本文關(guān)鍵詞：基于調(diào)制技術(shù)的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中繼映射方案研究

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【摘要】：隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的速度、傳輸容量以及可靠性都提出了更快、更大、更高的要求。但是,無線環(huán)境中的開放性對(duì)通信的可靠傳輸帶來了很大的挑戰(zhàn),很多情況下都需要使用中繼協(xié)作完成數(shù)據(jù)的交互。在2000年,R.Alshwede博士等人提出了網(wǎng)絡(luò)編碼的概念。中繼節(jié)點(diǎn)不同于傳統(tǒng)傳輸,它會(huì)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)編碼處理后再轉(zhuǎn)發(fā),有效地提高了通信系統(tǒng)的吞吐量。2006年,S.Zhang將網(wǎng)絡(luò)編碼思想應(yīng)用到無線環(huán)境中,引入了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼概念。物理層網(wǎng)絡(luò)編碼利用無線系統(tǒng)的廣播特性和電磁波的疊加特性對(duì)干擾加以利用,進(jìn)一步減少了通信時(shí)隙,提高了系統(tǒng)吞吐量。本文以無線雙向中繼信道為基本模型,對(duì)物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中的多種調(diào)制策略的性能進(jìn)行仿真分析,進(jìn)一步設(shè)計(jì)了在高階調(diào)制下,物理層網(wǎng)絡(luò)編碼與信道編碼聯(lián)合方案。本文首先介紹了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。從無線雙向中繼通信系統(tǒng)的三種中繼方式入手,引入了網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理和無線雙向中繼信道中的三種信息傳輸模式。繼而引入了網(wǎng)絡(luò)編碼在無線通信中的應(yīng)用,即物理層網(wǎng)絡(luò)編碼,介紹了BPSK調(diào)制下物理層網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)制解調(diào)映射規(guī)則。在加入加性高斯白噪聲的無線雙向中繼信道中,利用最大后驗(yàn)概率對(duì)物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中的PSK、DPSK及其FSK等多種低階調(diào)制策略進(jìn)行中繼映射和誤碼性能進(jìn)行仿真分析。并對(duì)多種調(diào)制下中繼節(jié)點(diǎn)誤碼性能進(jìn)行比較,得知,低階PSK在物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中的性能優(yōu)于FSK,并且,隨著調(diào)制階數(shù)的增大,物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中的PSK抗噪性能下降,FSK抗噪性能變好。但是,高階FSK調(diào)制對(duì)設(shè)備要求較高。最后,對(duì)多種調(diào)制下物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方案適用場景進(jìn)行對(duì)比綜述。隨著調(diào)制階數(shù)的增加,QAM性能優(yōu)于PSK調(diào)制。分析了傳統(tǒng)16QAM調(diào)制中繼映射存在的問題,并對(duì)中繼映射方案進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)高階調(diào)制星座圖中星座點(diǎn)歐式距離的減小可能會(huì)帶來的誤碼性能的增加,引入了復(fù)雜度較低的線性分組碼。并設(shè)計(jì)了一個(gè)高階調(diào)制下,物理層網(wǎng)絡(luò)編碼與線性分組碼聯(lián)合方案。并對(duì)方案中中繼節(jié)點(diǎn)的性能進(jìn)行仿真與分析。仿真證明了在未增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下,該方案不僅減少了通信時(shí)隙,提高了傳輸效率,而且提高了系統(tǒng)的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：物理層網(wǎng)絡(luò)編碼 網(wǎng)絡(luò)編碼 無線雙向中繼信道 調(diào)制技術(shù) 線性分組碼
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 PNC的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 無線雙向中繼信道與物理層網(wǎng)絡(luò)編碼16-25
• 2.1 中繼協(xié)作方式16-18
• 2.1.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作17
• 2.1.2 譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作17
• 2.1.3 編碼協(xié)同17-18
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理18-19
• 2.3 無線雙向中繼通信信息傳輸模式19-22
• 2.3.1 傳統(tǒng)傳輸模式20
• 2.3.2 直接網(wǎng)絡(luò)編碼模式20-21
• 2.3.3 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼模式21-22
• 2.4 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼22-24
• 2.4.1 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理22-23
• 2.4.2 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的調(diào)制解調(diào)映射一般準(zhǔn)則23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中調(diào)制技術(shù)研究25-48
• 3.1 信號(hào)估計(jì)法25-27
• 3.1.1 MAP估計(jì)25-26
• 3.1.2 MMSE估計(jì)26-27
• 3.2 調(diào)制技術(shù)27
• 3.3 基于PSK調(diào)制的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼27-35
• 3.3.1 PSK調(diào)制27-28
• 3.3.2 基于2PSK的PNC中繼映射方案28-30
• 3.3.3 基于2PSK的PNC中繼誤碼率理論分析及仿真30-32
• 3.3.4 基于DPSK的PNC及中繼節(jié)點(diǎn)誤碼性能仿真分析32-35
• 3.4 基于FSK的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼35-44
• 3.4.1 FSK調(diào)制35-37
• 3.4.2 基于2FSK相干解調(diào)的PNC37-38
• 3.4.3 基于2FSK相干解調(diào)PNC中繼映射方案38-41
• 3.4.4 基于2FSK相干解調(diào)PNC中繼誤碼率理論分析及仿真41-42
• 3.4.5 高階FSK調(diào)制PNC中繼誤碼性能分析42-44
• 3.5 基于PSK和FSK調(diào)制的PNC誤碼性能仿真對(duì)比分析44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第4章 高階調(diào)制下PNC與信道編碼聯(lián)合設(shè)計(jì)與仿真48-61
• 4.1 基于高階調(diào)制的PNC方案48-55
• 4.1.1 系統(tǒng)模型49
• 4.1.2 基于16QAM的PNC中繼映射存在的問題49-50
• 4.1.3 中繼映射改進(jìn)方案50-52
• 4.1.4 改進(jìn)方案誤碼性能分析52-53
• 4.1.5 仿真結(jié)果分析53-55
• 4.2 信道編碼55-56
• 4.3 基于16QAM調(diào)制的PNC與信道編碼聯(lián)合設(shè)計(jì)56-60
• 4.3.1 線性分組碼56-57
• 4.3.2 方案設(shè)計(jì)57-58
• 4.3.3 方案性能仿真分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 總結(jié)與展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研項(xiàng)目67

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