星地一體化雙向中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議研究

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1、碩士學(xué)位論文星地一體化雙向中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議研究STUDYONNETWORKCODINGPROTOCOLINSATELLITE-TERRESTRIALCOMMUNICATIONTWO-WAYRELAYSYSTEM陳佳音哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月中圖分類號(hào):TN927.2學(xué)校代碼:10213UDC:621.39密級(jí):公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文星地一體化雙向中繼系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議研究碩士研究生:陳佳音導(dǎo)師:劉曉鋒教授申請(qǐng)學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科:信息與通信工程所在單位:電子與信息工程學(xué)院答辯日期:2016年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classifi

2、edIndex:TN927.2U.D.C.:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONNETWORKCODINGPROTOCOLINSATELLITE-TERRESTRIALCOMMUNICATIONTWO-WAYRELAYSYSTEMCandidate:ChenJiayinSupervisor:Prof.LiuXiaofengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringInformationandCommunicationSp

3、ecialty:EngineeringSchoolofElectronicsandAffiliation:InformationEngineeringDateofDefence:June,2016Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要由于衛(wèi)星和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的固有特點(diǎn),單純依靠某一種系統(tǒng)難以滿足人們的通信需求。因此,提出了將衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面通信系統(tǒng)結(jié)合的星地一體化網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字視頻廣播-衛(wèi)星業(yè)務(wù)到手持終端(DigitalVideoB

4、roadcasting-SatelliteservicestoHandhelds,DVB-SH)系統(tǒng)是星地一體化網(wǎng)絡(luò)成功應(yīng)用的場(chǎng)景之一。但由于衛(wèi)星通信對(duì)視距信道的依賴和實(shí)際通信環(huán)境的不理想,需要引入中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高服務(wù)質(zhì)量的通信。而星地一體化雙向中繼通信系統(tǒng)存在固有特性,使得其應(yīng)用存在困難。因此,需要針對(duì)其特性設(shè)計(jì)高效的傳輸方案,提高系統(tǒng)的吞吐率、降低誤碼率,實(shí)現(xiàn)滿足用戶需求的高速率高質(zhì)量通信。論文首先分析了課題背景以及在星地一體化網(wǎng)絡(luò)中使用雙向中繼技術(shù)的意義,結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析了當(dāng)前星地一體化雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及未來(lái)的研究方向。然后研

5、究了星地一體化網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu),建立了星地一體化雙向中繼通信系統(tǒng)模型和基于馬爾科夫鏈的星地鏈路信道模型,并根據(jù)星地一體化通信的特點(diǎn),分析了實(shí)際通信中會(huì)出現(xiàn)的四種信道非對(duì)稱情況。其次針對(duì)星地一體化雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中路徑損耗較大、上下行信道條件不對(duì)稱、上下行傳輸數(shù)據(jù)量不對(duì)稱的特性,提出三種將多入多出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合的傳輸協(xié)議。首先,針對(duì)星地一體化雙向中繼系統(tǒng)信道衰落大的問(wèn)題,提出將網(wǎng)絡(luò)編碼(networkcoding,NC)與MIMO技術(shù)結(jié)合,建立MIMO-NC協(xié)議模型并仿真分

6、析其在對(duì)稱信道和非對(duì)稱信道模型下的誤碼性能。針對(duì)MIMO-NC協(xié)議模型在非對(duì)稱信道模型下誤碼性能較差的問(wèn)題,提出將聯(lián)合正交物理層網(wǎng)絡(luò)編碼(Combinedorthogonalphysical-layernetworkcoding,COPNC)與MIMO技術(shù)結(jié)合,建立MIMO-COPNC協(xié)議模型并仿真分析其在非對(duì)稱信道模型下的性能。為了解決COPNC同步要求高以及星地一體化雙向中繼系統(tǒng)信息傳輸需求不對(duì)稱的問(wèn)題,建立MIMO與復(fù)數(shù)域網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)合的傳輸協(xié)議并仿真分析其誤碼性能。本文提出的三種協(xié)議針對(duì)星地一體化雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的特性,有效提高了網(wǎng)絡(luò)的傳

7、輸性能。關(guān)鍵字:星地一體化網(wǎng)絡(luò);雙向中繼;MIMO;網(wǎng)絡(luò)編碼;非對(duì)稱信道I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractInordertoachievethegoalthatpeoplecancommunicatewithanyoneatanytime,anywhere,mobilecommunicationtechnologyhasdevelopedrapidlyintheseyears,theterrestrialandsatellitemobilecommunicationsystemsarethemostrepresentative

8、ones.However,duetothesetwosystems’inherentdefect,itisdifficulttotoachievethegoalrelyononl

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