本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)編碼與協(xié)作分集的無線網(wǎng)絡(luò)匯播方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：匯播(Convergecast)是一種多對(duì)-(Many-to-one)的數(shù)據(jù)傳輸方式,在很多無線網(wǎng)路,比如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)中非常常見。如何克服無線信道惡劣的傳輸特性,在頻譜資源和能量都受限的情況下,提高匯播的效率,提高匯播的可靠性,以及提高匯播的能量有效性,是非常重要的命題。本文結(jié)合目前相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,以無協(xié)作的基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播和基于多用戶網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作的無線網(wǎng)絡(luò)單跳匯播為研究目標(biāo),從可靠性,能量有效性,頻譜效率和中斷概率等角度,對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼和協(xié)作通信所帶來的性能增益進(jìn)行了深入的研究。 (1)對(duì)基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播的性能進(jìn)行了理論分析。證明了通過在匯播樹中應(yīng)用線性網(wǎng)絡(luò)編碼,可以在無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播過程中獲得可靠性增益。定義了匯播樹中能夠執(zhí)行一次完整的線性網(wǎng)絡(luò)編碼最基本的結(jié)構(gòu)——匯聚結(jié)構(gòu),并為匯聚結(jié)構(gòu)構(gòu)造了確定的線性網(wǎng)絡(luò)編碼系數(shù)矩陣。然后通過有／無ARQ機(jī)制的有／無網(wǎng)絡(luò)編碼的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播等四個(gè)不同的基本場(chǎng)景,從理論上分析了線性網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播性能的影響,證明了線性網(wǎng)絡(luò)編碼并不總是有益于無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路質(zhì)量較差,則在多跳匯播中引入線性網(wǎng)絡(luò)編碼是合理的,能夠產(chǎn)生可靠性增益；而當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量較好時(shí),僅僅將線性網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)匯播,網(wǎng)絡(luò)性能不會(huì)得到提高,在某些情況下甚至?xí)档�。文本通過基于Network Simulator2(NS2)的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)我們的理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。該方面內(nèi)容的研究成果,為線性網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。 (2)將多用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作引入無線網(wǎng)絡(luò)的單跳匯播,研究適用于無線網(wǎng)絡(luò)單跳匯播的多用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作�？紤]到精確中斷概率是進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化最重要的理論依據(jù),對(duì)已有的多用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的精確中斷概率進(jìn)行了研究。對(duì)N+1(N≥1)時(shí)隙M(M≥2)用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)進(jìn)行了分析,推導(dǎo)了N+1時(shí)隙M用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)精確中斷概率的閉式表達(dá)式與分集階數(shù)。為了說明線性網(wǎng)絡(luò)編碼為多用戶協(xié)作帶來的好處,本文將M用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)與傳統(tǒng)的M用戶解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作系統(tǒng)進(jìn)行了性能比較。結(jié)果表明,線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的分集階數(shù)要明顯高于相同用戶數(shù)的解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作系統(tǒng),且在高信噪比區(qū)域,線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的中斷概率大幅低于相同用戶數(shù)的解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作系統(tǒng)。Monte Carl。仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果的高度契合驗(yàn)證了理論分析的正確性。 (3)提出了一種新的基于迭代的多用戶多輪線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作方案：M2-LNCC. M2-LNCC突破了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作方案中網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作僅僅局限于廣播階段所能正確解碼的信息的限制,而將其擴(kuò)展到協(xié)作階段的每一個(gè)時(shí)隙。推導(dǎo)了高信噪比情況下,M2-LNCC系統(tǒng)中斷概率的緊近似(Tight approximation)閉式表達(dá)式,并分析了其漸近中斷概率和分集性能。研究結(jié)果表明,對(duì)于瑞利衰落信道,M用戶N+1時(shí)隙的系統(tǒng)能夠達(dá)到MN+1的分集階數(shù)。同時(shí),將N+1時(shí)隙M用戶M2-LNCC系統(tǒng)與M用戶GDNC系統(tǒng)(k=1,k2=N)的中斷概率和分集性能進(jìn)行了比較�？梢园l(fā)現(xiàn),M2-LNCC可以顯著提高系統(tǒng)的分集階數(shù)。且當(dāng)接收端SNR較高時(shí),M2-LNCC系統(tǒng)的中斷概率要顯著小于GDNC。通過Monte Carlo仿真驗(yàn)證了相關(guān)理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：無線網(wǎng)絡(luò) 匯播 網(wǎng)絡(luò)編碼 協(xié)作通信 中斷概率
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-19
• 1 緒論19-32
• 1.1 研究背景和意義19-22
• 1.2 無線網(wǎng)絡(luò)匯播的研究現(xiàn)狀22-28
• 1.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播的研究現(xiàn)狀22-26
• 1.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)單跳匯播的研究現(xiàn)狀26-28
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排28-32
• 1.3.1 本學(xué)位論文的主要研究?jī)?nèi)容28-30
• 1.3.2 本學(xué)位論文的結(jié)構(gòu)安排30-32
• 2 相關(guān)技術(shù)概述32-45
• 2.1 數(shù)據(jù)傳輸方式32-35
• 2.1.1 一對(duì)一的傳輸方式32-33
• 2.1.2 一對(duì)多的傳輸方式33
• 2.1.3 多對(duì)一的傳輸方式33-35
• 2.2 線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)35-40
• 2.2.1 線性網(wǎng)絡(luò)編碼概述35-37
• 2.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)中的線性網(wǎng)絡(luò)編碼37-38
• 2.2.3 流內(nèi)網(wǎng)絡(luò)編碼與流間網(wǎng)絡(luò)編碼38-40
• 2.3 協(xié)作通信技術(shù)40-44
• 2.3.1 協(xié)作通信的方式40-42
• 2.3.2 協(xié)作通信的關(guān)鍵技術(shù)42-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 基于線性網(wǎng)絡(luò)編碼的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播45-76
• 3.1 引言45-46
• 3.2 無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播中網(wǎng)絡(luò)編碼增益的產(chǎn)生機(jī)理46-49
• 3.2.1 利用Inter-NC獲得增益46-48
• 3.2.2 利用Intra-NC獲得增益48-49
• 3.3 系統(tǒng)描述49-52
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型49-50
• 3.3.2 線性網(wǎng)絡(luò)編碼算法50-51
• 3.3.3 仿真場(chǎng)景51-52
• 3.4 無ARQ機(jī)制的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播性能分析52-64
• 3.4.1 完全接收概率53-55
• 3.4.2 數(shù)據(jù)收集率55-58
• 3.4.3 能量消耗58-63
• 3.4.4 能耗平衡63-64
• 3.5 帶ARQ機(jī)制的無線網(wǎng)絡(luò)多跳匯播性能分析64-74
• 3.5.1 網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)助的ARQ機(jī)制65-66
• 3.5.2 能量消耗66-70
• 3.5.3 能耗平衡70
• 3.5.4 端到端延遲70-74
• 3.6 本章小結(jié)74-76
• 4 基于多用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作的無線網(wǎng)絡(luò)單跳匯播76-103
• 4.1 引言76-78
• 4.2 基于雙時(shí)隙多用戶LNCC的單跳匯播78-89
• 4.2.1 系統(tǒng)模型78-80
• 4.2.2 中斷概率分析80-84
• 4.2.3 中斷概率的漸近特性及分集階數(shù)84-85
• 4.2.4 仿真結(jié)果85-89
• 4.3 N協(xié)作時(shí)隙多用戶線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作89-101
• 4.3.1 系統(tǒng)模型89-91
• 4.3.2 中斷概率分析91-93
• 4.3.3 中斷概率的漸近特性及分集階數(shù)93-95
• 4.3.4 仿真結(jié)果95-101
• 4.4 本章小結(jié)101-103
• 5 基于迭代的多用戶多輪線性網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作103-116
• 5.1 引言103-104
• 5.2 系統(tǒng)模型104-106
• 5.2.1 系統(tǒng)假設(shè)與變量定義104
• 5.2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作104-106
• 5.3 中斷概率與分集性能分析106-111
• 5.4 仿真結(jié)果111-115
• 5.5 本章小結(jié)115-116
• 6 結(jié)論與展望116-119
• 6.1 結(jié)論116-117
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)117
• 6.3 展望117-119
• 參考文獻(xiàn)119-130
• 攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果130-131
• 致謝131-132
• 作者簡(jiǎn)介132

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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7 王偉平;陳小專;魯鳴鳴;王建新;;應(yīng)用累積系數(shù)確認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)編碼機(jī)會(huì)路由協(xié)議[J];軟件學(xué)報(bào);2014年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)編碼與協(xié)作分集的無線網(wǎng)絡(luò)匯播方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：253486