基于LTE系统的改良接收信号功率测量方法

在长期演进(long term evolution,LTE)系统中,移动终端需要定时更新同一小区和相邻小区的测量信息,以便于及时进行小区切换或重选。传统的接收信号功率测量算法虽然能够降低干扰和噪声对接收端信号的影响,然而在LTE无线环境下,参考信号接收功率(reference signal receiving power,RSRP)常常受到时间同步和频偏影响,难以获得精确的测量结果。针对该问题,基于LTE系统结构和测量标准提出一种改良的接收信号功率测量算法。该算法对时间和频率同步要求低,且接收信号功率测量性能有所提升。该算法分别在频域和时域计算接收信号功率测量值,并选择两者中较大者作为小区最终接收信号功率值。仿真结果表明,在频偏不大于3 kHz、定时偏差不大于30 ns时,所述接收信号功率测量算法,相对于传统算法有1 dB以上的平均测量误差的性能提升。     

接入层信令安全研究

为了研究移动通信漏洞对用户速率的影响,针对空口中接入层用户设备能力信息以明文传输的特点,提出了一种在用户设备和真实网络之间中继并修改长期演进(long term evolution,LTE)信令的中间人攻击方案。该方案将目标终端吸引至中间人系统,同时中间人系统中的终端以目标终端的国际移动用户标识(international mobile subscriber identity,IMSI)向真实网络发起注册,中间人系统中继传递目标终端和真实网络的信令,对接收到的接入层用户设备能力信息修改再转发至真实网络,从而使得目标终端的数据速率下降。测试结果表明,攻击导致目标终端的下行传输速率从64.9 Mbps降低到8.1 Mbps,上行传输速率从38.3 Mbps降低到3.5 Mbps。由于该攻击具有普遍适用性,该工作可以为移动通信网络改进提供参考。     

LTE系统中不连续接收机制的建模研究

长期演进(long term evolution,LTE)系统为用户提供了高速的数据传输速率,但也加快手机电池能量的消耗.LTE系统引入非连续接收(discontinuous reception,DRX)机制来降低手机的能量消耗.基于欧洲电信标准化协会(European telecommunications standards institute,ETSI)的突发分组数据模型,建立6个状态的马尔可夫模型来模拟DRX过程,分析不同DRX参数对省电性能和分组平均等待时间的影响.通过仿真,对DRX参数的优化设置提供指导方案.     

面向实时业务的快速公平性分组调度算法

长期演进系统(long term evolution,LTE)中的分组调度算法需要满足一定的QoS.针对最大权值时廷优先算法(modified large weighted delay first,M-LWDF)在用户公平性方面的缺陷,提出了基于线性优先级和非线性优先级的M-LWDF算法,以达到提升用户公平性的目的.仿真结果表明,所提出的算法能够在牺牲少量系统吞吐量的情况下,较大程度地改善用户公平性和业务的丢包率.     

LTE系统基于移动用户分组的切换优化

针对长期演进(long term evolution,LTE)网络中由于用户移动速度不同导致系统切换失败率高的问题,提出了基于移动用户分组设置切换参数的优化方案.建立了用户移动模型,利用用户参考信号强度值来估算用户移动速度;利用遗传算法的编码、选择以及交叉变异3个步骤对移动特性相似的用户进行分组,得到不同的分组速度,对不同分组的用户设置不同切换参数.仿真结果表明,该优化方案可以获得良好的鲁棒性,减少了无线链路失败率和切换失败率,降低了用户掉话率.     

LTE-A中继网络中的终端省电机制研究

中继技术是先进的长期演进（long term evolution advanced,LTE-A）系统中的关键技术之一,针对LTE-A中继网络中的终端功耗问题,提出基于虚拟多输入多输出（virtual multiple input multiple output,V-MIMO）的终端省电机制,首先利用中继协作式V-MIMO进行数据传输,并将中继功能集成入LTE-A智能终端内部,结合软件协议能使终端提升特定场景下的通信性能。计算机仿真结果显示,使用该方案时,终端在较低发射功率条件下仍可有效降低传输误码率,保证正常通信,提升用户体验度。     

LTE系统中DRX机制的分析与优化设计

非连续接收机制（discontinuous reception,DRX）是长期演进（long term evolution, LTE）系统中终端省电的关键技术之一。针对LTE系统中各种新兴业务和更高的数据传输速率快速发展导致终端能耗加剧的问题,在对DRX机制的原理进行详细分析的基础上,提出了一种长周期可调整的DRX机制。在DRX马尔科夫模型的基础上,根据欧洲电信标准化协会（european telecommunications standards institute,ETSI）数据流量模型,对长周期可调整DRX机制的2个性能指标功率节省因子和平均等待时延进行了理论分析。仿真分析在不同DRX定时器参数下的能耗和时延变化情况,并与固定周期的DRX机制在能耗和时延2个方面进行了对比分析。仿真结果表明,长周期可调整DRX机制在降低终端功耗方面有明显改善。     

基于卡尔曼自回归的LTE天线端口数检测算法

在长期演进(long term evolution, LTE)系统中,传统天线端口数检测使用盲检测的方式分别对1,2和4端口数进行解码,直至物理广播信道系统消息成功通过循环冗余码校验,该方法会产生大量的计算冗余和时延。针对这一问题,提出一种改进的卡尔曼自回归天线端口数检测算法,该算法通过提取不同天线端口对应的小区参考信号得到信道状态信息,并将信道状态的相位信息进行卡尔曼自回归拟合,将自回归拟合后的相位与接收信号相位作差得到的平均值与预设判决门限进行比较,以得到天线端口数判决结果。理论分析与仿真结果表明,改进算法相较于传统盲检测算法节省的时间开销可达49%。在相同信噪比下,相较于其他优化后的门限判决算法,改进算法最多提高约10%的检测成功率且具有更优的抗频偏性能。     

LTE系统中上行数据发送过程研究与实现

在对长期演进(1ong term evolution,LTE)上行数据发送机制详细分析的基础上,针对上行数据发送过程的实现提出一种无差错上行混合自动重传请求(hybrid automatic repeat request,HARQ)选择方案,按照协议给出的反馈与授权的延迟的时隙关系,在设计中采用反馈与授权联合判断的方案...     

基于DPI技术LTE-S1接口流量识别系统的设计与实现

针对长期演进(long time evolution,LTE)网络,基于数据解码技术?爬虫技术和DPI技术提出了一种流量识别系统的设计与实现方案?以图书类APP应用流量识别为例,说明深度封包检测(deep package inspection,DPI)技术在S1接口流量识别系统中的设计实现过程?采用黑盒测试方法,对系统进行性能测试,通过测试结果得出结论:该流量识别系统可以实现对用户行为的监测,对细化流量经营有着重要的推广意义?     

LTE中队列状态感知的优化M-LWDF调度算法

长期演进系统中,分组调度是有效地使用下行链路资源和保证服务质量性能的关键技术之一.根据队列中数据业务分组到达的数量与队列中分组离开的数量,提出了一种基于队列中分组状态的优化最大权值时延优先(modified largest weighted delay first,M-LWDF)算法,所提出的方法综合考虑了分组时延距离最大时延的剩余量与其同一时刻不同用户的平均值的关系.结果表明,优化的调度方案在吞吐量和丢包率方面相对于最大权值时延优先调度算法均有10％以上的提升.     

B3G小区间干扰抑制技术

分析可用于或已经用于长期演进(LTE)无线通信系统的小区间干扰抑制技术.探讨解决潜在信号与干扰加噪声比覆盖中断问题的技术,包括功率控制技术、空分多址接入天线技术、干扰消除技术和译码技术等.研究认为,干扰消除能带来显著的增益,但由于处理的复杂性,仅应用于LTE上行链路中,并且还需要基站间毫秒级实时交换信息以实现LTE系统...     

长期演进系统中改进的软频率复用方案

给出改进型软频率复用(SFR)方案的目的在于提高边缘区域的性能,改善传统SFR无法适应长期演进(LTE)系统中业务的动态分布和频谱分配灵活性低的缺点.该方案将一部分频谱资源划分为共享频段,边缘区域对其有较高的优先权.仿真结果表明,改进方案能够有效改善边缘区域性能,提高了频谱分配的灵活性.     

LTE网间切换安全机制的形式化分析

通过分析3GPP LTE网间切换安全协议,发现通过监听网络消息的方式,入侵者可以在协议的信息交互过程中获取协议的2个核心密钥,并将其用于非法活动而不会被系统发现.为了解决这一问题,在保留原协议信息交互框架的基础上,提出了一种改进的3GPP LTE网间切换安全协议.该改进协议引入了公钥体系,保证密钥不会因为第三方的截取而...     

LTE上行链路高速铁路应用场景中的频偏估计方法

提出了一种长期演进(LTE)上行链路频偏最大似然(ML)估计算法,并通过定量分析该算法与基于2个训练序列相差的频偏估计算法(相差法)的估计性能,提出了一种联合频偏估计算法.仿真结果表明:与相差法相比,所出提的ML估计算法与联合估计算法的频偏估计范围均能够覆盖高速铁路应用场景中的最大频偏,且ML估计算法不受LTE上行链路跳频传输的影响;在信噪比10 dB且少于4个用户的情况下,2种算法均能够提供10-4或更小的归一化频偏估计均方误差;在单用户情况下,联合估计算法比ML估计算法的均方误差在信噪比上提高了近5 dB.     

基于LTE系统的巨量机器类通信性能分析

主要研究基于LTE（long term evolution）系统开展巨量机器类通信业务的性能。介绍了机器类通信的业务特点,并以北京近郊区的抄表类业务为例,分析了现有LTE系统开展机器类巨量用户通信时存在的问题。从理论上分析得到了随机接入资源和调度资源受限是制约终端接入数量的主要因素。本文搭建了符合3GPP标准的系统级仿真平台,仿真了不同用户数和不同下行控制信道资源对系统吞吐量、时延、接入碰撞概率等的影响,仿真结果验证了理论分析的正确性。