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D2D(Device-to-Device)通信作为5G通信的关键技术之一,已成为学术界重要的研究课题。D2D通信能有效卸载蜂窝流量,提高系统容量;而网络编码技术能提高网络吞吐量、系统鲁棒性和频带利用率。对多跳D2D通信进行网络编码传输,可进一步提升系统容量和节省频谱资源。尽管对基于网络编码的多跳D2D通信的研究已取得一定进展,但相关工作未能充分考虑D2D通信和网络流量的特点,其具体表现在:1)某些工作假设D2D通信的信道衰落模型为Rayleigh衰落,而未能体现D2D通信具有近距离通信的特性;2)部分研究通常在网络编码方案的数据编译码成功的情况下优化与评估通信系统的性能参数,而未能考虑编译码失败的情况;3)大多数文献未充分考虑网络流量拥塞导致链路数据溢出中继节点的缓冲区而频繁发生丢失的情况。为此,本文对基于网络编码的多跳D2D通信性能进行分析,主要工作如下:(1)建立蜂窝网络下多跳D2D通信系统的信道衰落模型。相比已有研究,该模型考虑具有较近通信距离的D2D链路,其信道增益服从Rician衰落,而对于具有较远通信距离的干扰链路,其信道增益服从Rayleigh衰落。(2)对于信道衰落模型下的D2D数据传输,设计一种联合喷泉码和异或编码的编码方案。根据该联合编码方案的数据编译码失败的条件,研究在发射功率的限制下端到端传输时隙的最优化问题。通过理论证明,当蜂窝用户和D2D终端用户的发射功率分别为最大与最小值时,端到端传输时隙能得到最优解。(3)基于信道模型和流量模型,分析D2D链路的中断概率和丢包概率,并推导有无网络编码机制下端到端丢包率的表达式。仿真实验比较了Poisson、Pareto和fBm流量模型下D2D链路的丢包情况,以及评估了网络编码机制和中继节点数对端到端丢包率、端到端完成时间和平均端到端传输速率等性能参数的影响。综上所述,本文从性能优化与评估方面对基于网络编码的多跳D2D通信展开深入研究,建立多跳D2D通信系统模型,提出D2D传输的网络编码方案,推导相关的性能参数表达式,为进一步提升D2D通信的系统容量与可靠性提供理论基础。