發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 13:43

【摘要】：在基于高斯白噪聲信道(AWGN)的點(diǎn)到點(diǎn)無線通信系統(tǒng)中,香農(nóng)論述了信道容量的理論上限——香農(nóng)限,給出了信道容量的計(jì)算公式,并指出當(dāng)輸入信號服從高斯分布時(shí),該香農(nóng)限可達(dá)。對于目前應(yīng)用的實(shí)際無線通信系統(tǒng)(例如:第四代移動通信系統(tǒng)LTE)來說,基于調(diào)制星座圖所產(chǎn)生的輸入信號服從均勻分布,由此所產(chǎn)生的容量損失稱為成形損耗。理論研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)調(diào)制階數(shù)趨于無窮時(shí),該成形損耗的極限值約為1.53 dB。然而,多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)下該成形損耗以及相應(yīng)的解決方法沒有展開研究。本文針對雙向中繼系統(tǒng)中的成形損耗問題提出了物理層成形網(wǎng)絡(luò)編碼(PLSNC)技術(shù)方案,通過結(jié)合物理層網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)(PLNC)和星座成形技術(shù),有效地解決了雙向中繼網(wǎng)絡(luò)下的成形損耗問題,顯著提升了AWGN信道下雙向中繼系統(tǒng)的可達(dá)速率。本文首先建立了PLSNC的系統(tǒng)模型,通過在發(fā)送端引入成形編碼,起到改變發(fā)送信號分布的目的。在發(fā)射機(jī)模塊中,重點(diǎn)闡述了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的非線性成形編碼設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和構(gòu)造過程。在接收機(jī)模塊中,重點(diǎn)闡述了物理層網(wǎng)絡(luò)譯碼算法和成形譯碼算法,分別推導(dǎo)了對數(shù)似然比(LLR)計(jì)算公式。本文從差錯(cuò)概率和可達(dá)速率兩個(gè)方面分析了PLSNC系統(tǒng)的性能。在差錯(cuò)概率上,本文從基本概念出發(fā)推導(dǎo)了PLSNC系統(tǒng)的差錯(cuò)指數(shù),得到了具體的計(jì)算表達(dá)式。在可達(dá)速率上,本文從互信息公式出發(fā)結(jié)合PLSNC系統(tǒng)的特點(diǎn)推導(dǎo)了基于星座圖的系統(tǒng)可達(dá)速率計(jì)算表達(dá)式。本文根據(jù)上述系統(tǒng)模型和理論搭建了軟件仿真平臺,對PLSNC系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。與傳統(tǒng)的雙向中繼系統(tǒng)相比,本文提出的PLSNC系統(tǒng):在差錯(cuò)概率性能上,誤碼率(BER)實(shí)現(xiàn)了約0.6 dB的成形增益,且獲得了較大的差錯(cuò)指數(shù);在可達(dá)速率性能上,實(shí)現(xiàn)了約2.6 dB成形增益。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92

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