物理层网络编码与信道编码的联合设计.pdf

南京邮电大学
硕士学位论文
物理层网络编码与信道编码的联合设计
姓名:李蓉
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:黄学军
2011-05
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
2000 年, 等人从信息论的角度出发,提出了网络编码的概念,通过对
接收到的多路数据进行线性或非线性处理转发,网络编码可有效提高网络的吞吐量,从
而利用有限的网络资源传输更多的信息。在无线双向中继网络中采用网络编码技术,可
以有效提高中继节点的转发效率,进一步改善基于网络编码的无线中继系统的误比特率
(BER)性能,在中继节点处采用联合网络-信道编码方法,这也是近年来的研究热点之一。
无线双向中继系统是指两个信源节点在中继节点的帮助下进行信息的交换。本文首
先介绍了 Turbo 码和 LDPC 码的编译码原理、译码算法并讨论了各算法的优劣。接着阐
述了网络编码的发展历程,讨论了现有的一些典型的编码策略,如传统的中继处理方式
放大-转发(AF)、解码-转发(DF)、)等。然后提出了网络编码和 LDPC 码信
道编码的联合设计方案,具体研究无线双向中继信道模型中 LDPC 码与网络编码联合设
计的方法。
对于中继的 LDPC 码译码器的设计,首先在无线双向中继信道中构造了 LDPC 码与
网络编码的联合设计方案,广义联合信道-网络编码(Generalized Joint Channel Physical
Network Coding, G-JCNC)方案。在此方案中,为了实现中继的 LDPC 多用户译码,设计
了虚拟 LDPC 码编码器,根据虚拟编码器寻找与源节点 LDPC 码相匹配的最佳中继
LDPC 码译码器,并且详细的推导了联合译码过程中的译码算法。计算机仿真结果显示,
与简单的联合信道-网络编码方案(A Simple Joint Channel and work Coding
Scheme, S-JCNC)相比,基于 LDPC 码的 G-JCNC 方案比基于 LDPC 码的 S-JCNC 方案
有更好的性能增益。

关键词:网络编码;物理层网络编码;无线双向中继信道;LDPC 码

I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 ABSTRACT
ABSTRACT
On the basis of Information Theory, and some researchers put forward the
conception work coding in 2000, which could highly improve the throughput of the
network in order to transmit more information with the work resource. In Two-
way relay channel, the transmission efficiency of the relay node can be improved effectively
without loss of diversity gain via work coding. In order to improce the BER
performance of the work, work coding and channel coding can be used in
the relay node, which has been received much attention during the past few years.
There are many traditional processing methods such as amplify and forward (AF), decode
and forward (DF), coded cooperation (CC). Later bine these methods and
propose some typical coding strategies such as joint design of channel coding and physical
work coding. Then the encoding and decoding principles of Turbo codes and LDPC
codes are dicussed focusing on the decoding algorithm. The performance of Turbo