高速列车车载多天线系统传输方案及容量分析

在对高铁视距SIMO(single-input multiple-output)下的直线多天线阵列接收进行三维建模的基础上,分析了车载N组阵列合并接收的信道容量,发现合并后的信道容量在基站附近会得到提升,但是存在抖动,而且很快衰减到香农容量,单纯地增加接收天线阵列组数N并不能获得平稳容量增益。研究还发现,调整阵列的参数并将阵列进行分组,适当改变每组阵列的权重值可获得稳定容量增益。计算机数值仿真结果也表明,适当的设置会使得列车在不同速度下克服驶过基站时的容量振荡,并获得平稳的信道容量。

高铁基于毫米波的自适应波束分合传输方案

向拥有较宽连续频谱的高频频段扩展带宽成为未来高铁无线通信系统提升容量的有力手段,不过,需要采用大规模天线波束赋形技术克服高频频段路径损耗严重的缺陷。在高铁双车载台方案中,可以通过大规模天线阵列形成双波束传输提高系统容量。在对其传输性能进行分析后发现,双波束传输优化配置与列车的位置有关。基于此,论文提出自适应波束分合传输方案,当列车距离基站较远时,为了避免波束间的严重干扰,双波束合成为一个波束来覆盖两个接收端,实现接收分集,提高接收信号质量;当列车距离基站较近时,分裂成双波束,实现空间复用,提高系统容量及传输可靠性。数值仿真结果表明,所提方案可以适应列车运行位置,提升传输性能。

协作通信网络中的合作编码技术

未来宽带无线通信系统要支持高达1Gb/s的峰值无线传输速率,就必须考虑利用协作通信技术,充分复用频率、时间、空间等多维资源,改善网络覆盖性能。合作编码将协作信号处理和信道编码技术有机地结合在一起,是实现高性能合作通信的重要保障,合作编码将成为未来宽带无线通信技术的一项关键技术。合作编码技术必须适应节点的双工或半双工通信方式,采用适应不同的协同通信网络环境要求的合作编码技术方案。未来的合作编码技术的发展方向是自适应的合作编码技术和网络编码协作技术。

基于随机交织的分布式信源编码的实际设计

提出一种基于低密度奇偶校验(LDPC)码和随机交织器的对称Slepian-Wolf编码的实际设计方案.与已有方案不同,该方案对于具有相同速率的信源节点可以采用相同的LDPC编码器,只须通过不同的随机交织器就可以进行区分,使得系统的实现复杂度明显降低,尤其是在节点数量较大的情况下.该方案运用渐进边增长(PEG)算法对LDPC码的Tanner图进行优化,而在译码端利用信源之间的相关性进行联合迭代译码.在2、3个相关信源以及单个信源的特殊情形下的仿真结果表明,对于相关的非均匀信源,该方案在性能上优于已有方案.

铁路应急场景下无人机通信感知一体化无线网络资源智能分配算法

面向恶劣自然环境下地面基础设施受损的铁路场景,该文提出一种无人机(UAV)通信感知一体化无线接入网络架构,实现对列车运行环境的实时感知及应急信息回传。考虑到无人机的续航能力有限,通过建立列车制动距离模型与无人机能耗模型,在满足信息回传通信性能与列车环境感知需求的情况下,联合调整无人机飞行速度和通信发射功率以优化无人机整体能耗。通过分析发现,该优化问题符合马尔可夫决策过程(MDP),基于此,提出一种基于深度双Q网络(DDQN)的无人机通信感知一体化无线资源智能分配算法解决上述问题。最后,该文对所提算法的收敛性能、无人机环境感知距离和无人机能耗进行了仿真实验。仿真结果显示,所提算法具有良好的收敛性能,在满足铁路应急场景环境感知及信息回传需求的同时,能够最大化无人机通信作业时长。

无人机空地网络研究综述

无人机具有快速部署、成本低廉等优势.无人机空地网络通过将基站设备部署至升空无人机平台,能从空中快速构建对地覆盖网络,因而在应急救灾、偏远覆盖、智能交通、智慧城市等方面具有广阔的应用前景,近年来受到广泛关注.面向无人机空地网络应用场景,结合无人机的机动、组网、载荷等特点,围绕无人机空地网络覆盖性能提升、无人机空地网络通感算一体化设计、智能反射面技术辅助的无人机空地网络、鲁棒无人机空地网络四个维度,从网络场景、关键技术挑战、性能优化控制方法等几方面梳理无人机空地网络的研究现状,并探索优化提升无人机空地网络性能的未来研究方向.

基于多通道图像的ECA-CNN WiFi FTM室内定位算法

IEEE 802.11-2016定义了精细时间测量(FTM)协议,利用信号往返时间(RTT)实现WiFi室内定位,以期达到米级定位精度。但在非视距或多径环境下,RTT测距精度下降,严重影响定位性能。因此,为了提高RTT定位精度,提出了一种将多个无线接入点(AP)测得的WiFi RTT测距序列转换为多通道图像的方法,基于多通道图像采用有效通道注意力机制卷积神经网络(ECA-CNN)学习测距数据与目标位置之间的关系,实现位置估计。实验结果表明,提出的定位模型与常规深度神经网络(DNN)定位模型、基于单通道图像的卷积神经网络(SCI-CNN)定位模型和基于单通道图像的有效通道注意力机制卷积神经网络(SCI-ECA-CNN)定位模型相比,模型的平均定位误差约为1 m,分别比上述模型降低了31.03%、16.78%和10.68%。

基于循环冗余校验的极化码低复杂度球形译码算法

球形译码是实现极化码最大似然译码性能的有效算法。针对球形译码算法复杂度高的问题,提出了一种基于循环冗余校验固定部分比特降低极化码球形译码算法复杂度的方案。通过使用循环冗余校验码校验固定球形译码译码顺序中位置靠前的根节点,大量减少总的搜索节点,降低算法的复杂度;通过对提出算法的复杂度进行理论推导分析,获得了复杂度降低的解析式,以及编码信息位长度、固定比特长度对降低复杂度影响的关系。仿真验证表明,提出算法可以在大幅度降低球形译码算法复杂度的同时保证较好的性能。

一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。

一种高移动场景下基于CoMP的切换方案及性能分析

随着高速铁路的不断发展和列车速度的不断提高,高铁场景下车地通信的可靠性和高效性引起广泛关注。列车速度的提升导致更加频繁的越区切换,使系统的可靠性得不到保障,因此列车速度的提升对高铁通信网络的安全性和可靠性产生严重影响。本文提出1种将LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)网络应用到高速铁路场景并基于协同多点传输/接收CoMP(Coordinated Multi-Point transmission/reception)技术的切换优化方案模型,方案参考协作集加入模型。对系统切换成功率等进行性能分析,并与传统切换方案进行性能对比。分析表明:本文基于CoMP的切换方案可有效提升高移动性下网络的切换成功概率,明显改善系统的可靠性和效率。

基于信号强度和功率损耗的分层网络切换算法

为解决毫微微小区基站布置在宏蜂窝小区中引起的切换问题,提出了一种新的分层网络切换算法.该算法主要基于用户接收的信号强度和信号在传播过程中的功率损耗2个参数进行切换判决.当依据接收的信号强度进行切换判决,且其不能有效工作时,将功率损耗作为辅助判决条件,可提高毫微微小区的利用率和降低算法复杂度.仿真分析结果表明,与传统的切换算法相比,该算法的切换次数增加了1倍;与基于宏基站和毫微微小区基站联合信号强度的切换算法相比,减少了1/2不必要的切换次数.

基于负载均衡的OFDMA双跳中继网络资源分配策略

为适应蜂窝小区内不同的用户分布,针对基于正交频分多址接入技术的双跳中继网络,提出了一种基于负载均衡的资源分配策略.考虑难以得到联合分配的最优解,在降低计算复杂度的前提下,采用分步式次优化分配.采用比例公平算法对子载波进行分配,并用数学建模的方法解决功率分配问题;根据凸规划和注水算法确定功率分配最优解需满足的条件,在逼近最优解的目标下,求得基站和中继站的发射功率.仿真分析结果表明,与传统的静态资源分配策略相比,提出的基于负载均衡的资源分配策略可以适应不同的用户分布和信道条件,系统吞吐率提高7.8%以上.

高速铁路移动通信系统多天线分集接收方案

在差分调制解调的信号模型下,提出了高铁场景下2种多天线分集接收模型——线性合并分集接收和统计合并分集接收,从而得出高铁场景下车地无线宽带通信较有效的分集接收方案,提升系统性能。数学分析和仿真结果表明,所提出的线性合并分集和统计合并分集都可以通过增加分集数来降低高速移动带来的误码率平层,统计合并分集的性能要优于线性合并分集,但是其接收机复杂度也比线性合并分集要高。在实际应用中可以根据QoS的要求在性能和复杂度之间进行折衷。

无证书的可验证环签名方案

将无证书的密码体制与可验证环签名相结合,提出一个无证书的可验证环签名方案。方案具有环签名的性质,在需要时,真实签名者还可向验证者证明自己的身份。方案基于无证书的密码体制,克服了基于身份的密码体制的密钥托管问题,避免基于证书密码体制的公钥存储和管理问题。

一种802.11s无线Mesh网络快速切换方案

在无线Mesh网络中,为保证无Mesh功能移动终端在无线接入点之间快速移动时,仍能保持高速数据传输,提出了一种基于802.11s的无线Mesh网络二层快速切换机制.该机制采用跨层设计的思想,整个切换过程均在二层实现,兼顾了LLC子层和MAC子层的信息,融合并改进了802.11s的相关机制,极大地提高了切换效率.仿真结果表明,与802.11s草案定义的切换方案相比,采用该快速切换机制时,切换延时可缩短2-4倍,丢包数可降低2-8倍.

自相关级联混沌振子法实现随相弱正弦信号的检测

为了全面考查混沌振子系统的检测能力,改善系统的检测性能并实现随机相位微弱正弦信号的检测,通过Monte-Carlo仿真得到了系统的检测性能,提出了自相关与混沌振子相结合的检测方法。首先对接收信号进行自相关,故意失掉相位信息并抑制部分噪声,从而使自相关结果即送入混沌振子的信号变为了信噪比得到增强的0初相正弦信号,采用一个方程就可实现检测。避免了方程组的方法,不仅降低了检测的复杂度,也提高了检测性能,Monte-Carlo仿真证明了联合检测系统提高了对微弱信号的检测能力。

基于身份的签密方案

现有基于身份的签密方案存在签密不能被公开验证、签密能被伪造和签密不具有健壮性等缺陷。分析LHL方案的安全性,利用双线性对提出一个基于身份的签密方案,该方案能保证签密具有公开验证性、不可伪造性、健壮性、不可否认性和前向安全性,它只需要4个对运算,其效率高于其他基于身份的签密方案。

GSM-R网络中基于位置和中继功率控制的切换优化方案

GSM-R(GSM for Railway)的可靠性和高效性引起人们的关注。列车速度的提升导致多普勒效应更严重、切换触发位置更靠后、越区切换更频繁。多普勒效应恶化接收信号质量使中断率增加;切换触发位置靠后变相缩小重叠区覆盖范围使越区切换失败率增加;频繁的越区切换进一步降低系统可靠性。因此列车速度的提升对GSM-R网络的安全性和可靠性产生重要影响。同时,我国铁路网络的不断扩展对GSM-R系统的容量提出更高的要求。本文首先对GSM-R网络传统切换策略进行建模和性能分析。随后,提出一种利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案。在该方案中,列车到达切换位置前,利用中继站获得分集增益,提升信道容量和链路可靠性;处于切换位置时,通过中继的功率控制,保证本小区的信号满足最低通信要求,变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿真结果表明:本文提出的方案有效地提升切换成功概率和信道容量,明显改善了GSM-R系统的性能。

GSM-R网中一种基于中继站辅助的切换策略

GSM-R(GSM for Railway)网是铁路运输所专用的GSM无线通信网络。与普通GSM网中移动台的低速移动不同,GSM-R网中列车的高速移动会使接收信号产生严重的多普勒频移,另外接收信号还会受到电力牵引等其他干扰。因此对这些质量不佳的信号进行检测将导致移动台的切换误判,造成列车越区切换成功率较低,从而削弱GSM-R网的安全性和可靠性。本文对GSM-R网传统切换策略进行建模,并且分析其切换中断率。为减小GSM-R网切换中断率,提出一种利用中继站辅助列车进行越区切换的策略。在该策略中,移动台在切换时不仅要检测相邻基站的信号,还将对重叠区中的中继站信号进行检测。仿真结果表明:本文提出切换策略的切换中断率明显小于未使用中继站时的情况,能够提高列车越区切换的成功率。

Windows下两种API钩挂技术的研究与实现

详细阐述了两种API钩挂技术IAT(importaddresstable)Hook和InlineHook的基本原理,给出了各自的实现方法。通过实验,指出IAT Hook在文件操作监控时存在的不稳定现象,比如explorer.exe错误。提出用基于Inline Hook的Detours技术弥补IAT Hook的缺陷,并给出了实现方法。实验结果表明,该方法能有效实现稳定可靠的API钩挂I,nline Hook是一种比较好的API钩挂技术。