[发明专利]一种适用于多跳中继通信的网络编解码方法

说明书

本发明涉及一种适用于多跳中继通信的网络编解码方法，包括三个阶段性的方案。源节点阶段的以链路丢包率、信噪比和信道编码码字长度为依据进行编码分组长度和编码密度设计的编码方案、中继节点阶段以分组包头中的编码密度为筛选依据的转发方案和目的节点阶段以编码密度与编码系数为分类标准的解码方案。本编解码方案主要应用在多跳中继通信系统中，可以有效解决现有的网络编码技术在多跳中继通信中造成的高时延、高冗余度和高解码开销问题。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体地说设计一种多跳中继通信下的编码传输方案。

背景技术

多跳中继通信模型包含源节点、中继节点和目的节点。源节点生成初始的编码分组；中继节点对分组进行再编码并转发；目的节点对接收的分组进行解码。可以通过网络编码来提高多跳中继通信的信道容量。

现有的网络编码技术根据香农编码定理，通过构造足够长的编码分组长度来逼近多跳中继通信的香农信道容量。例如公开号为“CN102130746A”的中国发明专利，公开了“多点协作传输系统中的网络编码反馈方法”，其通过将需要反馈的信息(如PMI信息)和自身固定要发送的信息(如RS信息)进行网络编码后再发送出去，可以提高通信的有效性和系统的吞吐量。不过，这类编码方式会造成较长的编码分组长度，造成较高的信息传输时延。同时，由于多跳中继通信中所有中继节点均会参与编码，所以此类编码的冗余度和解码开销较高，造成通信系统的传输有效性降低。

发明内容

为了解决现有的网络编码技术在多跳中继通信中造成的高时延、高冗余度和高解码开销问题，本发明提供一种适用于多跳中继通信的编解码方案。通过链路条件调整编码密度，降低分组在多跳中继通信中的丢包率，冗余度和解码开销。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在源节点，待传输的信息被分成若干源分组，根据多跳中继通信的链路条件调整参与网络编码的源分组个数，并将编码密度等编码信息放置在分组包头；在中继节点，根据分组包头中的编码信息对分组进行筛选，将有利于降低高冗余度和高解码开销的分组优先转发；在目的节点，根据分组包头中的编码信息对分组进行分类，将编码密度较小的分组优先解码。

上述的适用于多跳中继通信的编解码方案中，在源节点设置参与网络编码的源分组个数远小于源分组总数，并且根据链路条件进行调整。当链路的信噪比降低时，根据香农定理，信道容量也降低。所以参与编码的源分组个数会减少。当链路的信噪比升高时，参与编码的源分组个数也会增加。源节点将参与编码的源分组分别乘以编码系数后相加形成编码分组，编码系数和参与编码的分组个数的比值(编码密度)作为编码信息放置在编码分组的包头。

上述的适用于多跳中继通信的编解码方案中，中继节点可以接收和暂存编码分组。根据编码分组包头中的编码信息，对分组进行筛选。由于编码密度较小时，编码冗余度和解码开销较低，所以中继节点将编码密度较小的编码分组优先发送，编码密度较大的编码分组将暂存于中继节点。当中继节点缓存满载时，优先发送缓存中编码密度较小的编码分组。

上述的适用于多跳中继通信的编解码方案，目的节点收到中继节点转发的编码分组后，根据包头中的编码信息，对编码分组进行分类，将编码密度相同的编码分组归为一类。分类完成后，优先对编码密度较小的编码分组进行解码，如果成功解码出源分组，则将此源分组带入之后的解码过程。

本发明的有益效果是，在源节点阶段，根据多跳中继通信链路信息调整参与编码的源分组个数并设置了“参与网络编码的源分组个数远小于源分组总数”的编码规则，有效降低了多跳中继通信过程中编码的冗余度；在中继节点阶段，通过对不同编码分组的筛选，进一步降低了编码冗余度；在目的节点阶段，通过对编码分组分类后依次解码，有效降低了解码开销。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明适用的多跳模型；

图2是本发明在应用层、编码层和物理层的操作；