无线通信中使用随机天线阵列的物理层传输探讨

为了可以保证无线通信系统能够高效地进行信息通讯工作,通常我们会采用RAA法也就是随机天线阵列的物理层传输法,这种方法既可以充分保证信息的通信安全也可以保证通信质量。它通过采用在基站架设天线阵列的同时在移动端采用单天线使基站可以根据从移动端接收到的同步训练符号计算出信道范围,基站从天线阵列中随机选取一部分天线对信号作加权发射处理。移动接收点可以将从各天线传来的信号进行同相叠加并作最大似然解调。由于发射符号时基站所使用的天线都是随机变换的,如果有人对发射信号进行窃听,其设备信道也必须进行随机的调整变换,导致其盲均衡算法失效,使得通信安全得到有效地保证。不同于传统的随机加权系数法,随机天线阵列的物理层传输法功耗利用率更高。我们通过一些模拟仿真实验证实,在给定的功率下,随机天线阵列的物理层传输法相比起已有方法能够在期望用户处等到更低的误码率,从而大大提高通信安全与通信质量。

论“单物理层的用户数据传输平面体系结构网络”——SUPANET

文中从未来"三网合一"的需求出发,分析了现有的三层和两层通信子网体系结构存在用户数据传输效率低、难以保障各类数据的服务质量的缺点,提出了从Internet逐步向单物理层的用户数据传输平面体系结构网络(SUPANET)过渡。重点讨论了SUPANET保证服务质量的相关技术,对其核心技术———"物理帧时槽交换技术"也进行了简要的介绍。

智慧校园网络的无线通信物理层安全传输技术研究

由于传统的无线通信物理层安全传输技术,在进行无线通信物理层安全传输时无法有效防止窃听,因此传输安全系数低,无法实现对智慧校园网络的无线通信物理层安全传输。针对这一问题,进行智慧校园网络的无线通信物理层安全传输技术研究。首先,提取智慧校园网络的安全传输信道时域弱特征,再通过建立无线通信物理层安全传输矩阵,完成智慧校园网络的无线通信物理层安全传输。最后通过实验证明智慧校园网络的无线通信物理层安全传输技术可以提高传输安全系数,实现无线通信物理层安全传输。

基于量子噪声流加密的光纤物理层安全传输技术

针对通信窃听问题,以"内生安全光通信理论与技术研究"项目为研究背景,从信息层面、载波层面和调制后的信号层面,介绍了光纤物理层安全传输的现有技术发展。提出了一种基于量子噪声流加密的光纤物理层安全传输技术,将离散傅里叶变换扩展的正交频分复用(DFTs-OFDM)引入基于正交幅度调制(QAM)的量子噪声流加密传输系统,在保证高频谱利用率的同时,有效抵御非合作方的窃听。研究结果表明:该传输技术实现了10 Gb/s的传输速率、无中继传输距离达300 km的光纤传输,且Q因子超过9,信息截获概率低于0.001%。

两种提高IEEE802.11b WLAN物理层数据传输速率的编码技术(英文)

本文提出两种将IEEE802.11b WLAN物理层数据速率提高到16.5Mbps的编码和译码方法。这两个方案都继续采用原IEEE802.11b 中对于5.5和11Mbps速率所采用的CCK编码方法。两个方案的编码过程变化不大,第一方案的译码还是采用5.5和11Mbps数据率所使用的快速WALSH变换(FWT),第二个方案的译码被修改成适合于16.5Mbps数据率的快速WALSH变换(FWT)。最后通过仿真比较了这两个方案在无多径干扰的AWGN信道上的性能,结果表明第二个方案优于第一个。

广义空间调制物理层保密传输策略

为了保证信息的高效保密传输,提出一种面向广义空间调制系统的物理层保密传输策略。首先,发送端进行信道估计得到合法信道的信道状态信息。其次,对发送天线索引重新排列,重排后的天线索引不被窃听端获悉,保障空域比特携带信息的保密传输。发送端传输保密信息的同时发送与等效合法信道正交的人工噪声,进而保护基带比特携带的信息不被窃听。最后,得到天线索引重排与人工噪声联合的保密传输策略,通过性能分析得到系统保密速率的闭式近似表达式。仿真结果表明,该策略可明显提高系统的保密速率,确保信息保密传输。

随机天线阵列的物理层安全传输在无线通信中的应用

我们提出使用随机天线阵列物理层传输方法来保证信息的安全。这一方法在基站端主要使用多天线,在移动用户端使用单天线,首先由移动用户发送同步训练的符号,基站点在接收到符号以后估计信道,选择一些天线发射,各天线发射信号最后叠加在一起,期望用户最后进行解调。经研究表明,这一方法具有较高的使用率。

基于MIMO技术的物理层安全传输研究

不同于传统秘钥加密技术,无线物理层安全理论技术是根据主窃信道传输速率的差值等特征信息来从信息论的角度降低窃听者获取的有用信息量。本文通过建立中断概率模型来对通信系统的保密性进行仿真。在系统所需保密速率是定值的条件下,主窃信道信噪比之差越低,通信的保密性越好。

基于比特的物理层人工噪声安全传输系统破解方法

针对物理层人工噪声安全传输系统,提出了一种基于信息纬度的破解方法。在无线通信网络中,人工噪声(AN,Artificial Noise)被广泛用于增强物理层系统的安全性。尽管已有大量研究探讨使用人工噪声实现安全传输,然而现有方法多从通信信息论的角度考虑安全性,且不考虑接收误比特率。本文提出的方法从信息比特层面出发,结合加解密思想,针对给定的接收误比特率和发送信息比特长度,提出了一种破译方法。通过理论分析和仿真实验,本文证明了该方法在破译复杂度上具有一定优势。

卫星通信新技术现状与展望

卫星通信技术已成为陆海空天一体化信息网络系统的重要组成部分。介绍了卫星通信新技术中星上载荷、物理层传输、卫星通信天线和更高频段卫星通信等技术的现状,深入分析了它们的发展趋势,提出了有待进一步研究的关键技术,为我国卫星通信系统设计提供借鉴和思路。

NGI/NGN体系结构及其服务质量保障机制研究

本文在深入分析国内外开展的下一代Internet(NGI)或下一代网络(NGN)相关研究工作的基础上,重点研究了NGI/NGN体系结构及其服务质量保障机制。重点阐述了笔者所在的四川省网络通信技术重点实验室提出的一种潜在的NGI体系结构框架——SUPA(单物理层用户数据传输与交换平台体系结构)。研究结果表明,SUPA使得较容易实现从Internet到NGI的平滑过渡,并能够提供更好的服务质量保障。

基于时槽预定的加权公平调度策略

面向以太网的物理帧时槽交换(Ethernet-oriented physical frame timeslot switching,简称EPFTS)技术以用户域内使用最为广泛的以太网MAC(media access control)帧为运载对象、以定长物理层帧EPF(Ethernet-oriented physical frame)的传输时间为时槽,作为数据传输与交换的基础.针对EPFTS交换技术的特点,提出了一类新的调度策略——时槽加权的公平调度原则(timeslot-reservation based weighted fair scheduling,简称TRWFS),以解决EPFTS交换机中的业务数据调度问题.TRWFS以连接建立阶段各业务流预定的时槽数为基础,控制交换矩阵仲裁过程中各输入端向输出端请求转发信元的时刻,借用一般轮询算法的二相迭代机制来解决端口冲突问题.还给出了TRWFS的3种实现算法,表明TRWFS的实现复杂度可与一般Round-Robin调度算法相当.仿真实验结果进一步表明,即使在重负载条件下,TRWFS仍可有效保障EPFTS交换机各端口对上的预定时槽数,并在平均传输时延和吞吐率保障方面优于其他经典调度算法.

EPFTS中基于时槽加权的公平调度算法

基于EPFTS(ethernet-likephysicalframetimeslotswitching)交换技术,提出了一种新型调度算法TWFS(timeslotweightedfairscheduling),可实现于EPFTS(ethernet-likephysicalframetimeslotswitching)交换节点,满足SUPANET(singlephysicallayeruser-dataplatformarchitecturenetwork)网络中具备QoS(qualityofservice)保障能力的快速数据转发的需要.通过分析两类典型的调度机制iSlip(iterationround-robinmatchwithslip)和BvN-switch(Birkhoff-vonneumannswitch)的优缺点,TWFS利用类似iSlip的迭代机制,以交换节点输入输出端口对上预定的时槽总数作为数据转发的度量权值(优先权),克服了BvN-switch对负载变化反应慢的缺点,同时又使算法时间复杂度保持在与iSlip相同的级别O(log2N).仿真实验结果表明,TWFS算法在算法有效性、公平性和实现复杂度之间取得了很好的平衡,因而特别适合于SUPAENT中的EPFTS高速交换节点.

SUPANET信控管理平台的UNI和NNI研究

单物理层用户数据传输与交换平台体系结构(SUPA)是由四川省网络通信技术重点实验室提出的、基于"面向以太网的物理帧时槽交换"(EPFTS)技术的下一代Internet(NGI)体系结构。此前对EPFTS技术的研究主要针对用户数据交换平台(U-平台)。从SUPA第二阶段过渡的需要,进一步将信控管理平台(S&M-平台)的下部两层结构简化为单层EPFTS结构,从而形成4层的S&M-平台。定义了该平台的用户-网络接口(UNI)和网络-网络接口(NNI)并对相关接口上的典型协议在新环境中进行了仿真,以证实其可行性。

PFTS交换中基于交换矩阵缓存的调度算法

基于物理帧时槽交换PFTS(Physical Frame Time-slot Switching)交换技术,本文提出了基于交换矩阵缓存的新型调度算法,可实现于PFTS交换节点满足单物理层用户数据传输平台体系结构网络SUPANET(Single physical layer User-data Platform Architecture NETwork)中具备QoS(Quality of Service)保障能力的快速数据转发的需要.该调度算法通过在交换矩阵的每个交叉点增加1个EPF帧的缓存,将传统的CIOQ的集中调度分散到每个输入端口和输出端口分别采用Round Robin调度,从而使得集中式的复杂的CIOQ调度算法简化分散的简单的调度算法.仿真实验结果表明,基于交换矩阵缓存的调度算法在算法有效性、可扩展性和实现复杂度方面均优于传统的CIOQ调度算法,因而特别适合SUPAENT中的PFTS高速交换节点.

四川金融业西蒙布线显神威

继中标上海浦东发展银行信息中心后，西蒙布线在四川连续夺得四个州市的中央银行——人民银行布线项目。这是西蒙公司致力于西部大开发策略的成功体现。西蒙公司是结构化布线领域无可争议的技术专家，在四个项目中西蒙产品再一次承担起网络物理层传输的重任。工程无论从前期的方案设计．

SUPANET VPN网络结构研究

以Single physical layerUser Plane Architecture(SUPA)NET为研究对象,对SUPANET中的VPN技术做了探索性研究.重点对SUPANETVPN的网络拓扑图进行了分析,讨论了用户数据的EPT封装过程,并通过仿真实验验证其可行性.

无线携能通信系统中基于人工噪声的波束成形算法研究

在存在多天线窃听者的情况下,研究了无线携能通信系统的物理层安全传输问题。传统上,人工噪声方案是一种保证物理层安全通信的有效策略,提出了一种人工噪声辅助的波束成形算法,以提高信息与能量联合传输的安全性。该算法在满足多项约束(接收端能量采集门限、信息泄露控制指标和发送功率)的基础上,通过优化波束成形预编码矩阵和人工噪声实现无线携能通信系统的物理层安全通信。在数学上该算法是一个非凸优化问题,不易求解。为此,首先引入最小均方误差接收算法和连续凸近似方法将其转换为凸的二阶锥规划子问题,然后对该凸问题进行迭代求解。仿真结果表明,该算法能够在保证窃听者无法解码信息的同时,实现信息和能量的联合传输,并且算法收敛速度快。

网络路径选择与路由协议的比较研究

在对Internet现有路径选择协议进行分析的基础上,重点对国内正在研究的下一代Internet(NGI)体系结构SUPA提出的"最短路径-基于服务质量的波长路径选择"(SP-QLR-Shortest-Path & QoS-based Lambda Routing)的选径策略进行比较分析,对新一代网络服务质量(QoS)保证进行展望。

从Internet向SUPANET过渡实现“三网合一”

Internet是20世纪70年代末期出现的网络体系结构和技术，其体系结构与协议明显地打上了当时的通信技术水平（线路传输速率低、误码率高）和以文本传输为主的应用背景的烙印。DWDM技术的发展为实现“三纲合一”奠定了通信基础，但是Internet提供的“尽其所能”（Best Effort）服务无法保证未来实时图像数据、话音数据和文本数据集成服务的需要，不能以数字技术和分组交换技术实现“三网合一”。本文以笔者的研究工作为基础，以“三网合一”的需求和密集渡分复用（DWDM）技术为背景，讨论如何用“单物理层用户数据传输平台网络体系结构”（SUPA）及其核心吏挟技术——“类以大网物理帧时槽交换”（EPFTS）技术在骨干网上实现“三网合一”，又如何从Internet向SUPANET过渡。