[发明专利]一种结合正交处理的网络编码方法

说明书

技术领域

本发明属于多用户多中继协作通信技术领域，涉及一种结合正交处理的网络编码方法。

背景技术

网络编码的主要原理是利用中继节点处理信息的能力，将接收到的多个信息进行线性或非线性的合并处理后转发给下一跳节点，提高系统的网络吞吐量。网络编码最初是在有线网络中提出，随着无线通信技术的发展逐渐应用在无线网络中，而无线网络的广播特性，进一步促进了网络编码技术的发展。

目前，无线通信中运用的网络编码技术多为异或网络编码、物理层网络编码、有限域网络编码以及复数域网络编码等。研究最多的系统是两用户协作/中继网络。为了使网络编码在无线通信系统中的研究更具有适用性，多用户协作/中继网络成为运用网络编码的进一步研究领域。

针对多用户协作/中继网络，采用二进制异或网络编码得到的编码包为接收端需要接收到足够的源端用户直传信息包才能成功解码出用户信息，在无直传链路而靠中继转发的的系统中通常难以满足接收端的正确解码；有限域网络编码充分利用中继转发特性，为多个中继选择线性无关的编码系数对接收到的信息进行网络编码（这里必须满足中继节点个数N≥源端用户个数M），单个中继节点的编码方式为：从有限域（高斯域）中选取编码系数对接收到的源端用户信息进行网络编码，得到的编码包为γ_1，jx₁+γ_2,jx₂+…+γ_n,jx_n+…，当接收端收到足够的编码包时，便可通过多个线性无关的编码系数构成的矩阵，解码出用户信息，因此，有限域网络编码在多用户系统中的应用优势逐渐显示出来。如文献Multiple-user cooperative communications based on linear network coding中提出的分集网络编码；Design of network codes for multiple-user multiple relay wireless networks中提出的基于最大距离分布码的网络编码；Cluster-based cooperative communication with network coding in wireless networks中提出的基于簇群的协作网络编码，均利用编码包的编码系数之间的线性无关性，通过解多个编码包构成的矩阵，解码出用户信息。

但是，采用有限域网络编码的系统，接收端不能通过接收到的编码信息包直接解码出用户信息，而需要足够多数据包才能解码出用户信息，这对解码的实时性和系统中断概率提出新的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结合正交处理的网络编码方法，该方法将正交处理技术应用于网络通信中，既满足了接收端解码实时性，降低系统中断概率，又有效提升了系统整体性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种结合正交处理的网络编码方法，包括以下步骤：步骤一：源端用户对传输的数据进行低频正交处理，使处理后的用户信息满足两两正交；步骤二：将经正交处理后的用户信息进行调制后广播给中继节点；步骤三：中继节点对收到的用户信息进行网络编码后发送给接收端；步骤四：接收端通过接收到的编码信息包解码出用户信息。

进一步，在步骤一中，将源端用户数据与正交低频信号构成的集合E中的元素相乘，使经过正交处理后的源端用户信息满足两两正交，其中：E＝(cos2πf₁t,cos2πf₂t,…,cos2πf_Mt,…)。

进一步，在步骤一中，集合E中低频正交信号的频率(f₁,f₂,…,f_M,…)远远小于调制载波cosω_ct的中心频率ω_c，满足接收端解调时不会对正交处理信号产生影响。

进一步，在步骤二中，每个源端对正交处理后的信息包均采用BPSK调制方式。

进一步，在步骤三中，中继节点采用的网络编码方式为叠加网络编码方式。

进一步，在步骤三中，中继节点采用的网络编码方式为有限域网络编码方式。

进一步，在选取编码系数时，需保证编码包的编码系数向量之间满足线性无关。