专利名称：一种基于喷泉编码下的改进型mmrs固定中继节点选择的信号传输方法
技术领域：
本发明涉及一种改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法。
背景技术：
对于传统的MMRS中继节点选择方法，以只有一个基站S和一个用户终端D为例，
它有N个半双工中继节点R1, R2,......，Rn，每个中继都有一个存储器，并且传输包括两个
时隙，第一个时隙被选择到的中继从源节点接收数据然后将数据存入存储器中；第二个时隙中被选择用于传输的中继将存储器中最前面的数据传给目的节点，目的节点接收数据。同时假设源节点与目的节点不能直接相连，并且假设以数据包的形式传输，在传一个数据包的过程中信道参数保持不变，传不同的数据包信道保持相互独立。因为每个中继都有存储器，所以中继可以接收源节点传来的信息而不需要在下一时隙马上就转发出去，这就可以实现同时选择最佳的S-R链路用于接收和最佳的R-D链路用于中继发送数据。喷泉编码是John Byers及Michael Luby等人于1998年提出的，是针对大规模数据分发和可靠广播的应用特点而提出的一种理想的解决方案。其在数据广播方面具有很大优势，所以喷泉编码已成为备受瞩目的研究热点之一。喷泉编码实际上就是在发端将原始数据分割成一定数量的数据包，对这些数据包进行编码，输出一个编码数据包流，收端只要正确接收到这个流中足够数量的编码包即可由译码器恢复出所有原始数据包，而不必考虑接收到的是编码数据包流中的哪几个数据包以及这些数据包的接收顺序。由于发端类似一个喷泉，因此其采用的编码称为喷泉编码。之所以将数字喷泉方案称作一种理想解决方案是因为它最初的提出完全是出于对大数据量的广播和分发应用的需求的归纳和提炼，以致于数字喷泉方案在刚提出时甚至没有符合其发送模式的编码。直到LT码和Raptor码等实用喷泉编码的出现，数字喷泉方案的实现才成为了可能。
图1为引入中继后的系统链路不意图，其中LI为直连链路(Direct link), L2为回程链路(Backhaul link), L3 为接入链路(Access link)。图2为带有缓冲器的中继系统示意图。对于传统的MMRS中继节点选择算法来说其由于中继引入寄存器从而允许中继可以接收源节点传来的信息而不需要在下一时隙马上就转发出去，这也就会导致很大的延迟，并且在接收终端处必须完全接收所有发送码字才能够正确恢复出原始码字。从而制约了其应用前景。
发明内容
本发明是为了提高MMRS中继节点选择传输效率，从而提供一种基于喷泉编码的改进型MMRS固定中继节点选择方法。一种基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法，其特征是:它由以下步骤实现:步骤一、对于待传输的信息序列Ix(η)}进行喷泉编码，获得编码结果；所述对于待传输的信息序列|x(n)}进行喷泉编码的具体方法是:步骤Al、将传输的信息序列|x(n)}等分为k个信息分组数据包，k为大于I的整数；并将该k个信息分组数据包组成集合Y= {y1； y2,......yk}；步骤A2、在I至k的范围内，按预设的编码度分布随机选取一个整数屯，并将该整数屯作为第i个编码包的度；所述i的初始值为I ;步骤A3、在步骤Al所述的集合Y= {y1 y2,......yk}中均勻随机选取(Ii个信息
分组数据包，并对选取到的Cli个信息分组数据包进行异或运算，获得一个编码数据包Si,并将该编码数据包Si存入编码分组集合s ；步骤A4、将i的值加I ;并判断i的值是否小于预设阈值M，所述M为大于I的整数；如果判断结果为是，则返回执行步骤Al ;如果判断结果为否，则执行步骤A5 ；步骤A5、将步骤A3获得的编码分组集合s作为编码结果；步骤二、在时隙为2*t+l下，所述t的初始值为O ;基站根据各接收节点回程链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点Rfc ;然后，基站向中继节点Rte发送步骤一获得的编码结果；中继节点Rfc接收该编码结果并进行解码，然后存入存储器中；步骤三、在时隙为2*t+2下；用户端根据与各接收节点之间链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点Rbt ;然后，中继节点Rbt将该节点的存储器中位于最前面的数据再次进行调制后发送给用户端；步骤四、用户端接收步骤三中中继节点Rbt发送的调制后数据，并进行解调，获得解调后数据；步骤五、将t的值加1，并判断t的值是否小于预设值N ;所述N为大于I的整数；如果判断结果为是，则返回执行步骤二 ；如果判断结果为否，则执行步骤六；步骤六、用户端将所有时隙下获得的解调后数据进行喷泉译码，获得原始的信息序列Ix (η)}，完成基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输；用户端对每个时隙下获得的解调后数据进行喷泉译码的具体方法是:步骤B1、将解调后的数据记为:编码分组s' ={V 1； Si 2，...，s' i，...}，并在该编码分组中寻找度为I的编码包，获得Z个度为I的编码包，Z为整数；并判断Z的值是否大于零，如果判断结果为是，则执行步骤B2 ;如果判断结果为否，则执行步骤B4 ；步骤B2、将步骤BI获得的每个度为I的编码包进行复制，获得与该编码包相连的唯一信息分组，即:为基站端发送的原始数据中的信息分组数据包；步骤B3、将步骤BI获得的每个编码包与该编码包相连的信息分组进行片或运算，每个获得运算结果，采用该运算结果对与该运算结果对应的编码包进行更新，并删除该运算结果与该运算结果相连的信息分组之间的联系；并返回执行步骤BI ；
步骤B4、判断是否每一次接收到的所有数据包都被恢复，如果判断结果为是，则完成用户端对每个时隙下获得的解调后数据的正确译码；如果判断结果为否，则译码失败，用户端进行下一时隙的数据译码。
步骤二中所述基站根据各接收中继节点回程链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点Rfc是通过公式:
权利要求
1.一种基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法，其特征是:它由以下步骤实现: 步骤一、对于待传输的信息序列lx(n)}进行喷泉编码，获得编码结果； 所述对于待传输的信息序列Ix(η)}进行喷泉编码的具体方法是: 步骤Al、将传输的信息序列|χ(η)}等分为k个信息分组数据包，k为大于I的整数；并将该k个信息分组数据包组成集合Y= Iy1, J2,......yk}； 步骤A2、在I至k的范围内，按预设的编码度分布随机选取一个整数屯，并将该整数Cli作为第i个编码包的度；所述i的初始值为I ; 步骤A3、在步骤Al所述的集合Y= {y1 y2,......yk}中均勻随机选取(Ii个信息分组数据包，并对选取到的Cli个信息分组数据包进行异或运算，获得一个编码数据包Si,并将该编码数据包Si存入编码分组集合s ； 步骤A4、将i的值加I ;并判断i的值是否小于预设阈值M，所述M为大于I的整数；如果判断结果为是，则返回执行步骤Al ;如果判断结果为否，则执行步骤A5 ； 步骤A5、将步骤A3获得的编码分组集合s作为编码结果； 步骤二、在时隙为2*t+l下，所述t的初始值为O ;基站根据各接收节点回程链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点IV ;然后，基站向中继节点Rte发送步骤一获得的编码结果；中继节ARto接收该编码结果并进行解码，然后 存入存储器中；步骤三、在时隙为2*t+2下；用户端根据与各接收节点之间链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点I^t ；然后，中继节点Rbt将该节点的存储器中位于最前面的数据再次进行调制后发送给用户端；步骤四、用户端接收步骤三中中继节点Rbt发送的调制后数据，并进行解调，获得解调后数据； 步骤五、将t的值加1，并判断t的值是否小于预设值N ;所述N为大于I的整数；如果判断结果为是，则返回执行步骤二 ；如果判断结果为否，则执行步骤六； 步骤六、用户端将所有时隙下获得的解调后数据进行喷泉译码，获得原始的信息序列Ix (η)}，完成基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输； 用户端对每个时隙下获得的解调后数据进行喷泉译码的具体方法是: 步骤B1、将解调后的数据记为:编码分组s' ={V 1； Si 2，...，s' i，...}，并在该编码分组中寻找度为I的编码包，获得Z个度为I的编码包，Z为整数；并判断Z的值是否大于零，如果判断结果为是，则执行步骤B2 ;如果判断结果为否，则执行步骤B4 ； 步骤B2、将步骤BI获得的每个度为I的编码包进行复制，获得与该编码包相连的唯一信息分组，即:为基站端发送的原始数据中的信息分组数据包； 步骤B3、将步骤BI获得的每个编码包与该编码包相连的信息分组进行异或运算，每个获得运算结果，采用该运算结果对与该运算结果对应的编码包进行更新，并删除该运算结果与该运算结果相连的信息分组之间的联系；并返回执行步骤BI ； 步骤B4、判断是否每一次接收到的所有数据包都被恢复，如果判断结果为是，则完成用户端对每个时隙下获得的解调后数据的正确译码；如果判断结果为否，则译码失败，用户端进行下一时隙的数据译码。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法，其特征在于步骤二中所述基站根据各接收中继节点回程链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的接收中继节点作为最佳中继节点Rto是通过公式: hr = arg max r 实现的；式中％表示基站S到中继节点的信道增益y表示基站S到中继节点的链路信干噪比。
3.根据权利要求1所述的一种基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法，其特征在于步骤三中所述在时隙为2*t+2下，用户端根据与各中继节点之间链路的信干噪比，选择信干噪比最大的链路作为通信链路，将该通信链路对应的中继节点作为最佳发送中继节点Rbt是通过公式: 实现的；式中屯表示源中继节点到用户端的信道增益，八表示源中继节点到用户端的链路信干噪比。
全文摘要
一种基于喷泉编码下的改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法，涉及一种改进型MMRS固定中继节点选择的信号传输方法。它是为了提高MMRS中继节点选择传输效率。该方法在传统的MMRS中继节点选择方法基础上引入喷泉编码技术，在基站端对原始待发送数据进行喷泉编码得到编码数据包，并且基站在奇数时隙中选择回程链路SINR最大的中继进行数据传输，被选择的中继将接收到的数据包进行解码后存储在其寄存器中随时准备转发。在下一个偶数时隙中，用户终端根据与其相邻各中继链路的SINR选择较大的一个进行通信，从该中继接收信息，并对接收的数据包进行解调及喷泉编码的解码等过程，从而恢复出原始数据。本发明适用于信号传输。
文档编号H04B7/14GK103200088SQ201310125248
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者吴宣利, 郎哲, 吴玮, 沙学军, 李卓明, 胡少领 申请人:哈尔滨工业大学