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            EEPW首頁 > 手機與無線通信 > 設(shè)計應(yīng)用 > 一種網(wǎng)絡(luò)編碼和信道編碼的聯(lián)合設(shè)計

            一種網(wǎng)絡(luò)編碼和信道編碼的聯(lián)合設(shè)計

            作者: 時間:2011-02-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            摘要:技術(shù)可以大幅度提高的吞吐量和魯棒性,因此已成為近年來的研究熱點。在研究無線中物理層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了多址信道中一種網(wǎng)絡(luò)道編碼的方案。該利用LDPC碼和網(wǎng)絡(luò)編碼的線性特性以及軟輸入軟輸出模塊,不僅減少了編譯碼的復(fù)雜度,而且在高的信噪比情況下可以獲得良好的性能。仿真結(jié)果表明,該設(shè)計方案不僅容易實現(xiàn),而且性能接近網(wǎng)絡(luò)信道容量的上限,相比傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)至少能夠提高1.6倍的增益。
            關(guān)鍵詞:無線網(wǎng)絡(luò);物理層網(wǎng)絡(luò)編碼;信道編碼;多址信道;LDPC多用戶檢測器

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/156706.htm

            0 引言
            網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding)是2000年由香港中文大學(xué)R.Ahlswede等人基于網(wǎng)絡(luò)信息流的概念首次提出的。通過允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行編碼,可以獲得網(wǎng)絡(luò)多播速率的最大流限,即網(wǎng)絡(luò)資源利用的理論上限,而通過傳統(tǒng)的路由和復(fù)制并不一定能夠獲得該最大流限。繼R.Ahlswede等人提出網(wǎng)絡(luò)編碼的概念后,網(wǎng)絡(luò)編碼便被廣泛應(yīng)用到通信網(wǎng)絡(luò)的各個方面。
            在無線網(wǎng)絡(luò)中,由于物理層的廣播特性,節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)包能夠同時被其他幾個節(jié)點檢測并接收到,因此網(wǎng)絡(luò)編碼更多地應(yīng)用到無線網(wǎng)絡(luò)中。文獻表明,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼不僅可以降低復(fù)雜性,而且可以設(shè)計節(jié)能的路由算法;文獻表明,在不斷變化的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中采用機會網(wǎng)絡(luò)編碼(ONC)可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。物理層網(wǎng)絡(luò)編碼利用同時到達的電磁波的疊加特性,從理論層面進一步提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。文獻表明,在雙向無線中繼信道中利用網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢。文獻描述了直接應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼的方法。文獻表明,在雙向中繼信道和多址中繼信道中采
            用網(wǎng)絡(luò)編碼道編碼的設(shè)計獲得了額外的分集增益。文獻是基于二進制對稱信道的硬判決物理層網(wǎng)絡(luò)編碼與信道編碼的設(shè)計。
            相比較之前的工作,本文提出了一種新型的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼道編碼的聯(lián)合設(shè)計方案,并分析了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的信道容量。通過仿真實驗表明,提出的機制能夠接近信道的容量極限。

            1 網(wǎng)絡(luò)編碼系統(tǒng)模型
            網(wǎng)絡(luò)編碼典型的系統(tǒng)模型如圖1所示,節(jié)點n1和n2是兩個獨立的源節(jié)點,節(jié)點n3是中繼節(jié)點。首先節(jié)點n1和n2同時分別發(fā)送數(shù)據(jù)包U1和U2到中繼節(jié)點n3,X1和X2分別是數(shù)據(jù)包U1和U2經(jīng)過信道編碼和調(diào)制之后的信號,假設(shè)網(wǎng)絡(luò)編碼的系統(tǒng)模型是完全同步的,信號為等功率發(fā)送,同時考慮傳輸信道中的加性高斯白噪聲,均值為0,再假設(shè)加性高斯白噪聲方差為σ2,則多址信道的輸出Y=X1+X2+N,中繼節(jié)點n3對接收到的信號進行網(wǎng)絡(luò)編碼,輸出信號為,網(wǎng)絡(luò)編碼采用的是比特之間的異或操作。中繼節(jié)點通過對接收到的數(shù)據(jù)進行異或運算,進行信息合并,實現(xiàn)中繼節(jié)點的數(shù)據(jù)壓縮。

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            2 網(wǎng)絡(luò)編碼和信道編碼的聯(lián)合設(shè)計
            本文提出的網(wǎng)絡(luò)編碼和信道編碼的聯(lián)合設(shè)計如圖2所示,不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)編碼方案,該設(shè)計采用混合編碼方式,實現(xiàn)了聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)信道編碼,它基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼和信道編碼(LDPC碼),解碼器采用軟輸入軟輸出系統(tǒng),信道為加性高斯白噪聲信道。

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            圖2中,Ui=[ui,0,ui,1,ui,2,…,ui,N-1]表示節(jié)點ni發(fā)送的數(shù)據(jù)包,其中i=1,2。


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