码的基本概念网络编码的分类网络编码的优点及应用无线网络编码中判决方案与构造方案对数释然比软信息基础网络编码系统中的硬判决和软判决网络编码构造方法调制技术的介绍相移键控调制技术频移键控调制技术本章小结第三章高斯信道下基于调制三时隙网络编码性能研究高斯信道下调制系统的误码率研究调制的解调结构模型存在频率偏移时非相干解调误码率推导高斯信道下的网络编码方案基于调制的网络编码基于调制的网络编码系统误码率分析仿真结果与分析本章小结第四章瑞利信道下基于调制三时隙网络编码性能研究瑞利信道下的含有频率偏移的误码率研究瑞利信道概述瑞利信道下非相干解调误码率推导瑞利信道下基于的网络编码方案瑞利信道下的基于的网络编码系统模型瑞利信道下基于的网络编码误码率性能仿真分析本章小结第五章调制在网络编码中的应用研究存在频率偏移时调制的性能研究万方数据多进制频移键控在网络编码中的应用研究调制在频率偏移的情况下误码率推导基于调制的网络编码性能分析仿真分析本章小结第六章总结与展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文专用术语注释表专用术语注释表缩略词说明第三代数字通信第四代数字通信模拟网络编码自动重传请求放大转发二进制相移键控二进制相移键控复数域网络编码认知无线网络解码转发快衰落前向纠错国际电信伽罗华域对数释然比低密度奇偶校验码对数正态分布多接入信道最大后验概率网络编码对等网络物理层网络编码有限域送，通过这种方式，目的节点就收到，。然后，节点将收到的信息进行模加操作，即⊕⊕⊕，最终目的节点收到两比特信息和，同样的道理，目的节点也收到两比特信息和。因此，通过网络编码技术实现了最大的系统容量。网络编码的分类在网络编码中，目前研究的网络编码大多是物理层网络编码，大体上分为三种模拟网络编码，有限域网络编码，复数域网络编码。其中应用较为广泛的为有限域网络编码和模拟网络编码。模拟网络编码的概念由等最早提出的，其核心思想是把无线电波信号叠加，将叠加之后信号看作种编码方式，而不是用调制解调和星座映射机制对信息进行编解码。模拟网络编码主要的使用场景为双向中继信道，在中继节点处使用放大转发协议，对接收到的信号进行放大，保证中继处发出的信号，可以有足够大的功率到达目的节点。因为这种方式简便和高效，受到众多研究人员的关注。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章无线网络编码和调制技术概述图模拟网络编码传输图如图中的网络系统模型，网络中各个节点工作在半双工模式，每个节点都是单天线的，节点和节点之间由于距离过大无法直接通信，借助中继节点互通信息。假设信道和噪声在这些时隙里是恒定的，信道状态信息是已知的，增益也是已知的。到中继的信道状态为，信道增益为，高斯噪声为，中继在第个时隙接收到节点发送的信号为节点到中继之间的信道状态信息表示，信道增益用表示，高斯噪声为，那么在第二个时隙，中继在接收到节点发送的信号为在第三个时隙，接收到的信息，之后，在中继处采用放大转发协议，对收到的信息进行模拟网络编码。根据接收信号强度的不同，分配不同的功率，用和表示分配给，的功率系数。中继到节点的噪声用表示，中继到节点的噪声用表示，中继将处理后的信号广播给节点，。那么收到的广播信号为那么收到的广播信号为，其中从上述分析得出，模拟网络编码的实现过程非常简洁，最后在节点，接收的信号中，滤除自己发出的已知信号，就可以得到对方发送的信号。但是在这个实现过程，出现了两个问题是中继采用放大转发协议，转发处理过的信号时，把噪声也放大，使噪声的影响得到了累积，对系统的性能产生了负面作用，如何降低累积噪声对系统性能的影响，是模拟万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章无线网络编码和调制技术概述网络网络编码的个研究方向二是中继在转发信号时，转发了部分终端，已知的信息，这部分信息对终端，来说是无用信息，文献研究了在双向中继信道中，如何实现最优功率的问题，文献研究在多址接入的中继情景下，如何处理功率分配问题。如何降低这部分信息的功率分配，使得这部分已知信息消耗最小的功率也是模拟网络编码的个方向。有限域的网络编码，也称作有限域物理层网络编码，在无线通信的物理层中，以电磁波的形式对信号进行传播，因为无线网络具有广播特性，网络中个节点发送信息，可以被网络中的多个节点获取，个节点也可以同时得到多个节点发送的多个信号。由于信号的叠加会造成相互之间的干扰，因此而严重影响通信的质量。等在年提出了物理层网络编码的概念，充分利用了叠加信号的干扰性，通过两个时隙来完成次信息交换，进步提高了系统的吞吐量。有限域的网络编码在无线通信网络中能够得到应用，服从的原则有以下几个能够将接收到的信号解调，然后将解调出的信号再次的调制发送至目的节点。在目的节点处，能够根据自己的已知条件，从接收信息中得到自己真正需要的信息。物理层网络编码的重点，是网络中的节点收到电磁波信号后，能够对电磁波进行处理，并且拥有相应信号的调制解调能力。在中继处，可以将获得的信号，映射到相应的信息比特流的伽罗华域，把叠加信号的看成种数据处理操作，将之看作编码算法的部分。下面，通过对三种传输方案的比较非网络编码方案，网络编码方案以及有限域网络编码方案，来说明下有限网络编码的具体实现过程，以及使用有限域网络编码后，系统可以带来的增益。网络节点，要互相通信，由于地理位置或距离的因素，导致两者无法直接通信，需要借助中继节点完成通信，为种特定的调制方式，和为源节点，发送的比特信息。传统的储存转发方案图存储转发方案框图在实际的无线通信情况下，网络设备般的工作模式为半双工模式，即在同时间内，网络中的传输装置不能同时接收信息和发送信息。在网络编码的概念出现之前，网络中的节万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章无线网络编码和调制技术概述点只能采用储存转发的模式转发信息。在第个时隙，节点将已经处理的信息传输给中继节点，节点在放大转发协议的原则下，对收到的信号进行解调处理，在第二个时隙，中继将调制后的信号发生给节点，节点解调出所需信息。在第三个时隙，网络节点发送已经处理的到中继。在第四个时隙，中继将接收的信号解调，然后调制后信号转发给节点，节点解调出所需信息。通过这个过程，网络节点和完成了次通信，整个通信过程总共需要经历四个时隙。网络编码方案图网络编码方案框图如图，在通信过程中，使用网络编码技术，中继处使用解码转发协议处理信息。节点和要交换比特和，在第个时隙时，节点将已经处理过的信号传输至中继处，中继收到信号后，通过相应的解调方式得到节点发送的信息。在第二个时隙时，节点将已经处理的信息传输到中继，中继通过解调接收到的信息，得到节点发送的信息。第三个时隙，中继将在接收到节点和的信息后，对其做编码处理，即⊕，将处理过的信号⊕调制，然后广播发送至节点和，节点和通过相应的解调方式恢复⊕，根据本地的信息就可以得到对方发送的信息。例如节点解调出信号⊕后，然后依据自己发送的信息，进行⊕⊕的处理，通过这种方式，得到节点的发送信息，同样道理，通过这种方式，节点也可以得到节点的信息。想比于传统的储存转发的方式，基于网络编码的通信完成次信息交换只需要三个时隙，节省了个时隙，提高了通信效率。有限域网络编码方案万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章无线网络编码和调制技术概述图有限域网络编码方案框图有限域的网络编码框图如图，最大限度的利用了无线通信的广播特性，在中继节点处，同时获得节点以及节点发送的信号和，将获得的信号作相加处理，即，然后将解调出的信号，再次调制后的信号⊕广播传输至节点和节点。节点和节点按照相应的解调方式解调接收信号，解调出⊕，然后根据自己的发送信号的到对方的信息。例如节点利用自己的发送比特和解调出的信息⊕，根据⊕⊕，获取到节点发送的信息，节点也可以通过这种方式获取发送的信息。由上述的传输过程可以得出，通过有限域网络编码的方式，节点和节点实现整个通信过程，仅需要使用了个时隙，相比于储存转发模式以及传统网络编码模式，这种方式很大程度的提高了系统的吞吐量。复数域的网络编码的实现和模拟网络编码相似，都是以有限域的网络编码为基础，在中继节点处，设计映射星座，对收到的信号联合解调，将混合信号的操作转换到比特级别上的。相较于实数域的网络编码方案，网络中使用复数域的网络编码，可以获得更高的吞吐率。下面通过对比两个传输方案，来说明复数域网络编码的优势。⊕⊕图实数域上的网络编码图复数域上的网络编码节点和节点向目的节点传输比特信息和，通过中继二次传输，实现系统的分集增益。在图中，系统采用实数域的网络编码方案，信源节点发送比特，信源节点发送比特，为了防止信号间的相互干扰，在第个时隙，节点向目的节点以及中继传输比特，在第二个时隙，节点向目的节点和中继传输比特，在第三个时隙，中继将获得到的和进行编码处理操作，得到信息⊕，然后再将信息⊕传输到目的节点处。目的节点可以根据⊕⊕，得到的副本，实现分集增益，同样的方万方数据单位代码密级公开硕士学位论文论文题目基于调制的网络编码技术的研究王恒永朱卫平教授信号与信息处理无线通信与信号处理技术工学硕士二〇四年四月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研