CN104935410A - 基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，主要解决两用户中继协作网络的系统分集度不高、误比特性能差的问题。其实现步骤是：1.三个用户节点分别从星座集合中选取发送符号，并各自用两个符号周期通过单根天线同时将符号发送到中继节点；2.中继节点收到三个用户节点的发送符号后，对接收信号进行线性处理，并通过四根天线将处理后的信号广播给三个用户节点；3.每个用户在收到中继节点广播的信号后，进行独立的译码，同时得到其他两个用户的共享信息。本发明拓展了两用户双向中继通信系统，提高了系统分集度，降低了传输误比特率，可用于三个用户需要共享信息的中继协作通信系统。

Description

基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及空时块码的传输方法，特别涉及一种基于中继协作的分布式空时块码的编码方法，可用于由三个单天线用户和一个多天线中继构成的中继协作系统。

背景技术

中继协作通信能够有效增强无线通信链路的稳健性，并扩大无线通信的覆盖范围。对于由两个用户和单个或多个中继构成的协作网络，目前已经有很多学者进行了深入研究，如2006年Yindi Jing等人在“Distributed Space-Time Coding in Wireless Relay Networks”中研究了两用户单向多中继网络，2009年Tao Cui等人在“Distributed Space-Time Coding forTwo-Way Wireless Relay Networks”中研究了两用户双向多中继网络，2012年Feng-Kui Gong等人在“Distributed Concatenated Alamouti Codes for Two-Way Relay Networks”中研究了中继节点配置两根天线的两用户双向通信网络。

然而，这些方法都只考虑了两用户的中继协作网络，对于含有两个以上用户的中继协作网络并不适用，例如在无线传感器网络定位中，多个终端节点需要通过卫星或者融合中心来共享采集到的信息，以确定目标的位置。另外，相比于多用户中继协作网络，两用户中继协作网络的系统分集度不高，传输误比特性能较差。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提出一种基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，以提高系统的分集度，降低传输误比特率。

实现本发明目的的技术方案是：通过三个相互独立的用户，同时向一个中继节点发送数据，中继节点将收到的信号进行线性处理，并通过多根天线将处理后的信号广播给每个用户，每个用户在收到中继节点广播的信号后，进行独立的解调，同时得到其他两个用户共享的信息。其具体实现步骤如下：

1)用户节点选择待发送符号并发送给中继节点：

1a)三个用户节点均从星座集合S中选取两个星座符号作为自己的两个待发送符号，即第一户用节点T₁选取第一个待发送符号s₁₁和第二待发送符号s₁₂，第二用户节点T₂选取第一待发送符号s₂₁和第二待发送符号s₂₂，第三用户节点T₃选取第一待发送符号s₃₁和第二待发送符号s₃₂；

1b)三个用户节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点；

2)中继节点通过四根天线在两个符号周期内接收信号，并根据接收的信号得到一个组合接收信号向量r：

r＝[r₁₁,r₁₂,r₁₃,r₁₄,r₂₁,r₂₂,r₂₃,r₂₄]^T，

其中，r₁₁、r₁₂、r₁₃、r₁₄分别表示中继节点在第一个符号周期内获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号；r₂₁、r₂₂、r₂₃、r₂₄分别表示中继节点在第二个符号周期内获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号，上标T表示转置运算；

3)中继节点根据组合接收信号向量r，得到四个待广播信号向量t₁、t₂、t₃和t₄，分别表示为：

t₁＝[t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄]^T＝A₁r+B₁r^*，

t₂＝[t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄]^T＝A₂r+B₂r^*，

t₃＝[t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄]^T＝A₃r+B₃r^*，

t₄＝[t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄]^T＝A₄r+B₄r^*，

其中，t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄分别表示第一个待广播信号向量t₁的第一、第二、第三和第四分量，

t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄分别表示第二个待广播信号向量t₂的第一、第二、第三和第四分量，

t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄分别表示第三个待广播信号向量t₃的第一、第二、第三和第四分量，

t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄分别表示第四个待广播信号向量t₄的第一、第二、第三和第四分量，

A₁和B₁为用于生成第一个待广播信号向量t₁的两个编码矩阵，

A₂和B₂为用于生成第二个待广播信号向量t₂的两个编码矩阵，

A₃和B₃为用于生成第三个待广播信号向量t₃的两个编码矩阵，

A₄和B₄为用于生成第四个待广播信号向量t₄的两个编码矩阵，

上标*为取共轭操作；

4)中继节点在四个符号周期内，通过四根天线将四个待广播信号向量广播到三个用户节点；

5)三个用户节点在四个符号周期内各自通过一根天线接收中继节点广播的信号，即第一用户节点获得接收信号向量z₁，第二用户节点获得接收信号向量z₂，第三用户节点获得接收信号向量z₃；

6)用户节点对接收信号进行译码：

6a)第i个用户节点T_i根据接收信号向量z_i和自己发送的符号s_i＝[s_i1,s_i2]^T，得到用户节点T_i的待译码向量其中i＝1,2,3；

6b)第i个用户节点T_i对待译码向量进行译码，得到第j个用户节点T_j的发送符号的估计值和其中j＝1,2,3且j≠i。

本发明具有如下优点：

1)本发明考虑了三个用户的信息共享场景，拓展了两用户双向中继通信系统；

2)本发明采用空时块码的编码方式，提高了系统的分集度；

3)本发明采用多天线中继协作的传输方式，进一步增加了系统的分集度，降低了系统传输误比特率。

附图说明

图1是本发明的实现流程图；

图2是本发明仿真使用的场景图；

图3是本发明的系统平均误比特率性能仿真图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方法作进一步的描述。

参照图2，本发明使用的通信系统由三个用户节点和一个中继节点构成；其中，第一用户节点T₁、第二用户节点T₂、第三用户节点T₃分别配置一根天线，中继节点配置四根天线；三个用户节点均可以与中继节点通信；三个用户节点相互之间不存在通信链路，不能直接进行通信。

参照图1，本发明的具体实现步骤如下：

步骤1：用户节点选择待发送符号并发送给中继节点。

1a)三个用户节点均从星座集合S中选取两个星座符号作为自己的两个待发送符号，即第一户用节点T₁选取第一个待发送符号s₁₁和第二待发送符号s₁₂，第二用户节点T₂选取第一待发送符号s₂₁和第二待发送符号s₂₂，第三用户节点T₃选取第一待发送符号s₃₁和第二待发送符号s₃₂；

1b)三个用户节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点，即：

在第一个符号周期内，第一用户节点T₁发送其第一个待发送符号s₁₁，第二用户节点T₂发送其第一个待发送符号s₂₁，第三用户节点T₃发送其第一个待发送符号s₃₁；

在第二个符号周期内，第一用户节点T₁发送其第二个待发送符号s₁₂，第二用户节点T₂发送其第二个待发送符号s₂₂，第三用户节点T₃发送其第二个待发送符号s₃₂；

其中，三个用户节点的发射功率均归一化为1。

步骤2：中继节点接收信号。

中继节点接收信号是通过四根天线在两个符号周期内接收，其中：

在第一个符号周期内中继节点获得第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号r₁₁、r₁₂、r₁₃、r₁₄分别为：

r₁₁＝h₁₁s₁₁+h₂₁s₂₁+h₃₁s₃₁+n₁₁，

r₁₂＝h₁₂s₁₁+h₂₂s₂₁+h₃₂s₃₁+n₁₂，

r₁₃＝h₁₃s₁₁+h₂₃s₂₁+h₃₃s₃₁+n₁₃，

r₁₄＝h₁₄s₁₁+h₂₄s₂₁+h₃₄s₃₁+n₁₄；

在第二个符号周期内中继节点获得第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号r₂₁、r₂₂、r₂₃、r₂₄分别为：

r₂₁＝h₁₁s₁₂+h₂₁s₂₂+h₃₁s₃₂+n₂₁，

r₂₂＝h₁₂s₁₂+h₂₂s₂₂+h₃₂s₃₂+n₂₂，

r₂₃＝h₁₃s₁₂+h₂₃s₂₂+h₃₃s₃₂+n₂₃，

r₂₄＝h₁₄s₁₂+h₂₄s₂₂+h₃₄s₃₂+n₂₄，

其中，h₁₁、h₁₂、h₁₃、h₁₄分别表示第一用户节点T₁与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数；

h₂₁、h₂₂、h₂₃、h₂₄分别表示第二用户节点T₂与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数；

h₃₁、h₃₂、h₃₃、h₃₄分别表示第三用户节点T₃与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数，所有的准静态衰落信道系数均服从均值为0，方差为1的复高斯分布；

n₁₁、n₁₂、n₁₃、n₁₄分别表示中继节点在第一符号周期内第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线接收的复高斯白噪声；

n₂₁、n₂₂、n₂₃、n₂₄分别表示中继节点在第二符号周期内第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线接收的复高斯白噪声，所有接收的复高斯白噪声均服从均值为0，方差为δ²的复高斯分布。

步骤3：中继节点根据接收的信号得到一个组合接收信号向量r：

r＝[r₁₁,r₁₂,r₁₃,r₁₄,r₂₁,r₂₂,r₂₃,r₂₄]^T；

其中，上标T表示转置运算。

步骤4：中继节点根据组合接收信号向量r，得到四个待广播信号向量t₁、t₂、t₃、t₄：

t₁＝[t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄]^T＝A₁r+B₁r^*，

t₂＝[t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄]^T＝A₂r+B₂r^*，

t₃＝[t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄]^T＝A₃r+B₃r^*，

t₄＝[t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄]^T＝A₄r+B₄r^*，

其中，t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄分别表示第一个待广播信号向量t₁的第一、第二、第三和第四分量，

t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄分别表示第二个待广播信号向量t₂的第一、第二、第三和第四分量，

t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄分别表示第三个待广播信号向量t₃的第一、第二、第三和第四分量，

t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄分别表示第四个待广播信号向量t₄的第一、第二、第三和第四分量，

A₁和B₁为用于生成第一个待广播信号向量t₁的两个编码矩阵，表示为：

$A_1=\left[\begin{array}{cccc}{I}_2& 0& 0& 0\\ 0& I_2& 0& 0\end{array}\right],B_1=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& Q& 0\\ 0& 0& 0& Q\end{array}\right];$

A₂和B₂为用于生成第二个待广播信号向量t₂的两个编码矩阵，表示为：

$A_2=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& I_2& 0\\ 0& 0& 0& I_2\end{array}\right],B_2=\left[\begin{array}{cccc}-Q& 0& 0& 0\\ 0& -Q& 0& 0\end{array}\right];$

A₃和B₃为用于生成第三个待广播信号向量t₃的两个编码矩阵，表示为：

$A_3=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& Q\\ 0& 0& Q& 0\end{array}\right],B_3=\left[\begin{array}{cccc}0& I_2& 0& 0\\ -I_2& 0& 0& 0\end{array}\right];$

A₄和B₄为用于生成第四个待广播信号向量t₄的两个编码矩阵，表示为：

$A_4=\left[\begin{array}{cccc}0& -Q& 0& 0\\ -Q& 0& 0& 0\end{array}\right],B_4=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& I_2\\ 0& 0& -I_2& 0\end{array}\right];$

其中， $I_2=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right],0=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 0\end{array}\right],Q=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right],$ 上标*为取共轭操作。

步骤5：中继节点在四个符号周期内，通过四根天线将四个待广播信号向量广播到三个用户节点。

5a)在第一个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第一个待广播信号向量t₁的第一个分量t₁₁、第二个分量t₁₂、第三个分量t₁₃、第四个分量t₁₄；

5b)在第二个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第二个待广播信号向量t₂的第一个分量t₂₁、第二个分量t₂₂、第三个分量t₂₃、第四个分量t₂₄；

5c)在第三个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第三个待广播信号向量t₃的第一个分量t₃₁、第二个分量t₃₂、第三个分量t₃₃、第四个分量t₃₄；

5d)在第四个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第四个待广播信号向量t₄的第一个分量t₄₁、第二个分量t₄₂、第三个分量t₄₃、第四个分量t₄₄。

步骤6：三个用户节点在四个符号周期内各自通过一根天线接收中继节点广播的信号。

6a)第一用户节点获得接收信号向量z₁：

$z_1=(I_4\⊗h_1^T)\left[\begin{array}{c}{t}_1\\ t_2\\ t_3\\ t_4\end{array}\right];$

6b)第二用户节点获得接收信号向量z₂：

$z_2=(I_4\⊗h_2^T)\left[\begin{array}{c}{t}_1\\ t_2\\ t_3\\ t_4\end{array}\right];$

6c)第三用户节点获得接收信号向量z₃：

$z_3=(I_4\⊗h_3^T)\left[\begin{array}{c}{t}_1\\ t_2\\ t_3\\ t_4\end{array}\right];$

其中，I₄表示4阶单位矩阵，运算符表示kronecker乘积；

h₁＝[h₁₁,h₁₂,h₁₃,h₁₄]^T表示第一用户节点T₁与中继节点之间的信道衰落向量，

h₂＝[h₂₁,h₂₂,h₂₃,h₂₄]^T表示第二用户节点T₂与中继节点之间的信道衰落向量，

h₃＝[h₃₁,h₃₂,h₃₃,h₃₄]^T表示第三用户节点T₃与中继节点之间的信道衰落向量。

步骤7：用户节点对接收信号进行译码。

7a)第i个用户节点T_i根据接收信号向量z_i和自己发送的符号s_i＝[s_i1,s_i2]^T，得到用户节点T_i的待译码向量

${\stackrel{\‾}{z}}_i=z_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{A}}_{T_i}{F}_i{s}_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{B}}_{T_i}{\left(F_i{s}_i\right)}^{*},$

其中，β表示中继节点的功率放大因子，β＝1/(6+2σ²)；和表示第i个用户节点T_i的两个等效编码矩阵： ${\tilde{A}}_{T_i}=(I_4\⊗h_i^T)\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ A_3\\ A_4\end{array}\right],{\tilde{B}}_{T_i}=(I_4\⊗h_i^T)\left[\begin{array}{c}{B}_1\\ B_2\\ B_3\\ B_4\end{array}\right];$ h_i＝[h_i1 h_i2 h_i3 h_i4]^T表示第i个用户节点T_i的信道衰落向量；表示第i个用户节点T_i的等效信道矩阵，i＝1,2,3；

7b)第i个用户节点T_i对待译码向量进行译码：

7b1)第i个用户节点T_i对待译码向量采用最大似然算法进行译码，得到一个最大似然估计向量

${\hat{s}}_{3|i}=\arg \underset{{\tilde{s}}_{3|i}\∈\tilde{S}}{\min }{\left|\right|{\tilde{z}}_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{A}}_{T_i}{F}_{3|i}{\tilde{s}}_{3|i}-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{B}}_{T_i}{F}_{3|i}^{*}{\tilde{s}}_{3|i}^{*}\left|\right|}^2,$

其中，arg min表示使目标函数取最小值时的变量值；||·||²表示取二范数运算；表示从星座集合S中任意取四个星座点构成的四维列向量的集合；表示从四维列向量的集合中任意选取的一个四维列向量，为不包含第i个用户节点T_i的信道信息的联合信道矩阵；上标*为取共轭操作；

7b2)第i个用户节点T_i根据得到的最大似然估计向量获得相应的第j个用户节点所发送符号的估计值和

若i＝1，则取j为2和3，得到第二用户节点T₂和第三用户节点T₃在两个发送符号的估计值，即：第二用户节点T₂的第一个发送符号s₂₁的估计值和第二个发送符号s₂₂的估计值第三用户节点T₃的第一个发送符号s₃₁的估计值和第二个发送符号s₃₂的估计值

若i＝2，则取j为1和3，得到第一用户节点T₁和第三用户节点T₃在两个发送符号的估计值，即：第一用户节点T₁的第一个发送符号s₁₁的估计值和第二个发送符号s₁₂的估计值第三用户节点T₃的第一个发送符号s₃₁的估计值和第二个发送符号s₃₂的估计值

若i＝3，则取j为1和2，得到第一用户节点T₁和第二用户节点T₂在两个发送符号的估计值，即：第一用户节点T₁的第一个发送符号s₁₁的估计值和第二个发送符号s₁₂的估计值第二用户节点T₂的第一个发送符号s₂₁的估计值和第二个发送符号s₂₂的估计值

本发明的效果可通过以下仿真进一步说明：

1.仿真条件

仿真使用的通信系统如图2，所有信道均为准静态瑞利平坦衰落信道，信道系数服从均值为零，方差为1的复高斯分布。

2.仿真内容与结果

用本发明仿真在星座集合S为4QAM星座时的系统平均误比特率，并将本发明与由两个单天线用户和两个双天线中继节点构成的网络的平均误比特率进行比较，结果如图3所示。由图3可知，在高信噪比时，本发明的平均误比特率更低，且下降更快，获得的系统分集度更高。

Claims (8)

1.一种基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，包括如下步骤：

1)用户节点选择待发送符号并发送给中继节点：

1a)三个用户节点均从星座集合S中选取两个星座符号作为自己的两个待发送符号，即第一户用节点T₁选取第一个待发送符号s₁₁和第二待发送符号s₁₂，第二用户节点T₂选取第一待发送符号s₂₁和第二待发送符号s₂₂，第三用户节点T₃选取第一待发送符号s₃₁和第二待发送符号s₃₂；

1b)三个用户节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点；

2)中继节点通过四根天线在两个符号周期内接收信号，并根据接收的信号得到一个组合接收信号向量r：

r＝[r₁₁,r₁₂,r₁₃,r₁₄,r₂₁,r₂₂,r₂₃,r₂₄]^T，

其中，r₁₁、r₁₂、r₁₃、r₁₄分别表示中继节点在第一个符号周期内获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号；r₂₁、r₂₂、r₂₃、r₂₄分别表示中继节点在第二个符号周期内获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号，上标T表示转置运算；

3)中继节点根据组合接收信号向量r，得到四个待广播信号向量t₁、t₂、t₃和t₄，分别表示为：

t₁＝[t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄]^T＝A₁r+B₁r^*，

t₂＝[t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄]^T＝A₂r+B₂r^*，

t₃＝[t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄]^T＝A₃r+B₃r^*，

t₄＝[t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄]^T＝A₄r+B₄r^*，

其中，t₁₁,t₁₂,t₁₃,t₁₄分别表示第一个待广播信号向量t₁的第一、第二、第三和第四分量，

t₂₁,t₂₂,t₂₃,t₂₄分别表示第二个待广播信号向量t₂的第一、第二、第三和第四分量，

t₃₁,t₃₂,t₃₃,t₃₄分别表示第三个待广播信号向量t₃的第一、第二、第三和第四分量，

t₄₁,t₄₂,t₄₃,t₄₄分别表示第四个待广播信号向量t₄的第一、第二、第三和第四分量，

A₁和B₁为用于生成第一个待广播信号向量t₁的两个编码矩阵，

A₂和B₂为用于生成第二个待广播信号向量t₂的两个编码矩阵，

A₃和B₃为用于生成第三个待广播信号向量t₃的两个编码矩阵，

A₄和B₄为用于生成第四个待广播信号向量t₄的两个编码矩阵，

上标*为取共轭操作；

4)中继节点在四个符号周期内，通过四根天线将四个待广播信号向量广播到三个用户节点；

5)三个用户节点在四个符号周期内各自通过一根天线接收中继节点广播的信号，即第一用户节点获得接收信号向量z₁，第二用户节点获得接收信号向量z₂，第三用户节点获得接收信号向量z₃；

6)用户节点对接收信号进行译码：

6a)第i个用户节点T_i根据接收信号向量z_i和自己发送的符号s_i＝[s_i1,s_i2]^T，得到用户节点T_i的待译码向量其中i＝1,2,3；

6b)第i个用户节点T_i对待译码向量进行译码，得到第j个用户节点T_j的发送符号的估计值和其中j＝1,2,3且j≠i。

2.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤1b)中三个用户节点分别利用两个符号周期同时将自己的待发送符号发送至中继节点，是在两个符号周期内进行，即：

在第一个符号周期内，第一用户节点T₁发送其第一个待发送符号s₁₁，第二用户节点T₂发送其第一个待发送符号s₂₁，第三用户节点T₃发送其第一个待发送符号s₃₁；

在第二个符号周期内，第一用户节点T₁发送其第二个待发送符号s₁₂，第二用户节点T₂发送其第二个待发送符号s₂₂，第三用户节点T₃发送其第二个待发送符号s₃₂；

其中，三个用户节点的发射功率均归一化为1。

3.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤2)的中继节点在第一个符号周期内分别获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号r₁₁、r₁₂、r₁₃、r₁₄，表示如下：

r₁₁＝h₁₁s₁₁+h₂₁s₂₁+h₃₁s₃₁+n₁₁，

r₁₂＝h₁₂s₁₁+h₂₂s₂₁+h₃₂s₃₁+n₁₂，

r₁₃＝h₁₃s₁₁+h₂₃s₂₁+h₃₃s₃₁+n₁₃，

r₁₄＝h₁₄s₁₁+h₂₄s₂₁+h₃₄s₃₁+n₁₄；

其中，h₁₁、h₁₂、h₁₃、h₁₄分别表示第一用户节点T₁与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数；

h₂₁、h₂₂、h₂₃、h₂₄分别表示第二用户节点T₂与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数；

h₃₁、h₃₂、h₃₃、h₃₄分别表示第三用户节点T₃与中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线之间的准静态衰落信道系数，所有的准静态衰落信道系数均服从均值为0，方差为1的复高斯分布；

n₁₁、n₁₂、n₁₃、n₁₄分别表示中继节点在第一符号周期内第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线接收的复高斯白噪声，所有接收的复高斯白噪声均服从均值为0，方差为δ²的复高斯分布。

4.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤2)的中继节点在第二个符号周期内分别获得的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线的接收信号r₂₁、r₂₂、r₂₃、r₂₄，表示如下：

r₂₁＝h₁₁s₁₂+h₂₁s₂₂+h₃₁s₃₂+n₂₁，

r₂₂＝h₁₂s₁₂+h₂₂s₂₂+h₃₂s₃₂+n₂₂，

r₂₃＝h₁₃s₁₂+h₂₃s₂₂+h₃₃s₃₂+n₂₃，

r₂₄＝h₁₄s₁₂+h₂₄s₂₂+h₃₄s₃₂+n₂₄，

其中，n₂₁、n₂₂、n₂₃、n₂₄分别表示中继节点在第二符号周期内第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线接收的复高斯白噪声，所有接收的复高斯白噪声均服从均值为0，方差为δ²的复高斯分布。

5.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤3)中四个待广播信号的编码矩阵向量，分别表示如下：

第一个待广播信号向量t₁的两个编码矩阵A₁和B₁为：

$A_1=\left[\begin{array}{cccc}{I}_2& 0& 0& 0\\ 0& I_2& 0& 0\end{array}\right],$

$B_1=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& Q& 0\\ 0& 0& 0& Q\end{array}\right];$

第二个待广播信号向量t₂的两个编码矩阵A₂和B₂为：

$A_2=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& I_2& 0\\ 0& 0& 0& I_2\end{array}\right],$

$B_2=\left[\begin{array}{cccc}-Q& 0& 0& 0\\ 0& -Q& 0& 0\end{array}\right];$

第三个待广播信号向量t₃的两个编码矩阵A₃和B₃为：

$A_3=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& Q\\ 0& 0& Q& 0\end{array}\right],$

$B_3=\left[\begin{array}{cccc}0& I_2& 0& 0\\ -I_2& 0& 0& 0\end{array}\right];$

第四个待广播信号向量t₄的两个编码矩阵A₄和B₄为：

$A_4=\left[\begin{array}{cccc}0& -Q& 0& 0\\ Q& 0& 0& 0\end{array}\right],$

$B_4=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& I_2\\ 0& 0& -I_2& 0\end{array}\right];$

其中， $I_2=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right],$ $0=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 0\end{array}\right],$ $Q=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right].$

6.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤4)中中继节点在四个符号周期内通过四根天线将四个待广播信号向量广播到三个用户节点，是在四个周期内进行，即：

在第一个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第一个待广播信号向量t₁的第一个分量t₁₁、第二个分量t₁₂、第三个分量t₁₃、第四个分量t₁₄；

在第二个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第二个待广播信号向量t₂的第一个分量t₂₁、第二个分量t₂₂、第三个分量t₂₃、第四个分量t₂₄；

在第三个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第三个待广播信号向量t₃的第一个分量t₃₁、第二个分量t₃₂、第三个分量t₃₃、第四个分量t₃₄；

在第四个符号周期内，中继节点的第一根天线、第二根天线、第三根天线、第四根天线分别广播第四个待广播信号向量t₄的第一个分量t₄₁、第二个分量t₄₂、第三个分量t₄₃、第四个分量t₄₄。

7.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤6a)中第i个用户节点T_i基于接收信号向量z_i和自己发送的符号s_i＝[s_i1,s_i2]^T所得到的待译码向量表示为：

${\stackrel{\‾}{z}}_i=z_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{Q}}_{T_i}{F}_i{s}_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{B}}_{T_i}{\left(F_i{s}_i\right)}^{*},$

其中，β表示中继节点的功率放大因子，β＝1/(6+2σ²)；和表示第i个用户节点T_i的两个等效编码矩阵： ${\tilde{A}}_{T_i}=(I_4\⊗h_i^T)\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ A_3\\ A_4\end{array}\right],$ ${\tilde{B}}_{T_i}=(I_4\⊗h_i^T)\left[\begin{array}{c}{B}_1\\ B_2\\ B_3\\ B_4\end{array}\right],$ h_i＝[h_i1 h_i2 h_i3 h_i4]^T表示第i个用户节点T_i的信道衰落向量；表示第i个用户节点T_i的等效信道矩阵，运算符表示kronecker乘积，i＝1,2,3。

8.根据权利要求1所述的基于中继协作空时块码传输的三用户信息共享方法，其中所述步骤6b)中第i个用户节点T_i对待译码向量进行译码，按如下步骤进行：

6b1)第i个用户节点T_i对待译码向量z_i采用最大似然算法进行译码，得到一个最大似然估计向量

${\hat{s}}_{3|i}=\arg \underset{{\tilde{s}}_{3|i}\∈\tilde{S}}{\min }\left|\right|{\stackrel{\‾}{z}}_i-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{A}}_{T_i}{F}_{3|i}{\tilde{s}}_{3|i}-\sqrt{\mathrm{\β}}{\tilde{B}}_{T_i}{F}_{3|i}^{*}{\tilde{s}}_{3|i}^{*}{\left|\right|}^2,$

其中，arg min表示使目标函数取最小值时的变量值；||·||²表示取二范数运算；表示从星座集合S中任意取四个星座点构成的四维列向量的集合；表示从四维列向量的集合中任意选取的一个四维列向量， $F_{3|i}=[I_2\⊗h_1,\·\·\·,I_2\⊗h_{i-1},I_2\⊗h_{i+1},\·\·\·I_2\⊗h_3]$ 为不包含第i个用户节点T_i的信道信息的联合信道矩阵；上标*为取共轭操作；

6b2)第i个用户节点T_i根据得到的最大似然估计向量获得相应的第j个用户节点所发送符号的估计值和

若i＝1，则取j为2和3，得到第二用户节点T₂和第三用户节点T₃在两个发送符号的估计值，即：第二用户节点T₂的第一个发送符号s₂₁的估计值和第二个发送符号s₂₂的估计值第三用户节点T₃的第一个发送符号s₃₁的估计值和第二个发送符号s₃₂的估计值

若i＝2，则取j为1和3，得到第一用户节点T₁和第三用户节点T₃在两个发送符号的估计值，即：第一用户节点T₁的第一个发送符号s₁₁的估计值和第二个发送符号s₁₂的估计值第三用户节点T₃的第一个发送符号s₃₁的估计值和第二个发送符号s₃₂的估计值

若i＝3，则取j为1和2，得到第一用户节点T₁和第二用户节点T₂在两个发送符号的估计值，即：第一用户节点T₁的第一个发送符号s₁₁的估计值和第二个发送符号s₁₂的估计值第二用户节点T₂的第一个发送符号s₂₁的估计值和第二个发送符号s₂₂的估计值