CN102857283B - 基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法 - Google Patents

Abstract

一种基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法，该方法应用max-max准则来实施天线选择，选出第一信源节点到中继站的最优天线一和第二信源节点到中继站的最优天线二。同时，最优天线一将其接收到的信号切换给最优天线二，由最优天线二将切换来的信号放大；最优天线二也将其接收到的信号切换给最优天线一，由最优天线一将切换来的信号放大，最后由最优天线一、最优天线二将放大后的信号以分布式空时编码的方式广播给第一、第二信源节点。它避免了未经切换，传输路径中始终有一个非最大信道增益链路存在的缺陷，从而能够发挥出多天线系统的最佳性能，信道传输性能和可靠性好。

Description

基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法

技术领域

本发明涉及一种多天线双向中继系统的传输方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

在单向中继网络中，当所有的节点为单工模式时，一个信息符号的传输(从信源到信宿)将占用两个信道资源(时间、频率或码字)。这使得其和速率降低一半，频谱效率低。为了改善单向中继网络的频谱效率，近年来，人们提出了双向中继网络(Two way relay network，TWRN)的概念。其中，两个信源节点在第一时隙以多址接入(Multiple Access，MA)的方式同时向中继站发送信息；中继站在第二时隙将接收到的信号进行一定的处理后广播给两个信源节点。由于双向中继网络支持两个方向数据流的同时传输，因此它能弥补单工中继所带来的频谱效率损失。其中，中继站的处理方式有放大前传(amplify andforward，AF)和译码前传(decode and forward，DF)等处理策略。节点配置多个天线形成多个空域子信道同时发送子数据流的多天线技术，能提高双向中继网络的传输速率和可靠性。但是，多天线系统复杂度高，并且由于多个无线电射频电路同时运行，能源消耗大。天线选择通过选出当前传输性能好的天线或天线组合参与传输，能降低多天线系统的复杂度和能耗。

从文献检索的结果来看，应用于多天线双向中继网络的天线选择方法并不多，主要有以下两种选择方法。

第一种是基于max-min选择准则的单天线选择方法，即由信道估计得到两个信源节点与中继站每根天线间的信道增益，在每根天线(分别与两个信源节点间)的两个信道增益中选出数值更小的信道增益；然后再比较各个天线选出的信道增益，找出数值最大的信道增益，该信道增益所对应的天线即为选择出的天线。max-min方法是选出一根天线同时与两个信源节点进行通信，故为单天线选择方法；它能动态保证较差用户(信源节点)的通信质量，并进而提高传输速率；但是并没有开发利用系统最佳的通信路径。

第二种是基于max-max选择准则的多天线选择方法。即在中继站所有天线中选出与第一个信源节点信道增益最大的天线，同样在中继站所有天线中选出与第二个信源节点信道增益最大的天线，使用选出的这两根天线在两个信源节点间进行数据的中继转发。对于两根天线中的任一根天线，当它与其中一个信源节点之间的信道增益最大，那么它与另一个信源节点的信道增益则不是最大，甚至可能是最差；也就是数据经过任一根天线传输的路径(第一个信源节点-选择出的一根天线-第二个信源节点)中既包括一个最大信道增益的链路，同时也包括一个非最大信道增益的链路，源节点再对“大-小”增益链路组成的两个路径传输信息进行合并接收。由于存在信道增益小的链路，它并未发挥出多天线系统的最佳性能，其信道传输性能和可靠性仍然有待提高。

当然，当两个信源节点分别选出的天线恰为同一根天线时，则只有一根天线被选中，此时数据经过该天线进行传输的路径中的两个链路均为系统中信道增益最大的链路。此时，它发挥出多天线系统的最佳性能，其信道传输性能和可靠性达到最佳；但这种情况是极少出现的小概率事件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法，该方法适用于多天线双向中继网络，能够发挥出多天线系统的最佳性能，其信道传输性能和可靠性好。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方法是：一种基于max-max准则和数据切换的传输方法，其步骤依次是：

A、在全速率交互通信的第一信源节点、第二信源节点分别设置一根天线，第一、第二信源节点之间的中继站配置两根以上的天线，构成多天线双向中继网络；

B、中继站所有的天线均分别向第一、第二信源节点发送导频信号，第一、第二信源节点根据接收的导频信号估计出本节点到中继站各天线之间的信道增益；

C、选出第一信源节点到中继站的信道增益最大的天线，作为最优天线一；选出第二信源节点到中继站的信道增益最大的天线，作为最优天线二；当最优天线一和最优天线二不为同一根天线时，进行以下D步的操作；当最优天线一和最优天线二为同一根天线时，将该天线作为最优天线，进行以下G步的操作；

D、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点将各自的发送信号广播给中继站的最优天线一和最优天线二；

E、在通信的第二个时隙，最优天线一将直接接收到的信号y_at1切换给最优天线二，由最优天线二将切换来的信号y_at1放大；同样，最优天线二将直接接收到的信号y_at2切换给最优天线一，由最优天线一将切换来的信号y_at2放大；然后，最优天线一、二将其放大后的信号以分布式空时编码的方式同时广播给第一、第二信源节点；最后，第一、第二信源节点分别对最优天线一、最优天线二广播来的的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码；

F、重复B步的操作，直至通信结束；

G、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点将各自的发送信号广播给中继站的最优天线；

在通信的第二个时隙，最优天线将接收到的信号y_at放大后广播给第一、第二信源节点；第一、第二信源节点分别对最优天线广播来的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码。

H、重复B步的操作，直至通信结束。

与现有技术相比，本发明的有益结果是：

本发明应用了max-max准则来实施天线选择，选出第一信源节点到中继站的最优天线一和第二信源节点到中继站的最优天线二。同时，最优天线一将其接收到的信号切换给最优天线二，由最优天线二将切换来的信号放大；最优天线二也将其接收到的信号切换给最优天线一，由最优天线一将切换来的信号放大，最后由最优天线一、最优天线二将放大后的信号以分布式空时编码的方式广播给第一、第二信源节点。因此，第一信源节点发送信号的传输路径是：第一信源节点的发送信号由最优天线一接收并切换给最优天线二，再由最优天线二转发给第二信源节点，整个信号的传输路径中由第一信源节点到最优天线一的链路一和最优天线二到第二信源节点的链路二组成，链路一和链路二均为当前信道增益最大的链路。同理，第二信源节点发送信号的传输路径中的两条链路也均由当前信道增益最大的链路组成。它避免了未经切换，传输路径中始终有一个非最大信道增益链路存在的缺陷，从而能够发挥出多天线系统的最佳性能，其信道传输性能和可靠性达到最好。

上述的E步中，最优天线二将切换来的信号y_at1放大的具体做法是，信号y_at1的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at1＝P₁f_at1s₁+P₂g_at1s₂+n_at1，其中n_at1为最优天线一处的噪声，P₁和P₂分别为第一、第二信源节点的发送功率，f_at1和g_at1分别为第一、第二信源节点到最优天线一的信道增益；据以计算出最优天线二的放大倍数α₂， ${\mathrm{\α}}_2=\sqrt{\frac{P_3}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+N_0}}$ 或者 ${\mathrm{\α}}_2=\sqrt{\frac{P_3}{P_1{\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2+P_2{\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2+N_0}},$ 其中P₃为最优天线二的发送功率，N₀为噪声n_at1的功率，E(·)为求均值操作；然后最优天线二将信号yaT₁乘以放大倍数α₂，完成放大处理；

上述的E步中，最优天线一将切换来的信号y_at2放大的具体做法是，信号y_at2的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at2＝P₁f_at2s₁+P₂g_at2s₂+n_at2，其中n_at2为最优天线二处的噪声，f_at2和g_at2分别为第一、第二信源节点到最优天线二的信道增益；据以计算出最优天线一的放大倍数α₁， ${\mathrm{\α}}_1=\sqrt{\frac{P_4}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+N_0}}$ 或者 ${\mathrm{\α}}_1=\sqrt{\frac{P_4}{P_1{\left|f_{\mathrm{at}2}\right|}^2+P_2{\left|g_{\mathrm{at}2}\right|}^2+N_0}},$ 其中P₄为最优天线一的发送功率，N₀为噪声n_at2的功率；然后最优天线一将信号y_at2乘以放大倍数α₁，完成放大处理。

这样，在不超出天线发送功率的情况下，能使信号尽可能的放大，提高信号的传输质量。

上述的G步中，最优天线将接收到的信号y_at放大的具体做法是：最优天线at接收到的信号y_at的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：yat＝P₁f_ats₁+P₂g_ats₂+n_at，n_at为最优天线处的噪声；据以计算出最优天线的放大倍数α， $\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{P}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+N_0}}$ 或者 $\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{P}{P_1{\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2+P_2{\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2+N_0}},$ 其中P为最优天的发送功率，N₀为噪声n_at的功率；然后最优天线将信号y_at乘以放大倍数α，完成放大处理。

同样，这能在不超出天线发送功率的情况下，使信号尽可能的放大，提高信号的传输质量。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明方法当有两根天线at₁和at₂被选中时的系统模型。(a)分图为通信的第一时隙：第一、第二信源节点T₁、T₂广播信息，被选中的最优天线一at₁、最优天线二at₂接收；(b)分图为通信的第二时隙：被选中的最优天线一at₁、最优天线二at₂首先将接收到的信号彼此切换，然后进行放大处理后，再广播出去，信源T₁和T₂接收。

图2为本发明方法当只有一根天线被选中时的系统模型。(a)分图为通信的第一时隙：第一、第二信源节点T₁、T₂广播信息，被选中的最优天线at接收；(b)分图为通信的第二时隙：最优天线将接收信号放大处理后，再广播出去，第一、第二信源节点T₁、T₂接收。

图3为本发明方法在固定增益AF下，与max-min方法，max-max方法在中继站配置的不同天线数(N)，不同的信噪比下的误码率(BER)比较曲线。图中的横坐标为信道的平均信噪比值(单位为dB)，纵坐标为误码率(BER)。图中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“*”为max-max方法，标注符号“×”为本发明方法。

图4为本发明方法在变增益AF下，与max-min方法，max-max方法在中继站配置的不同天线数(N)，，不同的信噪比下的误码率(BER)比较曲线。图中的横坐标为信道的平均信噪比值(单位均为dB)，纵坐标为误码率(BER)。图中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“*”为max-max方法，标注符号“×”为本发明方法。

图5为本发明方法在固定增益AF下，与max-min方法，max-max方法在中继站配置的不同天线数(N)，不同的信噪比下的中断概率比较曲线。图中的横坐标为信道的平均信噪比值(单位均为dB)，纵坐标为中断概率。图中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“*”为max-max方法，标注符号“×”为本发明方法。

图6为本发明方法在变增益AF下，与max-min方法，max-max方法在中继站配置的不同天线数(N)，不同的信噪比下的中断概率比较曲线。图中的横坐标为信道的平均信噪比值(单位均为dB)，纵坐标为中断概率。图中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“*”为max-max方法，标注符号“×”为本发明方法。

具体实施方式

实施例一

图1、图2示出，本发明的第一种具体实施方式是，一种基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法，其步骤依次是：

A、在全速率交互通信的第一信源节点T₁、第二信源节点T₂分别设置一根天线，第一、第二信源节点T₁之间的中继站R配置两根以上的天线，构成多天线双向中继网络；

B、中继站R所有的天线均分别向第一、第二信源节点T₁、T₂发送导频信号，第一、第二信源节点T₁、T₂根据接收的导频信号估计出本节点到中继站R各天线之间的信道增益；

C、选出第一信源节点T₁到中继站R的信道增益最大的天线，作为最优天线一at₁；选出第二信源节点T₂到中继站R的信道增益最大的天线，作为最优天线二at₂；

当最优天线一at1和最优天线二at2不为同一根天线时，即图1的情形，如中继站R配置有4根天线时，某一时刻，第一信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为h＝{0.25，0.46，0.38，0.61}；而第二信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为g＝{0.82，0.54，0.66，0.32}。因此，选出第4根天线为最优天线一at1，选出第1根天线为最优天线二at2。此时，则进行以下D步的操作：

当最优天线一at₁和最优天线二at₂为同一根天线时，即图2的情形。将该天线作为最优天线at。如中继站R配置有4根天线时，某一时刻，第一信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为h＝{0.25，0.3，0.48，0.51}；而第二信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为g＝{0.42，0.64，0.36，0.75}；因此，选出第4根天线为最优天线。此时，进行以下G步的操作：

D、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点T₁、T₂将各自的发送信号广播给中继站R的最优天线一at₁和最优天线二at₂；

E、在通信的第二个时隙，最优天线一at₁将直接接收到的信号y_at1切换给最优天线二at₂，由最优天线二at₂将切换来的信号y_at1放大；同样，最优天线二at₂将直接接收到的信号y_at2切换给最优天线一at₁，由最优天线一at₁将切换来的信号y_at2放大；然后，最优天线一at₁、二将其放大后的信号以分布式空时编码的方式同时广播给第一、第二信源节点T₁、T₂；最后，第一、第二信源节点T₁、T₂分别对最优天线一at₁、最优天线二at₂广播来的的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码；

其中，最优天线二at₂将切换来的信号y_at1放大的具体做法是，信号y_at1的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at1＝P₁f_at1s₁+P₂g_at1s₂+n_at1，其中n_at1为最优天线一at₁处的噪声，P1和P2分别为第一、第二信源节点的发送功率，f_at1和g_at1分别为第一、第二信源节点到最优天线一at₁的信道增益；据以计算出最优天线二at2_的放大倍数α₂，其中P₃为最优天线二at₂的发送功率，N₀为噪声n_at1的功率，E(·)为求均值操作；然后最优天线二at₂将信号y_at1乘以放大倍数α₂，完成放大处理；

其中，最优天线一at₁将切换来的信号y_at2放大的具体做法是，信号y_at2的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at2＝P₁f_at2s₁+P₂g_at2+n_at2，其中n_at2为最优天线二at₂处的噪声，f_at2和g_at2分别为第一、第二信源节点到最优天线二at₂的信道增益；据以计算出最优天线一at₁的放大倍数α₁，其中P₄为最优天线一at₁的发送功率，N₀为噪声n_at2的功率；然后最优天线一at₁将信号yaT₂乘以放大倍数α₁，完成放大处理；

F、重复B步的操作，直至通信结束。

如：中继站R配置有4根天线时，某一时刻，第一信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为h＝{0.25，0.46，0.38，0.61}；而第二信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为g＝{0.82，0.54，0.66，0.32}。因此，选出最优天线一at₁为第4根天线，选出最优天线二at₂为第1根天线。采用本发明方法，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁的信号的路径所经过信道增益分别为0.61×0.82＝0.5002，和0.25×0.32＝0.08。当第二信源节点T₂采用最大比合并MRC方式时，其所经过的信道增益将为0.5002+0.08＝0.5802；采用max-max方法，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益将为0.61×0.32+0.82×0.25＝0.4002；采用max-min方法，则选出第二根天线，第二信源节点T2接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益将为0.46×0.54＝0.2484。由此可以看出，采用本发明方法，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益最大。同样，可以得出，采用本发明方法，第一信源节点T₁接收来自第二信源节点T₂信号所经过的信道增益也是最大。

G、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点T₁、T₂将各自的发送信号广播给中继站R的最优天线at；

在通信的第二个时隙，最优天线at将接收到的信号y_at放大后广播给第一、第二信源节点T₁、T₂；第一、第二信源节点T₁、T₂分别对最优天线广播来的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码。

其中，最优天线将接收到的信号y_at放大的具体做法是：最优天线at接收到的信号y_at的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：yat＝P₁f_ats₁+P₂g_ats₂+n_at，n_at为最优天线处的噪声；据以计算出最优天线的放大倍数α，其中P为最优天线的发送功率，N₀为噪声n_at的功率；然后最优天线将信号y_at乘以放大倍数α，完成放大处理。

H、重复B步的操作，直至通信结束。

如中继站R配置有4根天线时，某一时刻，第一信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为h＝{0.25，0.3，0.38，0.51}；而第二信源节点到中继站R各天线的信道增益分别为g＝{0.42，0.64，0.36，0.75}。采用本发明方法，选出最优天线为第4根天线，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益将为0.51×0.75＝0.3825；采用max-max方法，同样选出第4根天线为最优天线at，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益也为0.51×0.75＝0.3825；采用max-min方法，同样选出第4根天线为最优天线，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益也为0.51×0.75＝0.3825。此时，采用三种方法，第二信源节点T₂接收来自第一信源节点T₁信号所经过的信道增益相同。但这是极少出现的小概率事件。

本例的方法适用于固定增益(放大倍数固定)的双向中继网络。

实施例二

本例的方法与实施例1的方法基本相同，不同的仅仅是：

E步中最优天线一(at₁)的放大倍数是最优天线二(at₂)的放大倍是数以及G步中的最优天线的放大倍数是 $\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{P}{P_1{\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2+P_2{\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2+N_0}}.$

本例的方法适用于变增益(放大倍数变化)的双向中继网络。

仿真实验

以下是本发明实施例1、2方法的误码率(BER)和中断概率的实验结果。仿真实验的具体条件为：独立同分布Rayleigh衰落信道P₁＝P₂＝P，P₃＝P₄＝P/2，SNR＝P/N₀。

图3为本发明实施例1的方法，当中继站R配置有N＝4，6，8根天线时，误码率(BER)随信道平均信噪比的仿真结果曲线图。其中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“·”为max-max方法，标注符号为本发明。

从图3可以看出：本发明在任意N值下，任意信噪比SNR值下，误码率都明显低于max-min方法和max-max方法，并且N值越大，本发明误码率越低。例如，当N＝4，SNR＝8dB，实施例1方法的BER＝0.01时，而max-max方法的BER＝0.1，max-min方法的BER＝0.08。这表明本发明在固定增益AF环境下的误码率性能明显低于现有方法。

图4为本发明实施例2的方法，当中继站R配置有N＝4，6，8根天线时，误码率(BER)随信道平均信噪比的仿真结果曲线图。其中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“·”为max-max方法，标注符号为本发明。

从图4可以看出：本发明的实施例2的方法，在任意N值，任意信噪比SNR值下，误码率都明显低于max-min方法和max-max方法，并且N值越大，本发明误码率(BER)越低。例如，当N＝6，SNR＝12dB，实施例1方法的BER约为1×10^-4时，而max-max方法的BER约为1×10^-1，max-min方法的BER约为1×10^-2。这表明本发明在变增益AF环境下的误码率性能远远低于现有方法。

图5为本发明实施例1的方法，当中继站R配置有N＝4，6，8根天线时，中断概率(OP)随信道平均信噪比的仿真结果曲线图。其中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“·”为max-max方法，标注符号为本发明。

从图5可以看出：本发明在任意N值下，任意信噪比SNR值下，中断概率(OP)都明显低于max-min方法和max-max方法，并且N值越大，本发明中断概率(OP)越低。例如，当N＝8，SNR＝12dB，实施例1方法的OP约为1×10^-3时，而max-max方法的OP约为0.1，max-min方法的OP约为0.5。这表明本发明在固定增益AF环境下的中断概率性能明显优于现有方法

图6为为本发明实施例2的方法，当中继站R配置有N＝4，6，8根天线时，中断概率(OP)随信道平均信噪比的仿真结果曲线图。其中的实线“-”为N＝4的情况，长划线“-·-·-”为N＝6的情况，虚线“-----”为N＝8，标注符号“○”为max-min方法，标注符号“·”为max-max方法，标注符号为本发明。

从图6可以看出：本发明在任意N值下，任意信噪比SNR值下，中断概率(OP)都明显低于max-min方法和max-max方法，并且N值越大，本发明越低。例如，当N＝8，SNR＝12dB，实施例1方法的OP约为1×10^-3时，而max-max方法的OP约为0.05，max-min方法的OP约为0.5。这表明本发明在变增益AF环境下的中断概率性能明显优于现有方法。

Claims (2)

1.一种基于数据切换和max-max准则的多天线双向中继传输方法，其步骤依次是：

A、在全速率交互通信的第一信源节点(T₁)、第二信源节点(T₂)分别设置一根天线，第一、第二信源节点(T₁、T₂)之间的中继站(R)配置两根以上的天线，构成多天线双向中继网络；

B、中继站(R)所有的天线均分别向第一、第二信源节点(T₁、T₂)发送导频信号，第一、第二信源节点(T₁、T₂)根据接收的导频信号估计出本节点到中继站(R)各天线之间的信道增益；

C、选出第一信源节点(T₁)到中继站(R)的信道增益最大的天线，作为最优天线一(at₁)；选出第二信源节点(T₂)到中继站(R)的信道增益最大的天线，作为最优天线二(at₂)；当最优天线一(at₁)和最优天线二(at₂)不为同一根天线时，进行以下D步的操作；当最优天线一(at₁)和最优天线二(at₂)为同一根天线时，将该天线作为最优天线，进行以下G步的操作；

D、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点(T₁、T₂)将各自的发送信号广播给中继站(R)的最优天线一(at₁)和最优天线二(at₂)；

E、在通信的第二个时隙，最优天线一(at₁)将来自第一、第二信源节点(T₁、T₂)的接收信号y_at1切换给最优天线二(at₂)，由最优天线二(at₂)将切换来的信号y_at1放大；同样，最优天线二(at₂)将来自第一、第二信源节点(T₁、T₂)的接收信号y_at2切换给最优天线一(at₁)，由最优天线一(at₁)将切换来的信号y_at2放大；然后，最优天线一(at₁)和最优天线二(at₂)将其放大后的信号以分布式空时编码的方式同时广播给第一、第二信源节点(T₁、T₂)；最后，第一、第二信源节点(T₁、T₂)分别对最优天线一(at₁)、最优天线二(at₂)广播来的的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码；

其中，最优天线二(at₂)将切换来的信号y_at1放大的具体做法是，信号y_at1的第一、第二信源节点(T₁、T₂)发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at1＝P₁f_at1s₁+P₂g_at1s₂+n_at1，其中n_at1为最优天线一(at₁)处的噪声，P₁和P₂分别为第一、第二信源节点(T₁、T₂)的发送功率，f_at1和g_at1分别为第一、第二信源节点到最优天线一(at₁)的信道增益；据以计算出最优天线二(at₂)的放大倍数α₂， ${\mathrm{\α}}_2=\sqrt{\frac{P_3}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+N_0}},$ 或者 ${\mathrm{\α}}_2=\sqrt{\frac{P_3}{P_1\left({\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+P_2\left({\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+N_0}},$ 其中P₃为最优天线二(at₂)的发送功率,N₀为噪声n_at1的功率，E(·)为求均值操作；然后最优天线二(at₂)将信号y_at1乘以放大倍数α₂，完成放大处理；

其中，最优天线一(at₁)将切换来的信号y_at2放大的具体做法是，信号y_at2的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：y_at2＝P₁f_at2s₁+P₂g_at2s₂+n_at2，其中n_at2为最优天线二(at₂)处的噪声，f_at2和g_at2分别为第一、第二信源节点(T₁、T₂)到最优天线二(at₂)的信道增益；据以计算出最优天线一(at₁)的放大倍数α₁， ${\mathrm{\α}}_1=\sqrt{\frac{P_4}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+N_0}},$ 或者 ${\mathrm{\α}}_1=\sqrt{\frac{P_4}{P_1\left({\left|f_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+P_2\left({\left|g_{\mathrm{at}2}\right|}^2\right)+N_0}},$ 其中P₄为最优天线一(at₁)的发送功率,N₀为噪声n_at2的功率；然后最优天线一(at₁)将信号y_at2乘以放大倍数α₁，完成放大处理；

F、重复B步的操作，直至通信结束；

G、在通信的第一个时隙，第一、第二信源节点(T₁、T₂)将各自的发送信号广播给中继站(R)的最优天线(at)；

在通信的第二个时隙，最优天线将接收到的信号y_at放大后广播给第一、第二信源节点(T₁、T₂)；第一、第二信源节点(T₁、T₂)分别对最优天线(at)广播来的信号进行接收，并消除接收信号中自身发出的信号以及干扰信号项；然后进行解调译码；

H、重复B步的操作，直至通信结束。

2.如权利要求1所述的多天线双向中继传输方法，其特征在于，所述的G步中，最优天线(at)将接收到的信号y_at放大的具体做法是：最优天线(at)接收到的信号y_at的第一、第二信源节点发送信号s₁和s₂的叠加表达式为：yat＝P₁f_ats₁+P₂g_ats₂+n_at，n_at为最优天线处的噪声；据以计算出最优天线的放大倍数α， $\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{P}{P_{1}E\left({\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+P_{2}E\left({\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2\right)+N_0}},$ 或者 $\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{P}{P_1{\left|f_{\mathrm{at}1}\right|}^2+P_2{\left|g_{\mathrm{at}1}\right|}^2+N_0}},$ 其中P为最优天的发送功率,N₀为噪声n_at的功率；然后最优天线(at)将信号y_at乘以放大倍数α，完成放大处理。