[发明专利]一种多中继场景下喷泉码协作通信方法

说明书

本发明公开了一种多中继场景下喷泉码协作通信方法，包括步骤：步骤S1、对待发送的数据包进行编码；步骤S2、将编码后的数据包广播给中继节点和目的节点，计算各链路的丢包率；步骤S3、基于链路信道状态和节点译码情况计算权重选择向量，根据所述权重选择向量选择数据包；步骤S4、基于所述链路的丢包率计算候选中继节点集合；步骤S5、若所述候选中继节点集合为空集，则启动直接重传模式；若所述候选中继节点集合不为空集，选择最佳中继节点进行重传。本发明用于协助解决协作通信中的反馈信道占据过大资源导致频谱利用率低、及多个中继参与协作导致的空间系统资源浪费等问题，使无线广播信道实现高效可靠传输。

技术领域

本发明涉及数字通信技术领域，具体涉及一种多中继场景下喷泉码协作通信方法。

背景技术

协作中继技术利用节点之间的相互协作，形成虚拟多输入多输出系统，可增加系统分集增益、有效抵抗多径衰落并提高信息传输的可靠性。常见的协作方式有三种：放大转发(Amplified Forwarding Protocol)协议、译码转发协议(Decoding and forwardingprotocol)和编码转发协议(Code Forwarding Protocol)。

放大转发(AF):中继节点对直接接收到的信号放大转发。缺点是在信道链路差时，会进一步放大噪声。译码转发(DF)：中继节点对接收到的信号译码再编码后转发。缺点是对于错误的译码会进一步传播。编码转发(CC)：中继节点接收转发信号的不同部分。

在无线通信系统中通常运用协作传输技术并采用喷泉码作为信道编码。喷泉码种类繁多，第一类喷泉码LT(Luby Transform)码是目前应用最广泛的编码方案。具体编码过程如下：把K组原始数据包在(1,k)内依照度的分布Ω，随机选取整数d_i，设为编码分组的度；再根据权重选择向量选择d_i个数据包，作为编码数据包的邻居。

采用的度的分布为：

Ω(x)＝0.008x+0.493x²+0.166x³+0.073x⁴+0.083x⁵+0.056⁸+0.037⁹+0.056¹⁹+0.025x⁶⁵+0.003⁶⁶

其中，x表示的是输入符号，x的指数表示输出符号的度，相应的系数表示选择该度的概率。

译码方式通常采用软判决译码，即LLR-BP译码，具体步骤为：

设原始输入数据序列为：S＝{s₁,s₂,...,s_k}；依次经喷泉编码及BPSK调制后，待发送信号为：X＝{x₁,x₂,...,x_n}；经信道传输，信道端接收的信号可表示为：

y_i＝h·x_i+n_i

其中，h表示信道系数；n_i表示信道噪声，服从高斯分布且是高斯白噪声的双边功率谱密度。

(1)初始化：计算信道信息的对数似然比L_ch；

(2)迭代：在校验节点和变量节点间，不断执行信息交换，且迭代规则为：

其中，l表示迭代次数；表示校验节点j传给变量节点i的信息；表示变量节点i传给校验节点j的信息；c_i表示恢复的LDPC编码；N(j)表示所有与校验节点j相连的变量节点的集合；N(i)表示所有与变量节点i相连的校验节点的集合。