[发明专利]中继系统中网络与信道编码的联合译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中继系统中网络与信道编码的联合译码方法，通过在接收端对直接由发送端传送过来的数据以及中继节点传送过来的进行网络编码后的数据联合迭代译码，来获得中继系统的分集增益以及各译码器之间软信息交换联合迭代译码所带来的译码数据可靠性的提高，进而提高系统传输性能。本发明可以应用于多接入中继系统以及与其类似的存在中继节点的通信系统等等。

背景技术

近年来，网络编码技术逐渐成为通信领域的热点，主要是因为网络编码技术能够很好的改善系统的吞吐量性能，并且将其应用于中继系统中还可以带来分集增益，与此同时并没有增加系统的复杂度，相比于传统的中继方案在中继节点处通过一定的处理方法反而会降低处理复杂度。在传统的无线信道传输中，一定的信道编码方案是必须的，中继系统也不例外，一般情况下信道编码与网络编码均独立进行操作，通过信道编码方案引入一定的冗余信息来提高系统传输的可靠性，通过网络编码方案来提高系统的吞吐量或者引入一定的分集增益。一些简单的联合解决方案也只是在中继节点处进行以降低中继节点的处理复杂度，并没有带来太多的系统性能方面的提升，诸如误码率以及吞吐量性能等等。

发明内容

为了更好的利用网络编码所带来的有效性以及信道编码所带来的可靠性，本发明提出了一种网络与信道编码联合迭代译码的方法。其基本原则是利用信道编码软输入软输出的译码特性，结合网络编码所传递信息的特殊性，实现两者软信息相互交换的迭代译码过程。在中继节点处对若干个(不妨设为N)输入源的数据进行网络编码处理，形成一路数据发送出去，在接收端对直接传送的N路数据信息以及一路经过中继节点网络编码的数据信息一同处理。在实现的过程中原始数据信息以及网络编码后的数据信息均经过信道编码后传送过来，并且需要信道译码采用的是迭代的软输入软输出的译码方式，在接收端分别进行第一次的译码，然后将译码输出的软信息输入到校验节点处进行一系列的计算，从而得出各自新的软信息，与原始的外信息合并后送入到初始译码器中进行第二次的迭代译码。重复这一过程，直到达到设定的迭代次数。本发明具体的实现步骤是：

步骤1：在中继节点处，对N路输入数据进行信道译码、网络编码、信道编码处理，生成一路组合后的数据发送出去。

步骤2：在接收端对直接传送的N路数据以及一路经过中继节点网络编码后的数据信息分别进行一次信道译码操作，即一次处理N+1路数据。将各个译码器第一次译码后得到的软信息数值送入到校验节点处进行一系列的运算，即利用其中的任意N路软信息生成一路新的与原始信息相独立的软信息，从而得到N+1路新的软信息数值。

步骤3：将N+1路新的软信息与自身译码器第一次译码得到的外信息相加合并，再送入到译码器输入端作为第二次译码的先验信息。

步骤4：重复步骤2、步骤3，直到达到预先设定的迭代次数为止。

步骤5：达到特定的迭代次数后，停止迭代，对N路直接传送数据译码器输出的软信息进行硬判决，从而得到原始传送的数据信息。

附图说明

结合以下附图以及具体实例对发明所做的详细描述将便于理解发明的原理、步骤、特点，附图中：

图1是表示本发明在N路接入中继系统示例中的传输模型；

图2是表示本发明中中继节点的数据处理过程示意图，以产生N路数据网络编码后相组合的数据结构，进而由中继节点发送出去；

图3是表示本发明在接收端的处理情况示意图，N+1路数据同时进行处理，包含了迭代译码以及校验节点之间软信息的交换过程。

图4是表示经过本发明中网络与信道编码的联合译码过程处理的其中一路数据误比特率、误帧率性能示意图，以及经过网络与信道编码分离处理的中继系统所得到的数据误比特率、误帧率示意图，从中可以看出二者的性能对比关系，其中横坐标表示的是接收端的信噪比。

具体实施方式

无线通信中存在中继节点的传送模型范围比较广泛，为了便于理解，在此使用一种有代表性的例子来阐述本发明中网络与信道编码的联合迭代译码方法，即两路接入中继系统下采用Turbo信道编码和异或网络编码技术的无线传输模型。本发明对于所有具有这个示例特征的传输系统普遍适用，即同样适用于多路接入、多路网络编码以及采用其他迭代译码的信道编码方式的中继传输系统。