【摘要】：隨著無線移動業(yè)務井噴式的增長,加上無線頻譜資源匱乏,如何有效并可靠的服務這些業(yè)務成為當今亟待解決的難題。由于無線信道具有多徑衰落、陰影、路徑損耗等特性,有線網(wǎng)絡中的可靠且高速率的通信方式并不適用于無線通信。然而,無線協(xié)作通信可以處理上述難題,其思想是通過節(jié)點協(xié)同工作以完成各自或者共同的通信任務,從而擴大通信服務范圍和提供分集增益。在協(xié)同工作中,無線節(jié)點通過短距離通信共享其資源,包括信道、天線等。網(wǎng)絡編碼與協(xié)作通信相結合,不僅能提高通信網(wǎng)絡的吞吐量,而且網(wǎng)絡編碼帶來的冗余也進一步改善協(xié)作通信的可靠性。因此,近年來網(wǎng)絡編碼與協(xié)作通信的有機結合引起了學術界和產業(yè)界的廣泛關注。 無線網(wǎng)絡編碼通�？梢苑譃閿�(shù)字網(wǎng)絡編碼與模擬網(wǎng)絡編碼。本文從單協(xié)作節(jié)點模擬網(wǎng)絡編碼、單協(xié)作節(jié)點數(shù)字網(wǎng)絡編碼以及多協(xié)作節(jié)點數(shù)字網(wǎng)絡編碼這三方面,著重研究了基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)作傳輸方法和實現(xiàn)技術。主要研究內容與貢獻如下： 1)將模擬網(wǎng)絡編碼應用于單協(xié)作節(jié)點的場景,提出了一種基于模擬網(wǎng)絡編碼的單協(xié)作節(jié)點雙向傳輸方法。 該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為蜂窩系統(tǒng)中的多用戶MIMO單協(xié)作節(jié)點雙向信道,即基站與多用戶借助單協(xié)作節(jié)點交換信息的上下行鏈路,且所有通信節(jié)點配置多根天線并傳輸多數(shù)據(jù)流。針對該模型： Ⅰ)提出塊信號對齊的思想,并基于該思想設計了一種能夠消除多用戶干擾的模擬網(wǎng)絡編碼協(xié)議,并給出了實現(xiàn)的方法。 Ⅱ)從最大化端到端的有效信道增益或有效信噪比的角度,設計了3種算法來聯(lián)合設計用戶、協(xié)作節(jié)點與基站的預編碼矩陣,優(yōu)化了功率分配,從而有效地降低了用戶中斷概率,并能在性能與復雜度之間獲得一個良好的折中。 2)將數(shù)字網(wǎng)絡編碼應用于單協(xié)作節(jié)點的場景,提出一種基于網(wǎng)絡乘積碼的單協(xié)作節(jié)點傳輸方法。 該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為單協(xié)作節(jié)點的多址接入信道。針對該模型： Ⅰ)提出了對協(xié)作節(jié)點的數(shù)字網(wǎng)絡編碼與用戶的信道編碼進行聯(lián)合設計的框架,并給出了基于多元網(wǎng)絡乘積碼的設計方法,通過理論分析證明了該方法能夠保證目的節(jié)點收到的全局多元乘積碼碼重趨近高斯分布,明顯提高了系統(tǒng)的誤碼率性能。 Ⅱ)基于已有的乘積碼譯碼算法,設計一種低復雜度的多元網(wǎng)絡乘積碼的譯碼算法,并通過仿真實驗驗證了其有效性。 3)將數(shù)字網(wǎng)絡編碼應用于多協(xié)作節(jié)點的場景,提出一種基于網(wǎng)絡卷積碼的多協(xié)作節(jié)點傳輸方法。 該項研究所考慮的系統(tǒng)模型為多協(xié)作節(jié)點的多址接入信道。針對該模型： Ⅰ)提出了一種基于網(wǎng)絡卷積編碼的多協(xié)作節(jié)點編碼設計思路和實現(xiàn)方法,能改善系統(tǒng)的誤碼率性能。該網(wǎng)絡卷積編碼的設計原則是基于在目的節(jié)點構造的全局碼字的生成矩陣自由距離最大化。 Ⅱ)推導了該編碼協(xié)作編碼方法在衰落信道上的誤碼率性能界以及分集增益階數(shù),并利用仿真實驗驗證了理論分析結果的正確性。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

【共引文獻】

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本文編號：2548316