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新一代无线通信网中,对传输速率和频谱的利用率的要求提高。网络编码作为新一代无线通信系统的关键技术之一,它对改善移动通信的频谱利用率,优化网络结构,降低误码率有着至关重要的作用。网络编码技术的主要优点是在中间节点将来自不同信道的信息进行再编码,这样不仅可以节省信号传输所需要的时隙,还可以在一定程度上降低由干扰、噪声、衰落等因素所引起的误码率,从而在无线频谱资源紧缺的条件下,达到提高系统吞吐量,改善系统误码率,提高系统频谱利用率的目的。
为此,论文在充分理解网络编码理论的基础上,主要研究分析了无线场景下的传统网络编码、联合网络编码、物理层网络性能,特别是针对物理层网络编码的特性,研究分析了它在典型无线衰落环境下的性能,以及其与典型数字调制方式结合下的性能。具体主要工作如下几个方面。
首先,在分析网络编码基本原理的基础上,对传统网络编码方案与传统调度方案进行了分析比较;由于信道的广播特性以及衰落、延迟和干扰等因素,传统编码方案在抗衰落方面并不能取得理想效果,为此论文从抑制衰落、降低系统计算复杂度等方面,在BSC和AWGN无线场景下,分别对联合网络编码和物理层网络编码的误码率和吞吐量等性能进行了分析研究。
其次,考虑到无线信道特性对物理层网络编码性能的影响尤为重要,论文利用典型的无线衰落信道特性,对物理层网络编码相关性能做了进一步的性能分析与研究,一方面注重比较分析物理层网络与典型性的其他网络编码在这一无线场景下的性能,另一方面着重从无线场景适应性出发比较研究适合不同无线场景的物理层网络方案,从而优化编码方案。
最后,从典型通信系统角度出发,将网络编码与调制联合分析研究,研究了在典型衰落环境下不同数字调制与网络编码结合的相关问题,从误码率和吞吐量等性能进行了比较研究,从而优化不同应用场景下的网络编码与调制方案。