[发明专利]基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法

权利要求书

1.一种基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一，对于信源端，两个信源s₁、s₂在第2i-1(i＝1，…，N)个时隙同时向第i个中继r_i和信宿d₁、d₂广播信号，信宿d₁接收到信源s₁的信号，信宿d₂接收到信源s₂的信号，而中继r_i接收到信源s₁和信源s₂的混叠信号，为降低组播网络的系统误帧率，针对统计信道信息已知且瞬时信道s₁→r和s₂→r信息已知的情况作如下处理：

①首先通过分离式预编码矩阵对每个信源的发射信号进行处理，即将分离式预编码矩阵乘以发射符号向量，得到一个新的符号发射向量，然后根据基于最小化系统误帧率表达式的拉格朗日优化方程，获得信源和中继节点的最优功率分配；

②首先通过分布式预编码矩阵对信源信号进行预处理，用一个预编码矩阵对信源s₁进行处理，用另一个预编码矩阵对信源s₂进行处理，即将分布式预编码矩阵和发射符号向量相乘，然后根据s₁→r和s₂→r信道信息对信源进行局部功率分配，再进行信源和中继之间的功率分配，最后进行信源的功率在一个系统帧的周期内进行全局的功率优化；

步骤二，对于中继端，中继r_i对信源s₁和信源s₂的混叠信号进行线性的线性放大处理，线性放大系数由统计信道信息已知情况下的功率分配方案中分配给中继节点的能量来确定，瞬时信道s₁→r和s₂→r信息不改变中继节点的功率分配，在第2i个传输时隙，中继r_i将处理后的信号广播到两个信宿，最后，在一个系统帧传输结束时，第k个信宿d_k对接收到的第k个信源s_k的信号和中继簇r的信号进行联合最大似然译码。

2.根据权利要求1所述的基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法，其特征是，所述系统帧，是指由两个信源各自的传输符号所组成的一个信息帧，系统帧的长度由中继个数N确定，且是中继个数的两倍，即一个系统帧的长度为2N，其中，系统帧的传输时间为2N个时隙，即每个信宿在2N个时隙中将接收到由两个信源传输的共2N个符号，N个符号来自信源s₁，另外N个符号来自信源s₂。

3.根据权利要求1或2所述的基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法，其特征是，所述系统帧，其在传输过程中，组播网络在2i-1～2i个时隙完成第2i-1～2i个符号的传输，其中，第2i-1个符号来自信源s₁，而第2i个符号来自信源s₂。

4.根据权利要求1所述的基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法，其特征是，所述系统误帧率，是指由于两个信宿均需要同时正确接收一个系统帧，当任意一个信宿没有正确接收系统帧时，发生系统误帧事件，系统误帧率的表达式如下：P_sys＝P_d1(1-P_d2)+P_d2(1-P_d1)＝P_d1+P_d2-P_d1P_d2，其中，P_dk是第k个信宿的误帧率，从系统误帧率表达式的定义可知，当且仅当两个信宿同时正确接收一帧，才认为一帧被成功的传送。

5.根据权利要求1所述的基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法，其特征是，所述的统计信道信息，是指信道服从概率统计分布，具有均值和方差，信源和中继均知道信道信息的情况。