基于物理层技术的协作网络编码研究.pdf

南 京 邮 电 大 学
硕士学位论文摘要


学科、专业： 工 学 通信与信息系统
研 究 方 向： 移动通信与无线技术

作 者： 2008 级研究生 赵来强
指 导 教 师： 傅海阳 教授

题 目：基于物理层技术的协作网络编码研究
英 文 题 目：Research on Cooperative Network Coding Based on Physical
Layer Technologies
主 题 词：协作通信，物理层网络编码，去噪转发，机会中继
Keywords: Cooperative communication, Physical layer network coding,
Denoise-and-forward, Opportunistic relay
南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要
摘 要
协作通信能够扩大无线网络的覆盖范围和克服无线信道的衰落，已经吸引了相关研究
人员的很多关注。然而，由于实际通信系统中协作节点工作在半双工模式，协作通信系统
的频谱利用率会有所下降。网络编码被认为是解决这个问题的有效方案。利用无线媒介的
广播特性，在无线协作网络实现的物理层网络编码(PNC)，可以有效地提高网络的传输速
率和频谱利用率。目前的物理层网络编码策略主要有三种，分别为译码转发(DF)、放大转
发(AF)和去噪转发(DNF)。与其它两种策略相比，DNF 策略在对称发送时能够提供较好的
性能；而当非对称发送时，性能却会急剧下降。本文主要研究非对称发送时 DNF 策略的
改进和 DNF 策略在双向机会中继系统中的应用。
为了克服非对称发送对 DNF 策略应用的限制，通过联合叠加编码和去噪转发策略提
出了一种新的物理层网络编码策略(JS-DNF PNC)，并对它的吞吐量和速率等性能进行了理
论和数值分析。分 析结果表明提出的 JS-DNF PNC 策略不仅克服了 DNF 策略不支持非对称
业务的缺陷，还获得了更好的系统性能。对应用 DNF 策略的双向机会中继(TW-DNF-OR)
系统，研究了系统中采用的调制方式的影响，根据 TW-DNF-OR 系统的特点对传统的最大
最小准则(C-max-min)进行了一些改进，提出了一种新的结合调制方式的最大最小准则
(JM-max-min)。然后对分别采用了 C-max-min 准则和 JM-max-min 准则的 TW-DNF-OR 系
统进行了比较，比较结果表明 JM-max-min 准则充分考虑了在两个信源节点采用的不同的
调制方式，对系统的性能有一定的提高。

关键词：协作通信；物理层网络编码；去噪转发；机会中继
I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract
Abstract
Cooperative communication has received significant attention in research community since
it can extend the communication range of wireless network and mitigate the fading effect of
wireless channels. However, due to the half-duplex constraint in