本文關(guān)鍵詞：無線通信中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學(xué)》 2010年

無線通信中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的研究

康延民  

【摘要】： 網(wǎng)絡(luò)編碼的思想誕生于2000年,早期是用來提高有線分組網(wǎng)絡(luò)中端到端的組播吞吐量性能。近年來,許多研究工作都集中于如何在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。無線環(huán)境傳輸?shù)膹V播特性為在無線通信中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)提供了便捷,可以增加無線分組傳輸?shù)膫鬏斝省? 雙向無線中繼通信場景是無線多跳通信中的一個基本模塊。由于數(shù)據(jù)流是雙向的,因此可以在中繼節(jié)點(diǎn)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。與傳統(tǒng)中繼技術(shù)相比,可以獲得更好的吞吐量性能。許多研究都是在雙向無線中繼通信場景下展開的,已經(jīng)有許多的傳輸方案和策略被提出來。隨著無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的不斷研究,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼的無線系統(tǒng)的傳輸有效性得到不斷提高,但相應(yīng)地,在系統(tǒng)的復(fù)雜度與傳輸?shù)目煽啃苑矫娌粩喔冻鲋鷥r。如何在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的無線系統(tǒng)中,在提高傳輸有效性的同時,也保障傳輸?shù)目煽啃?使得系統(tǒng)在兩方面性能取得均衡,是我們研究關(guān)注的問題。 本文以網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)思想為核心,對雙向無線中繼通信中的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行了較為深入的研究。論文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾方面： 第一,本論文在介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的原理、特點(diǎn)、設(shè)計方法等,指出物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)改進(jìn)研究的必要性和重要意義,并對該領(lǐng)域已有的國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行了全面總結(jié)。 第二,研究了萊斯衰落信道中萊斯因子K的變化對于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼碼字方案選擇的影響。論文指出,物理層網(wǎng)絡(luò)編碼碼字選擇時,中繼節(jié)點(diǎn)選擇4符號去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼方案與5符號去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼方案的概率的和為1,且選擇5符號去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼方案的概率隨萊斯因子的增大而減��；當(dāng)萊斯因子不變時,選擇5符號去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼方案的概率不變。論文給出了仿真結(jié)果。 第三,重點(diǎn)討論了在雙向無線中繼通信場景中,平衰落的Nakagami萊斯信道下對基于去噪映射(DNF)方案的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的改進(jìn)性研究,把物理層網(wǎng)絡(luò)編碼與信源編碼聯(lián)合在一起考慮,提出了一種新穎的聯(lián)合設(shè)計方案。我們所提出的聯(lián)合設(shè)計方案不僅降低了所有節(jié)點(diǎn)收發(fā)機(jī)的復(fù)雜度,還提高了信息接收的可靠性。我們的設(shè)計,其實質(zhì)是用計算(對數(shù)據(jù)的處理)換取了系統(tǒng)復(fù)雜度的降低和傳輸可靠性的提高,而所付出的代價在可接受的范圍內(nèi)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TN92
【目錄】：

中文摘要8-10

ABSTRACT10-12

符號說明12-13

第一章 緒論13-23

§1.1 網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)概述13-18

§1.1.1 基本原理14-15

§1.1.2 構(gòu)造方法15

§1.1.3 實用編碼設(shè)計及優(yōu)化15-17

§1.1.4 網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用17-18

§1.2 研究意義和研究現(xiàn)狀18-21

§1.2.1 研究意義18-20

§1.2.2 研究現(xiàn)狀20-21

§1.3 論文主要貢獻(xiàn)21-22

§1.4 論文組織結(jié)構(gòu)22-23

第二章 無線中繼通信23-32

§2.1 最大流最小割定理23-24

§2.2 高斯多接入信道24-26

§2.3 高斯廣播信道26-27

§2.4 三節(jié)點(diǎn)雙向無線中繼通信模型27-29

§2.5 萊斯衰落信道29-31

§2.5.1 概率密度函數(shù)29-30

§2.5.2 萊斯因子K30-31

§2.5.3 萊斯信道的適用場景31

§2.6 本章小結(jié)31-32

第三章 雙向無線中繼通信中的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼32-49

§3.1 概述32-33

§3.2 二階段雙向中繼通信33-36

§3.2.1 多接入(MA)階段33-34

§3.2.2 去噪轉(zhuǎn)發(fā)(DNF)34-35

§3.2.3 廣播(BC)階段35

§3.2.4 使用去噪轉(zhuǎn)發(fā)(DNF)方案的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼35-36

§3.3 去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼和星座設(shè)計36-48

§3.3.1 采用QPSK調(diào)制時的4符號去噪映射37-40

§3.3.2 去噪映射的設(shè)計方法——最近鄰居成簇算法40-43

§3.3.3 最小歐氏距離性能分析43-44

§3.3.4 非常規(guī)的5符號星座設(shè)計44-45

§3.3.5 端到端吞吐量性能仿真45-48

§3.4 本章小結(jié)48-49

第四章 一種新穎的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼改進(jìn)設(shè)計方法49-62

§4.1 引言49-50

§4.2 無失真信源編碼50-53

§4.2.1 霍夫曼(Huffman)碼51-52

§4.2.2 r元霍夫曼碼52-53

§4.3 萊斯因子變化對去噪映射網(wǎng)絡(luò)編碼碼字方案選擇的影響53-54

§4.4 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼與信源編碼的聯(lián)合設(shè)計54-58

§4.5 仿真評估與分析58-60

§4.6 本章小結(jié)60-62

第五章 總結(jié)與展望62-65

§5.1 論文工作總結(jié)62-63

§5.2 課題研究展望63-65

參考文獻(xiàn)65-71

致謝71-72

攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-73

學(xué)位論文評閱及答辯情況表73

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本文編號：72438