低轨卫星通信系统信道分配策略综述

卫星通信是全球无缝通信系统的重要组成部分,能够为多种数据传输建立安全可靠的全球性通信链路。其中,低轨卫星通信是当前的研究热点之一。信道资源的有限性制约卫星通信发展,进行卫星通信系统无线资源管理研究,建立高效、合理的信道资源分配模型,对提高卫星通信系统服务质量具有重要意义。对低轨卫星通信系统无线资源管理中信道分配的典型策略进行了分析和总结,并展望了这一领域的发展方向。最后,就进一步研究提出建议。     

一种卫星移动通信语音业务半持续调度机制

基于LTE的卫星移动通信系统将3GPP LTE标准与卫星通信技术相结合,对实现移动通信的高速全球覆盖具有重要的意义.然而,卫星通信面临的高误码率、上下行带宽非对称等问题,对卫星移动通信的资源调度和服务质量保证提出了重要挑战.以LTE半持续调度机制为基础,针对卫星移动通信语音业务,提出了一种上行无线资源调度方案VoSPS.VoSPS中增加了基于上行信道质量的准入机制和截断机制,减少了上行资源的浪费;引入了一种基于语音服务满意度的语音编码速率调整算法,增加了系统的用户容量.仿真结果表明,VoSPS能有效提高系统的用户满意度和语音业务容量.     

基于卫星通信的空中爆炸冲击波威力测试系统

针对空中爆炸冲击波威力测试中测试环境恶劣、设备无法监控、数据回收困难等问题,基于空中爆炸冲击波力学特性和传播规律,综合运用存储测试技术和卫星通信技术,研究一种卫星方式通信的冲击波威力测试系统,给出了系统设计方案和实现方法.测试系统能在任意环境下完成任意距离的无线数据传输,实现测试设备的无线远程监控和试验数据快速回传,节省了大量的人力和时间成本,且有效提升测试试验的可靠性与稳定性.对测试系统在网络调试助手模拟和实爆测试两种状态下开展测试试验,并将测试结果与Henrych公式计算结果进行对比分析,结果表明研制的系统测试数据准确、传输可靠性高,满足复杂恶劣环境下装药冲击波超压实际测试需求.      

基于天通卫星通信的海洋浮标监测系统设计

卫星通信因其覆盖面广、可靠性高、误码率低等优点,在海洋监测数据传输中得到了广泛的应用.天通卫星通信是我国自主知识产权的卫星移动通信系统,具有可靠性强、实时性强、保密性强等优势,可满足海洋浮标监测大数据量传输、安全保密性高的需求.笔者设计了基于天通卫星通信的海洋浮标监测系统,通过系统测试验证了天通卫星通信的稳定性和可靠性.     

TD-SCDMA中基于功率控制的呼叫接纳算法

第三代移动通信系统TD-SCDMA是一种自干扰的系统.随着未来用户的增加,在无线资源相对有限的情况下,有效控制干扰的要求越来越高,而呼叫接纳控制技术(CAC)就是解决这一问题的关键技术之一.该文提出了基于功率控制的呼叫接纳控制算法,以小区负荷因子为分析参数,分析新用户满足接纳请求的条件,进而对新的呼叫请求作出判断.该算法充分考虑了系统中各种干扰,更加符合实际的网络环境,同时满足了无线用户日益提高的QoS要求.     

宽带多媒体卫星通信的发展

宽带多媒体卫星通信是未来一代卫星通信发展的趋势,通过对未来卫星通信网络的特点,多媒体卫星通信的应用背景的分析,可以看出在民用卫星通信中,多媒体卫星发展的必要性.文章也介绍了当前多媒体卫星通信在我国的应用情况和发展前景,分析了现代宽带卫星通信技术面临的挑战以及一些关键技术,并对当前国际上的一些先进的多媒体卫星通信网络发展趋势作了简单的介绍.     

TCPS-jump:卫星信道拥塞控制新算法

由于卫星通信系统具有的长时延特性以及无线信道误码率高的特点 ,传统的应用于Internet的TCP拥塞控制机制在卫星通信链路上进行TCP数据包传输时不能充分利用网络的吞吐量 ,导致网络效率低下 .因此提出一种新的基于TCP拥塞控制窗口大小的改变新算法TCP Sjump ,旨在有效提高卫星通信链路上的网络利用率 ,并给出了在实际环境中和利用计算机进行仿真试验的研究模型     

我国自主研发出首款卫星通信系统

2011年12月15日，在北京航天城举行的AnovO卫星通信系统产品发布会称，中国Anovo卫星通信系统产品完全国产化，其除实现信息安全高可靠性外，还创新采用模块化灵活配置，能够满足不同用户的多样化应用需求。     

一种基于无线宽带连接的移动学习社群资源共享算法及其实现

运用社会网络分析研究基于无线宽带连接的移动学习社群资源共享算法.探讨移动学习社群中成员的中心度、成员之间的相似度等社会度量对其资源获取的响应时间、资源获取率的影响.实验结果证明,在无线宽带环境下建立的移动学习社群中,用户获取资源的响应时间短,资源获取率高.     

基于P2P结构的无线网格资源发现机制

针对无线网络的特殊环境,提出了一种基于P2P结构的无线网格资源发现机制,该机制结合了分布式与集中式网格资源发现的优点,引入了超级节点的概念,通过超级节点管理域内用户,将资源信息存放在超级节点中,避免了中央节点聚合目录的更新.并在此机制基础上给出了一个无线网格信息服务架构,满足了无线网格资源发现的分散性和可扩展性的特点.理论分析和实验证明能够提高无线网格资源发现效率.     

低轨卫星通信信道分配策略

针对低轨卫星通信轨道高度低、运动速度快、切换频繁的特点以及业务类型和用户类型逐渐丰富的发展趋势,提出高业务量下基于差分进化算法的自适应信道预留策略,动态调整信道预留数目,保证高优先级用户的及时接入;低业务量时提出非预留信道分配方案,满足高优先级用户的理想带宽需求,充分利用系统的信道资源.小区信道全部被占用时,提出增强型排队策略,令暂时无法接入的用户加入排队序列,根据综合优先级依次接入,进一步提升用户体验和系统整体性能.实验证明,该方案可有效提高系统资源利用率,保障各类用户的体验,使系统整体服务质量更佳.     

缓存辅助移动边缘计算的任务卸载与资源分配联合优化策略

为了减少资源受限的移动边缘计算场景下任务卸载和资源分配过程中的能量消耗,提出缓存辅助的动态卸载决策和计算、通信、缓存多维资源分配的联合优化策略。该策略根据任务流行度制定缓存服务,通过控制用户设备的发射功率优化通信资源分配,并结合计算卸载合理利用服务器的计算资源。提出最小化时延和能耗的均衡优化目标,设计基于深度强化学习的优化求解算法。最后,通过仿真实验验证所提策略的有效性,结果表明该策略在计算资源和缓存容量约束条件下能展现较优性能。     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

TD-LTE系统动态资源分配算法研究

动态资源分配算法能够有效提高频谱利用效率、系统容量以及减少发射功率。在TD-LTE通信系统中,下行链路采用了OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)技术,动态资源分配问题常建模为在非线性限制条件下求解非线性目标函数的最优化问题。针对无约束条件迭代算法、速率自适应算法与边界自适应算法分配特点,分析了动态资源分配算法如何满足TD-LTE(time division-long term evolution)中多媒体业务不同QoS需求。对3种主流算法复杂度、容量、发射功率等技术指标进行分析比较。同时讨论了如何使算法具有低复杂度并能使网络达到良好技术指标,以及将资源块与功率结合分配的解决思路。为TD-LTE系统的动态资源分配算法研究提供了可行方案。     

低轨道卫星功率带宽资源联合分配方法

由于低轨道卫星星上功率和带宽资源有限,设计有效的资源分配方法具有重要的意义.基于此提出了一种低轨道星间功率带宽资源联合分配方法,提高了星间资源分配的公平性和网络业务承载能力.该方法应用地面站数目和星地链路存在时间刻画星间链路容量的比例,将星间资源分配问题归纳为非线性混合整数规划问题.通过引入动态可行域,定义二元变量更新操作来改进燕子群算法,用于优化模型求解.仿真得出卫星瞬时吞吐容量和瞬时网络容量变化具有周期性,并伴有随机波动,所提方法牺牲了网络容量,获取了星间资源分配的公平性.     

多点波束宽带卫星系统波束间功率优化分配算法

为满足多点波束宽带卫星系统各波束不同的业务需求,提高星上功率利用率,对多点波束卫星的功率分配进行优化。在充分考虑卫星下行链路信道条件的不同及各波束最小容量需求的基础上,以服务公平性和容量最大化为目标进行建模,提出了一种波束间功率优化分配算法OIBPA(optimized inter-beam power allocation),并采用凸优化理论对该优化算法进行分析。通过仿真分析,该算法与传统的功率分配算法相比,在考虑信道条件的基础上提高了卫星的功率利用效率,降低了计算复杂度,且可以根据业务优先级进行灵活地调整,适用于多点波束宽带卫星系统。     

基于OpenFlow的光与无线融合接入网控制架构

为了有效提高光接入网网络资源利用率,满足不同用户差异化服务质量(quality of service,QoS)的业务需求,解决不同用户数据流量缺乏动态控制和智能调度的问题,提出一种基于OpenFlow的光与无线融合接入网控制架构。该架构通过部署OpenFlow代理,延伸了控制器的控制深度到光线路终端(optical line terminal,OLT)和光网络单元(optical network unit,ONU),设计了智能化控制权限的动态下放和回收机制,从而实现了功能的整体控制和资源的灵活调度。该控制架构能够以全局视角实时获取网络、用户及业务信息,根据网络状态以及网络资源的情况,动态灵活智能地制定和调整各个交换节点的数据处理规则,实现资源优化配置,可以有效提高网络资源利用率和满足不同用户差异化的业务需求。     

多中继放大转发协同通信系统功率分配方法

功率分配一直是无线通信系统中的一项最主要的关键技术,研究如何提高能量利用率对无线通信系统有重大意义.针对多中继放大转发协同通信系统,提出一种新型的功率分配方法,以最小化发送功率为目标,将模拟退火(simulated annealing,SA)算法应用于求功率分配因子.仿真结果表明,该方法在误码率性能和系统容量方面都明显优于等功率分配方法.在给定误码率情况下,该方法能够节省发送功率。     

D2D网络功率和频谱资源分配策略

针对蜂窝通信系统高能耗、低通信资源利用率和低信道利用率的问题,提出一种基于能量效率(energy efficiency,EE)与频谱效率(spectral efficiency,SE)联合优化的网络资源分配策略.首先,在保证通信用户服务质量(quality of server,QoS)的前提下,提出一种基于启发式算法的...     

Service-Oriented Wireless Multimedia Multicasting with Partial Frequency Reuse

Service-Oriented Architecture(SOA) is employed in a wide range of applications because it promises to expose computation-intensive tasks as services and combine them with new applications to accelerate their applications development process. For service-oriented multimedia applications, the performance of multicasting transmission services under multimedia traffic must be evaluated. Multiview Video(MVV) is a promising and emerging type of multimedia traffic that consists of multiple video streams, allows stream switching, and requires strict Quality-of-Service(Qo S). In this study, we investigated multicast transmission of MVV in wireless cellular networks with Partial Frequency Reuse(PFR) and focused on two challenging problems:(1) multicast group formation and(2) subchannel and power allocation. Initially, we propose a novel Content-based Partial frequency reuse Diversity Grouping(CPDG) scheme to allocate users to multicast groups on the basis of Partial frequency reuse Diversity(PD) in wireless networks with PFR. After group formation, an optimization problem for subchannel and power allocation is formulated to minimize network power consumption under Qo S constraint. Thereafter,the optimization problem is divided into two subproblems and solved using simplex method and Karush-KuhnTucker(KKT) condition. Finally, to solve the optimization problem, a suboptimal scheme referred to as Partial frequency reuse Diversity Based Energy-efficient Multicasting(PDEM) is proposed by dynamically allocating wireless resources under Qo S constraint. The simulation results show that the proposed PDEM scheme can achieve close-to-optimal performance. Moreover, mathematical analysis of the effect of PD on network performance can provide guidelines for optimization of multimedia traffic in multicasting-enabled wireless cellular networks with PFR.