基于协作通信的中继计算转发网络编码策略研究

摘要

协作通信是利用多用户或多终端间的协同处理，来实现辅助原单一链路通信的通信模式。这种通信模式有效的克服了单一链路通信中传输速率低，抗干扰能力差，有效通信距离受限等问题。这一设计思路主要来源于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统。MIMO系统通过其利用多天线发送与多天线接收的性质，可以实现分集与复用。借助其他用户或基站的多根天线模拟MIMO环境得到虚拟MIMO系统，为协作通信提供了理论依据。与近年来的热点技术——网络编码理论相结合，协作通信方面的研究又有了新的突破和发展。作为协作通信中很重要的一部分，中继节点的转发策略是影响协作通信系统可靠性与系统传输速率的关键环节。在中继转发策略中，结合网络编码思想和Lattice码结构优势提出的计算转发策略，有着传统中继转发策略所无法比拟的优势。
　　本文以协作通信技术为背景，以协作通信中的中继转发策略为主要研究对象。首先介绍了协作通信技术与协作通信中继转发策略的发展和主要采用的技术。随后分析了不同协作策略的特点。重点分析研究了计算转发网络编码策略在双向中继信道与多源多中继信道下的传输性能。
　　本文针对双向中继信道和多源多中继信道两种信道模型，以计算转发策略为依据，对其中网络编码向量与系统矩阵的搜索和构造算法进行了研究。在双向中继信道中，对原始的基于FP(Finche-Pohst)方法的算法进行补充，提出了基于FP方法的改进算法，将计算半径C进行合理限制，使网络编码向量的搜索复杂度大幅度降低。在多源多中继信道中，针对以往采用的局部最优算法进行修正，从系统整体最优化角度将网络编码系统矩阵的构造过程进行分析，把搜索最优向量改为搜索备选向量组，并且改进了备选向量组搜索算法，从而得到了能使得系统整体速率最优的算法。并在此基础上对改进算法的参数设定进行了仿真，证明了这一改进的可行性与可靠性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状和意义

1.3 本文的主要研究内容及安排

第2章 协作中继转发策略与计算转发网络编码

2.1 协作通信

2.2 协作通信中中继转发策略

2.3 基于Lattice码的计算转发网络编码中继转发策略

2.4 本章小结

第3章 双向中继下信道计算转发网络编码研究

3.1 双向中继信道模型

3.2 计算转发策略TWRC最佳网络编码向量计算

3.3 改进型FP算法研究

3.4 仿真研究与分析

3.5 本章小结

第4章 多源多中继信道下计算转发网络编码研究

4.1 多源多中继信道下计算转发应用

4.2 多源多中继信道计算转发策略研究

4.3 仿真结果与分析

4.4 本章总结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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