多跳分集系統(tǒng)中一種新的基于無比率編碼的跨層方案?

楊靜，朱春華，王珂

（河南工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州450001）

多跳分集系統(tǒng)中一種新的基于無比率編碼的跨層方案?

楊靜，朱春華，王珂

（河南工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州450001）

研究了多跳分集系統(tǒng)中由于鏈路的不可靠傳輸直接應(yīng)用實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼存在差錯(cuò)的擴(kuò)散和傳播問題。提出了一種新的基于無比率編碼的跨層方案，該方案利用無比率編碼的糾錯(cuò)能力及實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼碼字隨機(jī)特性，控制了輸入鏈路的差錯(cuò)擴(kuò)散和傳播。結(jié)果表明，在滿足每條鏈路誤包率一定的情況下，該方案獲得了較好的差錯(cuò)性能。進(jìn)一步分析了為了使每條鏈路達(dá)到給定的誤包率，無比率編碼在不同信噪比下的冗余。

多跳分集系統(tǒng)；無比率編碼；跨層方案；容錯(cuò)性能

1 引言

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，利用無線信道的廣播特性，各用戶節(jié)點(diǎn)可以接收此節(jié)點(diǎn)之前的所有用戶節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息，即為多跳分集通信系統(tǒng)。相比于各用戶節(jié)點(diǎn)僅接收前一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的多跳通信系統(tǒng)，獲得了較高的分集增益［1-2］。在鏈路完全可靠的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼通過在相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼操作可以實(shí)現(xiàn)最大流最小割定理確定的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量［3］。然而，在多跳分集通信系統(tǒng)中，各用戶節(jié)點(diǎn)間的鏈路不完全可靠［4］。直接應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)用戶節(jié)點(diǎn)的一個(gè)輸入差錯(cuò)會(huì)由于編碼造成多個(gè)輸出支路的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)。并且，此差錯(cuò)還會(huì)繼續(xù)沿著網(wǎng)絡(luò)向下游擴(kuò)散，使系統(tǒng)性能惡化。

為了降低網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)傳輸鏈路可靠性的要求，學(xué)者們提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的差錯(cuò)控制技術(shù)。該技術(shù)通過適當(dāng)?shù)剡x擇信源空間，可以糾正多條通信鏈路上的傳輸差錯(cuò)。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多時(shí)，該糾錯(cuò)碼的構(gòu)造基于較大的有限域，具有較高的編譯碼復(fù)雜度。另外，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸采用網(wǎng)絡(luò)編碼時(shí)，若處于上游的鏈路發(fā)生差錯(cuò)，通過編碼在下游鏈路中，將造成多個(gè)傳輸差錯(cuò)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，網(wǎng)絡(luò)編碼引起的差錯(cuò)鏈路的數(shù)目將隨之增多，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的糾錯(cuò)編碼將不再適用。

在多跳分集通信系統(tǒng)中，還可以在物理層利用糾錯(cuò)能力較強(qiáng)的信道編碼提高鏈路傳輸?shù)目煽啃浴o比率編碼是一種新型的信道編碼方法，其碼率是不固定的，在發(fā)送端未知信道狀態(tài)信息的情況下，可以逼近信道容量［5］。然而，由于實(shí)際系統(tǒng)中時(shí)延、能量等約束，傳統(tǒng)的固定碼率的信道編碼和無比率編碼也不能保證每條傳輸鏈路的可靠性。

針對(duì)此問題，本文在多跳分集系統(tǒng)中，聯(lián)合無比率編碼和實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼，提出了一種基于無比率編碼的跨層方案，達(dá)到控制輸入鏈路差錯(cuò)擴(kuò)散、提高系統(tǒng)容錯(cuò)性能的目的。

2 基于無比率編碼的跨層方案

2.1 多跳分集系統(tǒng)

多跳分集通信系統(tǒng)模型如圖1所示，包括一個(gè)信源節(jié)點(diǎn)、兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)（目的節(jié)點(diǎn)1和目的節(jié)點(diǎn)2）和N-2個(gè)中繼協(xié)作節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用正交時(shí)分多址接入的方式，即每一時(shí)隙只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，以避免信號(hào)傳輸過程中節(jié)點(diǎn)之間的相互干擾。

圖1 多跳分集通信系統(tǒng)模型Fig.1 Themultihop diversity system model

下面從網(wǎng)絡(luò)圖的角度對(duì)多跳分集通信系統(tǒng)模型進(jìn)行闡述說明。假定G=（V，E）表示多跳分集通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖，其中V為節(jié)點(diǎn)，E為通信鏈路。圖1中，V0表示信源節(jié)點(diǎn)，Vi表示第i個(gè)中繼協(xié)作節(jié)點(diǎn)，1≤i≤N-2，Vd1和Vd2分別表示目的節(jié)點(diǎn)1和目的節(jié)點(diǎn)2，那么，V=V0∪V1∪V2…∪VN-2∪Vd1∪Vd2。

以第i（1≤i≤N-2）跳傳輸為例，接下來具體闡述多跳分集通信系統(tǒng)模型。第i跳傳輸時(shí)，負(fù)責(zé)信息接收的節(jié)點(diǎn)是中繼協(xié)作節(jié)點(diǎn)Vi。由于無線信道的廣播特性，接收節(jié)點(diǎn)Vi可以接收此節(jié)點(diǎn)之前的所有節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息。因此，在第i跳傳輸中，發(fā)送節(jié)點(diǎn)是從V′=V0∪V1∪V2…∪Vi-1節(jié)點(diǎn)中任意選取的li（1≤li≤i）個(gè)節(jié)點(diǎn)。同理，第N-1跳傳輸時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)為目的節(jié)點(diǎn)Vd1，對(duì)應(yīng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)是從?V=V0∪V1∪V2…∪VN-2節(jié)點(diǎn)中任意選取的ld1（1≤ld1≤N-1）個(gè)節(jié)點(diǎn)。第N跳傳輸時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)則為Vd2，發(fā)送節(jié)點(diǎn)是從＾V=V0∪V1∪V2…∪VN-2∪Vd1節(jié)點(diǎn)中任意選取的ld2（1≤ld2≤N）個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，在多跳分集通信系統(tǒng)中，由于每跳信息傳輸時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)選擇的靈活性，其系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)變化的。并且，由于無線鏈路中干擾和噪聲的影響，各節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間的鏈路還是不完全可靠的。

2.2 跨層方案

在多跳分集通信系統(tǒng)中，當(dāng)各節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的鏈路完全可靠時(shí)，實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以達(dá)到最大流最小割定理確定的最大理論傳輸容量。然而，將實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼直接應(yīng)用于鏈路存在差錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)將會(huì)帶來差錯(cuò)的擴(kuò)散。針對(duì)此問題，本文聯(lián)合無比率編碼和實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼，提出了一種基于無比率編碼的跨層方案。該方案首先利用無比率編碼較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，當(dāng)鏈路中干擾或噪聲超出無比率編碼的糾錯(cuò)能力時(shí)，譯碼器可以通過校驗(yàn)矩陣檢測(cè)到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包并將其丟棄（本文假設(shè)不可檢測(cè)譯碼錯(cuò)誤概率較小，可以忽略）；然后，利用實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼的碼字隨機(jī)性，根據(jù)無比率編碼譯碼器保留的正確的數(shù)據(jù)包來更新實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼的全局編碼核，從而達(dá)到提高系統(tǒng)容錯(cuò)性能的目的。

假定信源節(jié)點(diǎn)V0要傳輸K個(gè)數(shù)據(jù)包x1，x2，…，xK到目的節(jié)點(diǎn)Vd1和目的節(jié)點(diǎn)Vd2。每條通信鏈路在單位時(shí)間內(nèi)可以有效傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)的最大流最小割容量為h。并將同時(shí)進(jìn)行實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼的h個(gè)數(shù)據(jù)包x1，x2，…，xh定義為一代的信息數(shù)據(jù)包。

在多跳分集通信系統(tǒng)中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)傳輸信息的順序，可以將節(jié)點(diǎn)分為信源節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)三部分。其中，中間節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)V1～VN-2和節(jié)點(diǎn)Vd1，目的節(jié)點(diǎn)包括節(jié)點(diǎn)Vd1和節(jié)點(diǎn)Vd2。在多跳分集通信系統(tǒng)模型中，如圖1所示，目的節(jié)點(diǎn)Vd1既負(fù)責(zé)協(xié)助傳輸信息到目的節(jié)點(diǎn)Vd2，作為目的節(jié)點(diǎn)Vd2的中間節(jié)點(diǎn)，又要作為其中一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)。因此，節(jié)點(diǎn)Vd1共同屬于中間節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)。

在本文所提出的基于無比率編碼的跨層方案中，信源節(jié)點(diǎn)V0將待傳輸?shù)腒個(gè)信源數(shù)據(jù)包進(jìn)行分組，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量，每組包含h個(gè)數(shù)據(jù)包。若K和h不滿足倍數(shù)關(guān)系，則在相應(yīng)的位置填零，可以表示為

那么，第t（1≤t≤「K／h）次實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼時(shí)，待傳輸?shù)酵ㄐ沛溌積0∈E上的編碼數(shù)據(jù)包為

式中，G0（e0）=［g0，1（e0），…，g0，h（e0）］為輸出鏈路e0上的h維全局編碼核，如下式所示：

式中，e′0為假設(shè)信源節(jié)點(diǎn)V0的輸入鏈路；m0，e0（e′0）為輸出鏈路e0上的局部編碼核；G0（e′0）為輸入鏈路e′0上的全局編碼核，初始化為單位向量。信源節(jié)點(diǎn)的編碼流程圖如圖2所示。將實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼后的數(shù)據(jù)包y0（e0）進(jìn)行無比率編碼和調(diào)制后輸出。

圖2 信源節(jié)點(diǎn)的編碼流程圖Fig.2 The encoding flowchart at the source node

式中，Gv（ev）=［gv，1（ev），…，gv，h（ev）］為輸出鏈路

中間節(jié)點(diǎn)的編碼流程圖如圖3所示。以任意一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)v為例，對(duì)本文提出的基于無比率編碼的跨層方案進(jìn)行說明。首先，中間節(jié)點(diǎn)v對(duì)接收數(shù)據(jù)包，進(jìn)行M進(jìn)制解調(diào)。在多跳通信系統(tǒng)中，由于不同輸入鏈路的傳播和隊(duì)列延遲不同，只有在緩沖池中收滿同一代的信息后，中間節(jié)點(diǎn)v才進(jìn)行無比率譯碼。假設(shè)中間節(jié)點(diǎn)v無比率譯碼后，保留的正確的數(shù)據(jù)包為yv，1，yv，2，…yv，em（0≤em≤e′v）。其中，em和e′v分別為輸入鏈路數(shù)和總的輸入鏈路數(shù)。

由于數(shù)據(jù)包yv，1，yv，2，…yv，em可以由向量［xt，1，xt，2，…，xt，h］線性表示，因此，中間節(jié)點(diǎn)v實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼后，待輸出到鏈路ev上的編碼數(shù)據(jù)包為ev上的h維全局編碼核，由下式推導(dǎo)出：

式中，em為保留的正確的輸入數(shù)據(jù)包的鏈路；mv，ev（em）為輸出鏈路ev上的局部編碼核；Gv（em）為鏈路em上的全局編碼核。其編譯碼流程如圖3所示。中間節(jié)點(diǎn)v將實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼后的數(shù)據(jù)包yv（ev）無比率編碼及M進(jìn)制調(diào)制后發(fā)送到鏈路ev中。

目的節(jié)點(diǎn)Vd1和Vd2的流程圖如圖4所示。下面以任意一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)d為例，闡述譯碼流程。首先，目的節(jié)點(diǎn)d對(duì)接收數(shù)據(jù)包進(jìn)行M進(jìn)制解調(diào)。在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，不同的輸入鏈路具有不同的傳輸和隊(duì)列延遲，因此，目的節(jié)點(diǎn)d只有在收滿同一代的信息后，才進(jìn)行無比率譯碼。根據(jù)譯碼結(jié)果，目的節(jié)點(diǎn)d保留其正確的數(shù)據(jù)包yd，1，yd，2，…yd，l（0≤l≤e′d）。其中，e′d為輸入鏈路數(shù)。

依據(jù)實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼原理，數(shù)據(jù)包yd，1，yd，2，…yd，l可以由矩陣表示為

式中，ed，1，ed，2，…，ed，l為保留的正確數(shù)據(jù)包的輸入鏈路；gi（ed，j）（1≤i≤h，1≤j≤l）為輸入鏈路ed，j上的全局編碼核。此時(shí)，如果矩陣Gd的秩為h，目的節(jié)點(diǎn)就能恢復(fù)出信源數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)成功譯碼。以此類推，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)Vd1和Vd2正確獲得信源數(shù)據(jù)包x1，x2，…，xK時(shí)，則實(shí)現(xiàn)了成功傳輸。

圖3 中間節(jié)點(diǎn)的編譯碼流程圖Fig.3 The encoding and decoding flowchartat the intermediate nodes

圖4 目的節(jié)點(diǎn)的譯碼流程圖Fig.4 The decoding flowchart at the destination nodes

3 仿真結(jié)果與分析

本文采用Monte-Carlo仿真研究基于無比率編碼的跨層方案在多跳分集通信系統(tǒng)中的差錯(cuò)性能，仿真中，以數(shù)據(jù)包為單位進(jìn)行傳輸。在該方案中，物理層選用無比率編碼作為其信道編碼方法，即使差錯(cuò)無法被糾正，譯碼器也可以通過校驗(yàn)矩陣檢測(cè)出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包并將其丟棄。對(duì)于實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼而言，等效為刪除信道。因此，本文首先在多跳分集通信系統(tǒng)中研究當(dāng)每條鏈路的誤包率一定時(shí)，該方案的差錯(cuò)性能。然后，進(jìn)一步分析為了使每條鏈路達(dá)到給定的誤包率，無比率編碼在不同信噪比下，所需用傳輸?shù)娜哂嘈畔ⅰ?/p>

在多跳分集通信系統(tǒng)中，由于無線信道的廣播特性，用戶節(jié)點(diǎn)可以接收此節(jié)點(diǎn)之前的所有節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息。然后，當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模較大、跳數(shù)較多時(shí)，由于無線信道的傳輸范圍有限，用戶節(jié)點(diǎn)僅能接收此節(jié)點(diǎn)之前的部分節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息。因此，仿真中，假定任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸入輸出通信鏈路數(shù)最大為4。信源節(jié)點(diǎn)要傳輸100個(gè)數(shù)據(jù)包到目的節(jié)點(diǎn)。實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼的局部編碼核和全局編碼核均基于有限域GF（28）。

本文選用的多跳分集通信系統(tǒng)的確定性網(wǎng)絡(luò)模型如圖5所示［6］，圖中，共有10個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn)1為信源節(jié)點(diǎn)V0，節(jié)點(diǎn)2到節(jié)點(diǎn)8為協(xié)作用戶節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)9和節(jié)點(diǎn)10分別為目的節(jié)點(diǎn)Vd1和目的節(jié)點(diǎn)Vd2。

圖5 確定性網(wǎng)絡(luò)模型Fig.5 The deterministic network model

當(dāng)系統(tǒng)中每條鏈路的誤包率分別為0.2、0.05和0.03時(shí)，目的節(jié)點(diǎn)Vd1和目的節(jié)點(diǎn)Vd2的誤包率分別如表1中PER1和PER2所示。

表1 基于無比率編碼的跨層方案在確定性網(wǎng)絡(luò)模型下的誤包率Table 1 The packeterror rate of cross-layer design based on rateless codes in deterministic networkmodel

由表1可知，當(dāng)每條鏈路的誤包率一定時(shí)，基于無比率編碼的跨層方案取得了較好的誤包率性能。這是因?yàn)?，基于無比率編碼的跨層方案首先利用無比率編碼的糾錯(cuò)能力，保證了一部分傳輸數(shù)據(jù)的正確性。在此基礎(chǔ)上，譯碼器通過校驗(yàn)矩陣的檢測(cè)將正確的數(shù)據(jù)包保留。然后，利用實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼碼字隨機(jī)性，根據(jù)信道譯碼器的結(jié)果更新全局編碼核，從而控制了輸入鏈路差錯(cuò)的擴(kuò)散，達(dá)到提高系統(tǒng)容錯(cuò)性能的目的。例如，當(dāng)每條鏈路的誤包率為0.2時(shí)，在基于無比率編碼的跨層方案中，目的節(jié)點(diǎn)Vd1和目的節(jié)點(diǎn)Vd2分別取得了4×10-5和5×10-6的誤包率。

表1中，相比于每條鏈路的誤包率，目的節(jié)點(diǎn)獲得了較好的容錯(cuò)性能，但這是以每條鏈路要達(dá)到給定的誤包率為基礎(chǔ)的。為滿足此要求，下面將進(jìn)一步分析在加性高斯白噪聲信道（AWGN）下，無比率編碼在不同信噪比（Eb／N0）下所需要傳輸?shù)娜哂嘈畔ⅰ?/p>

仿真中，假設(shè)每個(gè)實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包含有2 000 bit信息，通信鏈路具有獨(dú)立性。在多跳分集通信系統(tǒng)中，每跳傳輸時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將該數(shù)據(jù)包經(jīng)過無比率編碼和BPSK調(diào)制后，發(fā)送到AWGN信道中。其中，無比率編碼選用eIRA碼。假定信源信息x=［x1，x2，…，xk］，那么第j個(gè)編碼符號(hào)yj（1≤j≤n）為

式中，d是從1到k人員選取的隨機(jī)整數(shù)；cj，1，cj，2，…，cj，d是從有限域中任意選取的非零數(shù)；xj，1，xj，2，…，xj，d是從k個(gè)信源信息中任意抽取的信息。仿真中，參數(shù)d=4；譯碼算法為BP算法，并且譯碼迭代次數(shù)設(shè)定為100。

無比率編碼的碼率具有無率性，可以根據(jù)實(shí)際鏈路狀態(tài)自適應(yīng)地調(diào)整。本文任意選取3種碼率即0.57、0.67和0.74來分析為使每條鏈路達(dá)到給定的誤包率，無比率編碼所需用傳輸?shù)娜哂嘈畔ⅲ鐖D6所示。

圖6 3種碼率下無比率編碼在AWGN信道下的誤包率性能Fig.6 The packet error rate performance for three different rate of rateless codes in AWGN

由圖6可知，為使每條鏈路達(dá)到一定的誤包率，無比率編碼在不同的信噪比（Eb／N0）下，將要傳輸不同的編碼冗余。例如，為使每條鏈路達(dá)到0.03的誤包率，信噪比為2 dB時(shí)，無比率編碼的最大碼率為0.67。此時(shí)，若需用傳輸2 000 bit的數(shù)據(jù)包，采用依據(jù)式（7）且參數(shù)d=4的eIRA碼，最少需用1 000 bit

冗余。由上述分析可知，為使每條鏈路達(dá)到所需要的誤包率，無比率編碼在不同信噪比下需用傳輸不同的冗余信息。在此條件下，基于無比率編碼的跨層方案將獲得較好的容錯(cuò)性能。

4 小結(jié)

本文針對(duì)實(shí)用網(wǎng)絡(luò)編碼在鏈路不完全可靠的多跳分集系統(tǒng)傳輸時(shí)存在差錯(cuò)的擴(kuò)散和傳播的問題，提出了一種基于無比率編碼的跨層方案。研究結(jié)果表明，當(dāng)每條鏈路的誤包率一定時(shí)，該方案取得了較好的容錯(cuò)性能。為了使每條鏈路達(dá)到給定的誤包率，本文進(jìn)一步分析了無比率編碼在不同信噪比下，所需要傳輸?shù)娜哂嘈畔ⅰ?/p>

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YANG Jing was born in Shangqiu，Henan Province，in 1983. He received the Ph.D.degree from Beijing Institute of Technology in 2011.She is now a lecturer.Her research interests include rateless codes and cooperative communications.

Email：wonderful-25＠sina.com

朱春華（1976—），女，河南鄭州人，2004年于鄭州大學(xué)獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為副教授，主要研究方向?yàn)榛贠FDM的認(rèn)知無線電系統(tǒng)；

ZHU Chun-huawas born in Zhengzhou，Henan Province，in 1976.She received the M.S.degree from Zhengzhou University in 2004.She is now an associate professor.Her research concems cognitive radios based on OFDM.

Email：zhuchunhua＠haut.edu.cn

王珂（1981—），男，河南鄭州人，2011年于中國科學(xué)院獲博士學(xué)位，現(xiàn)為講師，主要研究方向?yàn)樾盘?hào)處理。

WANG Kewas born in Zhengzhou，Henan Province，in 1981.He received the Ph.D.degree from Chinese Academy of Science in 2011. He is now a lecturer.His research direction is signal processing.

Email：email-of-paper＠yahoo.com.cn

Cross-layer Design Based on Rateless Codes in M ultihop Diversity Systems

YANG Jing，ZHU Chun-hua，WANGKe
（College of Information Science and Engineering，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

The influence of error propagation caused by practical network coding inmultihop diversity systems is studied when the links are unreliable.The cross-layer design based on rateless codes is proposed，which utilizes the error correction of rateless codes and random characteristic of practical network coding to control the error propagation.Simulation results show that the proposed scheme has lower packet error rate，compared with a single channel.To achieve the predefined packet error rate of a single channel，the redundancy of the rateless codes is also analysed under different signal-to-noise-ratio conditions.

multihop diversity system；rateless code；cross-layer design；error-tolerance

The National Natural Science Foundation of China（No.60972017）

TN914

A

10.3969／j.issn.1001-893x.2012.04.014

楊靜（1983—），女，河南商丘人，2011年于北京理工大學(xué)獲博士學(xué)位，現(xiàn)為講師，主要研究方向?yàn)闊o比率編碼、協(xié)作通信；

1001-893X（2012）04-0492-05

2011-11-11；

2012-02-17

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（60972017）