[發(fā)明專利]多路徑物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210381107.6
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102938684A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高媛媛;江天明;楊保峰;臧國珍;郭明喜;黃葆華;徐坤;沙楠;李文龍;房務(wù)將;龍彥汕;張宏蘇;陳麗花
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，為一種多路徑物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方法。

背景技術(shù)

協(xié)同通信已經(jīng)成為當前通信界的重要研究領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)編碼是其主要方向之一。網(wǎng)絡(luò)編碼理論的提出^[1]引起了通信學術(shù)界的廣泛關(guān)注，它改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式，提高了信息傳輸?shù)男剩⒊蔀楫斍皡f(xié)同通信理論研究的一個熱點，網(wǎng)絡(luò)編碼被廣泛應(yīng)用于片上通信、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、分布式交換等^[2]。當前網(wǎng)絡(luò)編碼理論的研究主要包括編碼方案性能研究、網(wǎng)絡(luò)編碼復雜度的研究以及與其他技術(shù)（信道編碼、調(diào)制技術(shù)等）結(jié)合的研究^[3]。

網(wǎng)絡(luò)編碼理論同時在無線通信環(huán)境中也得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在典型的無線協(xié)同網(wǎng)絡(luò)兩路徑三節(jié)點模型中，如圖1所示，由于采用了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，減少信息交互的時隙，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量^[4]

在無線雙向中繼信道ABC模型中，源節(jié)點A和C同時發(fā)送的信號，在中繼B接收的是一個疊加的信號，在傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸方式中，這種疊加信號被認為是一種信號之間的干擾，而物理層網(wǎng)絡(luò)編碼概念的提出^[5]，充分利用了無線信號的廣播特性。通過物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，可以有效地利用這種“干擾”，在中繼通過合適的映射準則，使信號的疊加可以映射成數(shù)字域的相關(guān)運算（異或運算或取模運算），從而縮短了信息的交互時隙，提高了信息傳輸效率。然而此方法目前僅僅適用于兩條路徑的網(wǎng)絡(luò)模型，在一個有中心的星型網(wǎng)絡(luò)中，當有多個節(jié)點要通過中心站進行數(shù)據(jù)交換時，例如圖2中的四路徑網(wǎng)絡(luò)模型，目前有兩種方法：一是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式，需要每個節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站，再通過中心站把信息廣播出去，實現(xiàn)信息交互需要八個時隙；二是當前的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，現(xiàn)有物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)只對兩個疊加信號進行處理，因此每次只能有兩個節(jié)點通過中繼節(jié)點交互信息，按這種照兩個節(jié)點交互的方法，最少需要6個時隙實現(xiàn)信息的完全交互。

參考文獻：

[1]R.Ahlswede,N.Cai,S.-Y.R.Li,and?R.W.Yeung.Network?information?flow[J].IEEE?Trans?on?Information?theory,vol.46,no.4,pp.1204-1216,Jul?2000.

[2]Christina?Fragouli?and?Emina?Soljanin.Network?Coding?Applications[M].Foundations?and?TrendsR?in?Networking,Vol.2,No.2(2007)135-269?2007

[3]朱堯立.基于網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信系統(tǒng)研究[D].西安電子科技大學.2010

[4]Hariharan?Rahul,Muriel?Medard,Athina?Markopoulou,Dina?Katabi?and?Christina?Fragouli.Wireless?Network?Coding:Opportunities?&?Challenges[C].Military?Communications?Conference?2007.

[5]S.Zhang,S.C.Liew，and?P.P.Lam.Physical-layer?network?coding[C].Proc.Int.Conf.on?Mobile?Computing?and?Networking(MOBICOM),Los?Angeles,CA,Sept.2006,pp.358-365.

[6]Hausl?C,Hagenauer?J.Relay?communication?with?hierarchical?modulation[J].IEEE?Communication?Letters,2007,11(1):64-66.

[7]J.R.Proakis.Digital?Communication[M].Fourth?Edition.Beijing:Publishing?House?of?Electronics?Industry.2006.p245-246.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是：無線網(wǎng)絡(luò)中多個節(jié)點需要通過一個中心站進行信息交互時，特別是對于節(jié)點數(shù)大于等于3個時，傳統(tǒng)信息交互方式無法完成，因為傳統(tǒng)信息交互方式中，中心站同時接收多個無線信號時，會被認為是干擾^[5]。