物理层网络编码在多中继协作通信系统中的性能研究

发布时间：2017-06-21 14:13

  本文关键词：物理层网络编码在多中继协作通信系统中的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线互联网的迅速发展,人们对无线通信技术提出了更高的要求,例如更快的数据传输和更大的数据量。但是无线直接数据传输存在衰落严重和覆盖范围小的问题,很多情况下通信数据的传输在中继节点的协作下才能完成。Ahlswede等人于2000年提出NC(Network Coding,网络编码)的概念：中继节点对其转发的数据先进行编码处理后再转发,有效地提高通信系统的吞吐量。2006年,Zhang等人将NC应用到物理层,并命名为PNC (Physical-layer Network Coding,物理层网络编码),充分利用电磁波信号的叠加性和对干扰信号加以利用,系统吞吐量相对于传统传输有了100%的提升。本文主要对PNC及其在无线双向多中继协作通信系统中的性能进行了深入的研究。在实际无线蜂窝通信系统中,源节点与目的节点之间往往存在多个中继节点,本文搭建了基于PNC的双向多中继通信系统仿真平台,在众多中继选择方案中主要介绍了SC-PNC(Selection Cooperation-PNC,基于PNC的选择协作)准则。然后采用该中继选择准则利用Monte-Carlo方法分别在Rayleigh信道和Nakagami-m信道中进行性能仿真实现。本文主要研究了PNC系统中联合中继选择和注水功率分配策略。首先对基于MPSK调制的PNC系统性能进行仿真。然后本文研究了两种RS-PA(Relay Selection-Power Allocation,中继选择与功率分配)策略：基于MMR (Maximize Min Rate,最大化最小速率)的RS-PA策略和基于MSR (Maximize Sum Rate,最大化和速率)的RS-PA策略。为了提高该通信系统的传输总速率,本文对基于MSR的RS-PA策略进行了改进,为了简化计算,提出一种迭代求解最优功率调整分配算法。并将其应用于基于对称调制与非对称调制的PNC系统中,最后对比分析三种策略的性能仿真结果。结果表明：本文的改进策略有效地提升了系统传输总速率。
【关键词】：物理层网络编码 多中继 中继选择 功率分配
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 论文的研究背景与意义10-14
• 1.2 物理层网络编码的国内外研究现状14-16
• 1.3 论文主要内容和结构安排16-18
• 第2章 物理层网络编码理论基础18-33
• 2.1 PNC基本原理18-23
• 2.1.1 PNC调制解调映射规则19-21
• 2.1.2 数学模型21-23
• 2.2 系统误码率性能23-27
• 2.2.1 中继节点的误码率23-25
• 2.2.2 E2E误码率25-27
• 2.3 不同中继协作机制下的系统吞吐量27-32
• 2.3.1 中继节点的分类与定义27-28
• 2.3.2 DF方式28-30
• 2.3.3 AF方式30-31
• 2.3.4 吞吐量仿真31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 基于PNC的双向多中继通信系统性能仿真33-50
• 3.1 现有中继选择算法介绍33-34
• 3.2 系统模型34-39
• 3.2.1 基于中断概率的分集复用与功率分配技术36-38
• 3.2.2 SC-PNC中继选择准则38-39
• 3.3 仿真实现39-49
• 3.3.1 蒙特.卡洛(Monte-Carlo)仿真方法39-40
• 3.3.2 仿真结果分析40-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 联合中继选择与功率分配策略的仿真研究50-66
• 4.1 基于MPSK调制的PNC系统模型50-52
• 4.1.1 中继节点译码星座映射设计51-52
• 4.1.2 PNC系统信道容量52
• 4.2 几种典型的功率分配算法52-53
• 4.3 联合中继选择及注水功率分配策略53-61
• 4.3.1 基于MMR的RS-PA策略54-56
• 4.3.2 基于MSR的RS-PA策略56-57
• 4.3.3 改进的RS-PA策略57-61
• 4.4 性能仿真与分析61-65
• 4.4.1 基于MPSK调制的系统性能仿真实现61
• 4.4.2 对称调制下系统性能仿真61-64
• 4.4.3 非对称调制下的系统性能仿真64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 梁天;协作中继通信系统中的资源分配及物理层网络编码问题研究[D];东南大学;2016年

  本文关键词：物理层网络编码在多中继协作通信系统中的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：468930