CN102630374A - 用于具有全双工中继器的多接入中继器信道系统的用于传送数字信号的方法、以及对应的程序产品和中继器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向网络传送数字信号的方法，所述网络至少具有四个节点，所述至少四个节点包括使用空间分布式网络代码的、通过非正交链路彼此分离的两个发射机、中继器和接收机，所述方法包括如下步骤：包括由发射机进行的编码，用于依据K个数据比特的块来传递码字；包括在两个发射机中在N个传送间隔上分别传送两个码字；包括所述中继器中的组合迭代检测/解码，用于分离源自于两个发射机的流，并且针对每个流量来确定表现了所接收的码字的向量；包括在所述中继器中对分别源自于在N个传送间隔上传送的两个码字的两个向量进行组合编码；包括由所述中继器在N个传送间隔上传送冗余数据；以及在所述中继器中提供顺序，使得在N个传送间隔上传送的冗余数据对应于在N个先前的传送间隔上传送的码字。

Description

用于具有全双工中继器的多接入中继器信道系统的用于传送数字信号的方法、以及对应的程序产品和中继器装置

技术领域

本发明的领域是在多接入中继器信道（MARC）网络中传送已编码的数据的领域。MARC网络是具有至少四个节点的电信系统，所述至少四个节点包括至少两个发射机、中继器、和接收机。更确切地，本发明涉及网络编码，并且包含改善数据传送的质量，且具体地，改善接收机中的纠错解码的性能。

本发明具体地、但是非排他性地应用于例如在实时的应用中、经由移动网络来传送数据。

背景技术

网络（尤其是移动网络）正在寻求容量、可靠性、能耗等方面上的显著增长。移动网络的传送信道具有以困难而闻名，并且导致相对低劣的传送可靠性。近年来，已经在编码和调制（尤其是出于能耗考虑和容量考虑）方面实现了显著进步。在其中多个收发机共享相同资源（时间、频率、和空间）的移动网络中，必须尽可能低地保持传送功率。

这种低功率不利于覆盖，并因而不利于系统的容量，且更一般地不利于其性能。

为了增加覆盖，以使得通信更加可靠，且更一般地以改善性能，一种方式在于依赖于中继器，以用于增加频谱效率，并因而用于改善系统的传送效率和可靠性。如图1所示的MARC系统的拓扑使得源（节点S₁和S₂）广播它们的编码信息，以引起中继器R和目的地D的注意。中继器对它从节点S₁和S₂接收的信号进行解码，并且它在添加它自身的冗余的同时对它们联合地重新编码，从而创建空间分布式网络代码。在目的地D处，包括从源S1和S2直接接收的两个已编码序列、以及来自中继器的已编码序列的三个空间分布式已编码序列的解码依赖于联合信道/网络解码算法。

网络编码是协作的形式，其中网络的节点不但共享它们自身的资源（功率、频带等），而且共享它们的计算容量，从而创建随着信息通过节点的连续传播而增加的功率的分布式编码。它提供分集和编码方面的实质改善，并因而提供传送可靠性方面的实质改善。

对于中继器，已知两种类型的操作：半双工模式和全双工模式。

在半双工模式中，存在对应于不同时隙的两个传送阶段，这是由于中继器不能够同时进行接收和传送。在包括第一时隙（也称作传送间隔）的第一阶段期间，全部两个源都进行传送，但是中继器不进行传送。中继器进行解码，并联合地重新编码，以便推导出它要在接下来的时隙期间传送的信号。在包括第二时隙的第二阶段期间，中继器传送它在第一时隙期间确定的信号，并且源传送相关于与在第一时隙期间传送的信息相同的信息的奇偶第二序列。半双工类型的中继器引人注目，这是因为简单的通信方案，并因为可以实现它们的容易性和由其衍生的低成本。

在全双工模式中，中继器从两个源接收新的信息块，并它同时地基于它事先已经接收到的块来向目的地传送它自身的码字。与半双工中继器相比，全双工中继器使得可能实现更大的容量。

文章[1]和[2]描述了用于MARC系统的联合信道/网络编码，如图2所示。正在考虑的MARC系统使得链路CH14、CH24、CH13、CH43、和CH23正交，并另外，将两个源与中继器之间的链路假设为是完全可靠的。在这个应用中，链路是两个或更多节点之间的通信信道，并且它可以是物理的或逻辑的。当链路是物理的时，则将它一般地称作“信道”。在第一传送阶段期间，两个源S1和S2向中继器R并且向目的地D广播已编码的信息。中继器R选取来自两个用户的、它假设为已经完美解码的流，并且它通过使用线性网络编码方案来按照线性方式对它们进行组合。在第二阶段期间，中继器向目的地D传送附加的奇偶序列。一旦目的地已经接收、存储并且重新组织了所有的流，则将此联合信道/网络代码认为是可以迭代解码的空间分布式联合信道/网络代码。此联合代码导致分集和编码方面上的实质增长。

S.Yang和R.Koetter[3]已经评估了用于MARC系统的网络编码的性能，如图3所示，该MARC系统具有正交的链路，但是处于存在有噪的源-中继器链路的情况下。作者提出了软解码和转发技术，该软解码和转发技术依赖于生成如通过计算用于已编码比特/码元的后验概率（APP）的算法所获得的、用于要传送的比特的离散概率分布。每个源S1、S2生成要传送到中继器R的码字。中继器R使用以其作者L.Bahl、J.Cocke、F.Jelinek、和J.Raviv[4]所命名的BCJR解码算法来在对数似然比（LLR）的形式中对它们进行解码，并然后执行与两个已接收码字的按位模二和（XOR运算）对应的非记忆加权网络编码，该加权编码在于：使用两个源的LLR L₁、L₂来生成与XOR运算对应的第三LLR L_R。最后，按照模拟的形式来向目的地D传送此第三LLR。因而，目的地具有三个观测（observation）：来自两个源的观测和来自LLR的观测。目的地在利用中继器所提供的附加信息的同时，执行来自源S₁和S₂的流的联合的和迭代的解码。该文章陈述了，即使在严重有噪的S₁→R和S₂→R链路的情况下，与没有协作（并因而，没有中继器）的方案相比，网络编码也提供了编码改善。在使用二进制相移键控（BPSK）时描述了该方法，但是不能将该方法转用到比二更大阶的调制，这是由于在第三步骤期间计算的表达式仅仅可应用于二阶或四阶的调制（例如，正交相移键控（QPSK））。

在这些各种的已知系统中，解码误差只有在不存在干扰的情况下才减少，这是由于作为正交链路的结果而将正在考虑的MARC系统假设为是没有干扰的。此外，在于施加正交链路的约束导致了频谱资源的非最优利用（utilization），并因而导致了网络容量上的限制。

发明内容

本发明提供了一种用于网络的传送数字信号的方法，该网络具有至少四个节点，所述至少四个节点包括用于实现空间分布式网络代码的、通过非正交链路而连接在一起的两个发射机、中继器、和接收机，所述方法包括：

·每个发射机的一个编码步骤，其每一个用于依据K个信息比特的块来传递码字；

·传送步骤，其中全部两个发射机在N个时隙期间传送它们相应的码字；

·在所述中继器中执行的迭代联合检测/解码步骤，用于分离来自两个发射机的流，并且对于每一流来确定表现了已接收的码字的向量；

·所述中继器中的联合编码步骤，用于对分别根据所述两个流所推导出的两个向量进行编码，以便确定表现了在N个时隙期间传送的两个码字的冗余信息；

·所述中继器的传送步骤，用于在N个时隙期间传送冗余信息；以及

·在所述中继器中进行定序，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字。

本发明还提供一种用于MARC系统的全双工中继器。

因而，用于实现本发明的传送方法的本发明的中继器包括：

·迭代联合检测/解码部件，用于分离来自该MARC系统的两个发射机的流，并且对于每一流来确定表现了与由发射机传送的并且由所述中继器接收的码字相关联的K个信息比特的向量；

·联合编码部件，用于对所述两个流的两个向量进行编码，以便确定冗余信息；

·用于传送该冗余信息的部件；以及

·用于在N个时隙期间传送冗余信息的定序部件，所述信息对应于在先前的N个时隙期间接收的码字。

由所述发射机进行的传送的步骤同时地发生，由此使得可能最大化公共频谱资源。因此，干扰存在于由中继器接收到的信号和由目的地接收到的信号之间，这是因为当首先在所述发射机与中继器之间的它们的传送期间以及其次在所述发射机与目的地（接收机）之间的它们的传送期间源信号的叠加。

因而，本发明具体地依赖于，将联合检测/解码步骤和联合编码步骤引入到中继器中，因而使得能够分离由两个源同时传送的流，并且使得所有的分散的发射机能够受益于空间分布式网络代码上的编码改善，而无需降低频谱效率。本发明的方式使得可能在接收机中实现迭代解码（该迭代解码依赖于在中继器中生成的冗余），而无需发射机功率上的任何增加，以便实现系统的覆盖上的和频谱效率上的增加。

在具体实现中，发射机方法使得该迭代联合检测/解码步骤实现硬解码。

具体地，将具有与在中继器中接收到的每个比特的值有关的硬判决做出的这种解码模式适于其中链路是完美可靠的MARC系统。在此上下文中，该中继器可以在没有误差的情况下解码来自源的信息。因而，硬解码具体地适用于这种MARC系统，这是由于它没有软解码复杂，并且由于它实现起来很快。

在具体实现中，传送方法使得该迭代联合检测/解码步骤实现软解码，并且该联合编码步骤实现软编码和在比特级别处执行的边缘化。

具体地，将这种解码模式适于MARC系统，该MARC系统具有含有瑞利衰落的信道，并且没有源/中继器信道的源处的知识。在此上下文中，存在中继器不完美地解码来自源的信息的非零概率。选择软解码使得可能限制中继器传播误差。

在具体实现中，传送方法使得该迭代联合检测/解码步骤实现软解码，并且该联合编码步骤实现软编码和压缩。

具体地，将这种解码模式适于MARC系统，该MARC系统具有含有瑞利衰落的信道，并且没有源/中继器信道的源处的知识。在此上下文中，存在中继器不完美地解码来自源的信息的非零概率。选择软解码使得可能限制中继器传播误差。另外，与使用硬编码和边缘化的模式不同，跟随有压缩的软编码使得可能在中继器中使用任何类型的调制，这是由于使用软编码和边缘化的模式使得必须在中继器处使用BPSK调制。

在具体实现中，传送方法使得使用最小均方不相关误差（MMSUE）准则来执行该压缩。

使用MMSUE准则使得可能基于后验概率来在中继器处执行最优估计，并因而，使得可能通过减少中继器中误差的数目来最大化目的地处的信噪比（SNR）。

在具体实现中，传送方法还包括：在每个发射机中进行定序，使得该发射机在传送B个码字之后的N个时隙期间不传送码字，其中B是参数。

典型地，帧包含B个码字（或者B个块，其每一个块对应于K比特的信息）。在这个实现中，在传送与B个K比特的块对应的B个码字之后，即在两个发射机中的每一个已经传送帧之后，对所述两个发射机施加静默的时段。相反，在这个静默时段期间，所述MARC系统的所述中继器传送基于从每个发射机接收的最近的块所确定的冗余信息。结果，这个实现具有如下优点，即，使得接收机能够像先前的块一样地解码这些两个更多（two more）的最近块，即同时获益于如所述中继器所确定并传送的冗余信息。不过，由于由静默时段所导致的频谱效率上的影响，并且由于为了能够开始B个块的新帧而引入等待时间，所以这个优点被削弱。

本发明还提供了一种用于MARC系统的接收机的接收方法，该MARC系统用于实现本发明的传送方法，所述方法包括：

·在B+1个块中存储与分别由两个发射机传送的B+1个码字的对对应的已接收数据的步骤，其每一个码字在N个时隙期间进行传送，并且表现了K个信息比特的块的对，该K比特与由所述中继器传送的冗余信息的B个项目相关联，所述B个项目中的每一个在N个时隙期间进行传送，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字，其中B是参数；以及

·在接收机中对B+1个已接收数据块并行执行的迭代联合检测/解码的步骤，用于从第一个块开始，分离来自发射机的流，并且还从接下来的B个块开始，分离来自发射机和来自所述中继器的流，并且用于对于来自发射机的每一流并对于每一块，通过同时地解码与发射机对应的数据流、和来自所述中继器的并且通过接下来的数据块所提供的相关联冗余流，来针对B个块来并行地动作为确定表现了与码字相关联的K个信息比特的向量。

在另一实现中，一种用于MARC系统的接收机的接收方法，该MARC系统用于实现本发明的传送方法的，该接收方法包括：

·在B+1个块中存储与分别由两个发射机传送的B+1个码字的对对应的已接收数据的步骤，其每一个码字在N个时隙期间进行传送，并且表现了K个信息比特的块的对，所述比特与由所述中继器传送的冗余信息的B个项目相关联，所述B个项目中的每一个在N个时隙期间进行传送，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字，其中B是参数；以及

·在接收机中对B+1个已接收数据块并行进行的迭代联合检测/解码的步骤，用于从第一个块起，分离来自发射机的流作为输出，并且从接下来的B-1个块起，分离来自发射机和来自所述中继器的流而作为输出，所述B+1个块仅存储与先前的数据块的码字对应的冗余信息，并且用于对于来自发射机的每一流并对于每一块，通过同时地解码与发射机对应的数据流、和来自所述中继器的并且通过接下来的数据块所供应的相关联冗余流，而针对B个块来并行地确定表现了与码字相关联的K个信息比特的向量。

本发明还提供一种用于MARC系统的接收机，该MARC系统用于实现本发明的传送方法，所述接收机包括：

·用于存储B+1个已接收数据块的部件，所述B+1个已接收数据块对应于与所述中继器所传送的B个冗余值相关联的、由两个发射机传送的B+1个码字的两个集合，B是参数；以及

·用于对B+1个块并行进行迭代联合检测/解码、以分离来自发射机和来自所述中继器的流、并且用于对于每一流并对于每一块来确定K个信息比特的解码向量的部件。

此接收方法和此接收机具有适于用于实现本发明的传送方法的MARC系统的优点。

以上各种实现可以可选地与这些实现中的一个或多个进行组合，以便定义其他实现。

本发明还提供了一种MARC系统（可能地为多入多出（MIMO）系统），该MARC系统适于实现本发明的方法。

因而，本发明的MARC系统包括本发明的中继器。

在优选实现中，通过合并在一个或多个电子电路（诸如，芯片）中的传送或接收程序的指令来确定该传送方法和该接收方法的步骤，可以将所述一个或多个电子电路自身安排在该MARC系统的电子装置中。当将该程序加载到诸如处理器或等效物（然后通过运行该程序来控制其操作）之类的计算机元件中时，可以同样良好地实现本发明的传送或接收方法。

结果，本发明还提供了一种计算机程序，具体地，一种数据介质上或中的、并且适合于实现本发明的计算机程序。该程序可以利用任何编程语言，并它可以处于源代码、目标代码或介于源代码与目标代码之间的中间代码的形式（诸如，部分编译形式）中、或处于用于实现根据本发明方法的任何其他期望形式中。

所述数据介质可以是能够存储程序的任何实体或装置。例如，所述介质可包括：存储部件，诸如只读存储器（ROM），其例如压缩盘（CD）ROM或微电子电路ROM；或者实际的磁记录部件，例如软盘或硬盘。

替换地，该数据介质可以是其中合并了该程序的集成电路，该电路被适于运行正在讨论的方法或在运行正在讨论的方法中进行使用。

此外，该程序可以被转换为诸如电信号或光信号之类的可传送形式，该可传送形式适合于经由电缆或光缆，通过无线电、或通过其他手段而传输。具体地，可以从因特网类型的网络中下载本发明的程序。

附图说明

一旦参考附图而阅读了仅仅作为非限制性的说明性示例所给出的优选实施例的以下描述，本发明的其他特性和优点更加清楚得显现，在附图中：

·图1是图示了MARC系统的基本拓扑的图；

·图2示出了具有各个节点之间的正交链路的现有技术MARC系统的第一示例；

·图3示出了具有各个节点之间的正交链路的现有技术MARC系统的第二示例；

·图4示出了具有系统的节点之间的非正交链路的本发明MARC系统的示例；

·图5是如图4所示的MARC系统所实现的本发明传送方法的简化流程图；

·图6是本发明的中继器的第一实施例的图；

·图7是本发明的中继器的第二实施例的图；

·图8是本发明的中继器的第三实施例的图；

·图9是在中继器中实现的压缩的示例的图；

·图10是如图6、7、或8所示的中继器的联合检测器/解码器DET/DEC的详细图；

·图11是图10所示的联合检测器/解码器DET/DEC的MUD的详细图；

·图12是图10所示的联合检测器/解码器DET/DEC的解码器DECi的详细图；

·图13是在本发明的具有全双工中继器的MARC系统的接收机中实现的迭代联合解码算法的图；

·图14是示出了本发明的中继器中的操作的定序（sequencing）的图；以及

·图15是在本发明的具有全双工中继器的MARC系统的接收机中实现的解码器的图。

具体实施方式

本发明提出了一种新颖方式，该新颖方式用于使用如图4所示的MARC系统的中继器来在如图5所示的本发明的方法1中改善传送的频谱效率，同时仍然使得解码在接收机中能够简单和有效。

在传送信道上不存在约束；它可以经历快速或慢速衰落，它可以是频率选择性的，并且它可以是多入多出（MIMO）信道。在下面的描述中，将两个源、中继器、和目的地假设为完美地同步，并且两个源是独立的（它们之间不存在关联性）。

在此申请中使用以下符号。

使用粗体字符来书写所有向量。

向量v具有写为[v]_k或v_k的其第k个元素。

多维函数F选取维度m·q的矩阵A作为输入，其中每个元素a_ij（对于所有i=1,...,m并且j＝1,...,q）属于集合E，并且它输出维度n·p的矩阵B，其中每个元素b_ij（对于所有i=1,...,n并且j＝1,...,p）属于集合G，使得将F(A)=B写作：

F:E^m×q→G^n×p

将符合均值μ_x的和协方差的具有圆对称的高斯分布的复随机变量x的概率密度写作：

F₂是二元伽罗瓦（Galois）域，R是实数的域，而C是复数的域。设X是属于域E的维度N·M的矩阵，即X∈E^N×M，x_k表示其第k列（k=1,...,M）。

使用大写字母的非斜体字符来书写函数。

设x是具有概率关系p(x)的离散随机变量，E(x)指定了x的数学期望：

$E\left(x\right)=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{x}_{i}p\left(x_i\right)$

在统计上独立的并且分别装备有个和个天线的两个源S1、S2（两个发射机）在步骤2中，动作为通过应用由编码器ENC1和ENC2实现的调制和空间时间信道编码方案C₁和C₂来对被分段为K比特块的信息数据

进行编码。因而，在步骤2中，源的调制和编码方案C₁或C₂动作为将任何信息向量

或

与相应的已编码和已调制的码元

或

相关联，该码元

或

属于基数（cardinality）|χ₁|=2^p和|χ₂|=2^q（p,q∈N）的复星座χ₁和χ₂：

$C_1:F_2^K\→{\mathrm{\χ}}_1^{T_{S_1}\×N}$

$C_2:F_2^K\→{\mathrm{\χ}}_2^{T_{S_2}\×N}$

下面，将

和

称作如由源S₁和S₂所分别传送的“最终”码字。

然后，所述源在步骤3中动作为在N个信道利用（N个时隙）期间向中继器和接收机传送该最终码字

和

装备有R_x个接收天线和T_R个传送天线的中继器R接收数据该数据

包括如在信道CH1、CH2上传送的码字

（或它们中的至少一些）的叠加。

下面，在此文献中，参考

和来使用通用术语“码字”，并且更一般地，将术语“码字”用于作为利用调制和编码方案C_i进行的编码的结果所获得的任何向量/矩阵。

因而，码字Y_1R、Y_2R是已传送的码字

的已扰动版本，并且按照以下形式来书写它们的叠加：

$y_{R,k}=y_{1R,k}+y_{2R,k}$

$=\underset{m=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{S_{1}R,k,m}{x}_{S_1,k-m}+\underset{m=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{S_{2}R,k,m}{x}_{S_2,k-m}+n_{\mathrm{SR},k}$

其中，k=1，...，N，               （1）

其中：

指定了加性噪声向量，

和

指定了两个源与中继器之间的衰落系数矩阵，并且M指定了信道的记忆（信道的记忆效应与传播延迟或“延迟扩展”相关联）。此延迟引起已传送信号被叠加，这导致了码元之间的干扰。

在步骤4中，中继器R借助于联合检测器/解码器DET/DEC，按照可以被叫做“硬”或“软”的方式，来执行已接收数据的联合检测/解码，以便从其推导出表现了来自两个源的二进制数据的实值向量λ_1R∈R^K、λ_2R∈R^K。所述中继器存储所述实值向量λ_1R、λ_2R。

在步骤5中，所述中继器基于与先前的块对应的两个向量λ_1R和λ_2R而同时地动作为应用如下描述的函数Θ，以用于获得由所述中继器在步骤6中在信道的N_R个利用（时隙）上向接收机传送的冗余信息

在这种情况下，N_R=N。

所述中继器对于附加的码字X_R的传送相对于与K个信息比特相关的码字

的传送存在偏移。对由发射机和由中继器进行的所述码字和附加码字X_R的处理进行定序：在全双工中继器中，在相对于码字

的K个信息比特的一个块的偏移的情况下，传送所述附加码字X_R；在N_R=N个时隙期间传送的附加码字X_R与在先前的N_R=N个时隙期间传送的码字

相关。

所述中继器将这个附加码字X_R传送到目的地D（接收机）。所述接收机观测来自所述源和来自所述中继器的已传送码元的叠加，并且它使用这些叠加的码元，（可选地，连同事先接收的并且与K比特的一个或多个先前块中的每一个对应的那些码元），以便恢复所述消息

所述消息

中的每一个消息与K比特的一个块相关。为此目的，它执行迭代的联合检测/解码。

在各个实施例中，可以重复基本拓扑，以便确定具有几个中继器和几个目的地的MARC系统，每个中继器与至少两个发射机和接收机相关联。在其他实施例中，基本拓扑的两个发射机可以构成具有至少两个发射天线的单一发射机。在所有情况下，中继器和接收机接收经由相异的传送信道所传送的码字。

因而，每个中继器R提供使得能够在接收机处改善解码的冗余码字X_R。通过分离来自两个发射机的流（这是因为来自两个发射机S₁、S₂的码字

由于非正交链路S1->R、S2->R而被叠加在公共接收的流Y_R中），并且通过联合编码从已叠加流中提取的值，来形成这些冗余码字。

可以依照编码的类型和代码级联的类型（并行、串行、或任意）来设想数个变化实现。

可以在发射机中并且在中继器中使用数个类型的代码，假设它们是线性代码的话。尤其是可能利用：

·卷积码；

·BCH码；

·里得-所罗门（RS）码；

·特波（turbo）码；

·二进制或非二进制低密度奇偶校验（LDPC）码；和/或

·奇偶码。

可能在发射机中并且在中继器中使用相同的代码，亦或使用不同的代码。

在第一实施例中，图4所示的MARC系统具有源S1、S2与中继器R之间的链路CH1、CH2，将所述链路假设为完全可靠，换言之，所述链路具有非常好的质量，并且解码在实践中没有误差。

图6所示的中继器R借助于硬联合检测器/解码器DET/DEC_d来对于来自两个源的数据执行硬解码，并且它利用使用调制和空间时间编码方案C_R的硬联合编码器Re_ENC_d来对数据联合地重新编码。

来自联合检测器/解码器DET/DEC_d的输出

选取由联合编码器Re_ENC_d所使用的二进制值：

${\mathrm{\λ}}_{1R}={\hat{u}}_{S_1}\∈F_2^K$

${\mathrm{\λ}}_{2R}={\hat{u}}_{S_2}\∈F_2^K$

硬联合编码器Re_ENC_d利用二进制值的两个输入向量，并且通过应用调制和空间时间编码方案C_R来输出离散码元

的矩阵，其中χ_R是基数|χ_R|=2^m（m∈N）的复星座：

$C_R:F_2^K\×F_2^K\→{\mathrm{\χ}}_R^{T_R\×N_1}$

其产生离散码元

其后，应用列选择函数Ω：

$\mathrm{\Ω}:{\mathrm{\χ}}_R^{T_R\×N_1}\→{\mathrm{\χ}}_R^{T_R\×N_0}$

其中N₀≤N₁，由此选择矩阵的N₀个列，以便获得冗余码元

使得 $S_R=\mathrm{\Ω}\left(S_R^1\right).$

在N₀=N_R个时隙期间，中继器可能利用功率加权来传送这些离散码元。可以按照以下形式来表达这些离散码元X_R：

$X_R={\mathrm{\βS}}_R=\mathrm{\Θ}({\hat{u}}_{S_1},{\hat{u}}_{S_2})\∈{\mathrm{\χ}}_R^{T_R\×N_R}$

其中，β是功率规格化因子，并且Θ是来自两个源的已估计数据的确定性函数。

在第二实施例中，图4所示的MARC系统具有源S1、S2与中继器R之间的链路CH1、CH2，所述链路CH1、CH2具有瑞利（Rayleigh）衰落。另外，所述源没有源与中继器之间的链路的知识。结果，存在中继器不完美地解码来自两个源的消息的非零概率。在这种情形下，存在中继器将误差传播到目的地的风险。

这个实施例使得可能在目的地处并且在执行联合解码的同时，考虑到在中继器中出现的解码误差。

在此实施例中，图7和8所示的中继器R借助于软联合检测器/解码器DET/DEC_s来执行软联合检测/解码，以便获得信息比特的APP（{P(u_k=0,1)}）。

按照如下定义的对数似然比（LLR）的形式来计算信息比特的APP：

${\left[{\mathrm{\λ}}_{1R}\right]}_k=L\left(u_{S_i,k}\right)={\left[L\left(u_{S_i}\right)\right]}_k=\ln \frac{P(u_{S_i,k}=1)}{P(u_{S_i,k}=0)}k=1,\·\·\·,K,i=\mathrm{1,2}$

因而：

${\mathrm{\λ}}_{1R}=L\left(u_{S_1}\right)\∈R^K$

${\mathrm{\λ}}_{2R}=L\left(u_{S_2}\right)\∈R^K$

然后，中继器基于以下调制和编码方案C_R，使用下面详细描述的联合编码器Re_ENC_s，来执行加权的网络空间-时间联合重新编码：

$C_R:F_2^K\×F_2^K\→{\mathrm{\χ}}_R^{T_R\×N_1}$

编码器使用二进制值的两个向量，并且产生属于

的离散码元的矩阵，其中χ_R是基数|χ_R|=2^m（m∈N）的复星座。

按照以下形式来表现使用应用于代码C_R的BCJR算法的加权网络空间-时间编码函数：

$C_R^S:R^K\×R^K\→R^{\left({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_{R-1}}\right)\×N_1}$

由联合编码器Re_ENC_s所实现的加权网络编码函数使用实值的两个向量（已解码比特的LLR的向量），并且它按照

LLR的形式来提供码元

的T_R维概率：

$\ln \frac{P(s_{R,k}^1=a_i)}{P(s_{R,k}^1=a_0)}$

其中并且 $\underset{i=0}{\overset{2^{m{T}_R}-1}{\∪}}\left\{a_i\right\}={{\mathrm{\χ}}_R}^{T_R},i=1,...,2^{{\mathrm{mT}}_R}-1,k=1,...,N_1.$

即：

$P{\left(S_R^1\right)}_{i,k}=\ln \frac{P(s_{R,k}^1=a_i)}{P(s_{R,k}^1=a_0)}$

以定义了矩阵 $P\left(S_R^1\right)\∈R^{({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_R}-1)\×N_1}.$

最后，将列选择函数∧S（其去除与列选择函数∧所去除的向量相关的所有概率）应用于矩阵

因而，这定义了函数：

${\mathrm{\Ω}}^S:R^{({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_R}-1)\×N_1}\→R^{({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_R}-1)\×N_0}$

其中，N₀≤N₁，使得 $P\left(S_R\right)={\mathrm{\Ω}}^S\left(P\left(S_R^1\right)\right)$

图7所示的中继器对应于以下具体实施例，其中在传送冗余信息之前，在联合重新编码以后跟随有边缘化（marginalization）MARG。

此具体模式适用于以下中继器，在该中继器中，调制和空间-时间编码方案C_R基于二进制编码函数（可能包括交织器）：

并且基于用于将比特与码元相关联的调制（比特到码元的编码函数）（其中，

意味着“的子集”），其中X_R表示基数|X_R|=2^m的所获得码元的星座，即

此编码和空间-时间调制方案的示例是空间时间比特交织编码调制（ST-BICM）。

边缘化操作Ψ在于，根据按照形式P(S_R)_i,k所存储的码元概率P(s_R,k)来计算比特概率，以便提供用于APP比的对数。

假设

是二进制冗余信息，

表示码元s_R,k,t的第l比特（k=1,...,N₀,l=1,...,m,t=1,...,T_R）。应用通过表达式

所描述的边缘化函数Ψ使得可能根据概率：

来获得比特c_R,k,t(l)的LLR L(c_R,k,t(l))：

$L\left(c_{R,k,t\left(l\right)}\right)=\ln \left(\frac{P(c_{R,k,t\left(l\right)}=1)}{P(c_{R,k,t\left(l\right)}=0)}\right)$

其中：

$P(s_{R,k}=a_i)=c_0{e}^{P{\left(S_R\right)}_{i,k}}i=1,\·\·\·,2^{{\mathrm{mT}}_R}-1$ 其中， $c_0=P(s_{R,k}=a_0)=\frac{1}{1+\underset{i=1}{\overset{2^{{\mathrm{mT}}_R-1}}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{P{\left(S_R\right)}_{i,k}}}$

其中，矩阵

定义如下：

[L(c_R)]_t,(k-1)m+l=L(c_R,k,t(l))k=1,…,N₀,t=1,…,T_R,l=1,…,m

然后，在N_R=mN₀个时隙期间（如果该方法使用正交信道和同相信道，则N_R=mN₀/2），向接收机传送冗余信息X_R=βL(c_R)，其中β是功率规格化因子。

此具体实施例可应用于所有种类的调制，然而，由于中继器按照LLR的形式来传送与比特对应的软值，所以将频谱效率限于BPSK调制（或QPSK调制）可用的频谱效率。

图8所示的中继器对应于以下具体实施例，其中在传送冗余信息以前，在联合重新编码以后跟随有压缩COMP。可以按照以下形式来书写压缩函数Ψ：

$\mathrm{\Ψ}:R^{({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_R}-1)\×N_0}\→C^{T_R\×N_0}$

对概率分布进行压缩的操作具有以下优点，即，使得能够传送与如编码器在单一时隙上提供的码元的概率相关的所有软信息，而与调制和编码方案C_R的调制无关。

以下示例对应于特殊情况MMSUE压缩。在图9中示出了用于在中继器中执行以便实现MMSUE压缩的操作的方案。

在码元上执行并且通过下式表现的边缘化函数Ψ₁：

${\mathrm{\Ψ}}_1:R^{({\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|}^{T_R}-1)\×N_0}\→R^{T_R\×\left(\right|{\mathrm{\χ}}_R|-1)\×N_0}$

利用LLR向量

并且它提供LLRΔ_t，j，k。

设：

$\mathrm{\Δ}\∈R^{T_R\×\left(\right|{\mathrm{\χ}}_R|-1)\×N_0},$ 其中，

${\mathrm{\Δ}}_{t,j,k}=\ln \frac{P(S_{R,k,t}=b_j)}{P(S_{R,k,t}=b_0)}$

$b_j\∈{\mathrm{\χ}}_R,\underset{i=0}{\overset{2^m-1}{\∪}}\left\{b_j\right\}={\mathrm{\χ}}_R$

其中j=1,...,2^m-1,k=1,...N₀,t=1,...,T_R，并且其中：

$P(S_{R,k,t}=b_j)=\underset{i:a_{i,t}=b_j}{\mathrm{\Σ}}P(S_{R,k}=a_i)=\underset{i:a_{i,t}=b_j}{\mathrm{\Σ}}{c}_0{e}^{P{\left(S_R\right)}_{i,k}}$

$b_j\∈{\mathrm{\χ}}_R,j=0,...,2^m-1,i=1,...,2^{m{T}_R}-1,c_0=P(s_{R,k}=a_0)=\frac{1}{1+\underset{i=1}{\overset{2^{m{T}_{R-1}}}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{P{\left(S_R\right)}_{i,k}}}$

可以将此边缘化函数直接地合并在软重新编码/调制步骤中。

MMSUE压缩函数Ψ₂在于，计算码元s_R,k,t的期望，并且按照以下形式来书写它：

${\mathrm{\Ψ}}_2:R^{T_R\×\left(\right|{\mathrm{\χ}}_R|-1)\×N_0}\→C^{T_R\×N_0}.$

它利用LLRΔ_t,j,k，并且它计算：

$E\left(S_{R,k,t}\right)=\underset{j=0}{\overset{\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|-1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{j}P(s_{R,k,,t}=b_j)=\underset{j=0}{\overset{\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|-1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_j{K}_0{e}^{{\mathrm{\Δ}}_{t,j,k}}$

$b_j\∈{\mathrm{\χ}}_R,j=0,...,2^m-1,K_0=P(s_{R,k,t}=b_0)=\frac{1}{1+\underset{j=1}{\overset{\left|{\mathrm{\χ}}_R\right|-1}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{{\mathrm{\Δ}}_{t,j,k}}},{\mathrm{\Δ}}_{t,0,k}=0$

在矩阵

中存储所计算的期望E(s_R,k,t)，并且在信道的N_R=N₀个利用上，将冗余信息X_R=βE(s_R)发送到目的地，其中β是功率规格化因子。

在中继器的具体实施例的以下描述中，将源S1、S2（发射机）假设为实现比特交织编码调制（BICM）调制和编码方案，即这些方案包括二进制编码器、比特到比特交织器（称作信道的交织器）和调制器的串行级联。因而，在传送信号以前，正在考虑的发射机包括比特级别的伪随机交织器。结果，中继器和接收机两者都包括对应的解交织器。交织器用于破坏相继传送的比特之间的相关性，由此使得能够更加有效地执行迭代联合检测/解码。

为了简化符号，下面假设，在所有的发射机和接收机中使用单一发射天线和单一接收天线，即

。此外，假设瑞利衰落是准静态的、信道不具有任何记忆、并且接收机具有噪声的方差和衰落系数的完美知识。

与两个源对应的编码方案将每个消息向量

和

与已编码比特

和（n₁和n₂：编码比特长度）相关联，所述已编码比特和

被交织以给出

和

并然后被（使用两个源的调制方案来）在属于复星座的码元（码字）

和

中进行调制。假设所使用的标签是和其中S₁和S₂的每个已调制码元分别属于基数|χ₁|=2^p和|χ₂|=2^q的复集合χ₁和χ₂，则

表示了的二进制标签的第l比特（k=1,...,N，对于S₁，l=1,...,p，并且对于S₂，l=1,...,q）。

与中继器对应的编码和调制方案C_R基于二进制代码

（将冗余的已编码比特的向量写作c_R，n′<n）、交织器（将已编码和已交织的比特写作

）、和具有比特到码元编码

的调制器，其中χ_R表示了基数|χ_R|=2^m的所获得的码元的星座。将中继器所传送的信号（码字）写作

下面，更加详细地描述中继器的操作。

在图10中示出了联合检测器/解码器DET/DEC。该描述同样很好地适用于其中联合检测器/解码器的判决选取为硬或软的状况。

联合检测器/解码器DET/DEC按照迭代的方式来应用联合检测/解码方案。通过跟随有并行的两个解码器DEC1和DEC2的多用户检测器MUD来实现该方案。

中继器R接收如通过等式（1）所表达的、来自两个源S1、S2的信号的叠加，当源发射天线的数目和中继器接收天线的数据两者都等于一时；当存在准静态瑞利衰落时；以及当信道是没有无记忆的（memory-free）时，可以简化该等式（1）：

$y_{R,k}=y_{1R,k}+y_{2R,k}$ k=1,...,N                （2）

$=h_{S_{1}R}{x}_{S_1,k}+h_{S_{2}R}{x}_{S_2,k}+n_{\mathrm{SR},k}$

其中，n_SR.k指定具有分布

的高斯加性噪声，并且其中

和

指定相应的源S1、S2与中继器R之间的链路的系数。

在每次迭代处，在图11中概略性示出的多用户检测器MUD分离来自所接收到的数据的流y_R，通过实现最大后验检测器MAP来从每个源中提取信息。检测器MAP通过利用来自信道的有噪观测y_R和由解码器DECi在先前迭代处提供的关于已编码和已交织比特的先验信息

和

来在对数似然比（LLR）

和

的形式中计算来自两个源的已编码比特的软信息。

使用以下等式来计算来自每个源的码元的第l比特

的对数似然比（LLR），其中为了简化而省略了符号时间索引：

（i,j=1,2，并且i≠j）

在已知噪声的高斯分布的情况下，这使得可能写出：

其中：

（i,j=1,2，i≠j，并且l′≠l）

其中，是如由解码器在先前迭代上提供的、用于每个码元的比特的先验对数似然比。

使用下式来计算在来自检测器MAP的出口处的外在对数似然比（LLR）：

$L\left(v_{S_i\left(l\right)}\right)=\mathrm{\&Lambda;}\left(v_{S_i\left(l\right)}\right)-\mathrm{Ex}\left(v_{S_i\left(l\right)}\right)---\left(7\right)$

在由解交织器π_c ^-1执行的解交织之后，MUD提供用于已编码比特的外在对数似然比（LLR）

该解交织器π_c ^-1执行对于在传送时使用的、与信道编码相关联的交织器的逆功能。

在每次迭代上，在图12中概略性示出的解码器DECi分别利用由MUD提供的已编码比特的内在（intrinsic）对数似然比（LLR）

和

的向量。它们传递用于已编码比特

和

的外在对数似然比

和

在交织之后，MUD将已编码和已交织的比特的外在对数似然比和

在接下来的迭代中用作先验对数似然比。交织器与在传送时使用的、和信道编码相关联的交织器一致。

在最后的迭代处，每个解码器DECi选取硬/软判决，并且提供表现出K个信息比特

的向量

在全双工模式中，在所述中继器正在检测/解码所接收的块的同时，它向接收机发送它已经从先前的块中推导出的信号。结果，所述目的地观测到来自两个源的信息和来自所述中继器的先前块的已编码信息的叠加。这是在中继器信道中使用的一般编码方案，即具有马尔可夫（Markov）块的叠加的编码。

在目的地D处的接收的信号包含来自所述中继器的、关于先前的信息块的信息，所以接收上的处理必需能够联合地使用多个接连块。所接收的信号可以表达为如下的形式：

$y_{D,k}^i=h_{S_{1}D}^i{x}_{S_1,k}^i+h_{S_{2}D}^i{x}_{S_2,k}^i+h_{\mathrm{RD}}^i{x}_{R,k}^i+n_k^i\begin{array}{c}k=1,...,N\\ i=0,...,B\end{array}---\left(8\right)$

其中B指定了正在考虑的信息块的数目（B个块，其每一个对应于K比特的信息），

和

是分别由源S1和S2传送的并且对应于信息字

和

的已调制码字，并且

是由所述中继器传送的、与先前消息

和

相关的冗余向量。

在接收到B+1个块之后，所述接收机D使用迭代联合检测/解码算法来检测并解码来自两个源的信息。这个算法被示出在图13中。出于简化的原因，没有示出信道的交织器。

所述B+1个多用户检测器MUDi使得可能获得来自所述两个源和来自所述中继器的已接收码字的LLR。这些LLR由所述B+1个解码器DECi来使用。

作为输入，第i解码器DECi接收如由MUD i和MUD i+1提供的已编码比特的内在对数似然比

和

并且它确定用于已编码比特和

的外在对数似然比

和在交织之后，这些值被作为先验值而用作到相同MUD的输入。稍微不同地处理最后的块，这是由于中继器还没有确定用于这个块的冗余向量。

确定所考虑的块的数目B取决于如何实现MARC系统。

在第一实现中，源S1和S2传送B+1个块的帧。所述第B+1个块没有在网络编码方面使目的地获益。以不如对其它的B个块进行解码的质量一样好的质量来对这个块进行解码。具有劣化性能的块的数目的比为1/B+1，所以对于B的较大值而改善了性能。因此，有利地确定尽可能大的数目B，以便最小化在解码时质量的损失。然而，数目B越大，则在接收时处理的复杂度增加得越大。

在第二实现中，每个源在B个相继块（B0,...,B-1）的帧中传送它的信息，每个块持续N个时隙。所述接收机在接收到由所述中继器关于块B-1所传送的冗余码字之后，联合地解码这些块。进行定序使得在不存在由所述中继器进行的冗余码字的同时传送的情况下对块B0进行传送，并且在不存在由所述源进行的同时传送的情况下，由所述中继器传送与块B-1相关的冗余码字。这个实现的优点在于，所有的已解码块都从网络编码中获益，但是这要损害与比率B/B+1对应的频谱效率，这是由于由所述中继器进行的与块B-1相关的最后冗余向量的传送必须对应于在两个源上施加的不传送或者静默间隔（保护间隔）。B越大，则这个比率越接近于统一（unity），但是使得在接收时处理的数量更加复杂。

因而，B的值是在解码性能与复杂性之间的折衷的结果。

下面的描述涉及本发明的传送方法和接收方法在具体的MARC系统中的实现。

所述MARC系统具有全双工中继器，该全双工中继器实现分布式特波码类型的特定编码/解码方案。两个源使用码率（rate）1/2的相同类型的RSCC（递归系统卷积码）编码器来在长度K的块中编码数据，并且它们将系统比特和奇偶比特传送到中继器和目的地（接收机）。在这样的情况下：N=2K。

在所述中继器接收所述流的同时，它将附加的奇偶序列传送到接收机，该序列对应于先前的块。为此目的，它使用交织器Π来交织先前块的已解码流，它利用2/4的码率的RSCC来联合地对它们重新编码，并且它仅仅传送奇偶比特。这个确定被示出在图14中。

因而，所述目的地具有码率1/4的两个分布式特波码（DTC）（所述两个分布式特波码（DTC）因而非常强大），以用于在时刻i处对信息分组

和

进行解码。

所述中继器根据上面参考图8所描述的第三实现来实现处理：所述中继器在解码期间并且在重新编码期间做出软判决，并且它通过计算码元的数学期望来压缩在来自软编码器的出口处的概率分布。

在目的地处，接收方法将高斯模型应用于对来自中继器的已接收信号上的总扰动进行建模。

为了使得目的地处的SNR最大化，MARC系统使用MMSUE准则：中继器基于后验概率来做出最优估计。所选择的准则用来对中继器的职责进行优化。中继器所执行的MMSUE压缩的原则如下。

中继器生成与属于星座χ_R的码元s_R,k有关的概率：其中，每个已调制码元属于基数|χ_R|=2^m的复集合χ_R。因而，

表示了二进制标签s_R,k的第l比特。将码元的能量规格化为1，以便简化符号。

中继器在N_R个时隙上传送关于来自节点S₁和S₂的分组的信息，使用C_R来对该信息进行编码和调制。中继器在N_R个时隙期间传送接下来的复码元：

$x_{R,k}=f\left(s_{R,k}\right)=\sqrt{\frac{P_R}{{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_{R,k}}^2}}{\tilde{s}}_{R,k},k=1,...,N_R---\left(9\right)$

其中：

${\tilde{s}}_{R,k}=\underset{a\&Element;{\mathrm{\&chi;}}_R}{\mathrm{\&Sigma;}}{s}_{R,k}P(s_{R,k}=a)---\left(10\right)$

以及

${\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R}^2=\frac{1}{N_R}\underset{k=1}{\overset{N_R}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\tilde{s}}_{R,k}\right|}^2---\left(11\right)$

其中，P_R是可用于中继器的能量。

在接收机处，在无干扰高斯信道的特殊情况下，在均方误差的意义中检测码元x_R,k，以便获得估计

其中，在第一高斯近似中，将n_k假设为是高斯的并且具有已知的方差σ²。

通过将MMSUE概念推广到已编码数据，可以按照以下形式来表达估计

${\hat{x}}_{R,k}=x_{R,k}+n_k$

$=\frac{{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{S}}_R}}{{\mathrm{\&sigma;}}_{S_R}^2}\sqrt{P_R}(s_{R,k}+e_k)+n_k$

$={\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{S}}_R}\sqrt{P_R}{s}_{R,k}+{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{S}}_R}\sqrt{P_R}{e}_k+n_k$

$={\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{S}}_R}\sqrt{P_R}{s}_{R,k}+n_k^{\&prime;}---\left(12\right)$

n′_k的方差为

n′_k上的第二高斯近似用来恢复概率P(s_R，k=a)，a∈χ_R，所述概率与以下等式成比例：

$e^{-\frac{{|{\hat{x}}_{R,k}-|{\mathrm{\&sigma;}\tilde{s}}_R\sqrt{P_R}{s}_{R,k}}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2+P_R(1-{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R}^2)}---\left(13\right)}$

通过假设，将分布式网络的节点假设为已知它们相应的传送功率。

对于每个块i，所述接收机使用MAP检测器来分离三个流，并且计算用于已编码比特的对数似然比。参考图11来描述其中MAP检测器进行操作以用于分离两个流的原理。需要对它进行适配以便分离三个流。另外，在计算中，需要考虑所述MMSUE压缩。按照如下的形式来表达由接收机接收的信号：

$y_{D,k}^i=h_{S_{1}D}^i{x}_{S_1,k}^i+h_{S_{2}D}^i{x}_{S_2,k}^i+h_{\mathrm{RD}}^i{x}_{R,k}^i+n_k^i$

$=h_{S_{1}D}^i{x}_{S_1,k}^i+h_{S_{2}D}^i{x}_{S_2,k}^i+h_{\mathrm{RD}}^i\left({\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R^i}\sqrt{P_R}(s_{R,k}^i+e_k^i)\right)+n_k^i$

$=h_{S_{1}D}^i{x}_{S_1,k}^i+h_{S_{2}D}^i{x}_{S_2,k}^i+h_{\mathrm{RD}}^i{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R^i}\sqrt{P_R}{s}_{R,k}^i+n_k^{\&prime;i}$

i＝0,...,B,k=1,...,2K

其中：

$n_k^{\&prime;i}=h_{\mathrm{RD}}^i{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R^i}\sqrt{P_R}{e}_k^i+n_k^i---\left(15\right)$

是在目的地处具有0的均值和方差

的等效噪声：

${\mathrm{\&sigma;}}_{n^{\&prime;i}}^2={\mathrm{\&sigma;}}_{n^i}^2+P_R{\left|h_{\mathrm{RD}}^i\right|}^2(1-{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R^i}^2)$

对于每个块i，可以按照以下形式来表达与来自中继器的流对应的来自多用户检测器MUD的输出，其中为了简化符号而已经省略了时间索引：

$\mathrm{\&Lambda;}\left(v_{R\left(l\right)}^i\right)=\log (A/B)---\left(17\right)$

其中：

$C={\mathrm{\&Sigma;}}_{x_1{\&Element;\mathrm{\&chi;}}_1,x_2\&Element;{\mathrm{\&chi;}}_2}\exp ({-\left|\right|\frac{y_D^i-\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\&Sigma;}}}{h}_{S_{j}D}^i{x}_j-h_{\mathrm{RD}}^i{\mathrm{\&sigma;}}_{{\tilde{s}}_R^i}\sqrt{p_R}{s}_R}{{\mathrm{\&sigma;}}_{n^{\&prime;}}i}\left|\right|}^2+\underset{j=1}{\overset{2}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&xi;}\left(x_j\right)+\mathrm{\&xi;}\left(s_R\right))---\left(19\right)$

其中：

根据所述等式，外在LLR来自检测器i的MAP的输出：

$L\left(v_{R\left(l\right)}^i\right)=\mathrm{\&Lambda;}\left(v_{R\left(l\right)}^i\right)-\mathrm{Ex}\left(v_{R\left(l\right)}^i\right)---\left(23\right)$

在解交织之后，在来自检测器MUDi的输出处获得值

检测器MUDi按照一致的方式而动作为获得用于与来自源

和

的流对应的每个码元的已编码比特的外在对数似然比（LLR）。

在图15中详细地图示了联合检测/解码的原理，其中已经省略了来自迭代i-1的先验信息。这个方案详细示出了DECi，其中所述DECi由具有软输入和软输出（SISO）的三个解码器组成。

设

为关于两个源的系统比特的软信息，而

是如由检测器MUD i和MUD i+1提供的、关于与两个源和中继器对应的奇偶比特的软信息（j＝1,2）。

设

和是由具有软输入和软输出的解码器（SISO k（k＝1,...,3））所生成的外在信息。

在所描述的实现中，像如图13所示的解码器DECi一样地，并行地实现所有的解码器MUDi。检测/解码对的模块包括串行操作的一个MUDi和一个解码器DECi，并且它们如下地在对内和在各对之间交换软信息：

1）检测器MUDi通过使用来自B+1个解码器DECi的先验信息来确定内在对数似然比。两个相继的检测器MUD i和MUD i+1参于每个源的块i的解码。作为相应的输入（在重新交织之后），这些MUD使用

和

作为来自解码器DECi的先验值，其中∏^-1(.)是来自中继器的解交织器的输出。

2）所述B+1个解码器DECi包括三个软输入和软输出解码器SISO1、SISO2、和SISO3。所述解码器SISO1和SISO2形成第一分布式特波解码器DTC(S1)，而所述解码器SISO2和SISO3形成第二分布式特波解码器DTC(S2)。所述解码器DECi并行地操作。如图15所示的解码器DECi所实现的计算方法迭代地发生，并且对于每个迭代，所述操作如下：

·解码器DECi使用来自检测器MUDi和MUDi+1的LLR

和

作为输入；以及

·所述解码器SISO1和SISO3同时地操作：

·SISO1使用在先前的迭代期间获得的先验信息

和

作为输入，并且它造价员BCJR算法来计算

和

·SISO3使用在先前的信息期间获得的先验信息

和

和

作为输入，并且它借助于BCJR算法来计算

和

以及

·SISO2使用先验信息

和

和作为输入，并且它借助于BCJR算法来计算

和

在几次迭代之后，所述解码器DECi做出用于每个块i的硬判决；

$L_{S_1}^i+{\mathrm{Ex}}_{S_1\left(1\right)}^i+{\mathrm{\&Pi;}}^{-1}\left({\mathrm{Ex}}_{S_1\left(2\right)}^i\right)$

和

$L_{S_2}^i+{\mathrm{Ex}}_{S_2\left(3\right)}^i+{\mathrm{\&Pi;}}^{-1}\left({\mathrm{Ex}}_{S_2\left(2\right)}^i\right)$

以便分别提供

和

在具体的使用中，两个源对应于两个不同的用户，例如两个移动终端。在另一使用中，两个源可对应于可从单个终端接入的两个不同服务，但是在这样的情况下，所述终端装备有至少两个天线，所述至少两个天线确定终端与中继器之间的以及终端与目的地之间的两个不同传播信道。

参考文献：

[1]C.Hausl,F.Schrenckenbach,I.Oikonomidis,G.Bauch,"Iterativenetwork and channel coding on a Tanner graph,"Proc.Annual AllertonConference on Communication,Control and Computing,Monticello,IL,2005.

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Claims (13)

1.一种用于网络的传送数字信号的方法（1），该网络具有至少四个节点，所述至少四个节点包括用于实现空间分布式网络代码的、通过非正交链路而连接在一起的两个发射机、中继器、和接收机，所述方法包括：

·每个发射机的一个编码步骤（2），其每一个用于依据K个信息比特的块来传递码字；

·传送步骤（3），其中全部两个发射机在N个时隙期间传送它们相应的码字；

·在所述中继器中执行的迭代联合检测/解码步骤（4），用于分离来自两个发射机的流，并且对于每一流来确定表现了已接收的码字的向量；

·所述中继器中的联合编码步骤（5），用于对分别根据所述两个流所推导出的两个向量进行编码，以便确定表现了在N个时隙期间传送的两个码字的冗余信息；

·所述中继器的传送步骤（6），用于在N个时隙期间传送冗余信息；以及

·在所述中继器中进行定序，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字。

2.根据权利要求1的方法（1），其中所述迭代联合检测/解码步骤实现硬解码。

3.根据权利要求1的方法（1），其中所述迭代联合检测/解码步骤实现软解码，并且所述联合编码步骤实现软编码和在比特级别处执行的边缘化。

4.根据权利要求1的方法（1），其中所述迭代联合检测/解码步骤实现软解码，并且所述联合编码步骤实现软编码和压缩。

5.根据前述的权利要求的方法（1），其中使用最小均方不相关误差（MMSUE）准则来执行所述压缩。

6.根据权利要求1的方法（1），还包括：在每个发射机中进行定序，使得该发射机在它已经传送B个码字之后的N个时隙期间不传送码字，其中B是参数。

7.一种信息介质上的计算机程序，所述程序包括以下程序指令，当在用于实现根据权利要求1到5中任一项的数字信号传送方法的MARC系统中加载并且运行所述程序时，所述程序指令适于实现该传送方法。

8.一种数据介质，该数据介质包括程序指令，当在用于实现根据权利要求1到5中任一项的数字信号传送方法的MARC系统中加载并且运行所述程序时，所述程序指令适于实现该传送方法。

9.一种用于MARC系统的中继器（R），该MARC系统用于实现根据权利要求1到5中任一项的传送方法，所述中继器包括：

·迭代联合检测/解码部件（DET/DEC），用于分离来自该MARC系统的两个发射机的流，并且对于每一流来确定表现了与由发射机传送的并且由所述中继器接收的码字相关联的K个信息比特的向量；

·联合编码部件（Re_ENC），用于对所述两个流的两个向量进行编码，以便确定冗余信息；

·用于传送该冗余信息的部件；以及

·用于在N个时隙期间传送冗余信息的定序部件，所述信息对应于在先前的N个时隙期间接收的码字。

10.一种MARC系统（SYS），其中中继器是根据权利要求9的中继器。

11.一种用于MARC系统的接收机的接收方法，该MARC系统用于实现根据权利要求1到5中任一项的传送方法，该方法包括：

·在B+1个块中存储与分别由两个发射机传送的B+1个码字的对对应的已接收数据的步骤，其每一个码字在N个时隙期间进行传送，并且表现了K个信息比特的块的对，该K比特与由所述中继器传送的冗余信息的B个项目相关联，所述B个项目中的每一个在N个时隙期间进行传送，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字，其中B是参数；以及

·在接收机中对B+1个已接收数据块并行执行的迭代联合检测/解码的步骤，用于从第一个块开始，分离来自发射机的流，并且还从接下来的B个块开始，分离来自发射机和来自所述中继器的流，并且用于对于来自发射机的每一流并对于每一块，通过同时地解码与发射机对应的数据流、和来自所述中继器的并且通过接下来的数据块所提供的相关联冗余流，来针对B个块来并行地动作为确定表现了与码字相关联的K个信息比特的向量。

12.一种用于MARC系统的接收机的接收方法，该MARC系统用于实现根据权利要求1到5中任一项的传送方法，该方法包括：

·在B+1个块中存储与分别由两个发射机传送的B+1个码字的对对应的已接收数据的步骤，其每一个码字在N个时隙期间进行传送，并且表现了K个信息比特的块的对，所述比特与由所述中继器传送的冗余信息的B个项目相关联，所述B个项目中的每一个在N个时隙期间进行传送，使得在N个时隙期间传送的冗余信息对应于在先前的N个时隙期间传送的码字，其中B是参数；以及

·在接收机中对B+1个已接收数据块并行进行的迭代联合检测/解码的步骤，用于从第一个块起，分离来自发射机的流作为输出，并且从接下来的B-1个块起，分离来自发射机和来自所述中继器的流而作为输出，所述B+1个块仅存储与先前的数据块的码字对应的冗余信息，并且用于对于来自发射机的每一流并对于每一块，通过同时地解码与发射机对应的数据流、和来自所述中继器的并且通过接下来的数据块所供应的相关联冗余流，而针对B个块来并行地确定表现了与码字相关联的K个信息比特的向量。

13.一种用于MARC系统的接收机，该MARC系统用于实现根据权利要求1到5中任一项的传送方法，所述接收机包括：

·用于存储B+1个已接收数据块的部件，所述B+1个已接收数据块对应于与所述中继器所传送的B个冗余值相关联的、由两个发射机传送的B+1个码字的两个集合，B是参数；以及

·用于对B+1个块并行进行迭代联合检测/解码、以分离来自发射机和来自所述中继器的流、并且用于对于每一流并对于每一块来确定K个信息比特的解码向量的部件。

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