基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統及其實現方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統及其實現方法，主要解決了現有技術中存在的通信方式通信半徑和通信功率有一定限制，且通信質量不高的問題。該基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統，包括信號接收系統和與信號接收系統相對應的信號發送系統，所述信號接收系統包括依次相連的接收方式判斷器、時隙判斷器、最佳判決器、解調器和信道解碼器；所述信號發送系統包括依次相連的網絡編碼器、發送方式判斷器、信道編碼器、調制器。通過上述方案，本發明專利技術達到了擴大通信半徑，提高通信功率和通信質量的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種無線通信方法，具體地說，是涉及一種基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統及其實現方法。
技術介紹
D2D (終端到終端)通信作為現有蜂窩網的輔助手段，具有非常好的應用前景，是下一代移動通信技術研究的熱門，然而，由于受自身功能及環境影響，其通信半徑和功率有一定的限制，且通信質量不夠高。隨著通信技術的不斷發展，人們對通信效果提出了更高的要求，現有的D2D通信方法已經越來越無法滿足人們的需求，因此專利技術創造一種通信半徑較廣、通信效率和通信質量較高的通信方法為人們所需，也是技術發展的必然趨勢。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統及其實現方法，主要解決現有技術中存在的通信半徑和通信功率有一定限制，且通信質量不高的問題。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下 基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統，包括信號接收系統和與信號接收系統相對應的信號發送系統，所述信號接收系統包括依次相連的接收方式判斷器、時隙判斷器、最佳判決器、解調器和信道解碼器；所述信號發送系統包括依次相連的網絡編碼器、發送方式判斷器、信道編碼器、調制器。基于上述硬件系統，在本專利技術中，我們根據作為中繼的蜂窩用戶距基站距離的遠近提出了以下兩種實現方法 方法一當作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離小于D2D用戶距基站最遠距離的I. 5倍時，數據接收方法包括以下步驟 (1)接收方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據接收還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據接收； (2)若接收方式判斷器判決得出采用一般方法進行數據接收則直接進行信號解調和信道解碼；若接收方式判斷器判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D方法進行數據接收則將時隙判斷器接收到的數據與系統上次發送的數據一起發送至最佳判決器中，之后再進行信號解調和信道解碼；(3)時隙判斷器每接收一個數據便將自身值加1，當自身值為2時，自動將其清為I。數據發送方法包括以下步驟 (4)發送方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據發送還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送； (5)若發送方式判斷器判決得出采用一般方法進行數據發送則直接發送自身數據；若發送方式判斷器判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送則將相關用戶數據輸入網絡編碼器進行編碼后再發送，并進行相應的信號調制和信道編碼。此處所述相關用戶的數據指事先已接收并保存的數據。進一步地，接收方式判斷器在判決接收方法的同時將所需數據進行存儲。具體地說，所述最佳判決器采用歐式距離最小的判決方法進行判決。方法二 當作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離大于D2D用戶距基站最遠距離的I. 5倍時，數據接收方法包括以下步驟 (a)接收方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據接收還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據接收； (b)若判決得出采用一般方法進行數據接收則直接進行信號解調和信道解碼；若判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據接收，最佳判決器則根據需要對時隙判斷器接收到的不同時隙的數據分別進行處理，直至獲得最終數據，之后再進行信號解調和信道解碼； (c)時隙判斷器每接收一個數據便將自身值加1，當自身值為3時，自動將其清為I。數據發送方法包括以下步驟 (d)發送方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據發送還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送； Ce)若判決得出采用一般方法進行數據發送則直接發送自身數據；若判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送則將系統上次發送的數據和相關用戶的數據輸入網絡編碼器進行編碼后再發送，并進行相應的信號調制和信道編碼。此處所述相關用戶的數據指事先已接收并保存的數據。進一步地，步驟(a)中，接收方式判斷器在判決接收方式的同時將所需數據進行存儲。具體地說，步驟(b)中，所述最佳判決器采用歐式距離最小的判決方法進行判決。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果 (I)本專利技術通過在普通D2D通信的基礎上引入網絡編碼和中繼技術，從而很好地提高了 D2D通信的通信范圍和通信質量，同時還能有效降低現有蜂窩通信的負擔，具有很高的實用價值和推廣價值，符合人們需求和技術發展趨勢，適合大規模推廣應用。(2)本專利技術提供了兩種不同的網絡編碼方法供人們選擇，人們可以根據作為中繼的蜂窩用戶離基站的距離遠近選擇不同的網絡編碼方式，選擇較為靈活，且充分考慮到了實際應用中的具體情況，符合實際需求。(3)通過使用本專利技術，有效解決了現有D2D通信的不足，通信功能強大，能夠充分滿足技術發展的需求，有望成為D2D通信的增強技術，具有突出的實質性特點和顯著的進步，適合大規模推廣應用。附圖說明圖I為本專利技術的典型應用場景示意圖。圖2為本專利技術中采用網絡編碼方式一時接收系統的原理示意圖。圖3為本專利技術中采用網絡編碼方式一時發送系統的原理示意圖。圖4為本專利技術中采用網絡編碼方式二時接收系統的原理示意圖。圖5為本專利技術中采用網絡編碼方式二時發送系統的原理示意圖。圖6為本專利技術中采用動態選擇網絡編碼方式時接收系統的原理示意圖。圖7為本專利技術中采用動態選擇網絡編碼方式時發送系統的原理示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明，本專利技術的實施方式包括但不限于下列實施例。實施例I 基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統，包括信號接收系統和與信號接收系統相對應的信號發送系統。其中，所述信號接收系統包括依次相連的接收方式判斷器、時隙判斷器、最佳判決器、解調器和信道解碼器。為了提高接收系統的性能，如圖2所示，人們可以根據實際情況在時隙判斷器與最佳判決器之間連接緩存器；如圖4所示，在信道解碼器和最佳判決器之間連接緩存器；如圖6所示，在時隙判斷器和最佳判決器之間連接網絡編碼方式判斷器。所述信號發送系統包括依次相連的網絡編碼器、發送方式判斷器、信道編碼器、調制器。為了提高發送系統的性能，人們可以根據實際情況在網絡編碼器上連接緩存器；將網絡編碼方式判斷器通過緩存器與網絡編碼器相連。普通的D2D通信作為現有蜂窩通信的輔助通信手段，其通信半徑和功率受到了很大限制，在給定的通信半徑的前提下，通過使用本專利技術提供的方案能夠成倍地提高D2D的通信范圍，相對于普通蜂窩通信而言，本專利技術同時可以提高相應用戶的通信質量。圖I為本專利技術的典型應用場景圖，圖中的小圓對應普通D2D通信允許的通信范圍，當作為中繼的蜂窩用戶距基站距離較近時，我們采用網絡編碼方式一進行通信；當作為中繼的蜂窩用戶距基站距離較遠時，我們采用網絡編碼方式二進行通信。編碼方式的選擇可以根據距離的不同和環境信噪比的好壞靈活選擇，經驗證后，在本專利技術中，我們以作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離是否大于D2D用戶距基站的距離最大者的I. 5倍來進行區分。如圖2、圖3所示，當作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離小于D2D用戶距基站最遠距離的I. 5倍時，我們采用方式一進行通信。圖2中，接收方式I表示普通蜂窩用戶及普通D2D通信終端用戶與本專利技術提及的作為中繼的蜂窩用戶在通信中的接收方式；接收方式2表示本專利技術中提及的基于網絡編碼和中繼的D2D用戶在通信中的接收方式；圖3中，發送方式I表示普通蜂窩用戶及普通D2D通信終端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統，包括信號接收系統和與信號接收系統相對應的信號發送系統，其特征在于，所述信號接收系統包括依次相連的接收方式判斷器、時隙判斷器、最佳判決器、解調器和信道解碼器；所述信號發送系統包括依次相連的網絡編碼器、發送方式判斷器、信道編碼器、調制器。

【技術特征摘要】
1.基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統，包括信號接收系統和與信號接收系統相對應的信號發送系統，其特征在于，所述信號接收系統包括依次相連的接收方式判斷器、時隙判斷器、最佳判決器、解調器和信道解碼器；所述信號發送系統包括依次相連的網絡編碼器、發送方式判斷器、信道編碼器、調制器。2.基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統的實現方法，其特征在于，當作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離小于D2D用戶距基站最遠距離的I. 5倍時，數據接收方法包括以下步驟 (1)接收方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據接收還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據接收； (2)若接收方式判斷器判決得出采用一般方法進行數據接收則直接進行信號解調和信道解碼；若接收方式判斷器判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D方法進行數據接收則將時隙判斷器接收到的數據與系統上次發送的數據一起發送至最佳判決器中，之后再進行信號解調和信道解碼； (3)時隙判斷器每接收一個數據便將自身值加1，當自身值為2時，自動將其清為I。3.根據權利要求2所述的基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統的實現方法，其特征在于，當作為中繼的蜂窩用戶距基站的距離小于D2D用戶距基站最遠距離的I. 5倍時，數據發送方法包括以下步驟 (4)發送方式判斷器根據信令判決是采用一般方法進行數據發送還是采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送； (5)若發送方式判斷器判決得出采用一般方法進行數據發送則直接發送自身數據；若發送方式判斷器判決得出采用基于網絡編碼和中繼的D2D通信方法進行數據發送則將相關用戶數據輸入網絡編碼器進行編碼后再發送，并進行相應的信號調制和信道編碼。4.根據權利要求3所述的基于網絡編碼和中繼的D2D通信系統的實現方法，其特征在于，步驟(I)中，接收方式判斷器在判決接收方法的同時將所需數據進行存儲。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田高輝，冉小剛，崔玲，張忠培，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：