基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線中繼系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制編碼研究.pdf

1、下一代寬帶蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-Advanced)將采用無(wú)線中繼技術(shù)來(lái)擴(kuò)展覆蓋范圍，提高傳輸速率和系統(tǒng)的頻譜效率。網(wǎng)絡(luò)編碼理論要求傳輸鏈路上的中間節(jié)點(diǎn)不僅僅轉(zhuǎn)發(fā)接收到的信息，更需要進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理后再轉(zhuǎn)發(fā)出去，這樣既可以有效降低多用戶傳輸?shù)馁Y源開銷，又能夠提高系統(tǒng)的頻譜利用率和吞吐量。將自適應(yīng)調(diào)制編碼(Adaptive Modulation and Coding，AMC)技術(shù)應(yīng)用到基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線中繼系統(tǒng)中時(shí)會(huì)有許多難點(diǎn)和新的變

2、化亟待解決。本文主要研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)線中繼系統(tǒng)中自適應(yīng)調(diào)制編碼。
　　 首先，我們研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多接入中繼系統(tǒng)(Network Coded MultipleAccess Relay Channel，NC-MARC)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方式的選擇問(wèn)題。由于在多接入中繼模型中每個(gè)發(fā)送端都含有兩種信道狀態(tài)信息，一種來(lái)自中繼的反饋，另一種來(lái)自目的端的反饋。因此，為兩個(gè)發(fā)送端和中繼聯(lián)合選擇調(diào)制編碼方式需要同時(shí)考慮兩種信道狀態(tài)信息。我

3、們分析了多接入中繼系統(tǒng)每一幀成功傳輸?shù)母怕省；趯?duì)成功傳輸概率的分析，我們提出了一種新型的低復(fù)雜度的調(diào)制編碼方式選擇策略，其主要思想是將整個(gè)系統(tǒng)等效成兩條直連鏈路和一條編碼鏈路，依據(jù)傳輸特性而有意的舍棄信道狀態(tài)最差的一條鏈路，選擇其他兩條信道狀態(tài)更好的鏈路作為調(diào)制編碼方式的選擇基準(zhǔn)。該方法能很方便的應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景中，且性能很好。
　　 其次，我們研究了基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向中繼系統(tǒng)(Analog Network CodedTwo

4、 Way Relay Channel，ANC-TWRC)中聯(lián)合自適應(yīng)調(diào)制編碼和功率分配，首先給出了系統(tǒng)模型并給出了不含AMC的拉格朗日乘數(shù)法，其次我們將引入AMC之后的功率分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化為整數(shù)凸優(yōu)化問(wèn)題，介紹了一種分支求解的方法，在此基礎(chǔ)上，我們又提出了一種更為簡(jiǎn)便的快速注水法。該方法將剩余功率和與兩個(gè)階級(jí)的功率差做比較，然后采用升階或降階的方式來(lái)提高吞吐量或減少消耗功率。最后仿真表明，我們提出的算法同時(shí)比分支求解法計(jì)算復(fù)雜度更低，并且比

5、不合AMC的優(yōu)化解性能更優(yōu)，一方面可以提高系統(tǒng)吞吐量，另一方面又能降低實(shí)際消耗功率。
　　 最后我們研究了部分頻分復(fù)用、自適應(yīng)調(diào)制編碼和網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在基于OPNET軟件的LTE-A中繼仿真平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。對(duì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的基本功能進(jìn)行了介紹，包括物理層幀結(jié)構(gòu)的定義以及仿真時(shí)間推進(jìn)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)通信功能模塊，包括仿真參數(shù)初始化模塊、無(wú)線鏈路初始化模塊、系統(tǒng)同步定時(shí)模塊。在仿真平臺(tái)上對(duì)部分頻分復(fù)用、自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)以及廣播信