专利名称：通过网络进行数据传输的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通过网络进行数据传输的方法和装置。
背景技术：
长久以来，计算机网络进行数据传输的模式是存储和转发，路由节点不会改变被转发的数据。90年代末杨伟豪等人提出了网络编码的基本概念，网络编码技术允许在传输过程中作数据合并和处理，从而带来数据传输模式的革新，增大了网络的吞吐量，降低了网络负载。但网络编码在无线通信中的研究一直是个没有完善解决的难题。基于近两年的研究和网络编码的启发，Koetter等人提出了网络对等(NetworkEquivalence)的理论。该方法将有线网络和无线网络看作是网络信息处理的两个对等面，并证明可以使用已有的有线模型工具来描述无线网络的信息流处理。针对无线网络的不确定性问题，Avestimehr等人提出了一种无线网络的确定描述方法。该方法通过硬编码噪声，消除了无线网络的不确定性，并模型化无线信号的广播和干扰特性，使得网络编码可以和无线网络进行无缝连接。Avestimehr 进一步提出了 QMF (Quantize Map and Forward,量化传输)协议。该协议通过中继传输数据，使得用户可以成功解码。用户解码过程为=A-1Y = X为发射矩阵的估计值，A为传输矩阵(由网络编码系数组成)，X为发射矩阵的真实值，Y为接收矩阵。对于接收矩阵Y的每一列，都需要0(b2)的复杂度，其中b为Y的行数。解码复杂度非常大，解码消耗非常大。此外，当两个发射向量在同一个中继处叠加时，q进制加法中的进位现象被忽略不计，这在中继实际是无法完成的，即QMF协议是一个理论分析的方法，在实际中无法实现。
发明内容
本发明实施例提供一种通过网络进行数据传输的方法和装置，能够降低网络解码复杂度。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:一种通过网络进行数据传输的方法，包括:第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息；所述第一中间节点分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码；为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:一种通过网络进行数据传输的方法，所述网络包括信源节点、中间节点和目的节点，包括:第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息；所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。
一种通过网络进行数据传输的方法，包括:目的节点分别接收各个前置中间节点各自按照数据元信息在信源节点处的发射顺序发送的、经所述编码单元编码后的至少一个数据元信息和经所述前置中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息；所述目的节点根据所述接收的数据元信息和编码信息，生成传输矩阵；所述目的节点根据所述传输矩阵，对所述接收的数据元信息进行解码。一种通过网络数据传输节点，包括:接收单元，用于接收前置节点发送的至少一个数据元信息；编码单元，用于分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码；发送单元，用于按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经第一中间节点编码后所述数据元Ih息对应的编码息。一种网络数据传输节点，包括:接收单元，用于分别接收各个前置中间节点各自按照数据元信息在信源节点处的发射顺序发送的、经所述前置中间节点编码后的至少一个数据元信息和经所述前置中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息；生成单元，用于根据所述接收单元接收的数据元信息和编码信息，生成传输矩阵；解码单元，用于根据所述生成单元生成的传输矩阵，对所述接收单元接收的数据元信息进行解码。本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法和网络数据传输节点，每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序传输经过编码的数据元信息及数据元信息对应的编码信息，使生成的传输矩阵可以被划分为多个可解子阵，从而降低了解码的复杂度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种无线网络图；图2为本发明实施例提供的一种通过网络进行数据传输的方法流程图；图3为本发明实施例提供的NLDPC码的误比特率图； 图4为本发明实施例提供的NLDPC码的误帧率图；图5为本发明实施例提供的码率为1/6的NLDPC码的符号错误概率图；图6为本发明实施例提供的码率为1/4的NLDPC码的符号错误概率图；图7为本发明实施例提供的一种通过网络进行数据传输的方法流程图；图8为本发明实施例提供的一种通过网络进行数据传输的方法流程图；图9为图8中所示方法对应的无线网络图10为图8中所示方法对应的传输矩阵；图11为本发明实施例提供的另一种通过网络进行数据传输的方法流程12为图11中所示方法对应的无线网络图；图13为图11中所示方法对应的传输矩阵；图14为本发明实施例提供的一种网络数据传输节点结构图；图15为本发明实施例提供的另一种网络数据传输节点结构图；图16为本发明实施例提供的另一种网络数据传输节点结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种通过网络进行数据传输的方法，所述网络包括信源节点、中间节点和目的节点，需要说明的是，所述网络可以是无线网络，也可以是有线网络，在本发明实施例中，所述网络优选为无线网络。为了更清楚的说明本发明实施例的通过网络进行数据传输的方法，以图1所示的无线网络为例进行说明。如图1所示的无线网络，包括信源节点1，中间节点2至8及目的节点9。其中中间节点2、3、4紧邻信源节点1，直接与信源节点I进行数据传输，称其为第一级别的中间节点，即中间节点2、3、4为同级中间节点；中间节点5、6、7、8紧邻第一级别的中间节点，直接与第一级别的中间节点进行数据传输，称其为第二级别的中间节点，即中间节点5、6、7、8为同级中间节点。当然，本发明实施例中的无线网络，在第二级别的中间节
点后、目的节点前还可以依次有第三、四......级别的中间节点，依次与其前一级别的中
间节点直接进行数据传输，本发明实施例对中间节点的级数不作限定，图1仅为说明需要，而仅具有两个级别的中间节点。在该无线网络中，需要进行传输的数据元信息由信源节点发出，依次经由各级别的中间节点逐级网络编码与发送，最后到达目的节点，由目的节点解码，从而完成数据传输的过程。下面结合图1所示的无线网络对本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法进行说明。具体基于第一中间节点作出说明，其中，第一中间节点可以是中间节点中的任一点，可以是第一级别的中间节点，也可以是第二级别的中间节点，还可以是任意其他级别的中间节点，如图2所示，所述方法包括:101、第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息；数据元信息为在网络中进行传输的数据。前置节点为所述第一中间节点前一级别的节点，可能是中间节点，也可能是信源节点。第一中间节点接收的前置节点发送的数据源信息可以为一个，也可以为多个。需要说明的是，数据元信息在信源节点处的处理可以参考现有技术，例如，信源节点可以对数据元信息进行交织和映射等处理，本发明对此不做限定。102、所述第一中间节点分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码；具体的，第一中间节点分别为所述至少一个数据元信息生成编码系数并利用所述编码系数对数据元信息进行编码，第一中间节点为每个数据元信息生成的编码系数可以是随机的，也可以是预先设定的。103、所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息；其中，所述后置节点为所述第一中间节点后一级别的节点，可以是中间节点，也可以是目的节点。需要说明的是，在本发明实施例中，其他与所述第一中间节点同一级别的中间节点的工作方法与上述第一中间节点的工作方法一样。本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法，每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序传输经过编码的数据元信息及数据元信息对应的编码信息，使生成的传输矩阵可以被划分为多个可解子阵，从而降低了解码的的复杂度。显然，由于所述前置节点为所述第一中间节点前一级别的节点，可能是中间节点，也可能是信源节点，下面针对前置节点分别为信源节点和中间节点时的情况分别说明。具体的，当所述第一中间节点的前置节点为信源节点时:所述经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息为所述第一中间节点对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数。这是由于数据元信息直接由信源节点发送给第一中间节点，而未经过其他中间节点产生相应的编码系数进行网络编码，而在第一中间节点处，数据元信息首次被第一中间节点进行了网络编码，因此，在第一中间节点处的编码信息仅是第一中间节点为其生成的编码系数。那么相应的在步骤103中，第一中间节点按照至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及第一中间节点对数据元信息进行编码时采用的编码系数即可。具体的，当所述第一中间节点的前置节点为中间节点时:所述第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息包括:所述第一中间节点接收前置节点发送的、经过所述前置节点编码的至少一个数据元信息和经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。由于前置节点为中间节点，与前置节点为信源节点时只接收数据元信息不同，此时，第一中间节点在接收经前置中间节点编码后的数据元信息的同时，还要接收经前置中间节点编码后的数据元信息对应的编码信息。那么当前置节点为中间节点时，所述方法还包括:根据所述经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息和所述第一中间节点对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数，获得经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。此时的编码信息不再是第一中间节点生成的编码系数，而是根据经前置节点编码的数据元信息对应的编码信息和第一中间节点采用的编码系数获得的编码信息。具体的，可以是将经前置节点编码的数据元信息对应的编码信息与采用的编码系数相乘而获得的。还包括经前置中间节点编码后的数据元信息对应的编码信息。优选的，为了进一步降低解码复杂度，本发明实施例提供的方法中，步骤103包括:所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，且在与其他同级的中间节点发送数据元信息的时隙不同的时隙中，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。需要说明的是，其他同级的中间节点即与所述第一中间节点位于同一级别的中间节点。如图1中的中间节点2、3、4即为同一级别的中间节点，它们直接与信源节点I和第二级别的中间节点进行数据传输，而无法与目的节点8直接进行数据传输。如图1中的中间节点5、6、7、8也为同一级别的中间节点。由于同一级别的中间节点都接收到前置节点发送的数据元信息，并且都需要向后置节点发送编码后的数据元信息和所述编码后的数据元信息对应的编码信息，因此发送的过程中，同一级别的中间节点可以在相同或不同的时隙中进行发送。本发明实施例中，同一级别的中间节点均在不同的时隙中进行发送。在按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序的前提下，第一中间节点通过在与其他同级的中间节点发送数据元信息的时隙不同的时隙中向后置节点分别发送经过编码的数据元信息及经过编码的数据元信息对应的编码信息，可以使生成的传输矩阵容易划分为数目较多且互不交叉的的可解子阵，进一步降低解码的复杂度。进一步优选的，本发明实施例提供的方法中，所述接收的至少一个数据元信息在信源节点处进行了非二进制低密度校验码(NLDPC, Non-binary Low Density ParityCheck)编码。则此时信源节点发送的数据元信息为经过信源节点进行NLDPC码编码后的数据元信息。NLDPC码编码相对于LDPC码来说，具有更优越的纠错性能，进一步提高了网络传输的可靠性。优选的，本步骤中采用的NLDPC码为非规则的平均符号度为2 < Jv <3的NLDPC码。其中，NLDPC码的符号度或校验度分别为其校验矩阵中每一列或每一行中非零元素的个数。非规则的NLDPC码的具体设计过程可以为:H为需要设计的非规则的NLDPC码差错校验矩阵，那么丑三[Hc,Hw](如果矩阵H2是矩阵H1的列交换形式，我们就说A Ξ ZZ2)，其中H。或Hw分别是符号度为2或3的自校验
矩阵。此时，平均校验度可以计算为泛=泛/(1-幻，R是码率。那么，使得
权利要求
1.一种通过网络进行数据传输的方法，其特征在于，包括: 第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息； 所述第一中间节点分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码； 所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据兀/[目息对应的编码/[目息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间 节点编码后所述数据元信息对应的编码信息包括: 所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，且在与其他同级的中间节点发送数据元信息的时隙不同的时隙中，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述前置节点为信源节点； 所述经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息为所述第一中间节点对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述前置节点为中间节点； 所述第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息包括: 所述第一中间节点接收前置节点发送的、经过所述前置节点编码的至少一个数据元信息和经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息； 所述方法还包括: 根据所述经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息和所述第一中间节点对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数，获得经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收的至少一个数据元信息在信源节点处进行了非二进制低密度校验码编码。
6.一种通过网络进行数据传输的方法，其特征在于，包括: 目的节点分别接收各个前置中间节点各自按照数据元信息在信源节点处的发射顺序发送的、经所述前置中间节点编码后的至少一个数据元信息和经所述前置中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息； 所述目的节点根据所述分别接收的数据元信息和编码信息，生成传输矩阵； 所述目的节点根据所述传输矩阵，对所述接收的数据元信息进行解码。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述各个前置中间节点发送所述数据元信息的时隙不同。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 所述数据元信息在信源节点处进行了非二进制低密度校验码编码。
9.一种网络数据传输节点，其特征在于，包括: 接收单元，用于接收前置节点发送的至少一个数据元信息；编码单元，用于分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码； 发送单元，用于按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送所述编码单元进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述编码单元编码后所述数据元信息对应的编码信息。
10.根据权利要求9所述的节点，其特征在于，所述发送单元具体用于， 按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，且在与其他同级的中间节点发送数据元信息的时隙不同的时隙中，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述编码单元编码后所述数据元信息对应的编码信息。
11.根据权利要求9或10所述的节点，其特征在于， 所述前置节点为信源节点； 所述经所述编码单元编码后所述数据元信息对应的编码信息为所述编码单元对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数。
12.根据权利要求9或10所述的节点，其特征在于， 所述前置节点为中间节点； 所述接收单元具体用于，接收前置节点发送的、经过所述前置节点编码的至少一个数据元信息和经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息； 所述节点还包括: 获取单元，用于根据所述 经所述前置节点编码后所述数据元信息对应的编码信息和所述编码单元对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数，获得经所述编码单元编码后所述数据元信息对应的编码信息。
13.根据权利要求9或10所述的节点，其特征在于， 所述接收单元接收的至少一个数据元信息在信源节点处进行了非二进制低密度校验码编码。
14.一种网络数据传输节点，其特征在于，包括: 接收单元，用于分别接收各个前置中间节点各自按照数据元信息在信源节点处的发射顺序发送的、经所述前置中间节点编码后的至少一个数据元信息和经所述前置中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息； 生成单元，用于根据所述接收单元接收的数据元信息和编码信息，生成传输矩阵； 解码单元，用于根据所述生成单元生成的传输矩阵，对所述接收单元接收的数据元信息进行解码。
15.根据权利要求13所述的节点，其特征在于， 所述各个前置中间节点发送所述数据元信息的时隙不同。
16.根据权利要求13所述的节点，其特征在于， 所述数据元信息在信源节点处进行了非二进制低密度校验码编码。
全文摘要
本发明实施例提供了一种通过网络进行数据传输的方法和装置，涉及通信领域，能够降低解码复杂度。所述通过网络进行数据传输方法包括第一中间节点接收前置节点发送的至少一个数据元信息；所述第一中间节点分别对所述接收的至少一个数据元信息进行编码；所述第一中间节点按照所述至少一个数据元信息在信源节点处的发射顺序，向后置节点分别发送进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述第一中间节点编码后所述数据元信息对应的编码信息。本发明可用于有线或无线网络传输过程中。
文档编号H04L1/00GK103138878SQ20111039056
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者于洋, 陈文 , 金莹, 魏岳军 申请人:华为技术有限公司, 上海交通大学