基于网络编码的分布式协同无线通信网络分析与设计

本项目将把网络编码方法应用于分布式协同无线通信网络，探求通过网络编码来进一步提高分布式协同无线通信网络容量和性能的方法、理论和关键技术。具体研究内容为：研究基于网络编码的分布式协同无线通信网络的容量区域的界、容量的定量分析方法；提出分布式协同无线通信网络的新型网络编码算法，重点研究高编码效率和高成功概率的网络随机编码和网络卷积编码算法；基于网络编码的分布式协同无线通信网络仿真平台设计和实现。本项目在分布式协同无线通信网络中引入网络编码，探求无线通信网络的容量等性能上限，通过设计网络编码和协同联合方案来提高无线通信网络的容量等性能。本项目为无线通信领域的前沿热点，具有重要的理论和工程意义。

受本基金(61071090)支持共发表录用SCI检索论文20篇，EI检索论文35篇，非SCI和EI检索的国内本领域权威刊物通信学报和电子与信息学报论文7篇，合计发表论文59篇；申请发明专利5项；获得江苏省科技创新团队1项（团队负责人为项目负责人）和省部级科技奖励3项；培养博士后1名，博士生3名，硕士生21名。超额完成了任务书中的研究目标。.项目执行期间对基于网络编码的分布式协同无线通信网络进行了系统深入的研究，在基于网络编码的协同网络性能分析和设计两方面取得了一系列新成果。针对采用网络编码的中继系统，提出了系统中断概率、Diversity Gain、DMT、容量等性能指标的解析分析方法；针对采用网络编码的中继系统，提出了多个性能更好的协作算法、中继选择算法、功率分配算法和网络编码算法。相关成果发表SCI引用论文20篇。.对Nakagami-m信道下的双N-Rth最佳中继的机会协同进行了研究。 针对单最佳中继方案会引起性能损失问题,提出了解码-转发双N-Rth最佳中继选择方案，建立了中断概率和平均误符号率（SER）解析分析方法。提出的双最佳中继方案大幅度改进了机会中继系统的中断概率和SER性能。.对最大平均双向互信息单中继系统进行了研究。建立了单中继最大-最小中继选择双向中继系统的中断概率、各态历经容量和平均双向各态历经容量的解析分析方法，提出了最大平均双向互信息单中继系统的中继选择协议。新中继选择协议下系统具有更大的平均双向各态历经容量。.对基于叠加编码和部分中继的协同传输方案进行了研究。我们提出了基于叠加编码和部分中继的重复编码DF协同传输方案。与典型的叠加编码方案相比，在链路不一致情况下，新方案具有更好的性能。新方案特别适用于路径损耗严重的中继协同系统。.研究了中继排序和线性有限域网络编码联合的多源多中继无线网络。对于多源节点多中继节点的无线网络，网络编码能够显著提高其频谱效率。已有的中继协同系统没有利用中继节点之间的相互通信。我们提出了基于有限域网络编码（FFNC）的中继定序算法。如果中继没有成功解码源节点传送过来的信息，该中继节点继续处于接收状态，接收其他中继节点的信号并进行解码。新方案的中断概率性能优于FFNC，并能实现全分集。