高效協(xié)作TURBO編譯碼技術(shù)研究.pdf

1、協(xié)作通信技術(shù)是近年來發(fā)展最快的研究領(lǐng)域之一,它很有可能成為推動未來有效利用頻譜資源的關(guān)鍵技術(shù)之一。這一技術(shù)的核心思想在于各用戶共享它們的天線和其它資源,通過不同的合作方式以及相應(yīng)的信號處理來傳遞自己或中繼他人的信息,從而達(dá)到為整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)約資源的目的。協(xié)作通信發(fā)展至今,以協(xié)作分集和合作編碼為代表的協(xié)作通信技術(shù)已有不少的研究成果,合作編碼研究中所采用的編碼方案幾乎涵蓋了所有具有良好性能的信道編碼技術(shù),例如RCPC碼、Turbo碼、LDPC碼

2、、LDGM碼和LT-LDPC碼,以及Rateless碼等。此外,在中繼通信模型下,利用合作編碼技術(shù)提高中繼通信系統(tǒng)可靠性能,如何逼近中繼通信系統(tǒng)所提供的通信容量,有一些相關(guān)工作。然而,協(xié)作通信依然面臨許多問題,比如,現(xiàn)在還沒有關(guān)于多用戶協(xié)作通信模型的容量分析,以及缺少針對多用戶的高效協(xié)作通信方案等等。
　　 首先論文討論了高斯信道條件下,全雙工以及半雙工模式下中繼通信模型的容量上限以及容量下限。在對它們作出理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行

3、了相關(guān)容量仿真。相關(guān)分析表明,源節(jié)點與中繼節(jié)點的距離越遠(yuǎn)時,容量上限與容量下限之間的增益就相差得越多。此外,論文還分析了全雙工中繼通信模型中最小化系統(tǒng)功率的功率優(yōu)化算法。
　　 其次,論文介紹了幾種協(xié)作通信模型和分布式通信系統(tǒng),研究結(jié)果表明,分布式通信能帶來比傳統(tǒng)的點對點通信更好的性能提升。然后論文針對雙信源協(xié)作通信模型,介紹了一種兩個節(jié)點互為協(xié)作節(jié)點的用戶間協(xié)作通信模式,兩個彼此臨近的信源節(jié)點在轉(zhuǎn)發(fā)本地數(shù)據(jù)的同時,還要將另一個

4、協(xié)作節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)譯碼后一起發(fā)送。而節(jié)點之所以能區(qū)分出協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù),在于其協(xié)作節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)中有自己本身的上一包數(shù)據(jù)。目的節(jié)點也可以利用先驗信息,在兩幀之間來回迭代進(jìn)行譯碼。仿真表明,當(dāng)兩個協(xié)作節(jié)點之間信道條件較好時,可以提升整個系統(tǒng)的性能。
　　 然后,本文討論了兩種典型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作編譯碼方案。第一種方案是蝶形網(wǎng)絡(luò)編譯碼技術(shù),這種方案的目的在于探索當(dāng)中繼不能正確譯碼時的網(wǎng)絡(luò)編碼增益。它的基本思想是這樣的,中繼節(jié)點不是將源節(jié)點發(fā)

5、送的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼后轉(zhuǎn)發(fā),而是發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼后的信號的對數(shù)似然值。另一種是雙向中繼通信編譯碼方案,在這種方案中,中繼不需要將來自兩個源節(jié)點的數(shù)據(jù)分別譯出來,而是采用某種映射技術(shù)將這兩組數(shù)據(jù)變成一個數(shù)據(jù),然后發(fā)送。其中所使用的映射技術(shù)包括了最大似然(MAP)與最小均方誤差算法(MMSE)。
　　 最后,基于逼近容量限的單信源高效協(xié)作編譯碼技術(shù)上,介紹了三種針對雙信源的高效協(xié)作編譯碼方案。三種方案都是以犧牲復(fù)雜度為前提,來換取系統(tǒng)性能的