基于LDPC碼的雙向協(xié)作技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線雙向中繼網(wǎng)絡(luò)利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，賦予中繼節(jié)點(diǎn)信號(hào)處理的能力，充分地利用邊信息，減少了系統(tǒng)傳輸資源的占用，在擴(kuò)大無(wú)線傳輸覆蓋范圍的同時(shí)，能夠有效地提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率。因而近年來(lái)無(wú)線雙向中繼通信受到廣泛關(guān)注。同時(shí)，低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check:LDPC)碼作為現(xiàn)今信道編碼領(lǐng)域的最新研究成果，擁有逼近香農(nóng)極限的卓越性能。相比于Turbo碼，LDPC碼在技術(shù)上更有優(yōu)勢(shì)，更能適應(yīng)未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)高速率傳輸

2、和高性能的要求。如何在雙向中繼通信中，更好地將LDPC碼和網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合起來(lái)，達(dá)到更加優(yōu)越的系統(tǒng)性能，是本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 針對(duì)單中繼的無(wú)線雙向中繼網(wǎng)絡(luò)模型，本文提出了一種基于多進(jìn)制LDPC碼的雙向編碼協(xié)作策略，以提高系統(tǒng)性能。與現(xiàn)有的協(xié)作策略不同，該策略在中繼節(jié)點(diǎn)處將網(wǎng)絡(luò)編碼放在信道編碼前，有效地將網(wǎng)絡(luò)編碼與編碼協(xié)作結(jié)合起來(lái)。考慮到有限域加法與異或運(yùn)算是等價(jià)的，該策略采用比特級(jí)異或的網(wǎng)絡(luò)編碼方案，將網(wǎng)絡(luò)編碼與LDPC解碼

3、無(wú)縫融合起來(lái)，簡(jiǎn)化了目的節(jié)點(diǎn)的解碼操作。從仿真結(jié)果可以看出，該策略很好地將來(lái)自直達(dá)徑和中繼信道的信號(hào)合并起來(lái)處理，同時(shí)獲得了協(xié)作分集增益和編碼增益。另一方面，該策略可以靈活地改變中繼節(jié)點(diǎn)處的碼率，從而有效地改善系統(tǒng)性能。因此，該策略擁有較好的自適應(yīng)特性，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
　　 針對(duì)無(wú)線雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中，由于中繼的位置以及信道衰落所引起的中繼信道非對(duì)稱情況，本文提出了一種基于多進(jìn)制LDPC碼的編碼協(xié)作策略，以盡可能地利用中繼信道

4、來(lái)提高系統(tǒng)性能。該策略在中繼節(jié)點(diǎn)處解碼成功后將重新進(jìn)行編碼，隨后將碼字的校驗(yàn)部分廣播給目的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)將低階的星座圖嵌入到高階的星座圖中，該策略可在不同的中繼信道上使用不同的速率傳輸數(shù)據(jù)。從而，讓信道條件更好的中繼信道傳輸更多的校驗(yàn)信息，提高系統(tǒng)性能。另一方面，中繼節(jié)點(diǎn)解對(duì)來(lái)自兩源節(jié)點(diǎn)的碼字其中之一時(shí)，將采用單向編碼協(xié)作策略，進(jìn)一步提高中繼節(jié)點(diǎn)的工作概率。隨后，對(duì)所提出的策略進(jìn)行了理論分析，并與基于比特級(jí)異或的雙向解碼轉(zhuǎn)發(fā)策略進(jìn)行對(duì)比。通