基于網(wǎng)絡(luò)編碼的用戶分組傳輸策略研究

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1、基于網(wǎng)絡(luò)編碼的用戶分組傳輸策略研究摘要：與當(dāng)今常用的中繼策略與方式相對比，采用基于網(wǎng)絡(luò)編碼的傳輸方式不但很大程度上增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量，述可以大大節(jié)省發(fā)射功率。筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，首先簡單介紹了I辦作通信和網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，并重點(diǎn)對協(xié)作通協(xié)作屮繼網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸方式進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸Abstract：Comparedwiththetraditionalrelayscheme,theusergroupingschemesbasedonnetworkcodingcansavethetransmi

2、ssiontimeslotsandthetransmitpower.Thisthesisfocusesonthekeyissuesofcoopcrativccommunicationtochnologythatcombinedwithnetworkcoding,whichbasedonwirelesscooperativenetworks,studysmainlyanddeeplyontheusergroupingschemesbasedonnetworkcodingincooperativecommun

3、ications.Keywords:CooperativeCommunication.NetworkCoding,transmission1.概述最尖端的通信網(wǎng)絡(luò)編碼和協(xié)作通信技術(shù)相結(jié)合，為無線通信技術(shù)帶來了嶄新的研究方向。為使協(xié)作通信系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳，點(diǎn)對點(diǎn)通信可以使用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)作為原有研究的突破口，指導(dǎo)中繼節(jié)點(diǎn)從全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕嵌冗M(jìn)行信息處理，并進(jìn)一步改善無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，結(jié)合傳統(tǒng)的物理層技術(shù)，諸如改變無線傳遍環(huán)境、分集技術(shù)、信道編碼等。同時引入網(wǎng)絡(luò)編碼在無線多播網(wǎng)絡(luò)，可以在有線網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到的最大流

4、最小割理論的上限，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)的信息理論已被香港屮文大學(xué)R.Ahiswede等人論證。2.協(xié)作通信技術(shù)在多用戶環(huán)境屮，多個單根天線的移動終端根據(jù)一主的傳輸I辦議分享他們的天線生成的一個虛擬的MIMO系統(tǒng),使之得到如空間分集般類似MIM0系統(tǒng)的增益，即為協(xié)同通信技術(shù)的基本思想。起源于屮繼通信的協(xié)作通信技術(shù)在許多方而比屮繼通信具有更好的特性。屮繼節(jié)點(diǎn)在屮繼通信屮只是作為屮介的存在，不具有信息傳遞職能。所有用戶在協(xié)作通信中同時兼顧傳輸自己信息和將其合作伙伴信息進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)以提高主信道的信道容屋。在中繼通信的

5、中繼節(jié)點(diǎn)僅僅是為用戶的通信范圍內(nèi)捉供一個不具有分集功能的輔助通道。協(xié)作通信是指兩個用戶是彼此的中繼節(jié)點(diǎn)，既作為另一個用戶的信息傳輸站，同時與基站交換信息。以此可得出協(xié)作分集增益，即協(xié)作通信讓單天線用戶得到分集增益，從而提高了移動通信系統(tǒng)的性能。協(xié)作通信技術(shù)是一項(xiàng)極具發(fā)展?jié)摿Φ暮?G技術(shù)，不但在蜂窩網(wǎng)絡(luò)這種集中網(wǎng)絡(luò)中有著極大作用，在無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用環(huán)境中同樣具有極大的優(yōu)化增益作用，擁有優(yōu)越的全面性。3無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在中間節(jié)點(diǎn)功能限制的傳統(tǒng)觀念突破，允許和促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)

6、點(diǎn)的信息融合為網(wǎng)絡(luò)編碼的核心思想。提出使川線性網(wǎng)絡(luò)編碼或非線性網(wǎng)絡(luò)編碼，以實(shí)現(xiàn)對不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)區(qū)別對待，確定市最小割最大流量定理限制的網(wǎng)絡(luò)容量上限是于冇線網(wǎng)絡(luò)中最先提出的概念。然而，隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)，在無線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)編碼有看更大的發(fā)展?jié)摿?，特別是在無線網(wǎng)絡(luò)信道中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)非常符合英廣播性質(zhì)。無線網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)編碼中已經(jīng)成為一個熱門的研究課題。無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和無線傳輸信道的哀落特性決定著無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)之間的顯著差界。與通過使用光纖或電纜等實(shí)體媒介形成的具有獨(dú)立鏈接與固定特性的有線網(wǎng)絡(luò)不同

7、，無線網(wǎng)絡(luò)由于移動節(jié)點(diǎn)和分布地域限制的節(jié)點(diǎn)之間的通信限制，不僅具有時變特性的時域和關(guān)性，也有空間域相互制約的和關(guān)性限制，以及時變衰落信道的隨機(jī)時間域和不可靠的信號傳輸?shù)挠绊?。因此網(wǎng)絡(luò)編碼從有線到無線網(wǎng)絡(luò)，提高有效性和無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸可靠性，需理解透徹的一個首要的問題是在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和傳輸特性，即無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力的細(xì)致研究以及網(wǎng)絡(luò)模型提取的加強(qiáng)。木研究確定的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的極限不僅具有重要的理論意義，而但對如何將網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)屮實(shí)際應(yīng)用有著極重要指導(dǎo)作用。依托具有不可靠性和物理層廣播特性的無

8、線網(wǎng)絡(luò)鏈路，傳統(tǒng)路由應(yīng)用，跨層設(shè)計(jì)技術(shù)不能解決的問題可以通過網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用解決，具體而言，在無線網(wǎng)絡(luò)屮的網(wǎng)絡(luò)編碼可以提高吞吐量，特別是組播吞吐量，可以降低無線傳輸?shù)哪芎模瑴p少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的數(shù)th使用隨機(jī)的網(wǎng)絡(luò)編碼，即使節(jié)點(diǎn)或鏈路網(wǎng)絡(luò)故障部分故障或失效，在最終口的地節(jié)點(diǎn)仍然可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的容錯和魯棒性；只需要使用網(wǎng)絡(luò)編碼，不需要復(fù)雜的加密算法就能使網(wǎng)絡(luò)更加安全。4協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中的傳輸策略基于網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中