[发明专利]一种高阶调制下信号子空间正交对齐方法

说明书

本发明属于无线通信及网络编码领域，具体涉及一种高阶调制下信号子空间正交对齐方法，具体步骤如下：对信号子空间进行正交对齐时，交互信号形成的空间方向顺序的确定；利用已确定的信号空间方向的正交投影空间，选择合适的预编码矢量；应用物理层网络编码技术，对发送信号进行高阶调制后，解决中继端模糊映射的问题。本发明解决了高阶调制下中继产生的模糊映射问题，提高了系统的通信效率。

技术领域

本发明属于无线通信及网络编码领域，具体涉及一种高阶调制下信号子空间正交对齐方法。

背景技术

信号空间对齐(Signal Space Alignment,SSA)技术将无线空域中配对的独立信号流成对地对齐到相同的子空间上，减少信号占用的空间维度，提高空间资源利用率。中继对每一对对齐后信号进行网络编码(Network Coding,NC)处理，通过中继节点对多个信源信息进行联合编码处理，提高了频谱效率。物理层网络编码技术对天然叠加在一起的电磁波加以利用，借助于网络编解码操作，实现了同一时间允许多个信源发送信息，进一步提升了无线网络的吞吐量和无线中继系统的系统容量。

在衰落的环境中，传统的信号空间对齐方法，其系统的误码率性能即使在高信噪比下也会显著下降。这是因为由预编码矢量和信道矩阵形成的空间对齐方向没有以有效的方式分配信号功率，同时，由于信号空间对齐所要求的节点天线数配置的局限性使得该方案求得的预编码矢量所产生的空间对齐方向唯一且无法实现优化，导致误码率性能得不到改善。利用用户端天线数的冗余，增加用户端预编码矢量选择的灵活度，使得中继端交互信号形成的空间对齐方向两两正交，从而减少信号星座图的点数，简了译码的复杂度，同时增大星座图中点之间的距离，获得更好的译码性能。另一方面，在实现正交求解预编码矢量的过程中，对每一个空间对齐方向的确定顺序以及预编码矢量的求解顺序直接影响着所对应交互信号的误码率性能。

综上所述，针对现有技术存在的问题，提出相应的解决思路：

在实现正交求解预编码矢量的过程中，第一个求解并确定的空间对齐方向所对应的交互信号总是有最好的误码率，第二个求解并确定的空间方向误码率性能次之，最后确定的空间方向所对应的交互信号的误码率性能最差。基于此，就系统的整体性而言，为提高系统的整体性能，提出的改善性能思路是：首先求解并确定最差信道所对应的交互信号在中继形成的空间方向，最后确定最优信道的交互信号的空间方向。

另一方面，发送端采用高阶调制方式可以有效提高系统的频谱效率，但高阶调制会使得中继在进行物理层网络编码的过程中产生模糊检测的问题，导致用户无法正确解码而获得所需信息。因此，研究高阶调制下的物理层网络编码的中继映射方案也有着非常重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高阶调制下信号子空间正交对齐方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种高阶调制下信号子空间正交对齐方法，步骤如下：

步骤一、建立MIMO Y信道系统模型；

步骤二、对用户发送的信号进行高阶调制，将其信息比特做相应的调制映射；

步骤三、MAC阶段将调制后的信号经过预编码处理发送给中继；

步骤四、中继端实现信号子空间两两对齐到同一信号空间方向；

步骤五、中继端将每一对齐后的空间方向上的叠加信号应用物理层网络编码技术解调映射，解决模糊检测的问题；

步骤六、在实现信号空间两两对齐的基础上设计信号子空间正交对齐，以及确定模型收发天线数目需满足的条件；

步骤七、从功率分配角度出发解决功率有效性；

步骤八、确定交互信号形成的空间方向的求解顺序；