王鹏飞 张冬梅 许 魁 徐健卉

(解放军陆军工程大学通信工程学院, 江苏南京 210007)

1 引言

伴随着多媒体业务的兴起以及智能终端设备的普及,移动数据流量将迎来爆发性增长[1]。海量的设备接入使得现有的蜂窝网络变得越来越拥挤,从而恶化服务质量(Quality of Service,QoS)和降低用户体验(Quality of Experience,QoE)。与此同时,随着终端设备在计算、存储与连接方面的能力不断提高,D2D(Device-to-Device)技术[2-3]有望满足下一代无线通信网络中不断增长的吞吐量需求。D2D技术允许终端设备配备双接口:一个接口使用远程无线通信技术(如WLAN、LTE等)与基站连接;另一个接口使用短距离无线通信技术(如WiFi、蓝牙等)与其他设备直接通信。鉴于蜂窝和D2D链路可以使用不同频段同时运行,这样的系统能够极大地减轻基站负载,增加网络的吞吐量和能量效率。

受益于无线通信的广播性质,通过对不同的源数据包进行编码合并,网络编码技术[4-5]可以有效地提高系统吞吐量和减少传输延迟。由于上述优势,无线广播网络中基于网络编码的数据传输已成为近年来的热门话题。目前主要的网络编码策略有如下两类:随机线性网络编码(Random Linear Network Coding,RLNC)[6- 8]与立即可译网络编码(Instantly Decodable Network Coding,IDNC)[9-11]。RLNC策略在提升吞吐量性能方面有着显著优势,但是其缺点也很明显:对于要求低译码时延的应用来说,RLNC难以满足要求,因为它不支持数据包的逐个解码。此外,译码过程(矩阵求逆)带来的的高复杂度也不可避免。相比之下,尽管在吞吐量方面的提升不如RLNC,IDNC策略的优势在于编解码操作简单,支持数据包逐个解码,能够极大地降低译码时延。……