基于BP算法的異步物理層網絡編碼的性能研究.pdf

1、物理層網絡編碼(physical-layernetworkcoding,PNC)是網絡信息論重要研究方向之一的網絡編碼在無線網絡物理層應用的自然延伸,它充分利用節(jié)點廣播電磁波的加法特性,能夠顯著提升通信系統(tǒng)整體的吞吐量。隨著4G標準中對無線中繼應用的開放,中繼不再局限于傳統(tǒng)的放大轉發(fā)功能,因此物理層網絡編碼技術在未來無線通信領域中的發(fā)展前景十分可觀。本文主要研究物理層網絡編碼中的多發(fā)射機傳輸信號的異步問題,主要探討中繼處接收信號的符號異

2、步和載波相位異步對物理層網絡編碼系統(tǒng)性能的影響。
　　本文對異步物理層網絡編碼的研究是以無線雙向中繼信道模型為基礎進行的。研究了異步物理層網絡編碼中基于BP算法的中繼譯碼方案的總體架構。該架構可以有效地應對物理層網絡編碼中的符號異步和相位異步。
　　無信道編碼的物理層網絡編碼(unchannel-codedPNC,UPNC)中,充分利用過采樣接收機的處理結果,在中繼處實現(xiàn)基于BP算法的譯碼過程。仿真結果表明BP算法能夠顯著地

3、削減異步導致的不利影響。尤其是在QPSK調制下的BP-UPNC中,當存在半個符號偏移時,相位異步造成的誤碼率性能損失可以從6dB左右下降到1dB以內?；贐P算法的無信道編碼的物理層網絡編碼中,符號異步可以使系統(tǒng)因相位異步引起有限的誤碼性能衰減。
　　有信道編碼的物理層網絡編碼(channel-codedPNC,CPNC)中,在BP-UPNC的基礎上引入了信道編碼,實現(xiàn)中繼處的譯碼。本文使用了一種CCSDS標準下深空應用的LDPC

4、碼與物理層網絡編碼進行整合,并在權衡系統(tǒng)性能和實現(xiàn)復雜度的情況下著重研究了非聯(lián)合的折中方案—XOR-CD方案。通過仿真可以得到與UPNC中類似的結論,符號異步可以改善相位異步造成的誤碼性能衰減。而且由于信道編碼相關性的引入,使得由符號、相位異步導致的系統(tǒng)性能變化比無信道編碼的情況更不敏感。
　　無論是BP-UPNC中還是XOR-CD方案的BP-CPNC中,若符號偏差可控,恰當?shù)囊敕柶顣刮锢韺泳W絡編碼系統(tǒng)對相位異步具有更好的