異步物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用.pdf

1、物理層網(wǎng)絡(luò)編碼（PNC）是網(wǎng)絡(luò)編碼在物理層的直接應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是有效利用干擾和包疊加時(shí)的網(wǎng)絡(luò)編碼特性。物理層網(wǎng)絡(luò)編碼從映射方式上分為有限域PNC（PNCF）和無線域PNC（PNCI），從實(shí)現(xiàn)方式上分為同步PNC和異步PNC，雙向中繼信道（TWRC）中的PNC是眾多學(xué)者研究最廣泛的領(lǐng)域。本文主要從雙向中繼信道及多址接入信道兩個(gè)方面研究異步PNC的譯碼算法。同時(shí)，基于軟件無線電平臺(tái)，本文分別實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)頻域PNC系統(tǒng)和多址接入系統(tǒng)。

2、　　從理論角度，PNC映射是PNC系統(tǒng)中一個(gè)至關(guān)重要的問題。本文首先引入PNC并結(jié)合前人的工作介紹了有限域PNC和無線域PNC中不同PNC映射方式。其次，本文研究了碼元異步PNC系統(tǒng)的時(shí)域頻域譯碼算法。針對(duì)時(shí)域異步PNC系統(tǒng)，本文在不同的脈沖成型模型及不同采樣方式下研究了異步BP-PNC譯碼算法；在不同碼元異步下，我們仿真并比較了BP-PNC的譯碼性能，其中，在矩形脈沖成型C方式采樣時(shí)，碼元的異步在高信噪比時(shí)不僅不會(huì)降低反而會(huì)提升系統(tǒng)誤

3、符號(hào)率性能。針對(duì)頻域異步PNC，本文介紹了其系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)和頻域譯碼算法。本文中的FPNC系統(tǒng)中使用的卷積碼，因此，針對(duì)卷積碼的維特比譯碼器，本文介紹了匹配其輸入的FPNC譯碼器。本文同時(shí)介紹了物理層網(wǎng)絡(luò)編碼在多址接入網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)編碼多址接入（NCMA）。相比于傳統(tǒng)的MUD譯碼器，NCMA利用物理層和MAC層兩層編碼設(shè)計(jì)及FPNC譯碼器譯碼得出的異或包大大提升了系統(tǒng)性能。針對(duì)NCMA系統(tǒng)，本文詳細(xì)介紹了其兩層編碼系統(tǒng)物理層和MAC層

4、的算法設(shè)計(jì)以及NCMA-TES，NCMA-UES兩種譯碼方程系統(tǒng)。
　　從實(shí)現(xiàn)角度，本文基于NI公司的軟件無線電平臺(tái)USRPN210介紹了實(shí)時(shí)PNC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用此系統(tǒng)，我們比較了FPNC系統(tǒng)與傳統(tǒng)TS系統(tǒng)的吞吐量性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在SNR>8dB時(shí)FPNC系統(tǒng)的吞吐量幾乎為TS系統(tǒng)的二倍?；贔PNC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)時(shí)NCMA系統(tǒng)并比較了實(shí)時(shí)系統(tǒng)中MUD譯碼器，NCMA-TES，NCMA-UES譯碼