基于网络编码的协作中继传输系统的优化设计与性能分析-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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基于网络编码的协作中继传输系统的优化设计与性能分析

项目名称：基于网络编码的协作中继传输系统的优化设计与性能分析
项目类别：面上项目
批准号：61071113
申请代码：F010202
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：杨绿溪
负责人职称：教授
依托单位：东南大学
批准年度：2010

中文摘要：

项目拟系统地研究衰落无线信道下基于网络编码的协作中继传输方案，并完成相应的系统性能分析。将主要针对双向中继传输网络和多址接入中继网络结构，采用各种新型的中继编码处理和转发方式，并有效地利用各种MIMO通信技术，结合高性能的信道编码，对网络编码协作中继传输方案进行优化设计，尤其对两时隙的物理层网络编码协作中继传输方法进行重点研究。将利用广义的合并映射网络编码的新概念，并基于计算转发、联合压缩转发、联合估计转发等新型协作中继转发模式，设计出新型的基于部分解码的中继网络编码及转发传输方法。同时对网络编码协作中继传输方案进行系统性能分析，包括容量、误码性能、分集度、中断概率、分集-复用折中等性能的研究与分析。将注重提升中继编码转发后的容错性能，有效地解决误码传播问题，显著地改善网络系统的可靠性和有效性。最后将获得基于合适的性能测度阈值判别的自适应网络编码协作中继传输方案，用于新一代宽带移动通信中。

中文主题词：协作中继处理；物理层网络编码；双向中继；多址接入中继；MIMO通信

英文摘要：

Cooperative relaying；physical network coding；two-way relaying；multiple-access relaying；MIMO communications

英文主题词： Cooperative relaying；physical network coding；two-way relaying；multiple-access relaying；MIMO communications

结论摘要：

本项目主要针对双向中继类协作传输网络和多址接入中继协作网络，研究并提出了多种新型的网络编码协作中继传输方案及其优化设计方法，同时深入研究了它们与MIMO通信技术、信道编码、动态资源调度与分配等其它系统技术相融合的问题，并对采用网络编码的多种中继协作网络传输系统的性能进行了深入的理论分析和综合比较，推导了系统中SNR/SINR的概率分布、中断概率、误码率(BER)以及分集度等性能的闭合表达式，获得了若干有益的结论。项目研究取得较多的创新成果。在网络编码协作中继传输方案及其与其它通信技术的融合方面提出针对分布式双向MIMO多协作中继网络编码系统的预编码方案及其优化设计方法；对多个单天线双向中继网络的分布式预编码传输方案基于最小均方误差准则进行了优化设计；研究基于格的物理层网络编码方法，利用整数优化理论设计出基于可达速率最大化的中继转发方案；提出一种联合网络编码和叠加编码的协作发射策略，无需发射端预知CSI，显著减小了计算复杂度；针对多个MIMO中继辅助的协作通信网络，分别以互信息最大、MSE最小以及QoS要求为准则，联合优化设计了中继线性处理的对角块矩阵与信源预编码、信宿接收机等系统参数；针对MIMO放大转发中继协作网络系统，提出基于系统均方误差最小化以及吞吐量最大化的联合功率分配方法；针对MIMO通信系统中多个单天线分布式中继系统提出了一种信源与信宿联合优化的波束形成方案。在基于网络编码的协作中继传输系统的性能分析方面提出Nakagami信道下双向中继选择的协作传输方案，并完成了其系统性能分析；对Nakagami-m信道下多播中继系统的网络编码传输方案进行了系统中断概率、总速率和误符号率等性能的分析；另外还针对所设计的联合网络编码和双向中继选择的协作传输方案、基于天线选择的双向中继网络物理层网络编码方案，以及协作多中继传输网络中基于QoS的多中继选择传输方案，推导出相应的系统性能表达式。

成果综合统计