無線多播中數(shù)字噴泉碼和疊加編碼的聯(lián)合及優(yōu)化研究.pdf

1、隨著移動通信的迅猛發(fā)展，大量的無線多播應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。數(shù)據(jù)鏈路層中傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)，如ARQ技術(shù)等，遠遠滿足不了多播通信的需求。數(shù)字噴泉碼，作為一種專為多播業(yè)務(wù)設(shè)計的新型碼字，具有明顯的低反饋、低譯碼開銷等特性，在多播傳輸中具有顯著的傳輸優(yōu)勢。作為數(shù)字噴泉碼的一種，系統(tǒng)Raptor碼已經(jīng)被3GPP組織的多媒體廣播/組播（MBMS）標(biāo)準(zhǔn)所采納。但是，我們經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的性能往往由性能最差的用戶決定，當(dāng)多播傳輸中用戶之間的性能差異較大時，將導(dǎo)

2、致性能相對較好的用戶需要等待性能最差的用戶完成傳輸，浪費了系統(tǒng)資源。為避免數(shù)字噴泉碼這一內(nèi)在的問題，我們在物理層采用疊加編碼的方法進行調(diào)制編碼，克服用戶差異性帶來的資源浪費，實現(xiàn)了系統(tǒng)吞吐率的提高。
　　 本文首先介紹了數(shù)字噴泉碼和疊加編碼技術(shù)的基本原理，通過對疊加編碼技術(shù)進行了深入的理論分析和大量仿真得出：當(dāng)用戶之間的誤碼率差異較大時，采用疊加編碼能夠使誤碼率較小的用戶將空閑的資源同時用于接收更多的數(shù)據(jù)，而且能保證其誤碼率僅僅

3、與性能最差用戶的誤碼率相當(dāng)且滿足需求，在提高系統(tǒng)吞吐率的同時，較大幅度地提高了資源的利用率。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文又將數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)字噴泉碼和物理層疊加編碼結(jié)合，提出了一種基于疊加編碼的自適應(yīng)噴泉碼傳輸方法，該方法在采用數(shù)字噴泉碼傳輸基礎(chǔ)上，進行普通的調(diào)制和采用疊加編碼調(diào)制之間自適應(yīng)切換，明顯地提升了多播系統(tǒng)的性能，提高了系統(tǒng)的健壯性。當(dāng)用戶之間的誤碼率差異較小時，數(shù)字噴泉碼的多播傳輸優(yōu)勢相當(dāng)明顯，為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，僅采用普

4、通的調(diào)制方式；當(dāng)用戶之間的誤碼率差異較大時，通過調(diào)節(jié)功率的分配進行不同用戶信息的疊加編碼，誤碼率較小的用戶能同時提取出多份信息，以誤碼率為代價提高了系統(tǒng)的吞吐率，但其誤碼率與性能最差用戶的誤碼率相當(dāng)，仍然可以使多播系統(tǒng)保持良好的傳輸性能。
　　 最后，本文對這種基于疊加編碼的自適應(yīng)噴泉碼傳輸方法進行了多方面的優(yōu)化，例如對幀長以及編碼窗口的理論和仿真分析，改進的滑動數(shù)字噴泉碼傳輸方式，多級疊加編碼的功率分配優(yōu)化等，這是進一步探討無