[发明专利]基于无线协作中继网络的分级随机网络编码方法

权利要求书

1.一种基于无线协作中继网络的分级随机网络编码方法，所述无线协作中继网络包括至少一对信源节点-接收节点和至少一个中继节点，其特征在于：

该网络的数据发送分为两阶段，第一阶段由所有信源节点轮流发送数据包，第二阶段由处于激活状态的中继节点轮流发送数据包；其中第二阶段包括如下步骤：

步骤A、所有中继节点按照其物理层所接收的信号来确定能否正确接收信源节点所发送的信号，并按照正确接收信源节点数目的多少对中继节点进行分级：正确接收信源节点数较多的中继节点具有较高的优先级，正确接收信源节点数目相同的中继节点具有相同的优先级；

步骤B、依照优先级从高到低的次序，各中继节点依次执行如下操作：根据从信源节点和其它中继节点所接收的信息判别是否能在网路层进行有效网络译码，如是，则该中继节点处于激活状态，并进行网络译码，将网络译码后的数据包进行随机网络编码，然后将网络编码后的数据包发送至其它中继节点和接收节点；如否，则该中继节点处于空闲状态；

各个接收节点根据两阶段从信源节点和处于激活状态的中继节点所接收的信息判断是否能进行有效网络译码，如是，则进行网络译码恢复出信源节点所发送的数据包；如否，则中断发生。

2.如权利要求1所述基于无线协作中继网络的分级随机网络编码方法，其特征在于，所述中继节点按照其物理层所接收的信号来确定能否正确接收信源节点所发送的信号，具体按照如下方法：

用                                                表示物理层信源节点()所发送的信号，表示中继节点()所对应接收的信号，其中，表示网络中信源节点-接收节点对的个数，表示网络中中继节点的个数，为所给定的数据传输速率，则如果与间的互信息量大于或等于，则能正确接收所发送的信号。

3.如权利要求1所述基于无线协作中继网络的分级随机网络编码方法，其特征在于，所述中继节点根据从信源节点和其它中继节点所接收的信息判别是否能在网路层进行有效网络译码，具体按照以下方法：

假定在网络层每个数据包包含个信息比特，第个信源节点所发送的数据包为，将映射成有限域中符号，其中，，则可将表示成；假如中继节点处于激活状态，则进行随机网络编码后的数据包可被表示成，其中为随机网络编码系数，在有限域中进行独立均匀的随机选取；假如网络中所有个中继节点都处于激活状态，则网络中所有个信源节点和个中继节点所发送的数据包可被表示成，其中，()为单位矩阵的第行，()为中继节点所对应的随机网络编码系数；对于中继节点(而言，假定信源节点()所发送的信号不能被中继节点所正确接收，即有，则将从矩阵中删除；假定处于激活状态的中继节点()所发送的信息不能被中继节点所正确接收，即有，则将从矩阵中删除，由此可得到行删除后的矩阵为中继节点所对应的网络编码转换矩阵；如果矩阵的秩小于，即，则中继节点不能根据从信源节点和其它中继节点所接收的信息来进行有效的网络译码；如果，则中继节点能进行有效网络译码。

4.如权利要求1所述基于无线协作中继网络的分级随机网络编码方法，其特征在于，所述各个接收节点根据两阶段从信源节点和处于激活状态的中继节点所接收的信息判断是否能进行有效网络译码，具体按照以下方法：

取矩阵，()为单位矩阵的第行，()为中继节点所对应的随机网络编码系数，在所述两阶段数据包发送完成后，对于接收节点()而言，假定信源节点()所发送的信号不能被所正确接收，即有，则将从矩阵中删除；假定处于激活状态的中继节点()所发送的信息不能被所正确接收，即有，则将从矩阵中删除，其中，表示网络中信源节点-接收节点对的个数，表示网络中中继节点的个数，由此可得到行删除后的矩阵为接收节点所对应的网络编码转换矩阵，如果矩阵的秩小于，即，则接收节点不能根据从信源节点和中继节点所接收的信息进行有效的网络译码；如果矩阵的秩等于，则接收节点能够根据从信源节点和中继节点所接收的信息进行有效的网络译码。