无线协作通信系统中基于网络编码的可靠传输技术研究.pdf

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1、单位代码：10293密级：公开博士学位论文论文题目：无线协作通信系统中基于网络编码的可靠传输技术研究2011010105学姓导号成聿伦名杨龙祥(教授)师通信与信息系统学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期移动通信与宽带无线技术工学博士二零一四年六月 StudyonReliableTransmissionforCooperativeCommunicationSystemsBasedonNetworkCodingDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegr

2、eeofDOCTOROFPHILOSOPHYByChengYulunSupervisor:Prof.YangLongxiangJune2014 南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：__

3、___________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________ 摘要多输入多输出技术(Multiple-In

4、put-Multiple-Output,MIMO)在提高无线通信系统传输可靠性以及频谱效率方面，发挥着基础性作用。然而，由于受到终端尺寸、硬件复杂度和实现成本等因素的限制，导致其在工程实际中难以部署。近年来，网络编码(NetworkCoding,NC)协作通信技术作为MIMO的一种有效实现方式吸引了学术界的广泛关注，这是由于：一方面协作通信能够以较低的成本，通过形成虚拟MIMO来获得分集增益；另一方面在中继进行NC可以有效提升系统传输效率，解决协作通信频谱效率较低的问题。这些优点也使得NC协作通信技术被下一代移动通信标准(LTE-A)列为后续演进的关键技术之一。然

5、而，NC在设计之初主要针对无差错的有线信道，如果将其应用于存在衰落效应的无线信道，则需要首先解决系统的可靠性传输问题。因此，本文围绕NC协作通信系统的传输可靠性问题展开研究。本文的具体研究内容包括：1）多址接入信道下基于NC的错误传播避免技术研究中，针对基于瞬时信道增益的链路自适应方法存在准确性差的问题，提出了一种基于接收信号对数似然比(Log-LikelihoodRatio,LLR)的改进算法。新算法采用LLR作为信号可靠性指示，将基于LLR与基于瞬时信道增益的误码率解析公式进行联立，得到基于LLR换算的等效瞬时信道增益，用该参数代替瞬时信道增益来计算功率因子。

6、结果表明，新算法可以有效减少错误传播的影响，改善系统的误码性能。2）多址接入信道下基于用户公平性的NC技术研究中，针对传统指标无法有效反映协作用户整体可靠性的问题，提出了一种基于用户公平性的网络编码功率分配算法。在新算法中，首先采用共同中断概率作为优化目标，推导出中继功率分配的约束条件，根据该条件对用户信号进行叠加，然后通过最大比合并(MaximumRatioCombination,MRC)和串行干扰消除(SerialInterferenceCancellation,SIC)进行解码。结果表明，新算法能够有效维护协作用户的公平性，提高协作群组整体的传输可靠性。3）

7、多信源多中继协作NC策略研究中，针对传统方案未充分利用中继间链路的问题，提出了一种联合中继排序(RelayOrding,RO)与最大分割距离码(MaximumDistanceSeparable,MDS)的改进方案。新方案利用MDS码能够积累互信息的特点，将RO思想引入其中，采用中断链路数作为排序权重对中继发送顺序进行规划，使得原本由于链路中断而无法进行NC的中继，通过解码其他中继的信号来对信源互信息进行积累，进而恢复编码机会。理论推导了新方案的系统满分集概率和系统中断概率，证明其具有扩散效应。结果表明，新方案能够有效改善系统的中断性能。I 4）异步物理层网络编码(

8、Physi