基于Lattice編碼的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼.pdf

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