隨機和復數(shù)域網(wǎng)絡編碼的預編碼研究.pdf

1、網(wǎng)絡編碼作為21世紀以來信息領域的一次革命性突破，近年來取得了飛速發(fā)展。研究已表明，網(wǎng)絡編碼通過允許網(wǎng)絡節(jié)點對傳輸?shù)男畔⑦M行編碼等處理，為無線網(wǎng)絡帶來更高的吞吐量、可靠性和魯棒性。但是，應用網(wǎng)絡編碼，節(jié)點進行數(shù)據(jù)處理的計算復雜度增加，這必將給網(wǎng)絡帶來額外的開銷。此外，在多源無線協(xié)作通信網(wǎng)絡中，如何處理各源節(jié)點發(fā)送信號之間的相互干擾仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。因此，研究新的更優(yōu)的網(wǎng)絡編碼傳輸策略成為網(wǎng)絡編碼在實際應用中的關鍵問題。
　　本文

2、簡要分析了國內(nèi)外網(wǎng)絡編碼的研究背景與意義，總結了網(wǎng)絡編碼的發(fā)展歷程，介紹了網(wǎng)絡的數(shù)學模型及網(wǎng)絡編碼的基本原理。在閱讀大量文獻和網(wǎng)絡編碼理論的基礎上，依據(jù)隨機網(wǎng)絡編碼和復數(shù)域網(wǎng)絡編碼的特點，研究出兩種新的網(wǎng)絡編碼傳輸策略。主要工作和成果如下：
　　(1)提出了一種能同時減少編碼節(jié)點數(shù)和提高可靠性的LCHR(Low complexity andhigh reliability)編碼方法。首先，采用一種關鍵路徑選取算法選取網(wǎng)絡中的關鍵路

3、徑；然后，以任意一條關鍵路徑為簡單路徑，在此基礎上建立特殊的通信子網(wǎng)-超路徑，利用空間多樣性來提高網(wǎng)絡可靠性；最后，結合一種新的GOSSIP算法和一種基于GOSSIP思想的分布式算法在已建立的超路徑中進行數(shù)據(jù)傳輸。所提出的算法基于隨機網(wǎng)絡編碼，不同于現(xiàn)有的編碼算法，LCHR算法在提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性的同時，可以避免同一節(jié)點多次接收到相同的消息，并選擇有需要的節(jié)點進行編解碼操作，在保證可靠性的同時減少了整個網(wǎng)絡的通信損耗。仿真實驗結果驗證了

4、該方法的性能優(yōu)勢。
　　(2)基于復數(shù)域網(wǎng)絡編碼提出了一種新的JTD-CFNC(Joint transceiver design-Complex field network coding)預編碼方案。首先，設計一種等相位預編碼器選取編碼復數(shù)θ以降低數(shù)據(jù)傳輸過程中的誤碼率。同時，提出一種收發(fā)聯(lián)合優(yōu)化的預編碼方案，對收、發(fā)兩端的濾波器進行聯(lián)合設計，在提高系統(tǒng)信道容量的同時，改善整個系統(tǒng)的抗干擾能力。理論分析和仿真結果表明，在信道狀態(tài)信