论文摘要
无线通信技术的进步带来了更快和更优质的网络访问服务。但是，技术的发展是与用户更快、更便宜、更稳定的无线通信的需求相匹配的。为了能够符合未来无线通信的需求，我们需要从功率、延迟、带宽等方面来提高无线通信的有效性，从而使其能够提供更高速率的、更好服务质量的多媒体业务。针对上述需求，可将信道编码技术、网络编码技术及协作分集技术相结合，提高无线通信系统的有效性、可靠性及吞吐量。在协作通信系统的中继节点采用网络编码技术，中继节点不仅转发信息，还能对信息进行相应的信号处理，通过网络编码可提高无线通信系统的容量及频带利用率；同时，协作通信系统采用信道编码技术，可提高系统的可靠性。将信道编码-网络编码联合设计技术应用到无线协作通信系统中，不仅可提高无线协作通信系统的容量，且可改善系统的纠错性能，因此对该技术进行研究具有重要的理论及实践意义。论文针对无线协作通信系统中的联合信道编码-网络编码技术进行了深入的研究，主要研究成果如下：首先，研究了中继转发模式、网络编码算法、编码协作通信系统方案等协作通信系统中的相关技术，并进行了相应的理论分析与仿真分析。在此基础上对无线通信系统中典型的信道纠错码技术，即卷积码、Turbo码及LDPC码的编译码算法进行了研究，并应用Matlab对影响上述三种信道编码性能的因素进行了仿真分析。其次，针对多源中继协作通信系统，提出了一种卷积码与网络编码的联合编码方案，该方案在中继节点对接收到的多个信源节点的信息进行卷积码编码，然后将编码后的码字进行网络编码转发，目的节点进行联合迭代译码恢复多个信源节点的信息，该方案随着源节点数量的增加，误码率性能得到显著的提高。针对双向中继信道，对卷积码-网络编码的联合迭代译码算法进行了研究，即全状态译码算法及简化状态译码算法，并对这两种译码算法进行了推导及分析，简化状态译码算法与全状态译码算法相比，可在尽量不损失编码增益的情况下，降低译码运算复杂度。再次，基于分集Turbo码思想提出了二源中继协作通信系统中“CTC码-网络编码的联合编码方案一”，该方案具有较小的译码时延、更强的纠错性能，对于源节点来说，不仅提高了码率，而且降低了源节点直接采用CTC编码算法的复杂度。针对“CTC码-网络编码的联合编码方案一”只适用于中继能够完全正确译码的协作通信系统，且中继节点和信宿端的接收天线只有一副的情况，同时没有充分利用信息间的相关性进行联合迭代译码的问题，作者进行了进一步的研究。随后提出了“CTC码-网络编码的联合编码方案二”，即适合于多址中继通信系统的CTC码-网络编码的联合编码方案，该方案考虑到中继可能存在不能正确译码信源信息的情况，信宿可以有选择的选择合适的先验信息进行译码，充分利用多址信息之间的相关性，进行联合迭代译码，并对联合迭代译码算法进行了详细的推导。仿真结果表明该方案具有较强的纠错性能，同时随着中继节点和目的节点接收天线的增多，系统的纠错性能也随之增强，从而表明该方案广泛适用于多址中继信道环境中。最后，基于网络编码与信道编码协作思想，提出了一种适用于多源协作通信系统的LDPC码-网络编码的联合编码方案，在该方案中不同信源节点的信息发送到中继点后进行LDPC编码，然后将编码后的码字进行网络编码转发，目的节点进行联合迭代译码恢复多个信源节点的信息，仿真结果表明该方案随着源节点数量的增加，多源协作通信系统的误码率性能显著提高。同时针对系统中使用的LDPC码，提出了一种改进的校验矩阵构造算法，即改进的PS构造算法，仿真结果表明该改进算法较原算法的误码率性能有显著提高。
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标签：卷积码论文; 低密度奇偶校验码论文; 网络编码论文; 协作通信论文;