多用户数字喷泉码的性能分析与设计方法研究

发布时间：2020-05-04 20:55

【摘要】：为了保证大量数据在网络中实时高效可靠的传输,基于反馈的传输协议因容易出现“反馈”风暴和大时延问题已经不再适用。数字喷泉码的无码率特性,可以根据信道状态和用户需求自适应生成任意数量的码字,能很好地解决上述问题。另外,数字喷泉码的编译码方法实现简单且复杂度较低,这让喷泉码在大数据实时通信中有很好的发展前景。多址接入技术允许多个用户共享公共无线资源,同时满足各自的传输需求,而高阶调制技术能有效提高频谱利用率,两者在各自领域都有广泛的应用前景,但将数字喷泉码与之结合的研究却相对较少。本文主要对单用户和多用户接入高阶调制数字喷泉码的度分布进行优化设计,并对随机接入多用户喷泉编码系统的性能进行分析。本文的主要工作与贡献如下:1.针对单用户和多用户接入高阶调制数字喷泉码的渐进性能,将BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道数字喷泉码的高斯近似渐进分析方法推广至高阶调制系统,推导出高阶调制数字喷泉码的渐进误码表达式和误码下界近似闭式表达式。在各用户独立编译码情况下,用信干噪比计算每个用户的对数似然比信息,将单用户高阶调制渐进性分析方法推广至多用户系统中。数值仿真结果表明,性能曲线逼近所推导的高阶调制渐进误码表达式和下界表达式。2.针对单用户和多用户接入高阶调制数字喷泉码的度分布优化设计,结合高阶调制数字喷泉码的渐进性分析,将BPSK调制喷泉码的度分布优化模型推广至高阶调制系统,分别提出单用户度分布优化模型和多用户联合度分布优化模型。仿真结果表明,对于单用户接入系统,由新优化模型设计的度分布在高阶调制下的误码性能有明显提高;对于多用户接入系统,由提出的多用户联合度分布优化模型设计的度分布在等发送功率和不等发送功率情况下均达到更好的误码性能。3.针对多用户喷泉编码系统,提出一种用户维随机接入,时间维喷泉编码的“二维”喷泉编码系统方案。利用喷泉编码有效提高多用户信息传输的可靠性,利用置信传播译码算法对各用户进行译码,可充分降低译码复杂度。仿真结果表明,本文提出的随机接入多用户喷泉编码系统具有更好的吞吐率性能。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN911.22

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本文编号：2648981