СПОСОБ ОРТОГОНАЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО КОДИРОВАНИЯ В СЕТИ И СИСТЕМА РЕТРАНСЛЯЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ
METHOD FOR ORTHOGONAL SPACE-TIME CODING IN NETWORK AND RELAY TRANSMISSION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологии кодирования в сети беспроводной связи, в частности к способу ортогонального или распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования и системе ретрансляционной передачи, основанной на этом способе.
Уровень техники
Беспроводная мобильная связь следующего поколения будет предоставлять все больше высокоскоростных служб мультимедиа и служб данных. Однако многолучевое замирание в мобильном канале является одной из главных помех, влияющих на качество связи и скорость передачи. За последние годы одной из актуальных проблем исследования является использование технологии ретрансляции для обеспечения дополнительных коэффициентов усиления при разнесенном приеме пользователям мобильной связи, с тем чтобы устранить влияние многолучевого замирания. Крупномасштабная беспроводная радиорелейная сеть, как правило, включает в себя множество узлов-источников и множество ретрансляционных узлов. В традиционных схемах ретрансляции (таких как ретрансляция с применением одиночной антенны и ретрансляция с применением системы со многими входами и многими выходами (MIMO)) необходимо пересылать данные для каждого узла-источника по отдельности, что приводит к значительному уменьшению эффективности передачи, поскольку масштаб сети увеличивается.
Посредством выполнения определенной линейной или нелинейной обработки (кодирования) информации в виде данных, принимаемой на множестве входных линий связи, сетевое кодирование может повышать пропускную способность сети, уменьшать число передач пакетов данных, улучшать свойство отказоустойчивости и эксплуатационную надежность сети и, таким образом, обладать выгодной перспективой применения в беспроводной радиорелейной сети.
1
2
Наряду с увеличением числа информационных источников в сети, в случае применения к сети беспроводной связи, традиционное сетевое кодирование, которое использует коллективный способ, может достигать пропускной способности только 1/(N+1) символов в секунду для пользователя. Для решения этой проблемы предложено освоить способ сетевого кодирования в комплексной области, который работает на символьном уровне физического слоя. Этот способ может достигать пропускной способности / символов для пользователя в течение символьного периода и подходит больше для области беспроводной связи.
Однако вышеупомянутый способ предусматривает только случай, когда для ретрансляции используется одна антенна, и не принимает во внимание ситуацию, когда для ретрансляции используется множество антенн или имеется множество ретрансляционных узлов. Вместе с тем система беспроводной связи с множеством входов и множеством выходов может всесторонне использовать трехмерные ресурсы пространства, времени и частоты и обладает широкой перспективой применения в будущих системах мобильной связи.
Раскрытие изобретения
С учетом вышеизложенного один аспект настоящего изобретения заключается в предоставлении способа ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, решении технической проблемы низкой сетевой пропускной способности ретрансляционного(-ых) узла(-ов) и больших потерь при разнесенном приеме в сети беспроводной связи, включающей в себя целевой узел, узел-источник и ретрансляционный(-ые) узел(-ы).
Для достижения вышеупомянутой цели техническое решение настоящего изобретения реализовано следующим образом:
Способ ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования содержит следующие этапы:
SR
Этап А, на котором узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных на ретрансляционный узел и целевой узел, причем для этапа А требуется T символьных периодов; и
Этап В, на котором ретрансляционный узел выполняет ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передает кодированные данные на целевой узел, причем для этапа В требуется два символьных периода.
S
SR
SD
SR
Этап А представляет собой этап, на котором узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных. Как показывает сплошная линия на Фиг.1, на этом этапе N узлов-источников осуществляют одновременную широковещательную передачу информации в виде данных на ретрансляционный узел R и целевой узел D. Сигналы, принимаемые ретрансляционным узлом R и целевым узлом D в t-й символьный период, обозначены как y(t) и y(t) соответственно. Для этапа требуется T символьных периодов.
Этап В представляет собой этап, на котором ретрансляционный узел выполняет ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу. Как показывает пунктирная линия на Фиг.1, на этом этапе необходимо выполнить пять процессов, включающих в себя декодирование на ретрансляционном узле, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, пространственно-временное кодирование сжатых данных и пространственно-временную передачу. Упомянутые пять процедур описаны далее совместно с Фиг.2.
SR
S
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
Процесс декодирования на ретрансляционном узле состоит в том, что ретрансляционный узел R выполняет декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемым сигналом y(t), чтобы получить оценочную информацию
сигнальных векторов x(t), передаваемых посредством N узлов-источников:
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mi>R</mi></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
SR
S
при этом
, t=0, 1, 2, …, T-1, и
- матрицы замирания каналов между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R.
S
SR
s
S
SR
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
Процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционный узел R разделяет оценочную информацию сигнальных векторов, передаваемых всеми N узлами-источниками от нулевого символьного периода до (T-1)-го символьного периода, на два вектора-столбца с размерностью
, при этом первый вектор
содержит оцениваемую ретрансляционным узлом оценочную информацию сигнальных векторов, передаваемых N узлами-источниками от нулевого символьного периода до
-го символьного периода, т.е.
, и второй вектор
содержит оцениваемую ретрансляционным узлом оценочную информацию сигнальных векторов, передаваемых N узлами-источниками от
-го символьного периода до (T-1)-го символьного периода, т.е.
.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
j
j
j
Процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что вектор-столбец
размерностью
, который получается во время процесса группирования оценочной информации, сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор-строку P с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
, причем P представляет собой значение весового коэффициента сетевого кодирования, который используется для сжатия вектора-столбца
с размерностью
в комплексный сигнал, чтобы улучшить производительность сетевого кодирования; и вектор-столбец
с размерностью
, который получается во время процесса группирования оценочной информации, сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор-строку P с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
.
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
Процесс пространственно-временного кодирования сжатых данных состоит в том, что сигналы
и
, получаемые во время процесса сжатия оценочной информации, формируют матрицу 2×2, причем элементом в первой строке и первом столбце матрицы 2×2 является
, элементом в первой строке и втором столбце матрицы 2×2 является
, элементом во второй строке и первом столбце матрицы 2×2 является отрицательное сопряжение
, т.е. -
, и элементом во второй строке и втором столбце матрицы 2×2 является сопряжение
, т.е.
. Матрица 2×2 выглядит следующим образом:
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd><mtd><mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mi>j</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mi>j</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mi>j</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mi>j</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
SR
SR
SR
SR
SR
SR
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
Процесс пространственно-временной передачи состоит в том, что матрицу 2×2 передают соответствующим образом посредством двух антенн ретрансляционного узла в течение двух символьных периодов, причем два сигнала в первой строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде T, и вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T; и два сигнала во второй строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T+1, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1, и вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1.
Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении системы ретрансляционной передачи с использованием ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, основанной на способе ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования. Для достижения этой цели техническое решение настоящего изобретения реализовано следующим образом.
Система ретрансляционной передачи с использованием ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, содержащая целевой узел, узел-источник и ретрансляционный узел, отличается тем, что:
SR
узел-источник используется для осуществления широковещательной передачи информации в виде данных на ретрансляционный узел и целевой узел в T символьных периодах; и
ретрансляционный узел используется для выполнения ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования принятой информации в виде данных и передачи кодированных данных на целевой узел, причем ретрансляционный узел совершает пять процедур в течение двух символьных периодов, а именно процесс декодирования на ретрансляционном узле, процесс группирования оценочной информации, процесс сжатия оценочной информации, процесс пространственно-временного кодирования сжатых данных и процесс пространственно-временной передачи.
Этапы обработки системы ретрансляционной передачи с использованием ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования аналогичны этапам способа ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования.
SR
SR
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac></mrow>
Другими словами, в настоящем изобретении оценочные сигналы ретрансляционного узла в T символьных периодах разделяют на две группы для сетевого пространственно-временного кодирования и передают в двух символьных периодах, при этом пропускная способность может достигать
символов для пользователя в течение символьного периода, причем пропускная способность увеличивается с увеличением T, что не может быть достигнуто обычной ретрансляционной коллективной связью.
Сеть беспроводной связи, показанная на Фиг.7, содержит один целевой узел, множество узлов-источников, каждый из которых имеет одну антенну, и два ретрансляционных узла, каждый из которых имеет только одну антенну, формируя таким образом распределенную ретрансляционную сеть. В распределенной ретрансляционной сети необходимо управлять мощностью каждого ретрансляционного узла. Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования. Для достижения этой цели техническое решение настоящего изобретения реализовано следующим образом:
S
на этапе А узлы-источники осуществляют широковещательную передачу информации в виде данных на ретрансляционные узлы и целевой узел, причем для данного этапа требуется T символьных периодов; и
1
2
на этапе В ретрансляционные узлы R и R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передают кодированные данные на целевой узел, причем для данного этапа требуется два символьных периода.
s
1
2
S
1
2
SD
S
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
Этап А представляет собой этап осуществления узлами-источниками широковещательной передачи информации в виде данных, на котором N узлов-источников осуществляют одновременную широковещательную передачу информации в виде данных на ретрансляционные узлы R и R и целевой узел D, причем сигнальный вектор, передаваемый N узлами-источниками, обозначается как
, при этом сигналы, принимаемые ретрансляционными узлами R и R в t-м символьном периоде, обозначаются соответственно как
и
, а сигнал, принимаемый целевым узлом D в t-м символьном периоде, обозначается как y(t). На этом этапе требуется T символьных периодов.
1
2
Этап В представляет собой этап, на котором ретрансляционный узел R и ретрансляционный узел R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, причем для этого требуется выполнение пяти процедур, а именно декодирование на ретрансляционных узлах, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, управление мощностью ретрансляционных узлов и распределенное пространственно-временное кодирование и передачу сжатых данных.
1
2
S
1
S
2
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс декодирования на ретрансляционных узлах состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемыми сигналами
и
, при этом оценочная информация сигнального вектора, которая передается N узлами-источниками и получается в результате декодирования на ретрансляционном узле R, обозначается как
, а оценочная информация сигнального вектора, которая передается N узлами-источниками и получается в результате декодирования на ретрансляционном узле R, обозначается как
, причем оценочная информация
и
вычисляется в соответствии со следующими формулами:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
S
1
S
2
При этом
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R, а
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R.
1
2
S
1
2
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R группируют оценочную информацию
и
сигнальных векторов, которая передается N узлами-источниками и получается в результате декодирования на ретрансляционных узлах R и R соответственно, чтобы получить два вектора-столбца с размерностью
.
1
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
в T символьных периодах на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
;
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
.
2
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
в T символьных периодах на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
;
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
.
1
2
i
1
i
2
i
i
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом сжимают четыре вектора-столбца
,
,
и
с размерностью
, используя единичный комплексный вектор-строку P с размерностью
, т.е. ретрансляционный узел R умножает слева единичный комплексный вектор-строку P с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
, а ретрансляционный узел R умножает слева единичный комплексный вектор-строку P с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
, при этом P представляет собой значение весового коэффициента сетевого кодирования.
1
2
1
S
2
S
S
1
2
1
2
1
2
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс управления мощностью ретрансляционных узлов состоит в том, что ретрансляционный узел R и ретрансляционный узел R вычисляют евклидово расстояние
между ретрансляционным узлом R и N узлами-источниками и евклидово расстояние
между ретрансляционным узлом R и N узлами-источниками в соответствии со способом модуляции, используемым N узлами-источниками, матрицу
замирания канала между узлами-источниками и ретрансляционным узлом R и матрицу
замирания канала между узлами-источниками и ретрансляционным узлом R, и определяют коэффициенты p и p управления мощностью на ретрансляционном узле R и ретрансляционном узле R в соответствии с
и
.
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
Формула для вычисления евклидова расстояния
выглядит следующим образом:
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munder><mrow><munder><mrow><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≠</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup><mo>,</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup></mrow></munder><msup><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></munderover><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
i
i
где
- импульсный отклик канала между i-м узлом-источником и j-м ретрансляционным узлом D, θ - фазовый отклик i-го узла-источника, x(t) - символ, который, возможно, передается i-м узлом-источником, a
- другой символ, который, возможно, передается i-м узлом-источником.
1
2
Существуют два способа определения коэффициентов р и р управления мощностью в соответствии с характеристиками изменения матрицы замирания канала:
Способ 1: Когда матрица замирания канала является квазистатической матрицей с медленными изменениями, формула вычисления коэффициента управления мощностью выглядит следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
n
1
2
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
где p - коэффициент управления мощностью n-го ретрансляционного узла,
- евклидово расстояние от информационного источника до n-го ретрансляционного узла,
- изменение импульсного отклика канала между информационным источником и n-м ретрансляционным узлом,
- импульсный отклик канала между n-м ретрансляционным узлом и целевым узлом D и
- изменение импульсного отклика канала между n-м ретрансляционным узлом и целевым узлом, и, как следует из вышеприведенной формулы, р и р выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
;
Способ 2: Когда матрица замирания канала изменяется относительно быстро, формула вычисления коэффициента управления мощностью выглядит следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
;
n
1
2
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mi>n</mi></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow>
где p - коэффициент управления мощностью n-го ретрансляционного узла,
- евклидово расстояние от информационного источника до n-го ретрансляционного узла,
- изменение импульсного отклика канала между информационным источником и n-м ретрансляционным узлом и
- изменение импульсного отклика канала между n-м ретрансляционным узлом и целевым узлом, и, как следует из вышеприведенной формулы, р и р выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
1
2
1
2
1
S
S
2
S
S
1
2
S
S
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс распределенного пространственно-временного кодирования и передачи сжатых данных состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют передачу в соответствии с матрицей ортогонального пространственно-временного кодирования, используя соответствующие сжатые данные
,
,
и
и коэффициенты р и р управления мощностью, т.е. ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T и символьном периоде T+1 соответственно и ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T и символьном периоде T+1 соответственно. В соответствии с сигналами, передаваемыми ретрансляционными узлами R и R в символьном периоде T и символьном периоде T+1, может быть сформирована следующая матрица распределенного пространственно-временного кодирования с размерами 2×2:
<mrow />
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
Другая цель настоящего изобретения состоит в предоставлении системы ретрансляционной передачи с использованием распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, основанной на способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временно кодирования. Для достижения этой цели техническое решение настоящего изобретения реализовано следующим образом:
Система ретрансляционной передачи с использованием распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, содержащая целевой узел, узел-источник и ретрансляционный узел, отличается тем, что:
SR
узел-источник используется для осуществления широковещательной передачи информации в виде данных на ретрансляционный узел и целевой узел в T символьных периодах; и
ретрансляционный узел используется для осуществления распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования принятой информации в виде данных и передачи кодированных данных на целевой узел, при этом ретрансляционный узел совершает в течение двух символьных периодов пять процедур, а именно декодирование на ретрансляционном узле, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, управление мощностью ретрансляционного узла и распределенное пространственно-временное кодирование и передачу сжатых данных.
Этапы обработки системы ретрансляционной передачи с использованием распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования аналогичны этапам способа распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования.
S
S
S
S
S
Согласно этому решению данные, передаваемые N пользователями в TS временных интервалах, перенаправляются на ретрансляционный узел в течение двух временных интервалов с помощью сетевого кодирования и распределенных пространственно-временных кодов, причем пропускная способность в этом решении составляет T/(T+2) символов для пользователя в течение временного интервала, и когда число узлов-источников T>2, пропускная способность больше, чем пропускная способность существующего сетевого кодирования в комплексной области. Кроме того, когда T приближается к бесконечности, пропускная способность в этом решении стремится к 1 символу для пользователя в течение символьного периода.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут истолкованы в нижеследующем описании, и, кроме того, части из них станут очевидными из описания или осмыслены посредством осуществления настоящего изобретения. Цель и другие преимущества настоящего изобретения могут быть осознаны и получены с помощью структуры, указанной, в частности, в описании, формуле изобретения и на сопровождающих чертежах.
Краткое описание чертежей
Чертежи используются в настоящем документе для обеспечения дополнительного понимания настоящего изобретения и формирования части описания. Варианты осуществления настоящего изобретения и их раскрытие используются для истолкования настоящего изобретения, а не для его чрезмерного ограничения. На сопровождающих чертежах:
Фиг.1 представляет собой модель сети беспроводной связи, содержащую множество узлов-источников, ретрансляционный узел и целевой узел в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 представляет собой принципиальную структурную схему технического решения настоящего изобретения;
Фиг.3 представляет собой принципиальную структурную схему Примера 1 настоящего изобретения;
Фиг.4 представляет собой кривую рабочей характеристики Примера 1 настоящего изобретения;
Фиг.5 представляет собой принципиальную структурную схему Примера 2 настоящего изобретения;
Фиг.6 представляет собой кривую рабочей характеристики Примера 1 и Примера 2 настоящего изобретения;
Фиг.7 представляет собой принципиальную структурную схему Примера 3 настоящего изобретения;
Фиг.8 представляет собой схему модулирования рабочей характеристики Примера 3 настоящего изобретения;
Фиг.9 представляет собой принципиальную структурную схему Примера 4 настоящего изобретения; и
Фиг.10 представляет собой схему модулирования рабочей характеристики Примера 4 настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Чтобы разъяснить цель, техническое решение и преимущества настоящего изобретения, оно описывается далее подробно с помощью примеров и со ссылками на чертежи. Первый вариант осуществления
SR
SR
Как показано на Фиг.3, где T=2, способ ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, предусмотренный в этом примере настоящего изобретения, завершается в два этапа, при этом первый этап представляет собой этап, на котором узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных, причем для этого требуется T=2 символьных периодов, а второй этап представляет собой этап, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, причем для этого требуется два символьных периода.
S
SR
SD
SR
На этапе, на котором узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных, N узлов-источников одновременно передают информацию широковещательным способом на ретрансляционный узел R и целевой узел D, при этом сигналы, принимаемые ретрансляционным узлом R и целевым узлом D в t-м символьном периоде, обозначены соответственно как y(t) и y(t). Для этого этапа требуется T=2 символьных периодов.
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, необходимо совершить пять процедур, а именно декодирование на ретрансляционном узле, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, пространственно-временное кодирование сжатых данных и пространственно-временную передачу.
SR
S
<mrow />
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс декодирования на ретрансляционном узле состоит в том, что ретрансляционный узел R выполняет декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемым сигналом y(t), чтобы получить оценочную информацию
сигнальных векторов x(t), передаваемых N узлами-источниками:
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mi>R</mi></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
S
где
, t=0,1,
- матрицы замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R, a argmin указывает декодирование по максимальной вероятности.
S
S
S
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционный узел R разделяет оценочные значения сигналов, передаваемых всеми N узлами-источниками в нулевом символьном периоде, на два вектора-столбца с размерностью
, при этом первый вектор
включает в себя оцениваемое ретрансляционным узлом оценочное значение сигнала, передаваемого N узлами-источниками в нулевом символьном периоде, т.е.
, а второй вектор
включает в себя оцениваемое ретрансляционным узлом оценочное значение сигнала, передаваемого N узлами-источниками в символьном периоде
, т.е.
.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
2
2
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что вектор-столбец
с размерностью
сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
, и вектор-столбец
с размерностью
сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор строку Р с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
.
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс пространственно-временного кодирования сжатых данных состоит в том, что сигналы
и
, получаемые во время процесса сжатия оценочной информации, формируют матрицу 2×2, причем элемент в первой строке и первом столбце матрицы 2×2 представляет собой
, элемент в первой строке и втором столбце матрицы 2×2 представляет собой
, элемент во второй строке и первом столбце матрицы 2×2 представляет собой отрицательное сопряжение
, т.е.
, и элемент во второй строке и втором столбце матрицы 2×2 представляет собой сопряжение
, т.е.
. Матрица 2×2 выглядит следующим образом:
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd><mtd><mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
SR
SR
SR
SR
SR
SR
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс пространственно-временной передачи состоит в том, что матрицу 2×2 передают соответствующим образом посредством двух антенн ретрансляционного узла в течение двух символьных периодов, при этом два сигнала в первой строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T=2, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде T=2, а вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T=2; и два сигнала во второй строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T+1=3, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1=3, а вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1=3.
2
В этом примере вектор Р выбирают следующим образом:
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>×</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>×</mo><mn>3</mn><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
SR
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac></mrow>
Поскольку T=2, пропускная способность решения в этом примере составляет
символов для пользователя в течение символьного периода.
1
-4
2
На Фиг.4 показана кривая моделирования для случая использования этого примера, а также сравнение рабочих характеристик между пространственно-временным кодированием, предоставляемым этим примером, и коллективным сетевым кодированием в комплексной области, при этом по оси ординат отложена частота появления ошибочных символов, а по оси абсцисс - отношение сигнал-шум для каждого символа. Решения, предоставляемые примерами настоящего изобретения, и решение сетевого кодирования в комплексной области используют двоичную фазовую (BPSK) модуляцию и имеют пропускную способность / символа для пользователя в течение символьного периода. Как видно из фигуры, когда SER=10, решение, предоставляемое настоящим изобретением, обладает коэффициентом усиления 5 дБ по сравнению с решением сетевого кодирования в комплексной области. Кроме того, в случае одинаковой пропускной способности решение примера настоящего изобретения может достигать дополнительных коэффициентов усиления при разнесенном приеме. Главная причина кроется в том, что в решении примера настоящего изобретения, когда ретрансляционный узел обнаруживает информацию в виде данных узла-источника, может быть использован способ объединения максимальных отношений. Таким образом, решение настоящего изобретения может достигать дополнительных коэффициентов усиления при разнесенном приеме по сравнению с решением сетевого кодирования в комплексной области с двумя ретрансляционными узлами.
Второй вариант осуществления
SR
SR
SR
Как показано на Фиг.5, где T=4, способ ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования, предоставляемый в примере настоящего изобретения, завершается в два этапа, причем для этого требуется T+2 символьных периодов; при этом первый этап, для которого требуется T=4 символьных периодов, состоит в том, что узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных, а второй этап, для которого требуется два символьных периода, состоит в том, что ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу.
S
SR
SD
SR
На этапе, на котором узел-источник осуществляет широковещательную передачу информации в виде данных, N узлов-источников одновременно передают информацию широковещательным способом на ретрансляционный узел R и целевой узел D, при этом сигналы, принимаемые ретрансляционным узлом R и целевым узлом D в t-м символьном периоде, обозначаются соответственно как y(t) и y(t). Для этого этапа требуется T=2 символьных периодов.
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, необходимо выполнить пять процедур, а именно декодирование на ретрансляционном узле, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, пространственно-временную передачу сжатых данных и пространственно-временную передачу.
SR
S
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс декодирования на ретрансляционном узле состоит в том, что ретрансляционный узел R выполняет декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемым сигналом y(t), чтобы получить оценочную информацию
сигнального вектора x(t), передаваемого N узлами-источниками:
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
где
, при этом t=0, 1, 2, 3.
S
SR
S
S
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>2</mn></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>3</mn></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><msup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>T</mi></msup><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционный узел R разделяет оценочные значения сигналов, передаваемых всеми N узлами-источниками от нулевого символьного периода до символьного периода T-1=3, на два вектора-столбца с размерностью
; при этом первый вектор
включает в себя оцениваемое ретрансляционным узлом оценочное значение сигнала, передаваемого N узлами-источниками от нулевого символьного периода до символьного периода
, т.е.
, а второй вектор
включает в себя оцениваемое ретрансляционным узлом оценочное значение сигнала, передаваемого N узлами-источниками от символьного периода
до символьного периода
, т.е.
.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
3
3
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что вектор-столбец
с размерностью
сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
, и вектор-столбец
с размерностью
сжимают в комплексный сигнал, т.е. единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
умножают слева на вектор-столбец
, чтобы получить
.
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс пространственно-временного кодирования сжатых данных состоит в том, что сигналы
и
, получаемые во время процесса сжатия оценочной информации, формируют матрицу 2×2, причем элемент в первой строке и первом столбце матрицы 2×2 представляет собой
, элемент в первой строке и втором столбце матрицы 2×2 представляет собой
, элемент во второй строке и первом столбце матрицы 2×2 представляет собой отрицательное сопряжение
, т.е.
, и элемент во второй строке и втором столбце матрицы 2×2 представляет собой сопряжение
, т.е.
. Матрица 2×2 выглядит следующим образом:
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd><mtd><mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
SR
R
SR
SR
SR
SR
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup></mrow>
На этапе, на котором ретрансляционный узел выполняет сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, процесс пространственно-временной передачи состоит в том, что матрицу 2×2 передают соответствующим образом посредством двух антенн ретрансляционного узла в течение двух символьных периодов; при этом два сигнала в первой строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T=4, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде TS=4, а вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T=4; и два сигнала во второй строке матрицы 2×2 передают на целевой узел посредством двух антенн ретрансляционного узла в символьном периоде T+1=5, т.е. первая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1=5, а вторая антенна передает сигнал
в символьном периоде T+1=5.
3
S
В этом примере вектор Р с размерностью 1×N выбирают следующим образом:
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>4</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>4</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
SR
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mn>2</mn><mn>3</mn></mfrac></mrow>
Поскольку T=4, пропускная способность решения, обеспечиваемого этим примером, составляет
символов для пользователя в течение символьного периода.
На Фиг.6 показана кривая сравнения рабочей характеристики решения настоящего изобретения с разными пропускными способностями, причем по оси ординат отложена частота появления ошибочных символов, а по оси абсцисс - отношение сигнал-шум для каждого символа. Как видно из фигуры, с увеличением пропускной способности производительность сетевого пространственно-временного кодирования слегка уменьшается, хотя нет очевидного изменения коэффициента усиления при разнесенном приеме при разных пропускных способностях.
Далее в отношении различных способов управления мощностью в описываемом решении предоставлены Пример 3 и Пример 4.
Третий вариант осуществления
S
S
S
Фиг.7 иллюстрирует структурную схему распределенной ретрансляционной сети, в которой имеются N узлов-источников и два ретрансляционных узла. Когда T=2, способ распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования осуществляется в два этапа, при этом требуется T+2=4 символьных периодов.
S
Первый этап заключается в том, что узлы-источники осуществляют широковещательную передачу информации в виде данных, причем для этого требуется T=2 символьных периодов.
1
2
Второй этап заключается в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, причем для этого требуется два символьных периода.
S
1
2
S
1
2
SD
S
<mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
Этап, на котором узлы-источники осуществляют широковещательную передачу информации в виде данных, состоит в том, что N узлов-источников одновременно передают информацию широковещательным способом на ретрансляционные узлы R и R и целевой узел D, причем сигнальный вектор, передаваемый N узлами-источниками, обозначается как
; при этом сигналы, принимаемые ретрансляционными узлами R и R в t-м символьном периоде, обозначаются соответственно как
и
, а сигнал, принимаемый целевым узлом D в t-м символьном периоде, обозначается как y(t). На этом этапе требуется T символьных периодов, причем t=0,1.
1
2
На этапе, на котором ретрансляционные узлы R и R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, необходимо выполнить пять процедур, а именно декодирование на ретрансляционных узлах, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, управление мощностью ретрансляционных узлов и распределенное пространственно-временное кодирование сжатых данных и передачу.
1
2
S
1
S
2
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс декодирования на ретрансляционных узлах состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом выполняют декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемыми сигналами
и
, при этом оценочная информация сигнального вектора, который передается посредством N узлов-источников и получается при декодировании на ретрансляционном узле R, обозначается как
, а оценочная информация сигнального вектора, который передается посредством N узлов-источников и получается при декодировании на ретрансляционном узле R, обозначается как
, t=0,1. Оценочная информация
и
вычисляется в соответствии со следующими формулами:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
S
1
S
2
где
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R, a
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R.
1
2
S
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом группируют оценочную информацию N узлов-источников в T символьных периодах, чтобы получить два вектора-столбца
и
с размерностью
.
1
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
и
в символьных периодах T=2 на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
и
.
2
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
и
в символьных периодах T=2 на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
и
.
1
2
2
1
2
2
2
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом производят сжатие четырех векторов-столбцов
,
,
и
с размерностью
, используя единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
, т.е. ретрансляционный узел R умножает слева единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
, а ретрансляционный узел R умножает слева единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
.
i
S
j
1
2
1
2
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс управления мощностью ретрансляционных узлов состоит в том, что ретрансляционный узел R вычисляет евклидовые расстояния
и
в соответствии со способом модуляции, используемым N узлами-источниками, и матрицу
замирания канала между узлом-источником и ретрансляционным узлом R и определяет коэффициенты p и p управления мощностью на ретрансляционных узлах R и R в соответствии с
и
.
1
2
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования существуют два способа определения коэффициентов р и р управления мощностью в соответствии с характеристиками изменения матрицы замирания канала:
1
2
Способ 1: Когда матрица замирания канала является квазистатической, т.е. с медленными изменениями, коэффициенты р и р управления мощностью выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
;
1
2
Способ 2: Когда матрица замирания канала изменяется относительно быстро, коэффициенты p и р управления мощностью выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
,
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
при этом формула для вычисления евклидова расстояния
выглядит следующим образом:
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munder><mrow><munder><mrow><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≠</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup><mo>,</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup></mrow></munder><msup><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></munderover><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
.
1
2
1
2
1
S
S
2
S
S
1
2
S
S
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования распределенное пространственно-временное кодирование сжатых данных состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют передачу в соответствии с матрицей ортогонального пространственно-временного кодирования, используя соответствующие сжатые данные
,
,
и
, а также коэффициенты p и р управления мощностью, т.е. ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T=2 и символьном периоде T+l=3 соответственно, и ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T=2 и символьном периоде T+1=3 соответственно. В соответствии с сигналами, передаваемыми ретрансляционными узлами R и R в символьном периоде T=2 и символьном периоде T+1=3, может быть сформирована следующая матрица распределенного пространственно-временного кодирования с размерами 2×2:
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
S
S
S
В этом примере оценочные сигналы ретрансляционных узлов в символьных периодах T=2 подлежат распределенному ортогональному сетевому пространственно-временному кодированию посредством двух групп разных векторов соответственно и передаются в течение двух символьных периодов, причем пропускная способность может достигать T/(T+2)=1/2 символов для пользователя в течение временного интервала.
2
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
В этом примере вектор сетевого кодирования выбранного единичного комплексного вектора-строки Р с размерностью
выражается следующим образом:
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>×</mo><mn>3</mn><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>×</mo><mn>3</mn><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
1
-4
2
На Фиг.8 показана кривая модулирования настоящего примера, когда используется BPSK-модуляция, причем по оси ординат отложена частота появления ошибочных символов, а по оси абсцисс - отношение сигнал-шум для каждого символа. На представленной фигуре обозначение (2,2,1) указывает, что имеются два узла-источника, два ретрансляционных узла и один целевой узел, при этом каждый узел имеет одну антенну, и пропускная способность составляет / символов для пользователя в течение символьного периода. Как видно из Фиг.4, в случае одинаковых пропускных способностей распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование, основанное на алгоритме 1 управления мощностью, может достигать лучшей производительности, когда частота появления ошибочных символов SER=10, причем решение кодирования, основанное на алгоритме 1 управления мощностью, предоставленном настоящим примером, имеет коэффициенты усиления примерно 5 дБ, а решение кодирования, основанное на алгоритме 2 управления мощностью, имеет коэффициенты усиления примерно 4 дБ.
Четвертый вариант осуществления
S
S
S
Фиг.9 иллюстрирует структурную схему распределенной ретрансляционной сети, в которой имеются N узлов-источников и два ретрансляционных узла. Когда T=4, способ распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования осуществляется в два этапа, при этом требуется T+2=6 символьных периодов.
S
Первый этап заключается в том, что узлы-источники осуществляют широковещательную передачу информации в виде данных, причем для этого требуется T=4 символьных периодов.
1
2
Второй этап заключается в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, причем для этого требуется два символьных периода.
S
1
2
S
1
2
SD
S
<mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
Этап, на котором узлы-источники осуществляют широковещательную передачу информации в виде данных, состоит в том, что N узлов-источников одновременно передают информацию широковещательным способом на ретрансляционные узлы R и R и целевой узел D, причем сигнальный вектор, передаваемый N узлами-источниками, обозначается как
; при этом сигналы, принимаемые ретрансляционными узлами R и R в t-м символьном периоде, обозначаются соответственно как
и
, а сигнал, принимаемый целевым узлом D в t-м символьном периоде, обозначается как y(t). На этом этапе требуется T символьных периодов, причем t=0, 1, 2, 3.
1
2
На этапе, на котором ретрансляционные узлы R и R выполняют распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование и передачу, необходимо выполнить пять процедур, а именно декодирование на ретрансляционных узлах, группирование оценочной информации, сжатие оценочной информации, управление мощностью ретрансляционных узлов и распределенное пространственно-временное кодирование сжатых данных и передачу.
1
2
S
1
S
2
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс декодирования на ретрансляционных узлах состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом выполняют декодирование по максимальной вероятности в соответствии с принимаемыми сигналами
и
, при этом оценочная информация сигнального вектора, который передается посредством N узлов-источников и получается при декодировании на ретрансляционном узле R, обозначается как
, а оценочная информация сигнального вектора, который передается посредством N узлов-источников и получается при декодировании на ретрансляционном узле R, обозначается как
, t=0, 1, 2, 3. Оценочная информация
и
вычисляется в соответствии со следующими формулами:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munder><mrow><mi>arg</mi><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder><msup><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
,
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>s</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
S
1
S
2
где
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R, а
- матрица замирания канала между N узлами-источниками и ретрансляционным узлом R.
1
2
S
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс группирования оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом группируют оценочную информацию N узлов-источников в T=4 символьных периодах, чтобы получить два вектора-столбца
и
с размерностью
.
1
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
в T символьных периодах на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
;
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>1</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
.
2
S
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Ретрансляционный узел R разделяет оценочные сигналы
в T символьных периодах на две части:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
;
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mn>2</mn><mi>T</mi></msubsup><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow><mi>T</mi></msup></mrow>
.
1
2
3
1
3
2
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>×</mo><mn>1</mn><mo>=</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>×</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования процесс сжатия оценочной информации состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R соответствующим образом сжимают четыре вектора-столбца
,
,
и
с размерностью
, используя единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
, т.е. ретрансляционный узел R умножает слева единичный комплексный вектор-строку Р с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
, а ретрансляционный узел R умножает слева единичный
3
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow>
комплексный вектор-строку Р с размерностью
на векторы-столбцы
и
соответственно, чтобы получить
и
.
i
S
j
1
2
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования управление мощностью ретрансляционных узлов заключается в том, что ретрансляционный узел R вычисляет евклидовые расстояния
и
в соответствии со способом модуляции, используемым N узлами-источниками, и матрицу
замирания канала между узлом-источником и ретрансляционным узлом R и определяет коэффициенты p и р управления мощностью на ретрансляционных узлах R1 и R2 в соответствии с
и
.
1
2
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования существуют два способа определения коэффициентов p и р управления мощностью в соответствии с характеристиками изменения матрицы замирания канала:
1
2
Способ 1: Когда матрица замирания канала является квазистатической, т.е. матрица замирания канала изменяется медленно, коэффициенты p и р управления мощностью выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msup><mrow><mrow><mo>|</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
;
1
2
Способ 2: Когда матрица замирания канала изменяется относительно быстро, коэффициенты p и р управления мощностью выражаются следующим образом:
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>min</mi><mrow><mo>{</mo><mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><msubsup><mi>σ</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><mi>D</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac></mrow>
и
,
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><msub><mi>R</mi><mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub></mrow>
при этом формула для вычисления евклидова расстояния
выглядит следующим образом:
<mrow><msub><mi>d</mi><mrow><mi>S</mi><mi>R</mi><mo>,</mo><mi>min</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munder><mrow><munder><mrow><mi>min</mi></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>≠</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></munder></mrow><mrow><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup><mo>,</mo><mi>x</mi><mo>'</mo><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>∈</mo><msup><mi>C</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msup></mrow></munder><msup><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></munderover><mrow><mrow><mo>‖</mo><mrow><msub><mi>h</mi><mrow><msub><mi>S</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>R</mi><mi>j</mi></msub></mrow></msub><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>−</mo><msubsup><mi>x</mi><mi>i</mi><mo>'</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>‖</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow><mn>2</mn></msup></mrow>
.
1
2
1
2
1
S
S
2
S
S
1
2
S
S
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
<mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow>
<mrow />
В способе распределенного ортогонального сетевого пространственно-временного кодирования распределенное пространственно-временное кодирование сжатых данных состоит в том, что ретрансляционные узлы R и R выполняют передачу в соответствии с матрицей ортогонального пространственно-временного кодирования, используя соответствующие сжатые данные
,
,
и
, а также коэффициенты p и р управления мощностью, т.е. ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T=4 и символьном периоде T+1=5 соответственно, и ретрансляционный узел R передает сигналы
и
в символьном периоде T=4 и символьном периоде T+1=5 соответственно. В соответствии с сигналами, передаваемыми ретрансляционными узлами R и R в символьном периоде T=4 и символьном периоде T+1=5, может быть сформирована следующая матрица распределенного пространственно-временного кодирования с размерами 2×2:
<mrow><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msubsup><mi>x</mi><mrow><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>*</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><mn>0</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow><mo>=</mo><mrow><mo>[</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,1</mn></mrow></msub></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msqrt><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>−</mo><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>1,2</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd><mtd><mrow><msqrt><mrow><msub><mi>p</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msqrt><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mn>2,1</mn></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>*</mo></msup></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
S
S
S
В этом примере оценочные сигналы ретрансляционных узлов в символьных периодах T=4 подлежат сетевому пространственно-временному кодированию посредством двух групп разных векторов соответственно и передаются совместно в течение двух символьных периодов, причем пропускная способность может достигать T/(T+2}=2/3 символов для пользователя в течение временного интервала.
3
<mrow><mn>1</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mi>S</mi></msub><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow>
В этом примере выбранный единичный комплексный вектор-строка Р с размерностью
выражается следующим образом:
<mrow><msub><mi>P</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msqrt><mrow><mn>4</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow></msqrt></mrow></mfrac><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>3</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><mi>π</mi><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>4</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>…</mo><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mn>3</mn><mo>×</mo><mn>2</mn><mi>π</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>2</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>/</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>4</mn><msub><mi>N</mi><mi>S</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow>
.
На Фиг.10 показана кривая модулирования настоящего примера, когда используется BPSK-модуляция, причем по оси ординат отложена частота появления ошибочных символов, а по оси абсцисс - отношение сигнал-шум для каждого символа. На представленной фигуре обозначение (2,2,1) указывает, что имеются два узла-источника, два ретрансляционных узла и один целевой узел, при этом каждый узел имеет одну антенну, и пропускная способность составляет 2/3 символов для пользователя в течение символьного периода. Как видно из Фиг.5, в случае одинаковых пропускных способностей распределенное ортогональное сетевое пространственно-временное кодирование, основанное на алгоритме 1 управления мощностью, может достигать лучшей производительности и иметь постоянные коэффициенты усиления при разнесенном приеме.
Вышеописанное решение может быть применено к многоточечной коллективной передаче. При этом узел-источник может быть мобильным терминалом, ретрансляционный узел - коллективной базовой станцией непервичной ячейки в многоточечной коллективной передаче, а целевой узел - главной базовой станцией в многоточечной коллективной передаче.
Кроме того, настоящее изобретение может быть осуществлено без модификации системной архитектуры, и представленная последовательность операций обработки, которая может быть с легкостью реализована, удобна для использования в данной области техники и обладает преимущественной промышленной применимостью.
Вышеизложенное является лишь предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые не используются для ограничения объема охраны настоящего изобретения.