选择软消息转发协作下的物理层网络编码

林昀轩; 刘超; 包建荣; 姜斌; 吴俊

doi:10.12263/DZXB.20201369

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选择软消息转发协作下的物理层网络编码

科研通信 | 更新时间：2025-12-08

- 选择软消息转发协作下的物理层网络编码
- Physical Layer Network Coding by Selective Soft‑Message‑Forward
- 电子学报 2021年49卷第7期页码：1450-1456
- 作者机构：
  
  杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州 310018
- 作者简介：
  
  [ "林昀轩　男，1996年生于浙江金华.现为杭州电子科技大学通信工程学院硕士研究生.主要研究方向为协作通信和物理层网络编码等.E‑mail: linyunxuan1@163.com作者简介" ]
  [ "刘　超（通信作者）　男，1977年生于湖北武汉.现为杭州电子科技大学副教授，硕士生导师.主要研究方向为无线通信和计算机通信网等.E‑mail: liuchao@hdu.edu.cn" ]
  [ "包建荣　男，1978年生于浙江杭州.现为杭州电子科技大学教授，博士生导师.主要研究方向为空间通信、协同信息论与编码、无线AI等.E‑mail:baojr@hdu.edu.cn" ]
  [ "姜　斌　男，1980年生于浙江衢州.现为杭州电子科技大学高级实验师，硕士生导师.主要研究方向为空间无线通信和无线传感器网络等.E‑mail: jiangbin@hdu.edu.cn" ]
  [ "吴　俊　男，1988年生于湖北黄冈. 现为杭州电子科技大学讲师，硕士生导师. 主要研究方向为认知无线电、无人机通信、网络安全、异常检测等.E‑mail: wuj@hdu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(U1809201);浙江省属高校基本科研业务费专项资金(GK209907299001‑003;GK209907299001‑023);浙江省自然科学基金(LY20F010010)
- DOI：10.12263/DZXB.20201369
  中图分类号： TN911
- 收稿：2020-12-01，
  
  修回：2021-01-06，
  
  纸质出版：2021-07-25
- 稿件说明：
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林昀轩,刘超,包建荣等.选择软消息转发协作下的物理层网络编码[J].电子学报,2021,49(07):1450-1456.

LIN Yun-xuan,LIU Chao,BAO Jian-rong,et al.Physical Layer Network Coding by Selective Soft‑Message‑Forward[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1450-1456.
林昀轩,刘超,包建荣等.选择软消息转发协作下的物理层网络编码[J].电子学报,2021,49(07):1450-1456. DOI： 10.12263/DZXB.20201369.

LIN Yun-xuan,LIU Chao,BAO Jian-rong,et al.Physical Layer Network Coding by Selective Soft‑Message‑Forward[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(07):1450-1456. DOI： 10.12263/DZXB.20201369.

摘要

为解决5G协作通信中基于软消息转发协作(Soft‑Message‑Forward

SMF)物理层网络编码存在的噪声放大等问题，提出一种基于选择软消息转发(Selective Soft‑Message‑Forward

SSMF)协作的物理层网络编码及其门限判决译码算法.根据迫零检测后噪声最小的叠加信号可靠性最高原理，从中继节点接收信号集中选择可靠性最高的信号，映射为对数似然比形式，来提升误码率(Bit Error Ratio

BER)性能，并降低复杂度.仿真表明：采用二进制相移键控调制，且各信道为准静态瑞利衰落信道时，所提SSMF协作编码性能相对更优.当BER为10

-3

时，相对去噪转发分集、SMF及译码转发协作方案，所提协作可分别获得约0.7dB、1.1dB与2.3dB的性能增益.

Abstract

To solve the problem of noise amplification of the physical layer network coding (PNC) by soft‑message‑forward (SMF) in the fifth‑generation cooperative communication

this paper proposes a PNC with selective soft‑message‑forward (SSMF) and a decoding scheme based on threshold decision. According to the principle that the superposition signal with minimum noise after zero forcing detection has the highest reliability

selecting the most reliable signal from the received signal set at the relay node and mapping this signal into log‑likelihood ratio metrics can improve the bit error ratio (BER) performance and reduce the complexity. Simulation results indicate that the proposed SSMF cooperative coding performance is relatively better under quasi‑static Rayleigh fading channel and binary‑phase‑shift keying (BPSK) modulation. At BER of 10

-3

the proposed cooperative coding scheme can obtain about 0.7dB

1.1 dB and 2.3dB gains when compared with those of the denoise‑and‑forward based adaptive diversity scheme

the SMF scheme

and the decode‑and‑forward scheme

respectively.

关键词

Keywords

references

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