基于分层调制的物理层网络编码研究

在实际的移动通信环境中,信道的状态复杂多变,该文针对双向中继信道的非对称性,提出采用分层调制方式的物理层网络编码方案。首先构建源节点、中继节点均采用分层(2/4-PSK)调制的双向中继通信系统模型;其次给出了中继节点的物理层网络编码解调及映射规则,推导出加性高斯白噪声下中继误比特率及端到端误比特率理论计算公式;最后仿真验证了理论分析结果。与采用传统QPSK调制技术的物理层网络编码相比,该方案利用分层调制的技术优势,确保较优信道的高速率传输,也兼顾了较差信道的传输可靠性。     

基于物理层网络编码的非对称中继系统性能分析

在无线通信研究中,网络编码因其可有效提升带宽利用率的特性得到了大量关注.但是,网络编码用于双向中继信道(TWRC)时,中继位置的不对称将造成系统性能的下降,故在源节点使用分层调制的方法来解决此问题.研究了分层调制和物理层网络编码的联合以及优化,并进行了系统仿真.仿真结果显示,在非对称中继信道下,通过与传统调制方案(CM...     

非对称速率的双向中继信道物理层网络编码

本文提出了基于非对称速率的双向中继信道的物理层网络编码方案。本文所提方案联系实际无线通信信道的差异性,不但考虑了较差链路的最大传输性能以保证其传输的可靠性,而且在较优链路采取较高速率进行传输,从而充分利用较优链路来传输更多信息,增加通信系统的信道容量。为实现不对称速率传输,其基本思想是在较差链路中加入已知信息,通过已知信息可减小中继节点接收到的叠加信号的星座图,使得通信系统的译码性能得到提升。在中继节点,根据叠加信号的星座图对叠加信号进行联合解调,在节省了系统工作时隙的同时也减小了系统的复杂度。仿真结果表明了采用非对称速率传输不但可保证信息传输的可靠性,还可提高通信系统的信道容量,充分利用系统资源。      

无线中继网络中的物理层网络编码

针对无线中继网络中物理层网络编码技术的应用,分析验证了其所带来可观的吞吐量性能提升。总结了当前物理层网络编码技术的相关研究方向,归纳了通信理论研究、信息理论研究和网络理论研究三个方面。介绍了物理层网络编码的关键技术,对物理层网络编码技术在实际信道条件下的性能分析及改进、采用高阶调制时的检测模糊及改进、基于嵌套格码的计算-转发策略和结合缓冲中继协议设计进行了深入探讨。以期放宽物理层网络编码对信道模型的限制,拓展其适用条件,同时在保障通信过程可靠性的前提下充分发挥该技术对通信有效性的提升,从而推进物理层网络编码技术在实际无线中继通信系统中的应用。     

基于PSK的非对称物理层网络编码

在非对称的双向中继传输中,传统的基于比特异或的网络编码方案并不能取得最好的性能。一个简单的例子就可以说明传统的补零异或方案的缺陷,而导致这种缺陷的原因是设计自由度的缺乏。一种基于PSK的网络编码方案,配合解调前解码的方案,能够取得良好的性能,并且大大的简化非对称物理层网络编码方案的设计。而且这种方案能够方便的被用于有信道编码的系统,仅仅给系统带来少量的额外负担。     

物理层网络编码中载波估计研究

如何处理多个终端传输信号间的异步是物理层网络编码（PLNC）研究中一个关键问题。通过分析系统模型,提出了适合物理层网络编码的载波估计算法,仿真结果为PLNC走向实用提供了理论支撑。同时,针对传统译码算法对载波估计误差较敏感的问题,将多进制LDPC码的快速译码算法FFT- BP进行改进应用到PLNC信号的译码,结果表明该算法对载波偏差具有较大容忍性,极大的提升了系统的误码率性能。     

物理层网络编码机会中继及中断性能分析

该文研究了频率非选择性瑞利衰落信道中的物理层网络编码系统容量问题。基于放大转发机制提出了一种基于最大最小互信息准则的机会中继策略。在瑞利衰落信道环境下,从双向通信的角度,通过理论分析得出其中断概率解析式,同时推导了理想物理层网络编码和传统直接传输系统的中断概率解析式。通过理论分析,发现在某些节点发射功率条件下,系统中断概率将完全取决于单向链路。在此基础上完成了数值仿真实验,结果表明所提策略的中断性能与理想物理层网络编码和传统直接传输相比有了显著的提高。     

一种利用软信息网络编码在双向中继网络进行估计转发的方法

 在本文中,我们为双向中继网络(Two-way Relay Networks)设计了一种崭新的估计-转发(EF:Estimate-and-Forward)方法.在中继端信道解码后首先得到每一比特的对数似然比(LLR:Log-Likelihood Ratio),然后利用两个方向的比特LLR进行软信息网络编码,并借此构造出中继端的发送信号.因为此方法保留了两端比特信息的软信息并抑制了噪声,所以在任何条件下它的性能都要优于传统的放大-转发(AF:Amplify-and-Forward)方式和解码-转发(DF:Decode-and-Forward)方式,文中详细推导了三种转发方式的最大可达速率,得到EF方式下最大可达速率的上界和下界,还证明了EF方式较其它两种方式节省功率消耗,并通过仿真得到了速率曲线与误码率曲线,明确的验证了EF的优势.     

物理层网络编码的调制技术

网络编码理论提高了数据的传输效率,而物理层网络编码进一步缩短了数据交互的时隙,它认为:只要中继节点R采取了恰当的调制解调技术,可以使电磁信号的叠加映射到数字域上的运算操作,实现两时隙交互信息。可见选择恰当的调制解调技术对实现物理层网络编码至关重要。该文从调制技术这一角度出发,综合目前在物理层网络编码中所应用的调制解调技术,对其进行分析总结,并展望了下一步物理层网络编码中调制技术的发展。     

物理层网络编码系统中不同转发模式的性能研究

在物理层网络编码系统中,中继节点的转发模式对系统性能有很大的影响,论文研究了放大转发、去噪转发和去噪再编码转发三种转发模式在物理层网络编码系统中的应用。首先给出了正交相移键控(QPSK)时三种转发模式的信号星座图,分析了编码方法的星座图对应关系。其次根据QPSK和正交振幅调制(QAM)的误码率公式,结合联合概率计算推导出了加性高斯白噪声信道环境下系统的误码率公式。最后进行了仿真验证,证明了误码率公式推导的正确性,对三种转发模式的抗噪声性能进行了分析和比较。      

物理层网络编码在数据会聚无线自组织网络中的容量增益研究

为研究物理层网络编码.(Physical-layer Network Coding,PNC).方案在数据汇聚无线自组织网络中相对于传统方案能够获得的容量增益,该文通过稀疏割容量分析推导得到PNC方案平均每节点信息传输速率的上界和下界。与传统路由方案及传统网络编码方案相比,在数据汇聚无线自组织网络中应用PNC方案能够提升网络容量的数量级。     

物理层网络编码中连续相位调制信号的非相干多符号检测

基于连续相位调制(CPM)的物理层网络编码(PNC)由于其高效的吞吐率和频谱利用率特性引起了越来越多的关注。现有关于CPM-PNC检测的研究大多建立在到达中继端的两节点信号载波相位完全同步或相位差已知的基础上。实际应用中,这一载波相位差不可避免,也很难准确估计。针对这一问题,该文提出一种中继端存在未知载波相位差条件下的CPM-PNC非相干多符号检测算法。该算法根据最大似然检测原理,通过观察多个码元来实现中间码元的检测,充分利用了CPM信号的相位记忆特性。仿真结果表明,该文所提出的CPM-PNC非相干多符号检测算法性能优越。而且随着观察窗口长度的增大,其性能显著提高并逐渐趋近最优相干检测性能。在误码率(BER)为10-4 时,相比于非相干单符号检测,观察窗口长度为5个码元时的CPM-PNC非相干多符号检测有6.7 dB的性能增益。     

一种用于OFDM符号定时跟踪的盲估计算法

利用具有循环前缀和循环后缀的OFDM帧结构,该文提出了一种新的符号定时跟踪盲估计算法。理论分析及仿真表明,无论在AWGN还是多径衰落信道条件下,该定时算法估计的均方差都小于ML算法。     

乘法运算的模拟网络编码中继方法

当前无线网络编码中继采用异或运算和叠加运算实现,该文提出一种基于乘法运算的网络编码中继方案。该方案中继节点对接收到的两个源节点信号直接相乘,然后放大转发,从而实现网络编码。与异或运算的网络编码相比,该方案采用模拟技术实现,降低了中继节点网络编码的复杂度;同时该方案将接收信号与本地信号相乘实现网络译码,译码算法比叠加运算的方案简单。理论分析表明该方案的分集增益与未经网络编码的中继系统相同;仿真结果表明,该方案与现有的网络编码中继协作方案性能相当。     

一种适合软件无线电的符号定时估计算法

研究了一种适合软件无线电的符号定时估计算法,该算法通过并行方法估计线性和非线性调制方式的符号定时。计算机仿真结果表明,通过设置观测时间间隔数和并行估计样本值的个数,算法可以满足多种调制方式对符号定时估计指标的要求,在误比特率为10-5时,相对于理想的相干解调性能,信噪比最大损失0. 5dB。算法全数字实现,复杂度适中,适合于软件无线电系统中对多种调制方式条件下符号定时估计的需要。     

一种LOFDM系统定时和频偏的盲估计算法

基于网格正交频分复用(LOFDM)信号的周期平稳性,该文提出一种LOFDM系统定时和载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真实验证实由该算法构造的估计器能够有效地对抗频率选择性慢时变信道引起的衰落;在信道噪声广义平稳的情况下,估计器性能与信噪比无关,于是估计器在低信噪比条件下也能很好地工作;另外,符号定时和频率偏差估计器的性能互不影响。     

一种基于LDPC编码系统的符号同步联合信噪比估计算法

该文分析了符号同步误差和信噪比的初始估计对LDPC编码系统性能的影响,结合迭代译码输出软信息的统计特性,提出了一种由迭代译码软信息辅助的符号同步联合信噪比估计算法,通过两个紧密相关的环路,将符号同步,信噪比估计以及迭代译码三者整合在一起,在信噪比极低的情况下,通过迭代计算,信噪比和符号同步误差的估计值可快速收敛,译码性能接近信噪比已知且符号精确同步的编码系统。