[发明专利]双向中继通信系统信号发送和接收方法

权利要求书

1.双向中继通信系统信号发送和接收方法，所述双向中继通信系统包括基站1 、基站2和中继台，其特征在于：

在基站1 端，包括：

数据发送：在发送的数据中插入标记符号构成发送符号，所述标记符号在基站1 和基站2 均为已知的；

信号接收：包括以下步骤：

S1、进行标记符号重构；其中，

基站1收到的信号为：

其中，s₁＝[s₁(1),s₁(2),…s₁(n)，…,s₁(N)]为基站1的发送符号构成的信号向量，s₁(n)表示s₁中的第n个发送符号，n＝1,2，...，N，s₂＝[s₂(1),s₂(2),…s₂(n)，…,s₂(N)]为基站2的发送符号构成的信号向量，s₂(n)表示s₂中的第n个发送符号，n＝1,2，...，N，N表示共有N个发送符号，h₁表示从基站1到中继台的信道响应，h₂表示从基站2到中继台的信道响应，u是指中继台的接收噪声，u₁是指基站1的接收噪声，u(n)表示u中第n个数据，n＝1,2，...，N，u₁(n)表示u₁中第n个数据，n＝1,2，...，N，其中u(n)和u₁(n)服从均值为0方差为σ²的循环对称复高斯分布，即u(n)、u₁(n)和s(n)都独立；P_r表示中继台的平均发送功率，x表示中继台接收到的信号，x＝h₁s₁+h₂s₂+u；通过基站1和基站2各自发送的标记符号来重构出所有的标记符号；

S2、采用聚类算法对部分接收信号聚类，具体为采用高斯混合模型的聚类方法：

将要聚类的接收信号用c表示，共有M个接收信号，令最大似然函数为

其中，c(m)表示c中第m个接收信号，m＝1,2，...，M，I为高斯分布具有相同的协方差矩阵的个数，在通信系统中，令发送端以相等概率发送各发送符号，并且噪声的方差在不同时刻保持不变，I个高斯分布具有相同的协方差矩阵，利用这些先验信息，令得

在期望最大化算法中通过引入隐变量来求参数即引入隐变量z来求解，其中z_i∈{0,1}，并且即z中只有元素为1，c(m)属于第i组的概率为

将(3)式中的函数关于均值和协方差分别求导等于0可得

通过将公式(3)、(4)、(5)经过迭代就可以求得高斯混合分布的参数，并将c(m)分组，首先将重构出的标记符号作为初始均值，将1作为初始方差，通过(3)式计算后验概率，然后基于(3)式的结果计算(4)、(5)式的值，再将(4)、(5)式的结果用于计算(3)式，如此迭代，直到似然函数(2)式小于门限值，γ(z_mi)中对于i＝1,…,I中最大值对应的下标代表c(m)所在的组；

S3、采用S1中重构的标记符号标识S2中获得的聚类，即将接收信号聚类好之后，再用重构的标记符号标识每一组所代表的发送符号；

S4、恢复出部分接收到的发送符号；

S5、重复步骤S2-S4恢复全部接收到的发送符号；

在基站2 端，采用与上述基站1 端完全相同的方法进行数据收发。