物理層網絡編碼和協(xié)作中繼選擇策略研究.pdf

1、互聯(lián)網的大規(guī)模普及和移動通信的飛速發(fā)展，給人們的生活帶來了極大便利。由于無線信道具備廣播特性，一方面可以利用這種特性，通過協(xié)作中繼的方式提高通信的可靠性，其中物理層網絡編碼是一大熱點研究方向；另一方面，不得不對通信的安全性加以重點考慮，物理層安全能保障通信的絕對安全，是目前為止最為嚴密的安全策略，因而引起了越來越多的關注。本文圍繞這兩大問題，具體針對非對稱信道下的物理層網絡編碼、物理層安全中繼選擇以及過時信道的中繼選擇等問題進行了研究。

2、
　　首先，研究了非對稱雙向信道對物理層網絡編碼性能的影響，針對階段非對稱、下行鏈路非對稱、上行鏈路非對稱以及節(jié)點非對稱等四種情形，分析了物理層網絡編碼的誤碼率性能，并與理想對稱信道情形進行了對比。仿真結果表明四種非對稱情形，階段下行非對稱的誤比特率性能最優(yōu)，階段上行非對稱和節(jié)點非對稱情形次之，性能最差的是下行鏈路非對稱和上行鏈路非對稱情形。當誤比特率BER=10-3時，對稱情形與階段下行非對稱的信噪比相差0.5dB，而下行非對稱

3、比對稱曲線的信噪比高1.5dB，最差的上行非對稱則比對稱曲線誤碼率高2.2dB。
　　其次，研究了認知無線網絡的物理層安全問題，分析了傳統(tǒng)中繼選擇、直接傳輸、最優(yōu)中繼選擇三種策略下系統(tǒng)的安全速率和安全中斷概率性能。在推導了傳統(tǒng)中繼選擇策略的瞬時安全可達速率和安全中斷概率表達式的基礎上，分別研究了直接傳輸在單個竊聽節(jié)點、多竊聽節(jié)點、多主用戶三種情形下的安全中斷概率，并類似地分析了最優(yōu)中繼選擇策略。在高SNR下，分別對上述三種策略的漸

4、進安全中斷概率進行了推導。通過數值仿真分析比較了安全速率和安全中斷概率隨發(fā)射功率的變化關系，結果表明三種策略下，單竊聽節(jié)點系統(tǒng)性能優(yōu)于多竊聽節(jié)點，單主用戶系統(tǒng)性能優(yōu)于多主用戶系統(tǒng)性能。
　　最后，研究了過時CSI對機會雙向中繼協(xié)作系統(tǒng)的性能影響，針對第1最優(yōu)中繼在實際應用中可能失效的情況，提出了一種簡單第 N最優(yōu)中繼選擇算法。分析了過時CSI下所提中繼選擇策略的中斷概率性能，并推導了Rayleigh衰落信道下中斷概率下界的閉式表達