雙向中繼信道中的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)研究.pdf

1、在傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)中,通過協(xié)作中繼通信可以獲得多跳增益,可以滿足高帶寬、高速率的無線傳輸要求。但在多用戶的情況下,中繼節(jié)點若只是采取傳統(tǒng)中繼方式,會造成系統(tǒng)的吞吐量降低,成為系統(tǒng)性能的瓶頸。
　　本文將網(wǎng)絡(luò)編碼的思想引入到協(xié)作通信中,通過對來自不同用戶的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)編碼獲得吞吐量的增益,提高協(xié)作中繼通信系統(tǒng)的性能。
　　本文研究了網(wǎng)絡(luò)編碼在雙向中繼信道(Two-Way Relay Channel,TWRC)這種最典型的協(xié)作中

2、繼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。首先,本文介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理和雙向中繼信道模型的結(jié)構(gòu),回顧了卷積碼的編碼和維特比譯碼過程,介紹了軟信息和軟網(wǎng)絡(luò)編碼的概念,并闡述了均勻量化器和兩種非均勻量化器—Lloyd-Max量化器和等概率輸出量化器的工作原理。
　　其次,推導并給出了采用傳統(tǒng)中繼方案(Traditioanl Scheme,TS)和網(wǎng)絡(luò)編碼方案(Network Coding Scheme,NCS)的TWRC模型的性能的理論值。在此基礎(chǔ)上，將

3、信道編碼引入到 NCS-TWRC模型中,先分析了采用硬判決的信道-網(wǎng)絡(luò)編碼(Channel-Network Coding Scheme,CNCS)的TWRC模型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各個模塊的信息處理過程,討論了中繼節(jié)點配置為基本結(jié)構(gòu)和交換結(jié)構(gòu)的兩種情況,并給出了理論推導。通過軟件仿真,可以看出,基本結(jié)構(gòu)的CNCS-TWRC模型的吞吐量性能和誤碼率(Bit Error Rate,BER)性能要好于交換結(jié)構(gòu)的CNCS-TWRC模型。而且這兩種模型吞

4、吐量都要大于傳統(tǒng)中繼模型,但也要付出誤碼率性能惡化的代價。
　　最后提出了兩種基于軟信息的信道-網(wǎng)絡(luò)編碼 SCNCS( Soft Channel-Network Coding Scheme)的TWRC模型,第一種是鏈路級方案,在中繼節(jié)點采用軟輸入硬輸出(Soft-Input Hard-Output,SIHO)信道譯碼方法,第二種是端到端方案,只在源節(jié)點和目的節(jié)點進行信道編碼和譯碼。接著詳細分析了上述兩種方案的結(jié)構(gòu)并給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。