LDPC信道编码，将多元LDPC码与乘积码网络编码结合，利用乘积 码较强的纠错性能克服了异或编码稳健性差的缺点，同时充分发挥了多元LDPC码更好的 纠错性能，更强的抗突发错误能力，更高的数据传输速率和频谱利用率；引入多元LDPC编 码，使得一个多进制符号可以调制成一个或多个星座点，经旋转调制、分量交织后，每个星 座点的每路调制符号分量能够经历近似独立的衰落信道，有效解决了信号经历深衰落后无 法恢复的问题以及突发性错误的问题。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。
[0122] 假设系统信道都是瑞利衰落信道，噪声为零均值加性高斯白噪声，中继接收到的 信号YkR(k = 1，2)和基站接收到的信号可分别表示为：
[0123] YkR= h kRXk+nkR, YkB= h kBXk+nkB (16)
[0124] 类似地，基站接收到中继发送的信号可表示为：
[0125] Yrb -h RBXR+nRB (17)
[0126] 上述方程中Xk表示第k(k= 1，2)个用户的发送信号；Xr是中继转发的信号； hkR AB，hRB是信道衰落系数；n kB和n RB是均值为零、单边功率谱密度为N。的高斯白噪声。信 噪比定义为γ =Eb/N。，其中Eb为比特信息能量。
[0127] 接下来以一仿真应用例子来说明本发明的执行效果。发送端（用户）采用码长 为1600个符号即6400比特的规则（2, 8) 16元LDPC码，中继器采用码长为3200个符号即 12800比特的规则（2, 8) 16元LDPC码。信号经旋转调制、分量交织后广播到中继和基站； 中继译码后，将两用户信息以乘积码的方式重组并发送至基站；最后基站根据接收的来自 信源和中继的信息进行联合译码。为简化计算，在仿真中，假设信源到中继之间的信道是理 想的，即中继可以无损的接收信源信息。
[0128] 为了进行对比，仿真测试了二元LDPC乘积码网络编码方案。用户采用码长为6400 比特的规则（3, 12)二元LDPC码，中继采用码长为12800比特的规则（3, 12)二元LDPC码， 均通过随机构造的方法构造得到。本发明采用调制方式均为QPSK调制，码率均为3/4,经仿 真分析求得最优旋转角度为26°。
[0129] 仿真过程中直连链路间取的信噪比和中继与基站链路间的信噪比相同。如图6所 示，图6中，横坐标为信噪比（单位：分贝dB)，纵坐标为误码率。线段集合601代表采用了 多元LDPC乘积码与SSD技术结合的方案的系统的仿真结果；线段集合602代表仅采用了多 元LDPC乘积码方案的系统的仿真结果；线段集合603代表采用了二元LDPC乘积码与SSD 技术结合的方案的系统的仿真结果；线段集合604代表仅采用了二元LDPC乘积码的方案的 系统的仿真结果。
[0130] 由图6可以看出，误码率为10 5时，联合信号空间分集的多元LDPC乘积码方案较 传统二元乘积码网络编码方案约有I. 5dB的信噪比性能增益。在未引入信号空间分集的情 况下，误码率为10 5时，多元LDPC乘积码网络编码较二元LDPC乘积码网络编码约有0. 5dB 的信噪比性能增益。同时从图中可以得到在误码率为10 5时，信号空间分集技术对多元 LDPC乘积码方案能够带来0. SdB信噪比性能增益。由此可见旋转调制和分量交织技术在提 高多元LDPC乘积码性能上起重要作用。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。
[0131] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背 离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变 形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种网络数据传输方法，其特征在于，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： 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； 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； 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； 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。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，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。6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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： 首先将所述分量进行并串转换； 然后将所述并串转换的结果进行所述准随机交织； 最后对所述准随机交织的结果进行串并转换。8. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。9. 根据权利要求2-8中任一项所述的方法，其特征在于，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。10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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
【专利摘要】本发明公开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，所述第一用户以及所述第二用户分别对各自的原始数据进行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；所述中继器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；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网络编码以生成并发送第三数据到所述基站；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。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。
【IPC分类】H04L1/00
【公开号】CN105207741
【申请号】CN201510509431
【发明人】吴湛击, 蒋成鑫
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月18日