无线自组织网络的分布式纠错机制研究

无线自组织网络通信背景下，由于通信时延约束以及无线信道的广播、多址接入干扰特性，经典的点对点纠错编码理论不能有效解决无线网络传输的误码问题。为此，本课题拟从多用户信息论的角度研究小规模多点网络通信涉及的协作式、分布式纠错编码机制，探讨各节点之间如何通过协作、校验转发、网络纠错编码等可能的分布式纠错机制来有效提高多点网络通信的吞吐率。在此基础上，通过邻近原则以及跨层协议设计技术探讨将分布式协作纠错编码技术应用于大规模无线自组织网络的可能性及具体协议设计，从而为解决新一代无线自组织网络的高效传输问题奠定理论和应用基础。

本项目主要研究了无线自组织网络中的分布式纠错机制，取得了一系列原创成果：1）针对无线自组织网络中的重要场景-双向中继，首次解决了异步条件下的物理层网络编码与信道编码的结合机制问题。具体而言，推导了异步双向中继信道下物理层网络编码的最佳逐符号检测算法，并提出了解决双向中继信道异步性的编码方案-循环LDPC编码方案。2)提出了双向中继信道的Turbo DPSK系统，基于传统的点对点Turbo-DPSK提出一种用于双源信号的迭代解调解码算法，该算法创造性地提出了一种利用非完备软信息的迭代解调解码算法，取得了明显的迭代增益。3）在多点中继转发系统的编码设计方面，提出基于校验分裂原则设计码率兼容非规则重复累积码,使得码字的不同部分经历不同的信噪比以匹配中继转发。4）提出了一种全新的基于层进频偏补偿的迭代载波恢复算法，该算法基于Tikhonov算法结合修正M&M频偏估计算法提出了分块启动、块大小随迭代不断增大的载波恢复及解调算法，该算法能充分利用迭代外信息来完成载波频偏和相位的恢复以及解调数据的获取，能有效解决极低信噪比下频偏估计与解码启动相互制约的难题。5）提出了低密度校验码的一种自适应最小和译码算法，该算法能对典型的最小和算法进行改进，改进后的算法实现简单，能有效提高LDPC码的译码性能。本项目的研究结果有效揭示了适于无线自组织网络的一些分布式纠错机制,特别在双向中继方向上取得了一系列原创性的结果, 得到了IEEE专业评委的认同，最终在IEEE国际权威刊物上发表和录用3篇(其中1篇发表在IEEE-JSAC[影响因子3.8])，国内期刊论文2篇，国际会议论文6篇，论文质量和数目达到了申请书的预期目标。