无线双向中继通信中非对称物理层网络编码的研究

无线双向中继通信中非对称物理层网络编码的研究

论文摘要

将物理层网络编码应用于无线双向中继中能够提升系统性能。但是在非对称的场景中,传统的网络编码并不能取得很好的性能。因此,我们需要研究专门针对非对称场景的物理层网络编码方案。另外,多天线和信道编码是无线通信中非常重要的技术,因此我们还需要考虑针对多天线以及有信道编码的系统设计非对称的物理层网络编码方案。在三节点的无线双向中继通信中,二个终端通过中继交换信息。中继先从二个终端接收信息,把接收到的二路数据采用网络编码合并之后广播给二个终端。二个终端从中继收到网络编码过的信号后从中取出自己需要的信息。理论上来说,中继能够以到二个终端分别的信道容量同时给二个终端发送数据。而我们设计的非对称物理层网络编码的目标就是要中继到二个终端的传输都可以达到点对点传输的性能。我们证明了传统的补零异或方案不是最优的方案,并且给出了自由度更大、性能更佳的方案。随后,针对多天线系统,我们设计了专门的STBC以及对应的比特到码字映射方案,我们给出的方案能够自由的调整以在解调复杂度和性能之间找到一个平衡。最后,我们在讨论了针对信道编码的非对称物理层网络编码的设计问题,并且针对PSK调制给出了可以用于采用不同的信道编码的二路数据的方案。我们给出的方案改善了系统性能,而且容易实施。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 中继辅助的无线协同通信
  • 1.1.1 应用场景
  • 1.1.2 各种模型
  • 1.1.3 基本的中继策略
  • 1.1.4 非对称的双向中继通信
  • 1.2 物理层网络编码
  • 1.2.1 3 节点双向中继通信模型中物理层网络编码的应用
  • 1.2.2 双向中继通信广播阶段的容量域
  • 1.2.3 非对称物理层网络编码设计
  • 1.3 本章小结
  • 第二章 非对称的比特到信号映射
  • 2.1 设计原理
  • 2.2 基于比特异或的设计方案
  • 2.2.1 补零异或的缺陷
  • 2.2.2 扩展异或
  • 2.3 基于信号的设计方案
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 针对STBC 的非对称物理层网络编码
  • 3.1 STBC 简介
  • 3.1.1 码字间距离
  • 3.1.2 正交STBC
  • 3.2 设计原理
  • 3.2.1 简单方案的缺陷
  • 3.2.2 子集合并方案
  • 3.2.3 子集合并方案的解调复杂度
  • 3.2.4 子集合并STBC 的非对称网络编码
  • 3.3 例子和仿真
  • 3.3.1 QPSK 的Alamouti 码
  • 3.3.2 16QAM 的Alamouti 码
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 针对信道编码的非对称物理层网络编码
  • 4.1 针对LDPC 码的仿真
  • 4.2 针对PSK 调制的讨论
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 全文总结
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 研究展望
  • 参考文献
  • 符号与标记 (附录1)
  • 英文缩略表 (附录2)
  • 致谢
  • 攻读硕士期间已发表或录用的论文
  • 攻读硕士期间已取得或申请的专利
  • 附件
  • 相关论文文献

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