CN101150349A - 在多路径多跳中继网络的网络设备中控制信号传输的方法 - Google Patents

Abstract

一种在多路径多跳中继网络的网络设备中控制信号传输的方法，通过相关性编码以及联合解码完成传输过程。该方法包括对待发送信号序列进行相关性编码的步骤，对多个编码后信号序列通过多路径进行发送的步骤，还包括接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列的步骤，对多个编码后信号序列进行联合解码的步骤，以及将联合解码后所获得的信号序列再次进行相关性编码的步骤、对多个编码后信号序列通过多路径进行发送的步骤。同时，相应地提供了一种在多路径多跳中继网络的网络设备中控制信号传输的控制装置，以及相应的网络设备。本发明可以MAC层甚至更高的层上实现，提高了吞吐量并实现了负载均衡，获得了空间分集并防止错误扩散。

Description

在多路径多跳中继网络的网络设备中控制信号传输的方法

技术领域

本发明涉及无线通信***，尤其涉及在应用多路径中继的多跳中继无线网络中控制信号传输的方法以及相应的设备。

背景技术

高频的无线网络往往是视距(LOS，Line of Sight)传播。这样，该无线网络所能覆盖的范围是有限的，特别在市区范围内。在一个小区的边缘或该小区的阴影区域(shadowed areas)内，用户数据的吞吐量会急剧地下降，而且由于复杂的无线通信环境往往会出现一些盲区。

一般认为，将中继站(RS，Relay Station)集成到小区区域内可能是提升用户数据吞吐量以及扩大通信范围的最有希望的解决办法。在该解决方案的新架构中，用户站(SS，Subscriber Station)不需要直接与基站(BS，Base Station)通讯而且用户数据可以通过中继站被中继传输。具体地说，中继站接收用户数据并将其转发给下一跳直至最终到达该数据的目的地，这实际上是一个多跳(multi-hop)网络。

与单跳(one-hop)网络架构相比，多跳网络在灵活性、可靠性和性能方面都有所提高，并能够提升用户吞吐量以及扩大通信范围。由于在一个小区中存在越来越多的中继站，在用户站和基站之间通过多个中继站可能存在多条路径。通过对这些中继站，或者说中继节点，引入智能路由算法后，整个网络可以达到通信负载平衡并且可以获得应对链路故障的冗余路径。

IEEE 802.16j移动多跳中继(MMR，Mobile Multi-hop Relay)任务组在2006年初正式成立，其着眼于IEEE 802.16对多跳和中继的扩展。该标准在基站和移动站之间采用了移动多跳中继技术，从而提供一个基于物理层和MAC层来支持多跳中继的***和功能。这个改变提供了提升吞吐量以及扩大通信范围的规范，同时可以兼容IEEE Std.802.16e标准。而可以理解的是，中继站的目的是提升吞吐量以及扩大通信范围。在该标准中，路由被定义为一个强制性的需求，因为其在网络的灵活性和可靠性方面具有重要的地位。为了进一步扩展多跳网络的能力，人们进一步提出了多跳中继的观念作为在该标准中一个可选的技术需求。该规范应支持为了高度冗余、可靠性和效率而在移动多跳中继基站和移动站之间做出的多于一跳的路径的创新。这些内容在“Proposed Technical Requirements for IEEE 802.16TGj”(IEEEC802.16j-06/050r4)提案中有所描述。该提案于2006年7月被IEEE802.16会议所批准。在该提案中已对多路径中继提出了明确的需求。

在多跳无线网络上支持可靠的通信是非常重要的。因为伴随着移动站、中继站的移动或重叠将会出现多路径衰退，进而导致在信道输出端的无线多跳信道符号错误(symbol errors)往往集中爆发或突然爆发。应对该等突发错误的传统方案是在传输之前执行比特交织(bit-interleaving)处理。通过交织处理，突发错误被展开至很多符号上，从而可以被看作随机错误。但是，对于具有长期突发(long burst)的信道而言，交织处理的方案一般需要花费较长的时间，从而产生较大的处理时延，这可能无法适用于某些实时应用。而且，长距离交织处理增加了处理的复杂度，使得在一个无线多跳网络中，错误在整个路径中的每一跳都被累积，导致不得不采取严格的错误恢复机制。这些问题，可以参考文献“multi-hop radio access cellular concept forfourth-generation mobile communications system”(Yasushi Yamao、Toru Otsu、Atsushi Fujiwara、Hidekazu Murata以及Susumu Yoshida著，Personal，Indoor and Mobile Radio Communications，2002.The 13thIEEE International Symposium on Volume 1，15-18 Sept.2002Page(s)：59-63 vol.1.)以及文献“Relay-based deployment concepts forwireless and mobile broadband radio”(Ralf Pabst、Bernhard H.Walke等著，《IEEE Comunications Magazine》，2004年第9期)。

至今为止，还没有针对上述问题的有效方法。

目前，在IEEE 802.16j标准中，协作中继(Cooperative Relay)的详细技术方案已经被提出(例如，IEEE C802.16j-06_006r1等等)。但协作中继仅仅考虑物理层的分集(diversity)，其中两个或多个中继站通过分布式的MIMO(多路输入多路输出，multiple-inputmultiple-output)或虚拟的MIMO方式来协作传输数据。相同的时间/频率资源被分配给不同的平行路径，所以对同步以及MIMO编码方案都具有高要求。而多路径中继与协作中继相比，尽管其也定义于IEEE 802.16j，但其在MAC层执行，用于传输信号的不同路径占用了不同的时分资源或不同的频分资源。多路径中继其可以看作是一个高层的空间分集，其被认为可以提供有效的空间分集(spatial diversity)来对抗无线信道中出现的突发错误。遗憾的是，尽管IEEE 802.16j已经定义了多路径中继作为一个可选的需求，但至今还没有可用的技术方案。

发明内容

为此，本发明的目的是提供在应用多路径中继的多跳中继无线网络中控制信号传输的方法以及相应的设备。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络的目标节点中控制信号传输的方法，其中，通过相关性编码以及联合解码完成传输过程。

针对上述方法，包括如下步骤：a.对待发送信号序列进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；b.对所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。其中，所述编码可以为MAC层编码；所述相关性编码可以通过线性分组码或循环码，或者两者的连接码进行。

针对上述方法，还包括：对所述多个编码后信号序列均加盖数据戳，此时，对应地上述步骤b为：对所述多个加盖数据戳的编码后信号序列通过多路径进行发送。

针对上述方法，还包括：对所述多个编码后信号序列进行处理，使每一个均包含一特定序列号，此时，对应地上述步骤b为：对所述多个包含特定序列号的编码后信号序列通过多路径进行发送。

针对上述方法，还包括如下步骤：c.接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列；d.对该等多个编码后信号序列进行联合解码。其中，所述联合解码以所述相关性编码方案对应的解码方案进行。其中，所述步骤c还包括：根据所接收的所述多个经相关性编码生成的编码后信号序列内各自包含的所述特定序列号对该等多个编码后信号序列进行排序，此时，对应地上述步骤d为：对该等经排序的多个编码后信号序列进行联合解码

针对上述方法，还包括如下步骤：对通过每个路径接收到的每个编码后信号序列均以非联合解码的方式进行解码。若所述解码成功，则将解码后的信号序列按照所述解码前的编码格式再次编码，并将再次编码后的信号序列进行发送；若所述解码失败，则直接对所述信号序列进行发送。

针对上述方法，还包括如下步骤：e.将联合解码后所获得的信号序列再次进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；f.对所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。

针对上述方法，所述多路径可以为多个信道，也可以是在一个信道之上通过不同的资源形成的多个路径，其中所述不同资源为不同的时间资源、不同的频率资源或不同的码资源中的任一种或任多种的组合。

针对上述方法，所述编码后信号序列在多帧内被发送并在多帧内被接收，当然，也可以在一帧内被发送并在一帧内被接收

针对上述方法，所述网络设备仅对所述加盖数据戳的信号序列进行联合解码处理。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络的网络设备中控制信号传输的控制装置，其中，通过相关性编码以及联合解码的方式进行信号传输控制。

上述装置包括：相关性编码装置，用于对待发送信号序列进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；发送装置，用于将所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。

上述装置还包括：数据戳生成装置，用于对所述每个编码后信号序列加盖数据戳。

上述装置还包括：序列号生成装置，用于对所述每个编码后信号序列进行处理并使其包含一特定序列号。

上述装置还包括：接收装置，用于接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列；第一解码装置，用于对该等多个编码后信号序列进行联合解码。

上述装置还包括：排序装置，用于根据所接收的多个经相关性编码生成的编码后信号序列内各自包含的所述特定序列号对该等多个编码后信号序列进行排序，此时，对应地，所述第一解码装置则用于对该等经排序的多个编码后信号序列进行联合解码。

上述装置还包括：第二解码装置，用于对通过每个路径接收到的每个编码后信号序列均以非联合解码的方式进行解码。若所述解码成功，则将解码后的信号序列按照所述解码前的编码格式再次编码，并将再次编码后的信号序列进行发送；若所述解码失败，则直接对该信号序列进行发送。

其中，上述装置中可以对所接收到的信号序列信息的包头信息进行读取并判断，若所述信号序列的目的地并非本网络设备，即所述网络设备不是目标节点，则所述相关性编码装置将联合解码后所获得的信号序列再次进行相关性编码，并由所述发送装置将所获得的多个编码后信号序列再次通过多路径进行发送；若所述网络设备是目标节点，则上述解码后获得的信号序列可以由本网络设备内的其它装置继续进行处理。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络中的网络设备，其中，包括如上所述的控制装置。所述网络设备可以是基站/或中继站或移动站。

本发明的好处至少包括：

(1)提高了吞吐量并实现了负载均衡。如果一个或多个路径被堵塞，则本发明方法可以通过不同的路径来实现。于是在不同路径上的负载可以均衡，而整个***的吞吐量被提高。此外，不同的路径也可以承载一个业务的不同信号，从而可以获得高的吞吐能力。

(2)获得了空间分集。突发错误经常发生在无线信道中。根据本发明提供的方法，发生在所有中继路径中的突发错误的概率将减小。如果在不同路径上的信号序列是相关的，在一个路径上的信号序列突发错误可以被其他路径上的信号所纠正。

(3)防止错误扩散。在中间中继的FEC或联合解码可以有效地防止错误扩散并且降低了在目标节点无法恢复信号序列的概率。

而且，与在物理层的协作中继不同的是，本发明提供的解决方案可以在MAC层甚至更高的层上实现，使得该方案更加灵活而且对同步和资源分配的需求降低。基于不同的编码方案，其可以针对不同对象应用于不同场合。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是根据本发明的多跳中继无线网络的一个例子的示意图；

图2是根据本发明第一实施例的在一跳中的虚拟多路径中继的示意图；

图3本发明的第一实施例的示意图；

图4是根据本发明第一实施例进行相关性编码的示意图；

图5是根据本发明的多跳中继无线网络的一个例子的流程图

图6是根据本发明第二实施例的控制装置的组成结构示意图；以及

图7是根据本发明的第三实施例的控制装置的组成结构示意图。

具体实施方式

参考图1，其描述了根据本发明的多跳中继无线网络的一个例子的示意图。具体而言，其描述了采用多路径中继的多跳中继网络中传输一个信号序列的过程。更具体地，以在一个无线通信***中移动站向基站发送一上行信息的过程为例阐述通过多路径中继传输信号的过程。其中，图1中左侧的部分为各节点，即移动站(例如用户站)、中继站、基站的连接示意图，右侧部分为相应的信号传输的示意图。

可以理解的是，当具有中继站的小区的拓扑结构确定后，通过集中或分布算法可以计算出在某些源节点和目标节点之间的可达路径。参考图1，在移动多路径中继***中，***资源被基站分配。在一个中继站接入移动通信网络后，其被分配一个基本的连接识别号(CID，Connection Identifier)，通过这个连接识别号一个站可以被识别。当基站为一个中继站分配无线资源时，在从基站发出的广播消息中存在多于一个突发空间(burst spaces)，该等突发空间由中继站的基本连接识别号所标识。于是，在每个突发空间内，中继站可以向下一跳节点发送一个上行信号，对应地，作为下一跳的中继站将分别在特定的突发空间中接收被传输的信号。例如，参考图1，其中中继站1可以在其所在的突发空间内向中继站3、中继站2发送上行信号(可以理解地，在相反的方向上则发送下行信号)，而对应地，中继站3以及中继站2分别在其所在的突发空间中接收被传输的信号。

参考图1，首先，部分突发空间由基站集中分配，并通过上行映射(UL-MAP)广播消息广播给所有的中继站和移动站(图1中①部分)。参考上述的说明可以得知，在这种情况下，中继站1被允许向中继站3和中继站2发送上行信号。然后，移动站将像通常一样在移动站的时隙(slot)中向中继站1发送其上行信号。当中继站1从移动站接收到一个MAC信号序列，其根据本发明所述将这些信号序列编码至两个不同的MAC信号序列组中，即图1中所示的Rx1、Rx2。根据不同的对象，该编码方案可以不同，必要的话这两个不同的信号序列组可以相关，关于编码的问题将在后面具体论述。然后，信号序列组中的一个，例如Rx1，将在中继站1→中继站3时隙(图1中③部分)被传输至中继站3，且另一个组，例如Rx2，在中继站1→中继站2时隙(图1中④部分)中被传输至中继站2。这里，在中继站3和中继站2上，可分别对各自接收到的信号序列单独进行解码，即非联合解码，若解码成功则再次分别编码成新的信号序列，并在中继站3的时隙(图1中⑥部分)和中继站2的时隙(图1中⑤部分)中将这些信号序列分别传送给基站；否则直接将解码前的信号序列传送给基站。当基站接收到这两个信号序列组，基站将根据相应的编码方案对其解码(图1中⑦部分)。至此，一个信号序列的传输过程完成。

参考图2，其在图1的基础上描述了根据本发明第一实施例的在一跳中的虚拟多路径中继的示意图。与图1所示内容不同的是，其只存在一个单路径多跳结构。但根据本发明提供的发明内容，在从中继站4向中继站5传输信号序列的过程中，可以应用本发明提供的多路径的传输方式。

参考图2，其中左侧部分描述了各节点，即移动站、中继站、基站的连接示意图，右侧部分为相应的信号传输的示意图。在中继站4发送信号序列之前同样按照多路径传输的方式对该信号序列进行相关性编码，并将所形成的多个信号序列通过不同的资源分别传送给下一跳，即中继站5。例如，类似地信号序列1(即，Rx1)和信号序列2(即，Rx2)被分别传送至中继站5。中继站5在接收到该两个信号序列后，将对其进行联合解码，解码后形成的信号序列再被发送到下一跳，即基站。

因此，通过图2的原理就可以完成虚拟多路径的传输方式。这样的直接的好处在于，可以在单路径中通过联合解码的方式进行纠错处理。本领域的技术人员可以理解，如果存在错误的话，那么在上述中继站5处可以通过联合解码对被传输的信号序列进行纠错。

本领域的技术人员可以理解，图2所示的传输过程可以采用多种不同的资源进行，例如采用不同的频率资源、不同的时间资源或者不同的码资源，当然，在技术允许的情况下也可以采用其它的资源，这并不影响本发明的实质内容。

同时，本领域的技术人员也可以理解，尽管上述描述的为从中继站4向中继站5的传输过程，但实际上，任何单路径的一跳之间的传输也都可以采用类似的方式，例如，在图2中的移动站至中继站4之间的传输，以及中继站5至基站之间的传输，或者在下行传输过程中，即由基站至移动站之间，同样可以应用这种方式。

参考图3，其描述了本发明的第一实施例的示意图。其中，描述了中继站101～106，并且中继站101作为源节点发送一信号序列，中继站106作为目标节点最终接收该信号序列。而本领域的技术人员可以理解，上述表示为中继站中的部分节点也可以是其它节点，例如中继站101可以是一个移动站或基站，对应地，中继站106可以是一个基站或移动站。

参考图3，其中存在着多条路径构成了本发明所涉及的多跳多中继网络架构。例如，存在多跳路径101→102→105→106，以及101→103→105→106，以及101→104→106。可见，其中，中继站105为一个汇聚节点。可以理解的是，本实施例为了简要明了地说明本发明的具体实现方式，所以只示出了上述的节点和路径，实际的应用情况会更加复杂，本领域的技术人员可以结合本发明的发明内容、本实施例以及现有技术的启示将本发明的其它实施例应用于更加复杂的网络结构中。

因此，在上述源节点(即，中继站101)与目标节点(即，中继站106)之间形成多个不相交的路径。而可以理解的是，在其它实施例中，在上述源节点与目标节点之间可能形成多个不相交的路径或部分不相交的路径。进一步地，基站为每条路径分配资源，且源节点对其信号序列进行编码并通过不同的路径将这些信号序列发送出去，最终该等信号序列将被目标节点所接收。此后，目标节点将对这些信号序列进行解码并将其再次发送出去。

在本实施例中，一个信号序列由中继站101发出。该信号序列最初可以是由该中继站101发出的，即中继站为真实的源节点，例如是一个移动站，或是一个基站；该信号序列最初可以也可以是由其它节点发出并由该中继站101接收后又转发的，即中继站并非真实的源节点，而仅仅是一个中继站。本领域的技术人员可以理解，在本实施例中，中继站101作为源节点发出一个信号序列。

根据本发明的内容，可以理解的是，所述中继站在发出上述信号序列之前根据一个特定的相关性编码方案对该信号序列进行编码。结合图1的原理可以知道，被编码后的信号序列可能形成多个信号序列，例如，形成三个信号序列，分别沿着上述的三条路径发送出去，又例如，其中的第一信号序列将沿着路径101→102→105→106被传输，即被中继站102接收后又转发给中继站105，最终到达中继站106；其中的第二信号序列将沿着路径101→103→105→106被传输，即被中继站103接收后又转发给中继站105，最终到达中继站106；其中的第三信号序列将沿着路径101→104→106被传输，即被中继站104接收后又转发给中继站106，因此，最终三个信号序列均到达目标节点，即中继站106。根据本发明的内容可以理解，该等信号序列最终被联合解码，从而被源节点101发送的信号序列被目标节点106完整地接收，然后，目标节点106可以继续对该信号序列进行处理，例如再次发送出去或者直接由目标节点处理。

再次参考图3，在本发明的第一实施例中，在上述汇聚节点，即中继站105处，汇聚节点还对所接收到的两个信号序列进行联合解码。如前所述，由于两个信号序列均采用相关性编码进行编码，因此其间具有相关性，因此，在联合解码过程中，汇聚节点可以基于所接收到的信号序列完成纠错，因此，可以有效地使得突发错误被限制在一个相对小的范围内。例如，在汇聚节点可以完全纠错的情况下，则从该汇聚节点再次发出的信号序列本身是正确的，可以减小下一跳所接收到的信号序列的错误概率；又例如，在汇聚节点可以部分纠错的情况下，则从该汇聚节点再次发出的信号序列的错误被减少，从而也可以减小下一跳所接收到的信号序列中的错误。

相应地，本领域的技术人员可以理解，上述的纠错机制可以应用在多路径上的多个节点中，从而可以有效地减少突发错误的负面效应。特别地，这种机制可以应用在易发错误无线信道(error-pronewireless channel)中。

再次参考图3，在所述的第一实施例中，在任一路径上的接收节点上，如中继站102、中继站103和中继站104，均可对接收到的信号序列进行非联合解码处理。若成功解码，则进行再次编码并将再次编码后的信号序列传送给下一跳，否则将解码前的信号序列发送给下一跳。本领域的技术人员对此可以理解并实施，所以不过多地阐述。

同时参考图2和图3，在与第一实施例类似的其它实施例中，在从所述中继站105至中继站106之间和/或中继站101至中继站104和/或中继站104至中继站106之间都可以在单路径上应用虚拟多路径的传输方式，此时，在中继站106，其首先要对应用虚拟多路径而传输的信号序列进行解码，解码后形成的信号序列再进行联合解码。本领域的技术人员对此可以理解并实施，所以不过多地阐述。

再次参考图3，在所述的第一实施例中，考虑到同时存在着通过多路径方式传输的信号序列，即多路径中继信号序列以及普通的信号序列，例如单路径传输的信号序列，因此，有必要对这些信号序列进行区别。在本实施例中，对多路径中继信号序列均加盖有一个数据戳(图3中未示出)，这样，在中间节点和目标节点，当接收到一个加盖所述数据戳的信号序列，该信号序列应被作为多路径中继信号序列对待，并在中继节点上将其转发、在目标节点上将其排序或解码。否则，该信号序列就被作为普通信号序列对待并且像通常一样处理。

本领域的技术人员可以理解，上述的数据戳可以通过多种方式实现，例如在包头的一个域的内容被设置为1则表明具有数据戳，否则为没有加盖数据戳。或者也可以通过其它实方式实现，这并不影响本发明的实质内容。

本领域的技术人员可以理解，在与上述第一实施例类似的实施例中，也可以不采用数据戳，此时，在传输路径中的各节点，不论是单路径还是多路径都需要根据信号序列的内容自行判断该信号序列是多路径中继信号序列还是普通的信号序列，根据现有技术的启示，本领域的技术人员可以对此理解并实施，因此不再赘述。

在本发明的另一个实施例中，应用了分布式控制方案(distributedcontrol schemes)。相应地，在此实施例中，对于多路径中继信号序列应用了一个信号序列序列号用于标识各信号序列发送的顺序。在本实施例中，当目标节点从多个路径接收到多个多路径中继信号序列时，其首先对这些无序的信号序列进行排序，排序后再进行相应的解码处理。这种处理方式的好处是对于上层而言是透明的。

本领域的技术人员可以理解，在与上述另一个实施例类似的其它实施例中，也可以不采用信号序列序列号的实现方式，此时，目标节点根据所接收到的信号序列中自身带有的编号对信号序列的顺序进行判断并排序。根据现有技术的启示，本领域的技术人员可以对此理解并实施，因此不再赘述。

参考图4，在所述的第一实施例中，移动站向中继站1发送信号序列C1、C2、C3，中继站1收到该等信号序列后，根据一个合适的生成矩阵G进行编码：

(A1，A2)＝[C1，C2]·G

(A1，A3)＝[C1，C3]·G

从而生成具有相关性的信号序列A1，A2以及A1，A3。这样，在路径中继站1→中继站3→基站上可传输编码后的信号(A1，A2)，而路径中继站1→中继站2→基站上可传输编码后的信号(A1，A3)。在路径的中间节点中继站3或中继站2上，可对接收到的分组数据A1，A2或A1，A3分别进行单独的解码以纠错，即以非联合解码的方式进行解码。若纠错成功(即解码成功)，则可对纠错后的信号序列再次编码并发送给基站；否则，则将接收到的未解码信号序列直接发送给基站。

基站在接收到上述分组数据A1，A2和A1，A3后，可通过解码矩阵H得到C1、C2、C3：

(C1，C2)＝[A1，A2]·H

(C1，C3)＝[A1，A3]·H

本领域的技术人员可以理解，上述编码矩阵G可以具有多种实现方式，相应地，可以获得解码矩阵H。在本实施例中，采用上述矩阵G、H系基于信号序列C1是关键数据，所以采用了对其完全冗余的相关性编码方案，而对C2、C3则不进行冗余编码。在具体实现方案中，结合本发明的实质内容并结合具体的应用背景，可以灵活地采取不同的方案，例如，本实施例的编码方案就可以应用在需要保证关键数据被安全接收而又要节省信道资源的情况下。而在极端的情况下，则可以使得所述编码后数据是完全相同的，即上述两条路路径上传输的信号均为C1，C2，C3。本领域的技术人员可以根据现有技术确定多种相关性编码方案，例如采用更为高级的编码方式，如采用线性分组码、循环码或者两者的连接码，如RS(Reed-Solomon)码、Turbo码等，而本领域的技术人员还可以采用其它编码方式予以实现，这并不影响本发明的实质内容。

参考图4，在与本实施例类似的其它实施例中，若上述两个路径中传输的一路分组数据有误而导致无法解码，例如，A1，A2中的A1发生错误，则可利用第二路分组数据中的A1部分进行替换，并进行解码，从而提高信号传输的性能。

再参考图1，如图1所示结构的本发明的又一个实施例中，由中继站1分别通过中继站2和中继站3发送至基站的信号是在多帧内完成的。本发明同样可以应用在这样的情形下。此时，目标节点，例如图1中的基站在第一帧完成后并不进行联合解码，而是在多帧完成后，即接收到所有相关信号序列后才开始进行联合解码。通过本实施例可以得知，本发明内容可以应用在一帧和/或多帧的基础上实施。

再参考图1，如图1所示结构的本发明的又一个实施例中，从移动站向中继站1传输信号序列的过程仍然使用基础算法，即非本发明所述的相关性编码方案；而从中继站1向中继站2和中继站3发送信号序列之前则进行相关性编码，即采用本发明所述的内容；同时，在中继站1向中继站2传输经过相关性编码的信号序列的过程中又在单路径上采用了虚拟多路径的传输方式；最终，基站对所接收到的信号序列进行解码，从而完成信号传输过程。因此，通过本实施例，本领域的技术人员可以理解，本发明所述的发明内容可以与传统的算法相混合使用，而本发明所述的内容也可以有选择性地应用，例如可以有选择性地应用虚拟多路径的方式，也可以有选择性应用汇聚节点是否进行联合编码方的处理方式。

参考图5，其描述了根据本发明的多跳中继无线网络的一个例子的流程图。假设一个网络设备作为源节点发送一个或多个信号序列，其首先对待发送信号序列进行相关性编码，获得多个编码后信号序列，步骤S501；然后，将该等多个编码后的信号序列发送出去，步骤S502，本领域的技术人员可以理解，多个编码后的信号序列将通过多路径发送；接下来，多跳网络中的下一跳，即下一个网络设备接收到编码后的信号序列，步骤S503；该网络设备通过接收到的信号序列中的目的地地址信息判断其自身是否为目标节点，步骤S504；若为目标节点，则再次判断是否存在上述的编码后的信号序列，步骤S510，若存在，则表明信号序列通过多路径传输至目标节点，则相应地进行联合解码，得到解码后的信号序列，步骤S505，然后再将该解码后的信号序列传输给本网络设备终的其它装置以便对其继续进行处理，步骤S506，如果不存在上述的编码后的信号序列，则不需要进行联合解码，直接执行步骤S506，即将信号序列传输给本网络设备终的其它装置以便对其继续进行处理；接上述步骤S504，若网络设备并非目标设备，则再次判断该网络设备是否为汇聚节点，步骤S507；若不是汇聚节点，则直接将该数据包转发，步骤S508，从而再次执行上述步骤S502；若是汇聚节点，则对接收到的多个编码后信号序列进行联合解码，步骤S509，由于该网络设备不是目标设备，因此该信号序列还需要发送至下一跳，因此，将上述解码后的信号序列再次进行相关性编码并再次发送，即再次执行步骤S501。

参考图5，本领域的技术人员可以理解，上述步骤S501中所涉及的待发送信号序列可以是本网络设备由其他网络设备所接收到的信号序列，也可以是本网络设备自身产生的信号序列，这并不影响本发明的实质内容。

参考图5，本领域的技术人员可以理解，在上述每次接收信号序列后，都可以按照上述描述的方式对该信号序列进行单独的解码，即非联合解码。若解码成功，则可对解码后的信号序列再次编码后再进行处理，例如发送至下一跳或者直接由网络设备内的其它装置进行处理；否则，则将接收到的未解码的信号序列直接进行处理，例如发送至下一跳或者进行联合解码。

参考图6，其描述了根据本发明的第二实施例提供的控制装置的组成结构示意图。参考图6，控制装置31包括相关性编码装置311，用于对待发送信号序列进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；以及发送装置312，用于将所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。在本实施例中，相关性编码装置311与发送装置312相连接，并直接将编码后的信号序列经由该发送装置312发送出去。本领域的技术人员可以理解，发送装置312将根据多路径的路由信息选择合适的路由将编码后的信号序列发送，在此不赘述。

参考图7，其描述了根据本发明的第三实施例提供的控制装置的组成结构示意图。其中，在相关性编码装置311以及发送装置312的基础上，所述控制装置31还包括数据戳生成装置313，用于对所述每个编码后信号序列加盖数据戳；以及序列号生成装置314，用于对所述每个编码后信号序列进行处理并使其包含一特定序列号；以及接收装置315，用于接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列；以及排序装置317，用于根据所接收的多个经相关性编码生成的编码后信号序列内各自包含的所述特定序列号对该等多个编码后信号序列进行排序；以及第一解码装置318，用于对该等多个编码后信号序列进行联合解码。在本实施例中，在所述相关性编码装置311完成编码后，则编码后的信号序列还经所述数据戳生成装置313加盖数据戳，本领域的技术人员可以理解，根据本发明提供的发明内容，所述控制装置仅仅对加盖有数据戳的信号序列才进行联合解码等操作。在本实施例中，在所述编码后信号序列被加盖数据戳后，所述序列号生成装置314还使得该等信号序列中包含一特定序列号，该等序列号将用于对信号序列进行排序。

参考图7，在本实施例中，当多个编码后的信号序列被接收装置315接收后，则该等信号序列首先经过排序装置317进行排序，排序后的信号序列再由所述第一解码装置318进行联合解码。而本领域的技术人员可以理解，在与本实施例类似的其它实施例中，例如所述控制装置31不包含该排序装置317的情况下，所述信号序列可以并不经所述排序装置317进行排序。

参考图7，当所述控制装置31所在的网络设备并非目标设备时，即所接收到的信号序列的地址标明其目的地并非本网络设备，则上述第一解码装置318在完成联合解码后，将解码后的信号序列传输给所述相关性编码装置311以便其再次进行相关性编码从而将该等信号序列再次进行发送，以此类推直至该等信号序列到达目标设备。而当所述控制装置31所在的网络设备是目标设备时，则上述第一解码装置318在完成联合解码后将解码后的信号序列发送给本网络设备内的其他处理装置，例如本网络设备内原有的用于处理信号序列的装置，本领域的技术人员对此可以理解，在此不赘述。

参考图7，本领域的技术人员可以理解，在本发明的不同实施例中，上述控制装置31所包含的装置可以有所不同。例如在上述实施例的一个变化中，控制装置31不包含数据戳生成装置313；在另一个变化中，控制装置31不包含序列号生成装置314，也不包含对应的排序装置317。

在上述第三实施例的其他类似实施例中，所述控制装置31还包括第二解码装置316，用于对通过每个路径接收到的每个编码后信号序列均以非联合解码的方式进行解码。在这样的实施例中，所接收到的信号序列首先经第二解码装置进行解码以便进行纠错，如果解码成功，即纠错成功，则将解码后的信号序列按照所述解码前的编码格式再次编码，并将再次编码后的信号序列进行发送；若所述解码失败，即纠错失败，则直接对该信号序列进行发送。本领域的技术人员可以理解，即使上述纠错失败，则在多路径网络的汇聚节点可以通过上述控制装置31进行联合解码，从而仍然可以再次纠错。同样，本领域的技术人员可以理解，若解码成功，则需要将信号序列恢复至解码前的编码格式以便该信号序列仍然符合相关性编码的编码格式，从而可以在汇聚节点或目标节点被联合解码。

结合前述的实施例，本领域的技术人员可以理解，在与本发明的一个实施例相对应的情况下，所述排序装置317通过信号序列内包括的信号序列序列号对该等信号序列进行排序。而在与本发明的另一个实施例相对应的情况下，则所述排序装置317通过信号序列中自身带有的编号，而非根据本发明添加的信号序列序列号，对该等信号序列进行排序。根据现有技术的启示，本领域的技术人员可以对此理解并实施，因此不再赘述。

再参考图3，本领域的技术人员可以理解，包含上述控制装置31的网络设备可以是图3中的源节点，例如一个移动站或基站或中继站，也可以是图3中的目标节点，例如一个一个移动站或基站或中继站，也可以是图3中的中继站。当包含上述控制装置31的网络设备是中继站时，例如中继站105，由于其是一个汇聚节点，所以在接收中继站102、中继站103分别发送来的编码后信号序列后，其通过所述第一解码装置318对这些信号序列进行联合解码，解码后再通过所述相关相编码装置31对解码后的信号序列进行相关性编码，并将该等再次编码后的信号序列再次通过发送装置312发送。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (39)

1.一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络的网络设备中控制信号传输的方法，其中，通过相关性编码以及联合解码完成传输过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，包括如下步骤：

a.对待发送信号序列进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；

b.对所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述编码为MAC层编码。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述相关性编码通过线性分组码或循环码，或者两者的连接码进行。

5.根据权利要求2至4中任一项所述所述的方法，其中，还包括：

-对所述多个编码后信号序列均加盖数据戳；

其中，所述步骤b为：对所述多个加盖数据戳的编码后信号序列通过多路径进行发送。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，还包括：

-对所述多个编码后信号序列进行处理，使每一个均包含一特定序列号；

其中，所述步骤b为：对所述多个包含特定序列号的编码后信号序列通过多路径进行发送。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，还包括如下步骤：

c.接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列；

d.对该等多个编码后信号序列进行联合解码。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述联合解码以所述相关性编码方案对应的解码方案进行。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述步骤c还包括：

-根据所接收的所述多个经相关性编码生成的编码后信号序列内各自包含的所述特定序列号对该等多个编码后信号序列进行排序，

其中，所述步骤d为：对该等经排序的多个编码后信号序列进行联合解码。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，还包括如下步骤：

-对通过每个路径接收到的每个编码后信号序列均以非联合解码的方式进行解码。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，若所述解码成功，则将解码后的信号序列按照所述解码前的编码格式再次编码，并将再次编码后的信号序列进行发送。

12.根据权利要求10至11中任一项所述的方法，其中，若所述解码失败，则直接对所述信号序列进行发送。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，还包括如下步骤：

e.将联合解码后所获得的信号序列再次进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；

f.对所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述多路径为多个信道。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述多路径是在一个信道之上通过不同的资源形成的多个路径。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述不同资源为不同的时间资源、不同的频率资源或不同的码资源中的任一种或任多种的组合。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述编码后信号序列在多帧内被发送并在多帧内被接收。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述网络设备仅对所述加盖数据戳的信号序列进行联合解码处理。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，所述网络设备为基站或中继站或移动站。

20.一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络的网络设备中控制信号传输的控制装置，其中，通过相关性编码以及联合解码的方式进行信号传输控制。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，包括：

相关性编码装置，用于对待发送信号序列进行相关性编码，并获得多个编码后信号序列；

发送装置，用于将所述多个编码后信号序列通过多路径进行发送。

22.根据权利要求20至21中任一项所述的装置，其中，所述编码为MAC层编码。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的装置，其中，所述相关性编码通过线性分组码或循环码，或者两者的连接码进行。

24.根据权利要求20至23中任一项所述的装置，其中，还包括：

数据戳生成装置，用于对所述每个编码后信号序列加盖数据戳。

25.根据权利要求20至24中任一项所述的装置，其中，还包括：

序列号生成装置，用于对所述每个编码后信号序列进行处理并使其包含一特定序列号。

26.根据权利要求20至25中任一项所述的装置，其中，还包括：

接收装置，用于接收来自于多路径的多个经相关性编码生成的编码后信号序列；

第一解码装置，用于对该等多个编码后信号序列进行联合解码。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述联合解码以所述相关性编码方案对应的解码方案进行。

28.根据权利要求20至27中任一项所述的装置，其中，还包括：

排序装置，用于根据所接收的多个经相关性编码生成的编码后信号序列内各自包含的所述特定序列号对该等多个编码后信号序列进行排序，

其中，所述第一解码装置还用于对该等经排序的多个编码后信号序列进行联合解码。

29.根据权利要求20至28中任一项所述的装置，其中，还包括：

第二解码装置，用于对通过每个路径接收到的每个编码后信号序列均以非联合解码的方式进行解码。

30.根据权利要求29所述的装置，其中，若所述解码成功，则将解码后的信号序列按照所述解码前的编码格式再次编码，并将再次编码后的信号序列进行发送。

31.根据权利要求29至30中任一项所述的装置，其中，若所述解码失败，则直接对该信号序列进行发送。

32.根据权利要求20至31中任一项所述的装置，其中，若所述网络设备不是目标设备，则所述相关性编码装置将联合解码后所获得的信号序列再次进行相关性编码，并由所述发送装置将所获得的多个编码后信号序列再次通过多路径进行发送。

33.根据权利要求20至32中任一项所述的装置，其中，所述多路径为多个信道。

34.根据权利要求20至32中任一项所述的装置，其中，所述多路径是在一个信道之上通过不同的资源形成的多个路径。

35.根据权利要求34所述的装置，其中，所述不同资源为不同的时间资源、不同的频率资源或不同的码资源中的任一种或任多种的组合。

36.根据权利要求20至35中任一项所述的装置，其中，所述编码后信号序列在多帧内被发送并在多帧内被接收。

37.根据权利要求20至36中任一项所述的装置，其中，其仅对所述加盖数据戳的信号序列进行联合解码处理。

38.一种在应用多路径中继的多跳中继无线网络中的网络设备，其中，包括如权利要求20至37中任一项所述的控制装置。

39.根据权利要求38所述的网络设备，其中，其为基站/或中继站或移动站。

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