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...     

一种减小非授权频段混合自动重传请求进程时延的方案

针对利用非授权频段发送上行或者下行数据时某些混合自动重传请求(HARQ)进程总是在重传时刻没有占用到信道资源而导致时延过大的问题,提出了一种基于HARQ进程优先级分配信道资源的上下行重传方案。根据每个HARQ进程错过传输的次数和时延进行优先级判定,在竞争到信道使用权后按照优先级分配资源,使得各个HARQ进程以一种较为公平的方式使用有限的信道资源。在LTE系统仿真平台上建立非授权频段下的HARQ模型;并结合增量冗余(IR)和Chase合并技术进行性能验证。仿真结果表明所提方案的上下行HARQ进程平均时延有明显的降低,系统平均吞吐量得到一定程度的改善。     

一种减小非授权频段HARQ进程时延的方案

针对利用非授权频段发送上行或者下行数据时某些HARQ进程总是在重传时刻没有占用到信道资源而导致时延过大的问题,提出了一种基于HARQ进程优先级分配信道资源的上下行重传方案。根据每个HARQ进程错过传输的次数和时延进行优先级判定,在竞争到信道使用权后按照优先级分配资源,使得各个HARQ进程以一种较为公平的方式使用有限的信道资源。在LTE系统仿真平台上建立非授权频段下的HARQ模型,并结合增量冗余（IR）和Chase合并技术进行性能验证。仿真结果表明所提方案的上下行HARQ进程平均时延有明显的降低,系统平均吞吐量得到一定程度的改善。     

一种基于链路质量的选择协作式HARQ传输协议

针对单中继协同混合自动重传请求(hybrid autom atic repeat request,HARQ)策略中重传时延性能不佳的问题,通过对快衰落信道下单中继HARQ系统的误码率和时延特性的研究和分析,提出一种基于目的端控制选择协作式HARQ(selective cooperative-HARQ,SC-HARQ)传输协议的实现方案,此方案是在单中继环境下根据中继链路和直达链路的链路质量判断选择重传路径的HARQ传输协议。SC-HARQ传输协议方案需要设定传输链路质量的门限值,然后根据不同的链路质量选择不同的重传模式:当直达链路质量大于设定的门限值时,选择直达链路进行重传;反之,选择完全协同HARQ传输协议进行重传。经过理论分析和MATLAB仿真验证证明,SC-HARQ传输协议方案在保证一定传输质量的前提下能够有效减小系统时延、改善系统性能。     

LTE-Advanced系统中改进的载波聚合HARQ进程映射机制

分析了LTE-Advanced系统在引入载波聚合技术以后,混合自动重传请求(HARQ)进程映射机制的设计问题。简述了载波聚合技术和HARQ技术原理,介绍了目前载波聚合中的HARQ映射方式,指出目前映射方式存在的问题,并针对该问题提出了一种半静态可变HARQ进程映射方案,在不同条件下对该方案进行了仿真分析,仿真结果说明新方案实现了对分集增益与开销的折中,能够改善系统综合性能,具有良好的应用前景。     

LTE-Advanced系统中改进的载波聚合HARQ进程映射机制

分析了LTE-Advanced系统在引入载波聚合技术以后,混合自动重传请求(HARQ)进程映射机制的设计问题.简述了载波聚合技术和HARQ技术原理,介绍了目前载波聚合中的HARQ映射方式,指出目前映射方式存在的问题,并针对该问题提出了一种半静态可变HARQ进程映射方案,在不同条件下对该方案进行了仿真分析,仿真结果说明新方案实现了对分集增益与开销的折中,能够改善系统综合性能,具有良好的应用前景.     

基于FPGA的以太网MAC子层协议设计实现

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的以太网MAC子层协议的硬件实现方法。硬件结构上由控制模块、发送模块和接收模块3个部分组成,发送模块和接收模块采用状态机控制数据发送和接收的过程,完成数据的封装、发送和接收功能。     

一种基于网络编码的速率自适应多播MAC协议

针对现有IEEE 802.11协议在无线局域网多播应用中存在可靠性差、吞吐性能不佳等诸多缺陷,提出了一种基于网络编码的速率自适应多播MAC协议RAMPNC.该协议采用网络编码组传输模型发送多播数据,使多播接收节点通过对累积的编码帧进行解码操作恢复出所需的原始数据.此外,RAMPNC利用RTS/CTS 握手信号实现信道状态信息交换,并根据多播接收节点反馈的信道信噪比估值动态调整源端的物理层发送速率.通过使用NS-2模拟器评估RAMPNC协议性能,结果显示,该协议在多播吞吐量,平均帧传输延时和帧投递率等方面获得了比已有ELBP和ARSM协议更好的性能.     

一种3GPP LTE系统快速上行切换方案

针对3GPP长期演进(LTE)移动通信系统,提出一种上行链路的快速切换方案。该方案充分利用了多个基站提供的选择性分集增益,同时避免了乒乓效应,可以提高上行链路的性能。     

一种LTE系统下的基于MBMS的视频流资源分配方案

多媒体广播多播业务（MBMS）为点对多点的多媒体传输提供了有效的服务.但MBMS需要上行反馈信道状况,因此其性能受限于最差用户的信道质量.文中提出了一种LTE系统下基于MBMS传输的视频流频域分组调度方案,该方案将视频流分为基层和扩展层,在点对多点的传输方式下,根据信道质量反馈针对不同视频层采用不同的调度方法,在所有用户都得到服务的同时增加了吞吐量.理论和仿真分析表明,与已有的传统调度方案相比,该方案能够提供更高的系统吞吐量和频谱效率.     

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.     

基于协作多点传输系统的自适应有限反馈

为了提高协作多点传输系统上行链路的反馈资源利用率,研究了多小区重叠覆盖下的相位反馈问题,并推导出用户自适应反馈比特分配的最优解.用户可根据自身传输信道与干扰信道的信道质量,以及来自不同基站信号之间的相位差信息,自适应地确定相应比特数.通过在预编码中根据反馈的相位差信息进行相位补偿,使得用户端接收信号能够相干叠加.研究表明,该方案在不增加系统反馈开销的条件下,能够较为明显地提高系统吞吐量.
     

3GPP LTE协议栈RLC层AM传输模式的设计与实现

针对3GPP最新发布的LTE(long term evolution)Release 8标准,研究了LTE空中接口协议栈无线链路控制(radio link control,RLC)的子层确认(acknowledged mode,AM)传输模式的设计与实现机制。主要介绍了LTE无线接入网空中接口协议栈的结构,详细阐述了空中接口协议栈中RLC的AM数据传输模式的运行原理,最后根据协议设计了一种具体在协议栈软件中实现AM传输模式的方法。     

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。     

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.     

基于多用户多输入多输出系统的自适应有限反馈

为了减少多用户多输入多输出系统中上行链路的反馈开销,研究了多用户的有限反馈问题.在分析反馈比特数与用户速率关系的基础上,推导出用户自适应有限反馈的最优解,并提出一种实现简单的次最优方案,即用户根据自身和系统整体的信道质量状况,自适应地选择反馈比特数.通过增加信道较好用户以及减少信道较差用户的反馈比特数,有效提高了反馈比特的利用效率.研究结果表明,该方案实现简单,在不增加系统反馈开销的条件下明显增加系统吞吐量.     

LTE-U与WiFi系统在非授权频段共存机制研究

部署长期演进(long-term evolution,LTE)系统到非授权频段,已经被视为一种缓解目前频谱资源短缺的有效方法.当前的主要挑战是LTE与WiFi系统如何在非授权频段和谐共存.为降低系统总冲突概率,提升非授权频谱利用率并保障WiFi系统的传输性能,提出2种接入机制:基于先听后发(listen before talk,LBT)的随机接入机制(LBT-based random access mechanism,LBT-RA)和基于边听边发(listen and talk,LAT)的冲突避免接入机制(LAT-based collisions avoid access mechanism,LAT-CA).LBT-RA机制基于LBT检测发送方式在传输前对信道进行空闲信道评估(clear channel assessment,CCA),如果检测信道空闲,便随机接入可用的非授权频段.LAT-CA机制基于全双工技术的LAT检测发送方式,能实现频谱检测与数据传输的同时进行,降低用户间的冲突概率.仿真结果表明,提出的LBT-RA和LAT-CA机制能有效提升非授权频谱的利用率,并确保非授权频段LTE(LTE-unlicensed,LTE-U)与WiFi系统的和谐共存.