一种实现数据处理的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实现数据处理的方法及系统，包括：一个或一个以上中继节点将同时接收到的信源信息进行网络编码获得第一编码信息；对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息，所有中继节点通过同一时隙将获得的第二编码信息发往各目的节点；各目的节点对通过信道的第二编码信息进行非正交译码后获得第一编码信息；各目的节点分别对第一编码信息通过网络编码译码获得输出的信源信息；信源信息为来自信源节点和/或用户设备。本发明专利技术通过对同时接收到的信源信息进行网络编码，对网络编码后的信息进行非正交编码，提高了无线通信系统的吞吐率；同时，网络编码产生的冗余信息带来编码增益，从而提高了无线通信系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信技术，尤指一种实现数据的方法及系统。
技术介绍
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；同时，伴随着用户日益增长的应用需求，对无线通信的传输速率和可靠性等系统性能提出了更高的要求。但是，有限的频谱资源、无线信道的衰落效应、用户之间的干扰及传统的正交多址技术的频谱利用率不高等因素限制了系统性能的提高，使得高速率数据传输的可靠性问题成为了一个研究问题。网络编码(NC，Network Coding)技术的出现改变了传统的网络传输机制，中继节点不再仅仅转发所收到的信息，而是将接收到的信息编码后再进行转发，这样增加了中继节点每次发送给目的节点的信息量，从而提高了网络的吞吐量。其中，物理层网络编码(PNC，Physical-layer Network Coding)是在物理层将电磁波叠加，然后中继节点对叠加的数据包进行编码，转发给目的节点，这样进一步降低了中继节点数据通信所需时间，同时也进一步提高了网络的吞吐量；另外，通过网络编码产生的冗余信息带来编码增益，从而提高了信息传输的可靠性。非正交多址(NOMA，Non-orthogonal Multiple Access)技术在发送端采用非正交传输，NOMA子信道传输依然采用正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，子信道之间是正交的，但是每个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享，对同一子信道上的不同用户采用功率复用技术进行发送，不同用户的信号功率按照相关的算法进行分配，这样主动引入用户间干扰信息，由于到达接收机的每个用户的信号功率都不一样，接收机再根据用户信号功率大小进行相应的排序，然后通过串行干扰消除(SIC，Successive Interference Cancellation)技术逐个解
调出每个用户的信息，以实现正确解调。NOMA在功率域叠加多个用户，对不同的用户分配不同的发射功率，从而提高了系统的频谱效率，即达到了提供系统吞吐量的目的；另外，通过串行干扰消除进行解调，提高了接收机检测的可靠性，从而提高了系统性能。目前，无线通信系统仅通过PNC或NOMA来提高系统的吞吐量，随着无线通信系统应用需求的增长，系统吞吐量的问题将越来越紧迫，如何进一步提高系统吞吐量是一个继续解决的问题，另外，在提高吞吐量的同时如何保证传输可靠性也是应该关注的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种实现数据处理的方法及系统，能够提高无线通信系统的吞吐量及传输可靠性。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种实现数据处理的方法，包括：一个或一个以上中继节点将同时接收到的信源信息进行网络编码获得第一编码信息；对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息，所有中继节点通过同一时隙将获得的第二编码信息发往各目的节点；各目的节点将通过信道的第二编码信息进行非正交译码后获得第一编码信息；各目的节点分别对第一编码信息通过网络编码译码获得输出的信源信息；所述信源信息为来自信源节点和/或用户设备。进一步地，获得第一编码信息具体包括：一个或一个以上中继节点根据所述同时接收到的信源信息，确定与信源信息相对应的网络编码的信息序列；根据确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息；所述同时接收到的信源信息为S1,...,SP，所述与信源信息相对应的网络编码的信息序列为S＝[S1,...,SP]；其中，所有中继节点的发射天线总数为N，P为参与网络编码的信息序列编号，1＜P≤N。进一步地，进行网络编码为：采用多元域网络编码方式进行的网络编码；或，采用复数域网络编码方式进行的网络编码。进一步地，当进行网络编码为采用多元域网络编码方式进行网络编码时，具体包括：构造伽罗华域(GF，Galois Field)(2m)上N×N维柯西矩阵G，其中，m为满足公式 2 m ≥ P 2 P 2 - 1 ]]>中取值的最小值；设置各中继节点上的编码向量gk,k＝1,...,N为柯西矩阵G中的一个列向量；根据所述柯西矩阵G对确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息Rk；所述m为GF(2)的m级扩展域GF(2m)； g k = g k 1 g k 2 . . . g kP , R k = S · g k = [ S 1 , S 2 , . . . , S P ] · g k 1 g k 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现数据处理的方法，其特征在于，包括：一个或一个以上中继节点将同时接收到的信源信息进行网络编码获得第一编码信息；对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息，所有中继节点通过同一时隙将获得的第二编码信息发往各目的节点；各目的节点将通过信道的第二编码信息进行非正交译码后获得第一编码信息；各目的节点分别对第一编码信息通过网络编码译码获得输出的信源信息；所述信源信息为来自信源节点和/或用户设备。

【技术特征摘要】
1.一种实现数据处理的方法，其特征在于，包括：一个或一个以上中继节点将同时接收到的信源信息进行网络编码获得第一编码信息；对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息，所有中继节点通过同一时隙将获得的第二编码信息发往各目的节点；各目的节点将通过信道的第二编码信息进行非正交译码后获得第一编码信息；各目的节点分别对第一编码信息通过网络编码译码获得输出的信源信息；所述信源信息为来自信源节点和/或用户设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得第一编码信息具体包括：一个或一个以上中继节点根据所述同时接收到的信源信息，确定与信源信息相对应的网络编码的信息序列；根据确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息；所述同时接收到的信源信息为S1,...,SP，所述与信源信息相对应的网络编码的信息序列为S＝[S1,...,SP]；其中，所有中继节点的发射天线总数为N，P为参与网络编码的信息序列编号，1＜P≤N。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行网络编码为：采用多元域网络编码方式进行的网络编码；或，采用复数域网络编码方式进行的网络编码。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当进行网络编码为采用多元域网络编码方式进行网络编码时，具体包括：构造伽罗华域(GF，Galois Field)(2m)上N×N维柯西矩阵G，其中，m
\t为满足公式 2 m ≥ P 2 P 2 - 1 ]]>中取值的最小值；设置各中继节点上的编码向量gk,k＝1,...,N为柯西矩阵G中的一个列向量；根据所述柯西矩阵G对确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息Rk；所述m为GF(2)的m级扩展域GF(2m)； g k = g k 1 g k 2 . . . g kP , ]]> R k = S · g k = [ S 1 , S 2 , . . . , S P ] · g k 1 g k 2 . . . g kP ; ]]>当进行网络编码为采用复数域网络编码方式进行网络编码时，具体包括：构造编码矩阵的秩大于或等于P的复数域网络编码矩阵uk,k＝1,...,N，根据复数域网络编码矩阵对确定的信息序列进行网络编码，生成与信源信息S1,...,SP之间能够一一映射的第一编码信息Rk，Rk＝S·uk。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息为：将所述第一编码信息Rk通过非正交编码获得第二编码信息；所述第二编码信息其中，αk为非正交编码时第k个中继节点的编码系数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当αk＝1,k＝1,...,N时，所述非正交编码为叠加编码，所述第二编码信息7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述通过信道的第二编码信息为：各目的节点接收到通过信道传输的第二编码信息 Y k = H k · X + ω k = H k · Σ j = 1 N ( α j · R j ) + ω k = H k · ( α k · R k ) + Σ j ≠ k H k · ( α j · R j ) + ω k = H k · ( α k · R k ) + Σ j > k H k · ( α j · R j ) + Σ j < k H k · ( α j · R j ) + ω k ; ]]>其中，Hk表示第k个中继节点到目的节点的信道增益系数，ωk表示第k个中继节点的发射天线到目的节点接收天线之间的高斯白噪声，所述高斯白噪声的功率谱密度为N0；为来自第k+1,...,N个中继节点的高斯白噪声；第k个中继节点达到的速率Rk＝log(1+SINRk)；SINRk为译码第k个中继节点的有效信号与干扰加噪声之比Pk为第k个中继节点的功率：Pj为第j个中继节点的功率。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对信道编码信息进行非正交译码具体包括：将αk.Rk的信号能量按降序排列，目的节点采用串行干扰消除SIC接收机对信道编码信息进行非正交译码。9.一种实现数据处理的系统，其特征在于，包括：一个或一个以上中继节点、若干目的节点；其中，一个或一个以上中继节点包括第一编码单元和第二编码及发送单元；其中，第一编码单元，用于将同时接收到的信源信息进行网络编码获得第一编码信息；第二编码及发送单元，用于对第一编码信息进行非正交编码获得第二编码信息后，通过同一时隙将获得的第二编码信息发往各目的节点；各目的节点包括第一译码单元及第二译码单元；其中，第一译码单元，用于将接收的通过信道的第二编码信息进行非正交译码后获得第一编码信息；第二译码单元，用于对第一编码信息通过网络编码译码获得输出的信源信息；所述信源信息为来自信源节点和/或用户设备。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一编码单元具体用于，根据所述同时接收到的信源信息，确定与信源信息相对应的网络编码的信息序列；根据确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息；所述同时接收到的信源信息为S1,...,SP，所述与信源信息相对应的网络编码的信息序列为S＝[S1,...,SP]；其中，所有中继节点的发射天线总数为N，P为参与网络编码的信息序列编号，1＜P≤N。11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一编码单元具体用于，根据所述同时接收到的信源信息，确定与信源信息相对应的网络编码的信息序列；通过对确定的信息序列采用多元域网络编码方式进行的网络编码或采用复数域网络编码方式进行的网络编码。12.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述第一编码单元具体用于，根据所述同时接收的信源信息，确定与信源信息相对应的网络编码的信息序列；通过确定的信息序列对接收的信源信息，通过构造GF(2m)上N×N维柯西矩阵G，其中，m为满足公式 2 m ≥ P 2 P 2 - 1 ]]>中取值的最小值；设置各中继节点上的编码向量gk,k＝1,...,N为柯西矩阵G中的一个列向量；根据所述柯西矩阵G对确定的信息序列进行网络编码获得第一编码信息Rk；所述m为GF(2)的m级扩展域GF(2m)； g k = g k 1 g k 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓妮，张芳，袁熹，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44