基于網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略研究.pdf

1、協(xié)作通信技術(shù)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)信道的獨(dú)立性以及無(wú)線信道的廣播特性，通過(guò)通信節(jié)點(diǎn)共享資源、協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)來(lái)獲得分集增益，能夠有效提高無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)對(duì)來(lái)自不同源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)或者同一個(gè)源節(jié)點(diǎn)的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的編解碼處理，能夠有效改善網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、吞吐量等性能。如何將網(wǎng)絡(luò)編碼的思想融入到協(xié)作通信技術(shù)中，從而提高協(xié)作通信系統(tǒng)的整體性能是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，也是本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 本文針對(duì)多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)，提

2、出了一種基于高階域網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略，以進(jìn)一步提高協(xié)作傳輸?shù)目煽啃?。一方面，?jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包是第一個(gè)傳輸階段自身發(fā)送的數(shù)據(jù)和監(jiān)聽(tīng)接收到的來(lái)自于其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼后的產(chǎn)物，豐富了單個(gè)數(shù)據(jù)包所包含的信息，降低了單個(gè)數(shù)據(jù)包接收失敗對(duì)系統(tǒng)整體性能帶來(lái)的影響。另一方面，該策略采用高階域上的網(wǎng)絡(luò)編碼，豐富了編碼系數(shù)的選擇范圍，并給出了編碼矩陣的構(gòu)造準(zhǔn)則以及搜尋算法，相比于傳統(tǒng)的采用模二加形式網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略，能夠有效提高接收端所構(gòu)

3、造的解碼方程組的可解性，從而使系統(tǒng)獲得更高的分集增益。針對(duì)高頻通信網(wǎng)絡(luò)中不存在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間直達(dá)徑的場(chǎng)景，本文對(duì)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略進(jìn)行了研究，以期在獲得滿分集增益的同時(shí)提高協(xié)作傳輸?shù)男?。首先，在這種場(chǎng)景中引入了結(jié)合物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略，該策略利用無(wú)線信道的廣播特性，通過(guò)多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行天然的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，從而使得中繼節(jié)點(diǎn)得以同時(shí)服務(wù)于多個(gè)源節(jié)點(diǎn)。理論分析和計(jì)算機(jī)仿真表明，該策略在獲得滿分集增益的同

4、時(shí)，可以一定程度上提高協(xié)作傳輸?shù)男?。隨后，考慮到結(jié)合物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作通信策略雖然傳輸效率有所改善，但還不能實(shí)現(xiàn)完全的全速率傳輸，本文從多中繼輪番協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)的角度出發(fā)，提出了一種全速率放大轉(zhuǎn)發(fā)策略并對(duì)其進(jìn)行了性能分析。該策略利用多個(gè)協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)輪番監(jiān)聽(tīng)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而保證了源節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的持續(xù)不間斷發(fā)送。同時(shí)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉融合的思想，在源節(jié)點(diǎn)預(yù)先對(duì)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼混合，提高了系統(tǒng)對(duì)抗傳輸衰落的能力，并避免了可能出現(xiàn)的奇