基于Lattice編碼的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼.pdf_第1頁
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1、在無線協(xié)同通信中,物理層網(wǎng)絡(luò)編碼(PNC)利用無線介質(zhì)的廣播特性,將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用到物理層,大大提高了無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,因此成為研究熱點(diǎn)。本文在AWGN雙向中繼信道模型中基于信號(hào)估計(jì)方法,推導(dǎo)了QPSK調(diào)制下兩種PNC檢測(cè)方案——基于MAP估計(jì)的PNC和基于MMSE估計(jì)的PNC,并仿真驗(yàn)證了方案的可行性。
   為了合理利用無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的頻譜效率,可以考慮在PNC方案中采用高階調(diào)制比如M-QAM、M-PAM。

2、但是在采用M-QAM調(diào)制時(shí),PNC方案中繼節(jié)點(diǎn)處,發(fā)生了一個(gè)模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)多個(gè)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的情況,導(dǎo)致中繼無法正確譯碼。針對(duì)這個(gè)問題,本文以16-QAM為例,修改了原本16-QAM的調(diào)制幅度(非對(duì)稱16-QAM),使得中繼節(jié)點(diǎn)處模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)一一對(duì)應(yīng),并推導(dǎo)了中繼節(jié)點(diǎn)處的理論誤符號(hào)率,仿真結(jié)果與理論相符。但是該方案導(dǎo)致了中繼節(jié)點(diǎn)處星座點(diǎn)增多,最小歐氏距離減小,使譯碼復(fù)雜度提高,性能也不佳。
   為了得到更好的解決方案,本文

3、考慮了Lattice碼與PNC的聯(lián)合設(shè)計(jì)。在第三章介紹了Lattice的數(shù)學(xué)定義、性能參數(shù)等,重點(diǎn)研究了Lattice碼在AWGN信道中的應(yīng)用。通過引入最小均方誤差(MMSE)系數(shù)、抖動(dòng)向量,一對(duì)好的NestedLattice碼可以達(dá)到AWGN信道容量1/2log(1+SNR),其中粗Lattice用來量化,細(xì)Lattice用來信道編碼。第四章分析了在PNC中應(yīng)用該NestedLattice碼的方案,給出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的Lattice編譯碼

4、方法,達(dá)到了AWGN雙向中繼信道容量。另外,利用NestedLattice編碼的思想,解決了采用M-QAM調(diào)制時(shí)PNC方案的譯碼問題,推導(dǎo)了中繼節(jié)點(diǎn)處的理論誤符號(hào)率,并對(duì)方案進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果證明方案可行,并且性能顯著優(yōu)于采用非對(duì)稱16-QAM調(diào)制的PNC方案。同時(shí),在此方案的基礎(chǔ)上,對(duì)不同碼率的NestedLattice碼進(jìn)行分析仿真,進(jìn)一步提高了誤碼性能。最后,對(duì)傳統(tǒng)正方形M-QAM星座進(jìn)行了改進(jìn),轉(zhuǎn)化為二維空間中最緊致Lattic

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