基于LDPC编码的混合转发协作模型

为有效解决LDPC编码在中继协作系统应用中存在的问题,提出基于LDPC编码的混合转发协作模型(HF-LDPC).根据放大转发(AF)和译码转发(DF)特点,当信道不好时,中继采用译码放大转发模式;而当中继完全正确译码时,中继切换到译码转发模式.同时充分发挥LDPC码字内码元间固有的相关性,通过不同的用户发送码字的不同部分,采用LDPC和-积译码算法,方案可获得分集增益和编码增益.仿真结果表明:基于LDPC 编码的混合转发协作模型性能优于其他协作模型,具有较好性能.     

基于连续精细化分层广播编码的接收机协作策略及性能分析

在广播系统中用户间协作能有效改善系统的期望失真性能,但是在传统的协作方式(放大转发,解码转发)中,由于中继转发了对目标节点无用的信息,会造成系统额外的转发功率开销.针对此问题,提出基于连续精细化分层广播编码的接收机协作策略,利用连续精细化分层广播编码的结构特点,中继可以选择目的节点所需要的信息进行转发,在达到与解码转发协作方式相同的系统期望失真性能的同时,降低了中继节点的转发功率.     

基于编码感知的完全无碰撞协作MAC协议

针对NCAC-MAC协议在选择中继节点时存在碰撞和中继节点中待转发数据帧的目的节点使用随机线性网络编码的解码方法可能不能对编码帧进行成功解码的问题,提出一种基于编码感知的完全无碰撞协作MAC协议(NCAC-WTC).该协议主要提出两个改进机制:一是完全无碰撞中继节点选择机制,使用目的节点最终选择唯一中继节点,保证中继候选节点在竞争中继节点及编码重传的过程中做到完全无碰撞;另一个是自适应解码机制,使目的节点能根据链路信息自适应地选择解码方法对编码数据帧进行解码,提高目的节点对编码数据帧的解码效率和成功率.仿真结果表明:与NCAC-MAC和Phoenix等已有协议相比,NCACWTC协议有效地减小了平均端到端时延,提高了网络吞吐量和数据帧投递成功率,且使数据帧投递成功率稳定在95.5%.     

一种新型的多址接入中继协作方案

现有多址中继协作方案的编码增益有限且用户之间不能相互辅助,为此,文中提出了一种结合网络与信道编码的多址中继协作方案:在中继端利用网络编码将不同用户的编码冗余同时转发,目的端通过对某个用户信息的正确译码恢复出其他用户的编码冗余.通过对译码错误事件概率的分析,推导了该方案的中断率与误码率近似值表达式.仿真结果表明,随着信噪比的提升,文中方案可获得比编码协作更好的中断率和误码率性能,同时信噪比较高的用户还可辅助提升信噪比较低的用户的性能.     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(M-OR),提出了一种基于M-OR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(MOR),提出了一种基于MOR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

适用于无线网络的动态网络编码协作通信机制

为在较高频谱利用效率下有效对抗无线媒质衰落,提出一种动态网络编码协作通信机制.该机制将节点转发和网络编码有机结合,中继节点对从多个源节点接收到的信息做动态网络编码,并将编码后信息转发(广播)给相应的目的节点.目的节点利用收到的编码后信息以及其由于无线媒质的广播特性从其它源节点那里接收到的信息解码出需要的数据.数值结果表明: 和空时编码协作通信相比, 本机制有更好的分集-复用折衷性能,亦可获得满空间分集增益.并且转发节点采用的动态网络编码策略能有效避免因将错误接收到的信息带入编码后的转发信息而导致的错误传播.     

信道衰落对网络编码系统性能的影响

网络编码通过使中继节点获得一定的信息处理能力,可以有效地改善网络性能。文中主要研究了用户与中继间的信道衰落对网络编码系统性能的影响。中继节点对接收到的两用户信息进行解码并根据解码情况进行编码操作,协助两用户同基站之间的通信。对中继的解码情况进行了讨论并给出了等功率分配条件下传统的协作中继网络和协作网络编码模型的中断概率。理论分析和仿真结果表明存在信道衰落时,采用网络编码可以使得系统更加稳定可靠,并提高频谱效率。     

电力线双向中继通信中基于估计转发和门限近似的PLNC算法

编码协作技术可提高电力线远距离通信的性能。为了满足非对称电力线双向中继系统的要求,论文针对中继脉冲噪声,提出了一种基于中继概率密度函数的估计转发和门限近似的物理层网络编码算法。首先分析了中继信号的概率密度分布,推导了中继编码信号的均值和方差公式;接着分析了不同信道参数下中继概率密度函数的平层特性,利用门限法对多维信号进行了简化近似。最后针对提出的算法进行了算法仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性和可靠性,并存在最优化的功率分配因子。     

双向中继网络编码系统的迭代干扰抑制研究

在双向中继去噪转发(denoise and forward,DNF)网络编码的多址接入系统中,相互通信的配对用户共用一个多址资源块,使多址接入系统中用户之间的多址干扰减少一半,并设计了DNF网络编码中配对用户共用扩频码的通信模式.通过对DNF网络编码系统多址接入时不同配对用户的干扰进行建模,提出了基于Turbo迭代干扰抑制算法.通过仿真验证了使用DNF网络编码时,用户对共用多址接入资源块的可行性,相应的干扰抑制算法的有效性,以及对系统性能带来的提升.     

容迟网络编码节点状态感知的数据转发策略

网络编码能够有效地提高容迟网络(delay tolerant networks,DTNs)的资源利用率,但需根据网络状态及时地调整编码节点的数量。提出一种编码节点状态感知的容迟网络数据转发策略,根据当前网络规模,以分布式的方式估计最优化编码节点数量,然后综合考虑节点社会属性及可用资源,动态选取编码节点,在实现可靠数据转发的同时,保证了较低的开销。仿真结果表明,所提出策略极大地降低了网络负载,并有效提高数据的成功投递率,优化了网络资源。     

物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案

信号不同步是物理层网络编码研究中的热点,为了提高系统的信道容量和鲁棒性,针对异步通信条件下误码率高的难题,提出一种物理层网络编码与卷积信道编码相融合的无线通信方案.首先将置信传播算法引入到中继节点编码中,然后将信道译码和物理层网络编码联合起来,减少异步通信带来的不利影响,最后采用仿真实验测试其有效性和优越性.仿真实验结果表明,相对于其它编码方案,物理层网络编码与卷积信道编码方案不仅降低了数据传输的误码率,提高了系统通信的可靠性和信息传输速率,而且增强了系统对相位偏移和符号偏移的鲁棒性,具有更高的实际应用价值.     

网络编码研究综述

网络编码是近年来网络通信领域研究的重要热点,其在提高网络数据吞吐量及数据传输可靠性等方面的显著优势受到网络研究者越来越多的关注。文中从网络编码的研究进展及网络编码的分类方面论述网络编码的概念、理论和方法,结合对网络编码研究进展的分析,详细分析了网络编码当前面临的重要问题,以及解决网络编码问题可能采取的方法,以此取得对网络编码研究的一些有用的结果。     

协作通信中联合信道-网络编码的性能分析与资源分配

针对无线网络中用户到协作节点和目的节点的上行链路不可靠的问题,研究了协作通信系统中具有特定协作节点的协作方案.在用户到协作节点的上行链路不可靠的情况下,将信道编码、网络编码同时引入到协作通信系统而建立了基于联合信道-网络编码的协作通信机制,并推导出系统中断概率的表达式;以中断概率作为系统性能的衡量标准,研究了能量分配、码率分配对系统性能的影响,给出了合适的分配方法.仿真实验表明,即使用户到协作节点的上行链路不可靠,所提协作机制也能获得空间分集,从而提高了网络的性能.     

确定性网络编码构造的仿真实现

网络编码构造是实施网络编码数据传输的首要工作,也是网络编码理论和应用的研究基础．本文简述了线性网络编码的工作原理,分析了确定性网络编码构造算法的工作过程,对确定性网络编码的构造进行建模和仿真设计．针对一个仿真实例,给出了算法的仿真实现过程,得出了仿真结果,仿真结果表明了仿真设计的有效性．     

一种协作网络编码的调制性能分析

将物理层网络编码运用于协作通信,可有效地提高系统的频谱利用率和增加网络容量,高阶数字调制方式是提高通信系统传输速率的有效方式之一.结合协作网络编码与数字调制技术,分析了协作网络编码中不同数字调制方式对系统误码率和吞吐量等性能指标的影响,并进一步给出了一种基于此方案的系统功率分配策略.计算机模拟分析表明,协作网络编码可使...     

抗污染攻击的流内安全网络纠错编码

传统的网络路由并不能达到多播网络中"最大流-最小割"定义的Shannon容量限,而网络编码很好地解决了上述问题,在增大吞吐量的同时还可以均衡网络负载,提高带宽利用率.但是当网络中存在恶意攻击时会引入错误数据包,在线性网络编码操作下会带来数据包的"错误扩散",不仅影响网络性能,还会造成资源的严重浪费.因此如何在优化网络传输性能的同时提高通信网络的安全性成为目前亟待解决的问题.本文采用基于同态校验的线性网络纠错编码机制进行差错控制,拟解决多播网络中的污染攻击问题,对安全性能以及传输性能进行了分析.仿真结果表明基于同态校验的网络纠错编码能够在不破坏数据包编码规则的前提下及时地进行错误的检测和纠正,得到较好的差错控制性能,能够对抗网络中恶意节点引起的污染攻击问题.      

一种基于叠加编码的下行链路功率优化方案

传统的物理层网络编码虽然可以通过数据流的耦合减少网络中数据包的传输数量,从而在一定程度上改善无线通信系统的传输性能,但在进一步节约资源,提高系统容量等方面依然存在一些问题.为此,在传统节点级网络编码基础上,给出了一种适用于蜂窝小区下行链路的叠加编码方案.该方案通过基站与用户闻协作,在网络编码的基础上对用户信道状态进行区...     

CoP: An Ultra-Lightweight Secure Network Coding Scheme via Last Forwarder’s Proof

Network coding can improve network efficiency by extending copy-and-forward paradigm to code-and- forward paradigm. It thus imposes a security problem called pollution attack that some network coding or forwarding nodes may intentionally fabricate, modify, forge, or drop packets. Recently, many authentication methods are proposed to guarantee the correctness of encoding and forwarding results via the verification from receivers. Those methods include homomorphic hashing, homomorphic message authentication code, and homomorphic signature. However, those schemes result in expensive computation overhead due to the homomorphic cryptographic primitives, so that those methods will not be able to work in most applications that confront resource constraints. In this paper, we propose an ultra-lightweight checking protocol to guarantee the secure network coding without any homomorphic cryptographic primitives. The extensive analysis proofs that it has following advantages: the least security assumption for intermediate nodes, the least cryptographic primitive requirement, ultra-lightweight computation, flexible message length with probably proof, and minimal rounds in terms of message exchanging.     

基于网络编码的无线传感器网络功率管理

无线传感器网络中进行数据采集及其运算时均采用电池驱动,能耗便成了无线传感器网络设计时最应考虑的关键因素.采用网络编码时,中间节点发送的数据包是其接收信息的线性组合,传输一定大小数据包时最小化数据传输次数,传输次数越少,功率消耗也越少.分析了网络编码时无线传感器网络传输过程及其节能的原理,比较了是否采用网络编码的2种无线传感器网络传输方式的能效.结果表明,采用网络编码技术,可以有效地减少传输总功率,延长无线传感器网络的生存时间.