CN101009531B - 进行差错控制的方法和互助中转系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种进行差错控制的方法和互助中转系统，其核心为：互助节点组中的每个作为中转节点的节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理。通过本发明，能够在线性分组编码的过程中对互助节点组中各个节点发送的信息码组进行异或处理，从而使不同用户站的信息码组可以用相同的频段和相同的时段发送给基站，因此其不仅能够最大程度地增加中转系统的吞吐量，还可获得额外的互助路径分集和线性分组码增益。

Description

进行差错控制的方法和互助中转系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及差错控制技术。
背景技术
由于通信线路上总有噪声存在，噪声和有用信息中的结果，就会使传送的信息出现差错。为了使信源代码具有检错和纠错能力，应当按一定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元(又称监督码)，使这些冗余码元与被传送的信息码元之间建立一定的关系，发送端完成这个任务的过程就称为误码控制编码；在接收端，根据信息码元与监督码元的特定关系，实现检错或纠错，输出原信息码元，完成这个任务的过程就称误码控制译码(或解码)。
按照信息码元与附加的监督码元之间的检验关系，可将误码控制编码分为线性码与非线性码。其中所述线性码是指当信息码元与附加的监督码元之间的检验关系呈线性关系，即满足一组线性方程式。按照信息码元与监督附加码元之间的约束方式之不同，可将误码控制编码分为分组码与卷积码。其中的分组码由分组编码器实现，分组编码器是一个无记忆的装置。所述的分组编码可由(n，k)标记，即k位信息码元为一个分组，编码成n位码元长度的码组，而n-k位为监督码元长度。每组的监督码元仅与本码组的信息码元有关，而与其它组的信息码元无关。编码速率为k/n。
下面以线性分组码组为(7，3)为例说明编码和解码过程中如何进行差错控制的：
假设发送端输入的原信息码组为：U＝[u0 u1 u2]
输出的线性分组信息码组为：C＝[c0 c1 c2 c3 c4 c5 c6]
输出的校验码组为：P＝[p0 p1 p2 p3]＝[c3 c4 c5 c6]
则进行误码控制编码的线性方程组为：
Figure G2006100017578D00021
上述方程组(1)可以改写为：C＝U·G。
其中的G为k×n生成矩阵，可由两部分构成：所述的M为生成矩阵G中的信息码元矩阵，Q为生成矩阵G中的k×(n-k)校验码元矩阵。
对于本例：
可以看出M为3×3单位矩阵。此时当进行编码时，只需根据获知的M，结合校验码矩阵Q生成G，然后与输入的原信息码组U进行点乘并进行异或处理，获得线性分组信息码组C。
当进行解码时，需要事先获知与原信息码组对应的监督码元矩阵H，然后根据线性分组信息码组C和监督码元矩阵H之间是否满足H·CT＝0T的关系判断获得的原信息码组是否出错，如果满足，则说明没有出错，否则，通知发送端进行重传或直接进行纠错。
监督码元矩阵H可由两部分构成：
Figure G2006100017578D00024
，S为监督矩阵的系统码元部分矩阵，R为监督矩阵的校验码元部分矩阵。
对于本例：
Figure G2006100017578D00031
可以看出，R为4×4单位矩阵。这种情况下，接收端进行解码时，仅仅需要根据系统码元部分矩阵S构成监督矩阵H，然后根据线性分组信息码组C和监督码元矩阵H之间是否满足H·CT＝0T的关系判断获得的原信息码组是否出错。
与本发明有关的现有技术是基于IEEE 802.16标准，采用OFDM技术实现信道编码和解码的。
所述的IEEE 802.16标准为第一个宽带无线接入标准，其主要有两个版本：802.16标准的带宽固定无线接入版本“802.16-2004”和802.16标准的宽带移动无线接入版本“802.16e”。其中的802.16-2004仅定义了两种网元，即BS和SS；802.16e也仅定义了两种网元，即BS和MSS。目前802.16Multihop Relay SG(802.16多跳中转研究组)仅提出了WiMAX中转站(RS)的概念，其中一个重要的作用是作为BS与SS/MSS间的中转，增加用户站的吞吐量和传输的可靠性。
在所述802.16标准中，基于如图1所示的OFDM中转系统实现信道编码和解码的，所述中转系统包括用户站(如，用户站1或用户站2)、OFDM中转站和基站。
OFDM中转站的结构如图2所示，包括OFDM接收机和OFDM发射机。其中，所述的OFDM接收机的工作原理如图3所示，所述的OFDM发射机的工作原理如图4所示。基站的工作原理如图5所示。
用户站1和用户站2分别将源信息码组U1和U2进行信道编码、符号映射处理和OFDM调制处理后发送给基站和中转站。中转站接收到用户站发送的信号后，依次对其进行OFDM解调、符号解映射处理和信道解码，获得原信息码组U1和U2；然后，分别将源信息码组U1和U2进行信道编码、符号映射处理和OFDM调制处理后发送给基站。
当基站接收到中转站发送的信号后，依次对其进行OFDM解调、符号解映射处理和信道解码，获得原信息码组。
如图1的现有中转技术中，用户站到基站的路径和用户站经中转站到基站的路径构成路径分集(Path Diversity)，增强了传输的可靠性。但用户站1的信息码组U1经中转站到基站和用户站2的信息码组U2经中转站到基站，通常只能采用以下如下两种技术：
第一种技术是中转站到基站的信息码组U1和信息码组U2分别占用不同的频段；
第二种技术是中转站到基站的信息码组U1和信息码组U2使用相同的频段，但占用不同的时间段。
当采用第一种技术时，存在如下缺陷：
需要较宽的频谱，然而频谱为运营商稀缺的资源，频谱资源浪费太大对运营商来说是不可容忍的。
当采用第二种技术时，虽然能够做到频谱需求较少，但对于源节点来说，由于各个中转站必须分时工作，会降低各个中转站的平均数据通信速率，所以源节点的吞吐量增加有限，甚至有可能会降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种进行差错控制的方法和互助中转系统，通过本发明，不仅能够解决当中转站分别占用不同的频段发送不同用户站的信息码组给基站时，需求频谱较宽的问题，又能解决当中转站使用相同的频段，但占用不同的时间段发送不同用户站的信息码组给基站时，源节点的吞吐量增加有限甚至可能降低的问题，而且能够最大程度地增加中转系统的吞吐量，还可获得额外的互助路径分集和线性分组码增益。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种进行差错控制的方法，其特征在于，包括：
A、互助节点组中的每个作为中转节点的节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；
B、所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理。
其中，所述步骤A具体包括：
A1、互助节点组中作为中转节点的每个节点，获取互助节点组中各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组；或，
互助节点组中作为中转节点的每个节点，获取互助节点组中各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组，以及自己的分布式信息码组；
A2、互助节点组中作为中转节点的每个节点将获取的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行相应的分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组，然后将其传送给目的节点；或
互助节点组中作为中转节点的每个节点将获取到的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行相应的线性分组编码，得到各个源节点组成的整个组对应的校验码组，然后获取与自己对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点。
其中，在所述步骤A之前包括：
A0、互助节点组中的作为源节点的每个节点向其互助节点组中的作为中转节点的各个节点以及目的节点发送其分布式信息码组。
其中，所述步骤A0具体包括：
A01、当利用OFDM子信道技术时，按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A02、互助节点组中每个作为源节点的节点通过不同的OFDM子信道向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组；
或，
A03、当利用时分技术时，按时隙不同，将时分子信道分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A04、互助节点组中的每个作为源节点的节点通过不同的时分子信道向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组；
或，
A05、当利用码分技术时，按扩频码不同，将扩频码分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A06、互助节点组中的每个作为源节点的节点通过不同的扩频码向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组。
其中，在所述步骤A之前还包括：
按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道分配给互助节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道；或，
将时分子信道分配给互助节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道；或，
将扩频码分配给互助中转节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道。
其中，所述的方法还包括：
目的节点获知与互助节点组中作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵。
其中，当需要支持动态自适应线性分组编码时，还包括：
互助节点组中的作为中转节点的各个节点将其对应的分布式监督矩阵发送给目的节点；所述目的节点将接收到的各个分布式监督矩阵进行组合，获知所述作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵；
或，
当互助节点中作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵中的校验码元部分矩阵为单位矩阵时，互助节点组中作为中转节点的各个节点将其对应的分布式系统码元部分矩阵发送给目的节点；所述目的节点将所述分布式系统码元部分矩阵进行组合，并根据组合后得到的系统码元部分矩阵构建与所述互助中转节点组对应的监督矩阵。
其中，所述步骤B具体包括：
B1、所述目的节点将接收到的作为中转节点的各个节点发送的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送给的分布式信息码组进行组合，然后根据所述组合后得到的校验码组和信息码组形成线性分组码组；
B2、根据与所述作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵对所述线性分组码组进行解码处理。
本发明提供一种进行差错控制的互助中转系统，其包括：
互助节点组和目的节点；
所述互助节点组，用于通过其内作为中转节点的各个节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送给的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理。
其中，所述互助节点组中的中转节点包括：
接收机和发射机；
所述接收机依次对接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行解调、符号解映射处理后，再进行信道解码处理，而后发送给所述发射机；
所述发射机获取源节点发送的分布式信息码组，或获取源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组；然后将获取到的分布式信息码组进行组合后，进行分布式线性分组编码处理，并将得到的对应的分布式校验码组依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送出去；或将组合后得到的信息码组进行线性分组编码处理，得到对应的校验码组，并将对应自己的分布式校验码组依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送出去。
其中，所述接收机包括：
解调器、符号解映射单元和信道解码单元；
所述解调器用于对接收到的分布式信息码组进行解调处理，然后将解调处理后的分布式信息码组发送给符号解映射单元；所述符号解映射单元用于对接收到的分布式信息码组进行符号解映射处理，然后发送给信道解码单元进行信道解码处理。
其中，所述发射机包括：
分布式线性分组编码单元，用于将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行组合，或将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行分布式线性分组编码处理，得到对应的分布式校验码组，然后将所述分布式校验码组发送出去；
或，
线性分组编码单元，用于将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行组合，或将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行线性分组编码处理，得到对应的校验码组，然后将对于自己的分布式校验码组发送出去。
其中，所述发射机还包括：
符号映射单元和调制器；
所述符号映射单元将分布式线性分组编码单元或线性分组编码单元发送的分布式校验码组进行相应的符号映射，然后传送给解调器进行相应的解调处理后发送出去。
其中，所述目的节点包括：
广播信道解码单元和中转信道解码单元；
所述广播信道解码单元，用于对目的节点在广播阶段接收到的各个互助节点广播的分布式信息码组进行信道解码处理，然后对解码后的分布式信息码组进行组合，输出信息码组的估计值，随后送入所述中转信道解码单元；
所述中转信道解码单元将目的节点在中转阶段接收到的互助节点组中各个中转节点传送的分布式校验码组进行组合，并对组合后得到的校验码组和接收到的信息码组的估计值进行解码处理。
其中，所述目的节点还包括：
解调器和符号解映射单元；
所述解调器对目的节点接收到的互助节点组中的各个节点广播的分布式信息码组，或对目的节点在中转阶段接收到的互助节点组中各个中转节点发送的分布式校验码组进行解调处理，并将处理后的分布式信息码组或分布式校验码组通过所述符号解映射单元进行相应的符号解映射处理后，将所述分布式信息码元传送给所述广播信道解码单元，将所述分布式校验码元传送给所述中转信道解码单元。
其中，所述解调器包括OFDM解调器。
其中，所述调制器包括OFDM调制器。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明中，互助节点组中的每个作为中转节点的节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理。通过本发明，能够在线性分组编码的过程中对互助节点组中各个节点发送的信息码组进行异或处理，从而使不同用户站的信息码组可以用相同的频段和相同的时段发送给基站，因此其不仅能够解决当中转站分别占用不同的频段发送不同用户站的信息码组给基站时，需求频谱较宽的问题，又能解决当中转站使用相同的频段，但占用不同的时间段发送不同用户站的信息码组给基站时，源节点的吞吐量增加有限甚至可能降低的问题，而且能够最大程度地增加中转系统的吞吐量，还可获得额外的互助路径分集和线性分组码增益。
附图说明
图1为现有技术中OFDM中转系统的工作原理图；
图2为现有技术中OFDM中转站的结构示意图；
图3为现有技术中OFDM中转站中的接收机的工作原理图；
图4为现有技术中OFDM中转站中的发射机的工作原理图；
图5为现有技术中基站的工作原理示意图；
图6为本发明提供的第一实施例中的第一互助中转系统模型示意图；
图7为本发明提供的第一实施例中的第二互助中转系统模型示意图；
图8为本发明提供的第一实施例中的发射机的工作原理示意图；
图9为本发明提供的第一实施例中的目的节点的工作原理示意图；
图10为本发明提供的第一实施例中的互助中转相同的实施模型示意图；
图11为本发明提供的第三实施例的流程图；
图12为采用OFDM技术时，互助节点组中的各个节点向目的节点发送信息时的示意图；
图13为采用时分技术时，互助节点组中的各个节点向目的节点发送信息时的示意图；
图14为采用码分技术时，互助节点组中的各个节点向目的节点发送信息时的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种进行差错控制的方法和互助中转系统，其利用分布式线性分组码技术，支持互助中转节点组中各个节点间互助接入同一基站。
针对本发明所述的系统，本发明提供的第一实施例，如图6所示，包括互助节点组和目的节点；互助节点组的通信目标为目的节点。其中所述互助节点组中的各个节点，如节点1、节点2、...、节点N均可以轮流成为信源节点(简称源节点)，其它节点全部可以作为中转节点，也可以有一部分作为中转节点，所以作为中转节点的节点可以为节点2、...、节点M；且M≤N。所有中转节点构成互助中转节点组。
假设节点1作为源节点，则形成如图7所示的系统模型，此时虚线框中的各个节点为中转节点，它们构成互助中转节点组。源节点和目的节点间的通信通道除直接通信通道外，还有由多个中转节点作并行互助中转的通信通道。
各个源节点向各个中转节点广播其分布式信息码组。
各个中转节点的结构与如图2所示的结构雷同，包括接收机、发射机和收发天线；其中的收发天线可以为多。
所述接收机依次对接收到的分布式信息码组进行处理后，传送给所述发射机，所述发射机对其处理后将其发送出去。
其中的接收机的结构与如图3所示的结构雷同。其包括解调器、符号解映射单元和信道解码单元。
所述解调器为OFDM解调器，其对接收到的信息码组进行解调处理，然后将解调处理后的信息码组发送给符号解映射单元；所述符号解映射单元对接收到的信息码组进行符号解映射处理，然后将处理后的信号发送给信道解码单元。所述信道解码单元为普通的信道解码，用于在中转阶段进行信道解码。
发射机为如图8所示的结构，包括分布式线性分组编码单元、符号映射单元和调制器；所述调制器为OFDM调制器。
分布式线性分组编码单元，是本发明的重要发明点，用于将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行分布式线性分组编码处理，得到对应的分布式校验码组，然后将所述分布式校验码组发送出去。
当该互助节点组中的中转节点既可以作为源节点又可以作为中转节点时，这时，该中转节点中的分布式线性分组编码单元的工作原理如下：
将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行分布式线性分组编码处理，得到对应的分布式校验码组，然后将所述分布式校验码组发送出去。
所述符号映射单元将分布式分组编码单元发送的分布式校验码组进行相应的符号映射处理后，传送给解调器进行相应的解调处理并发送出去。
目的节点接收机结构如图9所示，包括解调器、符号解映射单元、广播信道解码单元和中转信道解码单元。所述解调器为OFDM解调器。
当广播信道解码单元处于工作状态时，即处于广播阶段时，所述解调器对目的节点接收到各个源节点广播的分布式信息码组进行解调处理，并将处理后的分布式信息码组传送给符号解映射单元，所述符号解映射单元仅对输出到广播信道解码单元的分布式信息码组进行符号解映射处理，然后传送给广播信道解码单元；
所述广播信道解码单元接收到处理后的分布式信息码组后，对其进行解码：将接收到的分布式信息码组，与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行信道解码处理，输出信息码组的估计值，随后送入所述中转信道解码单元。
中转信道解码单元处于工作状态时，即处于中转阶段时，所述解调器对目的节点接收到的各个中转节点发送的分布式校验码组进行解调处理，并将处理后的分布式校验码组传送给符号解映射单元，输出分布式校验码组的估计值到中转信道解码单元；所述中转信道解码单元将所述分布式校验码组的估计值进行组合，并结合广播信道解码单元输出的信息码组的估计值，而后进行信道解码处理，得到各个源节点组成的整个节点组对应的信息码组。
下面结合如图10所示的互助中转系统的实施模型对上述实施例的具体工作过程进行详细说明：
假设用户站1、用户站2和用户站3均可以作为源节点，用户站1、用户站2和用户站3构成互助节点组；用户站2和用户站3还可以作为用户站1的中转节点，其构成互助中转节点组。所述互助节点组与目的节点(如图中的基站)构成互助中转系统。各个源节点组成的互助节点组的通信目标为目的节点。
假设互助节点组采用(7，3)线性分组码。
用户站1、用户站2和用户站3的分布式输入信息码组分别为：
U1＝u0，U2＝u1，U3＝u2
在广播阶段，用户站1、用户站2和用户站3分别作为源节点广播其对应的分布式信息码组U1、U2和U3给其互助中转节点组中的中转节点(用户站2和用户站3)以及目的节点。
在中转阶段，用户站2和用户站3将接收到的分布式信息码组，与自己的信息码组组合成如下信息码组：
U＝[u0 u1 u2]
然后用户站2和用户站3根据下述公式分别对所述信息码组U进行分布式的线性分组编码。
Pi＝U·Qi，
其中Qi(i＝1，2)为互助中转节点(即用户站2和用户站3)的分布式校验码元部分矩阵，其中，Q1(即用户站2的分布式校验码元部分矩阵)由生成矩阵G的校验码元部分矩阵Q的第1和第2列码元组成；Q2(即用户站3的分布式校验码元部分矩阵)由生成矩阵G的校验码元部分矩阵Q的第3和第4列码元组成。
编码后输出的分布式校验码组分别为：
P1＝[p0 p1]，P2＝[p2 p3]
其中，
p 0 = u 0 ⊕ u 2 p 1 = u 0 ⊕ u 1 ⊕ u 2 p 2 = u 0 ⊕ u 1 p 3 = u 1 ⊕ u 2
然后通过符号映射单元、解调器处理后，发送给目的节点。
最后基站根据在广播阶段接收到的分布式信息码组和在中转阶段接收到的分布式校验码组进行解码处理。具体处理过程如下：
在广播阶段，基站通过解调器对接收到互助节点组中各个源节点广播的分布式信息码组进行解调处理，并将处理后的分布式信息码组传送给符号解映射单元，所述符号解映射单元仅对输出到广播信道解码单元的分布式信息码组进行符号解映射处理，然后传送给广播信道解码单元；所述广播信道解码单元接收到处理后的分布式信息码组后，将其进行组合，并对组合后得到的信息码组进行信道解码处理，输出信息码组的估计值，随后送入所述中转信道解码单元。
在中转阶段，解调器对接收到的互助中转节点组中各个中转节点中转的分布式校验码组进行解调处理，并将处理后的分布式校验码组传送给符号解映射单元，输出分布式校验码组的估计值到中转信道解码单元。
所述中转信道解码单元将所述分布式校验码组的估计值进行组合，并与广播信道解码单元输出的信息码组的估计值组合在一起，然后按照事先获知的监督矩阵H进行信道解码处理，得到信息码组。例如：
假设目的节点事先获知的监督矩阵H如下：
Figure G2006100017578D00151
则基站按照所述获知的监督矩阵H，对接收到的信息码组进行线性分组解码，得到互助节点组的信息码组U＝[u0 u1 u2]。
针对本发明所述的系统，本发明提供了第二实施例，其与第一实施例中的不同之处在于：将图8中的分布式线性分组编码单元替换为线性分组编码单元。该部件的信息处理过程如下：
所述线性分组编码单元将接收到的分布式信息码组与自己的分布式信息码组组合后，进行线性分组编码，这时得到的是各个源节点构成的整个组对应的校验码组，然后将对应自己的那部分分布式校验码组依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送给目的节点。
仍然结合图10所示的互助中转系统为例说明线性分组编码单元的信息处理过程：
仍然假设互助节点组采用(7，3)线性分组码。
用户站1、用户站2和用户站3的分布式输入信息码组分别为：
U1＝u0，U2＝u1，U3＝u2
在广播阶段，用户站1、用户站2和用户站3分别作为源节点广播其对应的分布式信息码组U1、U2和U3给其互助中转节点组中的中转节点(用户站2和用户站3)以及目的节点。
在中转阶段，用户站2和用户站3将接收到的分布式信息码组，与自己的信息码组组合成如下信息码组：
U＝[u0 u1 u2]
然后用户站2和用户站3根据下述公式对所述信息码组U分别进行线性分组编码处理。
P＝U·Q，其中Q为中转节点(用户站2或用户站3)的校验码元部分矩阵：
Q = 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1
根据上述公式得到对应的校验码组P。然后用户站2和用户站3只将校验码组P中对应自己的分布式校验码组Pi(i＝1，..，M；M≤N)中转给目的节点。
用户站2和用户站3输出的分布式校验码组分别为：
P1＝[p0 p1]，P2＝[p2 p3]
其中，
p 0 = u 0 ⊕ u 2 p 1 = u 0 ⊕ u 1 ⊕ u 2 p 2 = u 0 ⊕ u 1 p 3 = u 1 ⊕ u 2
然后将所述P1和P2分别依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送给目的节点。
针对本发明所述的方法，本发明提供的第三实施例，如图11所示：
步骤101、互助节点组中作为源节点的每个节点分别向其互助节点组中的作为中转节点的节点以及目的节点发送其分布式信息码组。
互助节点组中的每个节点可以作为源节点，当其作为源节点时，该互助节点组中的其它所有节点可以作为该源节点的中转节点，也可以有部分节点作为该源节点的中转节点，并构成互助中转节点组。在广播阶段，每个节点作为源节点j(j＝1，...，N)向其互助中转节点组中的每个中转节点及目的节点广播其分布式信息码组Uj(j＝1，...，N)。则各个源节点构成的一个节点组的输入信息码组：
U＝[U1 U2…UN]
其中U的码元位数总和为k。根据所述U利用下述公式能够构成一个码元位数总和为n的线性分组码组C。
C＝U·G，其中G为k×n生成矩阵，由两部分构成：
Figure G2006100017578D00171
，所述的M为生成矩阵G中的信息码元矩阵，Q为生成矩阵G中的k×(n-k)校验码元矩阵。
当互助节点组中作为源节点的每个节点分别向目的节点发送其信息码组完毕后，所述目的节点也就获得了各个源节点组成的线性分组码组C。
步骤102、互助节点组中的各个中转节点接收到该组内的各个源节点发送的分布式信息码组后，与输入到自己的的分布式信息码组进行组合，进行分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点。
在中转阶段，互助中转节点组中的各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)将接收到的各个源节点发送的信息码组与自己的信息码组进行组合，形成对应各个源节点构成的组的输入信息码组：
U＝[U1 U2…UN]，
然后根据下述公式对所述U进行分布式线性分组编码处理：
Pi＝U·Qi
其中Qi为中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)的分布式k×Ti校验码元部分矩阵，所述Qi由生成矩阵G的校验码元部分矩阵Q的第(T1+T2+...+Ti-1+1)列到第(T1+T2+...+Ti)列共Ti列码元组成，其中T0＝0；
根据上述公式分别得到各个中转节点对应的分布式校验码组Pi(i＝1，...，M；M≤N)，其中Pi的码元位数为Ti，n-k＝T1+T2+...+TM。
最后分别将分布式校验码组Pi中转给目的节点。则目的节点会获得各个源节点组成的整个组对应的校验码组为：
P＝[P1 P2…PM]。
为了减少中转阶段的通信量，可以选取低密度校验码LDPC进行分布式信道编码。
步骤103、所述目的节点将接收到的各个中转节点发送的分布式校验码组进行组合，并将各个源节点在广播阶段发送给的分布式信息码组进行组合，然后根据所述组合后得到的校验码组和信息码组形成线性分组码组。最后根据与所述各个中转节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵对所述线性分组码组进行解码处理。
在执行此步骤之前，目的节点需要获知与各个中转节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵。具体获知办法，可以通过初始化过程与互助中转节点组约定，或通过与互助中转节点组交互的信息获知。
当需要支持动态自适应线性分组编码时，各个中转节点将其对应的监督矩阵发送给目的节点；所述目的节点将接收到的各个中转节点对应的监督矩阵进行组合，获知与所述各个中转节点组成的整个组对应的监督矩阵。
假设各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)对应的分布式Ti×n监督矩阵为Hi，由监督矩阵H的第(T1+T2+...+Ti-1+1)行到第(T1+T2+...+Ti)行共Ti行码元组成。当目的节点接收到各个中转节点对应的监督矩阵Hi后，进行组合，生成所述各个中转节点组成的整个组对应的监督矩阵H。
当监督矩阵中的校验码元部分矩阵为单位矩阵时，各个中转节点将其对应的系统码元部分矩阵发送给目的节点；所述目的节点将所述系统码元部分矩阵进行组合，并根据组合后的系统码元部分矩阵构建与所述各个中转节点组成的整个组对应的监督矩阵。
假设各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)的分布式Ti×k系统码元部分矩阵为Si，由监督矩阵H的系统码元部分矩阵为S的第(T1+T2+...+Ti-1+1)行到第(T1+T2+...+Ti)行共Ti行码元组成。当目的节点接收到各个中转节点对应的分布式Ti×k系统码元部分矩阵Si后，进行组合，生成所述各个中转节点组成的整个组对应的系统码元部分矩阵S。然后所述目的节点根据组合后的系统码元部分矩阵S构建与所述各个中转节点组成的整个组对应的监督矩阵H。最后根据所述监督矩阵H对所述获得的线性分组码组C和校验码组P进行解码处理，得到经检错或纠错后的各个源节点组成的整个组对应的信息码组U。
下面结合OFDM子信道技术、时分技术、码分技术对第二实施例中的步骤101与步骤102的具体实施过程进行说明。
当采用OFDM子信道技术时，第三实施例中的步骤101与步骤102的具体实施过程如下：
如图12所示，假设OFDM信道按正交频分复用子载波组i(i＝1，...，N)的不同，分成正交的1...N个OFDM子信道(subchannel)；
步骤101中，在广播阶段，按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道j(j＝1，...，N)分配给互助节点组中的各个源节点j至该组中的各个中转节点以及目的节点间的广播通道；互助节点组中的每个源节点j(j＝1，...，N)分别通过不同的OFDM子信道向其互助节点组中的各个中转节点及目的节点广播其分布式信息码组Uj(j＝1，...，N)。
步骤102中，在中转阶段，按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道i(i＝1，...，M)分配给互助节点组中的各个中转节点i至目的节点间的中转通道；互助节点组中的每个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)接收到该组内的各个源节点发送的分布式信息码组后，与输入到其内的分布式信息码组组合在一起，进行分布式线性分组编码，得到对应的校验码组Pi(i＝1，...，M；M≤N)，并将其通过所分配的中转通道传送给目的节点。
当采用时分技术时，第三实施例中的步骤101与步骤102的具体实施过程如下：
假设如图13所示，按时隙i(i＝1，...，N)的不同，将通信信道分成正交的1...N个时分子信道。
则步骤101中，在广播阶段，按时隙i(i＝1，...，N)的不同，将时分子信道j(j＝1，...，N)分配给互助节点组中的各个源节点j至该组中各个中转节点以及目的节点间的广播通道；互助节点组中的各个源节点j(j＝1，...，N)分别通过不同的时分子信道向其互助节点组中各个中转节点及目的节点广播其分布式信息码组Uj(j＝1，...，N)。
步骤102中，在中转阶段，将时分子信道i(i＝1，...，M)分配给互助节点组中的各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)至目的节点间的中转通道；各个中转节点接收到该组内各个源节点发送的分布式信息码组后，与输入到其内的分布式信息码组组合在一起，进行分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组Pi(i＝1，...，M；M≤N)，并将其通过所分配的中转通道传送给目的节点。
当采用码分技术时，第三实施例中的步骤101与步骤102的具体实施过程如下：
假设如图14所示，通信信道按扩频码i(i＝1，...，N)的不同，分成正交的1...N个扩频子信道。
则步骤101中，在广播阶段，按扩频码的不同，将扩频码j(j＝1，...，N)分配给互助节点组中的各个源节点j至该组中各个中转节点以及目的节点间的广播通道；各个源节点j(j＝1，...，N)分别通过不同的扩频码向其互助节点组中的各个中转节点及目的节点广播其分布式信息码组Uj(j＝1，...，N)。
步骤102中，在中转阶段，将扩频码i(i＝1，...，M)分配给互助中转节点组中的各个中转节点i至目的节点间的中转通道；各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)接收到各个源节点发送的分布式信息码组后，与输入到其内的分布式信息码组组合在一起，进行分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组Pi(i＝1，...，M；M≤N)，并将其通过所分配的中转通道传送给目的节点。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第四实施例，其与第三实施例的区别体现在步骤102中，在第四实施例中步骤102的具体实施过程如下：
互助节点组中的各个中转节点接收到该组内的各个源节点发送的分布式信息码组后，与输入到自己的的分布式信息码组进行组合，进行线性分组编码，得到对应的各个源节点组成的整个组对应的校验码组，然后将对应自己的分布式校验码组传送给目的节点。
在中转阶段，互助中转节点组中的各个中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，形成对应各个源节点节点构成的组的输入信息码组：
U＝[U1 U2…UN]
然后根据下述公式对所述U进行线性分组编码处理：
Pi＝U·Q
其中Q为中转节点i(i＝1，...，M；M≤N)的分布式k×Ti校验码元部分矩阵，所述Q由生成矩阵G的校验码元部分矩阵Q的组成。
然后各个中转节点将对应自己的分布式校验码组Pi(i＝1，...，M；M≤N)，其中Pi的码元位数为Ti，n-k＝T1+T2+...+TM。中转给目的节点。
目的节点根据各个源节点发送的Pi会获得各个源节点组成的整个组对应的校验码组为：
P＝[P1 P2…PM]。
本发明的第三实施例中，当中转节点仅仅具有中转功能，而不能作为源节点时，步骤102的实施过程如下：
互助节点组中的各个中转节点接收到该组内的各个源节点发送的分布式信息码组后，将其进行组合，进行分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点。
本发明的第四实施例中，当中转节点仅仅具有中转功能，而不能作为源节点时，步骤102的实施过程如下：
互助节点组中的各个中转节点接收到该组内的各个源节点发送的分布式信息码组后，将其进行组合，进行线性分组编码，得到对应的各个源节点组成的整个组对应的校验码组，然后将对应自己的分布式校验码组传送给目的节点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种进行差错控制的方法，其特征在于，包括：
A、互助节点组中的每个作为中转节点的节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；
B、所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理；
所述步骤A具体包括：
互助节点组中作为中转节点的每个节点，获取互助节点组中各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组；
互助节点组中作为中转节点的每个节点将获取的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行相应的分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组，然后将其传送给目的节点；
或者所述步骤A具体包括：
互助节点组中作为中转节点的每个节点，获取互助节点组中各个作为源节点的节点发送的分布式信息码组，以及自己的分布式信息码组；
互助节点组中作为中转节点的每个节点将获取到的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行相应的线性分组编码，得到各个源节点组成的整个组对应的校验码组，然后获取与自己对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述对组合后得到的信息码组进行相应的分布式线性分组编码，得到对应的分布式校验码组包括：
根据Pi＝U·Qi得到对应的分布式校验码组Pi；
其中，U为所述组合后得到的信息码组，Qi为第i个互助中转节点的分布式校验码元部分矩阵；
或者所述对组合后得到的信息码组进行相应的线性分组编码，得到各个源节点组成的整个组对应的校验码组包括：
根据P＝U·Q得到各个源节点组成的整个组对应的校验码组P；
其中，U为所述组合后得到的信息码组，Q为中转节点的校验码元部分矩阵。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前包括：
A0、互助节点组中的作为源节点的每个节点向其互助节点组中的作为中转节点的各个节点以及目的节点发送其分布式信息码组。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A0具体包括：
A01、当利用OFDM子信道技术时，按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A02、互助节点组中每个作为源节点的节点通过不同的OFDM子信道向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组；
或，
A03、当利用时分技术时，按时隙不同，将时分子信道分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A04、互助节点组中的每个作为源节点的节点通过不同的时分子信道向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组；
或，
A05、当利用码分技术时，按扩频码不同，将扩频码分配给互助节点组中作为源节点的节点至其组中的作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组以及目的节点间的广播通道；
A06、互助节点组中的每个作为源节点的节点通过不同的扩频码向所述作为中转节点的各个节点及目的节点广播其分布式信息码组。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括：
按正交频分复用子载波组的不同，将OFDM子信道分配给互助节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道；或，
将时分子信道分配给互助节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道；或，
将扩频码分配给互助中转节点组中作为中转节点的各个节点至目的节点间的中转通道。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
目的节点获知与互助节点组中作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当需要支持动态自适应线性分组编码时，还包括：
互助节点组中的作为中转节点的各个节点将其对应的分布式监督矩阵发送给目的节点；所述目的节点将接收到的各个分布式监督矩阵进行组合，获知所述作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵；
或，
当互助节点中作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵中的校验码元部分矩阵为单位矩阵时，互助节点组中作为中转节点的各个节点将其对应的分布式系统码元部分矩阵发送给目的节点；所述目的节点将所述分布式系统码元部分矩阵进行组合，并根据组合后得到的系统码元部分矩阵构建与所述互助中转节点组对应的监督矩阵。
8.根据权利要求1、6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
B1、所述目的节点将接收到的作为中转节点的各个节点发送的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送给的分布式信息码组进行组合，然后根据所述组合后得到的校验码组和信息码组形成线性分组码组；
B2、根据与所述作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵对所述线性分组码组进行解码处理。
9.一种进行差错控制的互助中转系统，其特征在于，包括：
互助节点组和目的节点；
所述互助节点组，用于通过其内作为中转节点的各个节点将获取到的分布式信息码组进行编码处理，获得对应的分布式校验码组，并将其传送给目的节点；所述目的节点将接收到的分布式校验码组进行组合，并将互助节点组中的各个作为源节点的节点发送给的分布式信息码组进行组合，然后对组合后生成的校验码组和信息码组进行解码处理；
所述互助节点组中的中转节点包括：
接收机和发射机；
所述接收机依次对接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行解调、符号解映射处理后，再进行信道解码处理，而后发送给所述发射机；
所述发射机获取源节点发送的分布式信息码组，然后将获取到的分布式信息码组进行组合后，进行分布式线性分组编码处理，并将得到的对应的分布式校验码组依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送出去；
或者，所述发射机获取源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组，将组合后得到的信息码组进行线性分组编码处理，得到对应的校验码组，并将对应自己的分布式校验码组依次进行相应的符号映射处理和调制处理后，发送出去。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述接收机包括：
解调器、符号解映射单元和信道解码单元；
所述解调器用于对接收到的分布式信息码组进行解调处理，然后将解调处理后的分布式信息码组发送给符号解映射单元；所述符号解映射单元用于对接收到的分布式信息码组进行符号解映射处理，然后发送给信道解码单元进行信道解码处理。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述发射机包括：
分布式线性分组编码单元，用于将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行组合，或将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行分布式线性分组编码处理，得到对应的分布式校验码组，然后将所述分布式校验码组发送出去；
或，
线性分组编码单元，用于将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组进行组合，或将接收到的各个源节点发送的分布式信息码组与自己的分布式信息码组进行组合，并对组合后得到的信息码组进行线性分组编码处理，得到对应的校验码组，然后将对于自己的分布式校验码组发送出去。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述发射机还包括：
符号映射单元和调制器；
所述符号映射单元将分布式线性分组编码单元或线性分组编码单元发送的分布式校验码组进行相应的符号映射，然后传送给解调器进行相应的解调处理后发送出去。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述目的节点包括：
广播信道解码单元和中转信道解码单元；
所述广播信道解码单元，用于对目的节点在广播阶段接收到的各个互助节点广播的分布式信息码组进行信道解码处理，然后对解码后的分布式信息码组进行组合，输出信息码组的估计值，随后送入所述中转信道解码单元；
所述中转信道解码单元将目的节点在中转阶段接收到的互助节点组中各个中转节点传送的分布式校验码组进行组合，并根据与所述作为中转节点的各个节点组成的互助中转节点组对应的监督矩阵对所述组合后得到的校验码组和接收到的信息码组的估计值进行解码处理。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述目的节点还包括：
解调器和符号解映射单元；
所述解调器对目的节点接收到的互助节点组中的各个节点广播的分布式信息码组，或对目的节点在中转阶段接收到的互助节点组中各个中转节点发送的分布式校验码组进行解调处理，并将处理后的分布式信息码组或分布式校验码组通过所述符号解映射单元进行相应的符号解映射处理后，将所述分布式信息码元传送给所述广播信道解码单元，将所述分布式校验码元传送给所述中转信道解码单元。
15.根据权利要求10或14所述的系统，其特征在于：
所述解调器包括OFDM解调器。
16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于：
所述调制器包括OFDM调制器。
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