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机会调度模式下的嵌套码研究 　　中图分类号：TN929.11 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2015） 05-0056-004 　　摘要：将机会调度模式引入嵌套码体系，通过各个收发节点与中继节点的信道状况自适应调整嵌套码的码速率，可以增加信道状况好的链路传输的数据量，提升无线网络的整体吞吐量。仿真结果表明，相比传统非机会调度嵌套码而言，机会调度嵌套码能够有效提升网络吞吐量和误比特性能。 　　关键词：中继系统；嵌套码；机会调度；吞吐量；误比特率 　　Abstract： This paper introduces the concept of opportunistic scheduling in a nested coding system. In this scheme， adaptive rate nested codes are used according to channel conditions in order to increase the transmission load of the link while maintaining a good channel condition. In this way， network capacity is no longer constrained by the worst link， and the overall throughput of wireless networks is increased. Simulation shows that compared to traditional non-opportunistic scheduling nested coding， opportunistic scheduling nested coding increases throughput and reliability of single relay multicast relay networks. 　　Key words： relay system； nested codes； opportunistic scheduling； throughout； bit error rate 　　当前无线网络系统正经历对系统容量的需求提升及网络密集化的过程[1]。网络编码因能够采用较少的链路获取较大的网络容量而被广泛关注[2-3]。在传统网络编码中，网络节点需要预知其他节点的边信息，然而在实际情况下，边信息往往很难获取[4]得到。 　　针对边信息获取难的问题，L.Xiao等将卷积码与网络编码相结合，提出采用嵌套码的补偿方法来解决没有边信息的情况下的网络编解码问题[5]。因此，我们可以认为嵌套码可以进一步提高未来网络编码投入到实际应用的可行性。 　　在现有嵌套码体系下，全网中的所有链路采用相同的码速率。然而，在无线通信网络场景下，不同链路所受信道衰落各不相同。为了保证质量最差的链路具有可接受的可靠性，全网所有链路都需要采用较低的传输速率。在这种情况下，无线网络的容量瓶颈是通信质量最差的无线链路，网络中信道质量好的无线链路得不到充分利用。 　　针对以上问题，文章将机会调度机制[5]引入嵌套码体系。在典型无线组播单中继网络架构下，基于信道状态信息，通过动态选择参与网络编码的信源节点，提升整个网络的容量。此外，针对无线信道的时变特性，文章还提出了在机会调度网络编码体系中引入可变码率的删余卷积码（RCPC）[6]来动态适配无线链路的信道质量，从而进一步提升整个无线网络的容量和可靠性。 　　1 网络编码系统模型 　　文章提出的方法主要针对典型组播单中继系统。系统由一个中继站和多个收发节点构成。各个收发节点既是信源节点也是目的节点。即各个收发节点都要通过中继将自己的信息发送给所有其他收发节点，同时也接收所有其他收发节点发来的信息。典型的4收发节点组播单中继系统如图1所示[7]。 　　在该系统中采用的网络编码传输信息的过程如下：4个收发节点（A，B，C，D）将各自的信息（iA，iB，iC，iD）发送至中继节点r；中继节点将收到的部分或全部信息进行网络编码；中继节点r将网络编码后的信息广播至各收发节点；各收发节点将从中继节点收到的信号解码，获取从其他收发节点传来的信息[8]。 　　2 机会调度与嵌套码的原理 　　2.1 嵌套码 　　嵌套码将卷积码与网络编码技术相结合，每个卷积码的编码矩阵相互线性独立，再将各个卷积码编码进行网络编码形成嵌套码。嵌套码的优势在于接收端仅通过嵌套码译码就可以获取组成该码的各个源节点的数据信息。 　　本系统中源节点通过相互线性独立的卷积码生成器产生编码数据包并发送至中继节点，中继节点进而对其中一