ISSN
1000-0054
清华大学学报(自然科学版)
2008
年第
48
卷第
7
期
7/41
1093-1096
CN
11-2223/N
J
Tsinghua
Univ
(Sci
&.
Tech)
,
2008
,
Vo
l.
48
,
No.
7
适用于无线网络的动态网络编码协作通信机制
彭聪,赵明,姚彦
(清华大学电子工程系,清华信息科学与技术国家实验室,北京
10008
4)
摘
要=为在较高频谱利用效率下有效对抗无线媒质衰落,
提出一种动态网络编码协作通信机制。该机制将节点转发和
网络编码有机结合,中继节点对从多个源节点接收到的信息
做动态网络编码,并将编码后信息转发(广播〉给相应的目的
节点。目的节点利用收到的编码后信息以及其由于无线媒质
的广播特性从其它源节点那里接收到的信息解码出需要的
数据。数值结果表明
2
和空时编码协作通信相比,本机制有
更好的分集-复用折衷性能,亦可获得满空间分集增益。并且
转发节点采用的动态网络编码策略能有效避免因将错误接
收到的信息带入编码后的转发信息而导致的错误传播。
关键词:无线电中继通信;协作通信
p
网络编码;中断概
率
5
分集复用折衷;错误传播
中图分类号:
TN
925
文献标识码
A
文章编号:
1000-0054(2008)07-1093-04
Dynamic
network-coded
cooperation
scheme
in
wireless
networks
PENG Cong ,
ZHAO
Ming
,
YAO
Yan
(Tsingbua
National
Laboratory
of
Information
Science
and
Tecbnology,
Department
of
Electronic
Engineering
,
Tsingbua University, Beijing 100084,
Cbina)
Abstract:
A dynamic network-coded cooperation
(DNCC)
scheme
was
developed to
combat
slow
fading in wireless media
at
high
spectrum
efficiencies.
The
scheme exploits
the
spatial diversity
by
pooling node relaying and also
network
coding in a
network
t
。
increase
the
wireless
network
system
perfprmance.
The
relay node
performs
network
coding on received information from multiple
sources
before forwarding
the
network-coded
data
towards
their
destinations
, which decode their desired
data
from
the
network-coded
data
and
the
data
they
overhear from
other
sources.
The
numerical
results
show
that
the
scheme has a
better
diversity-multiplexing tradeoff performance
than
existing
cooperative cooperation schemes with a full diversity order.
Moreover
, with the dynamic
network
coding mechanism,
the
scheme
avoids
error
propagation due
to
incorporating erroneous
data
into
network-coded data.
Key
words:
radio relay communication; cooperative communication;
network
coding; outage probability; diversity-
multiplexing
tradeoff;
error
propagation
协作通信是一种可有效对抗无线媒质衰落的技
术[l
J
它利用散布在无线网络中的多个终端间的协
作获得空间分集。迄今已有多种协作通信的协议被
提出
[2-3J
。这些协议允许中继节点将从某个源节点收
到的信息或者简单放大后转发,或者全译码、重编码
后转发至相应目的节点。这样,一个中继节点在某时
刻只能帮助一个传输对。
近来,有学者尝试将网络编码技术山应用于协
作通信
[5-6J
。文
[5J
提出被称为自适应网络编码协作
(ANCC)
的协作通信机制。其做法是将网络图和码
图相匹配,以构建可有效描述无线网络的传播环境
变化特性的线性网络编码。文
[6J
对将网络编码应用
于分布式天线系统以及用户协作系统所能获得的分
集增益进行了研究。已有工作都仅考虑了多个惊节
点和同一目的节点通信的简单情况。
本文提出一种适用于多源节点同多目的节点相
通信的动态网络编码协作通信机制
(dynamic
network-coded
cooperation
,
DNCC)
。中继节点根
据无线环境状况,收集来自和中继节点之间无线信
道状况良好的多个源节点的信息,将这些信息编码
并将编码后信息同时转发(广播〉给相应各目的节
点。各目的节点利用接收到的编码后信息和其在其
它源节点直接传输时"偷昕"到的信息来解码获得需
要的信息。如此,一个中继节点可同时帮助多个传输
对获得空间分集。
本文对
DNCC
的中断行为进行分析,推导了单
传输对的中断概率作为信噪比的函数的闭式表达。
结果表明,每个传输对在高信噪比下均可获得全分
集增益。并且动态网络编码的策略使得任何一个源
节点一中继节点无线信道的中断不会影响编码后信
收稿日期:
2007-01-30
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(9020400
1)
作者简介
z
彭聪(1
980
一)
,女(汉)
,河南,博士研究生。
通讯联系人
z
姚彦,教授,
E-mail:
yaoy@tsinghua.edu.cn