基于網(wǎng)絡(luò)編碼的水聲雙向中繼協(xié)作通信研究.pdf

1、在開發(fā)海洋環(huán)境的過程中，水聲通信至關(guān)重要。海洋信道具有時(shí)延長、多徑衰落嚴(yán)重、噪聲影響大等特性，導(dǎo)致海洋信道成為最復(fù)雜的信道之一。協(xié)作通信等分集技術(shù)的提出為解決水聲通信多徑衰落問題，提供了一種解決思路，諸多學(xué)者也對此進(jìn)行了深入的研究。目前，雙向中繼協(xié)作通信技術(shù)在水聲通信中的研究還比較少，但它有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用背景，如水下傳感器、潛艇和水下機(jī)器人等之間的通信，同時(shí)也是水聲通信網(wǎng)組建的基礎(chǔ)，因此，在這方面的研究尤其重要。
　　網(wǎng)絡(luò)編碼思

2、想最早用于提高分組網(wǎng)絡(luò)端到端的吞吐量，研究證明它應(yīng)用在協(xié)作通信和多用戶協(xié)作方面，可以提高分集增益和頻譜效率，在雙向中繼通信中則可以用來處理中繼節(jié)點(diǎn)雙向接入信息，這為我們研究水聲雙向中繼通信提供了一種方法。
　　針對目前雙向中繼協(xié)作通信技術(shù)在水聲通信中研究比較少的實(shí)際，本文以水聲信道的研究為基礎(chǔ)，嘗試將網(wǎng)絡(luò)編碼思想應(yīng)用到水聲雙向中繼協(xié)作通信中，以此來提高水聲雙向中繼協(xié)作通信系統(tǒng)性能。論文的主要研究內(nèi)容概括如下:
　　(1)分析

3、研究了海洋信道的特點(diǎn)，同時(shí)介紹了水聲通信仿真中常用的信道模型。
　　(2)介紹了常用的協(xié)作分集技術(shù)，對選擇合并、最大比合并和等增益合并三種合并技術(shù)的性能進(jìn)行了仿真分析;分析了協(xié)作通信模型和幾種常用的中繼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，并簡要地介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼的發(fā)展和應(yīng)用。
　　(3)在研究雙向中繼系統(tǒng)和去噪轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)編碼的基礎(chǔ)上，提出了一種應(yīng)用在水聲通信中的基于去噪轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)編碼雙向中繼協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)策略，推導(dǎo)了系統(tǒng)誤碼率，并對其性能進(jìn)行了仿真分析。仿真表明

4、，本文提出的轉(zhuǎn)發(fā)策略較傳統(tǒng)的水聲放大轉(zhuǎn)發(fā)策略性能更加優(yōu)越，在提高系統(tǒng)頻譜效率的同時(shí)，能夠有效地降低誤碼率。
　　(4)在分析基于去噪轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)編碼的水聲雙向中繼通信系統(tǒng)的誤碼率的基礎(chǔ)上，提出了一種基于能量分配的最優(yōu)中繼選擇策略。首先確定滿足去噪轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)編碼條件的中繼節(jié)點(diǎn)集合，然后通過合理分配源節(jié)點(diǎn)發(fā)射能量，使得中繼節(jié)點(diǎn)在去噪轉(zhuǎn)發(fā)過程中發(fā)生比特錯(cuò)誤的概率最小，以選擇最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)，有效降低了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)分析表明，利用最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)可