基于Lattice編碼的物理層網(wǎng)絡編碼.pdf

1、在無線協(xié)同通信中，物理層網(wǎng)絡編碼(PNC)利用無線介質(zhì)的廣播特性，將網(wǎng)絡編碼應用到物理層，大大提高了無線網(wǎng)絡的吞吐量，因此成為研究熱點。本文在AWGN雙向中繼信道模型中基于信號估計方法，推導了QPSK調(diào)制下兩種PNC檢測方案——基于MAP估計的PNC和基于MMSE估計的PNC，并仿真驗證了方案的可行性。
　　 為了合理利用無線網(wǎng)絡的頻譜資源，進一步提高系統(tǒng)的頻譜效率，可以考慮在PNC方案中采用高階調(diào)制比如M-QAM、M-PAM。

2、但是在采用M-QAM調(diào)制時，PNC方案中繼節(jié)點處，發(fā)生了一個模擬信號對應多個二進制數(shù)字信號的情況，導致中繼無法正確譯碼。針對這個問題，本文以16-QAM為例，修改了原本16-QAM的調(diào)制幅度（非對稱16-QAM），使得中繼節(jié)點處模擬信號和數(shù)字信號一一對應，并推導了中繼節(jié)點處的理論誤符號率，仿真結(jié)果與理論相符。但是該方案導致了中繼節(jié)點處星座點增多，最小歐氏距離減小，使譯碼復雜度提高，性能也不佳。
　　 為了得到更好的解決方案，本文

3、考慮了Lattice碼與PNC的聯(lián)合設計。在第三章介紹了Lattice的數(shù)學定義、性能參數(shù)等，重點研究了Lattice碼在AWGN信道中的應用。通過引入最小均方誤差(MMSE)系數(shù)、抖動向量，一對好的NestedLattice碼可以達到AWGN信道容量1/2log(1+SNR)，其中粗Lattice用來量化，細Lattice用來信道編碼。第四章分析了在PNC中應用該NestedLattice碼的方案，給出了各個節(jié)點的Lattice編譯碼

4、方法，達到了AWGN雙向中繼信道容量。另外，利用NestedLattice編碼的思想，解決了采用M-QAM調(diào)制時PNC方案的譯碼問題，推導了中繼節(jié)點處的理論誤符號率，并對方案進行仿真。仿真結(jié)果證明方案可行，并且性能顯著優(yōu)于采用非對稱16-QAM調(diào)制的PNC方案。同時，在此方案的基礎上，對不同碼率的NestedLattice碼進行分析仿真，進一步提高了誤碼性能。最后，對傳統(tǒng)正方形M-QAM星座進行了改進，轉(zhuǎn)化為二維空間中最緊致Lattic