关于移动无线通信信道编码研究

论文摘要

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,发展非常迅速。物联网关键技术包括RFID、传感器网络与检测等,这些技术的实现都需要无线通信技术做保证,要想更好的发展物联网技术,就必须解决其短距离无线通信问题。与传统的无线通信方式相比,物联网应答器主要采用无源和半无源的形式,因此,应答器的运算能力和功率都受到较大的限制；应答器和阅读器的移动性较小,所以造成其产生的差错相对较少,难点在于如何采用较低的发信功率和运算使信道编码能够很好的完成纠错任务；由于物联网中阅读器对应答器的通信主要是广播的形式,因此,会有较多的应答器同时做出应答,产生较严重的多用户干扰,如何在低耗、小运算量的前提下避免这种影响是一个难点。针对以上问题,本研究将对物联网信道差错和多用户干扰问题进行研究。本研究在系统研究信道编码和物联网特性的基础上,提出了面向物联网短距离无线信道的信道编码与多用户检测联合使用方法,该方法对物联网的差错和多用户干扰问题提出了全新的解决方案。对于差错问题,该方法对上行链路和下行链路采用不同的编码方案,在上行链路中预先在应答器中写入经过低密度奇偶校验编码的信息码元,降低功率,将编码结果预先写入,将复杂的译码放到阅读器端；下行链路,采用较大功率发送经循环码编码的码元,译码器只需较少的运算就可以实现译码,确定是否存在差错。在多用户干扰问题上采用小分组多用户检测的方案,对应答器进行分组,将所有的应答器分成多个数量的较小分组,不同分组采用时分加以区分,相同组内的应答器利用正交码进行分离,这样保证了每组应答器的多用户分离运算简单,在阅读器端也易于实现。经验证,该方法在较少的功率消耗前提下,可以大大降低误码率,取得较多的编码增益,同时解决了多用户干扰问题,避免防碰撞算法在用户数达到一定情况下效率急速下降。经论证该方法对物联网短距离无线通信的性能改进是有效且可行的。针对物联网技术的信道特性和硬件特点,本研究最后将这种联合检测方法应用到物流领域,提高了物流领域的整体运作效率和可靠性,对物联网技术的应用有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 物联网与信道编码
• 1.1 物联网背景
• 1.2 短距离无线通信的发展趋势
• 1.2.1 现阶段物联网发展的几个特征
• 1.2.2 物联网的关键技术与结构
• 1.2.3 短距离无线的发展趋势
• 1.3 短距离无线通信的特点
• 1.4 短距离无线通信信道编码
• 1.5 多用户冲突问题
• 第二章 信道编码理论
• 2.1 差错的产生
• 2.1.1 噪声产生的差错
• 2.1.2 衰落信道中加入噪声产生的差错
• 2.2 信道编码原理及其必要性
• 2.3 信道编码概述
• 2.3.1 分组码
• 2.3.2 几种常用的简单分组码
• 2.3.3 卷积码
• 2.4 LDPC码的编译原理
• 2.5 信道编码的发展趋势
• 第三章 应用于物联网的信道编码与多用户联合检测技术
• 3.1 信道编码与多用户联合检测技术基础
• 3.2 技术策略
• 3.3 具体方案
• 3.4 验证
• 第四章 信道编码与多用户联合检测技术在物流速递领域的应用
• 4.1 引言
• 4.2 速递行业的问题
• 4.3 改进方案
• 第五章 结论及下一步工作
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间所做的工作
• 致谢