[发明专利]衰落信道下两边类型物理层网络编码的均衡随机删余方法

说明书

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种衰落信道下两边类型物理层网络编码的均衡随机删余方法。本发明的方法包括以下步骤：步骤1、计算需要删余的码字长度；步骤2、计算源点A和源点B分别需要删余的码字长度；步骤3、计算待删余的码字长度；步骤4、初始化中继R收到的信号；步骤5、对源点A的码字进行均衡随机删余操作；步骤6、对源点B的码字进行均衡随机删余操作。本申请的方法针对衰落信道下将两边类型的物理层网络编码和删余方法相结合，构成性能优异的码率可自适应调节的两边类型物理层网络编码，与非均衡随机删余方法和CLS删余方法相比，本方法所设计的码字性能增益明显。

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种衰落信道下两边类型物理层网络编码的均衡随机删余方法。

背景技术

在时变的、高移动性的无线通信系统中，提高系统吞吐量有两种有效的办法：一是物理层网络编码技术、二是码率自适应技术。

物理层网络编码可以将同时收到的两个源点发送的信号进行映射实现网络编码，从而把源点之间的消息干扰变成有用信号，来提高无线通信系统的吞吐量，物理层网络编码和信道编码的相结合已经成为目前的研究热点之一。在目前的研究中，很多信道编码都已经被用来和物理层网络编码结合设计，如重复积累(RA)编码，不规则低密度奇偶校验(LDPC)码、Lattice码和多边类型低密度奇偶校验(MET-LDPC)码，这里面最值的关注的就是2004年提出的MET-LDPC码。MET-LDPC码作为规则和不规则LDPC码的推广，其涵盖了很多的码字结构，并且在门限值、自适应能力和误码率等方面都具有良好的性能。两边类型低密度奇偶校验码作为MET-LDPC码的一种，其两种边类的结构设计提高了密度演化的稳定性，并简化了编码。已有研究表明，两边类型低密度奇偶校验码联合物理层网络编码的编码方案，即两边类型物理层网络编码的编码方案可以取得良好的性能。

码率自适应技术是一种有效的编码方法，它可以根据信道条件来调节码字的码率，以提高无线通信系统的容量。最常用的码率自适应技术就是删余方法。删余方法是对母码的部分码字进行擦除，使其不经过信道，以提高码字的码率。删余方法目前已被广泛的应用在各种信道编码中，如卷积码、不规则RA码、LDPC码、准循环LDPC码、MET-LDPC码中。

2019年论文《Construction of Rate-Compatible Physical Layer NetworkCoding in Two-way Relay Systems》(You Y,Xie Z,Chen P,et al.Construction ofRate-Compatible Physical Layer Network Coding in Two-Way Relay Systems[J].IEEE Access,2019,7:24420-24429.)提出了在理想高斯白噪声信道下，两边类型物理层网络编码的删余方法，即CLS删余方法。但是该高斯白噪声信道下的删余方法目前还无法适用于无线衰落信道。在无线衰落信道中，由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落，对码字的码率以及编码性能提出了更高的要求。目前，针对在无线衰落信道下，如何对两边类型物理层网络编码的进行删余，以提高码字的码率，获得较好的编码性能，现有技术还没有优秀的解决方案。

发明内容

本发明的目的之一在于克服以上缺点，提供一种衰落信道下两边类型物理层网络编码的均衡随机删余方法，针对衰落信道下将两边类型低密度奇偶校验码构造的物理层网络编码和删余方法相结合，构成性能优异的码率可自适应调节的两边类型物理层网络编码，码字性能增益明显。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种衰落信道下两边类型物理层网络编码的均衡随机删余方法，包括以下步骤：

步骤1、计算需要删余的码字长度NP，计算公式为：

其中，K为码字的信息位长度，R_t为码字的目标码率；R_o为码字的原始码率，计算公式如下：