基于網絡編碼的水聲雙向中繼協(xié)作通信研究.pdf

1、在開發(fā)海洋環(huán)境的過程中，水聲通信至關重要。海洋信道具有時延長、多徑衰落嚴重、噪聲影響大等特性，導致海洋信道成為最復雜的信道之一。協(xié)作通信等分集技術的提出為解決水聲通信多徑衰落問題，提供了一種解決思路，諸多學者也對此進行了深入的研究。目前，雙向中繼協(xié)作通信技術在水聲通信中的研究還比較少，但它有著廣泛的實際應用背景，如水下傳感器、潛艇和水下機器人等之間的通信，同時也是水聲通信網組建的基礎，因此，在這方面的研究尤其重要。
　　網絡編碼思

2、想最早用于提高分組網絡端到端的吞吐量，研究證明它應用在協(xié)作通信和多用戶協(xié)作方面，可以提高分集增益和頻譜效率，在雙向中繼通信中則可以用來處理中繼節(jié)點雙向接入信息，這為我們研究水聲雙向中繼通信提供了一種方法。
　　針對目前雙向中繼協(xié)作通信技術在水聲通信中研究比較少的實際，本文以水聲信道的研究為基礎，嘗試將網絡編碼思想應用到水聲雙向中繼協(xié)作通信中，以此來提高水聲雙向中繼協(xié)作通信系統(tǒng)性能。論文的主要研究內容概括如下:
　　(1)分析

3、研究了海洋信道的特點，同時介紹了水聲通信仿真中常用的信道模型。
　　(2)介紹了常用的協(xié)作分集技術，對選擇合并、最大比合并和等增益合并三種合并技術的性能進行了仿真分析;分析了協(xié)作通信模型和幾種常用的中繼轉發(fā)協(xié)議，并簡要地介紹了網絡編碼的發(fā)展和應用。
　　(3)在研究雙向中繼系統(tǒng)和去噪轉發(fā)網絡編碼的基礎上，提出了一種應用在水聲通信中的基于去噪轉發(fā)網絡編碼雙向中繼協(xié)作轉發(fā)策略，推導了系統(tǒng)誤碼率，并對其性能進行了仿真分析。仿真表明

4、，本文提出的轉發(fā)策略較傳統(tǒng)的水聲放大轉發(fā)策略性能更加優(yōu)越，在提高系統(tǒng)頻譜效率的同時，能夠有效地降低誤碼率。
　　(4)在分析基于去噪轉發(fā)網絡編碼的水聲雙向中繼通信系統(tǒng)的誤碼率的基礎上，提出了一種基于能量分配的最優(yōu)中繼選擇策略。首先確定滿足去噪轉發(fā)網絡編碼條件的中繼節(jié)點集合，然后通過合理分配源節(jié)點發(fā)射能量，使得中繼節(jié)點在去噪轉發(fā)過程中發(fā)生比特錯誤的概率最小，以選擇最優(yōu)的中繼節(jié)點，有效降低了網絡復雜度。實驗分析表明，利用最優(yōu)中繼節(jié)點可