網絡編碼的數據通信的製作方法

2023-09-21 00:19:45 5

專利名稱：網絡編碼的數據通信的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及通信系統中的數據通信，尤其涉及網絡編碼數據通信。
背景技術：
除了許多其他方面，無線和蜂窩通信網絡和系統發展的主要驅動力量是提供增加 的覆蓋或對更高數據速率的支持，或兩者的組合。此外，構建和維護系統的成本方面也已十 分重要，並且在將來會變得更多。直到最近，無線通信系統的主要拓撲結構沒有改變，包括 現有的三代蜂窩網絡。現有無線通信系統拓撲的特徵在於，蜂窩結構具有固定的無線電基 站和移動站作為典型地在通信會話中涉及的網絡中的唯一傳輸和接收實體。引入宏分集的一個方法是使用中繼或分布式系統，例如分布式天線系統或合作系 統。中繼系統是以中繼節點進行補充的傳統無線電網絡。中繼節點與諸如基站、另一中繼 或用戶終端的其它網絡元件進行無線通信。合作中繼系統是發送到意向目的地的信息通過 各個路由傳遞、並在目的地組合的中繼系統。每個路由可以包括利用中繼節點的一跳或多 跳。此外，目的地可以從源接收直接信號。上述當前的通信網絡共享相同的基本操作原則獨立地傳輸從一個源發送到目的 地的信息或分組與從另一個源發送到相同目的地的其它信息。路由器、轉發器或中繼只是 將數據轉發至目的地。與那些通信網絡相反，網絡編碼是網絡互連和數據通信的新領域，其 中在網絡內處理數據以提高吞吐量、時延和魯棒性。具體地，網絡編碼允許節點將幾個輸入 分組重新組合成為一個或多個輸出分組。在網絡編碼節點處，可以針對網絡編碼節點處出 現的分組執行某種線性編碼，並且所產生的編碼分組可以針對不同的接收方同時廣播，而 不是分別傳輸每個分組。W02007/008123, W02007/008162，或 W02007/008163 公開了使用與採用自動重複 請求(ARQ)和/或多跳調度和轉發的通信系統有關的網絡編碼。網絡編碼基於接收節點監 聽(overhear)來自發送節點但目的地是其它接收節點的數據傳輸的能力。向網絡編碼節 點發送監聽的數據的信息。當選擇數據分組通過網絡編碼組合時以及當決定這種組合數據 分組應該發送到哪些接收節點時，網絡編碼節點使用該信息。上述文獻針對基於ARQ的和多跳網絡中的數據通信提供了改進。但是仍然需要改 進與網絡編碼有關的數據通信。

發明內容
本發明克服了現有技術設置的這些和其它缺點。本發明的一般目的是提供基於網絡編碼的數據通信。本發明的另一個目的是提供通信系統中有效的數據通信。正如所附專利權利要求所定義的，本發明滿足了這些和其它目的。簡要地，本發明涉及通信系統中的數據通信，尤其是涉及數據的網絡編碼的這種 數據通信。本發明的通信系統包括諸如用戶終端的N多個源節點，具有目的地為諸如基站或通信網絡的另一個網絡節點的目的地節點的數據。本發明涉及選擇這些N個源節點的子 集，以及在網絡編碼中利用仔細選擇的源節點的數據。結果，在N個源節點中選擇一組M多 個源節點。此外，數字M等於或大於2但是小於數字N。通過通信系統的中繼節點對來自所 選擇的M個源節點的數據進行網絡編碼，以形成組合的網絡編碼數據。然後通過中繼節點 將該編碼後的數據向目的地節點傳輸，在目的地節點進行解碼。優選地，基於與N個源節點相關聯的相應通信質量參數，執行本發明的有目的的 源節點的選擇。優選的這種通信質量參數是針對源節點和中繼節點和/或目的地節點之間 的通信鏈路的鏈路質量。優選的實施方式基於成本或目標函數的優化來執行源節點選擇。在這種情況下， 函數輸入可以是通信質量參數，並且選擇優化目標函數的源節點集合。中繼節點利用所選 擇的源節點的信息，以提供正確的數據，並將其網絡編碼為目的地為目的節點的組合數據。本發明還涉及網絡編碼控制系統，包括標識符提供器，用於提供N多個源節點的 標識符。控制系統的源選擇器優選地基於至少N個通信質量參數，以及更優選地基於目標 函數的優化，在N個節點中選擇M個源節點的組。控制系統的標識符轉發器將所選擇的M個 源節點的組的標識符轉發至中繼節點網絡，所述中繼節點網絡使用所選擇的M個標識符， 將來自M個源節點的數據編碼，以形成要傳輸至目的地節點的網絡編碼數據。與網絡編碼和數據通信有關的本發明的源節點的有目的的選擇通過更好地利用 針對通信系統中不同源節點的通信質量的波動和變化，極大地提高系統的吞吐量。此外，通 信系統停機(outage)的可能性變小，從而有效地導致更有效的數據通信。通過閱讀本發明實施例的以下描述，將理解本發明提供的其它優勢。


結合附圖，參照以下描述將很好地理解本發明及其其它的目的和優勢，其中圖1是示出了根據本發明實施例的數據通信方法的流程圖；圖2是示出了圖1的數據通信方法的附加步驟的流程圖；圖3是示出了圖2的數據通信方法的附加步驟的流程圖；圖4是更詳細地示出了圖1的節點組選擇步驟的實施例的流程圖；圖5是可以在其中實施本發明的通信系統的一部分的示意性概述；圖6A至6C示意性地示出根據本發明不同實施例的來自不同通信鏈路的鏈路質量 的使用；圖7是可以在其中實施本發明的另一個通信系統的一部分的示意性概述；圖8是根據本發明實施例的網絡編碼控制系統的示意性框圖；圖9是根據本發明實施例的中繼節點的示意性框圖；圖10是根據本發明另一實施例的中繼節點的示意性框圖；以及圖11是根據本發明實施例的目的地節點的示意性框圖。
具體實施例方式在附圖中，相同的參考符號將用於相應或類似的元件。本發明一般地涉及通信系統或網絡中的數據通信，尤其是涉及網絡編碼的這種通信。網絡編碼是實質上涉及將網絡中不同的信息流聯合編碼在一起的新技術。通過網絡節 點處的數據組合和接下來的所產生的組合數據的傳輸，可以提高通信系統的吞吐量、時延 和魯棒性。傳統的網絡編碼應用於涉及兩個傳輸節點將數據轉發至執行所接收數據的組合 的網絡編碼節點的情況。然後通過網絡節點將網絡編碼數據轉發(例如多播或廣播)至一 個或多個意向接收節點。本發明明顯相反地提出與網絡編碼相關的對傳輸節點的選擇性和有目的的分組 (grouping) 0這就意味著將傳輸節點動態地分組在一起以形成數據網絡編碼的基礎。該動 態分組充分利用系統的無線電條件中的波動和變化，從而以適於當前條件的最佳方式動態 地更新節點分組。甚至進一步與傳統的固定分組網絡編碼相比，這也極大地提高了系統的
吞吐量和容量。圖1是示出了本發明數據通信方法的實施例的流程圖。該通信方法可以在包括N 多個源或傳輸節點的通信系統或網絡中實現。這些N個節點每個具有目的地為系統中的目 的地或接收節點的數據。因而，所有這些源節點包含它們需要通過通信系統傳輸至目的地 節點的數據。方法以可選步驟Sl開始，其中來自N個節點中至少一組M多個源節點的數據將它 們相應的目的地意向數據傳輸至通信系統的中繼節點。因此，該中繼節點構成將從源節點 接收的數據向意向目的地轉發的合作中繼單元。該轉發可以是在從中繼節點到目的地節點 的數據的直接傳輸，或者涉及多跳的傳輸，即在從中繼節點到目的地節點的傳輸路徑中，有 至少另一中繼節點。根據本發明，下一個步驟S2在N個源節點中選擇一組M多個源節點。在這種情況 下，2 < M < N，換言之，在步驟S2中選擇N個源節點的子集，以形成至少兩個源節點的M節 點組。步驟S2的選擇不是隨機選擇，而是優選基於這裡進一步描述的一個或多個通信質量 參數執行的有目的的和動態的選擇。因此，步驟S2涉及標識所有包含要傳輸至同一個目的 地節點的那些N個節點的子集。在步驟S3中，中繼節點網絡對來自所選擇的M個源節點的組的數據進行編碼，以 形成組合或網絡編碼數據。結果，步驟S2的組選擇決定什麼數據在基於中繼的網絡編碼中 組合。這與例如之前三個引用的國際專利申請所示出的現有技術明顯相反。它們公開了要 以網絡編碼的形式組合的數據是基於多個目的地或接收節點已經接收的數據。因此，文獻 使用數據監聽以減少必須通過系統傳輸的數據量，因而可以獲取吞吐量增加。本發明啟示 了不同於現有技術解決方案或作為現有技術解決方案補充的可選吞吐量增加技術。因此， 本發明源節點子集的動態選擇允許使用針對N個源節點的不同的質量參數，從而充分利用 動態節點選擇中的這種波動和變化。可以根據所謂的數字網絡編碼或模擬網絡編碼執行步驟S3的數據網絡編碼。模 擬網絡編碼指信號電平上的數據編碼。這意味著模擬網絡編碼令模擬信號通過同時傳輸 相加，即通過令兩個信號互相之間有意幹擾。利用在中繼節點處發生的編碼，即信號相加， 然後基於中繼類型，可以有不同的方法，例如解碼和轉發(中繼節點在重新編碼和重新傳 輸之前對信號進行解調和解碼)、或放大和轉發(中繼節點簡單地放大和轉發所接收的信 號)。簡言之，模擬網絡編碼方案可以包括兩個傳輸時隙。在第一個時隙期間，M個傳輸節 點在相同帶上傳輸數據。在第二個時隙期間，中繼節點將幹擾信號轉發至目的地節點。因此，在傳輸的數量和所產生的幹擾之間做出折衷。明顯相反，數字網絡編碼分組電平上的編碼，意味著網絡編碼節點將針對從M個 源節點接收的數據分組的比特執行編碼。為了這樣做，網絡編碼節點需要擁有解碼能力，因 此可以利用解碼和轉發中繼來執行數字網絡編碼。數字網絡編碼一般地嘗試避免共同編碼 的源節點之間的幹擾。因此，數字網絡編碼方案典型地需要比模擬網絡編碼更多的傳輸時 隙來傳遞信息。因此，在第一時隙期間，即第一階段，源節點之一傳輸其數據分組。在第二時 隙，第二源節點將其分組傳輸至中繼節點等等，直到所有M個節點發送了它們的數據分組。 在下一個時間段期間，網絡編碼節點在時隙中轉發網絡編碼分組。最後，與需要2M個傳輸 的經典中繼系統相反，數據網絡編碼僅需要M+1個傳輸。根據本發明可以使用的數字網絡編碼優選地是線性數據組合。這種線性方法的示 例包括對預定b比特的Galois欄位進行求和，例如逐比特XOR運算，以及求模運算。因為簡便，XOR逐比特編碼是非常適合的編碼方法。也可以使用其它碼，例如像 Reed Solomon的糾刪(erasure)碼。例如，關於Reed Solomon類型的編碼，如果選擇縮短 的RS代碼(k = 2以及η = 3碼字)那麼與兩個數據碼之間的XOR運算相同的運算是可能 的。重新發送非系統碼字n-k= 1，而不是兩個經過逐比特XOR運算的字。其它糾刪碼或糾 刪碼定向編碼也可以用於網絡編碼中。作為針對單比特的運算的替代，b比特的段可以用於網絡編碼。然後可以使用2b 的Galois欄位，其中加法是編碼操作。利用這種記法，XOR運算只是21的Galois欄位中的 相加。適合在網絡編碼中使用的編碼操作的另一示例是基於求模運算。在以下考慮了每 信號星座圖符號編碼，並且針對多個連續星座圖符號可以重複該過程。在該示例中，當處理 複數時，針對實部和虛部獨立地進行求模運算，並利用求模運算和數學觀察的定義((A+B) mo dL_B) mo dL = (A) mo dL因此，實值信號B可以在實值信號A上疊加，並且允許信號A的未受幹擾的恢復 (只要信號A不超過量化電平L)，而振幅、因而功率限於(非線性編碼)合成(網絡編碼)信號。再參照圖1，在步驟Sl的數據傳輸中，來自步驟S2中選擇的至少M個源節點的數 據被傳輸至中繼節點，當然在步驟Sl的數據傳輸中還涉及來自其餘N-M個節點的數據也發 送到中繼節點。此外，步驟Sl的數據傳輸可以在如圖中所示的步驟S2的節點選擇之前執 行。在可選實施例中，數據傳輸與步驟S2中的節點選擇並行或在其後執行。通過本發明也 可以預期，M個源節點中的一些可以將數據在節點組選擇之前發送至中繼節點，M個節點中 的一些可以在選擇期間傳輸數據，以及一些可以在步驟S2的選擇之後將數據轉發至中繼 節點。例如基於上述討論的任一方法，將步驟S3中產生的網絡編碼數據傳輸至步驟S4 中的目的地節點，或向著(在一個或多個跳中)步驟S4中的目的地節點傳輸。然後，目的 地節點處理(即解碼)所組合的數據，以從M個源節點獲取單獨的數據分組和的信息。數據檢索和解碼優選地基於目的地節點之前從M個源節點的子集接收的、或之後 將要從M個源節點的子集接收的數據。一般地，如果複合網絡編碼數據包含來自M個源的 數據，那麼目的地節點需要訪問來自M個源節點中的M-I個源節點的(單獨的)數據。例如，假定M = 3，且目的地節點之前已經直接從節點或通過中繼節點接收到來自第一源節點 的數據分組Iv在該示例中，中繼節點執行來自三個所選源節點的數據分組b1; b2，b3的數 字網絡編碼，以獲取組合的分組錢 & ΘΛ ( Θ與XOR運算相對應)。在這種情況下，目的 地節點可以使用之前接收的數據分組b1;用於對網絡編碼分組進行部分地解碼，並且獲取 部分解碼分組A Θ體= Θ &。然後目的地節點必須等待剩餘數據分組b2或133之一，從而獲取所有三個分組的解碼的版本。可選地，可以通過從目的地節點直接請求來自相 關源節點的剩餘分組之一，來替代這種等待。然後該方法結束。圖2是示出了本發明的數據通信方法的優選附加步驟的流程圖。步驟SlO涉及提 供或估計優選與N個源節點中的每個相關聯的相應通信質量參數。換言之，步驟SlO優選地 涉及估計表示與源節點相關聯的相應通信質量的質量參數。總共給出至少N個質量參數， 針對N個源節點中的每個，優選地執行步驟SlO的估計。然而，也可以與獲取針對N個源節 點的子集的質量參數相關地利用本發明，其中少於N個的質量參數可用。根據本發明，可以使用可以由通信系統的源節點、中繼節點、目的地節點或另一個 網絡節點測量或至少進行估計的不同質量參數。這些質量參數的示例包括時延參數和數據 速率參數。因而，時延參數可以表示從源節點處的傳輸時間直到所發送數據的中繼或目的 地節點處的接收時間發生的通信時延。數據速率參數反映了可在源節點和中繼或目的地節 點之間的通信鏈路上獲取的諸如比特率的當前數據速率。可選地與諸如時延和/或數據速率參數之類的其它參數相結合地、根據本發明尤 其有用的優選質量參數是鏈路質量參數。在這種情況下，針對N個源節點，在步驟SlO中估 計鏈路質量參數。信幹噪比(SINR)和信噪比(SNR)包括可以根據本發明有利地使用的鏈 路質量參數的兩個示例。參照圖6A，示意性地示出了包括N = 4個源節點10、12、14、16、中繼節點20和目 的地節點30的通信系統1。在本示例中，每個源節點10、12、14、16具有與目的地節點30建 立的通信鏈路或信道40、42、44、46。這些鏈路40、42、44、46中的至少一些當前可以經歷非 常低的SINR或SNR，從而作為替代，中繼節點20用於幫助從低質量經歷節點16至目的地節 點30的數據傳輸。在這種情況下，根據本發明採用的和在步驟SlO中估計的鏈路質量參數 可以是表示源節點10、12、14、16和目的地節點30之間的通信鏈路40、42、44、46的當前質 量的相應鏈路參數。如附圖中所示，有利地，在本發明中，還估計和使用表示中繼節點20和 目的地節點30之間的通信鏈路48的鏈路質量的相應質量參數。在這種情況下，可以通過各個源節點10、12、14、16和中繼節點20估計質量參數。 然後，將質量參數報告給根據本發明執行源選擇的網絡節點，如目的地節點30 (這裡還要 進一步描述)。可選地或附加地，可以通過具有與所有源節點10、12、14、16和中繼20的鏈 路的目的地節點30進行質量估計。圖6B示出了可選方式。與圖6A明顯相反，在圖2的步驟S 10中估計表示源節點 10、12、14、16與中繼節點20之間的通信鏈路41、43、45、47的動態質量的質量參數。此外， 中繼-目的地鏈路質量可以與N個源-中繼質量參數一起使用。有利地，通過中繼節點20執行參數估計，或者通過源節點10、12、14、16執行參數 估計。然後將質量估計報告給節點選擇節點，如中繼節點20。
圖6C基本是圖6A和圖6B中示出的情形的組合。該實施例提供了系統1中當前 鏈路質量情形的更完整的畫面。這意味著，針對每個源節點10、12、14、16，優選估計兩個質 量參數；一個表示源-目的地鏈路40、42、44、46的質量，以及一個表示源-中繼鏈路41、43、 45、47的質量。有利地，可以使用中繼-目的地鏈路48的質量參數補充這些總數為2N個的 鏈路質量。本發明中涉及的不同通信節點傳統具有用於利用可以與節點通信的那些網絡節 點執行規律的、間歇的、或針對請求的質量測量。為了具有儘可能動態和代表性的源選擇， 根據本發明，優選最新的這種質量參數估計用於每個相關通信鏈路。可選地，可以採用多個 最新的參數估計，如以平均鏈路質量的形式。本發明的數據通信方法從圖2的步驟SlO持續至圖1的步驟Sl或S2(取決於源至 中繼傳輸發生在節點選擇之前、期間還是之後)。然後在步驟S2中，基於在圖2的步驟SlO 中估計的至少部分、優選所有質量參數，執行在N個源節點中對M個源節點的組的選擇。在 這種情況下，依據所估計的通信質量參數、以及優選地基於相應的源_目的地和/或源-中 繼鏈路質量參數，做出本發明的有目的的源節點組選擇。本發明的源子集的基於質量的選擇可以利用和使用針對不同源節點的隨時間推 移所經歷的通信質量、特別是鏈路質量的波動和變化。這意味著，在給定時間和基於那時的 質量參數，將會選擇第一「最佳」源節點組。然而，在另一時間，改變了針對各個源節點的通 信質量，暗示作為替代，基於新估計的質量參數選擇第二不同的「最佳」源節點。這向本發 明的源節點組選擇提供了動態性。在本發明的特定實施例中，可以預定義和固定複數M。在這種情況下，本發明的選 擇和優選基於參數的選擇包括選擇N個節點中的哪些特定源節點應當組成一組，並在網絡 編碼中共同被處理。因此，從S1, S2, K, Sn中選擇M個節點，其中，Si, i = IKN表示源節點。 該實施例的優選實施方式是具有M = 2的固定M數。這意味著在圖1的步驟S2中選擇源 節點對。本發明的可選實施例首先選擇或確定複數M，其中M等於或大於2但小於具有目的 地為相同目的地節點的源節點的總數N。數的選擇優選基於所估計的質量參數，但是還或者 作為替代，可以基於其它選擇參數執行數的選擇。例如，在三個國際專利申請中提及的先驗 信息(即，目的地節點已經接收到的來自源節點的數據分組的信息)可以用於M的選擇。一旦在圖1的步驟S2中選擇了數M，優選基於所估計的質量參數，在N個可用源節 點中選擇節點組中包括的M個特定節點。在實施例中，基於優化或目標或成本函數執行根據本發明的源節點的分組。圖3 的流程圖中示出了該實施例。該方法從圖2的參數估計步驟SlO繼續。接下來的步驟S20 公式化和優化目標或成本函數，以便選擇最優源節點組。令J(P1, P2, K，ρκ)為目標函數，它 取決於一些質量參數{Pi}，i = 1KK，其中優選K彡N，但是本發明也可以利用比源節點數少 的輸入參數實現，即K<N。令G為所有可能源節點組的集合。在這種情況下，本發明的組 選擇致力於確定滿足J(G)的最佳或最優源節點組
權利要求
1.一種通信系統(1)中的數據通信方法，所述通信系統(1)包括N多個源節點(10，12， 14，16)，每個源節點具有目的地為目的地節點(30)的數據，所述方法包括以下步驟-在所述N多個源節點(10，12，14，16)中選擇M多個源節點(12，16)的組(15)，其中 2 ^ M < N ；-在所述通信系統(1)的中繼節點(20)處，對來自所述M多個源節點(12，16)的組 (15)的數據進行網絡編碼，以形成網絡編碼數據；以及_將來自所述中繼節點(20)的所述網絡編碼數據傳輸至所述目的地節點(30)。
2.如權利要求1所述的方法，還包括將來自所述M多個源節點(12，16)的組(15)的所 述數據傳輸至所述中繼節點(20)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中所述選擇步驟包括基於與所述N多個源節點 (10，12，14，16)相關聯的相應通信質量參數，選擇所述M多個源節點(12，16)的組(15)。
4.如權利要求3所述的方法，還包括針對所述N多個源節點(10，12，14，16)中的每 個源節點(10，12，14，16)，估計與所述源節點(10，12，14，16)相關聯的相應鏈路質量參數， 其中所述選擇步驟包括基於所述相應鏈路質量參數，選擇所述M多個源節點(12，16)的組 (15)。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述估計步驟包括針對所述N多個源節點(10，12， 14，16)中的每個源節點(10，12，14，16)，估計表示所述源節點(10，12，14，16)和所述目的 地節點(30)之間的通信鏈路(40，42，44，46)的鏈路質量的鏈路質量參數。
6.如權利要求4或5所述的方法，其中所述估計步驟包括以下步驟-針對所述N多個源節點(10，12，14，16)中的每個源節點(10，12，14，16)，估計表示所 述源節點(10，12，14，16)和所述中繼節點(20)之間的通信鏈路(41，43，45，47)的鏈路質 量的鏈路質量參數；-估計表示所述中繼節點(20)和所述目的地節點(30)之間的通信鏈路(48)的鏈路質 量的鏈路質量參數。
7.如權利要求3至6中任一所述的方法，其中基於包括所述相應鏈路質量參數的目標 函數的優化來執行所述選擇步驟。
8.如權利要求7所述的方法，其中基於所述通信系統(1)的總容量的最大化來執行所 述選擇步驟。
9 如權利要求1至8中任一所述的方法，其中所述選擇步驟包括在所述N多個源節點 (10，12，14，16)中選擇兩個源節點(12，16)的組(15)。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述選擇步驟包括以下步驟-針對所述N多個源節點(10，12，14，16)中的每個源節點對S(m，n)，通過以下定義來 計算所述通信系統(1)的總容量C(S(m，n))C(S(m, η)) = log(l+max(rm, Γn))+log(1+Γ E+min( Γm, Γη))，其中Γ m是與所述源節點對中的第一源節點相關聯的通信質量參數，Γ n是與所述源節 點對中的第二源節點相關聯的通信質量參數，以及Γκ是與所述中繼節點(20)相關聯的通 信質量參數；以及-選擇將所述總容量最大化的源節點對S* S" = argmax C(s(m, η))其中S是所述N多個源節點(10，12，14，16)中的所有可能源節點對的集合。
11.一種網絡編碼控制系統(100)，包括_標識符提供器(120)，用於提供N多個源節點(10，12，14，16)的N個標識符，每個源 節點具有目的地為通信系統⑴中的目的地節點(30)的數據；-源選擇器(130)，用於在所述N多個源節點(10，12，14，16)中選擇M多個源節點(12， 16)的組(15)，其中2 <Μ<Ν;以及_標識符轉發器(110)，用於將所述M多個源節點(12，16)的組(15)的M個標識符轉 發至中繼節點(20)，所述中繼節點使用所選的M個標識符，對來自所述M多個源節點(12， 16)的組(15)的數據進行網絡編碼，以形成要傳輸到所述目的地節點(30)的網絡編碼數 據。
12.如權利要求11所述的系統，還包括參數提供器(140)，用於提供與所述N多個源節 點(10，12，14，16)相關聯的相應通信質量參數，其中所述源選擇器(130)設置用於基於所 述相應通信質量參數，選擇所述M多個源節點(12，16)的組(15)。
13.如權利要求12所述的系統，其中所述參數提供器(140)設置用於提供與所述N多 個源節點(10，12，14，16)相關聯的相應鏈路質量參數，其中所述源選擇器(130)設置用於 基於所述相應通信質量參數，選擇所述M多個源節點(12，16)的組(15)。
14.如權利要求13所述的系統，其中所述參數提供器(140)設置用於針對所述N多個 源節點(10，12，14，16)中的每個源節點(10，12，14，16)，提供表示所述源節點(10，12，14， 16)和所述目的地節點(30)之間的通信鏈路(40，42，44，46)的鏈路質量的鏈路質量參數。
15.如權利要求13或14所述的系統，其中所述參數提供器(140)設置用於i)針對 所述N多個源節點(10，12，14，16)中的每個源節點(10，12，14，16)，提供表示所述源節點 (10，12，14，16)和所述中繼節點(20)之間的通信鏈路(41，43，45，47)的鏈路質量的鏈路 質量參數；以及ii)提供表示所述中繼節點(20)和所述目的地節點(30)之間的通信鏈路 (48)的鏈路質量的鏈路質量參數。
16.如權利要求12至15中任一所述的系統，其中所述源選擇器(130)設置用於選擇優 化包括所述相應鏈路質量參數的目標函數的所述M多個源節點(12，16)的組(15)。
17.如權利要求16所述的系統，其中所述源選擇器(130)設置用於選擇將所述通信系 統(1)的總容量最大化的所述M多個源節點(12，16)的組(15)。
18.如權利要求11至17中任一所述的系統，其中所述源選擇器(130)設置用於在所述 N多個源節點(10，12，14，16)中選擇兩個源節點(12，16)的組(15)。
19.如權利要求18所述的系統，還包括計算器(150)，用於針對所述N多個源節點(10， 12,14,16)中的每個源節點對S(m，η)，通過以下定義來計算所述通信系統(1)的總容量 C(S(m, η))C(S(m, η)) = log(l+max(Tm, Tn))+log(1+Γ E+min( Tm, tη))其中Tm是與所述源節點對的第一源節點相關聯的通信質量參數，Γ 是與所述源節點 對的第二源節點相關聯的通信質量參數，以及Γ κ是與所述中繼節點(20)相關聯的通信質 量參數；其中所述源選擇器(130)設置用於選擇將所述總容量最大化的源節點對S*
20.—種通信系統(1)的中繼節點(20)，所述中繼節點(20)包括_根據權利要求11至19中任一所述的網絡編碼控制系統(100)，用於提供M多個源節 點(12，16)的組(15)的M個標識符；-接收機(22)，用於接收來自所述M多個源節點(12，16)的組(15)的數據；-網絡編碼器(24)，用於使用所述M個標識符，對來自所述M多個源節點(12，16)的組 (15)的所述數據進行網絡編碼，以形成網絡編碼數據；以及_發射機(22)，用於將所述網絡編碼數據傳輸至目的地節點(30)。
21.一種通信系統(1)的中繼節點(20)，所述中繼節點(20)包括-接收機(22)，用於i)從根據權利要求11至19中任一所述的網絡編碼控制系統 (100)接收N多個源節點(10，12，14，16)中的M多個源節點(12，16)的組(15)的M個標識 符；以及ii)接收來自所述M多個源節點(12，16)的組(15)的數據，其中2彡M<N;-網絡編碼器(24)，用於使用所述M個標識符，對來自所述M多個源節點(12，16)的組 (15)的所述數據進行網絡編碼，以形成網絡編碼數據；以及_發射機(22)，用於將所述網絡編碼數據傳輸至目的地節點(30)。
22.如權利要求20或21所述的中繼節點，其中所述中繼節點(20)是無線的基於無線 電的通信系統(1)的移動無線通信終端(20)。
23.一種通信系統(1)的目的地節點(30)，所述目的地節點(30)包括_根據權利要求11至19中任一所述的網絡編碼控制系統(100)，用於提供M多個源節 點(12，16)的組(15)的M個標識符；_發射機(32)，用於將所述M個標識符傳輸至中繼節點(20)；-接收機(32)，用於從所述中繼節點(20)接收由中繼節點(20)基於來自所述M多個 源節點(12，16)的組(15)的數據產生的網絡編碼數據。
24.如權利要求23所述的目的地節點，其中所述接收機(32)設置用於從所述M多個源 節點(12，16)的組(15)中的M-I個源節點(12)中接收由所述中繼節點(20)用於產生所 述網絡編碼數據的數據。
25.如權利要求24所述的目的地節點，還包括解碼器(34)，用於基於從所述M-I個源 節點(12)接收到的所述數據，對所述網絡編碼數據進行解碼，以形成來自所述M多個源節 點(12，16)的組(15)的解碼數據。
26.如權利要求23至25中任一所述的目的地節點，其中所述目的地節點(30)是無線 的基於無線電的通信系統(1)的基站(30)。
全文摘要
一種數據通信涉及在出現在通信系統(1)中的N多個源節點(10，12，14，16)中選擇M多個源節點(12，16)的組(15)，以及具有目的地為目的地節點(30)的數據，其中2≤M＜N。中繼節點(20)將來自所選擇的M個節點(12，16)的組(15)的數據進行網絡編碼，以形成組合的網絡編碼數據。將該產生的數據向目的地節點(30)發送。與網絡編碼相關的源節點(10，12，14，16)的有目的的選擇實質上增加了通信系統(1)的吞吐量。
文檔編號H04B7/15GK101999218SQ200880128594
公開日2011年3月30日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者斯理曼·本斯理曼, 傑瓦德·曼蘇裡, 阿費夫·歐瑟因 申請人:艾利森電話股份有限公司