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时代的发展促使通信技术不断演进,第5代移动通信系统(The 5th Generation Mobile Communication System,5G)的研究工作在全球的科研机构和相关企业中正如火如荼地展开,在密集分布下更高的速率和更大的容量需求是5G的重要特点之一。密集分布的条件使得多用户、多小区间的协作通信技术有着较大的研究价值,协作通信中的编码协作技术结合信道编码实现协作,能够在不增加额外开销的前提下同时取得编码增益和分集增益,应用优势突出。对于5G的高速率和大容量需求,具体到物理层的信道编码方式应选择近容量限传输的先进编码技术,Spinal码是新近提出的一种可以近容量限传输的无速率信道编码技术,是5G及编码协作中信道编码环节的优选。本文重点针对Spinal码在编码协作中的应用展开研究,对未来5G通信技术的发展具有借鉴意义。本文首先研究了Spinal码的基本原理,通过对其性能及特点的分析,确定了把Spinal码引入到编码协作中研究时应选择的编译码参数。然后,研究了编码协作的基本原理,确定了本文后续研究中使用的信道模型、调制方式以及接收端的合并方式。最后,全面的展开了Spinal码在编码协作中的应用研究:针对Spinal码在模拟信道下的特性,结合打孔算法及自适应编码协作的思想,提出了基于打孔的Spinal码编码协作方案(Coded Cooperation with Punctured Spinal Codes,CC-PSC);在CC-PSC方案基础之上,考虑到Spinal码采用哈希函数和随机数生成器能以通道为单位产生任意数目编码符号的无速率特性,直接选用Spinal码不同通道的编码符号实现编码协作,提出了基于编码通道部分选用的Spinal码编码协作方案(Coded Cooperation with Selected Passes of Spinal Codes,CC-SPSC);更进一步,考虑移动通信系统中基站在设备条件及中心调度方面的优势,在CC-SPSC方案基础上引入以基站为控制核心的策略,提出了以基站为控制核心的利他方案(Coded Cooperation with Selected Passes of Spinal Codes and Base Station ControlAltruism,CC-SPSC-BSC-AL)和以基站为控制核心的利己方案(Coded Cooperation with Selected Passes of Spinal Codes and Base Station Control-Self Regard,CC-SPSC-BSC-SR),两方案中前者以为其他用户提供协作为原则,后者以保证自己数据的正确传输为原则。本文对上述所提方案进行了大量仿真,仿真结果表明,所提出的几种Spinal码编码协作方案,在不同的信道工作模式下,相对不协作均能提升性能。在模拟信道工作模式下,CC-PSC和CC-SPSC方案的性能提升明显,而在数字信道工作模式下,CC-SPSC-BSC-SR和CC-SPSC-BSC-AL方案的优势更为突出。