CN103138878B - 通过网络进行数据传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

通过网络进行数据传输的方法和装置

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(Network Equivalence)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： 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O(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信息对应的编码信息。

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。

附图说明

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；

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图

图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1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1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 LowDensity Parity Check)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(如果矩阵H₂是矩阵H₁的列交换形式，我们就说)，其中H_C或H_W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R是码率。那么，使得 分别是NLDPC码的两个校验度。此时，校验度和符号度都计算完毕。下面给出度分布(每个符号度或校验度出现的概率)的计算结果 至此，高性能的NLDPC码设计完成。我们可以依据度分布结果，构造NLDPC码。图3和图4分别给了依照这种方法设计的NLDPC码的BER(bit error rate，误比特率)和BLER(block error rate，误帧率)。其中q是进制数，码长为1200比特，迭代次数为50次。Mackay-(3，6)为规则NLDPC码，符号度和校验度分别为3和6。通过比较可以看出，本步骤设计的NLDPC码的性能均优于规则的NLDPC码，进一步提高了网络传输的可靠性。

进一步的，NLDPC码中的码率可以采用1/6和1/4，由图5和图6所示的符号错误概率图可以看出，1/4码率的性能优于1/6码率的性能，因此优选1/4码率的NLDPC码。

与上述方法相对应的，本发明实施例还提供了一种通过网络进行数据传输的方法，下面通过阐述所述网络中目的节点的工作方法对所述方法进行说明，如图7所示，所述方法包括：

201、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；

202、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；

203、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。

解码的具体过程为：

首先，根据传输矩阵的具体情况将传输矩阵分解为若干个可解子阵；

数据元信息在各级别中间节点处都按照数据元信息在信源节点处的发射顺序进行发送，这种传输方式使得目的节点根据接收的数据元信息和编码信息生成的传输矩阵具有可分解性，可以根据传输矩阵的情况将其分解为非零的至少两个可解子阵。

其次，通过串行和/或并行的方式对可解子阵进行求解。分解而成的可解子阵可能为相互独立、互不影响的两个或两个以上的子阵，它们之间没有共同的矩阵元素；分解而成的可解子阵也可能为有交叉的两个或两个以上的子阵，当两个子阵共同拥有传输矩阵的某些矩阵元素时，这两个子阵就是相互交叉的。

对于有交叉部分的可解子阵，需要利用串行方式对可解子阵进行求解；对于彼此独立的可解子阵，可以用并行的方式对可解子阵进行求解。通过对可解子阵的求解结果可以得到对传输矩阵的求解结果。

本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法，通过目的节点接收按顺序发送的经编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息，使由经编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息生成的传输矩阵可以划分为若干个可解子阵，降低了解码复杂度。

进一步优选的，本发明实施例提供的方法还包括：

所述各个前置中间节点发送所述数据元信息的时隙不同。

通过各个前置中间节点在不同的时隙中发送数据元信息，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，为了提高网络传输的可靠性。本发明实施例提供的方法还包括：所述数据元信息在信源节点处进行了NLDPC码编码。

优选的，本步骤中采用的NLDPC码为非规则的平均符号度为的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码的具体设计过程在此不再赘述，可参考上述实施例中的相关内容。

进一步的，NLDPC码中的码率可以采用1/4和1/6，由图5和图6所示的符号错误概率图可以看出，1/4码率的性能优于1/6码率的性能，因此优选1/4码率的NLDPC码。

下面以一具体实施例对本发明提供的通过网络进行数据传输的方法进行说明，本发明实施例中，具体以信源节点向后置节点发送6个数据元信息的情况对本方法进行说明。如图8和图9所示，该方法包括：

301、信源节点1按顺序分别向后置节点即第一级别的中间节点2、3、4发送数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆。

如图9所示的无线网络图，信源节点按顺序发送数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，其中下标顺序代表信源节点发送数据元信息的顺序，即信源节点发送数据元信息的顺序为x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆。数据元信息x₁、x₂发送到第一级别的中间节点2，数据元信息x₃、x₄发送到第一级别中间节点3，数据元信息x₅、x₆发送到第一级别的中间节点4。

优选的，数据元信息在信源节点处进行NLDPC码编码，使网络传输的过程更加可靠。

302、第一级别中间节点2、3、4分别接收信源节点1按顺序发送的数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，并随机产生编码系数对数据元信息进行编码。

如图9所示，第一级别的中间点2接收数据元信息x₁、x₂，第一级别的中间点3接收数据元信息x₃、x₄，第一级别的中间点4接收数据元信息x₅、x₆。

第一级别的中间节点为数据元信息随机产生编码系数，并采用随机产生的编码系数对数据元信息进行编码。如图9所示，第一级别的中间节点2分别为数据元信息x₁、x₂随机产生编码系数α₁、α₂，并用随机产生的编码系数α₁、α₂分别对数据元信息x₁、x₂进行编码，编码后的数据元信息为α₁x₁、α₂x₂。同理，数据元信息x₃、x₄经第一级别的中间节点3编码后为β₁x₃、β₂x₄；数据元信息x₅、x₆经第一级别的中间节点4编码后为γ₁x₅、γ₂x₆。

303、第一级别的中间节点2、3、4分别按照数据元信息在信源节点1处的发射顺序，并在与同级节点相同的两个时隙中向第二级别中间节点发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

信源节点发送数据元信息x₁、x₂的顺序为x₁、x₂，则第一级别的中间节点2发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为α₁x₁、α₂x₂及α₁、α₂。同理，第一级别中间节点3发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为β₁x₃、β₂x₄及β₁、β₂；第一级别中间节点4发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为γ₁x₅、γ₂x₆及γ₁、γ₂。由上过程可知，第一级别中间节点发送的编码后的数据元信息对应的编码系数及为信源节点所采用的编码系数。

在与同级节点相同的两个时隙中发送编码后的数据元信息，即α₁x₁、β₁x₃、γ₁x₅在同一个时隙中发送，而α₂x₂、β₂x₄、γ₂x₆在另一个时隙中发送。同时发送的还有编码后的数据元信息对应的编码系数。

304、第二级别中间节点5、6、7、8分别接收第一级别中间节点2、3、4发送的编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码系数后随机产生编码系数对数据元信息进行编码，同时根据接收的编码后的数据元信息对应的编码信息及随机产生的编码系数，获取编码后的数据元信息对应的编码信息。

第二级别的中间节点接收到的编码后的数据元信息为：α₁x₁、α₂x₂、β₁x₃、β₂x₄、γ₁x₅、γ₂x₆，接收到的数据元信息对应的编码信息为α₁、α₂、β₁、β₂、γ₁、γ₂。为接收到的编码后的数据元信息再次进行编码的过程为：为编码后的数据元信息α₁x₁、α₂x₂、β₁x₃、β₂x₄、γ₁x₅、γ₂x₆随机产生编码系数α₃、α₄、α₅、β₃、β₄、γ₃，对编码后的数据元信息进行再次编码，再次编码后的数据元信息为α₁α₃x₁、α₂α₄x₂、α₁α₅x₁、β₁α₅x₃、α₂β₃x₂、β₂β₃x₄、β₁β₄x₃、γ₁β₄x₅、β₂γ₃x₄、γ₂γ₃x₆。然后根据接收的编码后的数据元信息对应的编码信息α₁、α₂、β₁、β₂、γ₁、γ₂及第二级别中间节点随机产生的编码系数α₃、α₄、α₅、β₃、β₄、γ₃获取经再次编码后的数据元信息对应的编码信息：α₁α₃、α₂α₄、α₁α₅、β₁α₅、α₂β₃、β₂β₃、β₁β₄、γ₁β₄、β₂γ₃、γ₂γ₃。

305、第二级别的中间节点5、6、7、8按照数据元信息在信源节点1处的发射顺序，并在与同级节点相同的两个时隙中向目的节点9分别发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

306、目的节点9分别接收第二级别的中间节点5、6、7、8按顺序发送的编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

307、目的节点9根据接收到的编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息，生成传输矩阵。

对相同时隙中互相干扰的编码后的数据元信息进行异或处理，处理后的数据元信息为：

α₁α₃x₁

α₂α₄x₂

${\mathrm{\α}}_1{\mathrm{\α}}_5{x}_1\⊕{\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\α}}_5{x}_3$

${\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\β}}_3{x}_2\⊕{\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\β}}_3{x}_4$

${\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\β}}_4{x}_3\⊕{\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\β}}_4{x}_5$

${\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\γ}}_3{x}_4\⊕{\mathrm{\γ}}_2{\mathrm{\γ}}_3{x}_6$

根据上述数据元信息和数据元信息对应的编码信息得到传输矩阵A如下：

$A=\begin{array}{cccccc}{\mathrm{\α}}_1{\mathrm{\α}}_3& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\α}}_4& 0& 0& 0& 0\\ {\mathrm{\α}}_1{\mathrm{\α}}_5& 0& {\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\α}}_5& 0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\β}}_3& 0& {\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\β}}_3& 0& 0\\ 0& 0& {\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\β}}_4& 0& {\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\β}}_4& 0\\ 0& 0& 0& {\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\γ}}_3& 0& {\mathrm{\γ}}_2{\mathrm{\γ}}_3\end{array}$

308、目的节点9根据生成的传输矩阵，对接收到的编码后的数据元信息进行解码。

目的节点9首先根据生成的传输矩阵A进行分块，如图10所示，将传输矩阵A分为子矩阵A1和子矩阵A2。子矩阵A1和子矩阵A2有交叉的部分，因此采用串行方式解码，先对子矩阵A1进行解码，再对矩阵A1进行解码。传输矩阵A的解码复杂度为O(6²)，其中6为传输矩阵A的行数，子矩阵A1和子矩阵A2的解码复杂度均为O(4²)，其中4为传输矩阵A1和A2的行数。则通过两个子矩阵A1和A2解码的复杂度为O(4²+4²)。有效降低了解码复杂度。

本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法，通过每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序及与同级节点相同的两个时隙中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，进而将生成的传输矩阵划分为多个可解子阵进行解码，这种传输方法有效的降低了解码复杂度。

进一步可选的，本发明实施例中的数据元信息在信源节点处的处理可以参考现有技术，可以对数据元信息进行交织和映射等处理。

由于在本发明实施例中，数据元信息在第一级别的中间节点2、3、4即第二级别中间节点5、6、7、8处发送时，均与同级节点在相同的两个时隙中向后置节点发送，因此造成了相同时隙中的数据元信息的相互干扰，造成了传输矩阵A的分块难度。没有达到本方法所能实现的最优化方案，因此下面以另一具体实施例对本发明提供的通过网络进行数据传输的方法进行说明，在本实施例中，本发明实施例中，数据元信息的发送均在与同级节点不同的时隙中。仍然以信源节点向后置节点发送6个数据元信息的情况对本方法进行说明。如图11和图12所示，该方法包括：

401、信源节点1按顺序分别向后置节点即第一级别的中间节点2、3、4发送数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆。

如图12所示的无线网络图，信源节点按顺序发送数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，其中下标顺序代表信源节点发送数据元信息的顺序，即信源节点发送数据元信息的顺序为x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆。数据元信息x₁、x₂发送到第一级别的中间节点2，数据元信息x₃、x₄发送到第一级别中间节点3，数据元信息x₅、x₆发送到第一级别的中间节点4。

402、第一级别中间节点2、3、4分别接收信源节点1按顺序发送的数据元信息x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，并随机产生编码系数对数据元信息进行编码。

如图12所示，第一级别的中间点2接收数据元信息x₁、x₂，第一级别的中间点3接收数据元信息x₃、x₄，第一级别的中间点4接收数据元信息x₅、x₆。

第一级别的中间节点为数据元信息随机产生编码系数，并采用随机产生的编码系数对数据元信息进行编码。如图12所示，第一级别的中间节点2分别为数据元信息x₁、x₂随机产生编码系数α₁、α₂，并用随机产生的编码系数α₁、α₂分别对数据元信息x₁、x₂进行编码，编码后的数据元信息为α₁x₁、α₂x₂。同理，数据元信息x₃、x₄经第一级别的中间节点3编码后为β₁x₃、β₂x₄；数据元信息x₅、x₆经第一级别的中间节点4编码后为γ₁x₅、γ₂x₆。

403、第一级别中间节点2、3、4分别按照数据元信息在信源节点1处的发射顺序，并在与同级节点不同的时隙中向第二级别中间节点发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

信源节点发送数据元信息x₁、x₂的顺序为x₁、x₂，则第一级别中间节点2发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为α₁x₁、α₂x₂及α₁、α₂。同理，第一级别中间节点3发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为β₁x₃、β₂x₄及β₁、β₂；第一级别中间节点4发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息的顺序为γ₁x₅、γ₂x₆及γ₁、γ₂。由上过程可知，第一级别中间节点发送的编码后的数据元信息对应的编码系数及为信源节点所采用的编码系数。

需要说明的是，由于发送时隙的数量受网络容量的限制，因此本步骤中，可能出现所需要的不同的时隙数量小于实际的不同时隙的数量。因此在所有时隙上均发送有数据元信息时，允许还没有分配到时隙的数据元与已经分配时隙的数据元在同一时隙进行发送。

404、第二级别中间节点5、6、7、8分别接收第一级别中间节点2、3、4发送的编码后的数据元信息后随机产生编码系数对数据元信息进行编码，同时根据接收的编码后的数据元信息对应的编码信息及随机产生的编码系数，获取编码后的数据元信息对应的编码信息。

第二级别的中间节点接收到的编码后的数据元信息为：α₁x₁、α₂x₂、β₁x₃、β₂x₄、γ₁x₅、γ₂x₆，接收到的数据元信息对应的编码信息为α₁、α₂、β₁、β₂、γ₁、γ₂。为接收到的编码后的数据元信息再次进行编码的过程为：为编码后的数据元信息α₁x₁、α₂x₂、β₁x₃、β₂x₄、γ₁x₅、γ₂x₆随机产生编码系数α₃、α₄、α₅、β₃、β₄、γ₃，对编码后的数据元信息进行再次编码，再次编码后的数据元信息为α₁α₃x₁、α₂α₄x₂、α₂α₅x₂、β₁α₅x₃、β₂β₃x₄、β₂β₄x₄、γ₁β₄x₅、γ₂γ₃x₆，然后根据接收的编码后的数据元信息对应的编码信息α₁、α₂、β₁、β₂、γ₁、γ₂及第二级别中间节点随机产生的编码系数α₃、α₄、α₅、β₃、β₄、γ₃获取经再次编码后的数据元信息对应的编码信息：α₁α₃、α₂α₄、α₂α₅、β₁α₅、β₂β₃、β₂β₄、γ₁β₄、γ₂γ₃。

405、第二级别的中间节点5、6、7、8按照数据元信息在信源节点1处的发射顺序，并在与同级节点不同的时隙中向目的节点9分别发送编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

406、目的节点9接收第二级别的中间节点5、6、7、8发送的编码后的数据元信息及数据元信息对应的编码信息。

407、目的节点9根据接收到的编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息，生成传输矩阵。

对传输过程中互相干扰的编码后的数据元信息进行异或处理，处理后的数据元信息为：

α₁α₃x₁

α₂α₄x₂

${\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\α}}_5{x}_2\⊕{\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\α}}_5{x}_3$

β₂β₃x₄

${\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\β}}_4{x}_4\⊕{\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\β}}_4{x}_5$

γ₂γ₃x₆

根据上述数据元信息和数据元信息对应的编码信息得到传输矩阵A如下：

$A=\begin{array}{cccccc}{\mathrm{\α}}_1{\mathrm{\α}}_3& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\α}}_4& 0& 0& 0& 0\\ 0& {\mathrm{\α}}_2{\mathrm{\α}}_5& {\mathrm{\β}}_1{\mathrm{\α}}_5& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& {\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\β}}_3& 0& 0\\ 0& 0& 0& {\mathrm{\β}}_2{\mathrm{\β}}_4& {\mathrm{\γ}}_1{\mathrm{\β}}_4& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{\γ}}_2{\mathrm{\γ}}_3\end{array}$

408、目的节点根据生成的传输矩阵，对接收到的编码后的数据元信息进行解码。

目的节点首先根据生成的传输矩阵A进行分块，如图13所示，将传输矩阵A分为子矩阵A1和子矩阵A2。子矩阵A1和子矩阵A2有交叉的部分，因此采用串行方式解码，先对子矩阵A1进行解码，再对矩阵A1进行解码。传输矩阵A的解码复杂度为O(6²)，其中6为传输矩阵A的行数，子矩阵A1和子矩阵A2的解码复杂度均为O(4²)，其中4为传输矩阵A1和A2的行数。则通过两个子矩阵A1和A2解码的复杂度为O(4²+4²)。有效降低了解码复杂度。

本发明实施例提供的通过网络进行数据传输的方法，通过每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序及与同级节点不同的时隙中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，进而将生成的传输矩阵划分为多个可解子阵进行解码，这种传输方法有效的降低了解码复杂度。

进一步可选的，本发明实施例中的数据元信息在信源节点处的处理可以参考现有技术，可以对数据元信息进行交织和映射等处理。

优选的，数据元信息在信源节点处进行NLDPC码编码，使网络传输的过程更加可靠。

与前述方法相对应，本发明实施例还提供了网络数据传输节点，所述网络包括信源节点、中间节点和目的节点，所述网络数据传输节点作为中间节点，如图14所示，包括：

接收单元51，用于接收前置节点发送的至少一个数据元信息；

编码单元52，用于分别对接收单元51接收的至少一个数据元信息进行编码；

发送单元53，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编码单元52进行编码后的至少一个数据元信息以及经编码单元52编码后所述数据元信息对应的编码信息。

本发明实施例提供的网络数据传输节点，作为中间节点，按照数据元信息在信源节点处的发射顺序及与同级节点不同的时隙中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，进而可以使目的节点处生成的传输矩阵划分为多个可解子阵进行解码，有效的降低了解码复杂度。

优选的，为了进一步降低解码复杂度，发送单元53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编码单元52进行编码后的至少一个数据元信息以及经所述编码单元52编码后所述数据元信息对应的编码信息。

通过每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序及与同级节点不同的时隙中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，进而将生成的传输矩阵划分为多个可解子阵进行解码，这种传输方法有效的降低了解码复杂度。

在本发明的一个实施例中，所述前置节点为信源节点，这时：

所述经所述编码单元52编码后所述数据元信息对应的编码信息为所述编码单元52对所述数据元信息进行编码时所采用的编码系数。

在本发明的另一个实施例中，所述前置节点为中间节点，如图15所示，这时：

接收单元51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；

而所述网络数据传输节点还包括：

获取单元54，用于根据所述接收单元51接收的所述数据元信息对应的编码信息和所述编码单元52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52编码后所述数据元信息对应的编码信息。

需要说明是，在本发明的一个优选实施例中，接收单元51所接收的至少一个数据元信息在信源节点处进行非二进制低密度校验码编码。

数据元信息在信源节点处进行NLDPC码编码，使网络传输的过程更加可靠。

与前述方法相对应，本发明实施例还提供了网络数据传输节点，所述网络包括信源节点、中间节点和目的节点，所述网络数据传输节点作为目的节点，如图16所示，包括：

接收单元61，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62，用于根据所述接收单元61接收的数据元信息和编码信息，生成传输矩阵；

解码单元63，用于根据所述生成单元62生成的传输矩阵，对所述接收单元61接收的数据元信息进行解码。

本发明实施例提供的网络数据传输节点，通过接收单元61接收按顺序发送的经编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息，使由经编码后的数据元信息和数据元信息对应的编码信息通过生成单元62生成传输矩阵，再通过解码单元63将其划分为若干个可解子阵，降低了解码复杂度。

在本发明的另一个实施例中，所述各个前置中间节点发送所述数据元信息的时隙不同。

通过每个中间节点按照数据元信息在信源节点处的发射顺序及与同级节点不同的时隙中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，进而解码单元63将生成的传输矩阵划分为多个可解子阵进行解码，这种传输方法有效的降低了解码复杂度。

在本发明的另一个实施例中，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。

数据元信息在信源节点处进行NLDPC码编码，使网络传输的过程更加可靠。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

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元信息对应的编码信息；

其中，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，以使生成的传输矩阵划分为多个且互不交叉的的可解子阵。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求1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。

4.根据权利要求1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。

5.一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；

其中，所述解码具体包括：根据所述传输矩阵将所述传输矩阵分解为多个可解子阵。

6.根据权利要求5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。

7.根据权利要求5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。

8.一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；

其中，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，以使生成的传输矩阵划分为多个且互不交叉的的可解子阵。

9.根据权利要求8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。

10.根据权利要求8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。

11.根据权利要求8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。

12.一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；

其中，所述解码具体包括：根据所述传输矩阵将所述传输矩阵分解为多个可解子阵。

13.根据权利要求12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。

14.根据权利要求12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。