并行传输编码缓存问题研究

基于提高网络传输的效率并得到更好的低延迟效果的目的，缓存技术应运而生。不同于传统缓存技术，编码缓存技术通过巧妙创造多播机会，使得服务器的一次广播传输能够同时满足多个用户的不同需求，从而得到全局缓存增益。考虑一个并行传输的编码缓存网络，其中服务器可以向所有用户广播消息，同时，用户之间也可以互发信息。提出了一种非编码预存储的编码缓存方案，该方案可分为三个阶段：预缓存阶段、分配阶段和交付阶段，通过向服务器和用户网络预先分配不同的工作量来获得最佳的传输延迟。仿真结果表明，所提并行传输缓存交付方案相比于单独进行服务器多播传输或单独进行D2D网络节点之间的传输，具备更好的实现效果。同时，所提方案在考虑两种不同信道的传输能力差距后，得到了比忽略信道传输能力时更好的实现效果。最后，证明了在非编码预存储的情况下，所提出的并行传输缓存交付方案在服务器广播信道与D2D网络传输信道的信道容量相同且用户缓存资源充足时的最优性。     

两簇多用户MIMO中继干扰信道干扰中和传输

针对两簇多进多出中继干扰信道,提出一种基于中继波束矩阵设计的干扰中和方案．首先,在中继构造接收波束矩阵将中继接收信号进行信号重构;其次,在中继构造发送波束矩阵消除簇间干扰．分析了所提干扰中和方案的适用条件和系统可达自由度,并将所提方案与连续网络编码方案和时分多址方案进行对比和分析．结果表明,所提的干扰中和方案能够获得更多的自由度．     

MIMO干扰信道中新的空时编码传输方案

针对3用户的多输入多输出干扰信道,提出了一种新的空时编码传输方案,设计了一种速率为2的空时码字,通过对该码字进行干扰对齐预编码使得后2个接收端接收到的非期望接收码字对齐,然后进行非线性运算消除这2个接收端的非期望接收码字,再通过单向协作链路以及接收端的非线性运算消除另一个接收端的非期望接收码字。与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同分集增益的同时,提高了传输效率。仿真结果显示,传输速率相同时,所提方案有较高的可靠性。     

基于复数域网络编码的D2D传输方案设计

终端直通（D2D）用户在复用蜂窝网络频谱资源提高频谱效率的同时,不可避免地会受到蜂窝用户的干扰,为此该文提出一种基于复数域网络编码的D2D传输方案。D2D用户复用蜂窝下行链路频谱,将蜂窝基站和D2D发送端作为两个独立的信源,蜂窝用户作为中继节点。蜂窝用户对检测到的蜂窝信号和D2D信号进行复数域网络编码,D2D接收端采用最大似然多用户检测恢复出D2D信号,消除蜂窝用户对D2D用户的信号干扰。理论分析与仿真结果表明,该方案较传统的D2D传输方案,在确保消除蜂窝信号干扰的同时,能显著提高系统可达速率,降低符号错误概率。     

单播链路中多数据流联合自动请求重传方法

为了提高单播链路的重传效率,发射端采用网络编码将多个重传数据流的增量冗余版本经过合并后再传输给接收端.基于置信传播(BP)算法,接收端从经过网络编码的组合数据流中检测出各个重传数据流,并和在前次传输时缓存的数据流软合并后译码.此外,再用BP算法将先译码成功的数据流从组合数据流中消除,以提高未成功译码数据流的检测性能.和单播链路上传统的多数据流独立自动请求重传(ARQ)相比,多数据流联合ARQ能够将单播链路的频谱效率提高大约10%,而仅导致低于22%的复杂度增加.     

两小区多用户蜂窝干扰网络的回溯干扰中和方案

针对具有反馈时延的上行两小区多输入多输出蜂窝干扰网络,提出一种基于发射端混合信道状态信息（CSIT）反馈的回溯干扰中和（RIN）方案.首先,通过用户发送机制设计使基站完成边信息的获取;其次,用户利用CSIT完成预编码并传输至基站;最后,基站利用预编码信息将多个时隙的干扰叠加为零,从而完成小区间干扰的消除.给出了所提RIN方案的适用条件、系统和速率、可达自由度和仿真验证,并将所提方案与时分多址方案和回溯干扰对齐方案进行分析和仿真.仿真结果表明,所提方案能获得更多的系统自由度.     

基于复数域网络编码的下行传输方案设计

为进一步提高无线中继网络的信息传输速率,提出了一种基于复数域网络编码的有效下行传输方案。不同于传统的信息传输方案,该方案采用时间维复数域网络编码,中继节点对接收到的多个时隙的信源符号进行复数域网络编码并将编码符号同时发送给用户节点;用户节点接收到所有中继节点的编码符号,采用联合最大似然多用户检测恢复信源符号。性能分析和仿真结果表明,该方案的符号错误概率明显低于传统中继传输方案,且能获得更高的信息传输速率和网络吞吐量。     

MIMO干扰信道中新的干扰消除方法

对于3用户的多输入多输出干扰信道,提出了一种基于空时编码的干扰消除方法. 每个用户采用速率为2的空时分组码,通过在每个用户的发送信号中引入零矩阵,消除第3个接收端的多用户干扰;通过对空时码字进行预编码和接收端的单向协作链路,消除其余2个接收端的多用户干扰. 与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同传输效率的同时,减少了反馈量,还实现了全分集. 仿真结果显示,收发天线的个数相同时,所提方案的可靠性优于相同场景中的已有方案.     

一种利用网络编码提高物理层安全的无线中继系统

针对无线中继系统传输过程中存在的安全问题,提出了一种利用网络编码提高物理层安全的中继系统。该系统通过网络编码使合法用户无误进行信号传输,同时在窃听用户端造成通信冲突,从而提高中继系统的安全性。理论分析和仿真结果表明,利用网络编码技术可以有效提高合法通信双方之间的安全容量。     

X信道中新的空时码传输方案

对于每个用户均配置两根天线的X信道,提出了一种新的空时码传输方案. 每个用户采用速率为2的空时分组码（R2-STBC）,通过合理地设计R2-STBC的发送方式和预编码,使接收端对接收信号进行线性处理后消除了多用户干扰. 与相同场景中已有的空时码传输方案相比,所提方案不但节省了反馈量,还提高了传输效率. 仿真结果显示,所提方案的可靠性显著优于相同场景中的已有方案.     

联合模拟网络编码和信道编码的迭代设计

为了进一步改善多址接入全双工中继系统的误比特率和误帧率,提出了基于模拟网络编码和联合迭代检测与译码技术的中继通信方案.该方案中,中继节点对来自不同用户的信息经过交织和调制后进行信号叠加,发送到目的节点.目的节点采用联合迭代检测和译码方法获得源信息.该方案能够充分利用模拟网络编码提供的信息冗余,获得更好的编码增益.计算机仿真结果表明,如果源-中继节点信道理想,当误比特率为10-5时,相比较于码字叠加迭代译码方案,所提方案有将近5 dB的信噪比改善.     

X信道中一种新的空时编码传输方案

针对每个用户均配置四根天线的X信道,提出了一种新的空时编码传输方案．每个用户采用速率为2的空时分组码(R2-STBC),首先对编码矩阵进行预编码,然后将预编码后的编码矩阵进行加减组合后分两次发送．通过对接收信号进行加减操作减少相互干扰的编码矩阵的数量,再通过合理地设计预编码以及接收端的线性处理消除多用户干扰．与已有方案相比,所提方案在保持传输效率不变的情况下,不仅极大地减少了反馈信息,而且性能显著优于相同场景中的已有方案．     

网络卷积协同通信新系统及性能

提出一种新的协同通信系统——网络卷积协同通信系统。新方案借鉴网络编码的思想,对协同用户自身要传输的数据和需要转发的同伴数据进行相关卷积编码,这样整个协同通信方案可等效为一个卷积编码器,在获得分集增益的同时可获得编码增益,提高系统的误码性能。在假设协同用户间信道理想的情况下,理论推导出系统误码率性能的上界。理论分析和仿真结果表明,网络卷积协同通信系统在协同用户间信道理想时,在误比特率为10^-3时,较编码协同通信和无协同通信系统分别大约有8～9 dB和11～13 dB的增益。     

两单播多跳网络的干扰对齐和功率分配方案

针对两单播多跳网络,在存在两个中继端的情况下,研究源端的干扰对齐预编码设计、中继的干扰消除解码和预编码转发设计,以及目的端的干扰消除解码处理. 对干扰对齐和解码需满足的约束条件进行分析,给出简化的网络干扰对齐的可行条件. 此外,对源端与中继端的功率分配进行优化. 最后对干扰对齐的可行性、功率分配的性能进行仿真测试. 表明在满足网络对齐约束条件后,干扰对齐可行,并且采用简化迭代注水功率分配算法较采用平均功率分配算法的系统容量有明显提高.     

OFDM双向中继网络中基于网络编码的资源分配策略

对基于物理层网络编码的正交频分复用(OFDM)双向中继系统中的无线资源分配问题进行了研究,在总功率和用户对速率受限条件下,给出了一种复杂度较低,以最大化系统容量为目标的资源分配策略. 利用凸优化技术对子载波内的用户终端和中继节点的功率分配问题进行分析,得到用户终端和中继节点的功率闭合关系表达式. 基于该结果,将原优化问题中的三维变量搜索降低为一维变量搜索,较大地降低了算法的复杂度. 仿真结果表明,在多种典型场景中,所提方案较传统随机调度分配方案有较大的性能提升,且逼近最优分配方案的性能.     

多用户正交频分多址系统扇区间空域干扰协调

针对多用户正交频分多址系统,提出了一种改进的下行空域干扰协调方案,该方案利用最小均方误差预编码来消除扇区间的同频干扰,改善边缘用户性能,并将最大化信号强度与最小化干扰泄露这2个目标函数分离到不同的资源上进行优化,简化了发射预编码矩阵的设计. 系统级仿真结果表明,在发射端获得完整信道状态信息时,空域干扰协调方案可以减轻扇区间干扰,而并不引入扇区总吞吐量的损失. 在码本大小、反馈粒度引起的信道状态信息不完全时,所提方案仍具有很好的性能增益.     

双路径MIMO中继网络预编码盲干扰抑制

针对放大转发的双路径多进多出中继网络由于信道估计误差带来严重的剩余中继间干扰问题,提出了一种未知信道状态下基于行空间预编码的盲干扰抑制方案。新方案通过对发送信号进行交替行空间预编码,将期望接收信号和中继间干扰信号映射到不依赖信道状态信息的正交子空间,从而实现在未知信道状态信息下中继间干扰信号和中继噪声的盲干扰抑制,并从最大化信噪比角度给出最佳预编码设计。仿真结果表明,该方案可以有效地避免链路信道估计误差对中继间干扰抑制算法的影响,在系统性能和容量上优于传统基于信道状态信息的干扰抑制方案。     

基于网络编码的用户协作博弈资源分配算法

在正交频分多址接入两用户协作中继系统中,为进一步提高协作系统的吞吐量,提出在协作节点处运用网络编码(NC)进行全双工协作通信的传输方案. 同时,引入纳什议价均衡(NBS)博弈,考虑协作用户吞吐量均衡,设计了双层纳什议价均衡(DL_NBS)博弈来协调用户对间的子载波和功率分配. 仿真结果表明,基于NC协作系统方案的吞吐量比普通协作传输模式提高约491%,比直传模式提高约464%;DL_NBS博弈资源分配方案与传统资源分配算法相比,不仅更适用于分布式用户协作场景,且能取得公平性和有效性的折中.     

一种新的网络信道编码中继协作方案

利用网络与信道结合编码,提出了一种高阶分集增益的中继协作方案。该方案在中继节点处将多个时刻接收的信息分别进行信道编码,再将所有码字进行网络编码后转发。目的节点采用迭代最大后验概率译码,利用多个时刻收到的码字恢复源节点发送信息。对瑞利衰落信道下成对错误概率的分析表明,本文方案可使源节点发送信息在不同时刻得到多次转发,从而增加时间分集增益。仿真结果表明,本文方案在快衰落和慢衰落信道下均能提高系统分集增益,并且随着中继节点接收信噪比的提升,系统性能明显改善。     

适用于无线双向中继信道的机会协作网络编码

提出了一种机会协作网络编码(OCNC),该技术将协作分集技术和网络编码技术有机结合,能克服无线信道衰落、提高系统资源利用率和网络吞吐。针对无线双向中继信道中端到端信息交换的情形,分别分析了3步、2步OCNC的误比特率（BER）性能和获取的网络编码增益,结果表明,相对于传统的数据交换方案,3步、2步机会协作网络编码在获得全分集（获得的分集阶数为参与协作的节点数）的同时,也分别获得了4/3倍和2倍的渐近网络编码增益,由于多个协作节点的机会中继,OCNC的网络编码增益在中间SNR区域更为突出。