Y信道中低复杂度的干扰消除方法技术

本发明专利技术公开了一种Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于4个用户和一个中继节点的Y信道，且用户和中继节点都配置6根天线。在多址(MA)阶段，每个用户对期望发送给其他3个用户的调制信号进行Alamouti编码以及码字对齐预编码，然后将预编码后的码字相加并且发送出去；在广播(BC)阶段，中继节点分离每对码字并且译码每对码字的元素，将译码得到的信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字发送出去，4个用户分离码字并且译码，进而得到自身的期望接收信号。该发明专利技术的最大似然译码复杂度与调制阶数的平方成正比。

【技术实现步骤摘要】
Y信道中低复杂度的干扰消除方法
本专利技术涉及通信领域，尤其是Y信道中的干扰消除方法。
技术介绍
中继技术使用中继节点将接收到的信号重新处理后发送出去。应用中继阶数可以扩展小区覆盖范围，消除或减少通信盲点，是当前无线通信技术的研究热点之一。大量的中继研究工作是基于单天线的，事实上，在固定中继节点上配置多天线能更有效地提高系统性能。学者们对MIMO中继信道的模型从不同的角度进行了扩展，提出了多用户双向中继信道和多用户多向中继信道等模型，Y信道就是其中的一种。Y信道模型包含多个用户和1个中继节点。用户之间没有直接的链路，每个用户通过中继节点向其他用户发送信息。假定所有的节点都采用半双工模式，并且都已知信道状态信息。Y信道的传输模式分为3种，分别是TDMA模式、MU-MIMO模式和两时隙传输模式。两时隙传输模式中，第一时隙称为多址(MultipleAccess,MA)阶段，第二时隙称为广播(Broadcast,BC)阶段。在MA阶段，多个用户向中继节点发送信号。在BC阶段，中继节点对接收到的信号译码并且对译码得到的信号进行网络编码，然后转发给所有用户。文献“AchievableDegreesofFreedomoftheFour-UserMIMOYchannel”(IEEECommunicationLetters,，2014年第18卷第1期)给出了一种Y信道中信号的传输方法及译码方法。该文献考虑4个用户1个中继节点的Y信道，在MA阶段，中继节点需要译码8对符号(每对符号包含2个调制符号)，这8对符号相互干扰。若采用低复杂度的译码方法，比如线性译码，则误符号率较高，会造成BC阶段的错误传播；若采用最大似然(MaximumLikelihood,ML)译码，其复杂度与调制阶数的16次方成正比。
技术实现思路
本专利技术公开了一种Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于4个用户和一个中继节点的Y信道，且用户和中继节点都配置6根天线。该方法的最大似然(ML)译码复杂度与调制阶数的平方成正比。实现本专利技术的技术思路是：在MA阶段，每个用户对期望发送给其他3个用户的调制信号进行Alamouti编码以及码字对齐预编码，然后将预编码后的码字相加并且发送出去；在BC阶段，中继节点分离每对码字并且译码每对码字的元素，将译码得到的信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字发送出去，4个用户分离6个Alamouti码字并且译码，进而得到自身的期望接收信号。本专利技术的具体步骤如下：A，4个用户和中继节点计算归一化的码字对齐预编码矩阵Vij，i＝1,2,3，4，j＝1,2,3,4，i≠j，Vij的阶数为6×2，Vij满足HR1V21＝HR2V12、HR1V31＝HR3V13、HR1V41＝HR4V14、HR2V32＝HR3V23、HR2V42＝HR4V24以及HR3V43＝HR4V34，其中，HRk是用户k到中继节点的信道矩阵，阶数为6×6，k＝1,2,3，4；B，用户1对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户2对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户4对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，然后3个用户分别对码字进行码字对齐预编码，最后将预编码后的码字发送出去；C，中继节点译码，然后对译码得到的符号进行Alamouti编码以及预编码，最后将预编码后的码字发送给每个用户；D，用户1对其接收信号译码，得到期望接收的码字；E，用户2对其接收信号译码，得到期望接收的码字；F，用户3对其接收信号译码，得到期望接收的码字；G，用户4对其接收信号译码，得到期望接收的码字。进一步，所述步骤B具体包括：B1，用户1对其调制信号sk21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21，(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31，(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk41进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户4的2×2的码字S41，(·)*表示共轭；B2，用户2对其调制信号sk12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12，(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32，(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk42进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户4的2×2的码字S42，(·)*表示共轭；B3，用户3对其调制信号sk13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13，(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23，(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk43进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户4的2×2的码字S43，(·)*表示共轭；B4，用户4对其调制信号sk14进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户1的2×2的码字S14，(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk24进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户2的2×2的码字S24，(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk34进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户3的2×2的码字S34，(·)*表示共轭；B5，用户1对S21、S31和S41进行预编码，得到V21S21、V31S31和V41S41，用户1发送V21S21+V31S31+V41S41；B6，用户2对S12、S32和S42进行预编码，得到V12S12、V32S32和V42S42，用户2发送V12S12+V32S32+V42S42；B7，用户3对S13、S23和S43进行预编码，得到V13S13、V23S23和V43S43，用户3发送V13S13+V23S23+V43S43；B8，用户4对S14、S24和S34进行预编码，得到V14S14、V24S24和V34S34，用户4发送V14S14+V24S24+V34S34。进一步，所述步骤C具体包括：C1，中继节点用R1表示其接收信号，NR1是噪声，NR1和R1的阶数均为6×2，中继节点分离R1中包含的6个具有Alamouti结构的码字，即分离S21+S12、S31+S13、S41+S14、S32+S23、S24+S42和S34+S43；C2，中继节点译码S21+S12的元素、S31+S13的元素、S41+S14的元素、S32+S23的元素、S24+S42的元素和S34+S43的元素，用a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S41+S14的元素得到的符号，用d1和d2表示译码S32+S23的元素得到的符号，用e1和e2表示译码S24+S42的元素得到的符号，用f1和f2表示译码S34+S43的元素得到的符号；C3，中继节点对步骤C2译本文档来自技高网...

【技术保护点】
Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于四个用户和一个中继节点的Y信道，且每个用户和中继节点都配置6根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，4个用户和中继节点计算归一化的码字对齐预编码矩阵Vij，i＝1,2,3，4，j＝1,2,3,4，i≠j，Vij的阶数为6×2，Vij满足HR1V21＝HR2V12、HR1V31＝HR3V13、HR1V41＝HR4V14、HR2V32＝HR3V23、HR2V42＝HR4V24以及HR3V43＝HR4V34，其中，HRk是用户k到中继节点的信道矩阵，阶数为6×6，k＝1,2,3，4；B，用户1对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户2对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户4对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，然后3个用户分别对码字进行码字对齐预编码，最后将预编码后的码字发送出去，具体过程如下：B1，用户1对其调制信号sk21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21，S21=s121-s221*s221s121*,]]>(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31，S31=s131-s231*s231s131*,]]>(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk41进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户4的2×2的码字S41，S41=s141-s241*s241s141*,]]>(·)*表示共轭；B2，用户2对其调制信号sk12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12，S12=s112-s212*s212s112*,]]>(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32，S32=s132-s232*s232s132*,]]>(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk42进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户4的2×2的码字S42，S42=s142-s242*s242s142*,]]>(·)*表示共轭；B3，用户3对其调制信号sk13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13，S13=s113-s213*s213s113*,]]>(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23，S23=s123-s223*s223s123*,]]>(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk43进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户4的2×2的码字S43，S43=s143-s243*s243s143*,]]>(·)*表示共轭；B4，用户4对其调制信号sk14进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户1的2×2的码字S14，S14=s114-s214*s214s114*,]]>(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk24进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户2的2×2的码字S24，S24=s124-s224*s224s124*,]]>(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk34进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户3的2×2的码字S34，S34=s134-s234*s234s134*,]]>(·)*表示共轭；B5，用户1对S21、S31和S41进行预编码，得到V21S21、V31S31和V41S41，用户1发送V21S21+V31S31+V41S41；B6，用户2对S12、S32和S42进行预编码，得到V12S12、V32S32和V42S42，用户2发送V12S12+V32S32+V42S42；B7，用户3对S13、S23和S43进行预编码，得到V13S13、V23S23和V43S43，用户3发送V13S13+V23S23+V43S43；B8，用户4对S14、S24和S34进行预编码，得到V14S14、V24S24和V34S34，用户4发送V14S14+V24S24+V34S34；C，中继节点译码，然后对译码得到的符号进行Alamouti编码以及预编码，最后将预编码后的码字发送给每个用户，具体过程如下：C1，中继节点用R1表示其接收信号，R1=HR1V21(S21+S12)+HR1V31(S31+S13)+HR1V41(S41+S14)+HR2V32(S32+S23)+HR2V42(S24+S42)+HR3V43(S34+S43)+NR1,]]>NR...

【技术特征摘要】
1.Y信道中低复杂度的干扰消除方法，适用于四个用户和一个中继节点的Y信道，且每个用户和中继节点都配置6根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，4个用户和中继节点计算归一化的码字对齐预编码矩阵Vij，i＝1,2,3，4，j＝1,2,3,4，i≠j，Vij的阶数为6×2，Vij满足HR1V21＝HR2V12、HR1V31＝HR3V13、HR1V41＝HR4V14、HR2V32＝HR3V23、HR2V42＝HR4V24以及HR3V43＝HR4V34，其中，HRk是用户k到中继节点的信道矩阵，阶数为6×6，k＝1,2,3，4；B，用户1对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户2对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，用户4对其调制信号进行空时编码，得到3个空时码字，然后3个用户分别对码字进行码字对齐预编码，最后将预编码后的码字发送出去，具体过程如下：B1，用户1对其调制信号sk21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21，(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31，(·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk41进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户4的2×2的码字S41，(·)*表示共轭；B2，用户2对其调制信号sk12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12，(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32，(·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk42进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户4的2×2的码字S42，(·)*表示共轭；B3，用户3对其调制信号sk13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13，(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23，(·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk43进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户4的2×2的码字S43，(·)*表示共轭；B4，用户4对其调制信号sk14进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户1的2×2的码字S14，(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk24进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户2的2×2的码字S24，(·)*表示共轭，用户4对其调制信号sk34进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户4期望发送给用户3的2×2的码字S34，(·)*表示共轭；B5，用户1对S21、S31和S41进行预编码，得到V21S21、V31S31和V41S41，用户1发送V21S21+V31S31+V41S41；B6，用户2对S12、S32和S42进行预编码，得到V12S12、V32S32和V42S42，用户2发送V12S12+V32S32+V42S42；B7，用户3对S13、S23和S43进行预编码，得到V13S13、V23S23和V43S43，用户3发送V13S13+V23S23+V43S43；B8，用户4对S14、S24和S34进行预编码，得到V14S14、V24S24和V34S34，用户4发送V14S14+V24S24+V34S34；C，中继节点译码，然后对译码得到的符号进行Alamouti编码以及预编码，最后将预编码后的码字发送给每个用户，具体过程如下：C1，中继节点用R1表示其接收信号，NR1是噪声，NR1和R1的阶数均为6×2，中继节点分离R1中包含的6个具有Alamouti结构的码字，即分离S21+S12、S31+S13、S41+S14、S32+S23、S24+S42和S34+S43；C2，中继节点译码S21+S12的元素、S31+S13的元素、S41+S14的元素、S32+S23的元素、S24+S42的元素和S34+S43的元素，用a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S41+S14的元素得到的符号，用d1和d2表示译码S32+S23的元素得到的符号，用e1和e2表示译码S24+S42的元素得到的符号，用f1和f2表示译码S34+S43的元素得到的符号；C3，中继节点对步骤C2译码得到的符号进行Alamouti编码，得到6个...

【专利技术属性】
技术研发人员：田心记，张延良，王海涛，赵宁，李俊霞，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41