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联合模拟网络编码和信道编码的迭代设计

西安电子科技大学学报 2011年第2期38卷 29-35页

作者：张冰王峰西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室陕西西安710071

为了进一步改善多址接入全双工中继系统的误比特率和误帧率,提出了基于模拟网络编码和联合迭代检测与译码技术的中继通信方案.该方案中,中继节点对来自不同用户的信息经过交织和调制后进行信号叠加,发送到目的节点.目的节点采用联合迭... 详细信息

为了进一步改善多址接入全双工中继系统的误比特率和误帧率,提出了基于模拟网络编码和联合迭代检测与译码技术的中继通信方案.该方案中,中继节点对来自不同用户的信息经过交织和调制后进行信号叠加,发送到目的节点.目的节点采用联合迭代检测和译码方法获得源信息.该方案能够充分利用模拟网络编码提供的信息冗余,获得更好的编码增益.计算机仿真结果表明,如果源-中继节点信道理想,当误比特率为10-5时,相比较于码字叠加迭代译码方案,所提方案有将近5 dB的信噪比改善.

关键词：信号叠加全双工模拟网络编码中继迭代方法

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模拟网络编码OFDM系统的中继选择算法

模拟网络编码OFDM系统的中继选择算法

作者： Johann Leithon Melo 华中科技大学

学位级别：硕士

本文提出了两个基于模拟网络编码（ANC）OFDM系统的中继选择方案。一种方法是使用OFDM中基于符号的“最大-最小-最小”选择标准，仅用一个中继来传输信号;另一种方法是使用基于副载波的“最大最小”选择标准，选择多个中继用于信号传输... 详细信息

本文提出了两个基于模拟网络编码（ANC）OFDM系统的中继选择方案。一种方法是使用OFDM中基于符号的“最大-最小-最小”选择标准，仅用一个中继来传输信号;另一种方法是使用基于副载波的“最大最小”选择标准，选择多个中继用于信号传输。当使用频域完全不相关的瑞利衰落信道时，在这两个方法中都派生出了渐进符号错误率，同时结果表明它们都可以达到完全的分集，在高信噪比地区，分析结果与仿真结果相匹配。此外，虽然在完全不相关信道中得出分析结果，但在相关信道的情况下分析结果也与仿真的SER性能相符。此外，本文还提出了两个基于副载波选择标准的循环前缀的处理方案。合作分集计划使用中继节点，通过空间分集，以减轻衰落信道的影响。通过实施物理层网络编码（PNC），双向中继网络相比于传统的四相和三相双向中继计划可以实现更高的带宽效率。为了降低实施的复杂性，使用简单的PNC，例如之前的工作中已经提到基于放大和转发（AF）协议的模拟网络编码（ANC）的方案。ANC已被应用于宽带无线通信中的正交频分复用（OFDM）。为了实现高层次的空间分集以抑制衰减，可以部署多天线中继。然而，多个天线在地理上是一起放置的，每个单独的天线接收到的信号可能会遇到依赖衰落。另一种空间分集的方法是通过多中继合作，但当所有的中继都参与传输的时候会出现其他的设计挑战，例如同步。因此将使用已经提出的可以在较低的部署成本中实施的，并通过多中继网络来实现全面的多样性的中继的选择方案（RS）。

关键词：协作分集中继的选择模拟网络编码 OFDM

基于模拟网络编码的多用户信息交换的中断概率

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信号处理 2011年第7期27卷 975-981页

作者：李世唐郑宝玉侯晓赟崔景伍信号处理与传输研究院南京邮电大学南京210003 数学与计算机科学学院福建师范大学福州350007

与通常假定一对用户通过一个中继节点进行数据交换不同,该文考虑两对用户通过一个公共中继节点的协作进行数据交换的无线通信模型,研究了基于模拟网络编码的放大转发中继策略的中断概率。相对于传统的基于放大转发或译码转发等的、需要... 详细信息

与通常假定一对用户通过一个中继节点进行数据交换不同,该文考虑两对用户通过一个公共中继节点的协作进行数据交换的无线通信模型,研究了基于模拟网络编码的放大转发中继策略的中断概率。相对于传统的基于放大转发或译码转发等的、需要8个时隙实现数据交换的中继策略和传统的基于译码转发的、需要5个时隙实现数据交换的网络编码中继策略,模拟网络编码的中继策略只需要3个时隙就可以实现两对用户之间的数据交换,因而与前两种中继策略相比,基于模拟网络编码的中继策略能极大地提高系统的吞吐量(该中继策略分别提高了166%和66%的系统吞吐量)或者极大地减少中继节点的能量消耗。在所提的基于模拟网络编码中继策略下,该文进一步推导出了系统中断概率的上界和下界,数值分析结果表明该上下界比较接近,特别是当中继节点位于第一对用户节点中间时上下界非常接近。

关键词：模拟网络编码放大转发中断概率信息交换

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双向中继信道的模拟网络编码最优功率分配

信号处理 2014年第8期30卷 867-873页

作者：钟新毅徐友云许魁孙新建夏晓晨解放军理工大学通信工程学院南京210007

在双向信息非对称条件下,研究了基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配问题。分别给出了中断概率最小化、和速率最大化意义下的最优功率分配闭式数学表达式,并证明了两种约束下最优功率分配问题的统一性。分析表明:现有的基... 详细信息

在双向信息非对称条件下,研究了基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配问题。分别给出了中断概率最小化、和速率最大化意义下的最优功率分配闭式数学表达式,并证明了两种约束下最优功率分配问题的统一性。分析表明:现有的基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配方法是本文提出方法在某些条件下的特例。计算机仿真分析证明了提出的最优功率分配方法在中断概率和和速率性能方面均优于平均功率分配方法。

关键词：最优功率分配模拟网络编码双向中继信道信息非对称

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联合模拟网络编码和压缩感知的数据传输方案

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2012年第5期24卷 566-572页

作者：范念飞刘雨李庆张琳北京邮电大学北京100876

基于模拟网络编码和压缩感知的思想,提出传输链路上的节点可进行同时传输以降低传输所需时隙开销,设计了一种在链状拓扑中的联合模拟网络编码和压缩感知的传输方案。基于分簇压缩感知方案可有效减少传输量的思想,提出了将无线传感器网... 详细信息

基于模拟网络编码和压缩感知的思想,提出传输链路上的节点可进行同时传输以降低传输所需时隙开销,设计了一种在链状拓扑中的联合模拟网络编码和压缩感知的传输方案。基于分簇压缩感知方案可有效减少传输量的思想,提出了将无线传感器网络划分为簇,在簇间采用联合模拟网络编码和压缩感知传输方案的模拟网络编码分簇方案。与传统的压缩方案相比,该方案降低了传输量,节省了节点能耗,且减少了传输所需时隙开销,提高了系统吞吐量。

关键词：压缩感知模拟网络编码传输量时隙开销抗噪性能

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无线通信系统中模拟网络编码的设计与研究

无线通信系统中模拟网络编码的设计与研究

作者：董兰西安电子科技大学

学位级别：硕士

当今无线通信的发展主要是基于两个方面，一方面是用户对于准确、实时以及丰富的移动业务的需求，另一方面则是无线通信系统标准的快速更新，每一代无线通信系统标准的提出必将引起一次新的技术革命。目前关于第四代移动通信系统的数据... 详细信息

当今无线通信的发展主要是基于两个方面，一方面是用户对于准确、实时以及丰富的移动业务的需求，另一方面则是无线通信系统标准的快速更新，每一代无线通信系统标准的提出必将引起一次新的技术革命。目前关于第四代移动通信系统的数据传输是基于OFDM技术的。另外，作为4G的关键技术，MIMO、无线中继以及网络编码等新技术也受到了广泛关注。本文针对双向中继通信系统模型，研究了基于OFDM调制的模拟网络编码技术。本文首先介绍了适用于双向中继模型的网络编码实现方案，在此基础上引出了模拟网络编码系统模型，并根据目前的研究现状给出了模拟网络编码的实现方案。然后本文还研究了模拟网络编码在双向中继OFDM调制系统中的应用，给出了未编码系统和采用卷积编码系统的性能仿真结果，通过仿真曲线可以看出卷积编码可以提高系统性能，但是随着瑞利衰落路径数目的增加，系统性能也会有所降低。并以最大化传输和速率为目标，讨论了双向中继信道中各节点的功率分配优化算法。最后，在无法获知信道状态信息的情况下，本文讨论了差分调制在双向中继OFDM系统中的应用，研究了基于差分调制的模拟网络编码算法，给出了系统性能仿真。仿真结果显示，在高信噪比时，系统采用基于差分调制模拟网络编码时的性能比采用基于相干调制模拟网络编码时的性能差，但是接收端采用的非相干解调的实现复杂度比相干解调低。

关键词：模拟网络编码功率分配差分调制正交频分复用

无线通信系统中基于模拟网络编码的中继技术研究

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无线通信系统中基于模拟网络编码的中继技术研究

作者：伊海珂上海交通大学

学位级别：硕士

在无线通信系统中，使用中继进行辅助通信可以克服阴影效应，增加覆盖范围，提高传输可靠性。中继技术对于无线通信物理层的发展具有重要意义，是目前学术界和产业界所关注的重点技术之一，并在第四代移动通信以及未来的无线通信系统中... 详细信息

在无线通信系统中，使用中继进行辅助通信可以克服阴影效应，增加覆盖范围，提高传输可靠性。中继技术对于无线通信物理层的发展具有重要意义，是目前学术界和产业界所关注的重点技术之一，并在第四代移动通信以及未来的无线通信系统中得到应用。中继技术和多天线技术结合，通过在中继节点安装多根天线，可以进一步利用多输入多输出（MIMO，Multi-Input Multi-Output）相关技术（如传输分集、空分复用）增强系统性能。当中继节点支持多个源节点同时传输数据时，可以采用网络编码技术。根据中继节点信号处理方式的不同，一般有数字网络编码和模拟网络编码。其中，基于模拟网络编码的中继节点不解调接收信号，只进行线性预编码，实现容易，延迟较低，具有较强的实用价值。此外，在配对源节点进行数据交互的场景下采用双向中继协议，相比传统中继协议可以提升一倍的频谱利用效率，具有重要的理论研究价值。因此，本文主要研究基于模拟网络编码的中继系统，特别是双向中继系统中的预编码和天线选择技术，以改善中继系统性能。本文首先对无线通信系统中继技术的研究现状进行概述，重点介绍了基于模拟网络编码的中继系统，分析了现有的一些预编码和天线选择方案的理论和方法，重点介绍了双向中继系统。相比于传统的单对源节点单中继双向中继模型，本文将其拓展为多天线多对源节点多中继这一通用的模型，研究了系统中源节点以及中继节点的预编码方案，以最小化总均方误差为目标，将原始非凸问题分解为三个较为简单的子问题，并给出了一种迭代预编码优化方案。该方案能够支持多对源节点同时传输数据，具有较高的频谱利用效率。仿真结果表明，该方案应用于多对源节点多中继双向中继系统，可以得到较好的系统均方误差和比特误码率性能。在无线通信系统中，信道状态信息是通过信道估计获得的。由于噪声的影响，接收机得到的信道状态信息具有一定的误差。本文在多天线多对源节点多中继双向中继模型中，进一步研究了非完美信道状态信息条件下的预编码方案。本文使用高斯随机信道误差模型和克罗内克信道模型，充分考虑信道估计误差，利用信道误差统计信息设计预编码矩阵。仿真结果表明，本文给出的鲁棒性预编码方案能够较好的降低信道估计误差对均方误差和比特误码率性能的影响。在多天线无线通信系统中，天线选择技术通过选择合适的天线用于发射和接收，以较小的性能损失为代价，较大程度地降低运算复杂度，提升系统性能。本文给出了一种在多天线双向中继系统中的源节点天线选择方案，使用贪婪算法，依次选出使得当前系统总数据传输速率最大的一对天线对，直至选出所有的最佳源节点天线对用于信号传输。仿真结果表明，本文给出的方案具有和最优的穷举搜索天线选择方案相近的系统总数据传输速率性能，并且在系统复杂度方面具有较大幅度的降低，具有一定的可实现性。本文最后对全文进行总结，归纳了本文的主要创新性研究成果，并指出了中继技术的进一步研究方向，如双向中继系统中基于其他信道误差模型的鲁棒性设计，双向中继系统预编码简化设计方案等。

关键词：多输入多输出模拟网络编码预编码信道估计误差天线选择

基于中继放大转发策略的模拟网络编码方案的研究

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基于中继放大转发策略的模拟网络编码方案的研究

作者：郑欣西安电子科技大学

学位级别：硕士

在第四代移动通信技术（4G）迅猛发展的今天，不断提升的网络传输速率和通信服务质量对现代移动通信技术的要求越来越高。网络编码是一种提高网络吞吐性能的新技术，使用网络编码可以使无线媒质的广播特性得以充分利用。模拟网络编码是... 详细信息

在第四代移动通信技术（4G）迅猛发展的今天，不断提升的网络传输速率和通信服务质量对现代移动通信技术的要求越来越高。网络编码是一种提高网络吞吐性能的新技术，使用网络编码可以使无线媒质的广播特性得以充分利用。模拟网络编码是一种把干扰作为有利因素而不是尽量避免，设法有选择地让某些发送方相互干扰，进而提高网络吞吐量的新型关键技术。这篇论文利用模拟网络编码（ANC）技术研究了两跳无线网络在所有中继节点以放大转发（AF）的方式转发消息时，各中继节点在满足分功率约束的情况下，如何选取中继节点的放大系数的约束优化问题。首先，对于单播的情景，约束优化问题的目标函数是最大可达速率，约束条件是各个中继节点满足的最大功率约束。本文针对中继节点的各种条件参数进行了系统全面的仿真和对比。在一般情况情况下，本文给出了相应的网络拓扑及其参数，利用凸优化的方法求解了网络的最大传输速率，并进行了相关的仿真。最后讨论了这种网络拓扑在新一代移动通信和卫星通信中的应用前景。最后，我们研究了AF两跳多接入信道（MAC）的情景。我们给出了相关的研究方法和最新的研究成果：给出了一般AF两跳MAC在分功率约束下的最大分速率和平行信道下，满足分功率约束的最大和速率问题。

关键词：中继放大转发无线网络多接入信道模拟网络编码

多用户下信道编码与模拟网络编码联合设计方法研究

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多用户下信道编码与模拟网络编码联合设计方法研究

作者：石子君电子科技大学

学位级别：硕士

作为网络编码技术的一个重要分支，物理层网络编码技术以其传输高效性引起人们的关注，成为近几年无线通信领域研究的热点。物理层网络编码技术不仅没有刻意地避免用户间的干扰，它反而应用这些干扰极大地提高了网络吞吐量和安全性。模... 详细信息

作为网络编码技术的一个重要分支，物理层网络编码技术以其传输高效性引起人们的关注，成为近几年无线通信领域研究的热点。物理层网络编码技术不仅没有刻意地避免用户间的干扰，它反而应用这些干扰极大地提高了网络吞吐量和安全性。模拟网络编码技术是一种在中继不需要任何解码的物理层网络编码技术，它依靠自己简单的中继操作和较为宽松的同步要求，从物理层网络编码技术中脱颖而出。目前对模拟网络编码技术的研究大多都是基于模拟网络编码模型实现方案的理论研究或基于两用户模拟网络编码模型与信道编码的联合研究。本文给出了一种多用户下信道编码与模拟网络编码联合设计方案，并在准静态瑞利衰落信道下进行了仿真试验。本文在多用户网络编码模型下，将模拟网络编码技术与信道编码技术结合起来，并以最大化系统容量为准则，从对间功率匹配和对内功率匹配两个方面推导出了一种适用于本文系统的功率匹配方法，达到了通过合理控制各网络节点的发送功率，提高系统的整个系统的传输可靠性的目的。此外，为了使本文的仿真更加接近实际的无线移动通信系统，本文还在研究的过程中加入了信道估计算法，将估计结果应用于中继波束成形矩阵的计算和功率匹配过程中，进行了仿真实验，对信道估计误差和闭环系统带来的延迟对系统性能的影响进行了粗略的数学分析。

关键词：模拟网络编码信道编码功率匹配技术信道估计