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1、ISSN10000054清华大学学报(自然科学版)2011年第51卷第1期24/27CN112223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2011,Vol.51,No.1126130Rayleigh衰落信道下的无线网络编码112李伟,樊平毅,李颉(1.清华大学电子工程系,微波与数字通信国家重点实验室,北京100084;2.筑波大学计算机科学系,筑波市3058573)摘要:网络编码技术是一种能有效提高网络吞吐量的新[1]编码与传输技术。它的基本思想是充分利用路由技术。但是在实际的无线网络中,数据传输会受到信号衰
2、落器的智能化功能,允许路由器对接收到的数据包进的影响,导致误码率增加以及网络吞吐量下降,使得无线网行组合、编码等一系列处理,然后再转发出去。网络络编码技术的实际性能下降。为了进一步提高无线网络编编码技术的突出优势是可以有效提高网络的吞吐码的性能,该文分析了Rayleigh衰落信道下网络编码的性量,能使网络以理论上界容量(即由最大流-最小割能,并将其归纳为一个最优化问题。通过求解该最优化问[1]定理确定的网络容量)传输数据。随后,线性网络题,给出了编码节点的最优传输策略,即最优传输功率与最优传输速率。数值解与仿真结果显示:该策略能有效提高编码
3、的概念被提出,将网络编码中的编码设计转化[23]网络的吞吐量。为求解线性方程组,有效简化了编码的构造。与关键词:网络编码;Rayleigh衰落;最优传输策略此同时,人们也在关注网络编码在实际网络中的应[4]用,研究基于机会的网络编码方法、无线网络中的中图分类号:TN975文献标志码:A[59][10]网络编码和卫星网络中的网络编码等。文章编号:10000054(2011)01012605对于无线网络编码,大部分现有的研究成果基于这样一个假设:无线信道是稳定、可靠的。但在WirelessnetworkcodingoverRaylei
4、gh一个实际的无线网络中信道往往具有时变特性,数fadingchannels据传输会受到信号衰落的影响。信号衰落会导致误LIWei1,FANPingyi1,LIJie2码率上升、网络吞吐量下降、节点的传输功率增大等(1.StateKeyLaboratoryofMicrowaveandDigitalCommunications,后果,使得无线网络编码的实际性能下降。为了进DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;一步提高无线网络编码的性能,
5、合理确定传输功率2.DepartmentofComputerScience,UniversityofTsukuba,与传输速率以对抗信号衰落是一个关键因素。TsukubaScienceCity3058573,Japan)本文研究了Rayleigh衰落信道下无线网络编Abstract:Wirelessnetworkcodingisausefultechnologywhichcan码的性能,并将其归纳为一个优化问题。通过求解increasethetotalthroughputofwirelessnetworks.However,datatran
6、smissioninwirelessnetworksisaffectedbysignalfading.With优化问题给出了编码节点的最佳传输功率与最佳传timevaryingsignalfading,thebiterrorrateincreasesand输速率,并给出了仿真结果和分析。throughputdecreases,whichresultsinperformancedegradationofwirelessnetworkcoding.Theperformanceofnetworkcodingover1系统模型Rayleighf
7、adingchannelswasinvestigatedandformulatedasanoptimizationproblemtofurtherimprovetheperformanceofwireless本文基于一个三节点网络进行研究,如图1所networks.Thesolutionoftheoptimizationproblemgivesthe示。在一个三节点的网络中,有2个源节点S1和optimaltransmissionscheme,i.e.,theoptimaltransmissiondataS2,以及1个中继节点X。源节点S1
8、和S2需要相rateandtheoptimaltransmissionpowerleveltomaximizethetotalthroughput.Simulationsandn
