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网络编码是一种在路由节点上对不同信息流的编码组合再转发的处理机制,打破了路由节点传统存储转发信息的工作模式,为解决通信中的问题提供了新思路。无线双向中继系统是中继通信系统中最为基础的网络结构,由于该系统中信息的传输是双向的,所以将网络编码应用到中继节点处,可以获得比传统中继传输更高的吞吐量。本文在这样的背景下,将网络编码和双向中继系统相结合,对系统中的功率分配和中继选择以及转发协议问题做了深入研究,分析了性能。主要工作和贡献如下:(1)针对放大转发的多址接入广播(AF-MABC)协议的通信系统,研究在单中继和多中继两种协作场景下,各节点的功率分配问题。针对单中继协作场景,采用信噪比平衡技术来优化分配各节点的功率;对多中继协作场景,引入量子遗传算法来寻求最优解,降低复杂度。仿真结果表明与等功率分配方案相比两种场景下提出的功率分配方案均具有更好的性能。(2)针对AF-MABC协议的通信系统,研究了不对称速率下系统的功率分配和中继选择问题。推导了系统的中断概率及各节点的功率优化分配值,在此基础上,提出了最小中断概率的中继选择方案,该方案不仅考虑了信道的质量,还兼顾了各节点的功率输出能力,最后,总结了联合优化的详细实施步骤。仿真结果表明所提出的中继选择方案能显著的降低系统的中断概率;提出的联合优化方案能进一步提升系统的中断性能。(3)针对非对称信道AF-MABC协议的通信系统,分析传统三节点网络结构中四种非对称双向中继信道下系统的中断概率,并仿真比较发现下行信道非对称对系统中断性能影响最大。针对这一问题,提出一种新的基于信道状态信息的用户节点功率分配方案来最小化下行信道非对称系统中断概率,该方案中功率分配值为与非对称因子有关的分段函数,节点可以随着信道状态的不断变化自适应地调整发射功率。仿真结果表明所提出的功率分配方案可以改善下行非对称双向中继系统的中断性能。(4)针对时分广播(TDBC)协议的通信系统,研究了中继处的转发方案。由于基于互信息转发的异或网络编码(XOR-MIF)和叠加网络编码(SC-MIF)适应于不同的信道条件,本文将根据信道状态的变化提出一种自适应的转发方案,动态的选择一种转发机制,使得系统能够获得最优性能。仿真结果表明本文在所提出的方案下能够使系统获得较低的误码率。