[发明专利]一种基于网络编码的OFDM子载波信道组合方法

说明书

  

技术领域

    本发明涉及无线数字通信技术，尤其涉及一种基于网络编码的OFDM子载波信道组合方法。 

背景技术

   网络编码的思想最初是在2000年，由Ahlswede等人在“IEEE Transaction on Information Theory”上发表的文献“Network information flow”中提出的，他们从信息论的角度出发，严格证明了单点对多点的通信网络中，通过节点编码的方式可以使信息传输速率达到网络的最大流量，从而编码的方式优于路由的方式。随着研究的不断深入，近期将网络编码的思想应用于无线通信系统逐渐受到人们的关注。在无线通信网络中使用网络编码，不仅可以提高信息传输率，节约传输所需能量，而且可以使节点之间在所需能量方面进行折中。 

中继技术可以扩大网络覆盖范围、提高传输可靠性、抑制邻小区干扰，是低硬件成本下满足新一代移动通信系统业务的高速率传输和日益增长的服务质量需求的有效手段，已被确认为IMT-Advanced关键增强技术之一，并被写入IEEE802.16m、3GPP LTE-Advanced等标准中。近期，网络编码在无线通信方面的研究得到很大发展，和传统的点到点通信相区别，协作中继技术和网络编码技术具有共同的通信特征：多个节点参与并且通过多个时隙传输。因此，将网络编码的思想应用于协作中继技术，提高协作分集系统的有效性和可靠性是很有意义的研究方向。 

OFDM是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。OFDM技术具有抵抗无线的多径衰落，频谱利用率高等优点，因此广泛应用于无线局域网、B3G/4G等标准中。OFDM系统把传输信道划分为带宽较小的正交子信道,其中一个非常大的优点就是能够根据每个子信道的信噪比进行子载波分配，多址接入的中继模型，是多个用户在同一中继协作下，完成与基站的通信，在中继端采用网络编码技术可以节省转发资源或改善接收性能。该模型下，多用户的信息在一个或多个合作伙伴节点进行融合后转发给目的节点。该模型的转发可以套用协作中的DF和AF协议，根据无线网络编码特性还出现DNF传输协议。将OFDM技术融入多址接入中继模型，可以进一步增强系统的抗多径能力，提高系统性能。 

目前对基于网络编码的中继技术研究主要集中在协议和中断概率的分析以及中继对信号的处理，例如，中国专利公开号为：101325549，名称为：在无线中继网络中采用网络编码通信的方法，就是涉及中继如何对接收的多用户信息进行处理的方法。又如，中国专利申请号为：2012104260530，名称为：一种多用户OFDM系统的子信道—功率分配方法，该申请主要是针对多址接入系统中的子载波分配及各子载波的功率优化进行的研究，并提出子信道—功率分配方法。而对于采用OFDM调制的子载波信道选择与组合方法至今未曾见到公开报道。但该技术对提高系统性能和提高协作中继系统的有效性和可靠性具有现实意义。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于网络编码的OFDM子载波信道组合方法，以解决在采用OFDM技术的多址接入中继系统中，不同子载波的传输性能差异较大，使得整体传输性能降低的问题。该技术利用网络编码传输特点，在不同用户端及中继端利用不同的子载波传输，以提高用户的整体传输性能。 

上述目的，通过下述方法予以实现。 

所述方法是在包含基站BS、中继节点R和若干用户节点的网络中实施，任意两用户节点1、2和中继节点R的子载波信道组合方法包括： 

  1）由基站BS估计所述用户节点1、2和中继节点R分别到BS的信道： 、和，

由中继节点R估计用户节点1、2分别到中继节点R的信道：、，并转发给基站BS，

由基站BS决定子载波的分配并反馈给所述用户节点及中继节点R；

2）将信道：、、按模值从小到大的顺序排列，并等分成三部分，形成对应信道：、、；

   3）在信道：、、中分别选取对应的子信道：、、，形成子信道组合{,,}，并将子信道：、、从、、信道和、、信道中去除掉；

4）在不同时隙，所述用户节点1、2和中继R通过所述子信道组合中不同信道传输信号，其中中继节点R发送的信号是根据接收到的所述用户节点1、2的信息进行网络编码后的信号。