星地一體化雙向中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議研究.pdf

1、由于衛(wèi)星和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，單純依靠某一種系統(tǒng)難以滿足人們的通信需求。因此，提出了將衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面通信系統(tǒng)結(jié)合的星地一體化網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字視頻廣播-衛(wèi)星業(yè)務(wù)到手持終端（Digital Video Broadcasting-Satellite services to Handhelds,DVB-SH）系統(tǒng)是星地一體化網(wǎng)絡(luò)成功應(yīng)用的場(chǎng)景之一。但由于衛(wèi)星通信對(duì)視距信道的依賴和實(shí)際通信環(huán)境的不理想，需要引入中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高服務(wù)質(zhì)量的通信。

2、而星地一體化雙向中繼通信系統(tǒng)存在固有特性，使得其應(yīng)用存在困難。因此，需要針對(duì)其特性設(shè)計(jì)高效的傳輸方案，提高系統(tǒng)的吞吐率、降低誤碼率，實(shí)現(xiàn)滿足用戶需求的高速率高質(zhì)量通信。
　　論文首先分析了課題背景以及在星地一體化網(wǎng)絡(luò)中使用雙向中繼技術(shù)的意義，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析了當(dāng)前星地一體化雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及未來(lái)的研究方向。然后研究了星地一體化網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)，建立了星地一體化雙向中繼通信系統(tǒng)模型和基于馬爾科夫鏈的星地鏈路信道模型，并根據(jù)星

3、地一體化通信的特點(diǎn)，分析了實(shí)際通信中會(huì)出現(xiàn)的四種信道非對(duì)稱情況。其次針對(duì)星地一體化雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中路徑損耗較大、上下行信道條件不對(duì)稱、上下行傳輸數(shù)據(jù)量不對(duì)稱的特性，提出三種將多入多出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合的傳輸協(xié)議。首先，針對(duì)星地一體化雙向中繼系統(tǒng)信道衰落大的問(wèn)題，提出將網(wǎng)絡(luò)編碼（network coding,NC）與MIMO技術(shù)結(jié)合，建立MIMO-NC協(xié)議模型并仿真分

4、析其在對(duì)稱信道和非對(duì)稱信道模型下的誤碼性能。針對(duì)MIMO-NC協(xié)議模型在非對(duì)稱信道模型下誤碼性能較差的問(wèn)題，提出將聯(lián)合正交物理層網(wǎng)絡(luò)編碼（Combined orthogonal physical-layer network coding,COPNC）與MIMO技術(shù)結(jié)合，建立MIMO-COPNC協(xié)議模型并仿真分析其在非對(duì)稱信道模型下的性能。為了解決COPNC同步要求高以及星地一體化雙向中繼系統(tǒng)信息傳輸需求不對(duì)稱的問(wèn)題，建立MIMO與復(fù)數(shù)域