專利名稱：基于ar4ja碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于AR4JA 碼(accumulate-repeat-4-jagged-accumulate code)的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，屬于協(xié)作通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)全球每個(gè)地方實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋的需求越來越多明顯。在這種情況下，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)作為地面蜂窩系統(tǒng)的補(bǔ)充，也已經(jīng)得到越來越多學(xué)者的重視，并且毫無疑問的將被納入到未來天地一體化通信系統(tǒng)中。但是由于地形多變、地面建筑遮蔽等原因，地面用戶與衛(wèi)星間通信鏈路可能呈現(xiàn)深度衰落狀態(tài)，如瑞利衰落。在這種情況下，如果能夠選擇與衛(wèi)星間信道狀況較好的協(xié)作伙伴進(jìn)行協(xié)作通信，則可以有效的平衡兩條鏈路的信道衰落程度。這也正是協(xié)作通信系統(tǒng)越來越受到重視的原因。
目前經(jīng)典的兩種協(xié)作協(xié)議是放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。其中，放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議即在中繼節(jié)點(diǎn)沒有對(duì)接收到的信息進(jìn)行解調(diào)和譯碼，而是直接將接收到的信息進(jìn)行放大。雖然它實(shí)現(xiàn)簡單，不需要對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)的硬件進(jìn)行任何改變，但是這種方式在放大有用信息的同時(shí)不可避免的放大了噪聲。而譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議中的協(xié)作中繼首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并且在重新編碼和調(diào)制后傳輸它。在這種方式下，協(xié)作中繼可以避免源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的噪聲以及功率預(yù)放大產(chǎn)生的噪聲。但是，如果在協(xié)作中繼譯碼時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤將會(huì)傳播到目的節(jié)點(diǎn)。為了避免這ー問題，將譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議與信道糾錯(cuò)編碼結(jié)合可以派生出編碼協(xié)作模式。這種協(xié)作模式不僅可以為整個(gè)系統(tǒng)提供空間分集増益，還可以為系統(tǒng)提供編碼增益。而目前最受關(guān)注的信道糾錯(cuò)編碼就是LDPC碼(Low Density Parity Check code)。自從LDPC碼被重新發(fā)現(xiàn)后，因?yàn)槠浔平睫r(nóng)極限的優(yōu)秀性能和簡潔的迭代譯碼方式得到的重視。近年來，也有許多學(xué)者針對(duì)基于LDPC碼的協(xié)作通信系統(tǒng)進(jìn)行了多方面的研究，但是所使用的LDPC碼多為隨機(jī)編碼或非規(guī)則LDPC碼，編碼過程任意性很大或者十分復(fù)雜，難以在實(shí)際通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有協(xié)作通信系統(tǒng)所使用的LDPC碼多為隨機(jī)編碼或非規(guī)則LDPC碼，編碼過程任意性很大或者十分復(fù)雜，難以在實(shí)際通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的問題，提供了一種基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法。本發(fā)明所述基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，該方法包括以下步驟步驟一、構(gòu)造協(xié)作通信信道模型，所述協(xié)作通信信道模型包括源節(jié)點(diǎn)SI、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D，設(shè)源節(jié)點(diǎn)SI的信息X1和協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2的信息X2的長度均為1024bit，對(duì)X1進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼yi，將yi分成N11和N12兩部分，N11長度為2048bit, N12長度為512bit，Y1 表不為Y1 (2560bits) = [N11 (2048bits) N12 (512bits)],
對(duì)X2進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的協(xié)作源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼y2，將y2分成N21和N22兩部分，N21長度為2048bit, N22長度為512bit，y2 表不為y2 (2560bits) = [N21 (2048bits) N22 (512bits)],步驟ニ、源節(jié)點(diǎn)SI、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D之間按以下四個(gè)時(shí)隙發(fā)送信息第一時(shí)隙源節(jié)點(diǎn)SI向協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N11 ；第二時(shí)隙協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2向源節(jié)點(diǎn)SI和目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N21 ；第三時(shí)隙協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2對(duì)接收到的信息進(jìn)行譯碼，如果譯碼成功，則對(duì)譯碼后的信息進(jìn)行再編碼，生成AR4JA碼，井向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸n12。否則，向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N11'，v =N11X βΕ；其中ら為放大系數(shù)，
權(quán)利要求
1.基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，其特征在干，該方法包括以下步驟 步驟一、構(gòu)造協(xié)作通信信道模型，所述協(xié)作通信信道模型包括源節(jié)點(diǎn)SI、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D，設(shè)源節(jié)點(diǎn)SI的信息X1和協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2的信息X2的長度均為1024bit，對(duì)X1進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼yi，將yi分成N11和N12兩部分，N11 長度為 2048bit, N12 長度為 512bit，yi 表示為yi(2560bits) = [N11 (2048bits) N12 (512bits)], 對(duì)X2進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的協(xié)作源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼y2，將y2分成N21和N22兩部分，N21長度為2048bit, N22長度為512bit，y2 表示為y2(2560bits) = [N21 (2048bits) N22 (512bits)], 步驟ニ、源節(jié)點(diǎn)SI、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D之間按以下四個(gè)時(shí)隙發(fā)送信息 第一時(shí)隙源節(jié)點(diǎn)SI向協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N11 ； 第二時(shí)隙協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2向源節(jié)點(diǎn)SI和目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N11 ； 第三時(shí)隙協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2對(duì)接收到的信息進(jìn)行譯碼， 如果譯碼成功，則對(duì)譯碼后的信息進(jìn)行再編碼，生成AR4JA碼，井向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N12 ；否則，向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N1/，V = N11X βΕ； 其中1^為放大系數(shù)， 式中=Pk為協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2的發(fā)射功率， Ps為源節(jié)點(diǎn)SI的發(fā)射功率， hSE為源節(jié)點(diǎn)SI和協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2之間信道的衰落因子， 第四時(shí)隙源節(jié)點(diǎn)SI對(duì)接收到的信息進(jìn)行譯碼， 如果譯碼成功，則對(duì)譯碼后的信息進(jìn)行再編碼，生成AR4JA碼，井向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N22 ；否則，向目的節(jié)點(diǎn)D傳輸N2/ ,N2/ = N21X βΕ； 步驟三、將目的節(jié)點(diǎn)D接收到的從源節(jié)點(diǎn)SI發(fā)送來的信息和從協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送來的信息使用最大比合并方式進(jìn)行合并，獲取接收信號(hào)yD，完成協(xié)作通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，其特征在干，步驟一中對(duì)X1進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼yi的過程為 第一歩、生成校驗(yàn)矩陣H1/2: 其中0MiM維零矩陣， Im是M維單位矩陣， Π k為M維轉(zhuǎn)置矩陣，k = 1,2，...，8, 將轉(zhuǎn)置矩陣TIk中行數(shù)為i、列數(shù)為Jik(i)的因子置1，其余因子置O，π,α)計(jì)算公式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，其特征在干，步驟一中對(duì)X2進(jìn)行編碼，生成長度為2560bit的協(xié)作源節(jié)點(diǎn)AR4JA碼y2的過程為 第一歩、生成校驗(yàn)矩陣H1/2:
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，其特征在干，步驟三中獲取接收信號(hào)yD按下述公式進(jìn)行 yD = α · ySD+ α 2 * yED 式中ySD是目的節(jié)點(diǎn)D接收從源節(jié)點(diǎn)SI發(fā)送來的信息，yED是目的節(jié)點(diǎn)D接收從協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送來的信息， 其中，Ct1和α2表示權(quán)重因子，
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，其特征在干，步驟ニ中采用置信傳播譯碼算法或最小和譯碼算法對(duì)AR4JA碼進(jìn)行譯碼。
全文摘要
基于AR4JA碼的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)作通信方法，屬于協(xié)作通信技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有協(xié)作通信系統(tǒng)所使用的LDPC碼多為隨機(jī)編碼或非規(guī)則LDPC碼，編碼過程任意性很大或者十分復(fù)雜，難以在實(shí)際通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟步驟一、構(gòu)造協(xié)作通信信道模型，所述協(xié)作通信信道模型包括源節(jié)點(diǎn)S1、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D，對(duì)x1和x2進(jìn)行編碼，生成AR4JA碼；步驟二、源節(jié)點(diǎn)S1、協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2和目的節(jié)點(diǎn)D之間按以下四個(gè)時(shí)隙發(fā)送信息步驟三、將目的節(jié)點(diǎn)D接收到的從源節(jié)點(diǎn)S1發(fā)送來的信息和從協(xié)作源節(jié)點(diǎn)S2發(fā)送來的信息使用最大比合并方式進(jìn)行合并，獲取接收信號(hào)yD，完成協(xié)作通信。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102868486SQ20121031256
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者楊明川, 李慧, 呂谷, 李明, 郭慶 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)