无线通信系统中网络编码技术的研究.pdf

摘 要
无线通信（Wireless Communication）空间是开放的，无线通信链路之间存在差异性。在
对称速率双向中继信道（Two Way Relay Channel, TWRC）中考虑该差异性，为使得较差链路
传输的可靠性得到保证，较优链路必须以较差链路为准则降低其传输速率。针对这些问题，
本文重点研究了非对称速率的双向中继信道传输系统。在系统实现过程中，通过网络编码
（Network Coding, NC）技术，把通信节点之间信号的干扰转化成编码效益，提高了通信系统
的可靠性和传输效率。论文的主要研究工作包括：
（1）提出了 2 个时隙的非对称速率双向中继信道的物理层网络编码方案。方案中，在源
节点采用非对称的分集映射调制方式，在较差链路中加入已知先验信息，实现了非对称速率
信息的网络编码，提升了通信系统的信道容量；在中继节点设计一个叠加信号的映射星座，
对接收到的叠加信号可进行联合解调，提高了系统工作效率。
（2）在存在直接链路的双向中继信道中，引入网络编码技术和分集技术，运用非对称调
制方式实现了源节点之间非对称速率信息的交互。通过分集技术，发送多个统计独立的信号，
提供了更多的译码信息，增加了通信的可靠性。在源节点译码过程中，针对接收到的多个信
号副本，设计了一个多输入的联合译码方案，提高了译码性能。
（3）应用非对称信道编码和网络编码技术实现双向中继信道中非对称速率的传输。利用
非对称信道编码方式，根据通信链路传输质量，通过在较差链路中加入较多的冗余信息，保
证了传输的可靠性，并且在较优链路中采用低冗余的信道编码，传输了更多的信息。

关键词: 无线通信，网络编码，双向中继信道，非对称速率，联合译码
I
Abstract
Wireless communication channels are exposed in the fading and discrepant from each other.
Fully considering the differences of wireless communication environment, this paper takes a
different information transmission rate according to the quality of the communication links in Two
Way Relay Channel. Meanwhile, the network coding can turn signal interference into coding
efficiency. So, it can improve network throughput and scheme of asymmetric data
transmission not only makes full use of the better link to transmit more data, but also considerates
the reliability of the worse link. The content of the paper includes three parts:
First, the paper proposes a scheme to achieve the information transfer in two time slots in
asymmetric Two Way Relay Channel with network coding. The scheme designs a constellation of
the superimposed signal at the relay node to joint demodulate. In the source nodes, it takes a sub-set
mapping modulation mode to achieve the asymmetric rate information transmission.
Second, it applies network coding and diversi