物理層網(wǎng)絡(luò)編碼及其在非對稱雙向中繼通信中的性能研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼被認(rèn)為是一項(xiàng)具有革命性的技術(shù)，這是由于其改變了傳統(tǒng)路由器只進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的工作模式，允許路由器對信息進(jìn)行處理從而提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線通信中的應(yīng)用是近年來一個(gè)炙手可熱的研究領(lǐng)域。在無線雙向中繼通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)編碼的物理層表現(xiàn)形式——物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，是近幾年興起的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于其能夠極大地提高雙向中繼通信系統(tǒng)的吞吐量，受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。雖然關(guān)于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的研究取得了很多突破性的進(jìn)展，但是仍然存在很多問題有

2、待進(jìn)一步解決。
　　在這種背景下，本文對物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中繼節(jié)點(diǎn)的解調(diào)映射方案、物理層網(wǎng)絡(luò)編碼在非對稱雙向中繼系統(tǒng)中的性能分析以及改進(jìn)方案等問題進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。
　　首先介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼和物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。以三節(jié)點(diǎn)雙向中繼通信系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了采用傳統(tǒng)路由多跳方案，網(wǎng)絡(luò)編碼方案以及物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方案的工作過程，分析了各個(gè)方案的誤比特率和吞吐量性能，并在AWGN信道條件下對各的誤比特率進(jìn)行了

3、仿真。
　　提出了一種相干型物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的解調(diào)與映射方案，適用于采用2FSK調(diào)制的雙向中繼通信測試床系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了方案的信號(hào)處理過程，給出了信號(hào)處理過程中各個(gè)變量的詳細(xì)表達(dá)式。利用最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則確定了判決門限并推導(dǎo)了采用該方案的中繼節(jié)點(diǎn)誤比特率、雙向中繼系統(tǒng)誤比特率以及吞吐量的理論表達(dá)式。通過計(jì)算與仿真驗(yàn)證了這一PNC解調(diào)映射方案的性能。
　　對物理層網(wǎng)絡(luò)編碼在非對稱雙向中繼通信系統(tǒng)中的性能進(jìn)行了研究。根據(jù)不可靠信道的

4、可能分布把非對稱雙向中繼信道分成了四種非對稱情況，給出了非對稱系統(tǒng)模型。分別在AWGN信道、Rayleigh衰落信道以及Nakagami-m衰落信道中對物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的誤比特率性能進(jìn)行了理論推導(dǎo)與仿真。得到了一些有價(jià)值的結(jié)論，找到了導(dǎo)致 PNC在非對稱雙向中繼系統(tǒng)中性能下降的主要原因，為提出改進(jìn)方案奠定了基礎(chǔ)。
　　在非對稱雙向中繼通信系統(tǒng)中研究了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的改進(jìn)方案，提出了聯(lián)合正交物理層網(wǎng)絡(luò)編碼。介紹了引入歸一化信道增益的雙