無線多跳網(wǎng)絡(luò)中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)通過在中繼節(jié)點(diǎn)處對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼來提高中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。在此基礎(chǔ)上，物理層網(wǎng)絡(luò)編碼（Physical Layer Network Coding，PNC）將數(shù)據(jù)包的編碼運(yùn)算放在物理層上進(jìn)行。在采用物理層網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包，攜帶數(shù)據(jù)包的信號(hào)在空間內(nèi)疊加，中繼節(jié)點(diǎn)從疊加的信號(hào)中提取編碼后的數(shù)據(jù)包。通過采用物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量得以進(jìn)一步提高。
　　本文重點(diǎn)研究在無線多跳網(wǎng)絡(luò)中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)

2、現(xiàn)方案，主要包括支持物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的介質(zhì)訪問控制(Medium Access Control，MAC)協(xié)議設(shè)計(jì)、物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中自適應(yīng)傳輸速率方案的設(shè)計(jì)以及二者的結(jié)合。
　　由于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)間的同時(shí)發(fā)送存在一定困難，現(xiàn)有的大多數(shù)關(guān)于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的研究均在簡(jiǎn)單的MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行。然而，這些簡(jiǎn)單的MAC協(xié)議不適用于一般的多跳網(wǎng)絡(luò)。本文提出一種支持多跳網(wǎng)絡(luò)中物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式MAC協(xié)議(簡(jiǎn)稱PNC-MAC)。該協(xié)議基于載波監(jiān)聽多

3、址接入(Carrier Sense Multiple Access，CSMA)機(jī)制，并且在IEEE802.11協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充。在支持物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的同時(shí)，PNC-MAC也支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼和傳統(tǒng)（采用路由的）中繼方式。仿真結(jié)果表明，PNC-MAC在多種無線應(yīng)用環(huán)境中具有優(yōu)勢(shì)。
　　為了在不同的信道條件下取得最佳的性能，本文分別針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)和去噪轉(zhuǎn)發(fā)方式的物理層網(wǎng)絡(luò)編碼，提出自適應(yīng)傳輸速率的方案。在自適應(yīng)地調(diào)整傳輸速率的同時(shí)，也