鐘景川，祁 杰，李保申，陳奮曉，屠晨峰，張 萌*

(1.東南大學國家專用集成電路工程中心，南京210096;2.哈維馬德學院，美國)

聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼研究綜述*

鐘景川1，祁 杰1，李保申1，陳奮曉2，屠晨峰1，張 萌1*

(1.東南大學國家專用集成電路工程中心，南京210096;2.哈維馬德學院，美國)

網(wǎng)絡編碼技術(shù)可以提高網(wǎng)絡吞吐量和傳輸性能，均衡網(wǎng)絡負載。在無線傳感器網(wǎng)絡中，應用網(wǎng)絡編碼和信道編碼聯(lián)合編碼技術(shù)可以降低節(jié)點數(shù)據(jù)處理復雜度，大幅提升系統(tǒng)整體性能。基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡編碼模型，在節(jié)點中加入數(shù)據(jù)調(diào)制功能，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡編碼和信道編碼的聯(lián)合編碼，信道編碼則采用各方面性能較好的Turbo碼和LDPC碼。結(jié)果表明，在10-4誤碼率下，聯(lián)合編碼方案的信噪比相比于傳統(tǒng)編碼方案有1.5 dB的節(jié)省。

無線傳感器網(wǎng)絡;聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼;Turbo碼;LDPC碼;

網(wǎng)絡編碼由香港中文大學Ahlswede，R等人于2000年提出，它是一種基于信息處理轉(zhuǎn)發(fā)思想的新型編碼技術(shù)。網(wǎng)絡編碼通過在中間節(jié)點引入數(shù)據(jù)處理和信息加工功能，使中間節(jié)點對其接收到的信息進行線性或非線性的處理，再轉(zhuǎn)發(fā)至后續(xù)節(jié)點。Ahlswede，R等人從信息論的角度，證明了通過這種方式，可以達到通信網(wǎng)絡的最大容量［1］。

網(wǎng)絡編碼技術(shù)改變了傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡中信息處理和傳輸?shù)姆绞剑岣吡司W(wǎng)絡吞吐量、負載均衡、魯棒性、信息傳輸效率和安全性等。研究發(fā)現(xiàn)，中繼節(jié)點的處理不僅可以獲得分集增益，還可以通過傳遞譯碼輔助信息來對抗信道衰落和噪聲干擾。因此，在網(wǎng)絡編碼的大背景下，將信道編譯碼技術(shù)與網(wǎng)絡編碼技術(shù)相結(jié)合(聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼)應用于各個網(wǎng)絡模型成為當前無線網(wǎng)絡中的一個研究熱點。

本文首先概括了網(wǎng)絡編碼的基本原理及其優(yōu)缺點，并總結(jié)了一些改進方案。在網(wǎng)絡編碼基礎上，特別討論了信道編碼與網(wǎng)絡編碼的聯(lián)合編碼技術(shù)(聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼)，并對一些具體的實現(xiàn)方案給予分析與評價。最后，展望了聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼的研究發(fā)展方向。

1 網(wǎng)絡編碼概述

1.1 網(wǎng)絡編碼基本原理

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，中間節(jié)點只進行信息的分組存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡編碼技術(shù)中，中間節(jié)點對接收到的數(shù)據(jù)進行加工處理再轉(zhuǎn)發(fā)出去，如圖1所示。

圖1 二源單信宿數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡

網(wǎng)絡編碼技術(shù)中，中間節(jié)點T對原信號x1和x2進行編碼融合后形成數(shù)據(jù)f(x1，x2)，即為y。中間節(jié)點輸入邊和輸出邊之間存在映射:F2m［2］，同時，目的節(jié)點對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，故在編碼數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)之間也存在一種映射通過這種特定的運算之后，再進行數(shù)據(jù)的傳輸和解碼。

1.2 網(wǎng)絡編碼的優(yōu)缺點

網(wǎng)絡編碼是基于組播技術(shù)而提出的。組播技術(shù)中，源主機只發(fā)送一份數(shù)據(jù)，組播中的所有接收者都可接收到同樣的數(shù)據(jù)拷貝，但只有組播內(nèi)的主機可以接收該數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡中的其他主機則不能接收到。

傳統(tǒng)組播網(wǎng)絡中，中繼節(jié)點需要分別花費2個時隙來接收和發(fā)送信息。在網(wǎng)絡編碼模型中在中繼節(jié)點對兩路信息進行編碼則只需分別花費1個時隙即可完成，其信息傳輸速率達到了組播中的最大流量。

由此可以看出，利用網(wǎng)絡編碼可以顯著提高網(wǎng)絡的信息傳輸速率。通過改進網(wǎng)絡編碼的編碼算法可以達到更加優(yōu)異的性能。文獻［3］提出了一種網(wǎng)絡編碼算法:將線性網(wǎng)絡編碼和擴散算法二者結(jié)合起來，再結(jié)合相應的無線傳感器路由算法，實現(xiàn)了網(wǎng)絡吞吐量的提升，同時通過建立控制參量與網(wǎng)絡最大流的關(guān)系，實現(xiàn)了網(wǎng)絡容量自適應調(diào)節(jié)。此外，在保證傳感器網(wǎng)絡一定節(jié)點密度的前提下，還可以運用分布式隨機網(wǎng)絡編碼策略來提升網(wǎng)絡信息流的傳輸速率［4］。除了基于傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡編碼優(yōu)化算法之外，還可以通過利用優(yōu)化吞吐量的路由算法使得網(wǎng)絡層和物理層的鏈路帶寬需求得到平衡，從而提升吞吐量［5］。另外，可以只對進入中繼節(jié)點的鏈路進行網(wǎng)絡編碼，而對進入目的節(jié)點的鏈路則采用路由策略，這樣在提高吞吐量的同時也降低了網(wǎng)絡的復雜度［6］。

網(wǎng)絡編碼可以有效的利用網(wǎng)絡中的傳輸鏈路，從而使數(shù)據(jù)可以更廣泛地分布于網(wǎng)絡中，這樣可以減少擁塞問題，使得網(wǎng)絡負載得到了有效的均衡，同時也降低了網(wǎng)絡整體的能耗。文獻［7-8］提出了一種針對簡單圓形拓撲和矩形拓撲的網(wǎng)絡編碼算法及其改進方案，該方案可以提高廣播數(shù)據(jù)的傳遞效率，然而在丟包情況下的節(jié)點重新廣播率較高。此外，網(wǎng)絡編碼和分布式流優(yōu)化結(jié)合可以大大提高傳輸效率［9-10］，但是其針對的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目比較有限。

從網(wǎng)絡編碼的原理可知，信宿節(jié)點依靠接收到的信息解碼出原信息，因此整個網(wǎng)絡對信息傳輸鏈路選擇的依賴程度大大降低，這樣就可以有效的應對節(jié)點的動態(tài)加入和鏈路失效等問題，網(wǎng)絡的魯棒性得到了有效的提高。文獻［11］提出了一種使得編碼糾錯能力與分組丟失率相匹配的自適應糾錯機制，在提高傳輸速率和魯棒性的同時。此種機制還可以節(jié)約通信開銷，從而降低了網(wǎng)絡整體的能耗。文獻［12］提出一種網(wǎng)絡編碼和分布式源編碼的優(yōu)化算法。在靜態(tài)的傳感器網(wǎng)絡模型中，該算法在保證系統(tǒng)魯棒性的前提下，使得網(wǎng)絡的容錯性和可靠性得到了提高。文獻［13］中建立了一種聯(lián)合編碼節(jié)點數(shù)和鏈路數(shù)的優(yōu)化函數(shù)，為解決編碼復雜度提出了一種量化方法。

2 聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼

在無線信道傳輸中，信道編碼方案必不可少，中繼系統(tǒng)也不例外。一般情況下，信道編碼與網(wǎng)絡編碼均獨立進行操作，通過信道編碼方案引入一定的冗余信息來提高系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃裕ㄟ^網(wǎng)絡編碼方案來提高系統(tǒng)的吞吐量和分集增益。一些簡單的聯(lián)合解決方案只是降低中繼節(jié)點的處理復雜度，并沒有帶來系統(tǒng)性能的明顯提升，如傳統(tǒng)的異或網(wǎng)絡編碼［14］。

Turbo碼和LDPC碼具有優(yōu)異的性能，因此這兩種信道編譯碼方案與網(wǎng)絡編碼的聯(lián)合得到了較多的關(guān)注和研究［15-18］。文獻［19］則采用了卷積碼與網(wǎng)絡編碼聯(lián)合。本文提到的聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼方案在中繼節(jié)點處只傳送編碼信息的校驗比特，即冗余信息。

這種基于聯(lián)合網(wǎng)絡編碼與信道編碼的系統(tǒng)方案，即使限定了傳輸次數(shù)，也可以獲得較高的分集增益并且提高吞吐量［15］。中繼系統(tǒng)還可以通過其特殊的傳輸結(jié)構(gòu)獲得更多的冗余信息，一些探索性的研究［20-22］中提到了通過中繼節(jié)點的處理以傳送冗余信息，在接收端處進行聯(lián)合譯碼，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.1 聯(lián)合Turbo碼與網(wǎng)絡編碼

基于采用二元單信宿網(wǎng)絡模型實現(xiàn)網(wǎng)絡編碼，兩個源節(jié)點通過中繼節(jié)點來交換信息，Ui表示第i個源節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)包，其中i=1，2。在兩個源節(jié)點處都使用了相同的Turbo編碼器，將兩個節(jié)點向中繼節(jié)點傳送的信息進行譯碼后先進行異或編碼操作，再進行重新的Turbo編碼，將得到的冗余信息發(fā)送到基站即接收節(jié)點，并在基站實現(xiàn)信息的譯碼，如圖2所示。由于兩個源節(jié)點傳送的信息可能存在相關(guān)性，在中繼節(jié)點進行異或操作后得到的信息可能會出現(xiàn)很多連續(xù)相同的碼字，這樣顯然不利于信道傳輸以及最后的譯碼。因此，在第二個源節(jié)點的信息進行Turbo編碼前將原來的信息先進行交織。這樣，中繼節(jié)點編碼所需的兩組信息中，一組為直接的Turbo編碼，一組為交織后的Turbo編碼。最后譯碼操作時再對其進行解交織操作。

圖2 聯(lián)合Turbo碼—網(wǎng)絡編碼機制

優(yōu)缺點分析:將聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼、網(wǎng)絡編碼和直傳方案進行比較可以發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼方案可以獲得更好的誤碼率性能。由于在中繼節(jié)點向基站轉(zhuǎn)發(fā)信息只需花費一個時隙，系統(tǒng)可以獲得更高的吞吐量。并且中繼節(jié)點向基站發(fā)送不同的信息，可以獲得充分的分集增益。將Turbo編碼與網(wǎng)絡編碼結(jié)合可以獲得很高的誤碼率性能，在10-4誤碼率下，此種方案的信噪比比傳統(tǒng)異或編碼方案有1.5 dB的節(jié)省，比直傳鏈路有5.3 dB的節(jié)省。而且聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼技術(shù)中，中繼節(jié)點只發(fā)送比特編碼的冗余信息，而傳統(tǒng)異或網(wǎng)絡編碼方案需要傳送異或后完整的信息。因此相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡編碼，聯(lián)合信道Turbo編碼網(wǎng)絡編碼無論從誤碼率、吞吐量還是能耗開銷方面都是一種比較優(yōu)越的方案。

但是此種網(wǎng)絡編碼方案也有一定的缺點:(1)在中繼節(jié)點處采用網(wǎng)絡編碼和信道編碼技術(shù)，需要額外的編譯碼設備，增加了中繼節(jié)點處理的復雜度。(2)信道條件會存在衰落和路徑損耗的問題，在信道衰落條件有變化的情況下，通過中繼節(jié)點傳遞的冗余信息對譯碼的幫助很小。所以在特定的信道系統(tǒng)下，聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼有其局限性。

文獻［23］提出了一種分布式Turbo碼其網(wǎng)絡模型。首先信源節(jié)點直接向中繼節(jié)點和終端廣播一個遞歸卷積碼。中繼節(jié)點在譯碼后、交織、重新編碼，然后發(fā)送給終端。由于終端收到了兩個并行碼字，這就構(gòu)成了一個Turbo碼，終端利用兩個碼字進行迭代譯碼。結(jié)果證明，即使利用簡單的分量碼也可獲得可觀的編碼增益和分集增益。在此基礎上，文獻［24］中提出了軟中繼的分布式Turbo碼，中繼在譯碼之后不做判決，可以在高信噪比時獲得良好的效果。在文獻［25］提出了一種分布式Turbo編碼方法，將N長的碼C分成兩部分C1與C2碼長分別為N1和N2，信源通過廣播形式發(fā)送C1信息到中繼節(jié)點與終端，中繼節(jié)點在接收到C1碼字后通過譯碼可以得到碼字C2，再通過信道編碼對C2進行編碼后向終端傳送C2信息。因此終端將會收到經(jīng)過不同信道的兩組信息，一個來自信源，一個來自中繼。終端將兩組合并，然后進行最后的譯碼。

2.2 聯(lián)合LDPC碼網(wǎng)絡編碼

聯(lián)合LDPC碼網(wǎng)絡編碼與聯(lián)合Turbo碼網(wǎng)絡編碼類似，兩個信源節(jié)點分別向中繼節(jié)點與基站傳送信息。中繼節(jié)點對接收到的信息進行網(wǎng)絡編碼后再進行重新的LDPC編碼，并將編碼后的信息傳送到基站進行譯碼。具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

優(yōu)缺點分析:由于網(wǎng)絡編碼在中繼節(jié)點處需要額外的一套或者兩套譯碼器，這就會增加中繼節(jié)點的復雜度。LDPC碼可以采用部分并行譯碼，從而在譯碼復雜度和吞吐量上取得一個折中，并且其誤碼率性能與Turbo碼相近。聯(lián)合LDPC信道網(wǎng)絡編碼相比直傳或者直接異或網(wǎng)絡編碼方案取得更好的誤碼率性能以及更高的吞吐量，同時可以減少中繼節(jié)點的譯碼復雜度，提高網(wǎng)絡編碼性能。

圖3 聯(lián)合LDPC碼網(wǎng)絡編碼結(jié)構(gòu)

在文獻［26］中提出一種LDPC乘積碼。該方案中，兩個信源節(jié)點用LDPC乘積碼的方式向基站和中繼節(jié)點傳送數(shù)據(jù)包，需要注意的是這種乘積碼的方式僅僅只做了行向量的編碼。中繼節(jié)點在接收到兩個信源節(jié)點的數(shù)據(jù)包后進行譯碼操作，并把譯碼后的信息分為上下兩個矩陣排列起來。然后合并為一個矩陣，并對這個矩陣做列向量的編碼。最后把在中繼節(jié)點獲得的編碼冗余信息傳送給基站?；驹侔褟膬蓚€信源節(jié)點和中繼節(jié)點得到的三個數(shù)據(jù)包組合起來再通過譯碼即可得到兩個信源的信息。

該方案中，中繼節(jié)點接收到兩個信源的信息并解碼，再將兩個信源信息進行LDPC乘積碼編碼。因此該方案亦可看作是雙層LDPC編碼方案。在中繼節(jié)點進行編碼后，僅僅只向基站傳送編碼得到的冗余信息，基站得到兩個信源節(jié)點與基站傳來的冗余信息后再進行譯碼。

優(yōu)缺點分析:LDPC乘積碼方案不再使用傳統(tǒng)的異或網(wǎng)絡編碼思想，取而代之的是乘積碼網(wǎng)絡編碼。相比而言，異或網(wǎng)絡編碼存在一定的局限性，它不能應用于多源單中繼單基站的網(wǎng)絡模型中。乘積碼的網(wǎng)絡編碼不僅可以保證網(wǎng)絡編碼增益還可以防止信道的突發(fā)錯誤，因為在行向量連續(xù)出現(xiàn)錯誤的情況下可以通過列向量的譯碼實現(xiàn)恢復。即使中繼節(jié)點只傳冗余信息數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)的吞吐量仍不會降低。因此，乘積碼在雙源節(jié)點或者三源節(jié)點的情況下實用性較強。然而在多源節(jié)點系統(tǒng)中，乘積碼方案使得中繼節(jié)點需要更多的譯碼設備，從而使其復雜度更高，所以在源節(jié)點較多的情況下乘積碼不具備實用性。

3 聯(lián)合信道碼網(wǎng)絡編碼發(fā)展方向

聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼已經(jīng)表現(xiàn)出其相比于單獨使用網(wǎng)絡編碼的優(yōu)越性，它不僅可以提高編碼增益和吞吐量，還可以改善系統(tǒng)的誤碼率性能。在軟判決譯碼的情況下，比傳統(tǒng)網(wǎng)絡編碼少用一套譯碼器，降低了中繼節(jié)點的復雜度。本文認為聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼的研究發(fā)展方向主要為:

(1)應用于更多的網(wǎng)絡模型。前面所介紹的聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼方案都是在特定的網(wǎng)絡模型下提出的，無法靈活地轉(zhuǎn)換到其他網(wǎng)絡模型。實際的網(wǎng)絡信息廣播路徑復雜，只應用于特定的網(wǎng)絡模型顯然不能夠滿足當今無線網(wǎng)絡的發(fā)展。

(2)聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼中網(wǎng)絡編碼算法和方案的研究。當前大多數(shù)應用的異或網(wǎng)絡編碼雖有其優(yōu)越性，但是局限性也非常大，例如對于多源的多址接入網(wǎng)絡，異或網(wǎng)絡編碼顯然是不適用的。而文獻［27］提出的乘積碼網(wǎng)絡編碼不失為一個新研究方向，更有效的網(wǎng)絡編碼算法可以增加聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼在實際工程應用的靈活性。

(3)聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼中信道編碼方案的選擇與優(yōu)化。不同的信道編碼方案有著不同的誤碼率和譯碼復雜度。如何根據(jù)性能指標選擇合適的信道編碼方案，以及在不損失系統(tǒng)系能情況下，如何有效地改進編譯碼算法復雜度都是值得進一步研究的問題?，F(xiàn)有的信道編碼方案都是基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸與處理思想而提出與改進的。因此，在聯(lián)合網(wǎng)絡編碼背景下，信道編碼的算法優(yōu)化問題值得進一步研究。當前，LDPC碼與Turbo碼都是性能接近香農(nóng)極限的好碼。RA碼是一種基于Turbo碼的簡單編碼結(jié)構(gòu)和LDPC碼迭代譯碼算法的一種信道編碼。本文認為，將RA碼應用于聯(lián)合信道網(wǎng)絡編碼中，可使中繼節(jié)點的編譯碼復雜度相比于文中提到的幾種方案都有改善，也可使中繼節(jié)點復雜度更低。

［1］ Alhswede R，Cai N，Li S Y R.Network Information Flow［J］.IEEE Transaction on Information Theory，2000，46(4):1204-1216.

［2］ Koetter R Medard.An Algebraic Approach to Network Coding［J］. IEEE/ACM Transactions on Networking，2003，11;782-795.

［3］ Tolledo A L，Wang X D.Efficient Multipath in Sensor Networks U-sing Diffusion and Network Coding［C］//40th Annual Conference on Information Sciences and Systems.Princeton，NJ，2006:87 -92.

［4］ Petrovic D，Ramchandran K，Rabaey S.Coding for Sensor Networks Using Untuned Radios［C］//IEEE 6th Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications.New York，2005: 1093-1097.

［5］ Yuan Jun，Li Zongpeng，Yu Wei.A Cross-Layer Optimization Framework for Multicast in Multi hop Wireless Networks［C］// Proc ofFirstInternationalConference ofWireless Internet (WICON)，Budapest，Hungary，2005(Invited).47-54.

［6］ Wu Yunnan，Kung Sun-Yuan.Reduced-Complexity Network Coding for Multicasting over Ad Hoc Networks［C］//IEEE International Conference on Acoustics，Speech，and Signal Processing，Proceedings.(ICASSP 05)，Vol 3，2005.

［7］ Widmer J，F(xiàn)ragouli C，Le Boudec J Y.Low-Complexity Energy Efficient Broadcasting in Wireless Ad-Hoc Networks Using Network Coding［C］//Proc WINMEE，RAWNET and NETCOD 2005 Workshops，Apr 2005.

［8］ Smullen S，Smullen C W.Interactive 3D Terrain Exploration and Visualization［C］//Proceedings of the 43rd ACM Southeast Conference.Kennesaw，GA，USA:ACM Press，2005.148-152.

［9］ Lun D S，Medard M，Koetter R.Network Coding for Efficient Wireless Unicast［C］//IEEE International Zurich Seminar on Communications，F(xiàn)ebruary，2006.

［10］Ho Tracey，Medard Muriel，Koetter Ralf.An Information-the-Oretic View of Network Management［C］//IEEE Transactions on Information Theory，April，2005，51(4):1 295-1 312.

［11］唐文勝，王威，羅娟，等.WSN中的一種基于網(wǎng)絡編碼的可靠傳輸算法［J］.湖南師范大學自然科學學報，2008，31(1);56 -64.

［12］Zhang X，Wicker S B.Robustness vs.Efficiency in Sensor Network［J］.Proceedings of the Fourth International Symposium on Information Processing in Sensor Networks［C］.Los Angeles，CA，2005:225-230.

［13］Hu X B，Lesson M，Hinnes E.Dynamic Network Coding Problem: An Evolutionary Approach［C］//Proc of the 5th International Conference on wireless Communications，Networking and Mobile Computing.Beijing，China，2009:1-8.

［14］Katti S，Rahul H，Hu W，et al.XORs in the Air:Practical Wireless Network Coding［J］.IEEE/ACM Transactions on Networking，2008，16(3):497-510.

［15］李宗艷.聯(lián)合信道編碼的網(wǎng)絡編碼關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.北京:北京郵電大學，2012.

［16］李蓉.物理層網(wǎng)絡編碼與信道編碼的聯(lián)合設計［D］.南京:南京郵電大學，2011.

［17］宋光輝.無線中繼網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼與信道編碼的聯(lián)合設計［D］.西安:西安電子科技大學，2009.

［18］仇巧云，盧選民，趙明峰.一種網(wǎng)絡編碼和信道編碼的聯(lián)合設計［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2010(23):52-55.

［19］陳志成，鄭寶玉，吉曉東.一種信道編碼與物理層網(wǎng)絡編碼的聯(lián)合設計［J］.信號處理，2011，27(5):659-663.

［20］Haul C，Dupraz P.Joint Network-Channel Coding for the Multiple-Access Relay-Channels［C］//Proc of the 3rd Annual IEEE Communications Society on Sensor and Ad Hoc Communications and Networks，vol.3，pp.817-822，Sep.2006.

［21］Tang S，Cheng J，Sun C.Turbo Network Coding for Efficient and Reliable Relay［J］.IEEE Singapore International Conference on Communication Systems，2008.1603-1608.

［22］Cao L.A Relay-Coding Matrix for Mufti-User Cooperative Communications［J］.IEEE International Conference on Communications，2011:1-5.

［23］Zhao B，Valenti M C.Distributed Turbo Coded Diversity for Relay Channel［J］.Electronical Letters，2003，39(10):786-787.

［24］Li Y，Vucetic B，Tan F Wong，et al.Distributed Turbo Coding with Soft Information Relaying in Multi-Hop Relay Networks［J］.IEEE Journal on Selected Areas in Communications，2006，24(11):2 040-2 050.

［25］Elfituri M，Hamouda W，Ghrayeb A.Distributed Coded Cooperation for Relay Channels Operating in Decode and Forward Mode［C］// ICC 2008，2008:4586-4590.

［26］Li Zongyan，Peng Mugen，Wu Zhanji.Network Coding Scheme Based on LDPC Product Codes in Multiple-Access Relay System［J］.IEEE International Conference on Communications Workshops(ICC)，2011:1-4.

鐘景川(1989- )重慶市人，漢族，東南大學電子科學與工程學院在讀碩士，研究方向基帶數(shù)字通信技術(shù)，zhong_ ayy@163.com;

李保申(1989- )山東菏澤人，漢族，東南大學電子科學與工程學院在讀碩士，研究方向基帶數(shù)字通信技術(shù)，libaoshen888@163.com;

張 萌(1964- )，男，研究員，主要從事數(shù)字信號處理，基帶通信技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)等，zmeng@seu. edu.cn。

Review of Joint Coding of Channel Coding and Network Coding*

ZHONG Jingchuan1，QI Jie1，LI Baoshen1，CHEN Fenxiao2，TU Chenfeng1，ZHANG Meng1*
(1.National ASIC System Engineering Research Center，Southeast University，Nanjing 210096，China;2.Harvey Mudd College，USA)

Network coding technology can not only improve the throughput and transmission efficiency of the network system，but also make the load more balanced.By employing the joint coding of network coding and channel coding in the Wireless Sensor Network，it can reduce the complexity of data processing in the node and hugely promote the performance of the whole system.Based on the traditional netwok coding model，joint coding can be realized by employing the modulation in the node.Turbo codes and LDPC codes are among those best performing codes and they have some unique advantages so are preferred in the system.The result shows that under the same circumstance of bit error rate 10-4，the signal to noise ratio can be saved by 1.5 dB.

wireless sensor network;joint coding of channel coding and network coding;Turbo codes;LDPC codes

10.3969/j.issn.1005－9490.2014.02.038

TP393

A

1005－9490(2014)02－0345－05

項目來源:國家自然科學基金項目(61176031);國家重大專項項目(2010ZX03006-003-02);省自然科學重點基金項目(BK2011018)

2013-03-04修改日期:2014-01-08

EEACC:6150P