[发明专利]基于双层网络编码的高能效协作中继网络传输方法

摘要

本发明提出基于双层网络编码的高能效协作中继网络传输方法，该方法中，中继节点分别获取来自两个源用户群的用户信息进行两两异或运算，再进行MDNC网络编码从而实现双层网络编码；双层网络编码包括底层的GF(2)编码和上层的MDNC网络编码；各个目标终端节点收到中继群发来的信号后，执行双层网络译码恢复用户信息：包括底层的MDNC网络译码和上层的GF(2)译码。与单用户对间的双向中继方案和最大分集增益方案相比，本发明可以显著提高系统能效。

主权项

1.基于双层网络编码的高能效协作中继网络传输方法，其特征在于，所述协作中继网络包括：源用户群U、U′，目标终端群D、D′，以及协作中继群R；其中，U＝{U₁，U₂，…U_M}，U′＝{U′₁，U′₂，…，U′_M}，R＝{R₁，R₂，…，R_J}，M为源用户群U、U′中源用户节点的个数，Q₁、Q₂分别为目标终端群D、D′中的终端节点个数，J为中继节点的个数，J≥M；源用户群U仅能与目标终端群D直接通信，源用户群U′仅能与目标终端群D′直接通信，源用户群U与目标终端群D′之间以及源用户群U′与目标终端群D之间通过协作中继群R交互数据，协作传输数据的过程包括步骤：(1)源用户群U中的各源用户节点依次向目标终端群D和协作中继群R广播消息，源用户群U′中的各源用户节点依次向目标终端群D′和协作中继群R广播消息；同一时隙，同一源用户群仅有一个源用户节点广播消息；(2)中继群R中的各个中继节点Rj获取来自源用户群U、U′的消息并进行解码，若Rj不能解码任意一个源用户节点的消息，则Rj不转发信号；否则，Rj对接收到的消息进行双层网络编码，编码步骤包括：Rj首先对接收到的源用户节点消息进行GF(2)上的网络编码，得到编码序列{w1，w2，…，wM}，其中，每一个码字wi由两个来自不同源用户群的源用户节点消息异或得到，且每个源用户节点信息只参与一次异或；wi的表达式为：其中，为源用户节点U_i发出的消息，为源用户节点U_k′发出的消息；再采用MDNC编码方法对{w₁，w₂，…，w_M}进行GF(2^q)上的网络编码，生成一个网络码字W_j，其中，田表示有界域加法运算符号；e_i，j是R_j对进行MDNC网络编码的编码系数，它将的q个比特转换成一个符号，这个符号为{0，1，2，...，2^q‑1}中的某个值；(3)Rj对Wj进行信道编码和调制，将其转换成一个信道码字X(Wj)；(4)各中继节点分别占用不同时隙广播自己的信道码字，而目标终端群D和D′中中的各目标终端节点对接收到的网络码字依次进行解调、信道译码、双层网络译码后得到源用户群U和U′所发出的消息，再根据步骤(1)中直接获取的其中一个源用户群的消息去除自干扰项，得到另一个源用户群的消息。