基于協(xié)作分集的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)研究.pdf

1、無線信道最顯著的特點(diǎn)就是多徑衰落，協(xié)作分集(Cooperative Diversity)作為一種特殊的空間分集技術(shù)，利用協(xié)作伙伴的天線來幫助自己傳輸信息，可以有效地抵抗這種衰落。由于中繼能夠擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍并且降低信道損傷，廣泛地應(yīng)用于協(xié)作通信中。網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding)最初工作在網(wǎng)絡(luò)層，通過使中繼節(jié)點(diǎn)獲得一定的信息處理能力，網(wǎng)絡(luò)編碼能夠有效地改善網(wǎng)絡(luò)吞吐量，減小延遲并增強(qiáng)魯棒性。無線信道的廣播特性，使得網(wǎng)絡(luò)編碼在無線

2、網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用日益受到關(guān)注。但是無線信道的廣播特性會使多個信源同時傳輸時引起信號之間的相互干擾。如果在物理層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼則可以有效利用電磁波的廣播特性，將干擾納入到網(wǎng)絡(luò)編碼算法中，使不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作傳輸，從而進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的容量，我們將這種物理層的網(wǎng)絡(luò)編碼稱為物理層網(wǎng)絡(luò)編碼(Physical-layer Network Coding)。物理層網(wǎng)絡(luò)編碼從提出以來，受到了研究人員的熱切關(guān)注。
　　本文以協(xié)作通信和網(wǎng)絡(luò)編碼的結(jié)合作為研究

3、的切入點(diǎn)，首先研究了網(wǎng)絡(luò)編碼方案對協(xié)作通信系統(tǒng)性能的改善，然后重點(diǎn)討論了基于中繼選擇的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方案。在基于機(jī)會中繼的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中，我們研究了機(jī)會中繼對系統(tǒng)性能的影響，并分析比較了基于放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)性能。接著本文給出了一種新的基于雙中繼選擇的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方案，并將其稱為空時物理層網(wǎng)絡(luò)編碼(ST-PNC)。在該方案中，網(wǎng)絡(luò)中存在多個中繼，我們通過一定的準(zhǔn)則選擇“最好”的兩個中繼協(xié)助用戶交換信息，并在中繼節(jié)點(diǎn)處采用Ala