CN106304197A - 一种数据传输方法和节点 - Google Patents

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CN106304197A CN201510246037.7A CN201510246037A CN106304197A CN 106304197 A CN106304197 A CN 106304197A CN 201510246037 A CN201510246037 A CN 201510246037A CN 106304197 A CN106304197 A CN 106304197A
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Abstract

本发明公开了一种数据传输方法和节点，包括：节点接收与该节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息；其中，该节点与各个节点组成一个协同通信集合；该节点按照预设编码算法将该节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对该节点的信息以及编码信息进行调制；该节点发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，能够增加协作节点每次传输给目的节点的信息量，提高通信系统传输的可靠性。

Description

一种数据传输方法和节点
技术领域
本发明涉及通信技术，尤指一种数据传输方法和节点。
背景技术
随着无线通信技术的发展，无线通信在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，与此相应的是，用户日益增长的需求，对无线通信传输的可靠性提出了更高的要求。
协同通信的基本思想是在系统中基站或者移动台会有一个或多个协作伙伴，通过基站之间、移动台之间或者基站与低功率节点之间所执行的不同程度的合作，可以获取一定的空间分集增益、更大的系统容量以及更好的抗干扰性能。
传统的协同通信方案中，协同节点可以向目的节点传输自身的数据，同时还可以转发协同伙伴的数据，但是所传输的自身数据和转发协同伙伴的数据之间是相互独立的，这样节点每次向目的节点传输的信息量比较少，导致发生错误后数据恢复的概率较低，数据传输的可靠性不够高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数据传输方法和节点，能够增加协作节点每次传输给目的节点的信息量，提高通信系统传输的可靠性。
为了达到本发明目的，本发明实施例提供了一种数据传输方法，所述方法包括：
节点接收与所述节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的所述各个节点的数据分别进行检测得到所述各个节点的信息；其中，所述节点与所述各个节点组成一个协同通信集合；
所述节点按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；
所述节点对所述节点的信息以及所述编码信息进行调制；
所述节点发送调制后得到的数据。
进一步的，所述方法之前还包括：
所述节点根据预设规则确定所述协同通信集合中的节点。
进一步的，所述节点按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息包括：
将所述节点的信息与所述各个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
进一步的，所述节点发送调制后得到的数据包括：
所述节点按照空时分组编码STBC方式发送所述调制后得到的数据。
本发明实施例还提供了另一种数据传输的方法，所述方法包括：
节点接收N个节点发送的数据，对接收到的所述N个节点的数据分别进行检测得到所述N个节点的信息；其中，N为正整数；
所述节点按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息；
所述节点对所述编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
进一步的，所述节点按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息包括：
将所述N个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
本发明实施例提供了一种节点，所述节点包括：
接收模块，用于接收与所述节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的所述各个节点的数据分别进行检测得到所述各个节点的信息，并将所述各个节点的信息传输给编码模块；其中，所述节点与所述各个节点组成一个协同通信集合；
编码模块，用于从所述接收模块接收所述各个节点的信息，按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将所述编码信息传输给调制模块；
调制模块，用于从所述编码模块接收所述编码信息，对所述节点的信息以及所述编码信息进行调制，并将所述调制后得到的数据传输给发送模块；
发送模块，用于从所述编码模块接收所述调制后得到的数据后发送所述调制后得到的数据。
进一步的，所述节点还包括：
确定模块，用于根据预设规则确定所述协同通信集合中的节点。
进一步的，所述编码模块具体用于：
将所述节点的信息与所述各个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
进一步的，所述发送模块具体用于：
按照空时分组编码STBC方式发送所述调制后得到的数据。
本发明实施例还提供另一种节点，所述节点包括：
接收模块，用于接收N个节点发送的数据，对接收到的所述N个节点的数据分别进行检测得到所述N个节点的信息，并将所述N个节点的信息传输给编码模块；其中，N为正整数；
编码模块，用于从所述接收模块接收所述N个节点的信息，按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将所述编码信息传输给调制发送模块；
调制发送模块，用于从所述编码模块接收所述编码信息，对所述编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
进一步的，所述编码模块具体用于：
将所述N个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
本发明实施例提供的一种数据传输方法和节点，包括：节点接收与该节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息；其中，该节点与各个节点组成一个协同通信集合；该节点按照预设编码算法将该节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对该节点的信息以及编码信息进行调制；该节点发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，将网络编码应用于协同通信系统中，对信源节点的自身数据及所要转发的协同同伴数据进行网络编码，信源节点传输的自身数据和转发的协同同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了信源节点每次传输给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种数据传输方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种节点的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种节点的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种协同通信的通信系统架构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种两个用户设备网络编码协同通信示意图；
图7为本发明实施例提供的一种两个用户设备网络编码-空时分组编码协同通信示意图；
图8为本发明实施例提供另一种数据传输方法实施时的示意图；
图9为本发明实施例提供的一种两个用户设备协同通信时采用网络编码和不采用网络编码两种情况下的AWGN信道QPSK下的误码率性能对比示意图；
图10为本发明实施例提供的一种两个用户设备空时分组编码协同通信时采用网络编码和不采用网络编码两种情况下的瑞利信道QPSK下的误码率性能对比示意图；
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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例提供的技术方案基于网络编码理论，网络编码(NetworkCoding，NC)理论最初是由Ahlswede等人提出的用来增加网络传输容量、提高吞吐量的一种新的网络传输技术。网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，它的核心思想是在网络中的各个节点对各条信道上接收到的信息进行线性或非线性的处理，然后转发给目的节点。本发明实施例中的信源节点并不限于用户设备，还可以是其他的设备。中继节点也并不限于移动台、低功率节点等设备。
本发明实施例提供一种数据传输方法，基于信源节点侧，如图1所示，该方法包括：
步骤101、节点接收与该节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息；其中，该节点与各个节点组成一个协同通信集合。
示例性的，协同通信集合中的各个节点各自广播发送自己的数据，其中，各个节点都可以接收到除自身外其余的节点发送的数据，通过检测可以获取其余的节点的信息。需要说明的是，对于步骤101，属于现有的技术手段，具体实现过程可参考现有技术，在此不再赘述。
步骤102、该节点按照预设编码算法将该节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息。
需要说明的是，相对于现有的技术方案，该节点接收到协同通信集合中其他各个节点的信息时直接进行转发，在本发明实施例中，该节点将该节点的信息与协同通信集合中其他各个节点的信息进行网络编码得到编码信息，这样的话，可以增加该节点每次传输数据的信息量，并且提高数据传输的可靠性。
步骤103、该节点对该节点的信息以及编码信息进行调制。
示例性的，该节点可以利用星座映射的方式对该节点的信息以及步骤102得到的编码信息进行调制。需要说明的是，对于步骤103，可以采用现有的技术手段，具体的调制过程可参考现有技术，在此不再赘述。
步骤104、该节点发送调制后得到的数据。
示例性的，节点可以通过发射天线将调制后得到的数据发送出去。
进一步的，在步骤101之前，所述方法还可以包括：
步骤100、该节点根据预设规则确定协同通信集合中的节点。
示例性的，信源节点可以将距离该信源节点一定位置范围的节点确定为协同通信集合中的节点，或者信源节点还可以将预设区域内与基站之间信道状态良好的节点确定为协同通信集合中的节点。这里只是示意性的说明，实际上可以按照事先预定义好的各种规则来确定。
进一步的，步骤102：该节点按照预设编码算法将所述节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息，具体可以包括：
将该节点的信息与各个节点的信息作为预设公式的输入得到编码信息；
预设公式包括：
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
进一步的，对于步骤104：该节点发送调制后得到的数据，具体可以包括：
该节点按照空时分组编码STBC方式发送所述调制后得到的数据。
需要说明的是，空时分组编码(Space Time Block Coding，STBC)就是在空间域和时间域两维方向上对信号进行编码。上述操作属于现有的技术手段，具体的实现方式可以参考现有技术，在此不做赘述。
本发明实施例提供的数据传输方法，节点接收与该节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息；其中，该节点与各个节点组成一个协同通信集合；该节点按照预设编码算法将该节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对该节点的信息以及编码信息进行调制；该节点发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，将网络编码应用于协同通信系统中，对信源节点的自身数据及所要转发的协同同伴数据进行网络编码，信源节点传输的自身数据和转发的协同同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了信源节点每次传输给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
本发明实施例还提供另一种数据传输方法，基于中继节点侧，如图2所示，该方法包括：
步骤201、节点接收N个节点发送的数据，对接收到的N个节点的数据分别进行检测得到N个节点的信息；其中，N为正整数。
示例性的，中继节点可以接收各个信源节点发送的数据，通过检测可以获取各个信源节点的信息。需要说明的是，对于步骤201，属于现有的技术手段，具体实现过程可参考现有技术，在此不再赘述。
步骤202、该节点按照预设编码算法将N个节点的信息进行网络编码得到编码信息。
示例性的，相对于现有的技术方案，中继节点接收到协同通信集合中其他各个节点的信息时直接进行转发，在本发明实施例中，中继节点将各个信源节点的信息进行网络编码得到编码信息，这样的话，可以增加中继节点每次传输的数据中的信息量，并且提高数据传输的可靠性。另外，对信息进行网络编码时可以采用现有的网络编码算法，在此不做赘述。
步骤203、该节点对编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
示例性的，中继节点可以利用星座映射的方式对步骤202得到的编码信息进行调制，然后可以通过发射天线将调制后得到的数据发送出去。需要说明的是，对于步骤203，可以采用现有的技术手段，具体的调制过程可参考现有技术，在此不再赘述。
进一步的，对于步骤202：该节点按照预设编码算法将N个节点的信息进行网络编码得到编码信息，具体可以包括：
将N个节点的信息作为预设公式的输入得到编码信息；
预设公式包括：
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
本发明实施例提供的另一种数据传输方法，节点接收N个节点发送的数据，对接收到的N个节点的数据分别进行检测得到N个节点的信息；其中，N为正整数；该节点按照预设编码算法将N个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，将网络编码应用于协同通信系统中，中继节点并不是独立转发各个信源节点的数据，而是接收各个信源节点发送的数据，并对接收的各个信源节点的数据进行网络编码，信源节点传输的自身数据和转发的协同同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了中继节点每次传输给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
本发明实施例提供一种节点10，该节点10可以是信源节点，如图3所示，该节点10包括：
接收模块11，用于接收与节点10进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息，并将各个节点的信息传输给编码模块12；其中，节点10与各个节点组成一个协同通信集合；
编码模块12，用于从接收模块11接收各个节点的信息，按照预设编码算法将节点10的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将编码信息传输给调制模块13；
调制模块13，用于从编码模块12接收编码信息，对节点10的信息以及编码信息进行调制，并将调制后得到的数据传输给发送模块14；
发送模块14，用于从编码模块13接收调制后得到的数据后发送调制后得到的数据。
进一步的，如图3所示，节点10还可以包括：
确定模块15，用于根据预设规则确定协同通信集合中的节点。
进一步的，编码模块13具体用于：
将节点10的信息与各个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
预设公式包括：
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点10，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n(也即节点10)的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
进一步的，发送模块14具体用于：
按照空时分组编码STBC方式发送调制后得到的数据。
本发明实施例提供的一种节点，节点接收与该节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的各个节点的数据分别进行检测得到各个节点的信息；其中，该节点与各个节点组成一个协同通信集合；该节点按照预设编码算法将该节点的信息与各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对该节点的信息以及编码信息进行调制；该节点发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，将网络编码应用于协同通信系统中，对信源节点的自身数据及所要转发的协同同伴数据进行网络编码，信源节点传输的自身数据和转发的协同同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了信源节点每次传输给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
本发明实施例还提供另一种节点20，该节点20可以是中继节点，如图4所示，该节点20包括：
接收模块21，用于接收N个节点发送的数据，对接收到的N个节点的数据分别进行检测得到N个节点的信息，并将N个节点的信息传输给编码模块22；其中，N为正整数；
编码模块22，用于从接收模块21接收N个节点的信息，按照预设编码算法将N个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将编码信息传输给调制发送模块23；
调制发送模块23，用于从编码模块22接收编码信息，对编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
进一步的，编码模块22可以具体用于：
将N个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
预设公式包括：
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点20的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
本发明实施例提供的另一种节点，节点接收N个节点发送的数据，对接收到的N个节点的数据分别进行检测得到N个节点的信息；其中，N为正整数；该节点按照预设编码算法将N个节点的信息进行网络编码得到编码信息；该节点对编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。在本发明实施例提供的技术方案中，将网络编码应用于协同通信系统中，中继节点并不是独立转发各个信源节点的数据，而是接收各个信源节点发送的数据，并对接收的各个信源节点的数据进行网络编码，信源节点传输的自身数据和转发的协同同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了中继节点每次传输给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明提供的技术方案进行详细说明：
实施例一
本实施例中，信源节点以用户设备为例，目的节点可以是基站，如图3所示，信源节点也即用户设备可以包括：确定模块、接收模块、编码模块、调制模块、发送模块。相应的，目的节点可以包括：解调模块以及译码模块。
其中，用户设备的各个模块的结构和功能参照图3对应的实施例理解，目的节点的解调模块和译码模块相连。
该实施例的实现过程如下：
确定模块，用于根据预设规则确定所述协同通信集合中的用户设备。其中，协同通信集合中的用户设备数至少为2。
接收模块，用于接收与所述用户设备进行协同通信的各个用户设备发送的数据，对接收到的所述各个用户设备的数据分别进行检测得到所述各个用户设备的信息，并将所述各个用户设备的信息传输给编码模块；其中，所述用户设备与所述各个用户设备组成一个协同通信集合；
编码模块，用于从所述接收模块接收所述各个用户设备的信息，按照预设编码算法将所述用户设备的信息与所述各个用户设备的信息进行网络编码得到编码信息，并将所述编码信息传输给调制模块；
具体的，编码模块可以用于：
将所述节点的信息与所述各个用户设备的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：
其中，N为所述协同通信集合中的用户设备的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的用户设备j，n表示所述用户设备，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为用户设备j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为用户设备j在时刻i的信息，表示在时刻i所述用户设备n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时用户设备j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
需要说明的是，实际中，我们可以通过打孔方案，提高编码效率。
打孔方案也即速率匹配，是指传输信道上的比特被重发(repeated)或者被打孔(punctured)，以匹配物理信道的承载能力。打孔就是将当前的比特打掉，同时将后面的比特依次前移一位，重复就是在当前比特和后面的比特之间插入一次当前比特。
通过上述编码模块，用户设备n得到编码信息这样在时刻i用户设备n所要发的信息比特就组成且l≠0多比特位。这里Sn,i表示时刻i用户设备n发送的信息比特，表示时刻i用户设备n进行网络编码后得到的第l个输出编码信息比特。
调制模块，用于从所述编码模块接收所述编码信息，对所述节点的信息以及所述编码信息进行调制，并将所述调制后得到的数据传输给发送模块；
示例性的，用户设备n通过调制模块将得到的多比特位且l≠0进行星座映射后得到调制后的数据；
发送模块，用于从所述编码模块接收所述调制后得到的数据后发送所述调制后得到的数据。
目的节点的解调模块，用于将接收到的来自各个用户设备的发送信息进行解调，得到各个用户设备发送的经过网络编码的信息。
需要说明的是，解调模块对数据进行解调时需根据调制的方式选择对应的解调方式，在本发明实施例中，解调模块对数据进行解调属于现有的技术手段，在此不做展开介绍。
译码模块，用于对解调模块解调得到的各个用户设备的经过网络编码的信息进行译码。
示例性的，一般目的节点译码时按照最大似然准则进行译码，以下以用户设备n的经过网络编码的信息Yn的译码过程为例对译码过程进行说明：
译码模块接收到Yn，最大似然准则译码是按照最大化对数似然函数p(Yn|Xn)作为选择Xn的准则：
两边取对数得：
其中，p(Yn,i|Xn,i)是信道转移概率，当所有码字等概率时，这是个最小错误概率译码准则。
优选的，选择维特比译码算法作为具体译码时的算法，在维特比译码算法中，似然函数logp(Yn|Xn)称为Xn的路径度量，用M(Yn|Xn)表示。而logp(Yn,i|Xn,i)和logp(Yn,j|Xn,j)分别称为分支度量和比特度量，分别以M(Yn,i|Xn,i)和M(Yn,j|Xn,j)，由此可得：
对于接收序列Yn，维特比算法就是通过网络图找到具有最大度量的路径，即最大似然路径，从而恢复出用户设备n的原始信息。
实施例二
如图5为本发明提供的一种协同通信的通信系统架构示意图，其中，信源节点以用户设备为例，图5中包括N个用户设备和一个目的节点D。在本实施例中，N个用户设备与目的节点D的数据传输过程包括以下步骤：
第一步：用户设备n根据相应的原则确定参与协作的用户设备的数目N，且N≥2；
第二步：用户设备1到用户设备N首先分别广播发送自己的数据，目的节点D接收来自各个用户设备的数据；
第三步：各用户设备n接收其他同伴用户设备的数据，并检测得到其他同伴用户设备数据的信息Sj,i,i＝1,...,K,j＝1,..,N且j≠n，这里K为信息序列Sj的长度。
第四步：用户设备n在时刻i把自己所发送的信息序列Sn.i,i＝1,...K和从协同用户设备中接收到的前若干时刻t＝0,..,m-1的信息序列(实际上这里接收到的数据是用户设备n检测后得到的估计值)Sj,i,i＝1,...,K,j＝1,..,N且j≠n进行网络编码，编码采用如下方案：
其中，N为所述协同通信集合中的用户设备的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的用户设备j，n表示所述用户设备，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为用户设备j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为用户设备j在时刻i的信息，表示在时刻i所述用户设备n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时用户设备j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。这样，长度为K的信息序列经过上述网络编码得到长度为L的输出比特，编码效率定义为K/L。
实际中，我们可以通过打孔方案，提高编码效率。
网络编码完成后，用户设备n得到编码信息Cn，这样在时刻i用户设备n所要发的信息比特就组成且l≠0多比特对。这里Sn,i表示时刻i用户设备n发送的信息比特，表示时刻i用户设备n进行网络编码后得到的第l个输出编码信息比特。
然后用户设备n将得到的多比特位且l≠0经过调制后发送给目的节点。
第五步：目的节点D接收到来自用户设备n的数据，先进行解调，得到用户设备n网络编码后的信息Yn；
第六步：目的节点对用户设备n解调后得到的编码信息序列Yn采用最大似然序列进行网络编码译码：
用户设备n网络译码器的接收的信息为Yn，最大似然序列译码是按照最大化对数似然函数p(Yn|Xn)作为选择Xn的准则：
两边取对数得：
其中，p(Yn,i|Xn,i)是信道转移概率，当所有码字等概率时，这是个最小错误概率译码准则。
优选的，选择维特比译码算法作为具体译码时的算法，在维特比译码算法中，似然函数logp(Yn|Xn)称为Xn的路径度量，用M(Yn|Xn)表示。而logp(Yn,i|Xn,i)和logp(Yn,j|Xn,j)分别称为分支度量和比特度量，分别以M(Yn,i|Xn,i)和M(Yn,j|Xn,j)，由此可得：
对于接收到的信息Yn，维特比算法就是通过网络图找到具有最大度量的路径，即最大似然路径，从而恢复出用户设备n的原始信息。
图6是本发明提供的一种两个用户设备网络编码协同通信示意图。用户设备1的信息序列为Ai,i＝1,2,...；用户设备2的信息序列为Bi,i＝1,2,...；i表示发送的时刻。用户设备1对第i时刻发送的信息先进行网络编码，网络编码信息比特 这样在第i时刻用户设备1所要发的信息比特就组成双比特对；同样，用户设备2在第i时刻发送的信息也要先进行网络编码，网络编码信息比特 这样在第i时刻用户设备2所要发的信息比特就组成双比特对；初始的A0和B0都设为0。
图7是本发明提供的一种两个用户设备空时网络编码协同通信示意图，用户设备1的信息序列为Ai,i＝1,2,...；用户设备2的信息序列为Bi,i＝1,2,...；i表示发送的时刻。该实施例分为两个阶段；第一阶段，用户设备1对第i时刻发送的信息先进行网络编码，网络编码信息比特 这样在第i时刻用户设备1所要发的信息比特就组成双比特对；同样，用户设备2在第i时刻发送的信息也要先进行网络编码，网络编码信息比特 这样在第i时刻用户设备2所要发的信息比特就组成双比特对，初始的A0和B0都设为0；然后分别对编码完成后的双比特位和进行星座映射，得到第i时刻发送的符号和第二阶段，根据Alamouti的STBC编码方式进行正交发送，各用户设备分别发送检测到的同伴数据的复共扼信号和即空时发送矩阵为
图8为本发明实施例提供的另一种数据传输方法的实施示意图，用户设备1在时隙1中发送信息，用户设备2在时隙2中发送信息，中继节点接收到用户设备1和用户设备2的发送信息，采用图5的编码步骤将接收到的信息进行网络编码，在时隙3将网络编码信息转发给目的节点，目的节点接收到来自用户设备及中继节点的发送信息，然后对两阶段接收到的信息进行联合译码，从而恢复出用户设备1和用户设备2的原始信息。
图9为采用图6的处理步骤后得到的采用网络编码和不采用网络编码的AWGN信道下的性能对比。
其中，加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise，AWGN)，在通信上指的是一种信道模型(channel model)，该信道模型唯一的信号减损是来自于宽带(Bandwidth)的线性加成或是稳定谱密度(以每赫兹瓦特的带宽表示)与高斯分布振幅的白噪声。另外，图9中QPSK为正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin)，属于星座映射中一种常用的方式。
图10为采用图7的处理步骤后得到的采用网络编码的空时协同通信与不采用网络编码的空时协同通信的瑞利信道下的性能对比。
其中，瑞利信道是一种无线电信号传播环境的信道模型。这种信道模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且其包络服从瑞利分布。图10中QPSK也是指正交相移键控(Quadrature Phase ShiftKeyin)。
最后需要说明的是，在上述几个实施例中，将网络编码应用于协同通信系统中，且接收侧采用维特比译码算法，对协同节点的自身数据及所要转发的同伴数据进行网络编码，协同用户传输的自身数据和转发的同伴数据之间不再相互独立，而是具有一定的相关性，增加了协同节点户每次发送给目的节点的信息量，从而提高了无线通信系统传输的可靠性。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
节点接收与所述节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的所述各个节点的数据分别进行检测得到所述各个节点的信息；其中，所述节点与所述各个节点组成一个协同通信集合；
所述节点按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息；
所述节点对所述节点的信息以及所述编码信息进行调制；
所述节点发送调制后得到的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前还包括：
所述节点根据预设规则确定所述协同通信集合中的节点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述节点按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息包括：
将所述节点的信息与所述各个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：t＝0,..,m-1,l＝0,...,L-1；
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点发送调制后得到的数据包括：
所述节点按照空时分组编码STBC方式发送所述调制后得到的数据。
5.一种数据传输的方法，其特征在于，包括：
节点接收N个节点发送的数据，对接收到的所述N个节点的数据分别进行检测得到所述N个节点的信息；其中，N为正整数；
所述节点按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息；
所述节点对所述编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述节点按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息包括：
将所述N个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：t＝0,..,m-1,l＝0,...,L-1；
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
7.一种节点，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收与所述节点进行协同通信的各个节点发送的数据，对接收到的所述各个节点的数据分别进行检测得到所述各个节点的信息，并将所述各个节点的信息传输给编码模块；其中，所述节点与所述各个节点组成一个协同通信集合；
编码模块，用于从所述接收模块接收所述各个节点的信息，按照预设编码算法将所述节点的信息与所述各个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将所述编码信息传输给调制模块；
调制模块，用于从所述编码模块接收所述编码信息，对所述节点的信息以及所述编码信息进行调制，并将所述调制后得到的数据传输给发送模块；
发送模块，用于从所述编码模块接收所述调制后得到的数据后发送所述调制后得到的数据。
8.根据权利要求7所述的节点，其特征在于，所述节点还包括：
确定模块，用于根据预设规则确定所述协同通信集合中的节点。
9.根据权利要求7或8所述的节点，其特征在于，所述编码模块具体用于：
将所述节点的信息与所述各个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：t＝0,..,m-1,l＝0,...,L-1；
其中，N为所述协同通信集合中的节点的个数，j＝1,...,N，j表示所述协同通信集合中的节点j，n表示所述节点，n为小于或等于N的正整数，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点n的编码信息，l为的第l个输出比特，且L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
10.根据权利要求9所述的节点，其特征在于，所述发送模块具体用于：
按照空时分组编码STBC方式发送所述调制后得到的数据。
11.一种节点，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收N个节点发送的数据，对接收到的所述N个节点的数据分别进行检测得到所述N个节点的信息，并将所述N个节点的信息传输给编码模块；其中，N为正整数；
编码模块，用于从所述接收模块接收所述N个节点的信息，按照预设编码算法将所述N个节点的信息进行网络编码得到编码信息，并将所述编码信息传输给调制发送模块；
调制发送模块，用于从所述编码模块接收所述编码信息，对所述编码信息进行调制，并发送调制后得到的数据。
12.根据权利要求11所述的节点，其特征在于，所述编码模块具体用于：
将所述N个节点的信息作为预设公式的输入得到所述编码信息；
所述预设公式包括：t＝0,..,m-1,l＝0,...,L-1；
其中，j＝1,...,N，j表示所述N个节点中的节点j，Sj,i-t为节点j在时刻i的前t时刻的信息，m为正整数，当t＝0时，Sj,i为节点j在时刻i的信息，表示在时刻i所述节点的编码信息，l为的第l个输出比特，L为正整数，αj,l为的第l个输出比特时节点j的编码系数，αj,l＝0或αj,l＝1，表示模2加运算。
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