一种新的网络编码译码算法及其与Turbo码的联合设计

摘要

网络编码作为一种能够有效提高网络吞吐量的通信技术被应用于无线协作中继系统中。在实际的无线协作中继信道中，信息的传输不可避免会出现错误，从而严重影响了网络编码对于通信系统性能的有效提升。为了保障信息传输的可靠性，进一步提高网络编码对于系统的容量增益，接近香农限的Turbo码与网络编码的联合设计是一种有效可行的方案。本文研究了一种基于信息校正补偿的协作网络编码译码算法并将其应用于网络编码与Turbo码的联合设计中。本文的具体工作内容如下：
　　（1）介绍了协作通信中的两种传输模型以及相关的中继协议，阐述了网络编码技术的基本原理，对比分析了网络编码在无线通信网络中的应用，详细归纳总结了多址接入系统和无线双向中继系统中的网络编码协作方式。
　　（2）阐述了Turbo码的编译码原理，分析了常用的Turbo码译码算法以及影响Turbo码性能的几个因素。并将Turbo码与无线协作通信系统相结合，详细研究了三种Turbo码协作方式。
　　（3）对现有的Turbo码与网络编码的联合设计方案进行了详细的归纳总结。指出了基于硬信息的联合设计方案中继节点采用硬判决，损失了很多有利于在目的节点进行译码的信息；在基于软信息的联合设计方案中，中继节点为了避免丢失有利于译码的信息，对于接收到的信息采用了软判决的方式，虽然提高了系统的性能，但是增加了中继节点的处理的复杂度。
　　（4）通过考虑用户节点和中继节点间的传输错误，研究了一种基于信息校正补偿的协作网络编码译码算法。并针对现有的两种网络编码和Turbo码的联合设计方案存在的问题，研究了一种基于信息校正补偿的联合设计方案。仿真结果表明，在两用户的多址接入信道中，采用本文研究的联合设计方案的性能优于现有的基于硬信息的联合设计方案，并且在高信噪比时，其性能与基于软信息的联合设计方案的性能相近。

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专业术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2相关研究及现状

1.3本文涉及的问题及理论意义

1.4本文内容安排

第二章 无线协作通信和网络编码技术

2.1协作通信传输模型

2.2协作协议

2.3网络编码理论基础及应用

2.4网络编码与无线协作通信的结合

2.5本章小结

第三章 传统Turbo码与网络编码联合设计方案研究

3.1 Turbo码的基本原理

3.2 Turbo码在无线协作中继通信中的应用

3.3现有的Turbo码与网络编码的联合设计方案

3.4本章小结

第四章 基于信息校正补偿的Turbo码与网络编码的联合设计

4.1系统模型

4.2基于分布式Turbo码的编码方案

4.3基于信息校正补偿的联合译码

4.4仿真及性能分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士期间撰写的论文

致谢