[发明专利]一种基于正交码的网络编码方法

摘要

本发明公开了一种基于正交码的网络编码方法，涉及无线通信技术领域，用于降低物理层网络编码应用时的成本。该方法包括：步骤S1、源节点S₁和S₂均用两位正交码对各自产生的每一位信息比特进行替换；步骤S2、源节点S₁和S₂均将各自替换后的信号传输至中继节点R；步骤S3、中继节点R采用二次采样方法对接收的叠加的不同步信号进行分离和恢复；步骤S4、中继节点R对恢复好的源节点S₁和S₂的信号对齐重组，生成叠加的同步信号；步骤S5、中继节点R将叠加的同步信号分别传输至目标节点D₁和D₂；步骤S6、目标节点D₁和D₂对接收的叠加的同步信号进行解码。本发明所提供的网络编码方法应用于蝴蝶网络。

主权项

1.一种基于正交码的网络编码方法，应用于蝴蝶网络，其特征在于，该方法包括：步骤S1、源节点S₁和S₂均用两位正交码对各自产生的每一位信息比特进行替换；步骤S2、源节点S₁和S₂均将各自替换后的信号传输至中继节点R；步骤S3、中继节点R采用二次采样方法对接收的叠加的不同步信号进行分离和恢复；步骤S4、中继节点R对恢复好的源节点S₁和S₂的信号对齐重组，生成叠加的同步信号；步骤S5、中继节点R将叠加的同步信号分别传输至目标节点D₁和D₂；步骤S6、目标节点D₁和D₂对接收的叠加的同步信号进行解码；步骤S1中的替换方式具体为：用正交码(‑1，‑1)对源节点S₁的比特0进行替换，用正交码(+1，+1)对源节点S₁的比特1进行替换，用正交码(‑1，+1)对源节点S₂的比特0进行替换，用正交码(+1，‑1)对源节点S₂的比特1进行替换；源节点S₁和S₂均将各自调制后的信号传输至中继节点R的步骤，具体包括：源节点S₁和S₂均采用矩形波信号携带各自调制后的信号的每个符号，其中，矩形波信号表示为：g(t)＝u(t+1)‑u(t)，当t≥0时，u(t)＝1，当t＜0时，u(t)＝0；源节点S₁和S₂均将各自的矩形波信号传输至中继节点R，其中，源节点S₁发送的信号表示为：源节点S₂发送的信号表示为：其中，n＝1,2,…,N，x₁[n]和x₂[n]分别表示源节点S₁和S₂基带信号的第n位符号；步骤S3中的二次采样方法具体为：确定单个符号间隔内、中继节点R接收的叠加的不同步信号的两个对称采样点的位置，其中，中继节点R接收的叠加的不同步信号表示为：两个对称采样点的位置分别表示为：t＝τ和t＝(1‑τ)，τ为自定义变量，且满足：个单位时间，1个单位时间为1个符号间隔，a₁是源节点S₁发送的信号在传输过程中对应的幅度因子，a₂是源节点S₂发送的信号在传输过程中对应的幅度因子，是源节点S₁发送的信号与源节点S₂发送的信号之间的相对相位差，Δ是源节点S₁发送的信号与源节点S₂发送的信号之间的时间偏移，且满足：0＜Δ＜1个单位时间，w(t)是方差为σ²的加性高斯白噪声；第1个符号内的采样时间点为τ和1‑τ，采样时间点的选择以单个符号间隔为周期，第n个符号内的采样时间点为(n‑1+τ)和(n‑τ)，在时间点(n‑1+τ)和(n‑τ)，分别获得中继节点R接收的叠加的不同步信号的采样值，每个符号内获得两个采样值，其中，在时间点(n‑1+τ)，获得第(2n‑1)个采样值，该采样值表示为：在时间点(n‑τ)，获得第2n个采样值，该采样值表示为：w[2n‑1]和w[2n]是均值为0且方差为的高斯噪声；将n的所有可选值取一遍，对得到的(2N+1)个采样值进行判决；利用判决结果和特纳图，从中继节点R接收的叠加的不同步信号中分离出源节点S₁的符号和源节点S₂的符号；利用源节点S₁的符号和源节点S₂的符号，分别恢复出源节点S₁发送的信号和源节点S₂发送的信号；利用判决结果和特纳图，从中继节点R接收的叠加的不同步信号中分离出源节点S₁的符号和源节点S₂的符号的步骤，具体为：利用第1个采样值的判决结果，得到的值；基于第1个采样值和第2个采样值的判决结果中的相等的条件，从中减去的值，获得的值；基于第2个采样值和第3个采样值的判决结果中的相等的条件，从中减去的值，获得的值；基于第3个采样值和第4个采样值的判决结果中的相等的条件，从中减去的值，获得的值；以此类推，依次获得源节点S₁和S₂中其他的符号，其中，表示源节点S₁的第n个符号，表示源节点S₂的第n个符号，表示(2N+1)个采样值中第偶数个采样值的判决结果，表示(2N+1)个采样值中第奇数个采样值的判决结果；步骤S6具体包括：在单个符号间隔内，目标节点D₁和D₂分别用预留的正交码基码和各自接收的叠加的同步信号做内积运算，其中，正交码基码为替换比特0的两位正交码；目标节点D₁和D₂分别对运算结果的正负进行判断，若运算结果为正，则表示正交码替换前对应的信息比特为0，若运算结果为负，则表示正交码替换前对应的信息比特为1。