MIMO-NOMA系统中短包传输的功率分配方法

多输入多输出非正交多址接入(multiple input and multiple output-non-orthogonal multiple access,MIMO-NOMA)技术能够增加设备连接数量,有效提高系统的频谱效率,针对超可靠低时延应用业务中需要短包传输,而多用户簇的MIMO-NOMA系统同一簇用户对内远用户的吞吐量较低的问题,利用奇异值分解和最大比合并的方法消除簇间干扰,考虑近用户解码远用户的块错误概率低于给定阈值条件下,利用交替迭代算法联合优化簇内用户的发送功率和最大可达传输速率,实现远用户吞吐量的最大化。仿真结果表明与短包传输MIMO正交多址接入(orthogonal multiple access,OMA)系统相比,在保证块错误概率低于10-5的条件下,远用户的吞吐量提高了32%。

分层分组无线网络性能分析

在考虑大规模分布式分组无线网络 (PRN)前提下 ,对能够减小网络控制业务量的一种分层网络组织协议进行了分析 ,并与分布式分组无线网络的性能进行了比较 .在分析分组无线网络采用TDMA延时传输协议的网络平均延时特性时 ,提出了网络节点平均传输概率的指标 ,并且提出了一种改善分层分组无线网络平均延时性能的方法 。

卫星通信系统中的ALOHA技术

文章在研究卫星系统中实现分组通信的短数据包纯ALOHA、扩频ALOHA方式和时隙ALOHA(SALOHA)多址接入方式,以及适合长数据包的预约ALOHA多址接入方式的基础上,介绍了防止S-ALOHA系统饱和与振荡的输入控制(ICP)、重发控制(RCP)和输入重发控制(IRCP)3种动态稳定控制策略。首先,针对3种策略都涉及到的积压终端数估计,文章提出了一种修正算法,并进行了仿真验证。在分组高到达率的情况下,该算法较于传统算法仍然能保证系统的小时延和吞吐率相应增加。其二,就无线信号分组被遮蔽但仍存在捕获效应的移动卫星通信场景,介绍了一种基于S-ALOHA的终端分组发送概率的动态稳定的计算算法,该算法利用捕获效应可以进一步改善陆地移动卫星通信系统性能。

一种自适应的无线传感网络信道传输算法

为减少无线传感网络节点在传输数据时争用信道过程中出现的传输冲突概率,提高信道的传输效率,提出一种自适应的无线传感器网络信道传输算法。该算法采用马尔可夫模型来描述节点争用信道的过程,并针对网络系统内部多信道的互相作用及信道状态的多变性,提出一种自适应的传输模型。

优先队列在实时混合数据传输中的应用

使用同一数据通道对实时流和非实时流数据进行并发传输时,通过定义数据传输优先级可以提高实时流数据的传输性能。当非实时流数据短时间内变化较大时,固定码流的实时流受当前优先级较高的非实时数据传输流量和丢包率影响会较大。为了解决这一问题,在分析了数据传输过程中优先级队列传输信息瞬时变化、网络丢包率、带宽预估等因素的基础上提出了一种混合数据传输方法。实验结果表明方法具有自适应性,且在提高带宽利用率的同时还可以提高实时流的传输效果。

基于非平稳时域模型的无线网络信道传输算法

为了减少无线传感器节点在争用信道时出现的传输冲突概率,提高信道的传输效率,提出一种基于非平稳时域模型的无线传感器网络信道传输算法。上述算法首先采用马尔可夫模型来描述节点争用信道的过程,接着针对网络系统内部多信道的互相作用及信道状态的多变性,提出非平稳时域的一体化传输模型。通过该模型计算出信道处于空闲状态并且被选择作为传输信道的概率,可以避免节点传输数据时占用繁忙信道而对其它传输任务带来干扰。并且采用了基于服务质量(Quality of service,QoS)分析的信道模型优化,针对信道传输冲突概率以及数据包成功传输概率进行分析,得到信道的QoS评价公式,从而选择最佳的传输信道来提高网络的数据传输效率及能量效率。仿真结果表明,上述算法的平均数据包碰撞概率仅为16.7%,平均数据包成功传送率为81.9%,在仿真中均优于对比组算法。

两种键控方式在短波数字通信中的性能比较

针对短波数字通信采用的差分相移键控（DPSK）和非相干移频键控（NFSK）两种调制技术的性能进行分析和比较。以采用自动请求重发（ARQ）技术的数字窄带直接印字电报（NBDP）为例,分别对两种调制技术下的传输信息恒比码码组回传概率和剩余错组率进行了分析;并对系统性能参数进行了理论和数值分析。在信噪比同样的条件下,得出了使用DPSK技术的短波通信系统能有效地提高通信质量和降低ARQ的重传概率和剩余错组率的结论,为更好地利用短波通信系统进行数字通信提供理论依据。

VANETs中基于分布式TDMA的协作网络编码方法

针对VANETs上行链路应用场景,提出了一种分布式TDMA的协作网络编码通信方法,协作节点利用MIMO_NC技术编码自身业务数据和其它节点传输失败的数据,实现在发送自身业务数据的同时协作重发其它节点传输失败的数据。所提方法利用分布式TDMA内在机制来确认数据传输结果,并采用消息搭载机制交换相关控制信息,避免发送专门的控制分组。理论分析和实验结果表明,所提方法能够显著提高数据接收概率、有效降低数据传输时延和丢包率。

基于排队论的路由器缓存系统建模与分析

路由器是通信网络中重要的存储转发设备,其缓存大小与性能指标密切相关。文章以M/M/1/K排队系统为基础构建路由器缓存系统的模型,得出系统的性能指标丢包率和数据包的平均传输时延,并通过仿真分析探讨路由器缓存容量对系统性能的影响。最后,提出在不同网络环境下根据系统的技术指标设计路由器缓存容量的具体算法。

基于流间编码的机会路由转发节点集选择算法

针对流间网络编码与机会路由结合时编码机会与转发节点数目之间的矛盾,提出一种基于流间网络编码的机会路由转发节点集选择算法FNSA。采用发送可变长报文探测包的方法获取更加准确的数据包成功发送概率,定量分析链路数据成功传输概率、传输次数和转发节点的个数之间的关系,确立最佳转发节点数目,选取最佳转发节点集。将该算法应用于编码感知机会路由协议CAOR,仿真实验结果表明,采用定长探测包时(α=0),网络吞吐量性能有约5%的提升;采用可变长报文探测包时(α=0.1),网络吞吐量性能有约9%的提升。

基于转发概率的时延容忍网络路由

针对延时容忍网络(Delay-tolerant Networks,DTNs)的数据传输问题,提出基于转发概率的时延容忍网络路由(Forwarding-probability DTN Routing,FPDR)。FPDR路由引用机会路由的思想,传递数据。先通过推导一跳邻居节点和二跳邻居节点的转发概率,然后,再依据节点的转发概率选择下一跳转发节点,进而减少数据包被转发的次数,提高数据包传递率。仿真结果表明,提出的FPDR路由有效地提高了数据包传递率,并减少了数据包被转发的次数。

多用户MIMO-WET系统中短包传输的块错误概率分析

针对超可靠低时延通信的收发设备能量受限和超可靠性要求的特点,将多天线技术应用于无线能量捕获的短包传输系统,研究了多用户多天线无线能量传输(MIMO-WET)系统中短包传输的块错误概率性能.首先利用每个用户的信噪比累积分布函数和高斯函数近似的方法,推导出块错误概率的近似闭合表达式;然后对无线能量传输阶段中的时隙数和无线信息传输(WIT)阶段中的功率分配系数因子进行联合优化,实现总块错误概率的最小化.仿真结果验证了所推导的块错误概率闭合表达式的正确性,并根据仿真数据得到:在给定信息传输的块长度和天线数量条件下,WET和WIT所用时隙数存在最优值.

面向5G的短包物理层安全通信

无线短包通信是实现海量机器类通信(massive machine type communication,m MTC)和超可靠低延迟通信(ultra-reliable low latency communication,uRLLC)等5G物联网(Internet of Things,IoT)应用的关键技术之一.面向工业物联网、车联网等应用,无线通信的安全问题至关重要.本文从物理层安全角度研究了慢衰落信道下短包通信系统的安全传输.基于安全短包通信信息论结论定义了保密中断概率(secrecy outage probability,SOP),并以SOP约束下的可靠吞吐量作为短包通信系统的安全通信性能指标.在此基础上设计了自适应和非自适应编码传输方案,分别利用合法信道的精确/部分瞬时信道状态信息(channel state information,CSI)进行编码速率设计及传输门限优化以最大化吞吐量,并进一步分析了主要系统参数对最优吞吐量的影响.数值结果验证了传输方案的有效性,并验证了SOP约束下主要系统参数对系统安全传输性能的影响.

RIS辅助的短包通信系统时延与安全性能分析

由于限定误差编码条件下的香农定理不再适用于短包通信系统,现有基于香农定理的无线通信系统性能分析结果不能准确描述短包通信系统的性能。对此,提出一种可重构智能反射面(RIS)辅助的短包通信系统,利用有限长编码理论描述其网络性能。基于排队论、有效容量理论和物理层安全理论,分析了RIS辅助的短包通信系统统计时延违反概率和遍历保密传输速率,并得到了闭合表达式。通过蒙特卡洛仿真实验验证了理论分析结果的有效性;通过增加智能反射单元数量,将RIS部署在靠近发送端或接收端的位置,可有效降低短包通信系统统计时延违反概率,提升遍历保密传输速率。