[发明专利]无线网络中多接入信道的分布式物理层网络编码调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝移动网络技术，具体涉及适用于无线网络中多接入信道的分布式物理层网络的编码及调制方法。

背景技术

分布式编码作为一种特殊的信道编码协同通信网络开发模式，吸引了大量研究者的关注。分布式编码的构造理念已应用于传统的通道编码，如文献【B. Zhao and M. C. Valenti, “Distributed turbo codes: towards the capacity of the relay channel,” IEEE VTC’03-Fall, vol. 1, pp. 322–326, Oct. 2003.】公开的分布式Turbo码、文献【S. Yiu, R. Schober and L. Lampe, “Distributed space-time block coding,” IEEE Trans. Commun., vol.54, no.7, pp. 1195–2006, Jul. 2006.】公开的分布式空时码、文献【A. Chakrabarti, A. Baynast, A. Sabharwal and B. Aazhang, “Low density parity check codes for the relay channel,” IEEE JSAC, vol. 25, no. 2, pp. 280–291, Feb. 2007.】公开的分布式低密度奇偶校验（LDPC）码。实验结果表明，上述分布式编码方案可以提高点至点的无线通道传输的可靠性。

上述分布式编码方案是针对小规模的单播中继网络，信息是通过单/多跳无线中继网络，从单个源节点到单个目的地节点进行传输。例如在图1所示的场景下，一个源移动终端（MT）与其他移动终端（MT）合作，通过一个中继节点（RN）向基站（BS）传输数据。传递这种信息的传统方式是通过路由，中继节点简单的存储和转发接收到的数据包到目的地。

文献【R. Ahlswede, N. Cai, S. Y. R. Li, and R.W. Yeung, “Network Information Flow,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 46, no. 4, pp. 1204–1216, July 2000.】提出了一种网络编码（NC）方法来替代路由算法。在网络编码中，中继节点可以把从多个源移动终端收到的数据包进行编码。编码后的信息随后被发送到目的地。实验结果表明，与传统的路由算法相比，网络编码可提高网络容量和吞吐量。由于这种分布式网络通道码的研究设计（DNCC）理念最近才开始，许多在分布式编码的设计和实施过程中遇到的问题都还没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新的无线网络中多接入信道的分布式物理层网络编码调制方法。该方法基于穿刺卷积码，采用协作式上行传输分布式编码码。本发明还在此基础上分析了系统的性能，推导出本发明的误码率理论分析上限。

本发明的技术方案如下：

一种无线网络中多接入信道的分布式物理层网络编码调制方法，包括如下步骤：

1）源移动终端通过穿刺卷积编码器将信息包编码为传输码字，然后广播给中继节点和协作移动终端；

2）中继节点把接收到的来自源移动终端的信号波形和来自协作移动终端的信号波形，按照符号间隔分离，而后交替串联生成新的信号波形；

3）形成的新的信号波形通过在中继节点的解码器进行解调和译码，输出针对源移动终端和协作移动终端的联合编码器的估计码字；

4）所述估计码字被送入中继节点的递归系统卷积编码器进行网络编码并进行无记忆调制，然后被发送到基站；

5）基站接收到从中继节点发射的信号波形后先作软解调然后进行解码。

所述步骤2）中，若中继节点可以正确的把源移动终端的数据解码，则不用协作移动终端进行协作传输；如果中继节点不能正确的把源移动终端的数据解码，则中继节点就会向协作移动终端发送要求传输相同数据的指令，协作移动终端收到指令后把来自源移动终端的数据解码后，利用不同的穿刺卷积编码器进行编码，然后发送到中继节点。

所述步骤3）中，中继节点的解码器是针对源移动终端和协作移动终端的联合编码器的解码器。

所述步骤5）中，软解调是让接收到的信号波形经过一组波形匹配滤波器，从该组滤波器输出的值被送到基站的解码器进行译码，所述基站的解码器是针对分布在源移动终端和协作终端的穿刺卷积编码器和中继节点的递归系统卷积编码器组成的超级格型编码器的解码器。