功率分配和网络编码在无线通信协作分集中的应用new

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1、南京邮电大学硕士学位论文功率分配和网络编码在无线通信协作分集中的应用姓名：古金凤申请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：赵生妹20090401南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要作为无线网络的前沿课题，协作通信在无线Adhoc网络、无线传感器网络、无线局域网(WirelessLocalNetwork，WLAN)等新一代网络中具有广阔的应用前景。利用无线网络的广播特性，协作通信通过协作伙伴的“旁听"及对旁听获得的信息处理、传送等手段，可以有效地降低无线链路的衰落和不稳定性，提高网络的可靠性和数据传输速率，扩展了网络的覆盖范围。因此，结合信号处理技术，研究无线网络中

2、协作通信机制、协作方案及其性能具有重要的理论意义和参考价值。本文首先介绍了协作分集的基本原理。在此基础上，研究了重复编码协作系统的功率分配问题。在总功率P一定的条件下，从误码率(BER)f15发，利用大信噪比条件下误码率的下界或上界进行功率优化分配，推导出了信源和中继器间分别采用AF和DF协议时的最优功率分配表达式。在所建系统模型基础上，通过MonteCarlo仿真获得系统性能，结果表明：所提出的功率优化分配方案可以有效地降低系统误码率，提升系统的中断概率。其次，探讨了网络编码在DF协作分集无线通信系统的应用。在静态DF和自适应DF协作系统中，本文进行了有无网络编码的

3、中断概率理论分析和相应的Matlab仿真。结果显示：当交互信道质量较差时，采用网络编码协作可以改善系统的中断概率性能；在自适应DF网络编码协作系统中，当信息速率R和交互信道质量一定时，第一帧分配的功率越多，中断概率越小。此外，分析并比较了传统的DF协作和自适应网络编码协作系统的分集一复用增益性能。结果表明：自适应DF网络编码协作不仅可以获得二阶分集增益，而且可以提高系统频谱利用率。最后，提出了一种基于空时码的协作网络编码方案(CooperativeNetworkCodingbasedonSpace．Timecode．ST．CNC)，推导出采用ST．CNC的两跳链状网络

4、中端到端信息交换的误比特率，分析了该方案带来的分集增益和网络编码增益。结果表明；相对于传统的多跳链路的数据交互策略，该方案能够带来明显的性能增益。关键词：协作分集空时编码网络编码功率分配南京邮电大学硕士研究生学位论文AbstractCooperativecommunicationinwirelessnetworksexploitsthenaturalbroadcastingcharacteristicofradiotomakethesignaltransmittedtotargetreceiveroverheardbythecooperativepartners．It

5、carlnotonlyreducetheimpactofthefadingandvarietyofthewirelesslinks，butalsoimprovethereliability,dataratesofnetwork．Inthispaper,westudythecooperativecommunicationmechanism，cooperativeschemedesignanditsperformancebasedonsignalprocessingtechniques．First,theprincipleofcooperativecommunicatio

6、nsisintroduced．Basedonit,thepowerallocationschemeisconsidered．Ontheassumptionofconstanttotaltransmitpower，anoptimalpowerallocationschemebetweensourceandrelayisproposedrespectivelyintheAmplify-and··ForwardprotocolandtheDecode—and··ForwardprotocolbyusingthelowerboundorupperboundofBitError

7、Rate(BER)inhighSNRasobjectivefunction。ThesimulationresultsshowthattheproposedschemereducesBERandenhancesthesystemperformancebydecreasingtheoutageprobabilityincomparisontothatsystemwithuniformpowerallocation．Then,thenetworkcodingtechniquesisappliedinthecooperativediversityscheme