双向中继信道中物理层网络编码的检测

颜伟，蔡跃明，潘成康

（1. 解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007；2. 中国移动研究院，北京 100053）

1 引言

将中继引入无线通信网络可取得提高频谱效率、增大覆盖面积和节省无线资源等诸多优势。双向中继信道是一种典型的传输信道，其简单模型为2个信源节点通过中继节点交换信息。传统上，在时分双工（TDD, time division duplex）系统中完成一次数据交换需要4个阶段。为了增强通信系统的有效性，网络编码被引入以提高频谱效率[1]。利用数字网络编码（DNC, digital network coding）可以只需要3个阶段完成一次信息交换。如果采用模拟网络编码（ANC, analog network coding）[2]或物理层网络编码[3]，那么仅在2个阶段内就可以完成一次信息交换。数字网络编码采用译码转发，需要对信息进行完全译码，而模拟网络编码采用放大转发，信源节点利用自干扰消除获得各自信息。文献[4]对两阶段、三阶段网络编码和四阶段信息交换的性能分析和比较进行了归纳总结。

将2个信源节点的信息分别表示为Ax和Bx。数字网络编码首先分别从前2个阶段的接收信号中检测出估计的2个信源信息ˆAx和ˆBx，并对其完全译码，再对2个信源节点的比特信息进行异或运算，然后在第3个阶段广播异或后比特信息对应的调制符号。模拟网络编码在第1个阶段中同时接收来自2个信源节点的信息，在第2个阶段直接放大转发第1个阶段的混合接收信号，但是放大信号的同时放大了噪声。因为中继信息Rx仅表示估计的2个信源信息ˆAx和ˆBx的逻辑关系，所以在中继节点处不需要对2个信源信息进行完全译码。……