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无线中继网络中网络编码与信道编码的联合设计

作　者: 宋光辉
导　师: 李颖
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 中继信道网络编码软信息编码密度进化高斯近似
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 389次
引　用: 2次
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内容摘要

本文对两源节点共用一个中继节点的无线通信网络作深入的研究,探讨了在无线中继网络中网络编码与信道编码的联合设计问题。文章首先简述了中继信道编码,网络编码的发展历程和联合网络信道编码,讨论了现有的一些典型的编码策略,然后提出了两种网络编码和信道编码的联合设计方案:中继软信息编码和中继的LDPC码设计。对于软信息编码,本文研究了软编码器的工作原理、软编码器的性质和软编码器不能采用反馈型编码器的原因。在软编码译码时,重点探讨了接收端似然比的计算方法。从多个方面将软编码器与普通的硬判决编码器作对比,得出硬编码器是软编码器的特例,软编码能消除错误平层等结论。对于中继信道的LDPC码设计,固定两源节点使用的LDPC码,设计中继节点上的编码方式,以寻找与源节点LDPC码相匹配的最佳中继编码。详细的讲述了其译码过程,并利用已有的LDPC码的密度进化理论,推导出联合译码过程中外信息概率密度的变化过程,建立了与其相应的高斯近似理论。我们以寻找高码率、低复杂度的码为宗旨,利用高斯近似和非线性规划设计中继编码的度分布,通过一种有效地搜索算法,找到了大量高效率的码,这些码仅使用了少量的校验元就使整个系统获得了很好的性能。大量的仿真工作证实了该算法的正确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 引言  7
  1.2 传统协作分集技术  7-10
    1.2.1 放大转发模式(AF)  8
    1.2.2 译码转发模式(DF)  8-9
    1.2.3 编码协作模式(CC)  9-10
  1.3 中继节点上的信道编码技术  10-11
  1.4 中继节点上的网络编码技术  11-13
    1.4.1 网络编码  11-12
    1.4.2 无线中继的网络编码技术  12-13
  1.5 中继节点上网络编码和信道编码联合设计  13-14
  1.6 本文的研究内容及安排  14-17
第二章现有中继编码方案介绍  17-29
  2.1 中继编码协作方案举例  17-22
    2.1.1 分布式Turbo 码  17-19
    2.1.2 自适应中继协作编码  19-22
  2.2 逼近中继容量限的编码  22-24
    2.2.1 Cover 和EL Gamal 的容量定理  22-23
    2.2.2 Bilayer LDPC 码  23-24
  2.3 两信源共用一中继模型的编码策略  24-27
    2.3.1 三种编码方案对比  24-26
    2.3.2 仿真结果  26-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章基于软信息编码的中继传输策略  29-37
  3.1 基于软信息编码的两种实现方案  29-30
  3.2 基于软信息编码的编码器及性质  30-33
    3.2.1 软编码器简介  30-31
    3.2.2 软编码器的性质  31-33
  3.3 终端译码码和软比特似然比检测  33-35
    3.3.1 终端译码器结构  33-34
    3.3.2 中继信道接收端似然比的计算方法  34-35
  3.4 性能仿真及分析  35-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章中继的 LDPC 码设计  37-51
  4.1 中继编码策略回顾及展望  37
  4.2 系统框图与联合译码  37-40
    4.2.1 系统结构框图  37-38
    4.2.2 目的节点的联合译码  38-40
  4.3 外信息的密度进化  40-41
  4.4 基于高斯近似的中继编码优化  41-46
    4.4.1 外信息的高斯近似分析  41-42
    4.4.2 误码率  42
    4.4.3 两步法优化中继编码的度分布  42-45
    4.4.4 修正因子的计算  45-46
  4.5 主要结果与仿真  46-49
  4.6 本章小结  49-51
第五章结束语  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-60
攻读硕士期间完成的论文及科研工作  60-61

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