非对称双向中继信道中协作分集和网络编码的联合应用

本文应用非对称信道编码和网络编码技术实现了双向中继信道中非对称速率的传输。现实中无线通信环境具有差异性,通信链路状况也不相同。利用非对称编码方式,在较差链路引入更多的冗余信息来保证传输的可靠性,也在较优链路采取较高的传输速率,充分利用较优链路传输更多的信息。同时,通过协作分集技术,在接收端得到传输信息的多个副本,可以实现无线通信系统的分集增益。在中继链路加入网络编码,增加了系统的通信效率和编码增益。仿真结果表明,通过非对称编码方式,在较差链路端使用冗余更多的信道编码方式,不但可以实现可靠性传输,也比对称编码方式传输更多的信息。同时,利用协作分集技术,提供多个译码信息副本,增加了译码的可靠性,降低了系统误比特率。      

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。      

增强型编码双向中继方案及中断概率分析

 该文提出了一种基于网络编码和空时协作的增强型双向中继方案。根据系统各节点的反馈,该方案将网络编码和空时协作有机结合,能提高系统资源利用率和网络吞吐量。推导了所提方案及现有的两种双向中继方案的中断概率,并分析了各方案在快衰落和慢衰落信道下的分集增益和网络编码增益。结果表明：相对于其它两种方案,所提方案在快衰落信道下,可获得三阶的分集增益;在慢衰落信道下,也可获得更高的编码增益。最后通过仿真验证了分析结果的正确性。     

浅谈无线通信网络中网络编码与协作分集技术

网络编码技术被引入无线通信中,充分利用了无线通信网络的广播特性和数据信息业务的双向特性,在中继节点把不同信源节点发送的干扰用编码关系进行信息融合,提升了无线通信网络系统的吞吐量和通信效率。无线通信传输环境有很多不确定的因素,为了保证传输的可靠性,引入了分集的概念,通过传送多个统计独立的信号以供译码。无线通信环境中,分集技术是一种有效的抗衰落方法。     

多中继协作通信系统的中断概率分析

协作分集不仅能提升数据传输速率,还可以提高数据传输的稳定性。协作通信方法使用带有一根天线的移动台,在多用户环境中可以共享其他移动用户的天线,这样可产生多根虚拟发射天线,进而得到相应的分集增益,改善移动通信系统的性能。现在通过研究发现,在多中继协作通信中,非对称信道采用放大转发方式下的中继传输,在AF重复转发和机会转发2种方式下表现出了较小的链路中断概率,系统性能得到明显的提升。     

基于率匹配Turbo码的协作通信验证系统

为提高短距离无线通信系统的可靠性,基于单片机C8051F120和射频芯片CC1101设计了采用率匹配Turbo码的协作通信验证系统。在该系统中,控制节点通过发送控制帧,实现系统中所有节点的同步。源节点和中继节点采用基于率匹配Turbo码的编码协作方案,目的节点通过迭代译码,同时获得了编码增益与分集增益。实际环境中的测试结果表明,与点对点传输相比,基于率匹配Turbo码的协作通信传输方案能显著降低误包率,提高通信系统的可靠性。     

网络编码在无线通信网络中的应用

网络编码是一种可以逼近网络容量传输理论极限的有效方法,在无线网络环境。中有着广泛的应用前景。在无线中继网络中采用网络编码技术,可以使中继节点同时为多个用户转发数据,从而获得较高的转发效率。网络编码在无线中继网络中的典型应用方案包括噪声中继采用置信传播算法实现网络编码,复数域网络编码算法以及信道编码和网络编码联合设计方法,它们均可在获得较高网络吞吐量的同时实现完全分集。在多用户协作通信网络中采用网络编码技术,可获得更高的分集增益以及更低的符号错误概率。     

基于有限域网络编码的中继选择方法

针对采用有限域网络编码的多源多中继协作通信系统,提出一种以极大最小距离可分码作为网络编码的自适应中继选择方法,将网络编码技术与中继选择技术相结合来提高系统的复用增益。通过分析系统的中断概率性能,得到系统的分集复用折中,由此证明自适应中继选择方法能够在保持协作系统获得满分集增益的同时,使得系统的复用增益不低于1/2。仿真结果表明,自适应中继选择方法优于传统的网络编码协作方法。     

机会式网络编码在分布式协作网络中的应用

协作通信技术是一种新型的空间分集技术,用户节点彼此共享天线,获取分集增益,有效提高系统性能。网络编码能够减小系统中断概率,解决网络拥塞问题,从而提高传输有效性。文章主要研究了机会式网络编码在分布式天线协作通信系统中的应用,分析了其中断概率。结果表明网络编码可以节省时间成本,提高系统吞吐量。其中,当用户和中继之间不存在误码时,网络编码能够减小系统的中断概率;当用户和中继之间存在误码时,机会式网络编码的中断概率最低。     

协作通信系统的中继选择算法研究

协作通信作为一种新颖的无线通信技术,它的主要思想是通过中继节点参与协作传输,在目的端获得两个或者多个在空间上独立的信号样本,实现空间分集,获得分集增益.因此如何合理选择中继节点成为协作通信的关键问题之一.本文在协作通信模型及原理的基础上,对基于信道状态信息的中继选择算法进行了介绍,并对具体的选择算法的性能进行了仿真.     

基于网络编码的系统中断性能分析

在无线通信中,信道的衰落会降低信号传输的可靠性,影响通信质量。协同分集技术作为一种对抗衰落的有效手段,能提高无线通信性能,已经得到了广泛的研究和应用。为了更有效地利用信道资源,本文提出了基于机会式网络编码的协同机制。在两个节点A和B与一个中继节点R相互协同向基站D发送数据的仿真场景下,研究非协同通信机制、传统协同通信机制和机会式网络编码的协同通信机制下的系统中断概率。理论分析和系统仿真表明,当节点A与B之间的链路以及节点A,B到中继R的链路存在衰落的情况下,机会式网络编码的协同策略具有较好的性能。      

基于网络编码的用户协作分集系统性能分析

针对非协作通信和传统协作通信系统不能达到高天线分集增益的问题,提出基于网络编码的用户协作系统模型.研究了基于网络编码不同协作用户的天线分集增益,并分析非协作机制、传统用户协作机制和基于网络编码用户协作机制的中断概率.理论分析和系统仿真表明,基于网络编码的用户协作系统能显著降低系统中断概率,获得更大的分集增益,且协作用户数越多,系统分集度越好.     

一种基于源端网络编码和交替传输的中继协作方案

针对源节点通过两个中继向目的节点发送数据的无线通信系统,为了减小传统中继协作方案的复用损失,提出了一种将源端网络编码和交替传输有效结合起来的新方案,称为交替源端网络编码(SSNC)。该方案在源端每三个时隙对发送数据进行一次网络编码,并且两个中继在相邻的时隙中交替的发送和接收数据,每个时隙中,一个中继接收源端数据的同时另一个中继转发上一个时隙其接收到的数据给目的端。通过对该方案的中断概率和分集复用折中性能的推导和分析,发现该方案相对于传统的重复编码和分布式空时码方案在获得相同分集阶数的情况下有更高的传输效率,在实际的通信系统中可以兼顾性能和效率。仿真结果证实了我们的结论。      

Space-Time Cooperation Diversity Using High-Rate Codes

In a multi-user communication system, cooperative diversity allows single-antenna mobile sets to achieve transmit diversity. Cooperative diversity improves the communication capacity and enhances the robustness of a wireless link when a single channel alone is not reliable. In this paper, a novel cooperative diversity scheme is introduced that enables simultaneous transmission of non-redundant data from all cooperative terminals. By taking advantages of both high-rate full-diversity space-time codes and the cooperative diversity, the proposed method provides high diversity gain beyond the number of physical transmit antennas without compromising the data rates. In essence, the proposed system aims at higher data rates over the non-cooperative counterpart, while maintaining the full diversity gain.     

不对称速率传输中网络编码与信道编码的联合设计

本文针对双向中继信道中不对称速率传输的情况进行了研究。在实际双向中继信道的通信传输中,由于信道质量,发射功率,业务需求等条件的不对称,双向信道的传输速率往往也是不对称的。本文提出了一种称为子集编码的方案,将调制、物理层网络编码、信道编码联合起来设计,使得较差信道的信道编码码字为较好信道的子集,这样中继节点可以利用信道编码的线性性质对接收到的叠加信号直接进行译码,从而使译码复杂度降低50%;同时,较好信道使用高阶调制,较差信道使用低阶调制,利用较好信道提高了系统的传输速率。仿真结果表明,与对称速率传输相比,本文提出的方案在提高系统有效性的同时,又保证了系统的可靠性。      

On the Diversity-Multiplexing Tradeoff for Wireless Cooperative Multiple Access Systems

A spectrally efficient strategy is proposed for cooperative multiple access (CMA) channels in a centralized communication environment with N users. By applying superposition coding, each user will transmit a mixture containing its own information as well as the other users', which means that each user shares parts of its power with the others. The use of superposition coding in cooperative networks was first proposed in [E. G. Larsson and B. R. Vojcic, Cooperative transmit diversity based on superposition modulation, IEEE Commun. Lett., vol. 9, pp. 778 780, Sep. 2005. ] , which will be generalized to a multiple-user scenario in this paper. Since the proposed CMA system can be seen as a precoded point-to-point multiple-antenna system, its performance can be best evaluated using the diversity-multiplexing tradeoff. By carefully categorizing the outage events, the diversity-multiplexing tradeoff can be obtained, which shows that the proposed cooperative strategy can achieve larger diversity/multiplexing gain than the compared transmission schemes at any diversity/multiplexing gain. Furthermore, it is demonstrated that the proposed strategy can achieve optimal tradeoff for multiplexing gains 0 les tau les1 whereas the compared cooperative scheme is only optimal for 0 les tau les (1/N) . As discussed in the paper, such superiority of the proposed CMA system is due to the fact that the relaying transmission does not consume extra channel use and, hence, the deteriorating effect of cooperative communication on the data rate is effectively limited.     

信源间全双工协作通信的空时编码算法研究

研究了具有三个全双工源节点的协作通信系统,为提升系统有效性和可靠性,提出了两种信源间全双工协作通信的空时编码方案。将正交空时码理论应用其中,可以有效利用空间分集增益,抵抗多径衰落,提高系统性能。方案分为共享兼传输阶段与协作传输阶段。在共享兼传输阶段进行信源间的信息共享同时也会向目的节点发送信息,在协作传输阶段,源节点间形成虚拟MIMO向目的节点发送信息。推导了系统各个接收端的中断概率,仿真结果表明,与现有源节点工作在半双工模式下的协作传输方案对比,该方案有效提升了吞吐量和中断概率性能,在中断概率为10-3时,该方案有1.5 dB左右的信噪比增益,与无协作传输对比,该方案有约8 dB左右的信噪比增益。      

非对称协作通信中的时变功率分配算法

针对反射、散射影响下的非对称无线协作通信网络,提出了一种时变功率分配(Time Variant Power Allocation, TVPA)算法。根据无线协作网络中,各节点之间信道条件实时变化且不对称的特点,在信号传输过程中对信源节点和中继节点的发送信号功率进行优化分配。借助信道编码定理,将系统错误概率最小的非凸优化问题转化为最大化系统容量的凸优化问题来解。与固定功率分配(Fixed Power Allocation, FXPA)算法和平均功率分配(Average Power Allocation, AVPA)算法相比,该算法能充分利用无线信道的时变特性,重新分配功率以降低系统错误概率。在多种网络模型中的仿真结果表明,准静态瑞利衰落信道下,相比于FXPA算法,TVPA算法可获得多达5.5dB的比特错误概率性能增益。随着网络质量的进一步改善,该性能优势也逐步增大。