基于網(wǎng)絡編碼的無線協(xié)作傳輸技術研究.pdf

1、隨著無線移動業(yè)務井噴式的增長，加上無線頻譜資源匱乏，如何有效并可靠的服務這些業(yè)務成為當今亟待解決的難題。由于無線信道具有多徑衰落、陰影、路徑損耗等特性，有線網(wǎng)絡中的可靠且高速率的通信方式并不適用于無線通信。然而，無線協(xié)作通信可以處理上述難題，其思想是通過節(jié)點協(xié)同工作以完成各自或者共同的通信任務，從而擴大通信服務范圍和提供分集增益。在協(xié)同工作中，無線節(jié)點通過短距離通信共享其資源，包括信道、天線等。網(wǎng)絡編碼與協(xié)作通信相結(jié)合，不僅能提高通信網(wǎng)

2、絡的吞吐量，而且網(wǎng)絡編碼帶來的冗余也進一步改善協(xié)作通信的可靠性。因此，近年來網(wǎng)絡編碼與協(xié)作通信的有機結(jié)合引起了學術界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注。
　　無線網(wǎng)絡編碼通?？梢苑譃閿?shù)字網(wǎng)絡編碼與模擬網(wǎng)絡編碼。本文從單協(xié)作節(jié)點模擬網(wǎng)絡編碼、單協(xié)作節(jié)點數(shù)字網(wǎng)絡編碼以及多協(xié)作節(jié)點數(shù)字網(wǎng)絡編碼這三方面，著重研究了基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)作傳輸方法和實現(xiàn)技術。主要研究內(nèi)容與貢獻如下:
　　1)將模擬網(wǎng)絡編碼應用于單協(xié)作節(jié)點的場景，提出了一種基于模擬網(wǎng)絡編碼

3、的單協(xié)作節(jié)點雙向傳輸方法。
　　該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為蜂窩系統(tǒng)中的多用戶MIMO單協(xié)作節(jié)點雙向信道，即基站與多用戶借助單協(xié)作節(jié)點交換信息的上下行鏈路，且所有通信節(jié)點配置多根天線并傳輸多數(shù)據(jù)流。針對該模型:
　　Ⅰ)提出塊信號對齊的思想，并基于該思想設計了一種能夠消除多用戶干擾的模擬網(wǎng)絡編碼協(xié)議，并給出了實現(xiàn)的方法。
　?、?從最大化端到端的有效信道增益或有效信噪比的角度，設計了3種算法來聯(lián)合設計用戶、協(xié)作節(jié)點與基站

4、的預編碼矩陣，優(yōu)化了功率分配，從而有效地降低了用戶中斷概率，并能在性能與復雜度之間獲得一個良好的折中。
　　2)將數(shù)字網(wǎng)絡編碼應用于單協(xié)作節(jié)點的場景，提出一種基于網(wǎng)絡乘積碼的單協(xié)作節(jié)點傳輸方法。
　　該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為單協(xié)作節(jié)點的多址接入信道。針對該模型:
　?、?提出了對協(xié)作節(jié)點的數(shù)字網(wǎng)絡編碼與用戶的信道編碼進行聯(lián)合設計的框架，并給出了基于多元網(wǎng)絡乘積碼的設計方法，通過理論分析證明了該方法能夠保證目的節(jié)點收到

5、的全局多元乘積碼碼重趨近高斯分布，明顯提高了系統(tǒng)的誤碼率性能。
　?、?基于已有的乘積碼譯碼算法，設計一種低復雜度的多元網(wǎng)絡乘積碼的譯碼算法，并通過仿真實驗驗證了其有效性。
　　3)將數(shù)字網(wǎng)絡編碼應用于多協(xié)作節(jié)點的場景，提出一種基于網(wǎng)絡卷積碼的多協(xié)作節(jié)點傳輸方法。
　　該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為多協(xié)作節(jié)點的多址接入信道。針對該模型:
　　Ⅰ)提出了一種基于網(wǎng)絡卷積編碼的多協(xié)作節(jié)點編碼設計思路和實現(xiàn)方法，能改善系統(tǒng)