[发明专利]一种自适应差分中继网络编码方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域,具体涉及一种自适应差分中继网络编码方法。该方法可 用于需要中继的远距离无线通信系统中，例如蜂窝移动通信系统中基站和小区边缘的移动终 端之间进行中继传输。

背景技术

近年来,用户对视频点播等高速无线数据业务的需求日益增强，这对无线网络的覆盖和 带宽提出了更高的要求。然而由于无线电波信号在空气中随着传输距离的增加而迅速衰减， 在发射功率一定的制约下,无线通信系统中发射端和接收端的通信距离受到一定的限制。当 发射端和接收端的距离较远时，传输误码率就会显著增加。

通过在发射端和接收端中间引入中继终端进行信号的转发,可以在一定程度上降低终端 功率消耗,增大传输距离，降低误码率。其中无线双向中继技术由于其较低的实现复杂度和 较高的传输效率,在近年来得到了业界广泛关注。典型的无线双向中继系统如图1所示，其 中两个用户终端A和B在中继终端R的帮助下进行双向通信。

对于无线双向中继通信系统，如果采用相干通信，用户终端以及中继终端都需要进行信 道估计。与传统的没有中继的点对点直接通信系统相比，无线双向中继通信系统中的信道估 计非常复杂，将大大增加两个用户终端的复杂度。为避免信道估计，可以采用非相干的差分 双向中继传输技术。例如文献[1]中提出了基于解码转发的部分非相干差分中继传输方法，其 中两个用户终端不需要进行信道估计，但中继终端仍然需要通过信道估计获得信道信息,以便 进行信号检测与转发。

即第一个时隙，两个用户终端A和B同时发送信号给中继终端R，第二个时隙，中继终 端对在第一个时隙中接收到的信号进行处理后广播给两个用户终端A和B。这种两个时隙的 双向中继通信传输技术存在一定的缺点：一是没有利用到两个用户终端A和B之间的直接链 路，因此性能不是最优的；二是在第一个时隙中，需要两个用户终端A和B实现严格时间同 步以确保中继终端R能顺利进行信号检测和转发，然而在实际的系统中是很难实现严格时间 同步的。

发明内容

为解决上述问题，本发明针对现有方法的不足，本发明提出一种自适应差分中继网络编 码传输方法，分为三个时隙进行，基本流程如下:

第一个时隙，用户A对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户 B和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户A的发送信息,并进行循环冗余校 验(CRC)以判断是否正确解码。

第二个时隙，用户B对需要发送的信息符号进行差分调制，将调制后的符号广播给用户 A和中继R。中继R对接收到的信号进行差分检测估计用户B的发送信息,并进行循环冗余校 验(CRC)以判断是否正确解码。

第三个时隙，中继R根据前两个时隙的解码结果，进行自适应差分中继网络编码，并将 编码后的数据广播给用户A和B。自适应差分中继网络编码分为4种情况:情况1)中继R 对A和B的解码都正确，则中继对解码后的数据符号直接相乘后广播给A和B；情况2)中 继R对A解码正确，但对B的解码存在错误，则中继将解码后的A数据符号与第二个时隙接 收到的来自用户B的接收信号相乘后广播给A和B；情况3)中继R对B解码正确，但对A的 解码存在错误，则中继将解码后的B数据符号与第一个时隙接收到的来自用户A的接收信号 相乘后广播给A和B；情况4)中继R对A和B的解码都错误，则中继将前两个时隙的接收信 号相乘后广播给A和B；

在第三个时隙结束时，用户A和B分别根据各自接收到的来自直接链路和中继信号进行 差分检测来估计对方的发送信号。

与现有方法相比，本发明采用三个时隙进行数据传输，从而可以利用直接链路提高接收 信号质量，降低误码率。此外，本发明中两个用户终端A和B在不同的时隙发送信号，不需 要严格时间同步,从而降低了实现复杂度。

附图说明

图1为本发明提出的基于信道质量的三时隙差分相乘双向中继传输示意图；

图2为传统两时隙差分双向中继传输示意图；

图3为本发明提出的传输方法在瑞利衰落信道下的误码率性能曲线图。

具体实施方式

本发明提出的技术方案具体步骤如下：