一种网络数据传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，具体来说是涉及一种网络数据传输方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术的迅猛发展，提升通信的可靠性与有效性仍为无线技术领域的 一大研究方向。
[0003] 在现有技术中的网络数据传输方法中，通常采用基于中继器的协作通信以及网络 编码的方式来提升通信的可靠性与有效性。具体的，协作通信可以抵抗信道衰落，网络编码 能够有效的提高系统的吞吐量，两者结合既能增加系统的可靠性，又可提升系统的平均吞 吐性能。
[0004] 然而传统的网络编码是基于对协作用户间的异或编码，这种编码方式稳健性较 差，易错误传播并且难以推广到多用户场景。因此，在无线信道中，需要寻求更加有效的网 络编码方案。
[0005] 由于低密度奇偶校验码（Low-Density Parity-Check Code，LDPC)可以采用并行 的迭代译码方式，且具有逼近香农限的性能，因此LDPC在编码协作通信的应用中占有很大 的优势。为了更好的利用信道编码和网络编码产生的冗余信息，目前已提出一种在中继器 处以乘积码为基础的网络编码方案。具体步骤如下：
[0006] 步骤1 :用户1、2分别利用编码器对各自待发送信息（原始数据）进行独立的LDPC 编码，然后分别占用一个时隙广播各自的码字到中继器和基站。
[0007] 步骤2 :中继器接收到两信源（用户1、2)发送的码字后，先采用相应的译码算法 译码，恢复出各个信源初始发送码字，再采用乘积码的方式对恢复的两用户信息进行网络 编码，最后通过第三个时隙发送至基站。
[0008] 步骤3 :基站联合信源和中继器发送的信息进行联合译码。
[0009] 综上，现有技术的方案通过LDPC与乘积码结合的方式实现了协作通信与网络编 码的结合，从而提高了系统的可靠性，又可提升系统的平均吞吐性能。但是随着网络应用需 求的不断提高，对系统的可靠性以及平均吞吐性能的要求也在不断提高。因此，为了进一步 满足网络系统的可靠性以及平均吞吐性能需求，需要一种新的网络数据传输方法。
【发明内容】
[0010] 为了进一步满足网络系统的可靠性以及平均吞吐性能需求，本发明提供了一种网 络数据传输方法，进行所述网络数据传输的基本网络拓扑结构包含第一用户、第二用户、中 继器以及基站，所述方法包括以下步骤：
[0011] 所述第一用户以及所述第二用户分别对各自的原始数据进行基于多元低密度奇 偶校验码的编码以分别生成并发送第一数据以及第二数据到所述中继器以及所述基站；
[0012] 所述中继器对所述第一数据以及所述第二数据分别进行解码以获取对应的所述 第一用户以及所述第二用户的原始数据；
[0013] 所述中继器对所述第一用户以及所述第二用户的原始数据进行基于乘积码的网 络编码以生成并发送第三数据到所述基站；
[0014] 所述基站根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据进行联合解码以获 取所述第一用户以及所述第二用户的原始数据。
[0015] 在一实施例中，采用有限域上的符号作为所述第一用户以及所述第二用户的原始 数据的信源符号，在生成所述第一数据和所述第二数据的过程中，对经过多元低密度奇偶 校验码编码的所述原始数据进行旋转调制和/或分量交织以生成所述第一数据和所述第 二数据。
[0016] 在一实施例中，在所述中继器对所述第一数据和所述第二数据进行解码的过程 中，首先对所述第一数据和所述第二数据分别进行解交织和/或解调，然后对解交织和/或 解调的结果分别进行译码以获取所述第一用户/所述第二用户的原始数据。
[0017] 在一实施例中，在生成所述第三数据的过程中，首先对所述第一用户以及所述第 二用户的原始数据进行所述网络编码，然后对所述网络编码生成的结果进行所述旋转调制 和/或所述分量交织以获取所述第三数据。
[0018] 在一实施例中，在根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据进行联合 解码的过程中，先分别对所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据分别进行解交织 和/或解调，然后对经过解交织和/或解调后的结果合并进行联合译码。
[0019] 在一实施例中，在进行所述旋转调制的过程中基于最大化数据传输过程中的平均 互信息来确定旋转角度。
[0020] 在一实施例中，在进行所述分量交织的过程中每路分量采用准随机交织，其中：
[0021] 首先将所述分量进行并串转换；
[0022] 然后将所述并串转换的结果进行所述准随机交织；
[0023] 最后对所述准随机交织的结果进行串并转换。
[0024] 在一实施例中，在生成所述第一数据和所述第二数据的过程中，对经过多元低密 度奇偶校验码编码的所述原始数据进行所述旋转调制后进行所述分量交织以在获取信号 空间分集增益的基础上实现信号分量间的独立衰落。
[0025] 在一实施例中，在根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据进行联合 解码的过程中不考虑解调与译码间的迭代。
[0026] 在一实施例中，在根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据进行联合 解码的过程中，采用基于对数似然比与二部图的置信传播译码算法。
[0027] 与现有技术相比，本发明的方法可以进一步提高网络系统数据传输的可靠性以及 平均吞吐性能。
[0028] 本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或 优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分 优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
【附图说明】
[0029] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0030] 图1是根据本发明一实施例的网络系统拓扑结构示意图；
[0031] 图2是根据本发明一实施例的方法执行流程图；
[0032] 图3a、图3b分别为采用旋转交织前后的正交相移键控的星座图；
[0033] 图4为根据本发明一实施例的准随机交织流程图；
[0034] 图5为根据本发明一实施例的LDPC乘积码的二部图；
[0035] 图6为根据本发明一实施例的仿真应用的信噪比与误码率结果对比图。
【具体实施方式】
[0036] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员 可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依 据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施 例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之 内。
[0037] 为了进一步满足网络系统的可靠性以及平均吞吐性能需求，本发明提出了一种网 络数据传输方法。在本发明中，进行网络传输的基本网络拓扑结构如图1所示，其包含两个 用户（用户101以及用户102)，中继器110以及基站120。这里需要指出的是，图1所示的 网络拓扑结构只是实现本发明的网络传输的最基本（小）的网络拓扑结构，在实际中可以 图1所示的网络拓扑结构为基础进行相应的扩充。例如增加用户个数，在一具体应用中，用 户个数为100,那么100个用户及中继器、基站也可以实施本发明的方法。
[0038] 根据本发明的网络传输方法，首先用户101以及用户102分别对各自的原始数据 进行编码以分别生成并广播（发送）第一数据（用户101生成的数据）以及第二数据（用 户102生成的数据）到中继器110以及基站120。
[0039] 然后中继器110根据第一数据以及第二数据进行网络编码生成并发送第三数据 到基站120。具体的，中继器110首先对第一数据以