一种双向中继网络中等效全双工实现方法技术

本发明专利技术公开了一种双向中继网络中等效全双工实现方法，应用本发明专利技术实施例，通过高效的中继协作，使得从准备时隙数开始，每一跳参与协作的中继节点始终仅有一个处于发送状态，其余均为接收状态。本发明专利技术实施例利用中继节点间的交替收发，可以实现等效全双工双向中继网络，提升网络资源利用率，最大限度的提升频谱效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及广义协作通信
，特别涉及一种双向中继网络中等效全双工实 现方法及装置。
技术介绍
在多点协作通信中，多跳通信、双向信道的时分复用以及节点的半双工工作模式 是导致双向中继信道频谱效率较低的三大主导因素。现有提升双向中继信道频谱效率的方 法包括(1)中继节点纯粹以译码-转发(DF)方式，同时处理双向数据(即分别译码双向 数据后，采用网络编码方式)；(2)中继节点采用去噪映射方式处理双向数据(即物理层网络编码)；(3)中继节点以放大-转发(AF)方式，同时处理双向数据(即放大转发方式的双 向吞吐量增强中继)。现有方法虽然能在一定程度上，提升双向中继信道的频谱效率，但是仅能补偿双 向信道时分复用而导致的系统频谱效率的损失，在节点半双工模式的无线双向中继信道模 型下，应用上述三个方法仍不能做到目的节点每个时隙都收到信息，因此，双向中继信道频 谱效率仍然较低，还存在很大的提升空间。
技术实现思路
本专利技术提供，目的节点可以在准备时隙 数之后的每个时隙都收到信息，最大限度的提升频谱效率。本专利技术提供了，设置空间存在的第一组 节点(S1，D1)和第二组节点(32，02)，所述节点31和节点32始终处于发送状态，所述节点 Dl和节点D2始终处于接收状态，且所述节点Sl至节点D2、节点S2至节点Dl间均无直达 链路，所述第一组节点(Si，Dl)和第二组节点(S2，D2)之间通过至少一组中继节点实现信 息交互；所述方法还包括在发送数据的首个时隙，所述节点Sl和节点S2发送数据，中继组内的节点处于接 收状态；处于接收状态的中继节点完成物理层网络编码操作；从发送数据第二个时隙开始，在每个发送数据的时隙，从处于接收状态的中继节 点中选择一个中继节点作为发送节点，中继组内的其余节点处于接收状态；处于接收状态 的中继节点完成物理层网络编码操作；从准备时隙数开始，在每个发送数据时隙，参与协助的中继节点中，始终仅有一个 中继节点处于发送状态，其余均处于接收状态。其中，所述准备时隙数根据所述第一组节点和第二组节点之间间隔的跳数决定。其中，所述准备时隙数根据所述第一组节点和第二组节点之间间隔的跳数决定具 体包括所述准备时隙数等于通信发起后所述第一组节点和第二组节点之间的跳数。其中，根据最优路径选择算法从上一时隙中所有处于接收状态的中继节点中选择 一最优的中继节点转为发送状态。其中，每个时隙实际传输模型有多个，具体个数为每组参与转发的中继节点个数。其中，所述节点Sl和节点S2每时隙均发送一个新的数据分组；或者，每时隙发送 网络编码数据，该网络编码数据是新的数据分组与已收到数据分组的网络编码数据。其中，处于发送状态的中继节点所发送的数据是双向数据流经网络编码后的数 据。应用本专利技术实施例，通过高效的中继协作，使得从准备时隙数开始，每一跳参与协 作的中继节点始终仅有一个处于发送状态，其余均为接收状态。本专利技术实施例利用中继节 点间的交替收发，可以实现等效全双工双向中继网络，提升网络资源利用率，最大限度的提 升频谱效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 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专利技术的一些实施例，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是根据本专利技术实施例的一种两跳双向中继网络中等效全双工实现方法流程 图；图2是根据本专利技术实施例的空间存在的第一、二组节点之间为2跳、每一跳中继节 点个数为3时的实现示意图；图3是基于图2所示实施例的对i路信号进行PNC操作的示意图；图4是基于图2所示实施例的前两个时隙的所有可能的系统模型；图5是根据本专利技术实施例的空间存在的第一、二组节点之间为3跳、每一跳中继节 点个数为2时的实现示意图；图6是根据本专利技术实施例的空间存在的第一、二组节点之间为4跳、每一跳中继节 点数为3时的实现示意图；图7是根据本专利技术实施例的空间存在的第一、二组节点之间为5跳、每一跳中继节 点数为3时的实现示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中，多个半双工节点在相互协作中继过程中，利用物理层网络编 码处理多路数据的基础上，通过时分交替收发及基于信道状态信息的“最优”路径选择，可 实现等效全双工双向中继网络的资源利用率，有效提升双向中继信道的频谱效率。参见图1，其是根据本专利技术实施例的一种两跳双向中继网络中等效全双工实现方4法流程图，本实施例中，设置空间存在的第一组节点(Si，Dl)和第二组节点(S2，D2)，节点 Sl和节点S2始终处于发送状态，节点Dl和节点D2始终处于接收状态，且节点Sl至节点 D2、节点S2至节点Dl间均无直达链路，也就是说，所述第一组节点(Si，Dl)和第二组节点 (S2，D2)之间通过至少一组中继节点(每一跳所用的中继节点称为一组)实现信息交互； 节点Sl与D1，S2与D2距离较近，也就是说，节点Sl与D1，S2与D2可以通过某种方式如存 在直达链路实现数据共享；该方法还包括步骤101，在发送数据的首个时隙，节点Sl和节点S2发送数据，中继组内的节点处 于接收状态；处于接收状态的中继节点完成物理层网络编码操作；步骤102，从发送数据第二个时隙开始，在每个发送数据的时隙，从处于接收状态 的中继节点中选择一个中继节点作为发送节点，中继组内的其余节点处于接收状态；处于 接收状态的中继节点完成物理层网络编码操作；步骤103，从准备时隙数开始，在每个发送数据时隙，参与协助的中继节点中，始终 仅有一个中继节点处于发送状态，其余均处于接收状态。上述准备时隙数根据所述第一组节点和第二组节点之间间隔的跳数决定；具体 的，准备时隙数等于通信发起后所述第一组节点和第二组节点之间的跳数。例如，若第一组 节点和第二组节点之间为2跳，则准备时隙数为2，若第一组节点和第二组节点之间为3跳， 则准备时隙数为3。需要说明的是，根据最优路径选择算法从上一时隙中所有处于接收状态的中继节 点中选择一最优的中继节点转为发送状态。需要说明的是，每个时隙实际传输模型有多个，具体个数为每组参与转发的中继 节点个数。需要说明的是，节点Sl和节点S2既可以每时隙均发送一个新的数据分组；也可以 是每时隙发送包含新的数据分组的网络编码数据。需要说明的是，双向数据流在位于网络“相对中心”处的中继节点交汇，网络编码 后继续中继转发；(注由于在两个端节点对之间间隔奇数跳的情形下，不存在位于绝对中 心处的中继节点，因此采用“相对中心”表示双向数据交汇发生的位置。因此，处于发送状 态的中继节点所发送的数据是双向数据流经网络编码后的数据。应用本专利技术实施例，通过高效的中继协作，使得从准备时隙数开始，每一跳参与协 作的中继节点始终仅有一个处于发送状态，其余均为接收状态。本专利技术实施例利用中继节 点间的交替收发，可以实现等效全双工双向中继网络，提升网络资源利用率，最大限度的提 升频谱效率。下面以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种双向中继网络中等效全双工实现方法，其特征在于，设置空间存在的第一组节点(S1，D1)和第二组节点(S2，D2)，所述节点S1和节点S2始终处于发送状态，所述节点D1和节点D2始终处于接收状态，且所述节点S1至节点D2、节点S2至节点D1间均无直达链路，所述第一组节点(S1，D1)和第二组节点(S2，D2)之间通过至少一组中继节点实现信息交互；所述方法还包括在发送数据的首个时隙，所述节点S1和节点S2发送数据，中继组内的节点处于接收状态；处于接收状态的中继节点完成物理层网络编码操作；从发送数据第二个时隙开始，在每个发送数据的时隙，从处于接收状态的中继节点中选择一个中继节点作为发送节点，中继组内的其余节点处于接收状态；处于接收状态的中继节点完成物理层网络编码操作；从准备时隙数开始，在每个发送数据时隙，参与协助的中继节点中，始终仅有一个中继节点处于发送状态，其余均处于接收状态。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，于宏毅，李鸥，张效义，王晓梅，冯强，刘广怡，刘洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：41