联合信道非相干网络编码调制方法

针对时变双向中继信道下的物理层网络编码问题,提出多天线场景下不需要信道状态信息的联合信道编码的非相干物理层网络编码调制和检测方法。首先,为了实现物理层网络编码,设计了源节点的空间调制矩阵。然后,将差分空间调制与物理层网络编码结合,推导得到中继节点处叠加信号的最大后验概率检测表达式。同时,结合叠加信号的星座图,设计从叠加星座到中继转发符号的映射方案。最后,利用信道编码的线形结构,结合比特交织、信道译码与软入软出检测算法,进而得到联合信道-差分物理层网络编码迭代检测方法。仿真结果表明,所提方法能在双向中继场景下实现物理层网络编码的非相干传输与检测,有效提高了系统的吞吐量和频谱效率。     

高阶调制下物理层网络编码与OFDM联合设计

物理层网络编码(Physical-layer Network Coding, PNC)因其可以在中继通信中大幅提高吞吐量而备受关注。为了进一步提高传输效率,减少多径的影响,在三节点双向无线PNC系统中引入16QAM-OFDM高阶调制技术,设计了16QAM-OFDM-PNC通信系统。由于采用16QAM-OFDM高阶调制的PNC系统存在中继映射模糊的问题,对16QAM信号的星座点重新布局,设计出相应的中继解调映射规则。为了进一步提高系统性能,在该设计中引入低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code, LDPC),设计了相应的译码映射算法。最后实验表明,上述设计相较于16QAM-PNC系统具有更好的系统性能,同时联合LDPC编码的设计能提高系统增益约2dB。     

一种基于BICM-ID的物理层网络编码联合设计方案

基于迭代比特交织编码调制(BICM-ID)提出了一种物理层网络编码与编码调制技术联合设计方案。该方案将编码调制技术和物理层网络编码联合设计,提高了网络吞吐量,通过设计一种星座映射方案,增大欧氏距离,降低误码率。此外,由于译码器部分只采用了一个SISO译码模块,编码译码方式采用卷积码,使得译码复杂度大大降低。     

物理层网络编码双向中继中的频偏补偿研究

物理层网络编码技术大大提升了双向中继系统的吞吐量.然而,当把OFDM技术引入物理层网络编码双向中继系统中时,会产生很多问题,其中的一个问题就是很难在中继节点对两路上行OFDM信号的频率偏差同时做出有效补偿,这是因为两路信号的频率偏差不同,并且中继节点处的信号是叠加在一起的.本文对该问题进行了分析,提出了一种基于黄金分割数值计算方法的频率偏差补偿算法.仿真结果表明,在上行信道状况相同的情况下,该算法和补偿均值的方法性能相同,但是在其他的情况,即上行信道状况不同时,该算法将大大提高中继节点的误比特率性能.     

无线Mesh网的物理层网络编码方案

无线网状网是传统组网方式的变革,网中的节点之间相互通信,构成多点到多点的网状结构,是一个大型的无线中继网络,对无线中继网络物理层的研究集中于网络编码,以及结合逼近香农极限的良好性能的低密度奇偶校验码,提出了基于物理层的结合网络编码和信道编码的方案,该方案不仅利用了双向中继的提升吞吐率的特性,而且设计了并行迭代算法来降低译码的复杂度。     

无线网络中物理层网络编码策略研究

无线网络通信中的电磁波在传输过程中会互相干扰,物理层网络编码通过一种恰当的调制解调技术来降低节点间通信的相互影响。但常见的物理层调制技术相移键控PSK因存在“倒 现象”及连“0”连“1”问题,会导致接收差错。为此,提出一种基于差分相移键控调制技术的物理层网络编码(PNC-DPSK)方案,并将其推广至多进制的差分相移键控(MDPSK),该方案解决了PSK存在的问题,并在中继节点节省约50%的能量。     

基于物理层网络编码的通信信号分析方法

针对物理层网络编码(PNC)系统难截获的特点,为了实现基于物理层网络编码通信信号的盲恢复,提出一种基于译码辅助的盲恢复算法。该算法首先对第二时隙映射信号进行分析,主要包括调制参数和编码参数等信息;其次,对第一时隙同频混合信号进行最佳采样点分析,通过聚类匹配的方法对采样点信息进行判决;最后,利用译码算法对判决信息进行分组纠错,恢复通信双方的信息序列。实验结果表明,所提算法能够成功实现PNC混合信号的盲恢复,在信噪比为11dB时,误码率可以达到10-3。     

基于LDPC码和物理层网络编码的联合信道编码技术

将LDPC信道编码与物理层网络编码结合起来,通过码字叠加的原理,提出了一种新的联合信道编码技术。该技术通过将中继节点处经过网络编码的信号作为冗余码,与原编码信号共同组成联合编码信号,有效降低了通信系统的误比特率,提高了系统传输性能。     

蜂窝小区内基于网络编码技术的中继协作传输机制研究*

针对中继协作传输机制在蜂窝小区内应用的问题,基于物理层网络编码(physical network coding, PNC)的调制/解调方式,提出一种中继-物理层网络编码(relay-physical network coding,R-PNC)的中继协作传输机制.通过将网络编码-解码转发(networ coding-de...     

基于DPSK调制的光学物理层网络编码安全研究

将物理层网络编码引入光网络中,研究了在3Gb/s的传输速率下基于差分相移键控(DPSK)调制的物理层网络安全编码的光网络.将两路同频信号通过光纤传输到中继,在中继处混合在一起后同时再通过光纤传给两个用户,在接收端将混合信号通过解码出来得到两个用户信号比特的异或,最后通过与其中一个用户的信息进行异或就可以得到另一个用户的信息.由于两路信号为同频信号,混合后必会发生干涉,利用DPSK将两路信号占空比分别调制为33％与67％,解决了信号混合后的干涉问题.由于在中继处两个信号混合后,发出的是两个用户的混合信号,具有一次一密效果,在利用物理层网络编码提高网络的吞吐量的同时,也增加了从中继到用户的链路的安全性.     

物理层网络编码研究进展

在无线协作环境下,充分利用无线电磁波的广播特性进行物理层网络编码(PLNC)可获得更大的吞吐量和频谱利用率。在物理层网络编码基本思想的基础上,首先着重介绍三类物理层网络编码技术--有限域上的物理层网络编码、模拟网络编码和复数域上的网络编码,给出它们相关理论的研究现状,并对与此相结合的新技术进行了介绍;然后论述目前物理层网络编码应用实现的现状;最后对物理层网络编码相关理论及其应用实现的发展趋势进行了分析与展望。物理层网络编码理论的进一步完善,相关安全性的研究,以及与协作通信理论,如信道编码与调制、中继选择、调度及资源分配等进一步紧密结合等,将是其研究的重要趋势。     

Achievable degrees of freedom of MIMO two-way X relay channel with delayed CSIT

The previous work on interference alignment for multiple-input-multiple-output (MIMO) two-way X relay channel assumes perfect channel state information at the transmitter (CSIT), which is reasonable in slow fading channel. However, in fast fading scenario, this assumption is impractical. In this paper, assuming that each node has delayed CSIT, we study the achievable degrees of freedom (DOF) for MIMO two-way X relay channel in frequency division duplex (FDD) systems. Specifically, in the broadcast (BC) phase, we propose a new multiple-stage transmission (MST) scheme, which utilizes retrospective interference alignment for physical layer network coding (PLNC). We show that MST can achieve significant DOF gain and tremendous power gain over other schemes. When the number of antennas for each user, N, is smaller than the number of the relays, M, the time division multiple access (TDMA) scheme can only achieve an ergodic sum-rate increase by N bps/Hz for every increasing of 3 dB of signal-to-noise power ratio (SNR), while the proposed MST scheme can achieve an ergodic sum-rate increase by M bps/Hz.     

速率自适应的软网络编码方案

针对双向无线中继信道链路的时变性,提出了速率自适应的软网络编码方案.构造了基于软信息的网络编码中继协作方案,并通过对网络容量的估计,实现了自适应速率网络编码.仿真结果表明:速率自适应的软网络编码方案大大降低了中继节点的计算复杂度和功耗,所能达到的信息速率优于固定速率下的网络编码策略,能够适合不同的传输质量需求,在保持较...     

BICM-ID中一种新的8PSK星座映射

在比特交织编码调制及迭代译码(BICM-ID)系统基础上,设计一种8PSK调制星座映射方法。该方法以映射符号之间的平均近邻汉明距离为设计准则,将8PSK调制的符号分为2组半径和相位不同的QPSK调制的映射符号,通过调整半径减小星座映射符号之间的平均近邻汉明距离。性能分析和仿真结果表明,与其他BICM-ID中的8PSK星座映射相比,在低信噪比下,该方法的误比特率更低。     

A relay node deployment method for disconnected wireless sensor networks: Applied in indoor environments

In this paper, a 2-D geometric and adaptive relay node deployment method with polynomial-time complexity is proposed to reduce relay nodes for bridging all disconnected node pairs of a wireless sensor network (WSN). In this method, proper locations for placing relay nodes are discovered on a plane, which gives a much larger degree of freedom to compare with the traditional 1-D search algorithm. In this way, the deployed relay node can bridge as many disconnected node pairs as possible around it. Besides, the method can also adapt to radio environments because that a sophisticated propagation model including large-scale path loss, shadowing, and multipath fading effects is used to estimate link connectivity. Simulation result validates its robustness and efficiency compared with the existing relay node deployment methods. The proposed method significantly reduces the total number of relay nodes compared with the related works in all of the investigated indoor environments.     

多源分布式协作空时网络编码系统的设计

为改善传统空时编码协作方案中节点功率消耗过高和传输效率较低的问题,在多信源、单中继协作网络中提出一种新的空时网络编码方案。该方案利用中继节点的多天线优势实现接收分集,并在中继节点设计空时网络编码,再按照编码矩阵特点转发信号到目的节点。仿真验证了信源数、中继天线数不同时的系统性能,并分析了传统空时编码协作方案与提出方案的性能差距和传输效率,得出该方案是一种易于实现,性能良好的高效无线数据传输方式的结论。     

线性无线传感器网络中次优网络能耗均衡实现

能量空洞现象的出现缩短无线传感器网络的寿命,制约无线传感器网络在线性监控区域内的应用。为此,提出一种节点非均匀布置方案。在节点的布置中对于不同的区域采用限制节点数目的方式,使节点数目从外到内按等比数列递增,并随机布置一定数目的中继节点来转发数据。仿真实验结果表明,该方案可实现次优网络能耗均衡,延长无线传感器网络系统的生命周期。     

慢衰落信道环境下中继节点的优化选择方案

在协同通信技术中,中继节点的选择是一个重要的研究方向。在以往的文献中,只考虑了单径信道下的中继节点选择,而在实际情况下,通信信道是多径衰落的。为此,提出了一种多径慢衰落信道环境下的最优中继的选择方案。实验结果显示,利用此方案选出的最优中继节点往往不是传统的只考虑单径情况下所选出的最优中继节点。因此,所提出的方案更符合协同通信中的实际情况,并可在较大程度上提高系统的性能。     

基于协作中继的多点广播码分多址信息系统设计

为了提高多群多点广播中继网络系统的性能,提出一种改进的协作中继多点广播码分多址(CDMA)系统设计。该方案利用协作中继辅助的分布式波束形成 实现单天线基站多播,获得了较好的空间分集增益。在该系统中,多个基站利用多个中继节点向多个目的地的各个小组传播消息;利用CDMA技术来减少中继节点以及目的地节点的多址干扰(MAI)障碍,同时每个中继节点作为线性预编码波束合成器,可以在合适的代码空间重塑基站信号;对线性波束形成矩阵进行优化,使得中继节点的功率最小化,从而满足QoS在信号干扰噪声比方面的要求。系统性能仿真对比实验的结果表明,提出的改进方案明显优于传统的正交复用方案(FDMA / TDMA)。