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       通信專業(yè)技術人員職業(yè)水平考試（簡稱通信考試，通信專業(yè)考試，通信工程師考試）是由人力資源和社會保障部、工業(yè)和信息化部領導下的國家級考試，其目的是，科學、公正地對全國通信專業(yè)技術人員進行職業(yè)資格、專業(yè)技術資格認定和專業(yè)技術水平測試。下面是希賽通信網小編整理的中級通信工程師網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)性能分析，希望對學友們有所幫助！

   空間分集是一種對抗無線環(huán)境下衰落的有效方式，它通過多個收發(fā)天線的多徑傳輸來提高系統(tǒng)的抗衰落性能，降低傳輸誤比特率。在移動通信系統(tǒng)中，為了達到全分集，需要在終端和基站安裝足夠多的天線并保持在一定的距離范圍內，對于小巧便捷的手機終端來說是不可能實現的。為了解決實際應用中碰到的矛盾，文獻[1]提出一種分布式天線系統(tǒng)來解決。文獻[2]中提出的網絡編碼技術融合編碼和路由的概念，通過允許對來自不同鏈路的信息進行編碼組合，使得網絡節(jié)點既具有路由功能又具有編碼功能。文獻[3]提出一種在無線mesh網絡中網絡編碼的簡化文件共享模型，基于網絡編碼轉發(fā)機制顯著地降低文件傳輸系統(tǒng)的分發(fā)時間，從而提高網絡的吞吐量。

   本文采用文獻[1]的分布式天線模型，假設分布式天線系統(tǒng)的終端(輔助天線)具有簡單網絡編碼運算能力，研究網絡編碼在分布式天線系統(tǒng)的應用。網絡編碼采用線性網絡編碼算法，信號調制方式采用脈沖位置調制(PPM)，推導無輔助天線系統(tǒng)的誤碼率與中斷概率關系。通過理論分析及仿真驗證的方法，研究基于網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)可實現的分集增益。首先，在分析小型無線網絡(2到3個節(jié)點)基礎上，討論系統(tǒng)誤碼率與中斷概率的關系。中斷概率定義為，當基站不能準確接收來自任何一個用戶的數據，通信中斷或中止出現的概率，與系統(tǒng)的誤比特率和信噪比有關。然后，將網絡進一步擴大到多用戶協(xié)作網絡，分析討論系統(tǒng)的中斷概率，得出一般性結論。最后，計算機仿真得出系統(tǒng)誤碼率與中斷概率的關系。

   網絡編碼和分布式天線系統(tǒng)

   與傳統(tǒng)的路由相比，網絡編碼能夠提高系統(tǒng)的傳輸比特率。在傳統(tǒng)路由體系中，節(jié)點只是簡單存儲復制轉發(fā)接收的數據，但中繼節(jié)點采用網絡編碼之后，中繼節(jié)點能夠整合(異或)來自多條鏈路上接收到的數據。網絡編碼的核心思想是通過中繼節(jié)點簡單的編碼能力來達到網路性能的增益。在有線鏈路上通過編碼能夠獲得巨大的容量增益。目前，很多研究都是關注在有線網路上，也有部分在無線環(huán)境下的探索性研究[4]。盡管無噪聲的假設在無線介質下不可能出現，但無線媒介提供一些更加好的性能：無需額外的成本就可廣播信息。本文通過引入網絡編碼算法探討無線網絡的分集增益和系統(tǒng)中斷概率性能。

   分布式天線系統(tǒng)(DAS)[5]的提出主要為了解決無線環(huán)境下的路徑損耗、快衰落和陰影衰落，從而改善覆蓋特性，提高系統(tǒng)容量。這種網絡結構可提高系統(tǒng)無線信號的覆蓋能力和系統(tǒng)容量，并且可獲得較高的系統(tǒng)功率效率。

   系統(tǒng)模型

   本文主要關注系統(tǒng)的中斷概率性能。根據多輸入多輸出(MIMO)天線的設置模型，假設系統(tǒng)中有一個輔助天線單元，隨機地分布在無線網絡中，用來增強用戶和本地基站的通信穩(wěn)定性，即系統(tǒng)中每個戶安裝有一個輔助天線，可以解調出每個用戶的數據。在價格和實現復雜度上，相比用戶終端，輔助天線更具有優(yōu)勢。這種分布式輔助天線作為用戶終端和基站的中繼，用于增強通信鏈路的穩(wěn)定性。在最簡單的配置中，每個用戶終端安裝一個輔助天線，可以處理簡單編碼和解碼，叫做簡單DAS，如圖1所示。基站除了接收經過中繼的數據，也可接收來自用戶終端的信息。

   網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)性能分析

   為了節(jié)約輔助天線的硬件成本，引入網絡編碼數據處理方式?；诰W絡編碼的DAS模型如圖2所示。用戶1和用戶2分別發(fā)送數據x1和x2到基站，由于無線網絡的廣播特性，輔助天線單元也將接收到信號x1和x2，并可同時發(fā)送數據到基站。輔助天線通過線性網絡編碼，不是中繼轉發(fā)數據x1和x2，而是通過發(fā)送x1和x2異或后的數據?；局灰邮盏接脩?或用戶2的任意一方數據就可以解調出未接收到的數據。

   網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)性能分析

   可以看出，通過應用網絡編碼算法，節(jié)約了硬件資源，并達到提高系統(tǒng)性能的目的。

   分布式天線系統(tǒng)性能分析

   理論分析

   首先，研究包含兩個用戶的簡單網絡系統(tǒng)，討論基于網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)和無網絡編碼的分布式天線系統(tǒng)性能?？紤]公平性，輔助天線單元假設應用在簡單DAS和基于網絡編碼DAS中。分集增益通常用分集度來衡量，基于信噪比(SNR)統(tǒng)計特性的中斷概率是研究協(xié)作方案分集度最常用的方法。為了比較這兩種DAS的性能，定義中斷概率為當基站不能同時準確接收來自用戶A和用戶B的信息時所出現的概率，記為PS。并假設用戶A和用戶B到基站上行鏈路的誤比特率分別為pA和pB，用戶A和用戶B到輔助天線上行鏈路的誤比特率分別為p1和p2。簡單DAS的中斷概率可以表示為：

   PSP=pAp'1'(1-pBp2)+pBp2(1-pAp1)+pAp1pBp2=pAp'1+pBp2-pAp'1pBp2(1)

   對于基于網絡編碼的DAS來說，假設輔助天線的誤比特率為pi，可以得到，系統(tǒng)中斷概率為：

   PSN=pAp'i(1-pB)+pBpi(1-pA)+pApB(1-pi)+pAp'ipB=pAp'B+pBpi+pApi-2pAp'ipB(2)

   如果假設所有的誤比特率相同，并記為p。那么，式(1)和式(2)可以簡化為：

   PSP=2p2-p4～p2(3)

   PSN=3p2-2p3～p2(4)

   從(3)和式(4)可以得出，兩個系統(tǒng)的分集增益都為2。

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