>[0075]互補(bǔ)碼集B= {bp，1 彡p彡P(guān)}，bp=[bp(0)，bp(l)，…bp(N-l)]，p= 1，2,…，P;
[0076] 互補(bǔ)碼子碼ap的自相關(guān)函數(shù)之和除0點(diǎn)之外，處處為零，即滿足：
[0078] 互補(bǔ)碼子碼bp的自相關(guān)函數(shù)之和除0點(diǎn)之外，處處為零，即滿足：
[0080] (3)令得到的互補(bǔ)碼集A和互補(bǔ)碼集B構(gòu)成集合C= {A，B，…且互補(bǔ)碼集A和 互補(bǔ)碼集B中的互補(bǔ)子碼互相關(guān)函數(shù)滿足：
[0081] (4)設(shè)1]為財(cái)隹酋矩陣，111#1]，（1，」=1，2，'抑，且|11 1」=1，能夠用1]1，1]2，···，^ 表示矩陣U的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則U的矩陣形式表示為：
[0082]
[0083] 同樣，設(shè)Q為N維酋矩陣，q#Q, (i,j= 1，2,…，N)，且|q" | = 1，能夠用 QuQ2，…，示矩陣Q的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則Q的矩陣形式表示為：
[0084]
[0085] 用UA表示U占Q;兩個(gè)長(zhǎng)度為N的序列中對(duì)應(yīng)元素相乘所得的新的長(zhǎng)度為N的 序列，即1^= (ι?Μ.η，ιι^2,…，屮^)，然后得到構(gòu)造矩陣A的形式表示為：
[0086]
[0087] 其中，A={AyA2, ···，AJ構(gòu)成步驟一二所述的互補(bǔ)碼集A;
[0088] (5)設(shè)E為N維酋矩陣，eljGE，（i，j=l，2，···，N)，且|elj|=l，能夠用E1，E2，…，EN 表示矩陣E的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則E的矩陣形式表示為：
[0089]
[0090] 同樣，設(shè)？為財(cái)隹酋矩陣汀1#?，（1，」_ = 1，2，*"，吣，且|6」=1，能夠用？1，？2，一 ，F(xiàn)N表示矩陣F的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則F的矩陣形式表示為：
[0091]
[0092] 用EA表示E占F,兩個(gè)長(zhǎng)度為N的序列中對(duì)應(yīng)元素相乘所得的新的長(zhǎng)度為N的 序列，即Eff(eufn，el2f]2，…，elNf]N)，然后得到構(gòu)造矩陣A的形式表示為：
[0093]
[0094] 其中，B=恥，B2，…，BN}構(gòu)成步驟一二所述的互補(bǔ)碼集B。
[0095] (6)設(shè)D為一個(gè)N維酉矩陣，d#D，（i，j= 1，2,…，N)，且IdJ= 1，由矩陣D與 矩陣A構(gòu)造矩陣Q，C2，…，CN，其中，用Qj，j= 1，2,…，N表示任意矩陣Q的各行元素：
[0096]
[0097] 則C1= {Cu，Cl2，…，ClN}仍然是一個(gè)互補(bǔ)碼集，N個(gè)子互補(bǔ)碼集C=IA，C2，…，CJ 共同構(gòu)成了一個(gè)完全互補(bǔ)碼，其中任意子序列h的長(zhǎng)度為N2;
[0098] 然后，利用元素交織的方法將完全互補(bǔ)碼的長(zhǎng)度進(jìn)行擴(kuò)展，最終得到理想長(zhǎng)度的 完全互補(bǔ)碼。
[0099] 步驟2將步驟1中所構(gòu)建的完全互補(bǔ)碼作為PNC幀的同步頭，按照?qǐng)D3來(lái)構(gòu)造PNC 幀，將節(jié)點(diǎn)A和B發(fā)送的信息都按照這種方法來(lái)構(gòu)造；
[0100] 步驟3在第一個(gè)時(shí)隙，將步驟2中節(jié)點(diǎn)A和B構(gòu)造的幀同時(shí)發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)R;
[0101] 步驟4中繼節(jié)點(diǎn)R接收到節(jié)點(diǎn)A和B發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)幀之后，
[0102] (1)在每個(gè)子碼的前后分別加入一段循環(huán)前綴和循環(huán)后綴，子碼&的后面一段長(zhǎng) 度的互補(bǔ)碼被復(fù)制移到了 4碼的前面作為循環(huán)前綴，而前面一段長(zhǎng)度的互補(bǔ)碼被復(fù)制移到 了 4碼后面作為循環(huán)后綴，循環(huán)前綴和循環(huán)后綴的長(zhǎng)度都大于信號(hào)XJPXB可能產(chǎn)生的最 大時(shí)延τΜΑΧ;
[0103] (2)并行滑動(dòng)相關(guān)同步系統(tǒng)，估算符號(hào)異步量Δ:
[0104] 將接收到的信號(hào)分為多路作延時(shí)后，分別與信號(hào)x#的子碼Α。為和信號(hào)X沖的 子碼B。、作相關(guān)運(yùn)算，分別取相關(guān)結(jié)果最大的兩路作為輸出結(jié)果，將兩路的結(jié)果做相減計(jì) 算得到符號(hào)異步量A;
[0105] 從而完成并行滑動(dòng)相關(guān)同步系統(tǒng)，最終兩幀xjPxB之間的符號(hào)異步量△求出來(lái)；
[0106] 步驟5利用步驟4求出的符號(hào)異步量△，BP接收機(jī)對(duì)信號(hào)^分兩路進(jìn)行接收，信 號(hào)yR被分為兩路，N的碼長(zhǎng)范圍內(nèi)，一段為從0到Δ的y[2η]，η= 1，2,. . .，N，另一段為從 Α到^的y[2n-l]，η= 1，2,. . .，Ν，分別進(jìn)行積分后，再合成為一路具有2Ν+1個(gè)節(jié)點(diǎn)的信 號(hào)y[k]，k= 1，2,. . .，2Ν+1，得到同步處理后的yR，然后利用PNC在中繼節(jié)點(diǎn)處的映射得到 xR。完成BP迭代算法對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)R接收到的信號(hào)^進(jìn)行同步操作；
[0107] 步驟6將同步處理之后的信號(hào)yR，按照表1中PNC映射規(guī)則映射為xR;
[0108] 步驟7在第二個(gè)時(shí)隙，中繼節(jié)點(diǎn)將xR發(fā)送給節(jié)點(diǎn)A和B;
[0109] 步驟8節(jié)點(diǎn)A和B接收到xR之后，經(jīng)過(guò)解調(diào)，然后將解調(diào)后的信號(hào)與自己本身發(fā) 送的信號(hào)進(jìn)行比特異或，就可以得到對(duì)方節(jié)點(diǎn)的信息1和&，節(jié)點(diǎn)A、B完成信息的交換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征在于：所述方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)： 步驟一、設(shè)置節(jié)點(diǎn)A、B和中繼節(jié)點(diǎn)R，且節(jié)點(diǎn)A、B與中繼節(jié)點(diǎn)R之間的信道為高斯信道， 以構(gòu)架PNC模型；之后構(gòu)建能夠使PNC同步的完全互補(bǔ)碼； 步驟二、在PNC的數(shù)據(jù)幀前面增加步驟一所構(gòu)建的完全互補(bǔ)碼作為同步碼字頭，然后， 節(jié)點(diǎn)A、B要發(fā)送的原始數(shù)據(jù)SjP S B經(jīng)過(guò)調(diào)制轉(zhuǎn)化成信號(hào)X JP X B，并發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)R ; 步驟三、中繼節(jié)點(diǎn)R接收到信號(hào)首先利用PNC的數(shù)據(jù)幀中同步碼字頭 來(lái)估計(jì)^和X B到達(dá)中繼節(jié)點(diǎn)R的符號(hào)異步量A，之后利用估計(jì)所得的符號(hào)異步量△，采用 BP接收機(jī)作用于PNC，對(duì)~和X B進(jìn)行同步操作，得到y(tǒng) R;之后將y R映射為信號(hào)X R，并且發(fā)送 給節(jié)點(diǎn)A和B ;其中，wR表示噪聲； 步驟四、節(jié)點(diǎn)A、B對(duì)接收到的信號(hào)&進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后得到的信息和原始數(shù)據(jù)S JP Sb結(jié)合，分別得到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息&和|^2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征在于：步驟一所述的構(gòu)建PNC 的完全互補(bǔ)碼的過(guò)程為， 步驟一一、構(gòu)設(shè)同步碼字為互補(bǔ)碼對(duì)：序列a和序列b ; 其中，序列 a = [a(0), a(l),…a(N-l)]，序列 b = [b(0), b(l),…b(N-l)]，N 表示碼 長(zhǎng)； 對(duì)任意的η，η = 0, 1，…N-l，|an| = 1，|bn| = 1，且序列a和序列b的自相關(guān)函數(shù) 心a(η)和自相關(guān)函數(shù)\b (η)滿足步驟一二、由步驟一一構(gòu)設(shè)的互補(bǔ)碼對(duì)：序列a和序列b，分別作為互補(bǔ)碼子碼ap和互 補(bǔ)碼子碼bp，并分別組成互補(bǔ)碼集A和互補(bǔ)碼集B ;其中， 互補(bǔ)碼集 A = {ap，1 彡 p 彡 P}，ap= [a p(0)，ap(l)，…ap(N_l)]，p = 1，2,…，P ; 互補(bǔ)碼集 B = {bp，I 彡 p 彡 P}，bp= [b p (0)，bp (I)，…bp (N-I) ]，p = 1，2,…，P ; 互補(bǔ)碼子碼ap的自相關(guān)函數(shù)之和除0點(diǎn)之外，處處為零，即滿足：互補(bǔ)碼子碼bp的自相關(guān)函數(shù)之和除0點(diǎn)之外，處處為零，即滿足：步驟一三、令步驟一二得到的互補(bǔ)碼集A和互補(bǔ)碼集B構(gòu)成集合C= {A，B，…且互 補(bǔ)碼集A和互補(bǔ)碼集B中的互補(bǔ)子碼互相關(guān)函數(shù)滿足：3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征在于：步驟三所述利用 PNC的數(shù)據(jù)幀中同步碼字頭來(lái)估計(jì)^和xB到達(dá)中繼節(jié)點(diǎn)R的符號(hào)異步量Δ的過(guò)程為， 步驟三一、在每個(gè)子碼的前后分別加入一段循環(huán)前綴和循環(huán)后綴，子碼A1的后面一段 長(zhǎng)度的互補(bǔ)碼被復(fù)制移到了 4碼的前面作為循環(huán)前綴，而前面一段長(zhǎng)度的互補(bǔ)碼被復(fù)制移 到了 A1碼后面作為循環(huán)后綴，循環(huán)前綴和循環(huán)后綴的長(zhǎng)度都大于信號(hào)X jP X B可能產(chǎn)生的 最大時(shí)延τ MAX; 步驟三二、并行滑動(dòng)相關(guān)同步系統(tǒng)，估算符號(hào)異步量A : 將接收到的信號(hào)分為K路，分別延時(shí)0, Ts/K，2TS/K，…，（K-I) Ts/K后，分別與信號(hào)&中 的子碼ApA1和信號(hào)X 8中的子碼B ^B1作相關(guān)運(yùn)算，分別取相關(guān)結(jié)果最大的兩路作為輸出結(jié) 果，將兩路的結(jié)果做相減計(jì)算得到符號(hào)異步量A。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征在于：步驟三所述采用BP接 收機(jī)作用于PNC，對(duì)&和X B進(jìn)行同步操作，得到y(tǒng) R;之后將y R映射為信號(hào)X R的過(guò)程為，BP接 收機(jī)對(duì)信號(hào)^分兩路進(jìn)行接收，信號(hào)yR被分為兩路，N的碼長(zhǎng)范圍內(nèi)，一段為從0到Δ的 y[2n]，η = 1，2,. . .，N，另一段為從 Δ 到！^的 y[2n-l]，η = 1，2,. . .，N，分別進(jìn)行積分后， 再合成為一路具有2Ν+1個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)y[k]，k = 1，2,. . .，2Ν+1，得到同步處理后的yR，然 后利用PNC在中繼節(jié)點(diǎn)處的映射得到xR。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征是：步驟一二所述組 成互補(bǔ)碼集A和互補(bǔ)碼集B的過(guò)程為， (一） 、設(shè)U為N維酋矩陣，UljG U，（i，j = 1，2, *··，Ν)，且 IuljI = 1，能夠用 UdU2, *··，υΝ 表示矩陣U的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則U的矩陣形式表示為：同樣，設(shè)0為財(cái)隹酋矩陣41#9，（1，」_ = 1，2，*"，吣，且41」=1，能夠用〇1，〇2，···^ 表示矩陣Q的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則Q的矩陣形式表示為：用U1Qj表示U占 Q j兩個(gè)長(zhǎng)度為N的序列中對(duì)應(yīng)元素相乘所得的新的長(zhǎng)度為N的序列， 即UiQj= (ι?Μ_η，ιι_2，…，uiNq_jN)，然后得到構(gòu)造矩陣A的形式表示為：其中，A= 構(gòu)成步驟一二所述的互補(bǔ)碼集A ; (二） 、設(shè)E為N維酋矩陣，eljGE，（i，j = l，2，···，N)，且|elj|=l，能夠用E1，E2，…，E N 表示矩陣E的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則E的矩陣形式表示為：同樣，設(shè)FSN維酋矩陣，fV# F，（i，j = 1，2，···，N)，且 IfljI = 1，能夠用 F1, F2，…，F(xiàn)n 表示矩陣F的各行所構(gòu)成的長(zhǎng)度為N的序列，則F的矩陣形式表示為：用E1Fj表示E占F j兩個(gè)長(zhǎng)度為N的序列中對(duì)應(yīng)元素相乘所得的新的長(zhǎng)度為N的序列， 即EiFj= (e ^fjl, ei2fj2,…，eiNfjN)，然后得到構(gòu)造矩陣B的形式表示為：其中，B = (B1, B2，…，BN}構(gòu)成步驟一二所述的互補(bǔ)碼集B。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，其特征在于：步驟一三所述集合C 的構(gòu)造過(guò)程為： 首先，設(shè)D為一個(gè)N維酉矩陣，ClljG D，（i，j = 1，2，···，N)，且IdljI = 1，由矩陣D與矩 陣A構(gòu)造矩陣C1, C2，…，CN，其中，用C1 j，j = 1，2,…，N表示任意矩陣C1的各行元素：則C1= {C u，C12，…，C1J仍然是一個(gè)互補(bǔ)碼集，N個(gè)子互補(bǔ)碼集C = IC1, C2，…，CN}共 同構(gòu)成了一個(gè)完全互補(bǔ)碼，其中任意子序列C1,的長(zhǎng)度為N2; 然后，利用元素交織的方法將完全互補(bǔ)碼的長(zhǎng)度進(jìn)行擴(kuò)展，最終得到理想長(zhǎng)度的完全 互補(bǔ)碼。
【專利摘要】物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，屬于同步網(wǎng)絡(luò)編碼領(lǐng)域?，F(xiàn)有BP算法中無(wú)法得知符號(hào)異步量的問(wèn)題。一種物理層網(wǎng)絡(luò)編碼同步方法，構(gòu)架PNC模型和完全互補(bǔ)碼；在PNC的數(shù)據(jù)幀前面增加構(gòu)建的完全互補(bǔ)碼作為同步碼字頭，節(jié)點(diǎn)A、B要發(fā)送的原始數(shù)據(jù)SA和SB經(jīng)過(guò)調(diào)制轉(zhuǎn)化成信號(hào)xA和xB，并發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)R；中繼節(jié)點(diǎn)R接收到帶有噪聲的信號(hào)后，利用PNC的數(shù)據(jù)幀中同步碼字頭來(lái)估計(jì)xA和xB到達(dá)中繼節(jié)點(diǎn)R的符號(hào)異步量Δ，利用符號(hào)異步量Δ，采用BP接收機(jī)最終得到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息和。本發(fā)明解決了PNC異步問(wèn)題，達(dá)到可靠通信的目的。
【IPC分類】H04L1/00, H04L7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105356974
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510823133
【發(fā)明人】于啟月, 宋天鳴, 曹鳳鳳, 孟維曉, 何東杰
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日