[发明专利]一种用于无线中继通信的协同数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无线中继通信的协同数据传输方法，属于无线通信技术领域，特别是属于数字喷泉码编译码技术领域。

背景技术

在无线中继网络中，协同通信即由若干个中继节点协同工作，协助源节点把信息传送到目的节点。协同通信增强了通信的吞吐率，链路的可靠性，减少能源消耗，并扩大了无线网络的覆盖范围。

目前一些协同通信的解决方案中，使用反馈机制来动态调整发送的信号，从而优化接收到的信号，然而这样的方案需要大量的反馈消息，影响了系统的吞吐率。如果使用喷泉编码，则能够在不需要反馈机制的基础上，让传输速度适应当前信道的实时状态。喷泉编码是一种稀疏图编码，解决了很多前向纠错码的复杂的编解码计算问题。卢比(Luby)编码(M.Luby,LT Codes,In Proceeding of the ACM Symposium on Foundations of Computer Science,Vancouver,BC,CA,November2002)是第一个通用的喷泉编码，已经被广泛使用。然而在目前的协同通信中使用喷泉编码时，使用“全部译码-前转”的方法，即中继节点需要译码出所有的信源符号序列之后才能协助源节点给目的节点发送数据，然而这种“全部译码-前转”的方法没有发挥出多个中继节点协同通信的优势，实际上当有多个中继节点参与协同通信时，并不需要中继节点译码出所有的信源符号序列，但如何实现这种不完整译码的“部分译码-前转”的协同通信，成为目前无线通信技术领域急需解决的一个技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是发明一种用于无线中继通信的协同数据传输方法，解决中继节点只需要译码出部分信源符号序列之后即可协助源节点给目的节点发送数据的技术难题，实现比传统方式更快速的数据传输的目标。

为了达到上述目的，本发明提出了一种用于无线中继通信的协同数据传输方法，包括下列操作步骤：

(1)源节点把要发送的原始数据分割成k个大小相同的原始包，原始包又称为信源符号，k为自然数，表示信源符号的长度，构造信源符号序列S＝[s₁,s₂,...,s_k]，其中s_i表示第i个信源符号，i为不大于k的自然数；源节点根据信源符号序列并按照设定的编码方法生成编码符号，然后广播到与其相联的若干个中继节点；

(2)与所述源节点相联的任意一个中继节点收集到足够的编码符号后，按照设定的译码方法恢复出设定个数k-w个信源符号；其中w为小于k的自然数；

(3)该上述中继节点通知源节点其已经收集到足够的编码符号；

(4)该上述中继节点开始协助所述的源节点向目的节点发送编码符号；

(5)如果有设定个数h个中继节点已经收集到足够的编码符号并开始协助所述的源节点向目的节点发送编码符号，则源节点停止广播编码符号；其中h为自然数；

(6)所述的目的节点收到足够的编码符号并按照设定的译码方法译码出所述的信源符号序列S；

(7)所述的目的节点分别通知前面所述的向其发送编码符号的中继节点其已经译码出所述的信源符号序列S；

(8)与所述源节点相联的所述的中继节点通知源节点目的节点已经译码出所述的信源符号序列S。

所述的设定的编码方法和译码方法可以是喷泉编码和译码方法。

所述的步骤(2)中w的取值一般设置为所述信源符号长度k值的0.2倍；

所述的步骤(5)中中继节点的设定个数h的取值，满足关系式其中一般设置δ＝0.01。

所述的步骤(1)中所述的设定的编码方法是基于波纹大小变化的喷泉编码方法，其具体内容包括如下操作步骤：

(11)计算编码度分布函数ρ(d)，其中d为自然数，d＝1,2,3,...,k，具体计算过程包括如下子步骤：

(1101)按照下式计算波纹大小应该保持的值R(L)，

R(L)＝b₁L²+b₂L+b₃,L＝w+1,…,k