基于叠加编码和网络编码的无线协作通信系统研究

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1、学科门类：工学分类号：TN929.5单位代码：10293密级：博士学位论文论文题目：基于叠加编码和网络编码的无线协作通信系统研究D0825学号贾向东姓名傅海阳(教授)指导教师通信与信息系统 学科专业数字移动通信与个人通信 研究方向二零一一年十二月 论文提交日期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

2、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。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院（筹）办理。研究生签名：__________导师签名：___________

3、__日期：_____________南京邮电大学博士学位论文摘要学科、专业：工学通信与信息系统研究方向：数字移动通信与个人通信作者：2008级博士研究生贾向东指导教师：傅海阳(教授)题目：基于叠加编码和网络编码的无线协作通信系统研究英文题目：StudyonCooperativeCommunicationSystemsBasedonSuperpositionCodingandNetworkCoding主题词：协作通信；叠加编码；网络编码；中断性能；速率范围；吞吐量Keywords：Cooperativecommunications；Superp

4、ositioncoding;Networkcoding;Outageperformance;Rateregions;Throughput;南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要摘要随着无线通信技术的快速发展，协作通信技术因其能够有效地克服无线信道衰落、提高无线传输的可靠性和扩大无线网络的覆盖范围而受到人们的广泛关注。经过近10年发展，协作通信技术已经发展成包括网络编码、机会中继、协作感知等在内的综合的现代无线传输技术。与此同时，叠加编码技术通过对不同信号的分层编码和调制，可以有效地提高系统吞吐量。如果将叠加编码应用到协作通信系统，且与网络编码技术

5、联合使用，将不仅拥有协作通信技术和叠加编码技术的优点，而且还将呈现出更加优良的新的性能特征。论文对基于叠加编码和网络编码的协作通信系统(superpositioncodingrelaying:SC-relaying)进行了研究，主要包括：1)通过高SNR近似，运用适当的数学证明和分析获得了SC-relaying系统基本信号和附加信号的中断概率封闭解析解，以及相应的吞吐量。首先分析了系统信道使用因子的合理取值范围，然后通过最优化分析得到使吞吐量最大的系统参数值，并与参考文献中给出的参数值做了吞吐量性能的比较分析。比较分析结果表明，基于我们优化分

6、析得到的系统参数和合理的信道分配因子，系统的吞吐量得到了明显地改善，同时也说明了论文所得封闭解析解的正确性。2)在前面无信道状态反馈SC-relaying系统模型的基础上，研究了量化信道状态反馈(quantizedchannelstatefeedback:QCSF)对分集复用折衷(diversity-multiplexingtradeoff:DMT)特性的影响，重点考虑了在中继-信源(relay-source:RS)链路引入反馈后的RS-QCSFSC-relaying系统。对此模型，在常期(平均)功率约束条件下我们给出了一个新颖的量化信道状态

7、反馈系数双层多级迭代构造规则。基于该反馈系数双层多级迭代构造规则，通过对基本信号DMT特性的研究，获得了基本信号和附加信号功率SNR指数的迭代更新关系和基本信号功率指数初始值的最大值和最小值。与此同时，通过对附加信号中断指数封闭解析解的研究，我们获得了基本信号和附加信号复用增益之间的相互约束关系。3)为了解决双向中继协作系统中的非对称传输问题，通过对两种传统的非对称传输网络编码方案的研究，即分段解噪转发(denoise-and-forward:DNF)网络编码(P-DNF-NC)和补零DNF网络编码(Z-DNF-NC)，给出了联合叠加编码和D

8、NF网络编码(SC-DNF-NC)中继协作方案，并给出了这三种方案的速率范围和吞吐量解析解。分析结果表明，通过合理的功率分配，SC-DNF-NC方案可以获得较好的速