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。     

蜂窝网络中能效最大的最优中继位置研究

在新一代蜂窝网络中,固定中继能够有效提高网络性能。在单小区内考虑上行传输,研究以能效最大化为目标的最优中继位置问题。定义了上行传输能效（uplink energy efficiency,uEE）,并分别推导出用户均匀分布下,无中继网络和中继网络的uEE解析表达式。通过分析和仿真,研究中继位置对uEE的影响。结果表明,可以通过优化中继位置获得最大uEE。评估了不同参数,如小区半径、中继数目和用户占用的资源比例对最优中继位置以及最大uEE的影响。     

基于移动用户中继的OFDMA系统资源分配方案研究

文中在研究移动用户中继的基础上,对AF协同接收型中继模式链路容量的公式进行了推导,并根据空闲用户的分布,提出一种中继选择和资源分配的联合算法.仿真结果显示,该算法不仅能够提高系统的容量,还可以大大改善小区边缘用户的链路吞吐量.     

两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖分析

为了增加传统OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝系统模型的基础上,将概率理论应用于基于译码转发中继的OFDMA系统中.通过数值计算,获得两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖闭合表达式,并提出了有效覆盖半径的概念.假设用户在小区范围内服从均匀分布,从两跳中继系统的上行链路出发,分别对单小区和多小区情况下的覆盖性能进行理论分析,得到了系统覆盖优化模型,然后采用迭代算法对中继站部署的最优位置进行求解.最后实验结果表明,在多小区情况下,两跳中继蜂窝系统所获得的有效覆盖半径要明显小于单小区情况.此外,通过选取合适的参数,整个系统可以获得最大的有效覆盖半径.     

一种基于喷泉码和并行路径的深空通信无反馈协议

针对深空通信延时非常大的特点,提出了一种基于喷泉编码和并行路径的无反馈数据传输协议,该协议能够避免发送端和接收端之间反复的握手过程,缩短数据传输时间.同时通过在发送端和接收端之间部署多个中继,建立并行传输路径保证数据能够连续传输,克服单一路径易受链路中断影响的缺点,达到充分利用链路资源的效果.仿真结果表明,只要采用编码开销比链路丢包率稍微大一点的喷泉码就能保证数据在接收端以极高的概率准确恢复;增加并行传输路径的数目可以提高传输容量,减小传输所用时间.     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。     

LTE-A协同通信链路部分信道预编码传输

为了实现协同传输系统上行链路源和中继上的预编码传输,并与空时分组码相结合来改善实际传输的性能,使用一种基于迫零算法的预编码方案.针对迫零算法功率效率低的问题提出了一种基于接收信噪比最大的非完全信道预编码,得以将传统MIMO系统中的预编码技术运用于协同通信系统中.链路级仿真结果表明,在源端及中继端采取预编码处理并与空时分...     

基于光载射频通信技术的业务终端在智能小区中的应用

作者在光载射频通信技术ROF传输系统的基础上,结合智能小区在多种新型业务方面的需求,对ROF技术在智能小区的系统架构和传输链路中的应用,以及基于ROF技术的多种新型业务终端在智能小区中的实现进行研究.     

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.
     

两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络容量分析

为了增加传统TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝网络模型的基础上,提出了2种时隙调度方法:时隙同步调度与时隙反转调度.分析这2种方法下中继站和基站的小区内和小区间干扰情况,分别得到其在目标小区中的总干扰功率.通过数值计算,获得两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量闭合表达式,并讨论了2种调度方法对系统性能所产生的影响.实验结果表明,采用时隙同步调度方法时,目标小区内部区域可容纳更多用户;采用时隙反转调度方法时,目标小区外部区域可容纳更多用户.因此,时隙同步调度方法适用于小区内部区域负载较高、外部区域负载较低时的情况,而时隙反转调度方法则适用于小区内部区域负载较低、外部区域负载较高时的情况.     

喷泉中继传输网络中基于信道信息和剩余能量的中继选择算法

协作中继传输是无中心节点的无线网络中一种重要的传输方式,中继选择是中继传输中的一个重要问题。采用数字喷泉码的协作中继传输中的中继选择算法,给出了一种中继选择算法。该算法不仅考虑协作中继系统各条链路的信道状态信息,而且考虑中继当前的剩余能量信息。根据源节点到中继及中继到目的节点的信道信息选择出一组中继,再在这组中继中根据剩余能量的顺序,选择出所需要的中继节点。通过对源节点至目的节点总的传输时间和能量消耗的分析和仿真,以及不同门限值及中继节点数对系统性能影响的仿真。结果表明,与只考虑信道状态信息的中继选择算法相比,采用该算法可明显改善网络寿命。     

超宽带车辆无线网络两跳中继接入研究

为了提高车辆无线网络的系统性能,引入了脉冲超宽带(IR-UWB)无线技术并研究了链路两跳中继接入条件.由于IR-UWB功率受限,通过分析给出数据链路中继接入条件,提出了低计算复杂度的多链路两跳数据链路中继节点分配算法(DLRA),提高了数据链路传输速率;针对IR-UWB车辆链路,采用两跳单中继获得分集增益,同时实现低开销中继接入.对IR-UWB网络并行链路中继接入进行了仿真,仿真结果表明:IR-UWB车辆链路在实行两跳中继接入后,在仿真场学中总体数据传输速率提高了60.6％,改善明显.     

任务-中继无人机协同路径规划模型方法研究

为了实现多源节点与地面控制站连续的远程通信,提出了一种基于人工势场法的中继无人机动态路径规划模型求解方法。中继簇计算模块根据密度最大值聚类对中继簇进行动态划分,并实现中继节点数量的动态调整。中继节点动态路径规划模块根据人工势场法的思想,使中继无人机根据势场合力机动到合适位置,并具有动态避障和防碰撞的能力。对构建的模型在不同任务载荷设置下独立进行仿真实验,结果表明,中继无人机能够在多源节点与GCS之间完成可靠的多跳中继,在源节点数量不大于10且对空威胁区的数量不大于7的情况下通信链路的联通率均不小于99.83%。该方法能够有效地解决任务无人机远程通信中继的问题,为未来无人装备的发展和运用提供重要技术支撑。     

认知无线电系统中联合优化资源分配算法

在认知无线电系统中,次用户能够利用感知到的已授权频段进行通信,只要其传输过程对主用户通信引起的干扰处于主用户可以忍受的程度之内。协作中继方案能够利用中继节点的传输来有效提高频谱的利用率,并增强了直接链路的传输能力。文中研究在一个三节点的认知无线电网络中基于协作中继传输时的资源分配问题,为了保证在认知用户对主用户干扰可容忍的前提下使得通信系统端到端的可达吞吐量最大,提出了一种联合优化功率分配和信道分配的方案。仿真结果显示,相对于单独进行功率分配或者信道分配情况下该方案能够有效提高认知无线电系统端到端的传输性能。     

基于随机线性网络编码和UDP的可靠低时延传输方法

针对传输控制协议（transport control protocol,TCP）在无线通信中吞吐量受到丢包和反馈时延影响严重的问题,提出一种结合随机线性网络编码（random linear network coding,RLNC）和用户数据报协议（user datagram protocol,UDP）的可靠低时延无线通信传输方法。分别考虑一般RLNC和降低了编译码复杂度及头部开销的稀疏RLNC,原型实现了（稀疏）RLNC的编码、再编码、译码模块;并通过ns-3网络仿真在两跳有损中继链路中将所提方法分别与TCP和快速UDP网络连接（quick UDP internet connections,QUIC）协议的传输完成时间进行对比。仿真实验结果表明,在较高丢包率链路中,所提结合RLNC的UDP传输显著降低了传输完成时间。通过选择适当的编码参数,稀疏化的RLNC在链路条件较好的环境中能够进一步降低RLNC的传输时间,但在高丢包率环境中其传输完成时间高于RLNC。     

多天线中继协助的终端直连通信传输方案设计

为了提高蜂窝通信系统的传输效率,一种多天线中继协助的D2D通信链路(MIMO relay aided-D2D,MRA-D2D)的方案被提出。该项研究通过分析中继天线数目、干扰源、接收端之间的距离和功率等信息,设计了MIMO多天线中继协助D2D传输方案的能量效率与通信链路性能的关联表达式。研究结果表明:采用多天线中继辅助,不仅可以通过提高天线数目来提高MRA-D2D链路的接收信干噪比,还可有效提高系统的能量效率;并证明了单纯的提高发射功率并不能提高系统的能量效率。     

协作中继传输网络中基于无线供电的能量交易方法

为了让协作中继传输网络中的中继节点能够获得能量自愿协作转发源节点的信息,提高信息的传输效率,提出一种基于无线供电的能量交易方法.所提方法中包含一个源节点和目的节点以及一个中继节点和多个能源供应点(Energy Supply Points,ESP).当源节点到目的节点链路的信道质量较差时,需要中继节点帮助转发源节点的信息到目的节点.但是中继节点往往是自私的,不愿意牺牲自己的能量帮助转发别人的信息.为了使得中继节点愿意帮助转发源节点的信息,目的节点支付给周围ESP一定的报酬,以换取其通过无线供电的方式给中继节点提供能量,使得中继节点能够利用接收到的能量帮助转发源节点的信息.通过利用斯塔克尔伯格模型,研究如何对所提方法中目的节点支付给ESP的报酬和ESP提供给中继节点的能量进行优化,最大化目的节点和ESP双方的效用.仿真结果表明,本文所提的能量交易方法能够让目的节点和ESP的效用同时达到最优值,有效提高信息的传输效率.     

基于卫星中继技术的无人机遥感网络体系关键技术研究与示范技术总结报告

该课题通过建立一套基于中继卫星平台的、面向全国各个地域、各种应用的无人机遥感网络系统,最终实现无人机信息资源共享,确保无人机在执行任务过程中将信息实时、安全、高效传输至各级指挥中心及相关用户,充分的利用无人机资源,对无人机进行统一调度,为无人机应用领域间信息资源共享提供有力保障。中继卫星链路还可以作为无人机的应急备份链路,提高无人机在应急情况下执行任务的能力,增强无人机系统的生存能力,提高使用效能。该课题重点研制无人机中继卫星Ka频段机载用户终端、中继卫星Ka频段地面用户终端,同时研制无人机遥感网运行管理中心、中继卫星无人机应用系统、无人机遥感影像数据处理系统,用以实现与中继卫星应用系统的链接,以及无人机数据的组网管理、资源规划、运行管理,构建一个全国无人机遥感网络试验系统。     

WiMAX WMN中基于扩展图的链路调度优化

链路调度是Wi MAX WMN设计中面临的关键问题.为了最大化网络吞吐量,建模了无干扰最优链路调度模型.针对单位时隙需求的链路集,提出一种Wi MAX WMN中的启发式链路调度算法.进一步,针对WMN中节点的中继特性,设计了基于节点与链路分解的扩展图模型.通过细化传输过程以增强时隙的空间复用性,能够满足链路单次与多次传输的统一调度需求.一系列仿真实验结果表明,所提出的链路调度算法能够有效减少网络调度周期,提高网络吞吐量.     

一种面向物联网动态感知图像的量子遗传传输新方法

由于物联网动态感知图像传输的移动性、分布式控制等特点,本文在对现有量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm)的基础上对其进行改进,并结合最优链路状态路由中多点中继技术的特点,提出了一种面向物联网动态感知图像的传输新方法.该方法的创新之处在于利用量子基因位对物联网动态感知图像传输中的图像节点进行编码处理,基于启发式规则以及适应度规则选取中继节点路由,通过量子交叉对节点中的基因链进行交叉操作,以到达收敛和全局最优的目的.仿真和应用实验都表明提出的新方法是切实可行的.该方法在物联网动态感知图像的相关应用中有较好的网络传输效果.