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论文导读：
摘要：无线中继场景下的物理层网络编码技术(PNC),利用电磁波叠加特性,将多源电磁波在空中的自然叠加等效为物理层的网络编码历程,将干扰信号转换为有用的网络编码信号,在提升频谱效率的同时能够改善能效,而被认为是最有希望的未来移动通信关键技术之一。本论文在保证服务质量(QoS)的条件下,以提升能量效率为目标,对物理层网络编码在双向多中继系统、多用户多播系统和OFDM/OFDMA系统中的传输技术展开探讨。主要工作如下：一、双向多中继场景物理层网络编码能效优先传输技术探讨基于部分信道信息(CSI)探讨速率约束下的功率分配和中继选择不足。利用最优化论述推导出物理层网络编码放大转发(AF)、译码转发(DF)、压缩转发(CF)和去噪转发(DNF)协议下,保证传输速率的功率分配闭式解,同时提出了能效优先的联合中继选择和功率分配算法。浅析表明DNF协议能效最优,其次是CF协议和AF协议。DF协议性能受系统速率需求影响较大,仅在低速率或者双向速率差较大时取得较好的性能。基于完整CSI探讨速率约束下的分布式波束赋形案例。推导出波束赋形加权矩阵相位信息的闭合表达式,并在此基础上提出低复杂度最大化接收信号能量(MRP)次优波束赋形算法。浅析表明次优MRP算法与最优波束赋形案例相比能效损失较小,特别是在中继分布比较集中且接近用户中间位置时两者能效性能几乎一致。二、多用户多播场景物理层网络编码能效优先传输技术探讨面向链路速率约束的能效优化模型,在多用户多播物理层网络编码DNF协议下,提出了多址接入阶段功率分配和第一次中继选择不足,以及广播阶段功率分配和第二次中继选择不足。随后论述证明广播阶段参与传输的中继节点数目不超过两个才能在链路速率约束下达到能耗下限,并且推导出功率分配的闭合表达式。为了进一步降低算法复杂度,提出了广播阶段次优单中继选择和功率分配算法。浅析表明次优算法性能损失较小,且在链路速率差较大时所提次优算法近似于最优算法。三、OFDM/OFDMA系统物理层网络能效优先编码传输技术探讨在单中继OFDM场景中,探讨保证误码率和OFDM符号比特数双重条件的自适应比特和功率分配算法,提出次优贪婪分配算法。浅析显示所提算法与穷尽搜索算法相比性能几乎一致,与平均比特分配算法相比,性能优势随OFDM符号比特数增加而提升。在多中继OFDMA场景中,探讨保证传输速率的能效优先联合功率分配、子载波分配和中继选择的资源分配不足。通过数学浅析,不足分解为单个独立子载波上的优化不足,随后提出基于机会子载波分配的启发式能效优先资源分配算法,并证明每个子载波分别分配给唯一中继节点即可取得最优能效。浅析表明所提案例利用物理层网络编码增益和分集增益可以取得较好的能效。四、实际能效模型下的物理层网络编码部署探讨在考虑天线发送功率、放大器效率和射频无关功率的能效模型下,推导出双向通信时直接传输和中继传输方式下各协议的能效、系统速率和中继部署位置之间的联系式。通过浅析,提出不同速率需求下各协议和中继位置的能效优先部署案例。浅析表明物理层网络编码在双向速率需求大于一定门限值的情况下才能比其它方式取得更好的能效,且基站到用户速率大于用户到基站速率时,中继应该部署在更靠近用户的位置。关键词：物理层网络编码论文能量效率论文双向中继论文功率分配论文中继选择子载波分配论文
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ABSTRACT6-16
第一章 绪论16-42

1.1 探讨背景16-27

1.1 移动通信面对的挑战16-18

1.2 物理层网络编码探讨近况18-24

1.3 无线通信中能效探讨近况24-27

1.2 论文主要内容与革新27-29

1.3 论文组织结构29

1.4 参考文献29-42

第二章 物理层网络编码基本协议与容量浅析42-54

2.1 物理层网络编码协议编译码历程42-43

2.2 物理层网络编码基本协议及容量43-49

2.1 AF协议43-45

2.2 DNF协议45-47

2.3 DF协议47-48

2.4 CF协议48-49

2.3 性能浅析49-50

2.4 小结50

2.5 参考文献50-54

第三论文导读：析128-1346.4.1向端到端速率和能效的联系129-1336.4.2中继部署位置和能效的联系133-1346.5小结1346.6参考文献134-138第七章结束语138-1427.1论文总结138-1397.2探讨展望139-142缩略语142-144致谢144-146攻读博士学位期间发表的论文146上一页12
章 双向多中继系统物理层网络编码能效探讨54-82

3.1 系统模型54-55

3.2 基于部分CSI的联合功率分配和中继选择55-68

3.

2.1 相关工作55-56

3.

2.2 联合功率分配和中继选择不足浅析56-57

3.

2.3 AF协议联合功率分配和中继选择算法57-59

3.

2.4 DF协议联合功率分配和中继选择算法59-60

3.

2.5 CF协议联合功率分配和中继选择算法60-63

3.

2.6 DNF协议联合功率分配和中继选择算法63-65

3.

2.7 仿真和性能浅析65-68

3.3 基于完整CSI的分布式波束赋形68-79

3.1 相关工作68-69

3.2 波束赋形不足建模与浅析69-72

3.3 最优分布式波束赋形算法72-73

3.4 MRP次优算法73-75

3.5 仿真和性能浅析75-79

3.4 分布式波束赋形和中继选择性能比较79-80

3.5 小结80

3.6 参考文献80-82

第四章 多用户多播系统物理层网络编码能效探讨82-98

4.1 相关工作82-83

4.2 系统模型83-86

4.3 最优能效功率分配和中继选择对策86-92

4.

3.1 最优化不足浅析86-88

4.

3.2 中继选择不足浅析88-89

4.

3.3 最优中继选择和功率分配案例89-91

4.

3.4 次优单中继选择和功率分配案例91

4.

3.5 最优/次优中继选择和功率分配传输案例描述91-92

4.4 仿真和性能浅析92-95

4.5 小结95

4.6 参考文献95-98

第五章 OFDM/OFDMA系统物理层网络编码能效探讨98-120

5.1 相关工作98-99

5.2 单中继OFDM系统99-104

5.

2.1 系统模型99-100

5.

2.2 能效优先传输不足建模100-101

5.

2.3 子载波功率分配101

5.

2.4 基于贪婪算法的比特分配101-103

5.

2.5 仿真和性能浅析103-104

5.3 多中继OFDMA系统104-117
5.

3.1 系统模型104-106

5.

3.2 能效优先传输不足建模和简化106-108

5.

3.3 单独子载波优化不足浅析108-112

5.

3.4 能效优先资源分配算法描述112-114

5.

3.5 仿真和性能浅析114-117

5.4 小结117

5.5 参考文献117-120

第六章 基于实际能效模型的物理层网络编码部署探讨120-138

6.1 相关工作120-121

6.2 实际系统建模121-122

6.

2.1 能效模型121-122

6.

2.2 无线传播信道衰落模型122

6.3 不同协议在实际场景下能效表达式122-128
6.

3.1 直接传输方式123-124

6.

3.2 传统中继DF协议124-125

6.

3.3 网络编码协议125-126

6.

3.4 物理层网络编码AF协议126-127

6.

3.5 物理层网络编码DNF协议127-128

6.

3.6 物理层网络编码能效限128

6.4 仿真和性能浅析128-134
6.

4.1 向端到端速率和能效的联系129-133

6.

4.2 中继部署位置和能效的联系133-134

6.5 小结134

6.6 参考文献134-138

第七章 结束语138-142

7.1 论文总结138-139

7.2 探讨展望139-142

缩略语142-144
致谢144-146
攻读博士学位期间发表的论文146