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随着现代网络技术的不断发展,人们对信息传输质量的要求也越来越高。在有限的网络资源条件下,如何提高资源利用率、降低系统通信错误概率和系统通信复杂度及无线传输时延等问题成为现代无线网络研究的重要内容之一。协作通信是近几年发展起来的一种有效抵御无线链路通信衰落提高用户数据可靠传输的一项技术,受到国内外学者的广泛关注。网络编码技术则是基于无线链路的不可靠性和通信链路物理层的广播特性而提出的一种最大化网络资源利用率的方案。在基于协作通信的分布式天线系统中使用网络编码技术,可以有效降低系统中断概率提高系统的传输可靠性。
本文从协作通信技术角度出发,研究了无线环境中中继协作通信方案。并针对单信源单中继模型和单信源多中继模型分别进行了讨论。提出了在分布式天线中适用的自适应网络编码方案和联合网络信道编码方案,相对传统分布式天线系统降低了误码率和中断概率改善了中继解码的复杂度降低了通信时延。
本文的具体内容安排如下:
(1)针对单中继协作通信的结构特点,提出一种多中继协作下中断概率分析方法。通过生成函数和统计函数分析了多中继环境下中断概率与信噪比的关系。仿真结果表明随着有效中继节点数目的增加分集度也随之增加,中断概率也随之降低。同时仿真分析了不同中继节点协作在瑞利衰落信道环境下,目的节点使用最大合并比接收的误比特率性能,证明了多中继协作的可行性和可靠性。
(2)在基于协作通信技术的分布式天线系统中,中继和用户多采用一对一的协作方式。传统的网络编码方案通过中继节点对多路信息的汇聚节省了中继天线的使用,但是其固定的网络编码方案对信道信息造成了一定的浪费。本文提出一种自适应网络编码方案,针对中继解码结果的不同采取不同的协作方式,降低了系统的中断概率。同时仿真证明提出的方案对码率提高的情况下有更强的容错性。
(3)针对分布式天线系统中继节点在同时使用信道解码和网络编码的环境中提出一种联合网络信道编码方案。引入软网络编码思想,对接收的数据进行软编码后再送入信道解码器,节省了中继节点中解码器的使用数目,同时降低了中继设计复杂度。仿真结果显示这种方案以较小的误比特率的下降换来了解码效率的提高,信息处理时延也有所降低。