无线网络编码跨层传输机制研究

admin · 发表于 2022-9-18 17:57:38

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随着下一代无线网络的飞速发展和业务需求的爆炸式增长，有限的无线资源与多媒体业务不断提高的服务质量要求之间的矛盾日益尖锐，使得既能提高网络整体性能又可以支持高速、高质量的多媒体业务的资源分配策略成为当前无线通信研究领域的关注重点。网络编码以其能够有效提高网络吞吐量这一特性，在多个领域得到广泛的应用，如无线Mesh网络、P2P网络、无线传感器网络等。跨层思想以其能够充分利用网络资源成为通信领域一个研究热点。本文深入的研究了网络编码的相关内容，将物理层的实践与网络层的思想相结合，提出了一种基于物理层网络编码的跨层传输机制，主要内容如下：1、无线网络编码跨层机制设计：提出在无线瑞利衰落多址接入中继信道模型下，使用物理层网络编码跨层机制的数学模型，进而提出了一种译码算法PARD，此算法通过引入并改进一种名为ARD的盲分离算法，实现复数域混合信号的分离即源信号的还原，使得此跨层机制真正实现了“变害为利”，不仅充分利用了无线环境的广播特性以及信号混合产生的干扰，同时继承了网络编码能够提高网络吞吐量的特性并进一步提高了吞吐量。仿真结果表明，PARD能够有效地在目的节点处还原出源信号，特别是在信噪比足够大的情况下，译码误码率能够以非常快的速度趋近于零。2、跨层机制的性能分析：提出了一种可以实现非同步传输的报头设计方案，这一方案的提出，不仅是对该通信机制支持非同步性的一个有力支持，而且还能够协助解决盲分离技术所固有的缺陷（缩放因子）。针对物理层网络编码能够有效提高网络吞吐量的特性，推导出本文中所设计跨层传输机制在多址访问中继信道中的容量上下界。仿真结果表明，与传统的直接通过中继节点转发信息的方式和使用物理层网络编码的跨层传输机制相比，跨层传输机制的吞吐量得到了显著提高，并且比传统方式的通信容量高出约20%。

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