多址接入中继系统中自适应中继的设计

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中继协作技术可以扩大小区覆盖范围,获得额外分集增益,节省终端的功率消耗,越来越受到人们的关注,是目前无线通信领域的研究热点之一。在无线中继网络中,由多个源节点,一个中继节点和一个目的节点构成的多址接入中继结构是其中的一种基本网络结构单元。在多址接入中继网络中,中继节点需要帮助多个源节点发送数据,随着源节点个数的增加,中继协作通信在带来空间分集增益的同时降低了系统的频谱效率,中继转发效率和目的端译码性能之间的矛盾也随之突出。另外,在中继转发阶段,中继节点对接收信号的处理方式,也在一定程度上影响着接收端的译码性能。本论文将针对上述两个问题进行研究,通过仿真分析比较中继节点硬判决转发以及软信息编码转发的优缺点,由此提出了两种自适应中继转发方案,重点研究了中继节点自适应选择接收信号的处理方式对系统性能的改善,并研究了利用网络编码或编码序列删余等方式提高中继转发效率的可行性及性能。论文的主要工作包括:概述了中继协作通信技术和网络编码技术,简要介绍了多址接入中继信道模型及几种典型传输策略,并详细讨论了多址接入中继系统在不同传输策略下的容量区域。提出了一种基于中继交错编码的自适应中继传输方案。在该方案中,中继节点利用对接收到的两路信号译码后的CRC校验结果,自适应的选择进行硬判决交错编码或软信息交错编码。当校验结果为接收到的两路信号都可以正确译码时,中继采用硬判决交错编码,当校验结果为至少有一路信号译码出错,中继进行软信息交错编码。仿真结果表明,提出的自适应中继方案可以结合两种中继交错编码的优点,有效地提高了系统的误码性能。最后,针对中继节点交错编码方案中频谱效率较低的缺点,提出了一种结合中继硬判决编码和软信息编码优势的自适应中继编码方案,中继同样利用CRC校验结果自适应的选择硬判决编码方案或软信息编码方案,并给出了目的节点似然比的计算方法和迭代译码过程。仿真结果表明,新提出的自适应中继方案系统性能优于中继单纯采用硬判决编码或软信息编码时的性能。
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