高阶调制下物理层网络编码中继映射方案设计与性能分析

发布时间：2017-12-26 08:14

本文关键词：高阶调制下物理层网络编码中继映射方案设计与性能分析　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：网络编码被认为是一种具有革命性的技术,其在信息论领域取得的重要突破激发了其在无线通信中的应用。而最具代表性的研究场景就是基于物理层网络编码(PNC:Physical-layer Network Coding)的协作无线双向中继网络。相比传统单向中继传输方法,基于物理层网络编码的无线双向中继方案中,允许中继节点对交互信息进行处理,进而能够有效降低双向信息流在无线中继网络中传输时间的开销,提高网络吞吐量。目前,物理层网络编码已经受到了国际学术界及产业界的广泛关注。本文首先总结了物理层网络编码在无线通信领域的研究成果。从两种常见的中继方式入手,介绍了网络编码的基本思想和实现方案和各自的优缺点。与传统的网络编码相比,物理层网络编码在信息交换速率上有明显的提升。以BPSK等两种低阶调制为基础,论述了对称调制下物理层网络编码的具体方案及理论误码率;给出了一种不对称调制下的叠加信号星座判决方法。对于高阶调制下的物理层网络编码,采取信道均衡的预处理,详细推导了16QAM-QPSK和8PSK-QPSK的叠加信号表达式。绘制叠加信号星座图,划分叠加信号判决区域,计算叠加信号判决门限。对于ARB双向中继系统模型,统计两侧用户信息的所有可能关系,并将其进行编码及映射,即设计中继映射方案。计算物理层网络编码的中继平均错误概率,发现其与两侧用户发射信号的功率比关系密切。仿真结果表明,不对称调制下的物理层网络编码中继错误概率达到最小值时,两侧用户发射功率之比需要达到某一特定的临界值。对中继采取mod4映射方案下的16QAM调制物理层网络编码进行性能分析。推导了中继映射前和映射后的理论误码率。仿真结果表明,物理层网络编码在提升系统吞吐量的同时,误码性能只下降了少许。另外,对于采用比特异或的传统中继映射,由于其不能实现叠加信号与网络编码的一一对应,因此提出了一种简易的改进方式。最后,结合低密度奇偶校验(LDPC)码,进行了物理层网络编码与信道编码的联合设计。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925.3

【参考文献】