CN115769510A

CN115769510A - 利用fdm传输的omamrc方法及系统

Info

Publication number: CN115769510A
Application number: CN202180045475.0A
Authority: CN
Inventors: R.维索兹; A.阿尔汉萨
Original assignee: Ao Lanzhi
Current assignee: Ao Lanzhi
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2023-03-07
Also published as: EP4173167A1; US20230246704A1; FR3111495A1; WO2021260308A1

Abstract

本发明涉及一种消息方法，该方法旨在用于具有M个源s_i iε{1,...,M]、潜在地L个中继器(r₁...,r_L)和一个目的地的OMAMRC电信系统。传输为FDM类型并且是在被分成B个相互正交的子带的带上进行的。该方法包括：在某一时间间隔同时传输M个源，其中，每个源分配至少一个子带；以及取自M个源和L个中继器的、使用选择策略选择的至少一个中继节点在某一时间间隔进行至少一次协作重传，其中，每个所选节点分配至少一个子带。

Description

利用FDM传输的OMAMRC方法及系统

技术领域

本发明涉及数字通信领域。在该领域内，本发明更具体地涉及经编码的数据在由可以是中继器或源的至少两个节点中继的情况下在至少两个源与一目的地之间的传输。

应当理解，中继器没有要传输的消息。中继器是专用于中继来自源的消息的节点，而源有其自己的消息要传输，并且在一些情况下该源也可以中继来自其他源的消息，即，在这种情况下，该源被称为是协作的。

存在许多中继技术，它们被称为：“放大转发”、“解码转发”、“压缩转发”、“非正交放大转发”、“动态解码转发”等。

本发明特别地但非排他地适用于经由移动网络传输数据(例如，用于实时应用)或者经由例如传感器网络传输数据。

这样的传感器网络是多用户网络，其由多个源、多个中继器和接收方使用中继器与目的地之间表示为OMAMRC(“正交多址多中继信道(Orthogonal Multiple-AccessMultiple-Relay Channel)”)的传输信道的时间正交多址方案组成。

背景技术

从2019年8月29日公开的申请WO 2019/162592中已知一种实施慢链路自适应的OMAMRC传输系统。所描述的OMAMRC电信系统具有M个源、可选地L个中继器和一个目的地，M≥2、L≥0，并且该OMAMRC电信系统使用传输信道的时间正交多址方案，该时间正交多址方案应用于取自这M个源和L个中继器的节点之间。

每个所传输的帧的最大时隙数为M+T_max，其中，M个时隙在第一阶段期间被分配给M个源的连续传输，并且用于一个或多个协作重传的T_已用≤T_max个时隙在第二阶段期间被分配给由目的地根据选择策略选择的一个或多个节点。

所考虑的OMAMRC传输系统包括至少两个源，其中，这些源中的每个源能够在不同的时刻作为源或中继节点操作。该系统可选地可以进一步包括中继器。术语“节点”同等地涵盖充当中继节点或源的中继器和源。所考虑的系统使得源本身可以是中继器。中继器与源不同，因为中继器没有特定于其的要传输的消息，即，中继器只重传源自其他节点的消息。中继器始终执行协作重传。

系统的各个节点之间的链路受到慢衰落和高斯白噪声的影响。目的地对系统的所有链路的了解(CSI“信道状态信息”)是不可用的。实际上，源之间、中继器之间、中继器与源之间的链路是目的地无法直接观察到的，并且目的地对这些链路的了解将需要源、中继器与目的地之间进行过多的信息交换。为了限制反馈开销，假定目的地只知道与所有链路的信道分布/统计相关的信息(CDI“信道状态信息”)，例如，所有链路的平均质量(例如，平均SNR、平均SINR)，以确定被分配给源的速率。

链路自适应是慢速型的，即，在任何传输之前，目的地在知道所有信道的分布(CDI“信道分布信息”)的情况下将初始速率分配给源。通常，可以基于对系统的每个链路的SNR或平均SINR的了解来反馈给CDI分布。

来自源的消息传输被分成帧，在此期间，假定链路的CSI是恒定的(慢衰落假设)。假定速率分配在几百帧内不会改变，其仅随着CDI的任何变化而改变。

该方法区分了三个阶段，即初始阶段，以及对于要传输的每个帧，第1阶段和第2阶段。帧分两个阶段传输，可选地，在这两个阶段之前是被称为初始阶段的附加阶段。

在初始化阶段期间，目的地通过考虑系统的每个链路的平均质量(例如，SNR)来确定每个源的初始速率。

目的地根据基于利用参考信号的已知技术来评估以下直接链路的质量(例如，SNR)：源到目的地和中继器到目的地。例如，源-源链路、中继器-中继器链路以及源-中继器链路的质量是由源和中继器通过利用参考信号来评估的。源和中继器向目的地传输链路的平均质量。该传输发生在初始化阶段之前。由于仅考虑到链路质量的平均值，因此该平均值是在较长的时间尺度上刷新的，即在允许信道的快速变化(快衰落)被平均的时间上刷新。这个时间大约是在给定速度下覆盖所传输的信号的频率的几十个波长所需的时间。初始化阶段例如每200帧到1,000帧发生一次。目的地将其已经确定的初始速率经由返回信道反馈给源。初始速率在初始化阶段的两次发生之间保持恒定。

在第一阶段期间，M个源分别使用根据初始速率确定的调制和编码方案在M个时隙期间连续传输其消息。在该阶段期间，对每个源，信道使用(信道使用即根据3GPP术语的资源元素)次数N₁是固定且相同的。

在第2阶段期间，来自源的消息由中继器和/或源协作重传。该阶段持续最大T_max个时隙。在该阶段期间，对于每个源，信道使用次数N₂是固定且相同的。

在第一阶段期间，相互独立的源广播其以消息的形式编码的信息序列，以供单个接收方注意。每个源以初始速率广播其消息。目的地将其初始速率经由流量非常有限的控制信道发送给每个源。因此，在第一阶段期间，这些源进而在各自专用于一个源的时隙期间分别传输这些源各自的消息。

“半双工”类型的除传输源之外的源和可选的中继器从源接收连续的消息，对这些消息进行解码，并且如果这些消息被选择的话，则仅基于无错解码的源消息来生成消息。

然后，所选节点在第二阶段期间以时间正交的方式相互接入信道，以便这些节点生成的消息重传到目的地。

目的地可以选择哪个节点必须在给定时刻进行重传。

该方法实施一种策略，以便使所考虑系统内的平均频谱效率(效用度量)最大化，该平均频谱效率服从每个源的单独服务质量(QoS)，即，每个源的平均单独BLER：

其中：

·R_i＝K_i/N₁表示源i的初始速率，其中，K_i是来自源i∈{1，...，M}的消息的信息比特数。R_i是采取取自有限集

的离散值的变量，其中，n_MCS是与可用于传输的各种调制和编码方案(MCS)相对应的速率编号；

·T_已用≤T_max表示在第2阶段期间使用的协作重传的次数，

是在第二阶段期间使用的协作重传的次数的平均数；

·α＝N₂/N₁是在第二阶段期间的信道使用次数与在第一阶段期间的信道使用次数之比；

·BLER_i表示源i的块错误率。BLER_i表示取决于速率变量R₁，...，R_M所取的当前值的多变量函数BLER_i(R₁，...，R_M)。

对每个源提供的单独的BLER的QoS约束表示为：

使用基于无干扰或“精灵辅助(Genie Aided)”方法的算法来求解优化多维速率分配的问题。该方法涉及通过假定其他源的所有消息对于目的地和中继器都是已知的来独立地确定源的每个初始速率，并且然后通过用根据“精灵辅助”方法确定的值来初始化速率的值来迭代地确定速率。涉及频谱效率的效用度量取决于用于选择在第二阶段期间出现的节点的策略。

发明内容

本发明的主题是一种用于传输消息的方法，该方法旨在用于具有M个源s_i i∈{1，...，M}、可选地L个中继器r₁，…，r_L和一个目的地的OMAMRC电信系统，M≥2、L≥0、M≤B。传输为FDM类型并且是在被分成B个相互正交的子带的带上进行的。该方法使得其包括：

-在某个时隙期间同时传输这M个源，其中，每个源分配至少一个子带；以及

-取自M个源和L个中继器的、根据选择策略选择的至少一个中继节点在某个时隙期间进行至少一次协作重传，每个所选节点分配至少一个子带，以便使服务质量度量最大化。

在源之间分配子带允许减少传输数据所需的时间，因为源在相同的第一时隙同时传输。因此，这样的方法非常适合对延迟要求苛刻的服务。执行每个源分配一个或多个子带以及用于选择接下来的时隙期间的源的策略，以便使服务质量度量(例如，BLER、频谱效率)最大化。使服务质量最大化允许优化速率或者允许在相同的速率下降低源的传输功率。

在第一时隙之后的一个或多个时隙专用于包括至少一次协作重传在内的重传。协作重传是由中继器进行的传输或由能够辅助目的地对至少一个其他源进行解码的源进行的传输。在下文中，非协作重传将被称为由源对其自己的消息的重传。协作重传是由节点进行的包含与来自另一节点的至少一个消息相关的信息的传输。中继器的传输本质上是协作重传，但也包括(能够协作的)源的传输，该源的传输在其传输中包括与来自另一个源的至少一个消息相关的信息。中继节点的协作确保传输的可靠性增加。

根据一个实施例，该选择策略使得在时隙t对源集进行解码的中继节点仅可以在时隙t+1针对其集合中的单个源进行协作。

该实施例允许获得源的单独截止事件的直接表示，即，不必获得包含所考虑源的源的所有子组的截止事件。在尚未被目的地无错解码的源中，对与节点协作的源的选择可以是随机的，因此，节点到目的地的传输包括对与该节点协作的源的指示。此外，源集的公共截止事件仅作为该集合中的源的单独截止的联合而获得。

根据一个实施例，该方法使得：

-目的地在传输时隙期间向中继节点广播其来自接收到的源的经正确解码的源集；

-已经对未被目的地正确解码的源进行正确解码的中继节点向目的地通知此情况；

-目的地向中继节点广播向量a_t，这些中继节点包括被选择用于子带以用于在下一个传输时隙期间进行协作重传或非协作重传的中继节点。

根据此方案，目的地在完成对在传输时隙期间传输的数据的接收时向中继节点反馈其经正确解码的源集。该反馈可以经由控制信道发生。根据特别简单的实施例，目的地反馈M个比特，这M个比特指示M个源中的每个源是否被正确解码。如果所有源都被目的地正确解码，即，其经正确解码的源集包含M个源，则传输新的帧。

根据一个实施例，中继节点通过在控制信道中传输单个比特来通知目的地。

根据该实施例，从中继节点到目的地的信令是最小的，并且因此具有几乎不消耗任何信道资源的优点。利用该信息，目的地可以实施选择策略，该策略例如涉及在给定的时隙t使在可以用其分配的子带进行辅助的节点与目的地之间的互信息之和最大化：

根据一个实施例，中继节点通过传输其经正确解码的源集来通知目的地。

与前一实施例相比，根据本实施例的从中继节点到目的地的信令消耗更多的信道资源。然而，传输的信息允许目的地更高效地选择中继节点来辅助其对最大数量的源进行解码。

根据一个实施例，目的地选择允许其在完成协作重传或非协作重传时对尽可能多的源进行正确解码的中继节点。

根据该实施例，目的地向中继节点反馈向量，在该向量中，选择使由这些中继节点正确解码并且尚未被目的地正确解码的源的数量最大化的中继节点。该向量进一步包括将子带分配给所选中继节点。

根据一个实施例，目的地选择中继节点，使得在可以用其分配的子带进行辅助的节点与目的地之间的互信息之和被最大化。

在若干向量a_t可以导致新经解码的源的最大数量相同的情况下，该方法选择使在可以用其分配的子带进行辅助的节点与目的地之间的互信息之和

最大化的向量

根据一个实施例，该方法具有慢链路自适应并且使得分配给源的速率被确定为使以平均效用函数的形式表示的度量最大化，该平均效用函数服从每个源的平均单独BLER：

其中：

·

是表示分配给源i的初始速率的变量，i∈{1，...，M}；

·K_i是由源i在n_0，i×F次信道使用上传输的数据量；

·T_已用是用于协作重传/可选地非协作重传的时隙数量；

·

是用于协作重传/可选地非协作重传的时隙数量的平均数；

·BLER_i是源i的块错误率。

根据一个实施例，该方法具有快链路自适应并且使得分配给源的速率被确定为使以平均效用函数的形式表示的度量最大化，该平均效用函数服从源的单独截止：

其中：

·

是源i在协作重传/可选地非协作重传的时隙t的单独截止概率；

·T_已用是用于协作重传/可选地非协作重传的时隙数量；

·

是表示分配给源i的初始速率的变量，i∈{1，...，M}。

本发明的另一个目的是一种包括M个源s₁，...，s_M、L个中继器r₁，…，r_L和一个目的地d的系统，M≥2、L≥0，用于实施根据本发明的传输方法。

本发明的另一个目的是在一个或多个信息介质上的每个特定软件应用程序，其中，所述应用程序包括程序指令，当这些应用程序由处理器执行时，这些程序指令适于实施传输方法。

本发明的另一个目的是经配置的存储器，这些经配置的存储器包括分别与各个特定应用程序相对应的指令代码。

该存储器可以被并入到能够存储程序的任何实体或设备中。该存储器可以是ROM类型的(例如，CD ROM或微电子电路ROM)，或者甚至是磁性类型的(例如，USB密钥或硬盘)。

此外，根据本发明的每个特定应用程序可以从可在因特网类型的网络上访问的服务器下载。

上文在传输方法的范围内阐述的可选特征可以可选地适用于软件应用程序和前述存储器。

附图说明

在阅读了以下对通过简单的说明性示例和非限制性示例的方式提供的实施例的说明以及对附图的说明之后，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚明显，在附图中：

[图1]图1是根据本发明的OMAMRC(正交多址多中继器信道)系统的示例的图；

[图2]图2是根据本发明的一个实施例的帧的传输周期的图；

[图3]图3是根据本发明的一个实施例的在目的地与节点(即源和中继器)之间的信息交换方案的图。

具体实施方式

信道使用是由允许传输调制符号的系统定义的最小时频资源粒度。信道使用次数与可用的频带和传输持续时间相关。

在图1中展示了OMAMRC系统。这样的系统包括属于源集

的M个源、属于中继器集

的L个中继器和一个目的地d。

集合

中的每个源在进行协作的其他源(用户协作)和中继器的辅助下与单个目的地通信。

为了简化描述，下文关于OMAMRC系统做出以下假设：

-源、中继器配备有单个发射天线；

-源、中继器和目的地配备有单个接收天线；

-源、中继器和目的地完全同步；

-源是统计独立的(它们之间没有相关性)；

-所有节点都以相同的功率进行传输；

-使用CRC代码，假定该CRC代码被包括在每个源i的K_i个信息比特中，以便确定消息是否被正确解码，

-各个节点之间的链路经历加性噪声和衰落。当帧在最大持续时间1+T_max个时隙内传输时，衰落增益是固定的，但是可以独立地从一个帧到另一个帧改变。T_max≥1是系统的参数；

-直接接收信道/链路的瞬时质量(CSIR“接收器处的信道状态信息”)可在目的地、源和中继器处获得；

-反馈是无错误的(控制信号无错误)。

节点包括中继器和在不发出其自己的消息时可以充当中继器的源。

节点(即M个源和L个中继器)根据频率正交多址方案接入传输信道，并且根据全双工模式操作，该双工模式允许它们在没有任何干扰的情况下监听其他节点的传输。

信道的带被分成B个子带，假定子带的数量大于或等于源的数量：B≥M。与时隙相关联的每个子带确定F次信道使用(F个资源元素)。

在利用OFDM调制进行传输的情况下，子带可以包括例如与OFDM符号一样多的子载波。

假定对于每个传输时隙，信道使用次数N是相同的：N＝B×F。

传输周期持续1+T_已用个时隙，其中，T_已用≤T_max和T_max是最大时隙数量。在每个时隙，根据第一分区，没有子带被分配给节点，或者一个或多个子带被分配给节点。

在第一时隙(第一阶段)期间，假定B≥M，所有源分别在被分配给每个源的一个或多个子带上传输。

在接下来的“重传时隙”(第二阶段)期间，只有选自源和中继器的节点进行重传，并且它们的重传发生在根据为每个当前时隙确定的分区而分别分配给它们的一个或多个子带上。因此，分区可以在包括第一传输时隙在内的所有传输时隙之间不同。

节点的选择和子带的分配由调度器实施，该调度器通常由目的地托管。

使用以下记法：

·如果i≤M，则所选节点i是源i，表示为s_i，i∈{1，...，M}，否则i＞M，并且所选节点是中继器i-M，表示为r_i-M，i∈{M+1，...，M+L}；

·

是为传输时隙t选择的节点的维度向量B，无论这是在第一阶段期间还是在第二阶段期间。向量a_t的第i个元素a_t，i指定第i个子带和在该时隙t期间在该子带i中处于活动状态的所选节点，i∈{1，...，B}。向量中的顺序对应于子带的顺序；

·n_t∈{0，...，B}^M+L是为传输时隙(时隙)t针对每个节点(即源或中继器)分配的子带数量的维度向量M+L，该子带数在0(节点处于非活动状态)至B(节点占据所有子带)之间改变，无论这是在第一阶段期间还是在第二阶段期间。向量n_t的第i个元素n_t，i表示在传输时隙(时隙)t分配给节点i的子带数量，i∈{1，...，M+L}。形成向量n_t的元素的总和等于B，即子带数量；

·h_a，b是节点a(源或中继器)与节点b(源、中继器或目的地)之间的信道的衰减增益(衰落)，该衰减增益遵循具有零平均值和方差γ_a，b的对称循环复高斯分布，增益是相互独立的；

·T_已用是最小重传时隙数量(即，在第二阶段期间)，该最小重传时隙数量导致所有源的零故障(每个源的单独截止事件为零)：

在重传时隙t(t轮)之后源s的单独截止事件

取决于用于选择节点的向量a_t、用于分配子带的向量n_t以及在前一时隙t-1结束时经解码的源集

该单独截止事件还取决于对直接链路的信道的实施的了解h_dir(信道的增益)以及

指定选择向量的(因此，所选节点的)集合

和分配向量的集合

以及为时隙t之前的时隙(轮)l确定的、这些向量的相关联的经解码的源集

l∈{1，...，t-1}和由目的地解码的源集

应当注意，a₀是在传输阶段期间进行传输的源节点的选择向量，n₀是在传输阶段期间针对每个源分配的子带的分配向量，并且

是在完成第一阶段时由目的地解码的源集。

针对在时隙t(t轮)之后源的子集

的公共截止事件

是这样的事件，即，子集

中的至少一个源在该时隙t结束时未被目的地正确解码。随后，为了简化记法，省略了

与h_dir和与

的依赖关系。

表示在时隙t(t轮)结束时未被目的地成功解码的源集。

从分析的角度来看，如果这些源的速率的向量不被包括在对应的容量区域MAC中，则源的子集

的公共截止事件就会发生，即被满足。

因此，对于源的给定子集

对于所选节点的候选向量a_t

和对应的子带分配向量n_t，该事件可以用以下形式表示：

其中，

表示不符合与

中包含的源的和速率相关联的不等式MAC：

其中：

·l是第二阶段的时隙索引(轮)，按照惯例，l＝0对应于第一阶段(传输阶段)结束，l∈{1，..，T_已用}；

·s是对应于源节点的索引，s∈{1，...，M}；

·i是对应于任何节点(源和中继器)的索引，i∈{1，...，M+L}；

·n_l，i是在时隙l(轮)分配给节点i的子带数量，l∈{1，...，T_已用}；

·n_O，s是由目的地在第一阶段分配给源s∈{1，...，M}的子带数量；

·

其中，

表示如果一方面由节点i在时隙l-1正确解码的源集与集合

之间的交集不为空，并且另一方面由节点i在时隙l-1正确解码的源集与干扰源集

之间的交集为空，则干扰源集等于一；

·^表示“与”逻辑；

·[P]表示艾佛森括号(Iverson bracket)，即，如果事件P被满足，则产生值1，否则产生值0；

·

是对于在时隙l∈{l，..，T_已用}被分配给节点i的子带n_l，i，节点i在目的地d的互衰落信息块：

其中，

是在时隙(轮)l∈{l，...，T_已用}被分配子带f的节点a_l，f与目的地d之间的互信息。互信息取决于在信道的子带上传输的功率，即，节点a_l，f与目的地d之间的

其中，P_T是该节点的总功率。如果在时隙l未选择节点i，则互信息块

为零；

·

是对于给定的a₀和n₀，在对应于传输节点(第一阶段)的时隙，源s在目的地d的互衰落信息块；

·R_s＝K_s/(n_0，sF)，s＝1，...，M是在第一阶段期间使用的速率，其中，K_s是在n_0，sF次信道使用上传输的有用信息比特数。

随后，给定源s的截止事件用以下形式定义：

按照定义，这是与包括源s在内的源集

相对应的所有公共截止事件的交集。当且仅当没有包括源s在内的源集

可以与无错解码相关联(即，

)时，源s被截止。该截止事件变为：

该截止事件指示源是被无错解码

还是被截止

该方法允许在不需要对整个传输(调制编码)和接收(检测/解调、解码)链进行模拟的情况下预测奇偶校验(CRC校验)的实施结果。以此方式，定义了物理层的抽象概念。通过引入链路的互信息的和/或SNR的加权参数，可以对给定编码方案执行通过模拟获得的一些调整(在物理层的抽象概念的上下文内被称为校准)。

在传输方法的两个传输阶段之前可以是确定初始速率的初始阶段。在慢衰落的情况下，该阶段可以每几百帧(即，每次信道/链路的质量统计数据改变时)发生一次，这被称为慢链路自适应。可替代地，该阶段可以更频繁地发生，并且最多在每个周期发生，这被称为快链路自适应。无论链路自适应是快还是慢，每个源的速率和子带的分配在传输开始之前都是已知的。

通过利用参考信号(3GPP LTE/NR DMRS类型的导频符号、3GPP LTE/NR SRS类型的参考信号等)，目的地可以确定直接链路的增益(CSI“信道状态信息”)：

即，源链路到目的地和中继器到目的地。因此，对于慢自适应的上下文内的直接链路，目的地可以从中得出平均值。

相比之下，源之间的链路、中继器之间的链路以及源与中继器之间的链路的增益对目的地来说不是已知的。只有源和中继器可以通过利用参考信号以与用于直接链路的方式类似的方式评估这些链路的度量。

考虑到在慢自适应的上下文内，假定信道的统计数据在两个初始化阶段之间是恒定的，由源和中继器向目的地传输度量只能以与初始化阶段的速率相同的速率发生。假定每个链路的信道的统计数据遵循居中循环复高斯分布，并且统计数据在链路之间是独立的。

在快自适应的范围内，频谱效率的优化可以基于对所有链路或一些链路的了解。一种可能但在控制方面非常繁苛的解决方案是，源和中继器将其可以评估的链路系数(每子带量化)反馈给目的地。

在传输一个或多个帧之前的初始链路自适应阶段期间，目的地针对每个源s传输初始速率

的代表性值(索引、MCS、速率等)。每个初始速率明确地确定了初始调制和编码方案(MCS)，或者相反，每个初始MCS确定初始速率。初始速率

是经由速率非常有限的控制信道反馈的。

这些初始速率由目的地确定，以便使服务质量度量(例如，平均频谱效率)最大化。

在慢链路自适应的情况下，根据一个实施例，服务质量度量是平均频谱效率，其用以下形式表示：

其中：

·

是表示分配给源i的初始速率的变量，i∈{1，...，M}；

·K_i是由源i在n_0，i×F次信道使用上传输的数据量；

·T_已用是用于协作重传或非协作重传的时隙数量；

·

是用于重传的时隙数量的平均数，无论重传是协作的还是非协作的；

·BLER_i是源i的平均块错误率。

在慢链路自适应的情况下，对于来自源的几百次消息传输，每个源的速率和子带分配保持不变，这允许在目的地已知的信道统计数据(CDI“信道分布信息”)上对源i的块错误率(BLER)进行平均。源i获取n_O，i×F个资源元素，以便在第一阶段的时隙期间以速率R_i传输数据K_i。

在快链路自适应的情况下，根据一个实施例，服务质量度量是平均效用函数，该平均效用函数服从每个传输的消息定义的源的单独截止，并且速率和子带分配可以从一个消息到下一个信息改变：

其中：

·

是源i在重传时隙t的单独截止事件，其在故障的情况下等于一或者在成功(正确解码的源)的情况下等于零，

是在传输阶段(时隙的第一阶段)结束时的单独截止事件；

·T_已用是用于协作重传或非协作重传的时隙数量(第二阶段可以假定如果

则值为0)；

·

是表示分配给源i的初始速率的变量，i∈{1，...，M}。

参考图2的图描述了根据本发明的传输方法的一个实施例，该图展示了在具有三个源(i＝{1,2,3})、两个中继器(i＝{4,5})、一个目的地和具有特定带宽的传输信道的OMAMRC系统的上下文内帧的传输周期。带被分成B＝5个子带，并且与时隙相关联的每个子带确定F＝5次信道使用，也就是说，N＝25。

在时隙的第一阶段期间，每个源i＝{1,2,3}发出其码字。根据该示例，分配给源的子带数量在源之间是不同的。因此，子带f₁、f₂和f₅被分配给源1，子带f₃被分配给源2，并且子带f₄被分配给源3。因此，选择向量是a₀＝[s₁，s₁，s₂，s₃，s₁]^T＝[1，1，2，3，1]^T。因此，用于为每个节点分配子带的向量是n₀＝[3，1，1，0，0]^T。

在被称为重传阶段的第二阶段期间并且对于第一时隙，仅选择源2、3和中继器2，并且将子带f₁分配给源3，将子带f₂、f₃和f₄分配给中继器5，并且将子带f₅分配给源2。因此，选择向量是a₁＝[s₃，r₂，r₂，r₂，s₂]^T＝[3，5，5，5，2]^T。因此，用于为每个节点分配子带的向量是n₁＝[0，1，1，0，3]^T。

在被称为重传阶段的第二阶段期间并且对于第二时隙，仅选择源1和中继器4，并且将子带f₁、f₂和f₅分配给中继器4，将子带f₃和f₄分配给源1。因此，选择向量是a₂＝[r₁，r₁，s₁，s₁，r₁]^T＝[4，4，1，1，4]^T。因此，用于为每个节点分配子带的向量是n₂＝[2，0，0，3，0]^T。

图3中展示了在节点与目的地之间的交换方案的实施例。

每个源在其他源和中继器的辅助下将其帧数据传输到目的地。帧在M个源的M个消息的传输期间分别占据时隙。帧的传输(其定义了传输周期)在1+T_已用个时隙内发生：1个时隙用于第1阶段，其中，对于每个源i，信道使用容量为n_O，i，T_已用个时隙用于第2阶段，其中，对于每个源i，信道使用容量为n_t，i。

在第一阶段期间，每个源

在编码之后传输包括K_s个信息比特的消息u_s，

其中，

是双元素伽罗瓦域(Galois field)。消息u_s包括CRC类型的代码，该代码允许校验消息u_s的完整性。消息u_s是根据初始MCS进行编码的。考虑到源之间的初始MCS可能不同，源之间的编码消息长度也可能不同。编码使用增量冗余码。获得的码字被分割成冗余块。增量冗余码可以是系统类型的，然后，信息比特被包括在第一个块中。无论增量冗余码是否是系统类型的，其都使得第一个块可以独立于其他块被解码。例如，增量冗余码可以通过速率兼容的有限系列的删余线性码或被修改为以有限长度操作的无速率码来产生：raptor码(RC)、速率兼容的删余turbo码(RCPTC)、速率兼容的删余卷积码(RCPCC)、速率兼容的低密度奇偶校验码(RCLDPC)。

因此，在第一阶段期间，M个源在传输时隙期间根据向量a₀分别利用根据初始速率值确定的调制和编码方案在分配的子带上同时传输其消息。

对应于源

的每个传输的消息(经正确解码的消息)与对应的源进行同化，以便于标记。

无论这是在第一阶段期间还是在第二阶段期间，当节点(特别是源)进行传输时，目的地和其他节点监听。考虑到为了传输，每个节点被分配了在节点之间不同的一个或多个子带，因此每个全双工节点可以同时传输和监听所有其他节点。

目的地、源和中继器试图对在时隙结束时接收的消息进行解码。使用CRC来确定在每个节点处解码的成功。因此，目的地和节点确定其经正确解码的源集。

在第二阶段期间，在时隙(轮)t，目的地d通过使用例如反馈广播控制信道t＝{1，...，T_已用}，在前一时隙

结束时传输其经正确解码的源集。该反馈可以由M比特的向量组成。

如果目的地对所有源的解码是正确的，则

在这种情况下，当前周期被停止，可以开始新的周期。用于传输新的帧的周期开始于删除中继器和目的地的存储器以及源传输新的消息。在第二阶段期间使用的时隙(轮)数量T_已用＝{1，...，T_max}取决于在目的地处解码的成功。

节点、源和中继器将集合

与它们经正确解码的源集进行比较。

如果节点集包括未包括在目的地集

中的至少一个源，则节点通过使用例如单播类型的专用控制信道来相应地通知目的地。由节点传输的信息可以由其经正确解码的源集组成，或者如图3所示，由例如设置为一的比特组成。

在该第二阶段期间，目的地遵循特定策略，以便确定在时隙(轮)t进行传输的一个或多个所选节点。

目的地通过使用例如反馈广播控制信道传输向量a_t来向节点通知该选择。

接收向量a_t的每个节点可以确定该节点是否被选择以及该节点将在哪个子带上传输。

在该第二阶段期间，并且对于T_已用个重传时隙中的至少一个重传时隙，至少一个所选节点、源或中继器生成协作重传。在该至少一个时隙之外，重传可以是协作的或非协作的。

被选择用于重传的节点在对其已经正确解码的字或部分字进行多用户编码之后传输

所选节点可以使用网络编码和联合网络信道编码来传输基于其经正确解码的源集的消息而确定的奇偶性。其他节点和目的地可以通过利用所选节点的传输来改进它们自己的解码，并且因此可以更新它们的经正确解码的源集。

因此，目的地使用反馈信道来控制节点的传输。这允许通过增加目的地对所有源进行解码的概率来提高频谱效率和可靠性。

选择策略

根据第一策略，目的地从向可以在时隙t进行辅助的节点分配的各种子带的集合Zt中选择使互信息之和最大化的那些子带。该策略只需要了解可以进行辅助的节点，该策略与节点以比特的形式传输信息的模式兼容。

选择标准可以用以下形式表示：

其中，Z_t是与对可以在时隙(轮)t辅助目的地的节点的选择相对应的可能向量a_t的集合。

基于从节点接收的经正确解码的源集并且根据第二策略，目的地选择允许在当前时隙t结束时在目的地处获得尽可能多的新的经正确解码的源的节点，即，使在当前时隙t结束时目的地正确解码的源集的基数最大化的节点。

根据该策略，该方法审查向量a_t的所有可能值并且保留导致最大数量的新经解码的源的值。因此，该方法不考虑无法辅助尚未解码的源的节点，因为该方法的目标是最大数量的新经解码的源，即，仅考虑的节点i是满足以下条件的节点：

该策略还需要了解所有先前选择的节点的经正确解码的源集。

在若干向量a_t可以导致新经解码的源的最大数量相同的情况下，该方法选择使互信息之和

最大化的向量

实际上，在时隙t，这是唯一可以被最大化以使单独截止事件和公共截止事件的直线部分最大化的元素。

在公共切断事件的表达式中的存在表示这样的事实，即仅可以被选择的节点是可以进行辅助的节点，即已经对尚未被目的地解码的至少一个源进行解码的节点。然后，选择标准可以用以下形式表示：

其中，

是使在时隙(轮)t结束时目的地集最大化的候选节点集。

应当注意，对于t＝0，第一阶段的仅有的候选节点是源，这些候选节点的解码集对应于本身，并且中继节点具有空解码集。

Claims

1.一种用于利用被称为OMAMRC的对传输信道的正交多址接入来传输帧消息的方法，该方法旨在用于具有M个源s_i i∈{1，...，M}、可选地L个中继器(r₁，...，r_L)和一个目的地(d)的电信系统，M≥2、L≥0、M≤B，其特征在于，该传输为频分复用(FDM)类型并且是在被分成B个相互正交的子带的带上进行的，并且该方法使得其包括：

-取自这M个源和这L个中继器的、由该目的地选择的至少一个中继节点在某个时隙进行至少一次协作重传，其中，该目的地为每个所选节点分配至少一个子带，通过了解由这些节点正确解码的源，该目的地选择允许在该协作重传完成时在该目的地处获得尽可能多的新的经正确解码的源的节点。

2.如权利要求1所述的用于传输消息的方法，其中，由该目的地进行的选择使得在时隙t对源集进行解码的中继节点仅能够在时隙t+1针对其集合中的单个源进行协作。

3.如权利要求1所述的用于传输消息的方法，其中：

-该目的地在传输时隙期间向这些中继节点广播其来自接收到的源的经正确解码的源集；

-已经对未被该目的地正确解码的源进行正确解码的这些中继节点向该目的地通知此情况；

-该目的地向这些中继节点广播向量(a_t)，这些中继节点包括被选择用于这些子带以用于在下一个传输时隙期间进行协作重传或非协作重传的中继节点。

4.如权利要求3所述的传输方法，其中，中继节点通过传输其经正确解码的源集来通知该目的地。

5.如权利要求1所述的传输方法，其中，该目的地选择这些中继节点，使得在能够用其分配的子带进行辅助的节点与该目的地之间的互信息之和被最大化。

6.如前述权利要求中任一项所述的传输方法，其初始阶段具有确定的初始速率并且使得分配给这些源的初始速率被确定为使以平均效用函数的形式表示的度量最大化，该平均效用函数服从每个源的平均单独BLER：