物理层网络编码

摘要： 对于非对称信道,通信系统两端采用相同调制方式发送信号时会存在误码率高、传输功率浪费等问题.针对以上问题,设计了基于非对称调制的物理层网络编码方案.首先给出方案的系统模型并制定中继节点处的解调映射规则;其次对系统在不同功率分配比下展开分析;最后在系统中引入LDPC码作为信道编码,设计相应的译码映射算法.仿真实验结果表明,在非对称信道条件下,当功率分配比优化为1时,与传统的对称调制方案相比,非对称调制方案的译码准确率提升了7.6%.

摘要： 为解决5G协作通信中基于软消息转发协作(Soft?Message?Forward,SMF)物理层网络编码存在的噪声放大等问题,提出一种基于选择软消息转发(Selective Soft?Message?Forward,SSMF)协作的物理层网络编码及其门限判决译码算法.根据迫零检测后噪声最小的叠加信号可靠性最高原理,从中继节点接收信号集中选择可靠性最高的信号,映射为对数似然比形式,来提升误码率(Bit Error Ratio,BER)性能,并降低复杂度.仿真表明:采用二进制相移键控调制,且各信道为准静态瑞利衰落信道时,所提SSMF协作编码性能相对更优.当BER为10-3时,相对去噪转发分集、SMF及译码转发协作方案,所提协作可分别获得约0.7dB、1.1dB与2.3dB的性能增益.

摘要： 为了解决以无人机作为中继的传统双向通信网资源利用率低的问题,提出了一种基于物理层网络编码的资源优化算法.考虑无人机中继通信网的传输功率约束、无人机最大速度约束和物理层网络编码的同步性需求,建立了联合优化传输功率和无人机轨迹设计的资源分配模型以达到最小化系统中断概率的目的.通过将原非凸问题解耦为2个子问题,并基于KKT条件、拉格朗日对偶法和次梯度法提出了一种迭代算法,实现轨迹设计和最佳系统功率分配的联合优化.仿真结果表明,所提算法可以显著提高系统性能,降低通信中断的可能性.

摘要： 多中继通信系统信息传输过程复杂,存在吞吐率下降、误码率高、安全性能差等问题.针对以上问题,提出多中继物理层网络编码系统与密钥加密技术联合设计的解决方案.首先,阐述三中继双向物理层网络编码系统加密传输的工作机制;然后,构建三中继物理层网络编码与LDPC码、加密算法联合通信模型,设计适应多路信号叠加的中继映射解决方案,推导出该系统的置信传播译码算法公式.实验仿真结果表明,采用的密钥加密技术能有效保证系统数据传输安全性,降低因多中继系统信息传输与信道窃听带来的性能损失;同时,LDPC编译码提升了该系统的译码准确率,系统解密能力得到改善,从而有效提高了多中继通信系统数据传输的有效性、可靠性.

摘要： 针对现有编码技术存在的编译码系统结构复杂、网络传输性能稳定性差等问题,文中提出了一种RA码与网络编码的联合设计方法.RA码融合了Turbo码编码和LDPC码译码各自的优点,采用RA码的BP译码算法,通过将RA码的译码器加入到PNC的信息计算流程中,将基于RA码的信道编码与PNC进行结合.最后,在MATLAB平台上进行仿真,基于AWGN信道获取SNR/BER性能曲线图.仿真结果显示,该方案有效简化了系统结构,降低了系统的信噪比和延迟性,提高了传输性能的稳定性.

摘要： 在双向中继通信系统中,针对物理层网络编码与LDPC码联合方案编译码算法复杂度较高、译码运算时间较长等问题,提出了一种新的系统性能优化方案.首先设计了基于QPSK调制的物理层网络编码与LDPC码联合通信系统模型,给出中继映射方案和系统各节点译码算法;然后分析了联合通信系统中LDPC码的码率、码长、最大迭代次数等因素对系统误比特率性能的影响,对系统性能进行改进优化;最后对系统译码迭代方案进行优化.实验仿真表明,该通信系统优化方案能够保证良好的译码性能、缩减译码运算时间、提升信息交换效率.

摘要： 超密集网络通过小小区的密集部署提升了空间的复用增益,成为解决未来5 G数据流量1000倍及用户体验速率10～100倍提升的有效方案.然而,小小区密集部署带来的干扰问题以及小基站的较小覆盖范围导致的信号衰落,会减小网络容量并降低用户体验.为了同时考虑未来5 G超密集组网"覆盖"和"容量"的问题,提出了基于分层多跳物理层网络编码的吞吐量增强方法.该方法利用超密集网络多节点的异构分层特征,结合多跳物理层网络编码的高频谱效率特性,在无需源节点和终端节点直达链路的情况下,有效提升了超密集网络的吞吐量,节省了源到终端节点的时隙开销,且降低了系统的干扰.最后,通过仿真验证了所提方案的有效性和正确性,相比传统方案有效提升了系统性能.

摘要： 为适应未来通信业务需求,本文研讨了基于单中继的双向Y信道并存网络,其主网用户数为M,次网用户数为N.采用广义信号对齐方法进行物理层网络编码,在MAC阶段把互相通信的用户间的信号对齐到同一维度上,中继将交互的信号对齐到一个变换的子空间并设计中继处理矩阵在BC阶段将消息广播出去.得到了最优天线配置方案及系统天线效率,仿真验证采用Matlab.

摘要： 在无线双向中继系统中,充分利用电磁波广播特性进行物理层网络编码(Physical Network Coding,PNC)可以提高网络的鲁棒性和吞吐量.基于BPSK提出一种物理层网络编码与LDPC码的联合设计方案.该方案利用中继参与协作通信系统并参与对中继数据的处理,通过特定的中继映射方案使得协作通信系统的中继效率相对传统中继方式提高100％.由于网络编码与LDPC码均具有线性特性,所以通过译码可以得到对应数字比特率异或结果的编码.在此基础上对系统的误码特性进行仿真.仿真结果表明在误码性能下降不大的情况下,所提方案能够有效提高网络的吞吐量.

摘要： 结合双向中继和物理层网络编码(PNC)技术,提出一种信道自适应协同传输(CACT)方案.该方案根据节点之间信道状态信息从分布式空时编码(D-STBC)方案和协同辅助分集多址接入(C-NDMA)方案中进行选择,获得了较小误帧性能.在给定的系统模型下,分析了分别采用两种协同传输方案时误帧性能与中继节点位置的关系,得出了在给定信噪比下为获得较小误帧性能而协同传输方案时的中继节点位置.

摘要： 本发明所揭示为具有整合型实体编码与前向错误校正子层的以太网络物理层装置(例如：收发器、接收器及传送器)。各物理层装置包括实体编码子层(PCS)、前向错误校正子层(FEC)及(多个)整合功能块。各整合功能块于某数目的时钟周期止住PCS及FEC内部分数据路径(例如：部分传送器(TX)数据路径或部分接收器(RX)数据路径)中的数据流，以便对通过FEC内该部分的数据路径中所含有的数据处理器(例如：码字标示(CWM)插入器或CWM移除器)处理该数据流进行补偿。使用此(等)整合功能块，PCS及FEC中便不需要冗余组件，由此降低潜时、成本及芯片面积耗用。另外还揭示相关联的方法。

摘要： 本发明所揭示为具有整合型实体编码与前向错误校正子层的以太网络物理层装置(例如：收发器、接收器及传送器)。各物理层装置包括实体编码子层(PCS)、前向错误校正子层(FEC)及(多个)整合功能块。各整合功能块于某数目的时钟周期止住PCS及FEC内部分数据路径(例如：部分传送器(TX)数据路径或部分接收器(RX)数据路径)中的数据流，以便对通过FEC内该部分的数据路径中所含有的数据处理器(例如：码字标示(CWM)插入器或CWM移除器)处理该数据流进行补偿。使用此(等)整合功能块，PCS及FEC中便不需要冗余组件，由此降低潜时、成本及芯片面积耗用。另外还揭示相关联的方法。

摘要： 本发明涉及一种联合信道编码和物理层网络编码的译码简化方法，首先源节点A与源节点B分别产生二进制信息，经过相同的信道编码后，分别得到信号，再经过BPSK调制之后，发射到中继点R处，中继点R将从源节点A、源节点B处接收到的信号进行异或运算，并将异或运算的估计信息广播出去；接着节点A和节点B根据收到的广播信号，进行异或运算，估计出发射信号的编码码字，最终推出所需要的输出信号及其概率。本发明将max log‑likelihood最大似然比算法（max‑log）应用到联合信道编码和物理层网络编码的方案中，极大简化了算法复杂度。

摘要： 一种基于空时编码和物理层网络编码的协作通信方法，本发明涉及基于空时编码和物理层网络编码的协作通信方法。本发明为了解决现有通信系统的网络吞吐量低以及通信系统的误码率高的问题。本发明的通信方法在多用户协作网络模型的广播阶段，对两个用户节点的信息分别采用正交载波调制后，经过Alamouti空时编码从各自的两根发射天线广播出去。中继节点R和目的节点D均采用最大似然译码完成物理层网络编码的映射。与传统的物理层网络编码相比，当误比特率BER＝10‑3时，本发明的协作通信方法能提供大概7dB的误比特率增益。相应的，由于误比特率的降低，系统网络吞吐量也有了很大的提升。本发明用于无线通信领域。

摘要： 本发明公开一种无线网络中多接入信道的分布式物理层网络编码调制方法。采用分布式的物理层网络编码调制方式，利用穿刺卷积编码数字相位调制技术来实现。本发明同时推导出了一个针对该分布式系统的理论极限。仿真结果显示这个理论推导极限符合仿真结果值，当信噪比增加的时候，仿真结果渐近理论极限值，从而验证推导的理论值的准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于物理层网络编码的双向多跳网络的功率分配方法，其特征在于，按以下步骤进行：S1：建立N个节点的双向线性多跳网络；S2：利用弗里斯公式

摘要： 本发明提出一种基于物理层网络编码的星座成形线性编码方法，包括以下步骤；步骤S1、设输入码字长度为KS，输出码字长度为NS，则码本对其表示为（NS，KS）；步骤S2、将全0的KS位输入码字映射为全0的NS位输出码字；步骤S3、根据二进制加法将KS位输入码字加1，并将其映射为汉明权重为w的NS位输出码字，w从1开始并取当前的最小值；步骤S4、当码本中每生成一对新的码字时，检查是否满足线性编码准则；如果检查结果是不满足时，则选择汉明权重为w的其他码字，若汉明权重为w的码字都不满足，则选择汉明权重为w+1的码字；步骤S5：重复步骤S2至步骤S4，直到码本中的映射对个数达到2Ks对；本发明能在相同信噪比下，使通讯过程的误差性能有显著的提升。

摘要： 本发明涉及一种物理层网络编码感知路由的二次编码设计方法，通过以下方法或者步骤完成：步骤一：抗多流干扰步骤：判断编码感知路由节点和目的节点间的相对空间距离是否小于该节点的最大传输距离；若是，则无需添加中继节点，反之，则需要在该节点和目的节点间添加新中继节点；步骤二：系统编码步骤：将源节点信息分别使用低密度奇偶校验(LDPC)编码，通过天线发送到自由空间，中间节点和目的节点分别接收消息并解码；步骤三：性能指标设计方法：在物理层通过系统误码率定义编码感知路由的预期传输次数，本发明通过判断节点间的相对距离来优化算法，并定义了物理层上的预期传输次数(ETX)，将ETX指标的适用范围扩大，采用LDPC编码算法，降低系统的误码率，从而降低了系统预期传输次数的次数，可用于编码感知路由传输次数的改善。

摘要： 本发明涉及一种联合信道编码和物理层网络编码的译码简化方法，首先源节点A与源节点B分别产生二进制信息，经过相同的信道编码后，分别得到信号，再经过BPSK调制之后，发射到中继点R处，中继点R将从源节点A、源节点B处接收到的信号进行异或运算，并将异或运算的估计信息广播出去；接着节点A和节点B根据收到的广播信号，进行异或运算，估计出发射信号的编码码字，最终推出所需要的输出信号及其概率。本发明将max log‑likelihood最大似然比算法（max‑log）应用到联合信道编码和物理层网络编码的方案中，极大简化了算法复杂度。

摘要： 一种基于空时编码和物理层网络编码的协作通信方法，本发明涉及基于空时编码和物理层网络编码的协作通信方法。本发明为了解决现有通信系统的网络吞吐量低以及通信系统的误码率高的问题。本发明的通信方法在多用户协作网络模型的广播阶段，对两个用户节点的信息分别采用正交载波调制后，经过Alamouti空时编码从各自的两根发射天线广播出去。中继节点R和目的节点D均采用最大似然译码完成物理层网络编码的映射。与传统的物理层网络编码相比，当误比特率BER＝10‑3时，本发明的协作通信方法能提供大概7dB的误比特率增益。相应的，由于误比特率的降低，系统网络吞吐量也有了很大的提升。本发明用于无线通信领域。