一種基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種基于乘積型雙向并行中繼的軟信 息轉(zhuǎn)發(fā)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中繼協(xié)作技術(shù)能提高信號(hào)的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸速率，有著很好的發(fā)展前景。中繼 協(xié)作可W分為單向中繼網(wǎng)絡(luò)和雙向中繼網(wǎng)絡(luò)，相比于單向中繼，雙向中繼網(wǎng)絡(luò)具有更好的 頻譜效率，因而成為近年研究的熱點(diǎn)。在現(xiàn)有協(xié)作通信的研究中，中繼方案可W分為Ξ大 類，放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)、譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)和軟信息轉(zhuǎn)發(fā)(SIF)。放大轉(zhuǎn)發(fā)原理是中繼將接收信號(hào)按 照一定功率放大并轉(zhuǎn)發(fā)，具有低復(fù)雜度的特點(diǎn)。相反，譯碼轉(zhuǎn)發(fā)原理是中繼將接收信號(hào)進(jìn)行 譯碼、再編碼并轉(zhuǎn)發(fā)，具有較好的誤碼率性能的特點(diǎn)。軟信息轉(zhuǎn)發(fā)原理是將中繼端譯碼器迭 代譯碼后的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)。在雙向并行中繼網(wǎng)絡(luò)中，中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)來自兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行 處理，然后將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。近來，研究提出基于乘積型雙向中繼網(wǎng)絡(luò)，分析表明，在高 斯信道中，高信噪比下，乘積型雙向中繼網(wǎng)絡(luò)誤碼率性能優(yōu)于放大轉(zhuǎn)發(fā)方案。
[0003] 在現(xiàn)有雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的研究中，無論是譯碼轉(zhuǎn)發(fā)還是軟信息轉(zhuǎn)發(fā)，兩類轉(zhuǎn)發(fā)方案 的做法都是中繼節(jié)點(diǎn)分別對(duì)來自兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)做處理并且合并結(jié)果，較之于單向中 繼，系統(tǒng)的復(fù)雜度將會(huì)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā) 方法，通過中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)來自兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行乘積處理，然后對(duì)乘積后的信號(hào)進(jìn)行迭 代軟譯碼、歸一化后得到軟信號(hào)，再發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行迭代譯碼后得到對(duì)方源節(jié)點(diǎn)的源 信息估計(jì)值。本方法在中繼節(jié)點(diǎn)只進(jìn)行了一次迭代軟譯碼，方法復(fù)雜度低、誤碼率小，提高 了雙向并行中繼網(wǎng)絡(luò)的誤碼率性能。
[000引實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：
[0006] -種基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1:源節(jié)點(diǎn)A在第一個(gè)時(shí)隙對(duì)源信息SA進(jìn)行編碼調(diào)制得到編碼信息XA，并發(fā)送到 中繼節(jié)點(diǎn)Ri，i表示中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)，i為正整數(shù)；
[0008] 步驟2:源節(jié)點(diǎn)B在第二個(gè)時(shí)隙對(duì)源信息SB進(jìn)行編碼調(diào)制得到編碼信息XB，并發(fā)送到 中繼節(jié)點(diǎn)Ri;
[0009] 步驟3:中繼節(jié)點(diǎn)Ri對(duì)接收到的信號(hào)咬和故乘積處理得到為，其中r；表示中繼 節(jié)點(diǎn)Ri接收到的由源節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的信號(hào)，r;表示中繼節(jié)點(diǎn)Ri接收到的由源節(jié)點(diǎn)B發(fā)送的信 號(hào)；
[0010] 步驟4:對(duì)4進(jìn)行軟譯碼，迭代后得到軟信息/^7'，再采用互信息轉(zhuǎn)發(fā)MIF中繼轉(zhuǎn) 發(fā)函數(shù)計(jì)算得到符號(hào)互信息，經(jīng)過功率歸一化后得到軟信號(hào)表示譯碼器迭 代求解后、硬判決前的軟信息；
[0011]步驟5:中繼節(jié)點(diǎn)Ri在第Ξ個(gè)時(shí)隙將軟信號(hào)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)A和目的節(jié)點(diǎn) B；
[001引步驟6:目的節(jié)點(diǎn)A對(duì)軟信號(hào)/(/苦"')進(jìn)行迭代譯碼得到?和的估計(jì)值，由 /胃05^尋到SB的估計(jì)值S'B，其中，影表示異或運(yùn)算源信息。
[001引步驟7:目的節(jié)點(diǎn)B對(duì)對(duì)軟信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼得到*^^?如的估計(jì)值 軸度，古S適S @及度得到SA的估計(jì)值S 'Α。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在步驟1中，中 繼節(jié)點(diǎn)Ri接收到的信號(hào)為：
其中，hARi表示源節(jié)點(diǎn)A到中繼節(jié)點(diǎn)Ri的信道 向量，nAR康示源節(jié)點(diǎn)A到中繼節(jié)點(diǎn)Ri的噪聲。
[0015] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在步驟2中，中 繼節(jié)點(diǎn)Ri接收到的信號(hào)為：
，其中，hBRi表示源節(jié)點(diǎn)B到中繼節(jié)點(diǎn)Ri的信道 向量，riBR康示源節(jié)點(diǎn)昭忡繼節(jié)點(diǎn)Ri的噪聲。
[0016] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在步驟1和步驟 2中，調(diào)制方式均為二進(jìn)制相移鍵控BPSK調(diào)制。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，在步驟3中，中 繼節(jié)點(diǎn)將接收到的信號(hào)做乘積處理得：
[001 引
[0019] 其中，hAR康示源節(jié)點(diǎn)A到中繼節(jié)點(diǎn)Ri的信道向量，hBR康示源節(jié)點(diǎn)昭忡繼節(jié)點(diǎn)Ri的 信道向量，riAR康示源節(jié)點(diǎn)A到中繼節(jié)點(diǎn)Ri的噪聲，郵R康示源節(jié)點(diǎn)昭I忡繼節(jié)點(diǎn)Ri的噪聲，εΑΒ 是*0?進(jìn)行編碼調(diào)制所得，e表示異或運(yùn)算。
[0020] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，步驟4中所述的 MIF中繼轉(zhuǎn)發(fā)函數(shù)為：
[0021]
[0022] 其中，
是歸一化因子，E( ·)表示數(shù)學(xué)期望，sign(.) 是符號(hào)函數(shù)，λΑΒ是/jj的絕對(duì)值，Θ (λΑΒ)是關(guān)于λΑΒ的函數(shù)，表示為：
[0023]
e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)。
[0024] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于乘積型雙向并行中繼的軟信息轉(zhuǎn)發(fā)方法，步驟6中所述的 譯碼采用最大比合并方案。
[0025] 本發(fā)明采用W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下技術(shù)效果：
[0026 ] 1、本發(fā)明的方法復(fù)雜度低、誤碼率小；
[0027] 2、本發(fā)明的方法提高了雙向并行中繼網(wǎng)絡(luò)的性能；
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的雙向并行中繼通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明的方法流程圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明的模型圖；
[0031] 圖4是瑞利信道下雙向并行兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)誤碼率性能對(duì)比圖；
[0032] 圖5是瑞利信道下雙向并行Ξ個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)誤碼率性能對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明的雙向并行中繼通信網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)（同時(shí)也是目的節(jié)點(diǎn)） A、B和多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)組成。通信過程分為Ξ個(gè)時(shí)隙。圖中，點(diǎn)線表示第一個(gè)時(shí)隙源節(jié)點(diǎn)A向中 繼節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送XA，虛線表示第二個(gè)時(shí)隙源節(jié)點(diǎn)B向中繼節(jié)點(diǎn)廣播發(fā)送XB，實(shí)線表示第Ξ個(gè) 時(shí)隙中繼節(jié)點(diǎn)將軟信號(hào)廣播發(fā)送至兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)A、B。
[0035] 如圖2、圖3所示，對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的步驟進(jìn)行具體描述：
[0036] (1)在第一個(gè)時(shí)隙，源節(jié)點(diǎn)A對(duì)源信息SA進(jìn)行編碼調(diào)制為XA，并發(fā)送到多個(gè)中繼節(jié) 點(diǎn)，其中，中繼節(jié)點(diǎn)R1接收到的信號(hào)為：
[0037]
[0038] 其中，rj表示中繼節(jié)點(diǎn)R1接收到的源節(jié)點(diǎn)A發(fā)送信號(hào)，hAR讀示源節(jié)點(diǎn)A到中繼節(jié)點(diǎn) R1的信道向量，nm表示中繼節(jié)點(diǎn)R1的噪聲。
[0039] (2)在第二個(gè)時(shí)隙，源節(jié)點(diǎn)B對(duì)源信息SB進(jìn)行編碼調(diào)制為XB，并發(fā)送到多