[发明专利]一种基于网络编码的无线中继部署方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及无线数字通信技术，尤其涉及一种基于网络编码的无线中继部署方法。

背景技术

网络编码的思想最初是在2000年Ahlswede等人，在“IEEE Transaction on Information Theory”上发表的文献“Network information flow”中提出的，他们从信息论的角度出发，严格证明了单点对多点的通信网络中，通过节点编码的方式可以使信息传输速率达到网络的最大流量，从而编码的方式优于路由的方式。随着研究的不断深入，近期将网络编码的思想应用于无线通信系统逐渐受到人们的关注。在无线通信网络中使用网络编码，不仅可以提高信息传输率，节约传输所需能量，而且可以使节点之间在所需能量方面进行折中。

无线中继技术中，为获得分集增益，目的节点需要收到来自不同节点且包含同样信息的多个信号样本；网络编码技术中，为了获得网络编码增益，则需要中间节点将来自多个节点的多个数据流有选择地合并到一起，目的节点收到多个合并样本后，借助于已知信息通过适当的运算还原出原始信息。和传统的点到点通信相区别，协作中继技术和网络编码技术具有共同的通信特征：多个节点参与并且通过多个时隙传输。因此，将网络编码的思想应用于协作中继技术，提高协作分集系统的有效性和可靠性是很有意义的研究方向。

 在LTE-Advanced系统中引入中继能够改善高数据率的覆盖、组移动能力、临时网络配置和小区边缘吞吐量和/或提供新的覆盖区域。中继可根据用户面和控制面的协议体系进行划分。在中继端采用网络编码技术可以节省转发资源或改善接收性能。基于网络编码的协作中继近年来研究较多。该模型下，多用户的信息在一个或多个合作伙伴节点进行融合后转发给目的节点。该模型的转发可以套用协作中的DF和AF协议，根据无线网络编码特性还出现DNF传输协议。

现今对基于网络编码的中继技术研究主要集中在协议和中断概率的分析以及中继对信号的处理上，而涉及具体如何在现有无线网络中部署中继的很少。经对现有文献检索发现，中国专利公开号为：101325549，名称为：在无线中继网络中采用网络编码通信的方法，该技术给出了中继如何对接收的多用户信息进行处理的方法。但在研究时假设中继是固定，这主要原因是现有的研究都关注在无线中继搭建好后，如何处理信号和控制功率。中国专利公开号为：101754223A，名称为：一种无线中继部署及管理方法，该技术主要针对现有网络的覆盖区域的拓展以及减少对静区的影响来研究中继的部署问题。

因此，在现有无线网络编码领域中，几乎很少有涉及如何进行有效的中继部署，而中继部署对提高系统的中断概率性能和提高协作分集系统的有效性和可靠性具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于网络编码的无线中继部署方法，以解决在搭建无线中继网络时确定中继的具体较优化的部署坐标。

为实现上述目的，所述部署方法包括：

以一用户节点U1或U2为原点，并以该原点与基站BS的连线为X轴，建立平面坐标系；

对所述平面坐标系中基站BS和非所述原点上的另一用户节点U2或U1的坐标值进行归一化，得到相应的坐标值；

通过在U1、U2和BS形成的三角区域的二维搜索，寻找中断概率近似界                                               最小时的中继坐标；

归一化还原，还原坐标为实际坐标，得到最佳中继节点R。

    所述中继部署方法的进一步设计在于，所述归一化是以所述原点至基站BS距离为一个长度单位的长度距离的归一化处理。

所述中继部署方法的进一步设计在于，所述中断概率近似界为

；

其中：x、y为中继节点在所述相对平面坐标系中的坐标值，

,为系统频谱效率，

、和分别为节点U1、U2和R的发送信噪比， 

为路径损耗指数， 

C为传播环境常数，

和为相对信噪比因子，

为所述原点的信噪比；

上式中的、、和随所述原点的设置变化而变化：当所述原点为节点U1时，，，，；当所述原点为节点U2时，，，，；、为基站BS分别与用户节点U1、U2的距离。

     所述中继部署方法的进一步设计在于，所述信噪比、是在所述用户节点U1和U2分别发送的情况下，测得对应用户节点的发送端的信噪比。