分布式空时编码的半定松弛非相干检测算法

计算机工程与应用 ›› 2014, Vol. 50 ›› Issue (2): 70-74.

分布式空时编码的半定松弛非相干检测算法

赵振新，韩昌彩，王安国，陈华

天津大学电子信息工程学院，天津 300072

出版日期:2014-01-15 发布日期:2014-01-26

SDR-based noncoherent detection for distributed space-time block coding

ZHAO Zhenxin, HAN Changcai, WANG Anguo, CHEN Hua

School of Electronic Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

Online:2014-01-15 Published:2014-01-26

摘要/Abstract

摘要： 针对译码转发（DF）协议下分布式空时编码（DSTBC）的多中继协作系统，提出了基于半定松弛（SDR）算法的协作系统非相干检测方案。将协作系统的非相干检测转化为布尔二次方程（BQP）形式，采用SDR算法，把NP难的BQP问题转换为多项式时间复杂度的半定规划问题。进一步结合SDR算法的特点，提出了一种中继加入信道信息估计的协作方案。与相干检测相比，SDR非相干检测虽然存在一定的性能损失，但目的节点无需任何信道信息，降低了系统的复杂度；提出的协作方案进一步降低了中继节点对源到中继间信道信息的要求。另外，比较了不同接收天线数目对系统检测性能的影响。

关键词: 协作通信, 译码转发, 分布式空时编码, 非相干检测, 半定松弛

Abstract: A noncoherent receiver based on Semidefinite Relaxation（SDR） approach is proposed for Decode and Forward（DF） cooperative system with distributed orthogonal space-time codes. In the scheme, noncoherent detection is simplified to a Boolean Quadratic Program（BQP）, and then, using the SDR approach, the Nondeterministic Polynomial-time hard（NP-hard） BQP problem is transformed into the optimization of a Semidefinite Program（SDP） of polynomial-time hard. Furthermore, a relaying protocol with a combination of channel estimation and detection at relays is also proposed. Compared with the coherent detection, the channel state information is not a necessary in the proposed algorithm at destination and the system complexity is reduced, although there is acceptable performance loss. The proposed relaying scheme further reduces the requirements of source-relay channel state information. In addition, the performance of the noncoherent detection scheme with different number of receiving antennas at the destination is compared.

Key words: cooperative communications, decode-and-forward, distributed space-time block codes, noncoherent detection, semidefinite relaxation

赵振新，韩昌彩，王安国，陈华. 分布式空时编码的半定松弛非相干检测算法[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(2): 70-74.

ZHAO Zhenxin, HAN Changcai, WANG Anguo, CHEN Hua. SDR-based noncoherent detection for distributed space-time block coding[J]. Computer Engineering and Applications, 2014, 50(2): 70-74.

[1]	李蓝1，崔苗1，2，张广驰2. 一种用于协作通信系统的频率同步算法[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(3): 91-95.
[2]	姬士龙，郭辉，马长栋，赵尚卿. 基于最佳中继选择的认知AF系统性能分析[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(12): 108-111.
[3]	郭辉，赵尚卿，邢娟，王真. 多天线认知协作通信系统的性能分析[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(8): 92-95.
[4]	吴熹1，2，龙华1，唐嘉麒3，彭永杰2. 采用分布式编码的协作HARQ协议[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(18): 109-113.
[5]	谢鲲，王玲. 多跳多接口无线网络中的协作路由[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(1): 69-75.
[6]	周刘纪，刘开华，马永涛. 认知无线电中基于比例公平的资源分配方案[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(1): 81-88.
[7]	陈勤，芮贤义. SR门限中继选择算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(7): 221-224.
[8]	徐华. 协作通信系统中的LDPC码性能分析研究[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(8): 56-58.
[9]	朱冰莲，张松，刘海丰，杨晓芳. 空频码异步协作通信中的多CFO补偿[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(18): 149-152.
[10]	朱冰莲，张松，刘海丰，杨晓芳. Alamouti空频码协作通信中的多载波频偏补偿[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(13): 120-122.
[11]	杨彩虹，张鹏，王芙蓉，徐争光. 支持协作通信的MAC协议研究 [J]. 计算机工程与应用, 2009, 45(20): 6-9.