CN101867451B - 具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法，是在无线中继网络中，中继节点把多个接入用户的信息进行整体交织，再对交织后的序列进行串并变换后，将转换后的多组并行数据输入至高速的并行编码器组进行编码，最后广播编码后的数据，实现网络编码。基站根据用户广播的原始数据和中继节点转发的网络编码和信道编码联合处理后的数据，通过其联合网络-信道译码器进行迭代译码获取用户的原始信息；基站的译码器含有两个并行译码器组(用户译码器组与中继译码器组)，通过在两个并行译码器组之间传递软信息，实现迭代译码，既恢复所有接入用户的原始信息，又能提高译码可靠性和减少译码时延。该方法提高了中继上行传输效率和传输信号的质量。

Description

具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法

技术领域

本发明涉及一种用于无线通信网络的多用户网络编码技术的实现方法，确切地说，涉及一种具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法。属于无线通信中协作通信的技术领域。

背景技术

为了满足下一代无线通信的高速率、广覆盖的需求，现在通常的解决方案是在传统集中式蜂窝通信网络中引入中继，通过减小传输损耗、信号重构与转发等技术手段，有效地改善了无线通信系统的覆盖范围、传输容量和运营成本。实际应用中，为了避免多个用户并行传输的信号流之间产生相互干扰，传统的中继技术通常采用时分多址、频分多址等正交化手段，这样会造成系统的资源利用率降低。但是，利用网络编码技术，中继节点可以同时对接收到的两个配对用户的信息流进行编码转发，从而将干扰转化为有用信号，有效减小传输时延，提高系统的频谱利用率，提升系统的吞吐量，降低能量消耗等。

目前，网络编码主要用于无线多跳通信网络中，其基本的实现方式包括对数字信号采取异或处理，即对两个配对用户的信息进行异或操作；还可以对模拟信号采取模拟网络编码，即配对用户采用相同的无线资源发送各自的信息，再由中继节点直接放大转发接收到的模拟信号。虽然网络编码技术具有巨大潜力，但是，距离实际应用还需要做大量工作，解决许多问题，例如路由、编码算法，网络编码技术所引起的安全问题，应用于有线和无线网络中的差别问题。

随着下一代无线通信系统对系统覆盖范围和传输质量以及传输效率方面的新需求，接入网络的用户将可以通过中继节点进行数据转发，并且中继节点不仅具有路由功能，还具有编码功能，即中继节点能够采用网络编码技术进行数据转发，从而能够进一步提高系统的性能。

目前，作为一项新兴技术的网络编码在无线通信领域的应用还比较少，但是，在未来的无线通信系统中势必会占据重要的位置。考虑到现有的网络编码算法只针对两个配对用户，而实际接入的网络用户数较多，可以让中继节点同时对多个用户进行网络编码操作。此外，采用传统的网络编码算法使得系统的传输可靠性较低，为了进一步增加系统的可靠性，可以考虑将网络编码和信道编码联合处理，从而大大提高编码增益。

有关目前的网络编码技术的发展情况，简介如下：

专利申请《联合网络编码与信道编码的用户协作方法》(中国发明专利申请公开号：CN200810203355.5)适用于用户协作场景，其用户拥有至少一个伙伴用户。首先，各用户把自己的信息及其各伙伴用户的信息串接在一起，形成一个更长的信息序列，对该序列进行信道编码并广播该编码后的数据，从而实现网络编码。然后，在协作阶段，各用户通过空时编码方式转发数据。最后，基站根据用户广播的原始数据，并联合网络和信道编码后的数据，通过联合迭代译码获取用户的信息。由于网络编码把多个伙伴用户的信息比特联合在一起，所以协作阶段只要占用传统的空时编码协作方案的一半时隙，从而减小了端到端时延，提高了传输效率。

然而，该发明专利申请忽视了将各个用户的信息串接成更长的信息序列，将会给信道编码操作造成处理复杂度较高和处理时延较长的弊病。此外，用户协作场景在实际应用中很难实现，它增加了用户的处理负担和能量消耗，如数据解调、用户同步等；而且，会带来用户公平性、数据安全和兼容性等一系列问题。

所以，为了有效避免这些问题，使网络编码方案在实际系统中容易应用，可以考虑将网络编码应用于中继网络。然而，目前对中继网络进行的专利申请文件的搜索，基本内容大都是涉及中继选择、中继位置和资源调度方面，至今尚未发现有将联合网络编码和信道编码与中继传输网络相结合的专利申请文件。

因此，总结现有技术的缺点主要有下述三点：

(1)在进行网络编码操作前，中继节点先要对接收到的用户信息进行译码。由于无线信道不可避免地存在衰落与干扰，使得中继节点在译码时不能保证无差错译码。当译码错误又被转发时，将产生误判传播，从而导致系统可靠性的急剧下降。所以，如何有效地提高系统的可靠性是一个亟待解决的问题。

(2)现有的基于中继系统的网络编码应用场景里，中继节点只能对两个配对用户的信息进行网络编码操作；当有多个用户接入网络时，中继节点将无法同时对来自多条链路的用户数据进行网络编码，从而降低了系统传输效率。

(3)当中继系统中有多个用户同时接入网络时，中继节点和基站将要对多个用户的信息进行编码或译码操作。传统的编码或译码的电路结构是流水线式的串行结构，大大增加了编码或译码的处理时延，使系统效率降低。此外，上述专利申请是由各用户把自己的信息及其各伙伴用户的信息串接在一起，形成一个更长的信息序列，再对该信息序列进行信道编码并广播其编码后的数据，从而实现网络编码。这样就使得编码块的长度变得更长，造成编码复杂度和处理时延大大增加，这在实际系统应用中有时是无法容忍的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种在无线中继网络中具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法，该方法是在蜂窝中继网络中，中继节点采用网络编码技术同时对多个用户的信息进行处理，能够切实提高中继传输效率；中继节点采用高速并行的译码器组和联合网络-信道编码器，能够有效降低编译码处理时延；基站采用高速并行的译码器组和迭代译码结构，能够有效提高系统的传输质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种在无线中继网络中具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法，是设置中继节点并采用网络编码技术，提高中继上行传输效率和传输信号的质量；其特征在于：该方法包括下列操作步骤：

(1)在无线通信网络中设置具有网络编码功能的中继节点，以扩展信号覆盖范围、提高系统容量和采用网络编码技术对传输信号进行相应处理；

(2)多个用户通过多址信道接入网络时，每个用户分别广播自己的信息，中继节点和基站分别接收各个用户信息；

(3)中继节点对接入的多个用户的信息采用具有网络编码和信道编码联合处理功能的联合网络-信道编码器进行编码处理，并在编码处理后，将所有信息一次转发至基站；所述联合网络-信道编码器是由交织器和并行编码器组构成，其中并行编码器组是由多个编码器模块构成，编码器模块的数量应不小于接入网络的最大用户数；中继节点的联合网络-信道编码器执行编码处理后的编码信息，也能通过软输入软输出的译码器模块进行译码；该步骤进一步包括下列操作内容：

(31)中继节点由其并行译码器组对接收到的多个接入用户的信息进行并行译码后，输出各个接入用户信息的估计信息；所述并行译码器组由多个软输入软输出译码器模块所组成，其中译码器模块数量应不小于接入网络的最大用户数；

(32)中继节点采用所述联合网络-信道编码器对接收到的多个接入用户的估计信息进行网络编码和信道编码的联合编码处理，该联合编码处理过程包括下述三个具体内容：先将并行译码器组输出的多个接入用户的估计信息作为一个整体输入交织器，然后输出是打乱顺序的估计信息；再将该打乱顺序的估计信息执行串并转换，得到比特长度相等、且组数为接入用户数的多组并行信息；最后将该多组并行信息输入并行编码器组进行编码处理，此时，每个编码器的输入对应于一组信息；

(33)中继节点在执行网络编码和信道编码的联合编码处理后，将得到的编码信息一次转发至基站；此时，为进一步减小中继链路占用的带宽，对中继节点转发的编码信息选用删余操作；

(4)基站接收到分别来自步骤(2)的所有接入用户的信息和来自步骤(3)的中继节点的转发信息后，对这两种信息进行解调，获得相应的对数似然比形式的信道软信息；再将其输入至具有网络译码和信道译码联合处理功能的联合网络-信道译码器进行联合迭代译码处理，即在两个并行的高速译码器组之间传递软信息来完成迭代操作，以增加译码可靠性，恢复所有接入用户的原始信息。

本发明具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法用于无线中继网络，它是利用网络编码和信道编码的联合编码技术同时对多个用户的信息进行编码处理，不仅能够切实提高中继传输效率，而且能够有效提高多用户中继系统的可靠性；此外，本发明方法采用的并行的编码器组或译码器组的结构，有效降低了编、译码的复杂度和处理时延。本发明的技术创新点是：

中继节点把多个接入用户的信息进行整体交织，交织后的序列再进行串并变换，再将转换后的多组并行数据输入至高速的并行编码器组进行编码，然后广播该编码后的数据，实现网络编码。基站根据用户广播的原始数据和中继节点转发的网络编码和信道编码联合处理后的数据，通过其译码器进行迭代译码获取用户的原始信息；基站的译码器含有两个并行译码器组(用户译码器组与中继译码器组)，通过在该两个并行译码器组之间传递软信息，实现迭代译码，能够有效提高译码可靠性和减少译码处理时延。

本发明很好地解决了现有技术存在的多个问题：首先将网络编码和信道编码进行联合处理，充分利用信道编码的冗余信息，使编码增益最大化，能够有效提高系统可靠性。还让中继节点同时对多个用户进行网络编码操作，从而大大提高系统的传输效率。又提出采用高速并行的编码器组和译码器组，可以同时处理多个用户的信息，从而有效降低了处理时延。本发明的中继节点采用并行的编码器组和具有网络编码和信道编码联合处理功能的联合网络-信道编码器进行编码处理，基站也采用并行的两个高速译码器组：用户译码器组和中继译码器组，并在两个译码器组之间传递软信息，实现迭代译码，提高译码性能。此外，由于中继节点的联合网络-信道编码器采用并行编码，每个编码器模块独立编码，即使接入很多用户，也不会增加编码时延，又不增加编码复杂度，有效解决了现有技术因编码块过长而引起的复杂度过高与处理时延过长等缺陷。

总之，本发明具有下述优点：适用于增强型中继系统，中继节点能够将多个用户的数据进行网络编码和信道编码联合处理，有效解决多个用户信息同时进行网络编码的问题。中继节点对所有用户的译码信息进行随机交织，获得多用户交织增益，随着用户数的增多，多用户的交织增益更大。而且，中继节点采用高速并行的译码器组和编码器组，大大降低了处理时延。此外，本发明方法不增加编码长度，即不增加额外的计算复杂度。基站采用迭代译码结构的译码器组执行网络译码和信道译码的联合处理，也就是在两个并行的高速译码器组之间传递软信息来完成迭代操作，大大增加译码的可靠性。

因此，本发明方法的操作步骤简单，方便，容易实现，推广应用前景看好。

附图说明

图1是多用户中继移动通信系统结构组成示意图。

图2是本发明具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法操作步骤流程图。

图3是本发明方法中的第i个用户的操作过程示意图。

图4是本发明方法中的中继节点的处理过程示意图。

图5是本发明方法中的基站的联合网络-信道译码器处理过程示意图。

图6是本发明实施例的数值仿真中设置的系统拓扑结构示意图。

图7是本发明实施例中的误码率(BER)性能对比

示意图。

图8是本发明实施例中的误码率(BER)性能对比(d_MR∶d_RB∶d_MB＝1∶2∶3)示意图。

图9是本发明实施例中的系统用户数与误块率(BLER)的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明是基于蜂窝中继移动通信系统针对上行链路设计的，用于提高中继上行传输效率和传输信号的质量。其系统结构组成如图1所示，该系统网络中共有N(N≥2)个用户MS_i(自然数下标i是用户序号，其最大值为N)在中继节点RS的帮助下与基站BS进行通信。

由于本发明方法在用户端、中继节点及基站处的操作方式各不相同，可以将其具体实现过程根据不同位置的操作对象划分为三个步骤。其中传输过程分为两个阶段：第一阶段，N个用户通过多址信道发送信号至中继节点和基站。第二阶段，中继节点对接收到的N个用户的信号进行网络和信道编码的联合处理后，再转发至基站。基站对前两阶段接收到的信息进行迭代的网络和信道译码的联合处理。下面参见图2，介绍本发明在无线中继网络中具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法的具体操作步骤：

步骤1、在无线通信网络中设置具有网络编码功能的中继节点，以扩展信号覆盖范围、提高系统容量和采用网络编码技术对传输信号进行相应处理；

步骤2、N个用户通过多址信道接入网络时，每个用户分别广播自己的信息，由于无线信道的广播特性，中继节点和基站分别接收各个用户信息。该步骤的用户操作过程如图3所示。第i个用户的原始信息序列经过信道编码器Enc_S_i产生编码序列，再经过调制后发送出去。

步骤3、参见图4，介绍中继节点执行的相应处理过程：先对接收到的N个用户的信号进行解调后，通过并行译码器组(由N个结构相同、且并行的软输入软输出译码器模块Dec_S_i(i＝1，2，...，N)组成，该译码器模块数量应不小于接入网络的最大用户数)进行译码，得到N个用户信息的估计序列。

接着，采用联合网络-信道编码器对译码器组译码后的N个用户的估计序列进行网络编码和信道编码的联合编码处理，该处理过程包括下述三个具体内容：先将并行译码器组输出的N个接入用户的估计信息作为一个整体输入交织器进行整体交织，然后将输出的打乱顺序的估计信息执行串并转换，得到比特长度相等、且组数为接入用户数的N组并行信息；最后将该N组并行信息输入至联合网络-信道编码器执行网络和信道编码的联合编码处理。此时，该编码器组对每组数据独立编码，比如：第i组数据通过编码器模块Enc_R_i编码。其中的交织器可选择S型随机交织器(因其具体结构不在本发明保护范围内，不再赘述)。最后，将得到的编码信息经调制与并串变换后，一次转发至基站。为有效减小传输时延，对中继节点转发的编码信息会采用打孔的删余操作，以便有效减少网络和信道联合编码后的编码序列长度，减少传输时延。

中继节点的联合网络-信道编码器是由交织器和并行编码器组构成，其中并行编码器组由多个编码器模块构成，编码器模块的数量应不小于接入网络的最大用户数；中继节点的信道编码器执行信道编码处理后的编码信息也能通过软输入软输出的译码器模块进行译码。

步骤4、基站接收到分别来自上述步骤2的所有N个接入用户的信息和来自步骤3的中继节点的转发信息后，对这两种共(N+1)路数据进行解调，获得相应的对数似然比形式的信道软信息。然后将其输入至联合网络-信道译码器进行网络译码和信道译码的联合迭代译码处理(其结构框图参见图5所示)。

该联合网络-信道译码器是由顺序连接的用户译码器组、交织器、中继译码器组和解交织器所组成，其中，用户译码器组和中继译码器组分别对应处理多个接入用户的编码器发送的编码信息和中继节点的编码器组发送的编码信息；用户译码器组和中继译码器组都是由N个并行的软输入软输出的译码器模块所组成，且两个译码器组中的译码器模块数量都不小于接入网络的最大用户数N；每个译码器模块都设有分别输入信道软信息P_channel和先验信息P_apriori的两个输入端口，以及分别输出经过译码更新的外信息P_extrinsic和后验概率软信息P_aposteriori的两个输出端口。译码算法是采用基于最大后验概率MAP(Maximum a PosterioriProbability)译码算法或软输出维特比SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)译码算法，其中MAP译码算法包括MAP、LOG-MAP或MAX-LOG-MAP译码算法。为获得优异性能，该联合网络-信道译码器采用迭代译码，迭代过程在联合网络-信道译码器中的用户译码器组与中继译码器组之间进行，并通过在这两个译码器组之间的软信息交换来提高译码性能。

基站执行的网络译码和信道译码的联合处理过程包含下述多次迭代过程：

第一次迭代时，用户译码器组先进行并行译码，每个用户译码器模块Dec_S_i的输入分别是各个用户解调后的信道软信息

和各个用户的先验信息

各个用户的先验信息在第一次迭代时初始化为0；其中，自然数下标i是译码器序号，其最大值是N。译码处理后的输出分别是各个用户的外信息

和后验概率软信息

各个用户的外信息在交织后，再作为中继译码器组的输入先验信息

中继译码器组的第二个输入是中继节点的信道软信息

其输出中继节点的外信息

经过解交织后，反馈给用户译码器组，作为用户译码器组下一次迭代译码的输入先验信息；此外，中继译码器组的另一个输出是中继节点的后验概率软信息不参与译码过程，被舍弃不用。

然后，重复执行上述迭代过程，直到达到设定迭代次数或满足设定的迭代停止条件。最后根据用户译码器组的输出后验概率软信息进行硬判决，就得到每个用户的译码输出。

本发明基站的联合网络-信道译码器中的交织器和中继节点的交织器结构相同，解交织器执行交织的逆过程，即解交织过程是在交织信号序列的基础上，将交织信号序列中的元素恢复为原有顺序，从而恢复原始信号序列的过程。

本发明已由申请人进行了多次实施仿真试验，实施试验是对本发明具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信方法进行数值仿真，以评估其系统的误码性能。在实际的中继增强型上行系统中，用户(MS)通过中继节点(RS)接入网络，这时可以假设MS距离RS的位置要比其与BS的距离较近。

下面介绍实施仿真试验的情况和结果：实施试验的系统拓扑结构如图6所示，其中，位置相近从而具有近似相等SNR的N个相邻用户组成一个用户簇，该用户簇通过RS接入网络。这里，我们评估两种场景下的系统性能，场景一：用户簇1距离RS和BS的距离分别是d和

场景二：用户簇2距离RS和BS的距离分别是d和3d。在两种场景中，RS和BS的距离固定为2d。

假设每个用户的原始信息序列的长度都为K，用户和中继节点处均采用编码速率为0.5的递归系统卷积码(RSC)。假设用户簇到中继节点、基站，以及中继节点到基站的距离分别为d_MR、d_MB和d_RB。根据奥村-哈塔模型，设路损指数为n，对于一般的城区n可以取2～5，这里选取n＝4。如果RS-BS链路的信噪比为SNR_RB，则MS-RS链路的信噪比为

MS-BS链路的信噪比为

假设三条链路的信道均为准静态单径瑞利衰落信道。仿真系统的主要仿真参数见下表1所示。

为了评估本发明具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信方法的误码性能，申请人对比两种参考方案。

参考方案一：分布式turbo码DTC(Distributed turbo coding)[参阅文献《Distributed Turbo Coded Diversity for the Relay Channel，B.Zhao，M.C.Valenti，Electronic Letters.May 2003》]，此方案是单用户中继协作方案。为具有相同的对比基准，该参考方案中用户和中继节点都采用编码速率为0.5的递归系统卷积码(RSC)。中继节点采用交织长度为L＝64的S型随机交织器，且重新编码后只转发L位的校验位信息。

参考方案二：Hausl提出的联合网络信道编码方案(Joint network and channelcoding，JNCC)[参阅文献《Joint network-channel coding for the multiple-accessrelay channel，C.Hausl and P.Dupraz，Proc.IWWAN 2006，New York，USA，Jun.28-30，2006》]。该参考方案中用户和中继节点也采用编码速率为0.5的递归系统卷积码(RSC)。该方案的用户数固定为2。中继节点将接收到的两个用户数据分别译码后，通过长度为2L的S型随机交织器，再进行重新编码，最后只转发长度为2L位的校验位信息。

为了更清楚地与参考方案进行对比，这里考虑两种情况下的新方案，情况一：用户簇中用户个数为2；情况二：用户簇中用户个数为6。我们给出了这些方案的误码率(BER)和误块率(BLER)的数值仿真性能(参见图7～图9)。

从仿真结果可知：本发明方法的情况二的性能总是优于其他3种方案。例如：如图8所示，当BER为10^-3时，含有6个用户的本发明方法的BER性能相比于分布式Turbo码方案、Hausl提出的联合网络信道编码方案和含有2个用户的新方案的性能分别有2.5dB，1.2dB和1.3dB的信噪比增益。

当用户簇大小为2时，Hausl提出的联合网络信道编码方案相比于本发明方法中两用户的性能有微弱的信噪比增益。例如：在图7和图8中，Hausl的方案相比于本发明方法的情况一，信噪比增益不高于0.2dB。这是因为Hausl的方案编码块长更长，因此编码增益更大。然而，编码块长更长，其复杂度和处理时延也会相应增加。

申请人还对本发明方法中不同用户簇大小的误块率(BLER)性能进行了对比。由图9可见，用户数目越多，新方案的性能增益越大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种在无线中继网络中具有高速并行编译码结构的多用户网络编码通信的方法，是设置中继节点并采用网络编码技术，提高中继上行传输效率和传输信号的质量；其特征在于：该方法包括下列操作步骤：

(1)在无线通信网络中设置具有网络编码功能的中继节点，以扩展信号覆盖范围、提高系统容量和采用网络编码技术对传输信号进行相应处理；

(2)多个用户通过多址信道接入网络时，每个用户分别广播自己的信息，中继节点和基站分别接收各个用户信息；

(3)中继节点对接入的多个用户的信息采用具有网络编码和信道编码联合处理功能的联合网络-信道编码器进行编码处理，并在编码处理后，将所有信息一次转发至基站；所述联合网络-信道编码器是由交织器和并行编码器组构成，其中并行编码器组是由多个编码器模块构成，编码器模块的数量应不小于接入网络的最大用户数；中继节点的联合网络-信道编码器执行编码处理后的编码信息，也能通过软输入软输出的译码器模块进行译码；该步骤进一步包括下列操作内容：

(31)中继节点由其并行译码器组对接收到的多个接入用户的信息进行并行译码后，输出各个接入用户信息的估计信息；所述并行译码器组由多个软输入软输出译码器模块所组成，其中译码器模块数量应不小于接入网络的最大用户数；

(32)中继节点采用所述联合网络-信道编码器对接收到的多个接入用户的估计信息进行网络编码和信道编码的联合编码处理，该联合编码处理过程包括下述三个具体内容：先将并行译码器组输出的多个接入用户的估计信息作为一个整体输入交织器，然后输出是打乱顺序的估计信息；再将该打乱顺序的估计信息执行串并转换，得到比特长度相等、且组数为接入用户数的多组并行信息；最后将该多组并行信息输入并行编码器组进行编码处理，此时，每个编码器的输入对应于一组信息；

(33)中继节点在执行网络编码和信道编码的联合编码处理后，将得到的编码信息一次转发至基站；此时，为进一步减小中继链路占用的带宽，对中继节点转发的编码信息选用删余操作；

(4)基站接收到分别来自步骤(2)的所有接入用户的信息和来自步骤(3)的中继节点的转发信息后，对这两种信息进行解调，获得相应的对数似然比形式的信道软信息；再将其输入至具有网络译码和信道译码联合处理功能的联合网络-信道译码器进行联合迭代译码处理，即在两个并行的高速译码器组之间传递软信息来完成迭代操作，以增加译码可靠性，恢复所有接入用户的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)进一步包括下列操作内容：

(21)每个接入用户的信息都先经由其终端内的信道编码器进行信道编码处理，采用的信道编码包括卷积码和Turbo码，且该信道编码后的编码信息能够通过软输入软输出的译码器模块进行译码；

(22)每个接入用户对其经由信道编码后的编码信息通过调制后发送出去。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(22)中，根据不同的系统需求，每个接入用户在调制后，能够选择多输入多输出MIMO技术以及正交频分复用OFDM技术对调制信号进行处理，以便进一步提高数据传输速率和频谱利用率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)进一步包括下列操作内容：

(41)基站接收到多个接入用户的信息和中继节点的转发信息后，对这两种信息进行解调而获得相应的信道软信息；

(42)基站采用所述联合网络-信道译码器进行网络译码和信道译码的联合译码处理，该译码处理算法是采用基于最大后验概率MAP译码算法或软输出维特比SOVA译码算法，其中MAP译码算法包括MAP、LOG-MAP或MAX-LOG-MAP译码算法；为了获得优异性能，该联合网络-信道译码器采用迭代译码处理，通过所述联合网络-信道译码器中的用户译码器组与中继译码器组之间的软信息交换来提高译码性能。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述联合网络-信道译码器是由顺序连接的用户译码器组、交织器、中继译码器组和解交织器所组成，其中，用户译码器组和中继译码器组分别对应处理多个接入用户的编码器发送的编码信息和中继节点的编码器组发送的编码信息；用户译码器组和中继译码器组都是由多个并行的软输入软输出的译码器模块所组成，且两个译码器组中的译码器模块数量都不小于接入网络的最大用户数；每个译码器模块都设有分别输入信道软信息P_channel和先验信息P_apriori的两个输入端口，以及分别输出经过译码更新的外信息P_extrinsic和后验概率软信息P_aposteriori的两个输出端口。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基站执行的联合的网络译码和信道译码处理过程包含下述多次迭代过程：

第一次迭代时，用户译码器组的输入先验信息

初始化为0，输入的信道软信息

为解调后的用户软信息；译码处理后的输出外信息

在交织后，再作为中继译码器组的输入先验信息

中继译码器组的输入信道软信息

为解调后的中继软信息，译码后的输出外信息经过解交织后，反馈到用户译码器组，作为下一次迭代译码的输入先验信息

此外，中继译码器组的输出后验概率软信息不参与译码过程，故实际操作中，舍弃中继译码器组的输出后验概率软信息；

重复执行上述迭代过程，直到达到设定的迭代次数或满足设定的迭代停止条件；

最后根据用户译码器组的输出后验概率软信息

进行硬判决，得到译码输出。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述联合网络-信道译码器中的交织器和中继节点的交织器结构相同，解交织器执行交织的逆过程，即解交织过程是在交织信号序列的基础上，将交织信号序列中的元素恢复为原有顺序，从而恢复原始信号序列的过程。

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