CN103152141A - 一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 - Google Patents
一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103152141A CN103152141A CN2013100895835A CN201310089583A CN103152141A CN 103152141 A CN103152141 A CN 103152141A CN 2013100895835 A CN2013100895835 A CN 2013100895835A CN 201310089583 A CN201310089583 A CN 201310089583A CN 103152141 A CN103152141 A CN 103152141A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- network
- carries out
- source
- node
- cooperation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应用于多源分布式协作网络中基于中继译码转发协议的协作空时网络编码方法，包括如下步骤：所述多源分布式协作网络采用多个单天线信源，一个中继节点R，和一个目的节点D；单天线信源将各自产生比特源信息到其发送天线上，多个信源同时传输信息符号给中继节点R和目的节点D；中继节点R进行多天线接收，进行译码处理，并存储；中继节点R进行空时网络编码；中继节点R按照编码矩阵发送信号，目的节点D进行接收；目的节点D对接收到中继的信号和来自信源的信号进行联合最大似然译码。本方法多个信源可相互通信，中继协议灵活多变，能适用于不同的无线网络环境，而且能获得分集增益，提高传输效率。
Description
技术领域
本发明属于无线通信领域，具体涉及一种多源分布式协作网络中基于中继译码转发（Decoding and Forward）协议的协作空时网络编码（cooperation space-time network coding，CSTNC）方法。
技术背景
随着无线通信技术的高速发展，要求更高的信息传输速率和更高效的通信质量。近年来，出现了很多无线通信技术，其中研究最多的是多天线MIMO技术，该技术利用空时码（Space-Time Coding，STC）能很大程度上增加***容量，带来性能上很大的提高。另外，协作分集技术也得到了很大的重视，该技术解决了MIMO技术中小型通讯设备的多天线限制，能够提高分集增益，扩大网络覆盖范围，节约网络资源。而分布式多源协作***具有构建灵活，多信源通信便利，中继协议灵活多变，并可适用于不同无线网络环境而得到了广泛的应用。
此外，网络编码（network coding，NC）的应用不仅能有效提高***的资源利用率，增加网络吞吐量，获得网络编码增益，进一步提高***性能。该技术利用节点编码技术，更大程度上节省了信号传输时的时隙资源，能提高传输效率，增加***容错性。
目前，部分学者致力于空时网络编码的研究，主要是在多信源情况下基于多个中继节点将网络编码后的信号进行分布式STC设计，要实现这些方法必须满足具有多个中继的场合以及多信源按照TDMA形式传送信号两个前提条件。这样就使得已有的方法仅适用于具有多个中继的场景，且每个信源传送信号是在不同时隙间进行的，这样不仅导致很多的时隙资源浪费，且降低了***的传输效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，包括如下步骤：
（1）所述多源分布式协作网络采用多个单天线信源 
，一个中继节点R，和一个目的节点D；
（2）单天线信源
将各自产生比特源信息按照相同的MPSK方式调制到其发送天线上，单一信源按照TDMA形式，且多个信源同时传输信息符号给中继节点R和目的节点D；
（3）中继节点R进行多天线接收，依照译码转发协议，对多个时隙得到的符号进行译码处理，并存储；
（4）中继节点R进行空时网络编码，对多个时刻译码后的符号进行分组，并按照中继天线数合并信号，并按照中继天线数进行空时编码处理；
（5）中继节点R按照编码矩阵发送信号，目的节点D 进行接收；
（6）目的节点D对接收到中继的信号和来自信源的信号进行联合最大似然译码。
进一步的，步骤（3）中使用最大似然译码时对中继接收的信号部分进行变化处理，实现对最大似然译码的简化处理。
进一步的，所述中继节点R为具有多天线的基站。
进一步的，每个单天线信源
所发送比特信息随机产生的，相互独立，互不影响。
进一步的，步骤（3）中中继节点R对多个天线接收到的信号进行联合译码，得到多个时刻的多个信号。
进一步的，步骤（4）中，中继节点R对接收信号进行空时网络编码，对译码得到的符号按照中继天线数进行分组处理，并定义一组网络编码向量，进行合并处理，得到多个网络编码合并符号，然后按照空时编码进行编码，得到编码矩阵。
进一步的，中继节点R按照编码矩阵发送信号。
进一步的，步骤（6）中目的节点D采用最大似然译码方式对接收信号进行联合译码，最后得到来自源节点的多个时隙的发送信号。
本发明的有益效果：分布式多源协作***具有构建灵活，且多信源通信便利，中继协议灵活多变，并可适用于不同无线网络环境；模型中仅使用一个多天线中继，改善了多中继带来的***设计复杂度；协作空时网络编码方法易于理解，便于操作，容易实现，能很大程度上节约传输时隙资源，并保证较好的***性能。
附图说明：
图1是多源分布式协作网络结构图；
图2是使用Jakes模型的独立衰落信道仿真图，载波频率为900MHz，移动速率为30m/s；
图3是本发明多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法的流程框图；
图4是多信源（2信源和4信源）情况下不同中继天线数（2天线，4天线）时接收端BER性能曲线图；
图5是信源上不同调制方式（BPSK和QPSK调制方式）时接收端检测的BER性能曲线图。
具体实施方式
下面主要结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的描述。
本发明的多源分布式协作网络中基于中继译码转发（Decoding and Forward）协议的协作空时网络编码（cooperation space-time network coding，CSTNC）方法，如图1所示为多源分布式协作网络结构图，如图3所示，本发明多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法主要包括如下步骤进行：
（1）多源分布式协作网络包括多个单天线信源
，一个具有多天线的基站作为中继节点R，和一个目的节点D，各信源产生比特信息相互独立；
（2）单天线信源
将各自产生比特源信息按照相同的MPSK方式调制到其发送天线上，单一信源按照TDMA形式，且多个信源同时传输信息符号给中继节点R和目的节点D；
（3）中继节点R进行多天线接收，依照译码转发协议，对多个时隙得到的符号进行译码处理，并存储；
（4）中继节点R进行空时网络编码，对多个时刻译码后的符号进行分组，并按照中继天线数合并信号，并按照中继天线数进行空时编码处理；
（5）中继节点R按照编码矩阵发送信号，目的节点D 进行接收；
（6）目的节点D对接收到中继的信号和来自信源的信号进行联合最大似然译码。
优选的，使用最大似然译码时对中继接收的信号部分进行一定的变化处理，实现对最大似然译码的简化处理。
下面介绍两个信源情况下中继节点具有两天线时空时网络编码的一个具体实例，如图3所示，取
，其中：
（1）多源分布式协作网络包括两个单天线信源
，一个两天线中继R，和一个目的节点D；
（2）两信源将各自产生比特信息按照QPSK方式调制到发送天线上，并且在同一时刻广播
给中继节点R和目的节点D；
（3）中继节点R进行多天线接收，结合两个天线接收到的信号，对多个时隙（即2个时隙或者4个时隙）得到的符号进行联合译码处理，并进行存储；
（4）中继节点R进行空时网络编码，对多个时刻译码后的符号进行分组，并按照中继天线数合并成两个信号和
，并按照天线数进行空时编码，即
；
（5）中继节点R按照上述编码矩阵发送信号，目的节点进行接收；
（6）目的节点D对接收到中继的信号和来自信源的信号进行联合最大似然译码。
优选的，使用最大似然译码时对中继节点D接收的信号部分进行一定的变化处理，实现对最大似然译码的简化处理。
通过对实例进行验证，主要通过接收端译码后误码率性能来进行说明。误码率的计算可通过统计目的节点译码后的比特信息与两信源产生比特信息不对应的的错误比特数的个数，除以总的比特数量得到。对于不同情况下的误码率性能仿真曲线，详见下图4所示。横坐标表示信噪比，纵坐标表示误码率。图4中主要给出了信源数N=2时，中继端天线数量为2和4时误码率性能曲线。并比较了传统协作情况下的误码率性能（即无中继情况下），结果反映出本发明在性能上得到了很大的提升，而且译码性能随着中继天线数的增加变得更好。图5反映不同调制方式下的误码率性能曲线，可以看出BPSK调制下的性能比QPSK调制下的性能要好，并且随着中继天线数量的增加误码率降低，提高了***性能。所以本发明所提到的协作空时网络编码方法能是一种实现简单，便于操作，优势明显的方法。
上面结合附图对本发明的具体实施例进行了详细的说明，但本发明并不局限于上述的实施例。在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可作出各种修改或者改型。
Claims (8)
1.一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，包括如下步骤：
（1）所述多源分布式协作网络采用多个单天线信源 
，一个中继节点R，和一个目的节点D；
（2）单天线信源
将各自产生比特源信息按照相同的MPSK方式调制到其发送天线上，单一信源按照TDMA形式，且多个信源同时传输信息符号给中继节点R和目的节点D；
（3）中继节点R进行多天线接收，依照译码转发协议，对多个时隙得到的符号进行译码处理，并存储；
（4）中继节点R进行空时网络编码，对多个时刻译码后的符号进行分组，并按照中继天线数合并信号，并按照中继天线数进行空时编码处理；
（5）中继节点R按照编码矩阵发送信号，目的节点D 进行接收；
（6）目的节点D对接收到中继的信号和来自信源的信号进行联合最大似然译码。
2.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：步骤（3）中使用最大似然译码时对中继接收的信号部分进行变化处理，实现对最大似然译码的简化处理。
3.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：所述中继节点R为具有多天线的基站。
4.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：每个单天线信源所发送比特信息随机产生的，相互独立，互不影响。
5.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：步骤（3）中中继节点R对多个天线接收到的信号进行联合译码，得到多个时刻的多个信号。
6.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：步骤（4）中，中继节点R对接收信号进行空时网络编码，对译码得到的符号按照中继天线数进行分组处理，并定义一组网络编码向量，进行合并处理，得到多个网络编码合并符号，然后按照空时编码进行编码，得到编码矩阵。
7.如权利要求6所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：中继节点R按照编码矩阵发送信号。
8.如权利要求1所述的多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法，其特征在于：步骤（6）中目的节点D采用最大似然译码方式对接收信号进行联合译码，最后得到来自源节点的多个时隙的发送信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100895835A CN103152141A (zh) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100895835A CN103152141A (zh) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103152141A true CN103152141A (zh) | 2013-06-12 |
Family
ID=48550029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013100895835A Pending CN103152141A (zh) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103152141A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104539397A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-22 | 西安电子科技大学 | 交分多址接入中继***的去噪互信息保持量化转发方法 |
| CN105553536A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-04 | 西安科技大学 | 一种重叠码分复用混合转发协作通信方法 |
| CN109613566A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种分布式可信无线电导航***架构设计方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101494527A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-07-29 | 西安电子科技大学 | 分布式正交网络空时编码方法 |
| CN101771509A (zh) * | 2009-01-07 | 2010-07-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种正交网络空时编码方法及中继传输*** |
| US20120170619A1 (en) * | 2009-07-08 | 2012-07-05 | Electronics And Telecommunications Research Instit | Method for sending and receiving data on a cooperative communications system and a cooperative communications method |
-
2013
- 2013-03-20 CN CN2013100895835A patent/CN103152141A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101771509A (zh) * | 2009-01-07 | 2010-07-07 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种正交网络空时编码方法及中继传输*** |
| CN101494527A (zh) * | 2009-03-05 | 2009-07-29 | 西安电子科技大学 | 分布式正交网络空时编码方法 |
| US20120170619A1 (en) * | 2009-07-08 | 2012-07-05 | Electronics And Telecommunications Research Instit | Method for sending and receiving data on a cooperative communications system and a cooperative communications method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104539397A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-22 | 西安电子科技大学 | 交分多址接入中继***的去噪互信息保持量化转发方法 |
| CN104539397B (zh) * | 2015-01-19 | 2018-01-16 | 西安电子科技大学 | 交分多址接入中继***的去噪互信息保持量化转发方法 |
| CN105553536A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-04 | 西安科技大学 | 一种重叠码分复用混合转发协作通信方法 |
| CN109613566A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种分布式可信无线电导航***架构设计方法 |
| CN109613566B (zh) * | 2018-12-11 | 2020-09-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种分布式可信无线电导航***架构设计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101478814B (zh) | 基于网络编码的组播网络中联合预编码及功率分配方法 | |
| CN102342070B (zh) | 正交网络空时编码方法及中继传输*** | |
| CN101383682B (zh) | 基于星座旋转准正交空时分组码的协作分集方法 | |
| US8737402B2 (en) | Multi-carrier scheduling | |
| CN101515842B (zh) | 一种基于喷泉编码的部分协作信息传输方法 | |
| CN101394255B (zh) | 多用户无线网络中的两用户协作通信方法 | |
| WO2009011526A1 (en) | Data communication in a cooperative communication network | |
| CN103095423A (zh) | 基于d2d组间通信的多用户协同传输方法 | |
| CN101826935B (zh) | 一种基于低密度校验码的中继协作传输方法 | |
| CN102208962A (zh) | 无线数据传输方法 | |
| CN103441824B (zh) | 基于软信息的分布式空时网格码中继传输方法 | |
| CN101610463B (zh) | 一种无线数据的发送方法 | |
| CN103152141A (zh) | 一种多源分布式协作网络中协作空时网络编码方法 | |
| CN114710234A (zh) | 多用户数据复接超帧帧编码调制方法 | |
| CN102013960B (zh) | 一种基于天线选择的多天线网络编码中继传输方法 | |
| CN101483817B (zh) | 基于再生网络编码的组播网络中发射节点功率分配方法 | |
| CN104753630A (zh) | 一种数据传输方法和*** | |
| CN101383681B (zh) | 抵抗异步差分空时分组码的编译码方法 | |
| CN108880629A (zh) | 一种基于空时编码和物理层网络编码的协作通信方法 | |
| CN103401657A (zh) | 一种协作通信部分相干非差分分布式空时编码方法 | |
| CN105610475B (zh) | 一种基于网络编码的双向中继的协作方法 | |
| CN102547594B (zh) | 确定自适应协作无线组播通信数据传输速率上限的方法 | |
| CN102334379B (zh) | 中继站中进行联合处理及基站进行相应处理的方法和装置 | |
| CN103945489A (zh) | 多中继协作的自适应中继选择和功率分配方法 | |
| CN102546114B (zh) | 无线中继***的符号级网络编码方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130612 |