基于译码修正补偿的网络编码与Turbo码的联合设计

摘要

在无线通信方面，随着多种应用的增加和用户对高质量通信服务的不断追求，进一步提高通信网络的性能成为国内外学者普遍关注的热点。由于无线协作通信具有扩大覆盖范围、改善小区间干扰等优点，被一致认为是可以在无线通信中使用的重要技术。网络编码能增加系统吞吐量，提高系统传输的有效性，在无线协作通信中得到了广泛的应用。由于实际无线环境固有的多径衰落的影响，一定会造成信息的错误传送，使网络编码技术对系统性能的提升有限。考虑增加系统传输的可靠性，使网络编码可以更好地在无线协作通信中应用，将性能逼近香农限的Turbo码和网络编码进行联合设计是一种切实有效的方法。本文研究了一种基于译码修正补偿的网络编码和Turbo码的联合设计方案。
　　本文首先说明了典型的协作通信传输模型与几种常用的中继协议，对网络编码的基本原理进行简单描述，阐述了网络编码在无线协作通信中的传统应用。
　　其次详细介绍了Turbo码的基本原理及其并行级联卷积编码和译码结构，对几种传统的Turbo码译码算法作了详细分析。阐述了Turbo码在无线协作环境中三种常见的应用方式。
　　然后分析了网络编码和Turbo码的几种典型的联合设计方案。基于硬信息的联合设计中，中继端采取简单的硬判决，造成大量有益于目的端联合译码的信息丢失；基于软信息的联合设计中，为了避免浪费可以改善译码的有效信息，中继端采取软判决，在提升系统性能的同时也使中继端的处理过程更加复杂。
　　最后根据网络编码和Turbo码传统联合设计的不足，研究了一种新的基于译码修正补偿的联合设计方案且将其应用在两用户多址接入环境中。仿真分析可知，此方案的性能优于基于硬信息的联合设计，而且中继端的处理复杂度低于基于软信息的联合设计。当信道环境较好时，其性能接近于基于软信息的联合设计。

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专业术语注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 相关研究和现状

1.3 本文涉及的问题和理论意义

1.4 本文的内容安排

第二章 无线协作通信与网络编码

2.1 协作通信模型

2.2 中继协作协议

2.3 网络编码基础与应用

2.4 网络编码在协作通信中的应用

2.5 本章小结

第三章 Turbo码及其与网络编码的联合设计

3.1 Turbo码基本原理

3.2 Turbo码在协作通信中的应用

3.3 典型的基于Turbo码和网络编码的联合设计方案

3.4 本章小结

第四章 一种新的网络编码和Turbo码的联合设计方案

4.1 基于分布式Turbo码的编码设计

4.2 基于译码修正补偿的联合译码方案

4.3 仿真与分析

4.4 本章小结

第五章 总结和展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢