)j-1[hSRx(b-j)+wR(b-j)]]]>

其中，R(b-1)为第b-1时隙中继节点接收端的接收信号，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(i)为第i时隙源节点的发射信号，w_R(i)为中继节点接收端在i时隙的高斯噪声，b为源节点发射信号连续编码的符号个数；

4b、利用步骤4a中的中继节点发送信号得到中继节点的接收信号，所述接收信号为：

R(b)=hSRx(b)+wR(b)+HLIt(b)=Σj=1b(HLIB)j-1hSRx(b-j+1)+Σj=1b(HLIB)j-1wR(b-j+1)+(HLIB)b[hSRx(0)+wR(0)]]]>

其中，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(b-i-j)为第b-i-j时隙源节点的发射信号，w_R(b-i-j)为中继节点接收端在b-i-j时隙的高斯噪声，b为源节点发射信号连续编码的符号个数，第一项为中继节点接收信号的有用信号，第二项为中继节点接收信号的噪声信号，第三项(H_LIB)^b[h_SRx(0)+w_R(0)]为中继节点接收信号的干扰信号；

4c、根据Step3中中继节点对源节点发送信号的估计，消除步骤4b中接收信号中的第三项，得到中继节点在b+1时隙的发送信号：

t(b+1)=B[R(b)-(HLIB)b[hSRx(0)+wR(0)]]=B[R(b)-(HLIB)bx^(0)]=BΣj=1b(HLIB)j-1hSRx(b-j+1)+BΣj=1b(HLIB)j-1wR(b-j+1)]]>

其中，R(b)为第b时隙中继节点接收端的接收信号，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(b-j+1)为第b-j+1时隙源节点的发射信号，w_R(b-j+1)为中继节点接收端在b-j+1时隙的高斯噪声，为0时隙中继节点对源节点发送信号的估计向量，且当时隙i≤-1时，b为源节点发射信号连续编码的符号个数；

4d、中继节点将步骤4c中的消除过程循环k次，得到中继节点b+k时隙的发送信号：

t(b+k)=B[R(b+k-1)-(HLIB)bx^(k-1)]=BΣj=1b(HLI)j-1hSRx(b+k-j)+BΣj=1b(HLIB)j-1wR(n+k-j)]]>

其中，R(b+k-1)为第b+k-1时隙中继节点接收端的接收信号，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(b+k-j)为第b+k-j时隙源节点的发射信号，w_R(b+k-j)为中继节点接收端在b+k-j时隙的高斯噪声，为k-1时隙中继节点对源节点发送信号的估计向量，且当时隙k-1≤-1时，b为源节点发射信号连续编码的符号个数；

4e、将干扰项消除后，中继节点得到的最终发送信号为：

t(i)=B[R(i-1)-(HLIB)bx^(i-b-1)]=BΣj=1b(HLIB)j-1hSRx(i-j)+BΣj=1b(HLIB)j-1wR(i-j)]]>

其中，R(i-1)为第i-1时隙中继节点接收端的接收信号，h_SR为源节点到中继节点的信道参数矩阵，H_LI为中继节点环路信道参数矩阵，B为中继处可变增益的放大因子矩阵，x(i-j)为第i-j时隙源节点的发射信号，w_R(i-j)为中继节点接收端在i-j时隙的高斯噪声，为i-b-1时隙中继节点对源节点发送信号的估计向量，b为源节点发射信号连续编码的符号个数。