Mini-slot时间结构的频谱分配策略及频谱接入费用

为了降低认知用户数据包的平均时延,同时提高其吞吐量,针对集中式认知无线网络,提出一种基于mini-slot时间结构的频谱分配策略.考虑频谱切换过程和非理想感知结果,建立三维Markov模型,并使用矩阵几何解方法给出认知用户数据包平均时延和吞吐量等性能指标表达式.通过系统实验定量分析性能指标的变化趋势,验证基于mini-slot时间结构的频谱分配策略的有效性.面向认知用户构造个人收益和社会收益函数,给出频谱接入的收费方案,实现所提频谱分配策略的社会最优.

一种抵抗复杂干扰的工业物联网URLLC系统跨层设计方案

现有蜂窝5G/B5G高可靠低时延通信(ultra-reliable and low latency communications,URLLC)标准3GPP Release 17-18采用经典正交频分复用(OFDM)多载波波形传输,因其工作在授权频带,较少考虑URLLCOFDM多载波传输抗干扰策略。未来工业物联网异构多服务质量(quality of service,QoS)业务大部分部署于非授权频带,其无线通信链路变得复杂,现有URLLC-OFDM波形无法完全为工业物联网信息传输提供高可靠性、低时延的苛刻要求。首先,基于子载波可配置的OFDMA,将鲁棒性更高的子载波跳频(subcarrier frequency hopping,Sub-FH)技术应用于OFDMA中(即Sub-FH/OFDMA),以提高信号传输可靠性。然后,设计将Sub-FH/OFDMA波形融合到以微时隙为基本单位的调度策略中。该调度策略采用Hamming编码+微时隙结合的混合自动重传请求(HARQ)机制,有效降低端到端传输的重传次数,旨在提升节点传输的实时性。并推导了信息误码(块)率与重传次数的折中理论关系。仿真结果表明,在面对外部电磁干扰和内部多用户干扰时,该方案能够保障物联网节点的稳定传输质量,并在目标误块率为10-5时实现毫秒级短数据包的传输时延。通过波形设计和MAC时隙调度的跨层级设计,为未来B5G/6G通信在复杂工业物联网场景中的实际应用提供了可行解决方案。

基于微时隙的eMBB和uRLLC业务传输性能研究

超可靠低时延通信(Ultra Reliable Low Latency Communications, uRLLC)是5G移动通信技术的重要场景之一。相较于增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband, eMBB),uRLLC业务有严格的时延、可靠性要求,对数据速率的要求相对较低。在5G NR中,uRLLC业务可以使用微时隙结构抢占eMBB资源进行传输,保证uRLLC业务满足时延要求,同时实现与eMBB业务的复用。基于微时隙结构进行业务抢占的方法,研究了在微时隙结构部署uRLLC业务时,eMBB业务和uRLLC业务的传输性能。首先为eMBB业务用户配置传输资源,然后使用微时隙结构将uRLLC业务穿刺到正在运行的eMBB业务中,在uRLLC业务传输完成后的下一个时隙开展eMBB业务重传以保证uRLLC业务的低时延要求。为了进一步降低uRLLC业务的块误码率,在使用微时隙穿刺的同时,通过设置更大的子载波间隔抑制载波间干扰。通过理论分析评估了该场景中eMBB业务和uRLLC业务的块误码率(Block Error Rate, BLER)和吞吐量性能;在时延性能方面,在对用户到基站的空中接口时延分析的基础上,使用M/M/1队列模型等方法分析了用户接入基站的排队时延,进而得到基于微时隙的eMBB和uRLLC业务传输的总体时延。最后,通过仿真对上述性能分析进行了验证,仿真结果显示,与使用常规时隙传输相比,基于微时隙的eMBB和uRLLC业务传输在块误码率、空口时延和排队时延性能上有显著提升,可满足uRLLC业务的需求。

一种高效的计算带宽请求微时隙的算法

首先提出了一种基于HFC网络和DOCSIS规范精确计算带宽请求微时隙的算法,该算法根据用户数据长度、MAC管理报文的大小计算出不同RF(射频)条件下发送上行数据所需要的最少微时隙数,有效提高了网络带宽利用率.其次,在算法实现上提出了一种优化的快速实现方法,引入Hash算法,构造了一个Hash函数,大大降低了算法的运算时间,可满足实时系统的要求.该算法已成功应用于由自主开发的物理层和MAC层芯片组成的HDTV(高清晰度电视)双向系统平台.实际网络环境下的测试结果表明该算法及其实现完全满足HDTV双向点播、VoIP、Internet网络通信等应用需求,在实际应用中表现出了良好的性能和可靠性.

HFC接入网络MAC层随机访问机制静态特性及动态稳定性分析

本文在给出HFC接入网络MAC层协议所采用的预约Aloha随机访问机制的理论模型的基础上,首先对其时延、吞吐量,阻塞站数等静态特性进行了分析和讨论,并导出了系统竞争信道的吞吐量-负载以及平均延时-吞吐量,阻塞站数-吞吐量的表达式。然后在此基础上对系统MAC层协议的稳定性这一重要的动态特性进行了研究。

PON上行带宽的改进分配方案

文章在介绍PON(无源光网络 )的基础上提出了PON上行带宽的一种改进分配方案———动态微时隙 (mini-slot)分配的动态时分复用分组预约多址访问协议 (PRMA/DTDMA) ,对该协议的性能进行了分析 ,实验结果表明动态微时隙分配方案的平均信元接入时延 ,上行带宽使用效率和信元丢失率等性能指标均优于最小分配方案。

URLLC关键技术和网络适应性分析

URLLC作为5G三大场景之一,具有超低时延和超高可靠的特性,成为传统通信切入垂直行业的重要突破口。首先分析了URLLC的低时延关键技术和高可靠关键技术,以及URLLC增强的相关技术,再以中国电信和中国联通的3.5 GHz网络为例,分析了URLLC在TDD网络的适应性。

冲突减弱型LEO多址协议性能仿真分析

针对PRMA-HS协议中系统阻塞概率较大的问题,引入微时隙概念,提出了具有冲突减弱功能的MPRMA-HS协议,通过对可用时隙的再划分,增加系统竞争时隙数量,以降低系统拥塞。建立了协议模型,利用平衡点分析法对协议的接入阻塞概率、系统丢包率和吞吐率进行了理论推导。通过计算机仿真给出了协议的性能曲线,并与PRMA-HS进行了对比。结果表明,MPRMA-HS协议所能支持的最大用户终端数比PRMA-HS协议提高11.9%,而接入阻塞概率和丢包率均小于PRMA-HS协议。

一种基于OFDMA技术的MAC协议

提出了适用于正交频分多址(OFDMA)技术的媒体接入控制(MAC)协议——中心控制式微时隙分组预留多址协议(CMPRMA).该协议把系统提供的无线资源从时域和频域划分为微时频块作为信息传输的基本单元,以基站为中心对系统用于用户接入和数据传输的无线资源进行动态控制.该协议不仅继承了用于时分多址(TDMA)系统的微时隙分组预留多址(MPRMA)协议很好支持实时业务的特点,而且能够为数据业务提供资源预留机制,支持多用户多业务的有效传输.

一种适用于宽带无线多媒体网络的上行带宽分配方案

提出了一种适用于宽带无线多媒体网络的上行无线带宽分配方案。该方案将业务数据分为3种类型,即实时恒定速率业务、恒定变速率业务、非实时业务,针对不同业务对时延和带宽的不同需求,采取不同的方法获取上行带宽,较好地解决了多业务并发时的上行带宽分配问题,较传统技术提高了带宽利用率,减少了协议开销和传输时延。在详细描述算法的基础上,建立了时应的仿真系统对算法进行了验证。

EXata平台下宽带TDMA战术数据链网络仿真方法研究

以基于IP业务的宽带TDMA战术数据链网络的仿真需求为驱动,以EXata网络仿真系统为平台,分析了EXata的仿真机制及其TDMA协议实现机制,归纳总结了EXata在仿真基于IP业务的宽带TDMA战术数据链网络时存在的问题及其原因,提出了一种基于微时隙组合的仿真方法。仿真实例表明:所提仿真方法打破了EXata的TDMA实现机制对节点传输能力的限制,满足了宽带TDMA战术数据链网络中节点业务传输需求,使得EXata对基于IP业务的宽带TDMA战术数据链网络进行仿真时能够得到较理想的仿真结果,为未来战术数据链的网络仿真研究提供了参考与借鉴。

5G URLLC标准及关键技术研究

5G标准定义了eMBB增强移动宽带、mMTC海量大连接、URLLC低时延高可靠三大应用场景。随着5G逐步成熟商用,URLLC业务作为垂直行业的重要切入点也在逐渐完善优化。首先介绍了URLLC技术标准演进情况,随后从低时延、高可靠和URLLC与eMBB复用三方面分别分析了实现URLLC的关键技术,最后将URLLC与TSN网络融合做了阐述。

一种无线组网中的TDMA时隙调整协议

提出了一种适于无线组网环境下传输战术消息的无中心动态分布式时隙分配协议。协议将时隙分为固定微时隙和分配微时隙,节点间通过调整分配微时隙的数量来适应节点消息量的变化,提高了信道利用率。通过分析和仿真表明该协议能够为系统提供较高的吞吐量,通过调整可以满足局部节点消息量增加时的时延要求,能够更好地适应无线组网环境传输实时消息的特点。

IEEE 802.16 Mesh模式下基于业务区分的时隙分配算法研究

着重从业务区分的角度,在Mesh模式分布式调度机制下研究无线资源的预留和分配算法。通过对不同优先等级的业务在进行空闲时隙搜索的时候分配不同的时隙搜索范围来实现充足的资源预留,以保证高优先等级业务的高服务质量。

全定向Ad Hoc网络邻居发现策略

针对使用定向天线的Ad Hoc网络邻居发现问题,提出一种全定向邻居发现策略。通过在改进的三次握手过程中引入微时隙策略,有效解决了在Ad Hoc网络中存在的冲突问题,提高了通信效率。根据提出的物理层信号检测机制,有效解决了在基于定向天线的Ad Hoc网络中引入的定向隐藏节点和邻居发现困难等新的问题,提高了邻居发现效率。仿真结果表明,相对于传统邻居发现策略,该邻居发现策略的邻居发现时间减少了接近50%,并且该策略提高了邻居发现效率,同时增加了发现的邻居链路数目。