[发明专利]物理层网络编码方法及装置

权利要求书

1.一种物理层网络编码方法，其特征在于，包括：

步骤1，设置第一源节点、第二源节点和中继节点；

步骤2，将所述中继节点接收到的混叠星座图中，欧氏距离小于预设阈值的点映射到新星座图的同一个星座点，使满足：

[|(h₁a_i+h₂b_j)-(h₁a_p+h₂b_q)|²-ε_R]|s_ij-s_pq|²≥0

其中，所述第一源节点、所述第二源节点及所述中继节点所用的星座图分别为A＝{a₁,...,a_M},B＝{b₁,...,b_N},S＝{s_ij|i＝1,...,M,j＝1,...,N}，M和N分别表示所述第一源节点的星座图的阶数和所述第二源节点的星座图的阶数，h₁和h₂表示信道系数，ε_R为预设阈值，用于调整中继节点处网络编码映射的可靠性；s_ij＝C(a_i,b_j)表示当所述第一源节点发射信号a_i，所述第二源节点发射信号b_j时，所述中继节点发射信号s_ij，C表示网络编码映射方式：

步骤3，利用两个欧氏距离约束参数ε_A,ε_B来分别控制所述第一源节点、所述第二源节点的解码可靠性，使满足：

|s_ij-s_ik|²≥ε_A,s_ij≠s_ik∈S

|s_ji-s_ki|²≥ε_B,s_ji≠s_ki∈S

步骤4，以为目标函数，建立优化关系：

[|(h₁a_i+h₂b_j)-(h₁a_p+h₂b_q)|²-ε_R]|s_ij-s_pq|²≥0

a_i,a_p∈A,b_j,b_q∈B,s_ij,s_pq∈S,i≠p,j≠q

其中，(.)^H表示矩阵的共轭转置；

步骤5，对所述优化关系进行求解，以获得物理层网络编码机制下双向中继网络的新星座图和网络编码映射方式的近似最优解；

其中，步骤5具体包括：

步骤51，对所述优化关系进行线性变换和第一变量代换，以获得第一中间优化关系式，

其中，n₁、n₂和n₃分别表示相应约束的数量，n₁、n₂和n₃均为阶数M和N的函数，表示相应系数矩阵；z₁和z₂分别为需要设计的上行星座图和下行星座图；

第一变量代换具体为：

步骤52，利用第二变量代换将所述第一中间优化关系式转换为二次约束的二次优化问题，所述二次约束的二次优化问题表达式为：

其中，c_j表示系数向量；

所述第二变量代换为：

其中，p_j,q_j为中间变量；

步骤53，对所述二次优化问题进行求解，以获得物理层网络编码机制下双向中继网络的新星座图和网络编码映射方式的近似最优解；

其中，步骤53具体包括：

步骤531，利用半定松弛算法对所述二次优化问题进行求解，以获得最优解X^*；

步骤532，利用高斯向量法进行随机近似构造法，从所述最优解X^*中提取所述二次优化问题的次优解，所述次优解即为近似最优解。