[发明专利]基于多中继协作空间调制系统的联合映射的工作方法

说明书

基于多中继协作空间调制系统的联合映射的工作方法，该系统包括一个信源节点S，一个目的节点D和N个中继节点，第n个中继节点为R_n，n＝1,2,…,N，S配N_t根发射天线，R_n和D配单根天线。信源发送的信息比特经过串并转换为三部分，根据信道状态信息(CSI)计算得到的余弦相似度，分别选择中继节点R_n，信源发射天线l，调制符号x_m；其次，x_m由所选信源天线l发送到中继R_n，中继R_n采用放大前传或者译码前传协议，将信号转发给目的节点；最后，目的节点采用最大似然检测算法对接收信号进行解调恢复。本发明根据CSI对中继节点、发送天线和调制符号进行联合映射，有效提高系统频谱效率，改善系统性能。

技术领域

本发明涉及一种基于多中继协作空间调制系统的联合映射的工作方法，属于射频通信领域。

背景技术

无线通信发展到今天，用户对当前无线通信的传输速率、可靠性的要求越来越高。面对这样的需求背景，具有更高速率、更低能耗和更加可靠的传输性能是未来无线通信技术的研究热点。空间调制(SM)技术作为一种新型的多天线传输技术，在发送端激活一根天线传输数据，有效的避免信道间干扰(ICI)和天线间同步(IAS)等问题。SM系统不可避免的受到信道衰落及阴影效应的影响，导致通信质量下降。协作通信技术可利用多个单天线移动设备共享各自的天线参与协作转发而形成虚拟多输入多输出(MIMO)系统，实现空间分集和复用增益，有效的克服信道衰落问题，扩大传输距离和覆盖面积，进一步提升系统的性能。基于协作中继技术的空间调制系统，将空间维度调制从天线扩展到协作中继节点及二者的结合，发挥空间调制技术和协作通信技术的优势，提升系统的分集增益，克服信道衰落影响，同时还通过优化设计来节省系统功耗及降低复杂度，进一步改善系统性能，在未来的无线通信中具有重要的科研价值和应用前景。

S.Sugiura等(参见S.Sugiura,S.Chen,H.Haas,P.M.Grant,and L.Hanzo,“Coherent versus non-coherent decode-and-forward relaying aided cooperativespace-time shift keying,”IEEE Trans.Commun.,vol.59,no.6,pp.1707-1719,June2011.)提出了基于DF中继协作的空时移键控(STSK)系统，文中提出了相干协作STSK方案，每个中继节点采用DF协议传输数据，利用基于循环冗余校验的差分矢量进行误比特率检测，可实现传输速率与分集增益的折中。S.R.Hussain等(参见S.R.Hussain,S.Shakeera,and K.R.Naidu,“BER analysis of amplify and forward scheme with best relayselection in space shift keying system,”IEEE Int.Conf.Commun.&Sig.Proc.,pp.1722-1726,Apr.2015.)介绍了基于最佳中继选择的空移键控(SSK)调制调制方案，根据信道链路瞬时信噪比选择参与协作转发的最佳中继节点，并采用AF协议将信号放大后转发到目的节点。P.Som等(参见P.Som,and A.Chockalingam,“Bit error probabilityanalysis of SSK in DF relaying with threshold-based relay selection andselection combining,”IEEE Commun.Lett.,vol.18,no.1,pp.18-21,Jan.2014.)提出了基于最佳中继选择的SSK调制方案，根据门限值选择出最佳中继节点，并采用DF协议将接收到信号先译码再转发到目的节点，并给出了该系统端到端的误码率闭式表达式。以上方案在中继选择的方式上不够灵活，频谱效率低，系统资源不能充分利用，使得系统的使用场景受到了一定的限制，不能有效的提高系统的性能。

发明内容