專利名稱：：基于星座旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼的協(xié)作分集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無線數(shù)字通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種采用星座旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的協(xié)作分集方法，用于多節(jié)點(diǎn)無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作通信。
背景技術(shù)：
：一、協(xié)作分集技術(shù)無線信道具有的多徑衰落特性是影響無線通信傳輸速率與質(zhì)量的重要瓶頸，如何克服多徑效應(yīng)便成為提高通信質(zhì)量要解決的首要問題。而分集技術(shù)是抵抗多徑衰落的有效方式，特別是空間分集用不同的天線發(fā)送信號(hào)，從而在接收端得到經(jīng)歷獨(dú)立衰落的多個(gè)信號(hào)副本，以有效地消除多徑衰落的影響，而且不需要占用額外的時(shí)間和頻帶資源，因此得到了廣泛的關(guān)注。尤其是多輸入多輸出MIMO技術(shù)在通信鏈路的發(fā)送端與接收端均使用多個(gè)天線，能夠?qū)鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中存在的多徑衰落變成對(duì)用戶通信性能有利的因素，在抗多徑衰落、提高通信鏈路的通信速率和質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢。但是應(yīng)當(dāng)指出，雖然發(fā)射分集技術(shù)可使系統(tǒng)性能得到有效提升，但在實(shí)際的蜂窩通信系統(tǒng)中只能應(yīng)用于基站提高下行鏈路的通信質(zhì)量；而對(duì)于上行鏈路，移動(dòng)終端由于受到體積、功耗、工藝等多方面的限制，使在移動(dòng)終端上安裝多個(gè)天線有很大的困難，極大地限制了MIMO技術(shù)的應(yīng)用。為了解決這個(gè)問題，一種全新的空域分集技術(shù)一一協(xié)作分集應(yīng)運(yùn)而生，它使得終端按照一定的方式共享彼此的天線，產(chǎn)生一個(gè)虛擬的MIMO系統(tǒng)以獲得發(fā)射分集增益，為多天線技術(shù)走向?qū)嵱没峁┝艘粭l新的途徑。協(xié)作分集技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，在蜂窩移動(dòng)通信、無線Adhoc網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域可發(fā)揮重要的作用，它在低成本條件下是一種高效的無線資源分配解決方案，有可能成為下一代無線通信網(wǎng)中重要的網(wǎng)絡(luò)組成構(gòu)架。二、協(xié)作協(xié)議在協(xié)作分集系統(tǒng)中，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作傳輸?shù)膮f(xié)議有三種，這三種協(xié)作協(xié)議具有不同的廣播自由度和接收自由度。廣播自由度定義為能同時(shí)接收源節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)的節(jié)點(diǎn)數(shù)；而接收自由度定義為向目的節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信號(hào)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。表l給出了這三種協(xié)作協(xié)議的傳輸格式，其中S代表源節(jié)點(diǎn)，R代表中繼節(jié)點(diǎn)，D代表目的節(jié)點(diǎn)。下面對(duì)這三種協(xié)作協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)描述。協(xié)議l:在廣播階段源節(jié)點(diǎn)向中繼節(jié)點(diǎn)和目的階段發(fā)送廣播信號(hào)，在協(xié)作階段源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)一同向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。協(xié)議1可以獲得最大的發(fā)送自由度和接收自由度。協(xié)議2:在廣播階段源節(jié)點(diǎn)向中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播信號(hào)，在協(xié)作階段只有中繼節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。協(xié)議2雖然實(shí)現(xiàn)了最大的發(fā)送自由度，但未實(shí)現(xiàn)最大的接收自由度。協(xié)議3:在廣播階段只有中繼節(jié)點(diǎn)接收源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的廣播信號(hào)，但目的節(jié)點(diǎn)不接收。在協(xié)作階段源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)一同向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。協(xié)議3雖然實(shí)現(xiàn)了最大的接收自由度，但未獲得最大的發(fā)送自由度。表1三種協(xié)作協(xié)議的傳輸格式<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>三、中繼模式在協(xié)作分集系統(tǒng)中比較常見的中繼傳輸模式有固定中繼FR模式，選擇中繼SR模式和增量中繼IF模式，固定中繼模式又包括放大轉(zhuǎn)發(fā)AF模式和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)DF模式。其中AF模式的中繼節(jié)點(diǎn)不用譯碼，只需對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大即可。對(duì)于這種傳輸模式，中繼節(jié)點(diǎn)在放大有用信號(hào)的同時(shí)也將噪聲放大了。而且目的節(jié)點(diǎn)在譯碼時(shí)不僅需要知道源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道狀況，而且要知道源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道狀況。DF模式的中繼節(jié)點(diǎn)需要對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行譯碼和重新編碼，從而避免了放大接收信號(hào)中的噪聲。對(duì)于DF模式，目的端在譯碼時(shí)不再需要知道源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道狀況，而且當(dāng)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間信道狀況較好時(shí)可以獲得比較好的性能，但當(dāng)信道狀況變差時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤傳播。為了避免DF模式的錯(cuò)誤傳播現(xiàn)象，SR模式中引入了循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC。每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)譯碼后通過CRC校驗(yàn)來決定是否參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸。如譯碼正確，則參加協(xié)作傳輸，否則不參加。采用這種傳輸模式的協(xié)作系統(tǒng)要求目的節(jié)點(diǎn)在譯碼時(shí)知道具體那個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)參加了協(xié)作傳輸。IF模式的目的節(jié)點(diǎn)對(duì)廣播階段的接收信號(hào)進(jìn)行譯碼，并通過反饋信息來通知源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)自己是否正確譯碼。如果目的節(jié)點(diǎn)能正確譯碼，就不需要中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)作傳輸，否則中繼節(jié)點(diǎn)再參加協(xié)作傳輸。這種動(dòng)態(tài)的傳輸模式，實(shí)現(xiàn)了發(fā)送效率和準(zhǔn)確率的動(dòng)態(tài)平衡。四、空時(shí)分組碼STBC在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，空時(shí)編碼技術(shù)是抵抗信道衰落和提高系統(tǒng)容量的一種新的編碼方法。MIMO系統(tǒng)和空時(shí)編碼的結(jié)合是空間資源利用技術(shù)的發(fā)展方向，可以認(rèn)為是一種高級(jí)的分集技術(shù)。對(duì)于具有M個(gè)發(fā)送天線N個(gè)接收天線的MIMO系統(tǒng)來說，正交空時(shí)分組碼OSTBC可以獲得全空間分集增益，即MN階空間分集增益，而且編譯碼復(fù)雜度很低。但天線數(shù)大于2的OSTBC，雖然可以獲得全空間分集增益，但碼率無法保證是1。目前所能設(shè)計(jì)出的3天線和4天線的OSTBC的最大碼率也只有3/4，而且當(dāng)發(fā)送天線數(shù)目大于4時(shí)，很難設(shè)計(jì)出碼率大于1/2的OSTBC，如果將其應(yīng)用到多中繼的協(xié)作系統(tǒng)中會(huì)造成系統(tǒng)傳輸速率低的不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服多中繼空時(shí)協(xié)作系統(tǒng)采用正交空時(shí)分組碼OSTBC的碼率較低的不足，提出了一種基于星座旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的協(xié)作分集方法，以保證協(xié)作系統(tǒng)在獲得全分集增益的同時(shí)達(dá)到更高的符號(hào)傳輸速率，提高了通信系統(tǒng)的性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的協(xié)作分集方法包括如下步驟-1)在廣播階段，源節(jié)點(diǎn)s首先通過CRC編碼為信源信息添加CRC校驗(yàn)信息，然后再對(duì)發(fā)送信息進(jìn)行調(diào)制，最后將生成的廣播信號(hào)發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)c.和目的節(jié)點(diǎn)rf;2)中繼節(jié)點(diǎn)^;對(duì)接收到的廣播信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和CRC校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)rf，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)CRC校驗(yàn)的結(jié)果確定自身是否參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸，即如果中繼節(jié)點(diǎn)i;校驗(yàn)正確，則參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸，否則不參與；3)在空時(shí)協(xié)作階段，源節(jié)點(diǎn)s和校驗(yàn)正確的中繼節(jié)點(diǎn)G首先將發(fā)送信息分為兩組進(jìn)行星座映射，其次根據(jù)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣對(duì)發(fā)送符號(hào)進(jìn)行空時(shí)編碼從而產(chǎn)生各自的發(fā)送信號(hào)，并同時(shí)向目的節(jié)點(diǎn)d發(fā)送；4)目的節(jié)點(diǎn)d對(duì)廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合的最大似然譯碼，并將譯碼結(jié)果分為兩組進(jìn)行解調(diào)從而得到接收信息。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)A由于在空時(shí)協(xié)作階段對(duì)發(fā)送信息采用了分組星座映射的方法，所以協(xié)作系統(tǒng)可以獲得全分集增益；B由于在空時(shí)協(xié)作階段采用了準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行編碼，所以協(xié)作系統(tǒng)可以獲得更高的傳輸速率；C由于目的節(jié)點(diǎn)在譯碼時(shí)將廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合的最大似然譯碼，所以協(xié)作系統(tǒng)可以進(jìn)一步獲得更高的編碼增益；圖1是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)的模型圖；圖2是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)的流程框圖；圖3是本發(fā)明的廣播階段源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送流程圖；圖4是本發(fā)明的廣播階段中繼節(jié)點(diǎn)的接收流程圖；圖5是本發(fā)明的空時(shí)協(xié)作階段源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送流程圖；圖6是本發(fā)明的空時(shí)協(xié)作階段目的節(jié)點(diǎn)的接收流程圖；圖7是16比特循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC的編碼器/校驗(yàn)器的原理框圖；圖8是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)采用BPSK調(diào)制時(shí)的星座映射集合圖；圖9是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制時(shí)的星座映射集合圖；圖IO是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)采用8PSK調(diào)制時(shí)的星座映射集合圖；圖11是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)采用16QAM調(diào)制時(shí)的星座映射集合圖；圖12是本發(fā)明的協(xié)作分集系統(tǒng)和正交空時(shí)分組碼協(xié)作分集系統(tǒng)的比較圖。具體實(shí)施例方式一.系統(tǒng)模型圖1給出了一個(gè)多中繼的協(xié)作系統(tǒng)的模型，它包含一個(gè)源節(jié)點(diǎn)s，R個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)ri(r=1，...,R)以及一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)d。源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率分別為Ps和Pr。假設(shè)s-ri,s—d，ri—d的信道都是平坦的瑞利衰落信道，并且信道衰落系數(shù)hsri，hsd，hrid分別服從均值為0,方差為sigma2(sr),sigma2(sd)和sigma2(sd)，的復(fù)高斯分布。二.實(shí)現(xiàn)步驟參照?qǐng)D2，本發(fā)明利用圖1多中繼空時(shí)協(xié)作系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作分集傳輸?shù)木唧w步驟如下步驟1，源節(jié)點(diǎn)S生成廣播信號(hào)并向中繼節(jié)點(diǎn)A;和目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送d，具體過程如圖3所示。首先，由源節(jié)點(diǎn)s將信源信息送入CRC編碼器產(chǎn)生16比特的CRC校驗(yàn)信息，該16比特CRC編碼器的原理框圖如圖7所示，它的生成多項(xiàng)式為X16+x12+x5+l，編碼時(shí)信源信息隨著時(shí)鐘移入，當(dāng)信源信息全部輸入后，從寄存器組輸出的結(jié)果為CRC的校驗(yàn)信息；然后，由源節(jié)點(diǎn)s將校驗(yàn)信息添加到信源信息的末尾，隨后將進(jìn)行調(diào)制生成廣播信號(hào)；最后，源節(jié)點(diǎn)s將廣播信號(hào)發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)ri和目的節(jié)點(diǎn)d。步驟2,中繼節(jié)點(diǎn)r,對(duì)接收的廣播信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和CRC校驗(yàn)，具體過程如圖4所示。首先，中繼節(jié)點(diǎn)r對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；然后，中繼節(jié)點(diǎn)r^將解調(diào)的輸出接收信息輸入16比特的CRC校驗(yàn)器，該16比特的CRC校驗(yàn)器和編碼器的原理框圖相同如圖7所示，當(dāng)接收信息隨著時(shí)鐘全部輸入后，如果寄存器輸出的結(jié)果為全零，就說明CRC校驗(yàn)正確，否則錯(cuò)誤；最后，中繼節(jié)點(diǎn)r將CRC校驗(yàn)的結(jié)果發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)d，每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)根據(jù)CRC校驗(yàn)的結(jié)果確定自身是否參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸，對(duì)校驗(yàn)正確的將轉(zhuǎn)入步驟步驟3，源節(jié)點(diǎn)s和校驗(yàn)正確的中繼節(jié)點(diǎn)r;.聯(lián)合進(jìn)行星座旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼編碼，具體過程如圖5所示。首先，源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)G將發(fā)送信息分成兩組，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)R=1~3的協(xié)作分集系統(tǒng)，發(fā)送信息分成(s1,s2)和(s3,s4)，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)R+4-7的協(xié)作分集系統(tǒng)，發(fā)送信息分成(S1、…，S3)和(S4，…S6);然后，源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)r,將第一組的發(fā)送信息映射到星座集合X，將第二組的發(fā)送信息映射到星座集合e^4，其中^表示調(diào)制方式對(duì)應(yīng)星座集合，一^4表示將^旋轉(zhuǎn)了e角后得到的星座集合。不同的調(diào)制方式具有不同的最佳旋轉(zhuǎn)角度，例如調(diào)制方式為BPSK、QPSK、8PSK和QAM時(shí)，其最佳星座旋轉(zhuǎn)角度分別為;R/2，R/4，R/8，R/4。圖8~圖12分別給出了這幾種調(diào)制方式的原星座映射集合和旋轉(zhuǎn)后的星座集合，即圖中黑點(diǎn)表示原星座映射集合，空點(diǎn)表示旋轉(zhuǎn)后的星座集合；8最后，源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)^.將調(diào)制后的信號(hào)送入旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼器進(jìn)行編碼產(chǎn)生各自的發(fā)送信號(hào)，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)及=1~3的協(xié)作分集系統(tǒng)，準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣表示為公式(l)，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)及=4~7的協(xié)作分集系統(tǒng)，準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣表示為公式(2)，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)^=1~3的協(xié)作分集系統(tǒng)，源節(jié)點(diǎn)s取旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣G,的第一列作為它的發(fā)送符號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)/^取G,中除第一列以外任意的及列作為它的發(fā)送信號(hào)；對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為/=4~7的協(xié)作系統(tǒng)，源節(jié)點(diǎn)s取取旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣62的第一列作為它的發(fā)送符號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)^;取G2中除第一列以外任意的及列作為它的發(fā)送信號(hào)。另外假設(shè)《為中繼/;的發(fā)送功率，如果^通過了CRC校驗(yàn)，則^=/^;否則《=0。假設(shè)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的平均發(fā)送功率為尸，且令尸,=尸，其中"為功率分配因子，則中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率^需要滿足步驟4,目的節(jié)點(diǎn)d對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合的最大似然譯碼，具體過程如圖6所示。首先，目的節(jié)點(diǎn)^將廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)一同進(jìn)行空時(shí)譯碼，以3個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)作分集系統(tǒng)為例，假設(shè)目的節(jié)點(diǎn)在廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)分別可以為yi-[;v，...，:vu]，y2=[>^，...,:^;]，則發(fā)送符號(hào)的最大似然譯碼可以化簡為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(6)其中9l()表示取實(shí)部，l，/=1,2,3表示譯碼時(shí)目的節(jié)點(diǎn)^/使用的信道衰落系數(shù)。目的節(jié)點(diǎn)J根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)G的CRC校驗(yàn)結(jié)果來確定^^的值，當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)^的CRC校驗(yàn)正確時(shí)，&d=^d，其中4^表示目的節(jié)點(diǎn)rf對(duì)信道衰落/^的估計(jì)；當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)/;的CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)，^w要取零，即^=j^，中繼節(jié)點(diǎn)，OC校驗(yàn)正確lo，中繼節(jié)點(diǎn),CiC校驗(yàn)錯(cuò)誤，其次，目的節(jié)點(diǎn)J將聯(lián)合最大似然譯碼的輸出結(jié)果^…,&分成(^&)和(^4)兩組，分別進(jìn)行解調(diào)，即根據(jù)星座集合J對(duì)(&4)進(jìn)行星座逆映射，根據(jù)星座集合一對(duì)g，^)進(jìn)行星座逆映射；最后，目的節(jié)點(diǎn)d將解調(diào)結(jié)果合并成接收信息。本發(fā)明的效果可以通過以下的仿真進(jìn)一步說明1.仿真條件將基于準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的協(xié)作分集方法與基于正交空時(shí)分組碼OSTBC的協(xié)作分集方法進(jìn)行比較。為了表述方便將這兩個(gè)方法分別命名為D-QOSTBC禾PD-OSTBC。為了在相同的信道利用率下比較這兩個(gè)方法，源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)G按照表2所示的幀格式來發(fā)送數(shù)據(jù)。假設(shè)每幀數(shù)據(jù)包含6個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙傳輸iV個(gè)符號(hào)，這里JV取100。D-OSTBC采用的是4個(gè)發(fā)送天線，碼率為1/2的正交空時(shí)分組碼OSTBC，它在廣播階段占用2個(gè)時(shí)隙，空時(shí)協(xié)作階段占用4個(gè)時(shí)隙，調(diào)制方式采用8PSK;而D-QOSTBC采用碼率為1的準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC，如公式(l)所示，它在廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段各占用3個(gè)時(shí)隙，調(diào)制方式采用QPSK。這兩個(gè)方法的平均信道利用率都為lbit/s/Hz。表2空時(shí)協(xié)作方案的幀格式<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由于這兩種方法傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀格式不同，所以D-OSTBC需要滿足的功率條件為^+2《=尸，而D-QOSTBC需要滿足的功率條件為2《+3《=2尸。為了在相同的平均發(fā)送功率下進(jìn)行比較，假設(shè)在上述兩種方法中源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的平均發(fā)送功率都為尸，且源節(jié)點(diǎn)s的發(fā)送功率都為尸/2，即功率分配因子"=0.5，貝UD-OSTBC的中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率可以表示成《=會(huì)(1一《)戶(8)而D-QOSTBC的中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率如公式(3)所示。2.仿真結(jié)果仿真結(jié)果如圖12所示，圖中在5￡及=10-3處，D-QOSTBC要比D-OSTBC的信噪比性能提高了3.9dB，也就是說在相同的信道利用率和平均發(fā)送功率條件下，基于星座旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼的協(xié)作分集方法可以獲得比基于正交空時(shí)分組碼的協(xié)作分集方法更高的空間分集增益。權(quán)利要求1.一種基于星座旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的協(xié)作分集方法，包括如下步驟1)在廣播階段，由源節(jié)點(diǎn)s向中繼節(jié)點(diǎn)ri和目的節(jié)點(diǎn)d發(fā)送廣播信號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)ri對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行譯碼和循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC，如果校驗(yàn)正確，則參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸，否則不參與協(xié)作傳輸；2)在空時(shí)協(xié)作階段，由源節(jié)點(diǎn)s和校驗(yàn)正確的中繼節(jié)點(diǎn)ri將發(fā)送信息分為兩組進(jìn)行星座映射，根據(jù)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣生成各自的發(fā)送信號(hào)，并同時(shí)向目的節(jié)點(diǎn)d發(fā)送；3)目的節(jié)點(diǎn)d對(duì)廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合的最大似然譯碼，并將譯碼結(jié)果分為兩組進(jìn)行解調(diào)。2.如權(quán)利1要求所述的協(xié)作分集方法，其中步驟2)所述的由源節(jié)點(diǎn)s和校驗(yàn)正確的中繼節(jié)點(diǎn)/;將發(fā)送信息分為兩組進(jìn)行星座映射，按如下步驟進(jìn)行2a)源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)s將發(fā)送信息分成兩組，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)/=1~3的協(xié)作分集系統(tǒng)，發(fā)送信息分成(^A)和(AA),對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)/=4~7的協(xié)作分集系統(tǒng)，發(fā)送信息分成Cv",S3)和(，…，&)，其中A表示發(fā)送信息；2b)源節(jié)點(diǎn)s和中繼節(jié)點(diǎn)r,將第一組的信息映射到星座集合^，將第二組的信息映射到星座集合e^4，其中」表示調(diào)制方式對(duì)應(yīng)星座集合，e^4表示將J旋轉(zhuǎn)了S角后得到的星座集合，對(duì)于不同的調(diào)制方式，e角具有不同的最佳值。3.如權(quán)利1要求所述的協(xié)作分集方法，其中步驟2)所述根據(jù)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣生成各自的發(fā)送信號(hào)，是根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)7從旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣中選擇相應(yīng)的列作為發(fā)送信號(hào)，即對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)i=1~3的協(xié)作分集系統(tǒng)，源節(jié)點(diǎn)s取旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣G,的第一列作為它的發(fā)送符號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn);取G,中除第一列以外任意的i列作為它的發(fā)送信號(hào)；對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為=4~7的協(xié)作系統(tǒng)，源節(jié)點(diǎn)s取取旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼QOSTBC的編碼矩陣62的第一列作為它的發(fā)送符號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)r,取G,中除第一列以外任意的及列作為它的發(fā)送信號(hào)。4.如權(quán)利1要求所述的協(xié)作分集方法，其中步驟(3)所述目的節(jié)點(diǎn)d對(duì)廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合的最大似然譯碼，按如下步驟進(jìn)行3a)目的節(jié)點(diǎn)d將廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)一同進(jìn)行空時(shí)譯碼，3b)目的節(jié)點(diǎn)d將譯碼的輸出結(jié)果^…，S4分成(^&)和(4，A)兩組，分別送入解調(diào)器中進(jìn)行解調(diào)，即根據(jù)星座集合J對(duì)(^^)進(jìn)行星座逆映射，根據(jù)星座集合一^4對(duì)(&,&)進(jìn)行星座逆映射；3c)目的節(jié)點(diǎn)d將解調(diào)結(jié)果合并成接收信息。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于星座旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼的協(xié)作分集方法，主要解決正交空時(shí)分組碼協(xié)作方法傳輸速率低的問題。協(xié)作傳輸過程為在廣播階段，由源節(jié)點(diǎn)向中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播信號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行譯碼和循環(huán)冗余校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確，則參與空時(shí)協(xié)作階段的協(xié)作傳輸，否則不參與；在空時(shí)協(xié)作階段，由源節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)正確的中繼節(jié)點(diǎn)將發(fā)送信息分為兩組進(jìn)行星座映射，根據(jù)準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼的編碼矩陣生成各自的發(fā)送信號(hào)，同時(shí)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送；目的節(jié)點(diǎn)將廣播階段和空時(shí)協(xié)作階段的接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合最大似然譯碼，并將譯碼結(jié)果分為兩組進(jìn)行解調(diào)。本發(fā)明在相同頻譜效率和發(fā)射功率的條件下，比正交空時(shí)分組碼協(xié)作分集方法具有更高的空間分集增益。文檔編號(hào)H04L27/34GK101383682SQ200810231890公開日2009年3月11日申請(qǐng)日期2008年10月24日優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日發(fā)明者宮豐奎,南張,靖李,勇王,葛建華,明高,洋高申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)