CN111800229A - 一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统，通过消除信道对第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；选定在设定第二信道编码信号的信噪比范围内的协作接收机，控制其计算对数似然比，通过空口信息融合的方式将(Q‑1)个协作接收机的对数似然比信息传输至剩下的协作接收机；控制剩下的协作接收机整合Q个协作接收机的对数似然比信息，并根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果。本发明可以大大降低协作解码时延，降低误码率，支持更多的接收机进行协作，提高系统的可扩展性。

Description

一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统。

背景技术

近年来，协作通信技术已经成为无线通信的热点研究领域之一。协作接收技术通过将无线网络中的多个接收机的接收信号结合，形成虚拟天线阵列，以增加分集和功率增益，从而提高成功解码噪声传输的可能性，具有改善无线网络容量和误码率性能的潜力。协作接收还可能导致通信范围增加，数据速率增加和/或发射功率降低。

现有的协作接收技术大致可分为以下几类：

a.每个接收机在局域网上广播其接收信号，然后在融合中心进行最大比合并来实现分集增益。但是，此方法对网络的吞吐量有着极高的要求，实际网络很难满足其需求。

b.接收机之间的一些或所有节点之间简单地交换硬判决信息，每个接收机根据自己以及接收到的硬判决信息，进行解码解调。该方法虽然对网络的吞吐量的要求较低，但是交换硬判决信息可能会导致最终解码的性能有一定的损失。

c.接收集群中的每个接收机都在本地对传输进行解调，并生成对数似然比。所有接收节点(或具有更好信道质量的节点的子集)对它们的对数似然比进行量化，并通过网络向集群中的其他接收节点广播其所有量化值。然后，每个接收节点将通过网络接收到的信息与其本地未量化的对数似然比进行组合，并将这些结果传递到其本地块解码器进行解码。如果有任何接收节点成功解码了该消息，则它将解码后的消息通过网络转发到群集中的其他接收节点。每个接收节点将通过网络传输对数似然比数值，为了避免节点间干扰，每个节点都需要分配正交的无线资源。该方法在接收机数目较大时，计算等待时延将会大大地增加，从而会出现网络扩展性较差问题。

由此可知，目前的协作接收技术存在误码率高、交互时延长、网络扩展性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统，通过发射机发送第一编码信号、协作接收机计算对数似然比、协作接收机对对数似然比进行空口融合以及融合接收机利用空口融合的对数似然比信息进行解码四大部分，可以大大降低协作解码时延，降低误码率，支持更多的接收机进行协作，提高系统的可扩展性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于空口信息融合的协作接收方法，包括：

同时向N个协作接收机发送第一信道编码信号；

消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；

计算所述N个协作接收机的所述第二信道编码信号的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N；

从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机；

控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息，并根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果；将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

可选的，所述消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号，具体方法包括：

向所述N个协作接收机发送导频信号；

根据所述导频信号利用最小二乘法或最小化均方误差法对信道进行估计，根据信道估计结果计算所述导频信号的信噪比；

向所述N个协作接收机发送第一信道编码信号；

利用所述导频信号的信噪比消除所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号。

可选的，所述第二信道编码信号表示为：

Y_i[m,l]＝|h_i[m]X[m,l]+W_i[m,l]

其中，Y_i[m,l]表示为第i个协作接收机的所述第二信道编码信号的第m块中第l个发送符号，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，所述第一信道编码信号的第m块信号中共有k个发送符号，所述k个发送符号用集合表示为X＝{x₁,...,x_k}，X[m,l]从集合X中进行等概率选取，W_i[m,l]表示为第i个协作接收机对所述第二信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号进行基带匹配滤波后产生的噪声，W_i[m,l]服从均值为0，方差为N₀的复高斯分布，即W_i[m,l]～CN(0,N₀)。

可选的，所述第二信道编码信号的信噪比的计算公式为：

其中，ρ_i表示第i个协作接收机的所述第二信道编码信号中的第m块信号的信噪比，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至所述第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，

表示为所述第i个协作接收机产生的噪声方差，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，E_s表示所述第一信道编码信号的第m块信号中每个发送符号的平均能量，E(·)表示均值，k表示所述第一信道编码信号的第m块信号中发送符号的个数。

可选的，所述对数似然比的计算公式为：

其中，

表示为第i个协作接收机根据所述第二信道编码信号Y_i[m,l]计算出的关于发送符号x_k的对数似然比，x_l为发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第l个发送符号，p_Y/X(Y_i[m,l])＝x_l|X[m,l]＝x_k表示为在所述发射机发送的是所述第一信道编码信号的第m块中第k个符号的条件下，第i个协作接收机解调后获得符号集合中的第l个符号的概率，p_i表示差错概率。

可选的，所述通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机，具体包括：

将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号；

所述接收信号表示为

其中，

表示的所述融合接收机第z次接收信号为所述(Q-1)个协作接收机关于第k个发送符号的对数似然比之和，

为第i个用户与所述融合接收机之间的信道系数，n^z为所述融合接收机产生的高斯白噪声，

表示第i个协作接收机关于发送符号x_k的对数似然比，归一化因子

和a^z根据Z次的接收信号

中最小的接收信号与所述(Q-1)个接收机关于第k个发送符号的对数似然比数值的和

的均方误差进行联合设计。

可选的，所述控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息，具体方法包括：

控制所述融合接收机对Z次的接收信号进行合并，获得最终的对数似然比信息

将所述最终的对数似然比信息r_k与所述融合接收机的对数似然比

相加，获得整合后的关于发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第k个符号的对数似然比信息

可选的，所述根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果，具体方法包括：

确定发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中每个发送符号进行空口融合后的对数似然比信息的最大值；

根据所述对数似然比信息的最大值确定对应于所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述集合X中的位置序号；即：

其中k^*为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述发送集合X中的位置序号；

根据所述位置序号确定所述融合接收机得到的解码结果为：

其中

表示为所述发送符号集合X中第k^*位置序号的发送符号。

一种基于空口信息融合的协作接收系统，包括发射机、协作接收机、对数似然比计算模块、空口信息融合传输模块、信息整合模块、解码模块、传播模块；

所述协作接收机有N个，其中N为设定常数；

所述发射机用于同时向N个协作接收机发送第一信道编码信号；

所述协作接收机用于消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；

对数似然比计算模块用于计算N个协作接收机的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N；

所述空口信息融合传输模块用于从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机；

所述信息整合模块用于控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息；

所述解码模块用于根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果；

所述传播模块用于将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

可选的，所述空口信息融合传输模块还包括归一化信息发送模块、归一化信息接收模块；

所述归一化信息发送模块用于将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

所述归一化信息接收模块用于将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本申请提供的一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统，通过对发射机发送的信号进行处理，消除信道对发送信号的相位旋转，能够保证协作接收机接收到的信号与发射机发送的信号完全一致，进而利用协作接收机的接收信号的对数似然比对发射机发送的信号进行解码时，能够提高解码结果的准确度，降低误码率；通过选取在设定信噪比范围内的协作接收机计算对数似然比，能够缩短所有协作接收机均需要计算对数似然比的时间，降低时延；通过协作接收机对对数似然比进行空口融合以及融合接收机利用空口融合的对数似然比信息进行解码，即利用无线信道的叠加特性对对数似然比直接进行空口信息融合，融合接收机只需要根据Q个接收机的对数似然比之和进行解码，而不关注每个接收机的LLR，能够避免每个协作接收机需要分时将自己的对数似然比广播给其他接收机，当协作接收机增多且信道条件较差时，LLR传输时延将会大大地增加，从而会出现协作接收机之间LLR传输效率低、协作解码时延大、系统可扩展性较差的缺陷，提高对数似然比的传输效率，降低协作解码时延并提高系统的可扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的基于空口信息融合的协作接收方法的方法流程图；

图2为本发明实施例2提供的基于空口信息融合的协作接收系统的系统结构图；

图3为本发明施例2提供的基于空口信息融合的协作接收系统中发射机和协作接收机的关系图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于空口信息融合的协作接收方法及系统，以支持更多协作接收机相互协作，降低误码率和解码时延，提高系统的可扩展性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

图1为本发明提供的一种基于空口信息融合的协作接收方法的方法流程图。参见图1，本发明提供的一种基于空口信息融合的协作接收方法包括：

步骤一：同时向N个协作接收机(接收集群)发送第一信道编码信号。

步骤二：消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号，具体方法包括：

向所述N个协作接收机发送导频信号；

根据所述导频信号利用最小二乘法或最小化均方误差法对信道进行估计，根据信道估计结果计算所述导频信号的信噪比；

向所述N个协作接收机发送第一信道编码信号；

利用所述导频信号的信噪比消除所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号。

通过消除信道对第一信道编码信号的相位旋转，能够保证协作接收机接收到的信号与发射机发送的信号完全一致，进而利用协作接收机的接收信号的对数似然比对发射机发送的信号进行解码时，能够提高解码结果的准确度，降低误码率。

所述第二信道编码信号表示为：

Y_i[m,l]＝|h_i[m]X[m,l]+W_i[m,l]

其中，Y_i[m,l]表示为第i个协作接收机的所述第二信道编码信号的第m块中第l个发送符号，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，所述第一信道编码信号的第m块信号中共有k个发送符号，所述k个发送符号用集合表示为X＝{x₁,...,x_k}，X[m,l]从集合X中进行等概率选取，W_i[m,l]表示为第i个协作接收机对所述第二信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号进行基带匹配滤波后产生的噪声，W_i[m,l]服从均值为0，方差为N₀的复高斯分布，即W_i[m,l]～CN(0,N₀)。

步骤三：计算所述N个协作接收机的所述第二信道编码信号的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N。

所述第二信道编码信号的信噪比的计算公式为：

其中，ρ_i表示第i个协作接收机的所述第二信道编码信号中的第m块信号的信噪比，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至所述第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，

表示为所述第i个协作接收机产生的噪声方差，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，E_s表示所述第一信道编码信号的第m块信号中每个发送符号的平均能量，E(·)表示均值，k表示所述第一信道编码信号的第m块信号中发送符号的个数。

所述对数似然比的计算公式为：

其中，

表示为第i个协作接收机根据所述第二信道编码信号Y_i[m,l]计算出的关于发送符号x_k的对数似然比，x_l为发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第l个发送符号，p_Y/X(Y_i[m,l])＝x_l|X[m,l]＝x_k表示为在所述发射机发送的是所述第一信道编码信号的第m块中第k个符号的条件下，第i个协作接收机解调后获得符号集合中的第l个符号的概率，p_i表示差错概率，

υ为设定常数。

所述差错概率p_i与信道转移概率有关。例如，对于具有X＝{x₁,x₂}的BPSK调制方式，

对于具有X＝{x₁,x₂,x₃,x₄}的QPSK调制方式，

其中，

erfc(β)＝1-erf(β)，erf为标准正态分布的累计函数，即：

通过在设定信噪比范围内的协作接收机计算对数似然比，能够缩短所有协作接收机均需要计算对数似然比的时间，降低时延；而设定第二信道编码信号的信噪比范围，能够降低信噪比较低的协作接收机的影响，利用信噪比较高的协作接收机的对数似然比进行解码，能够提高解码的准确性，降低误码率。

步骤四：从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机，具体包括：

将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号；

所述接收信号表示为

其中，

表示的所述融合接收机第z次接收信号为所述(Q-1)个协作接收机关于第k个发送符号的对数似然比之和，

为第i个用户与所述融合接收机之间的信道系数，n^z为所述融合接收机产生的高斯白噪声，

表示第i个协作接收机关于发送符号x_k的对数似然比，归一化因子

和a^z根据Z次的接收信号

中最小的接收信号与所述(Q-1)个接收机关于第k个发送符号的对数似然比数值的和

的均方误差进行联合设计，

P'为各所述(Q-1)个协作接收机的峰值功率限制。不失一般性，在第z次发送时，所述(Q-1)个协作接收机所经过的信道

即总是可以保证对用户按其信道强度进行排序，保证第z次重传时，所述(Q-1)个协作接收机所经过的信道强度依次增加。为实现较小的MSE，所述归一化因子

和a^z的最优系数可设计为

由于所述融合接收机第z次接收到的所述(Q-1)个协作接收机关于第k个发送符号的对数似然比之和

存在噪声，通过多次重复发送后进行合并，进一步减小所述接收信号

与所述(Q-1)个协作接收机关于第k个发送符号的对数似然比数值的和

之间的均方误差，提高所述融合接收机接收信号的信噪比，进而在后续利用接收信号进行解码时能够减小噪声的影响，提高解码的准确性，降低误码率。

通过协作接收机用无线信道的叠加特性对对数似然比直接进行空口信息融合，融合接收机只需要根据Q个接收机的对数似然比之和进行解码，而不关注每个接收机的LLR，能够避免每个协作接收机需要分时将自己的对数似然比广播给其他接收机，当协作接收机增多且信道条件较差时，LLR传输时延将会大大地增加，从而会出现协作接收机之间LLR传输效率低、协作解码时延大、系统可扩展性较差的缺陷，提高对数似然比的传输效率，降低协作解码时延并提高系统的可扩展性。

步骤五：控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息，并根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果，具体包括：

控制所述融合接收机对Z次的接收信号进行合并，获得最终的对数似然比信息

将所述最终的对数似然比信息r_k与所述融合接收机的对数似然比

相加，获得整合后的关于发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第k个符号的对数似然比信息

确定发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中每个发送符号进行空口融合后的对数似然比信息的最大值，所述空口融合后的对数似然比信息为

根据所述对数似然比信息的最大值确定对应于所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述集合X中的位置序号；即：

其中k^*为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述发送集合X中的位置序号；

根据所述位置序号确定所述融合接收机得到的解码结果为：

其中

表示为所述发送符号集合X中第k^*位置序号的发送符号。

所述对数似然比信息的最大值对应的发送符号是所述发射机最有可能发送的符号，实现解码。

步骤六：将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

实施例2：

图2为本发明实施例2提供的基于空口信息融合的协作接收系统的系统结构图，图3为本发明施例2提供的基于空口信息融合的协作接收系统中发射机和协作接收机的关系图。参见图2和图3，本发明提供的一种基于空口信息融合的协作接收系统，包括：

发射机、协作接收机、对数似然比计算模块、空口信息融合传输模块、信息整合模块、解码模块、传播模块；

所述协作接收机有N个，其中N为设定常数；

所述发射机用于同时向N个协作接收机发送第一信道编码信号；

所述协作接收机用于消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；

对数似然比计算模块用于计算N个协作接收机的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N；

所述空口信息融合传输模块用于从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机；

所述信息整合模块用于控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息；

所述解码模块用于根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果；

所述传播模块用于将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

所述空口信息融合传输模块还包括归一化信息发送模块、归一化信息接收模块；

所述归一化信息发送模块用于将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

所述归一化信息接收模块用于将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号。

对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，包括：

同时向N个协作接收机发送第一信道编码信号；

消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；

计算所述N个协作接收机的所述第二信道编码信号的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N；

从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机；

控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息，并根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果；

将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

2.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号，具体方法包括：

向所述N个协作接收机发送导频信号；

根据所述导频信号利用最小二乘法或最小化均方误差法对信道进行估计，根据信道估计结果计算所述导频信号的信噪比；

向所述N个协作接收机发送第一信道编码信号；

利用所述导频信号的信噪比消除所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述第二信道编码信号表示为：

Y_i[m,l]＝|h_i[m]X[m,l]+W_i[m,l]

其中，Y_i[m,l]表示为第i个协作接收机的所述第二信道编码信号的第m块中第l个发送符号，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至所示第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，所述第一信道编码信号的第m块信号中共有k个发送符号，所述k个发送符号用集合表示为X＝{x₁,...,x_k}，X[m,l]从集合X中进行等概率选取，W_i[m,l]表示为第i个协作接收机对所述第二信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号进行基带匹配滤波后产生的噪声，W_i[m,l]服从均值为0，方差为N₀的复高斯分布，即W_i[m,l]～CN(0,N₀)。

4.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述第二信道编码信号的信噪比的计算公式为：

其中，ρ_i表示第i个协作接收机的所述第二信道编码信号中的第m块信号的信噪比，h_i[m]表示为所述第一信道编码信号中的第m块信号至所述第i个协作接收机时所经过的前向链路复数信道，

表示为所述第i个协作接收机产生的噪声方差，X[m,l]表示为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号，E_s表示所述第一信道编码信号的第m块信号中每个发送符号的平均能量，E(·)表示均值，k表示所述第一信道编码信号的第m块信号中发送符号的个数。

5.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述对数似然比的计算公式为：

其中，

表示为第i个协作接收机根据所述第二信道编码信号Y_i[m,l]计算出的关于发送符号x_k的对数似然比，x_l为发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第l个发送符号，p_Y/X(Y_i[m,l])＝x_l|X[m,l]＝x_k表示为在所述发射机发送的是所述第一信道编码信号的第m块中第k个符号的条件下，第i个协作接收机解调后获得符号集合中的第l个符号的概率，p_i表示差错概率。

6.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机，具体包括：

将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号；

所述接收信号表示为

其中，

表示所述融合接收机第z次接收信号为所述(Q-1)个协作接收机关于第k个发送符号的对数似然比之和，

为第i个用户与所述融合接收机之间的信道系数，n^z为所述融合接收机产生的高斯白噪声，

表示第i个协作接收机关于发送符号x_k的对数似然比，归一化因子

和a^z根据Z次的接收信号

中最小的接收信号与所述(Q-1)个接收机关于第k个发送符号的对数似然比数值的和

的均方误差进行联合设计。

7.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息，具体方法包括：

控制所述融合接收机对Z次的接收信号进行合并，获得最终的对数似然比信息

将所述最终的对数似然比信息r_k与所述融合接收机的对数似然比

相加，获得整合后的关于发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中第k个符号的对数似然比信息

8.根据权利要求1所述的一种基于空口信息融合的协作接收方法，其特征在于，所述根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果，具体方法包括：

确定发送符号集合X＝{x₁,...,x_k}中每个发送符号进行空口融合后的对数似然比信息的最大值；

根据所述对数似然比信息的最大值确定对应于所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述集合X中的位置序号；即：

其中k^*为所述第一信道编码信号的第m块信号中的第l个发送符号在所述发送集合X中的位置序号；

根据所述位置序号确定所述融合接收机得到的解码结果为：

其中

表示为所述发送符号集合X中第k^*位置序号的发送符号。

9.一种基于空口信息融合的协作接收系统，其特征在于，包括发射机、协作接收机、对数似然比计算模块、空口信息融合传输模块、信息整合模块、解码模块、传播模块；

所述协作接收机有N个，其中N为设定常数；

所述发射机用于同时向N个协作接收机发送第一信道编码信号；

所述协作接收机用于消除信道对所述第一信道编码信号的相位旋转，得到第二信道编码信号；

对数似然比计算模块用于计算N个协作接收机的信噪比，从所述N个协作接收机中选取Q个在设定信噪比范围内的协作接收机，根据所述Q个协作接收机的第二信道编码信号计算对数似然比，其中Q≤N；

所述空口信息融合传输模块用于从所述Q个协作接收机中任意选取一个协作接收机当作融合接收机，通过空口信息融合的方式将剩下的(Q-1)个协作接收机的对数似然比传输至所述融合接收机；

所述信息整合模块用于控制所述融合接收机整合所述Q个协作接收机的对数似然比信息；

所述解码模块用于根据整合后的对数似然比信息对所述第一信道编码信号进行解码，得到解码结果；

所述传播模块用于将所述解码结果广播给除所述融合接收机以外的(N-1)个协作接收机。

10.根据权利要求9所述的一种基于空口信息融合的协作接收系统，其特征在于，所述空口信息融合传输模块还包括归一化信息发送模块、归一化信息接收模块；

所述归一化信息发送模块用于将所述(Q-1)个协作接收机的对数似然比乘以归一化因子b得到的归一化信号，重复发送至所述融合接收机Z次，Z为设定常数；

所述归一化信息接收模块用于将所述融合接收机通过归一化因子a对所述归一化信号进行接收，得到接收信号。

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