无线中继网络中改进的物理层网络编码方案设计与仿真

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文无线中继网络中改进的物理层网络编码方案设计与仿真作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：黄菲宋清洋副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学通信与信息系统2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：郭磊教授郭磊、林彬东北大学2014年6月万方数据AThesisinCommunicationandInformationSystemDesignandSimulationofImprovedPhysical--LayerNetwor

2、kCodingSchemeinWirelessRelayNetworksByHUANGFeiSupervisor：AssociateProfessorSONGQingyangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：芭年壮*日期：2

3、0l牛．b．2斗学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学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、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：考菲签字日期：3-。l斗．6．蚪两年团导师签名：签字日期：豸I蒲¨、军矽万方数据东北大学硕士学位论文摘要无线中继网络中改进的物理层网络编码方案设计与仿真摘要物理层网络编码技术作为中继协作通信的

4、一种，因其在提高网络吞吐量方面的优势而受到广泛关注。在典型的物理层网络编码设置中，两个有数据交换需求的源／目的节点同时向中继节点发送数据包，利用无线信道中电磁波的叠加特性，中继接收到两个数据包的叠加结果并对其进行编码广播，目的节点再从广播数据包中解码出所需数据包，在两个时隙内完成一次数据包的交换，吞吐量提高到传统中继方式的两倍。在实际的无线中继网络中，对一个中继节点来说，经过它进行数据交换的机会往往不止一个。若能够使该中继节点同时编码多于两个数据包，那么网络传输性能可以进一步的提高。基于这一目标，本文将针对三节点的物理层网络编码方案加以

5、改进，提出了针对多条双向中继链路的联合物理层网络编码方案。本文首先论述了联合物理层网络编码方案适用的网络环境、具体流程，接着又分析了方案中存在的关键问题。针对所提出的关键问题，本文接下来一一给出解决方案。为了使得参与联合物理层网络编码过程的终端节点都能够从中继编码的数据包中解码出各自所需的数据包，需要设计一定的中继联合编码方式。本文先分析了该中继联合编码过程需要满足的三个约束条件，再分别从方案误码率和传输效率两方面考虑，设计了三个不同目标的中继联合编码过程以获得不同的中继编码方案。仿真结果表明，不同的中继编码方式各有优势。另外，由于参与

6、执行某次联合物理层网络编码方案的所有终端节点除与各自的目的节点外，要求能够相互监听到，因此本文进一步设计了根据网络信道条件，对终端节点对进行分组的算法。根据不同的分组目标得到两个运行速度与侧重点均有差异的分组算法。仿真结果表明，两个算法能得到相近的分组结果但有各自的适用场景。最后，本文结合不同的终端节点对分组算法和中继编码方式，得到几种侧重点不同的联合物理层网络编码方案，仿真结果表明，所有方案与针对三节点的物理层网络编码方案相比，均能够使网络吞吐量有所提高。关键词：星座图映射；物理层网络编码；正交幅度调制；无线中继网络．II．万方数据东

7、北大学硕士学位论文一——』璺坚丝—二_—————．二—————————一—————————————————————————————————一——DesignandSimulationofImprovedSchemeinWirelessPhysical—LayerNetworkCodingRelayNetworksAbstractPhysical．1avernetworkcoding(PNC)，asapromisingcooperativeco删m1Iucatlontecllnjque，isbeingextensivelyinterest

8、edduetoitsabilitytoimprovethepe‘to衄ance01wirelessnetworks．InthetypicalsettingofPNC，twosource／destinatio