[发明专利]多路径物理层网络编码方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，设计网络编码技术，为一种多路径物理层网络编码方法。

背景技术

协同通信已经成为当前通信界的重要研究领域，网络编码是其主要方向之一。网络编码理论的提出^[1]引起了通信学术界的广泛关注，它改变了传统的数据传输方式，提高了信息传输的效率，并成为当前协同通信理论研究的一个热点，网络编码被广泛应用于片上通信、网络监测、分布式交换等^[2]。当前网络编码理论的研究主要包括编码方案性能研究、网络编码复杂度的研究以及与其他技术（信道编码、调制技术等）结合的研究^[3]。

网络编码理论同时在无线通信环境中也得到了广泛的应用，特别是在典型的无线协同网络两路径三节点模型中，如图1所示，由于采用了网络编码技术，减少信息交互的时隙，大大提高了网络的吞吐量^[4]

在无线双向中继信道ABC模型中，源节点A和C同时发送的信号，在中继B接收的是一个叠加的信号，在传统的无线数据传输方式中，这种叠加信号被认为是一种信号之间的干扰，而物理层网络编码概念的提出^[5]，充分利用了无线信号的广播特性。通过物理层网络编码，可以有效地利用这种“干扰”，在中继通过合适的映射准则，使信号的叠加可以映射成数字域的相关运算（异或运算或取模运算），从而缩短了信息的交互时隙，提高了信息传输效率。然而此方法目前仅仅适用于两条路径的网络模型，在一个有中心的星型网络中，当有多个节点要通过中心站进行数据交换时，例如图2中的四路径网络模型，目前有两种方法：一是传统的数据传输方式，需要每个节点将数据发送到中心站，再通过中心站把信息广播出去，实现信息交互需要八个时隙；二是当前的物理层网络编码技术，现有物理层网络编码技术只对两个叠加信号进行处理，因此每次只能有两个节点通过中继节点交互信息，按这种照两个节点交互的方法，最少需要6个时隙实现信息的完全交互。

参考文献：

[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]朱尧立.基于网络编码的协作通信系统研究[D].西安电子科技大学.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.

发明内容

本发明要解决的问题是：无线网络中多个节点需要通过一个中心站进行信息交互时，特别是对于节点数大于等于3个时，传统信息交互方式无法完成，因为传统信息交互方式中，中心站同时接收多个无线信号时，会被认为是干扰^[5]。