基于非正交发送的复数域网络编码协作技术研究

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引 言
协 作分 集 技 术 ¨以虚 拟 天 线 阵 的形 式 ，通 过 节 点 间 的协 作 获 取 分集 增 益 ，从 而 减 轻 信 道 衰 落 的影 Ｊ
响；网络编码技术Ｌ通过在 中间节点进行信息合并处理 ，可以提 高系统传输效率 。它们均具有“ ２ Ｊ 多节 点
参 与 、通 过 多 次 收 发 完 成通 信 ” 的特 点 ，因 此 ，协 作 分 集 技 术 与 网络 编 码 技 术 自然 结 合 ，形 成 了 网络 编
口 ：ｏ Ｄ
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码 。 文 结 构 如 下 ： ２节 给 出 Ｃ ＮＣＯ ＮＯ 的方 案 描 述 ； 本 第 Ｆ Ｔ
第 ３节 给 出 目的 节 点接 收 处理 和 系 统 频 谱 效 率 分 析 ；第 ４ 节 给 出仿 真 结 果 与 讨 论 ；第 ５节 总 结全 文 。
第一 跳
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第 二 跳
图 １ 系 统 模 型
２ 系统 模型 与方 案描述
系 统 模 型 如 图 １所 示 ，四个 源 节 点借 助 两 个 中继 节 点 组成 的节 点群 接 入 目的节 点 ， 设源 节 点 与 目 的节 点之 间无 直 达 链 路 。所 有 节 点 均配 置 单 天 线 ，工 作 于 半 双 工模 式 。节 点 之 间 的 信 道 系 数服 从 零 均 值 、 方 差 为 １的复 高 斯 分 布 ，设 信 道 为准 静 态 衰 落 ，在 方 案 进 行 的若 干 时 隙 内保 持 不 变 。接 收节 点 所
受噪声为独立 同分布 、零均值、方差为 Ⅳ 的循环对称复高斯随机变量 。假设节点间理想 同步，接 收端 ｎ 实 现 理 想信 道 估 计 。
每 个 源 以相 同调 制 方 式 发 送 相 同长 度 的数 据 分 组 ，分 组 传 输 时 间 为 一个 时 隙 。数 据 的传 输 过 程 由
码 协 作 技术 ［ ８。 ３］ － 现 有 的 关于 网络 编 码 协 作 技 术 的研 究 中 ， 文献 ［，］ ３４ 采用 二 元 域 上 的 比特 异 或 运 算 作 为 网络 编 码 方 式 ，节 点 间 的 协 作采 用 正交 发 送 形 式 ，即在 不 重 叠 的 时 间段 内进 行 发 送 。文 献 ［～ ］ 网络 编码 方 式亦 ５ ８的 为 比特 异 或 ，利 用 Ａｌｍｏ ｔ 空 时码 ［实 现 协 作 节 点 间 的 同 时发 送 。复数 域 网络 编 码 ¨ 在 中继 节 点用 ａ ｕｉ ９ 】 】
后 同时 发 送 ， 以提 高 多跳 多用 户 传 输 系 统 的 频谱 效率 。文
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献 ［２提 出的 空 时码 设 计 ， 虽 然 其 发 送 矩 阵 在 形 式 上 与 本 １］
文 提 出 的 ＣＦ Ｏ ＮＯＴ相似 ，但 是该 文 献 并 未 涉 及 网络 编 ＮＣ
Ｒ２
收稿 日期 ｔ ０ ０１ －８ ２ １—０１ 修 订 日期 ：２ １－１２ ０ ０１ －９
基 金 项 目 ：国 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目： 高 频 谱 效 率 的无 线 网络 编 码 协 作 新 技术 研 究 （ ０ ７ ０ ３ ６８２４ ）
第 １ 期
冯强等：基于非正交发送 的复数域 网络编码协作 技术 研究
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源． 中继 、 中 继． 目的两 跳 组 成 。
传 统 中 继 方 案 ３ （ Ｒ）中 ，第 一 跳 传 输 过 程 为 ：在 四 个 连 续 时 隙 内，每 个 源 节 点 Ｓ，＝１ ，４ 播 ＪＴ ，３ 广 ｉ ２， 各 自的 分 组 Ｄ ，＝１，４，假 设 中继 节 点 Ｒ 、 Ｒ 均 无 差 错 地 接 收源 节 点 的数 据 。第 二 跳 ，由指 定 中继 节 ，３ ｉ ２，
行 简化译 码 即可实现 最佳 检测 。在两 跳 的多接 入环境 中 ，分析 了该技 术 的频 谱效率 。结 果表 明 ，在 高信 噪 比区域 ，相
对 于传 统 的和 基于 Ａ ａ ｕｉ 的数据 传输 方案 ，Ｃ ＮＣ ＮＯ ｌｍｏ ｔ码 Ｆ Ｏ． Ｔ的频谱 效率提 升 了 １ 。 ／ ３ 关键 词 ｔ非正 交 ；复数域 ；网络编码 ；协 作通信 中圈分类 号 ｔ Ｎ９ ９３ Ｔ １ ． 文献 标识码 ｔＡ
第１ ７卷 第 １期 ２ １ 年 ２月 ０２
文 章 编号 ： １０ ・２ ９（０ ２ ０ —０ ００ ０ ７０４ ２ １） １０ ６ ．５
电路 与 系 统 学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＩ ＲＣＵＩ Ｓ ＡＮＤ ＹＳ Ｅ Ｓ Ｔ Ｓ Ｔ Ｍ
Ｖ Ｏ１１ ．７
Ｎ Ｏ． １
（ ｍｐｅ ｉｌ ＮｅｗｏｋＣ ｄ ｄＣ ｏ ｅａｉｎＢａｅ ｎＮｏ —ｒ ｏ ｏ ａ Ｔａ ｓ ｓｉｎ Ｃｏ ｌｘＦｅｄ ｔ ｒ ｏ ｅ ｏ ｐ ｒｔ ｓｄｏ ｎｏｔ ｇ ｎ ｌ ｒｎｍｉ ｏ ，ＣＦ Ｏ— ｏ ｈ ｓ ＮＣ ＮＯＴ） 。中继 节 点对接 收数 据 进行 复数域 网络 编码 处理后 同时发送 ，在减 小无 线信道 衰落 影响 的同 时，提 高了传 输 的有 效性 ，并且 在 目的节 点进
复 系 数 对 译码 后 的调 制 符 号 进 行 线 性 合 并 ，将 网络 编 码 运 算 的 数域 由二元 域 扩 展 到 复 数 域 ，节 点 间协
作 采 用 正 交 发送 形 式 。 本 文 提 出一种 基 于 非正 交 发 送 的复 数 域 网 络编 码 协 作 ．
技术 （ Ｆ Ｃ ＮＣ０一 ＮＯＴ） ，两 个 中继 节 点 进 行 复 数域 网络 编 码
Ｆ ｂ ａｙ， ２ １ ｅｒ ｒ ｕ ０２
ห้องสมุดไป่ตู้
基 于 非 正 交 发 送 的 复数 域 网 络 编 码 协 作 技 术 研 究
冯强， 于 宏 毅
（ 息 工 程 大 学 信 息 工 程 学 院 ，河 南 郑 州 ４ ０ ０ ） 信 ５ ０ ２
摘 要 ｔ为 提 升 多跳 多用 户 传 输 系 统 的 频 谱 效 率 ，本 文 提 出一 种 基 于 非 正 交 发 送 的 复数 域 网 络 编 码 协 作 技 术