一种交织迭代无线多跳中继方案研究

在新一代无线通信系统中,迭代检测技术以其良好的性能得到广泛研究与应用.介绍了基于交织迭代的多用户检测算法,并将其引入多跳中继技术中,然后结合OFDM和MIMO技术对其性能进行仿真和分析.同时,设计了一种双时隙传输方案,其很好地克服相邻中继阶段传输时产生的自耦合干扰现象,使系统具有较高的空间分集效果,以及灵活性的系统架构、更强的传输能力.     

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.     

两跳无线网络中的中继调度算法

针对两跳无线网络的中继调度问题,提出了一种基于信道容量最大化的中继节点迭代调度算法.该算法基于放大转发型中继协议,以目标节点进行联合译码时的瞬时容量最大化为准则而依次选取中继节点,直至中继数达到源节点发射天线数或信道容量不再增加.仿真结果表明,在不同的中继节点总数、源节点发射天线数以及前后向信道信噪比条件下,该算法比传统算法获得了较大的容量增益和多中继分集增益,更加接近于信息论意义上的容量上界.     

一种基于休眠调度的无线多跳网络路由协议

提出了一种基于休眠调度的无线多跳网络路由协议(Sleep Scheduling Based Routing Protocol,SS-RP),仅需要节点维护一个伪随机数序列即可以较低的计算开销达到合理调度节点轮替工作的目的,节约并均衡了网络的能耗.仿真结果表明,SSRP在维持了良好投递率和可接受端到端延迟的基础上,提高了网络的生命期.     

两跳多中继网络中改进的前向放大中继策略

单源单宿多中继多天线系统中,中继总功率受限的最大化系统传输速率问题为非凸优化问题.针对此问题分别提出TFSA (Target Function Simplified Algorithm)和CCSA（Constrain Conditions Simplified Algorithm）两种优化算法.TFSA通过缩放信道矩阵与其共轭转置矩阵乘积的特征值使此问题成为凸优化,并使用传统凸优化方法获得其最优数值解;CCSA通过缩小此优化问题的约束集并转换自变量使之成为凸优化,再利用拉格朗日算法获得其解析解,能够实现算法复杂度和系统性能的折衷.实验仿真表明,TFSA算法能逼近最优算法实现的系统性能; CCSA与已有算法比较获得了一定的速率增益,且实现复杂度低.     

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.     

具有能量收集的多跳认知双向中继网络中断概率分析

为了提高多跳认知中继网络传输效率,延长生存期和降低中断概率,提出基于时分广播协议、译码转发、网络编码和专用信号塔(power-beacon,PB)辅助能量收集等技术的多跳双向传输方案,研究了采用该方案的衬底方式认知中继网络的中断性能,推导了Rayleigh分块衰落信道下次网络的精确和渐近中断概率。理论分析和仿真结果表明,与传统传输方案相比,所提传输方案具有相近的中断性能,但传输效率却远高于传统方案。次网络中断概率随着PB发射功率的增加或者干扰约束的降低而单调下降。合理设置PB位置,次网络端到端容量,子系统数目和能量收集比率有助于提升次网络中断性能。     

两跳固定中继蜂窝网络的子载波信道分配策略

针对频率复用因子为1的两跳固定中继节点的蜂窝网络中,移动业务分布的时变性和非均匀性,提出了基于同向分配逆向共享的子载波信道资源环状分配策略。该策略无需基站之间的协作也能有效地保证相邻小区节点之间的最小同频干扰距离。通过理论分析和仿真,在用户业务非均匀分布下,与传统两跳蜂窝系统的子载波信道分配策略相比,提出的分配策略系统平均频谱效率有明显改善,尤其在业务分布主要集中在小区边缘时,其平均频谱效率增益可以达到3倍。     

多跳协作中继网络的能量分配及路由算法

为了减少无线多跳网络的能量消耗,提出了一种协作路由算法. 在传统非协作路由的基础上,通过译码-转发与放大-转发混合的协作中继方式减少路由长度. 根据信道状态信息,推导了满足源节点和目的节点之间信道容量的前提下,节点所需的最小发射功率. 结合功率分配,提出了基于路由最小功率的协作路由算法及实现方式. 仿真实验结果表明,该能量分配方式和路由选择算法在保持低功耗的同时,降低了数据误码率,提高了节点的通信可靠性和能量利用率.      

基于遗传算法的物联网视频多跳中继无线通信路由技术改进

本文提出了适用于物联网视频多跳中继无线通信的实现能量预估的网络层叠协同路由交互寻访技术。该技术的前提是采用遗传算法设计轮询步进优化估值模型,依据估值模型计算节点感知距离和节点能量,结合无线大容量信号编码解调码过程建立层叠协同交互寻访体系,优化簇内、簇头节点的传输效能,实现用户层、网络通信层和感知层层叠路由的交互协同。经软件仿真和数学矩阵对比,该技术可较好地满足物联网视频等大容量感知数据的传输与处理,而且可以充分利用物联网层叠资源特别是感知层与链路层受限的运算、存储和能量等资源。     

IEEE802.16 Mesh协同分布式模式下的延迟性能分析

为了更好地对IEEE802.16 Mesh协同分布式模式下的网络时延进行评估,利用已有的随机分布式模型,在介绍了IEEE802.16 Mesh的MAC帧格式的基础上,对接入延迟和3次握手的延迟进行了性能分析和仿真分析。分析结果表明,随着回退时隙数量的增加,MSH-DSCH消息的接入延迟和3次握手延迟会增加,仿真结与理论分析结果相同。     

正交频分多址接入系统中接收能耗优化的二维时频资源分配算法

正交频分多址接入系统资源分配的结果会直接影响资源分配效率以及各个接收站点的能耗.系统中的多用户系统资源分配问题在一定的标准(例如IEEE 802.16标准)约束下可证明为一个NP完全问题.以IEEE802.16标准为例,由一定的分配准则定义的一种启发式算法(能耗优化的低边数分配算法)可以对资源分配问题进行近似求解.仿真结果表明,和文献中典型的启发式算法相比,该算法可以获得较高的资源分配效率以及较低的接收站点能耗.     

OFDMA中继网络上行链路资源分配算法设计

针对放大-转发OFDMA中继网络上行链路,考虑具有不同QoS要求的异构业务场景,在用户与中继独立功率约束条件下,提出一种子载波对匹配分配与功率分配算法,以实现在满足非弹性用户速率需求前提下,最大化弹性用户和速率的目标.为降低算法计算复杂度,将原混合二进制整数规划问题分解为子载波对匹配分配,非弹性用户与中继、弹性用户与中继联合功率分配三个子问题,从而实现计算复杂度从指数级别到线性的下降.仿真结果显示,所提方案能够满足非弹性用户的速率需求,且弹性用户的和速率容量明显高于等功率分配原则和未进行子载波匹配下的资源分配算法.     

用于差别服务网络中的业务调度与成形机制

在差别服务网络中,实时业务的延时保证是一个难题,这需要在调度聚集业务的时候能够保存聚集类中每一个单独流的业务特性。针对此问题,该文提出了一种用于差别服务网络的调度与整形相结合的机制——TD2FQ(Token-drivenDelay-sensitiveDynamicFairQueueing)。该机制包括一种新的调度机制——延时相关动态公平队列,以及一种新的"有色令牌"应用模块。TD2FQ可用于进行聚集业务的成形调度,除了能够获得确保的延时上界,还可以维持业务类中不同流间的公平性以及业务流的成形条件,并且保证了输出链路的带宽利用率。该文给出了该算法的理论分析和仿真结果,论证了该算法的优越性。     

一种适合IEEE802.16m的改进前导字结构和定时同步算法

结合IEE802.16m协议分析了定时同步误差对系统性能的影响.通过对同步训练序列及传统定时同步算法的分析,提出了一种适合IEEE802.16m系统的定时同步方案.该方案利用训练序列的相关性,通过改进前导字结构及同步算法实现接收端的定时同步.在高斯信道和SUI-3信道下进行了仿真.结果表明,改进的定时同步方案优于传统方...     

用于EPA网络的实时调度方案

总结了现有网络控制系统(NCS)出现的问题和可行的解决方案.针对基于以太网传输的现场总线控制系统具有网络诱导时延,缺乏确定性和实时性的问题,提出了一种适用于EPA工业现场网络的精确实时调度设计方案.该方案通过时钟同步、时分多址调度增强系统通信的确定性,以并行处理报文信息的形式最大限度利用系统资源,达到更高的调度精度,并可以同时处理周期性出现和带有优先级的非周期出现的数据报文.基于FPGA的实验平台测试证明了此方案的有效性.     

一种适合IEEE802.16m的改进前导字结构和定时同步算法

结合IEEE802.16m协议分析了定时同步误差对系统性能的影响。通过对同步训练序列及传统定时同步算法的分析,提出了一种适合IEEE802.16m系统的定时同步方案。该方案利用训练序列的相关性,通过改进前导字结构及同步算法实现接收端的定时同步。在高斯信道和SUI-3信道下进行了仿真。结果表明,改进的定时同步方案优于传统方案,具有良好的性能,且易于实现。     

能量收集认知网络中基于次用户意愿和吞吐量的中继协作方案

针对能量收集认知无线电网络(energy harvesting-cognitive radio network, EH-CRN)很少考虑次用户需求,且缺乏主次用户间的具体协作策略的问题,提出一种基于次用户意愿的中继协作方案。与传统协作方案不同的是,该方案考虑次用户意愿,假设次用户可以根据自身需求选择携带数据量负荷较小的主用户进行合作,并给出了具体的协作策略。设计了一种能量收集时间分配因子的优化方案,使得在合作以及非合作模式下次用户吞吐量最大。进一步,在不合作模式下推导出能量收集时间分配因子的闭式解;在合作模式下,由于无法直接完全通过解析求解获得优化结果,故采用遍历搜索的方法求解优化问题。进行了仿真分析,一方面验证了该方案的系统性能比传统合作方案有明显优势,另一方面仿真了不同参数对该方案性能的影响。     

小型熔铝炉用蓄热式节能燃烧器的开发与研制

针对目前小型熔铝炉烟气排放温度高、余热回收利用率低的问题,提出适用于小型熔铝炉蓄热式节能燃烧器的开发研制方案,其中包括烧嘴类型的确定、蓄热材质的选择、蓄热式的设计依据以及控制系统的开发。此方案为蓄热式节能燃烧器的具体设计,能够极限回收烟气余热,提高燃料利用率。