有载波频偏的PNC与LDPC码的联合设计

双向中继信道中采用物理层网络编码技术时,多址接入阶段的非同频现象会造成系统严重的性能损失.物理层网络编码与信道编码的联合设计可以在很大程度上改善系统性能并降低设备复杂度,但目前大多数PNC与信道编码的联合设计只考虑完全同步的情况.本文提出在物理层网络编码多址接入阶段存在载波频偏情况下的双节点均值频率补偿法和单节点完全频率补偿法PNC与LDPC的联合设计,在中继节点处通过分别设计对应的频率补偿滤波器,重新分析译码判决门限与噪声分布情况.仿真结果表明,本文提出的有载波频偏条件下的两种PNC与LDPC的联合设计相比于传统的物理层网络编码有很好地性能表现.     

联合信道网络编码研究综述

网络编码技术可以提高网络吞吐量和传输性能,均衡网络负载。在无线传感器网络中,应用网络编码和信道编码联合编码技术可以降低节点数据处理复杂度,大幅提升系统整体性能。基于传统网络编码模型,在节点中加入数据调制功能,可以实现网络编码和信道编码的联合编码,信道编码则采用各方面性能较好的Turbo码和LDPC码。结果表明,在10-4误码率下,联合编码方案的信噪比相比于传统编码方案有1.5 dB的节省。     

基于双路单中继信道的网络-信道联合编码

在大型无线网络中,两用户节点进行信息交互,其间存在两个并行的中继节点但无直通链路。本文针对这一模型提出了一种网络-信道联合编码方案,具体方法是:在所有节点进行卷积编码,中继节点处还使用了网络编码,两用户同时接收到两路中继编码信息,从中减去本地信息后即构成分布式Turbo编码,用户端可通过迭代译码来获得对端信息。针对不同的应用环境,本文又给出了两种相关演变方案,并加以比较。仿真结果表明:与网络编码、信道编码单独设计的两种相关方案相比较,网络-信道联合编译码方案能获得更好的误帧率(PER)性能。     

高密度异构小基站立体网络的多向中继技术

研究了室内密集立体覆盖非对称、多向中继自组织网络中利用节点先验信息,在中继端联合信道编码、网络编码、自适应调制等技术进行干扰消除的传输方案。重点针对单中继两用户互传、单中继多对用户互传模型的下行信道,分别提出了自适应-网络编码调制、信道编码-网络编码2种联合设计方案。具体分别提出了变功率-速率自适应网络编码相移键控调制(NC-PSK)方案和联合网络-脏纸编码方案,并推导出2种方案下行广播信道可达速率的闭式解。仿真结果表明2种方案能够提高中继网络的频谱利用率,同时有效对抗信道衰落和干扰。     

Turbo编码调制技术在物理层网络编码中的应用研究

在双向中继信道中,基于编码调制技术提出了一种Turbo编码调制技术(T-TCM)与物理层网络编码的联合实施方案.本方案采用了T-TCM,即将TCM中的卷积码用Turbo码代替,两个分量编码器用符号交织器分开.中继节点利用卷积码和网络编码的线性性质直接估计网络编码的码字,并在中继节点采用了基于符号的MAP译码算法.本方案将信道编码技术、调制技术以及物理层网络编码三者联合设计,不仅增加了无线网络的吞吐量,还提高了网络的频谱利用率.     

一种基于TCM的信道编码与物理层网络编码的联合设计

该文在双向中继信道中基于网格编码调制(Trellis Coded Modulation, TCM)提出了一种信道编码与物理层网络编码的联合实施机制。该机制采用TCM,将编码和调制统一考虑,提高了编码序列的自由距离,从而获得更高的编码增益。此外,利用卷积码和MAC-XOR网络编码的线性性质,使得中继节点只要直接估计网络编码的码字,这样中继节点进行TCM译码的复杂度减少了50%。该机制同时考虑信道编码技术、调制技术以及物理层网络编码三者联合设计的问题,既提高信息传输率,又保证了可靠性。     

基于网络编码的协作HARQ协议

该文基于网络编码技术提出了一种新的协作HARQ协议。在中继节点的协助下两个用户与基站进行通信。中继节点响应基站的重传请求,对两用户的增加冗余帧采用物理层网络编码即信号重叠调制技术进行处理,然后发送至基站。基站对接收信号采用多用户联合检测以及联合软判决译码。在平坦瑞利衰落信道下,该网络编码协作HARQ协议较传统的非协作HARQ协议可获得较大的性能改善,其性能接近没有采用网络编码的协作HARQ协议,且需要较少的硬件和带宽资源。     

基于非正规LDPC码的中继协作通信及其联合迭代译码的性能研究

 本文构造了一种适用于中继协作通信的非正规LDPC系统码,并将双非正规LDPC系统码应用于中继协作系统中. 提出了目的点接收机基于双LDPC码联合Tanner图的对多路接收信号进行联合迭代译码的新算法. 理论分析和数值模拟表明本文所提出的新方法将高效信道编码和协作技术有机地结合起来以充分实现编码协作所具有的潜在分集和编码增益,与非协作系统相比可显著地提高系统性能.     

不对称速率传输中网络编码与信道编码的联合设计

本文针对双向中继信道中不对称速率传输的情况进行了研究。在实际双向中继信道的通信传输中,由于信道质量,发射功率,业务需求等条件的不对称,双向信道的传输速率往往也是不对称的。本文提出了一种称为子集编码的方案,将调制、物理层网络编码、信道编码联合起来设计,使得较差信道的信道编码码字为较好信道的子集,这样中继节点可以利用信道编码的线性性质对接收到的叠加信号直接进行译码,从而使译码复杂度降低50%;同时,较好信道使用高阶调制,较差信道使用低阶调制,利用较好信道提高了系统的传输速率。仿真结果表明,与对称速率传输相比,本文提出的方案在提高系统有效性的同时,又保证了系统的可靠性。      

MARC中联合BICM-ID和网络编码设计及性能分析

联合网络信道编码是将网络编码和信道编码联合处理,通过联合处理网络信道编码可以增加带有噪声信道的分集数,从而进一步提高网络容量。结合联合网络信道编码的思想,基于比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)设计了两种应用于多址接入中继信道(MARC)环境中的联合网络信道编码方案,并对这两种方案进行了仿真比较。仿真结果表明:在译码之前对解调后的软信息直接进行网络译码相比于对译码后的外信息进行网络译码能更加有效地利用中继信道传输的冗余信息。     

网络编码在无线通信网络中的应用

网络编码是一种可以逼近网络容量传输理论极限的有效方法,在无线网络环境。中有着广泛的应用前景。在无线中继网络中采用网络编码技术,可以使中继节点同时为多个用户转发数据,从而获得较高的转发效率。网络编码在无线中继网络中的典型应用方案包括噪声中继采用置信传播算法实现网络编码,复数域网络编码算法以及信道编码和网络编码联合设计方法,它们均可在获得较高网络吞吐量的同时实现完全分集。在多用户协作通信网络中采用网络编码技术,可获得更高的分集增益以及更低的符号错误概率。     

采用LDPC码的分布式联合信源信道网络编码

提出了采用低密度奇偶校验码的分布式联合信源信道网络编码方案,应用于两源一中继一目的节点的无线传感器网络中.在方案中,信源节点通过传输系统信道码的校验位与部分信息位,同时实现了信源压缩与信道纠错.中继节点有效利用数据的相关性进行译码,并进行部分数据比特删余,减少因中继端网络编码引起的错误传播,仿真验证了方案的有效性.应用了不等差错保护思想,更贴近实际应用场景,利于目的节点进行更好的低误差解码.     

一种基于源端网络编码和交替传输的中继协作方案

针对源节点通过两个中继向目的节点发送数据的无线通信系统,为了减小传统中继协作方案的复用损失,提出了一种将源端网络编码和交替传输有效结合起来的新方案,称为交替源端网络编码(SSNC)。该方案在源端每三个时隙对发送数据进行一次网络编码,并且两个中继在相邻的时隙中交替的发送和接收数据,每个时隙中,一个中继接收源端数据的同时另一个中继转发上一个时隙其接收到的数据给目的端。通过对该方案的中断概率和分集复用折中性能的推导和分析,发现该方案相对于传统的重复编码和分布式空时码方案在获得相同分集阶数的情况下有更高的传输效率,在实际的通信系统中可以兼顾性能和效率。仿真结果证实了我们的结论。      

非对称速率的双向中继信道物理层网络编码

本文提出了基于非对称速率的双向中继信道的物理层网络编码方案。本文所提方案联系实际无线通信信道的差异性,不但考虑了较差链路的最大传输性能以保证其传输的可靠性,而且在较优链路采取较高速率进行传输,从而充分利用较优链路来传输更多信息,增加通信系统的信道容量。为实现不对称速率传输,其基本思想是在较差链路中加入已知信息,通过已知信息可减小中继节点接收到的叠加信号的星座图,使得通信系统的译码性能得到提升。在中继节点,根据叠加信号的星座图对叠加信号进行联合解调,在节省了系统工作时隙的同时也减小了系统的复杂度。仿真结果表明了采用非对称速率传输不但可保证信息传输的可靠性,还可提高通信系统的信道容量,充分利用系统资源。      

乘法运算的模拟网络编码中继方法

当前无线网络编码中继采用异或运算和叠加运算实现,该文提出一种基于乘法运算的网络编码中继方案。该方案中继节点对接收到的两个源节点信号直接相乘,然后放大转发,从而实现网络编码。与异或运算的网络编码相比,该方案采用模拟技术实现,降低了中继节点网络编码的复杂度;同时该方案将接收信号与本地信号相乘实现网络译码,译码算法比叠加运算的方案简单。理论分析表明该方案的分集增益与未经网络编码的中继系统相同;仿真结果表明,该方案与现有的网络编码中继协作方案性能相当。     

Optimised secure transmission through untrusted AF relays using link adaptation

A new transmission scheme is presented for a two-hop relay network including two AF relays, considering physical layer security where relays are not able to detect signal with an acceptable bit error rate (BER) but the combined received signal is detected with an acceptable BER at the final receiver. It is assumed that there is no direct path between the transmitter and the receiver (relay network without diversity). Adaptive modulation and coding is utilised at the transmitter and transmission powers of the transmitter and of the relays are continuously adapted provisioning individual average power constraint for each node. Numerical evaluations show that an acceptable performance degradation is seen by the proposed secure relaying scheme compared to the optimum relay selection scheme without security constraint.     

Harr小波数列在网络纠错码上的应用研究

正交小波函数在信号处理领域有着广泛的应用前景,但目前只能应用在连续信号上。研究了无线两信源中继通信模型上的中继节点展开新型网络纠错码的设计,并首次把这两个数列所特有的塔式重构和分解算法引入到相关的纠错码本设计和译码过程中。由于充分利用了信道的广播特性和该模型的拓扑结构,提出的两个Harr小波数列纠错码本设计方案的性能都远优于传统的纠错码设计方法。理论分析表明,在先验信息的帮助下,两个接收节点可以对码本进行分类,从而在局部上最大化码字之间的最小距离,从而获得最佳的检错纠错性能。在同等性能前提下,比起传统纠错码设计方法,两套新方案可以使中继节点的数据传输量分别下降40%和43%。     

DNF-SC-PNC: a new physical-layer network coding scheme for two-way relay channels with asymmetric data length

To improve the bit error rate (BER) performance of physical-layer network coding (PNC) in data length asymmetric two-way relay channels (TWRC), a new PNC scheme named combined denoise-and-forward and superposition coded physical-layer network coding (DNF-SC-PNC) is proposed, and the decoding algorithm of the scheme is improved. In the new scheme, the mixed information is denoised and superposed at the relay node, which will be broadcasted to the destination nodes. The destination nodes can use successive interference cancellation (SIC) or likelihood rate (LLR) algorithm for decoding. Theoretical analysis and simulation results show that DNF-SC-PNC can provide better BER performance and better throughput rate performance when the data length is asymmetric. Furthermore, we also proved that LLR algorithm can provide better performance than SIC algorithm in data length asymmetric TWRC.