[发明专利]用于水声协作通信的UDIF协作策略及JMC-TED检测器

权利要求书

1.一种用于水声协作通信的UDIF协作方法，其特征在于假定中继节点位于源节点和目标节点之间，d_RD和分别表示S₁→R、R→D和S₁→D的距离，这些距离需满足和为了尽可能避免错误传播的问题，假设以确保S₁→R的信道具有较高的瞬时信噪比SNR；为了完成一个数据包的传输，UDIF需要两个阶段，过程如下：

步骤1：广播阶段：源节点S₁将其信号广播到中继和目的节点D中，S₁的发送信号根据IDMA系统发射机生成，交织器I₁应与其他节点不同，在所提出的UDIF中，目的地和中继节点接收信号可以分别表示为(3)和(4)，

其中，表示第k个源节点的发射功率，表示由S_k到节点j的水声信道的冲击响应，j∈{D,R}，v_j(t)表示加性高斯白噪声的采样，其均值为零和方差为j∈{D,R}；

步骤2：中继阶段，中继节点接收到来自于S₁的信号后，首先对接收到的信号进行解码，而后，用IDMA发射机对发送数据进行重新处理，形成中继的发射信号，并立即将信号重传到目的节点D，令x_R(t)表示中继节点的发送信号，在目的节点端接收到的信号r_RD(t)可由下式给出：

其中，h_iD(t)表示节点i到D的信道脉冲响应，i∈{R,S₁,S₂,…,S_K}，v_i(t)表示加性高斯白噪声的采样，其均值为零和方差为i∈{RD}，因此，在目的地节点接收到的信号可表示为：

其中，v(t)表示加性高斯白噪声的采样，其均值为零和方差为σ²。

2.根据权利要求1所述的一种用于水声协作通信的UDIF协作方法，其特征在于所述用于水声协作通信的协作策略UDIF是针对异步水声协作网络的，该异步水声协作网络由K个源节点S_k(k＝1,2,3,…,K)、一个UDIF中继节点R和一个目的节点D组成，其中，S₁在中继节点R的协作下将信息传送到目的节点D，所有节点均工作于半双工模式，每个节点配有一个发送和接收元件；假设中继节点和目标节点接收到的数据包都是完全同步的；节点i和j间的信道用h_ij表示，其中，i,j∈{S_k,R,D}，信道脉冲响应h_ij(t)可由统计水声信道模型获得；不失一般性，假设每个链路中的噪声为加性高斯白噪声；假设所有节点有相同的平均功率约束；还假设多址技术采用IDMA，源节点的发射机采用IDMA发射机，令表示第k个源节点发送的信息，其中b_k(n)∈{0,1}，N_b为信息比特的数量，首先，以码率为R_c的加扰重复码对b_k编码，生成的编码序列为c_k＝[c_k(1),c_k(2),…,c_k(N)]^T (1)，其中N表示编码后的帧长，N＝N_bF，F表示扩频因子；而后，编码后的信息经交织器I_k进行交织处理，交织操作将打乱编码序列c_k的位置信息，使得相邻的码片几乎不相关；接下来，交织器的输出映射到正交相移键控QPSK符号，可表示为其中，d_k(m)表示对于QPSK数据流，第k个用户的第m个编码后的码片比特信息，N_q表示QPSK调制后的码片比特数量，N_q＝N/2，A_k表示第k个用户发送信号的幅度，T表示符号持续时间，g(t)表示升余弦脉冲，这是一个实值函数，时间限制在区间[0,T]，和进行归一化处理，即其中值得注意的是扩频单元对于所有源节点都是相同的，其等价为一个比特重复操作和一个加扰单元；不同的交织器用于区分不同的用户，这些交织器是随机独立生成的。