IEEE 802.16e休眠模式算法的研究和改进

IEEE802.16e为移动站点提供了大范围的无线接入,为了减少移动站点的功率消耗,它提出了一种节能机制休眠模式.移动站点在休眠间隔后进入监听间隔,检查其间是否有数据分组到达.如果有,它将进入清醒状态接收数据,否则,继续进入休眠间隔.草案中所提出的休眠模式指数增长算法在低业务量情况下,响应时间过长.文中提出了线性增长算法解决这一问题,理论分析了该算法的两个性能指标平均响应时间和平均能量消耗.并结合仿真实验,对比了这两种算法的性能,证实了后者具有较好的性能.进一步分析了休眠模式各个参数对上述两个性能指标的影响,对参数值的选取有重要帮助.

802.16e系统变长可配置FFT的设计与实现

针对IEEE 802.16e OFDMA系统中变长子载波数目的特点,提出了一种高速变长可配置FFT/IFFT的整体结构,并创新性的提出了一种基于流水线的蝶型单元分支结构.该设计可以满足IEEE 802.16e OFDMA系统中所有FFT/IFFT变长点数的系统要求,并可方便的将其拓展到多种变长FFT/IFFT的具体应用场合.通过该结构设计出的FFT/IFFT模块已成功通过了Stratix II EP2S180 FPGA的实际验证并顺利应用于IEEE 802.16d OFDM系统的接收机原型中.

AQAM系统最佳信噪比门限值的研究及其在IEEE802.16e中的应用

自适应调制根据瞬时信道信噪比选择适当的调制方式,能够改善系统的BER性能以及平均吞吐量性能.在常用于高速移动环境的六径瑞利衰落信道模型下,研究自适应调制系统的最佳信噪比门限值,使系统的平均吞吐量最大,同时能够保证系统达到目标BER性能.得到的最佳信噪比门限值可以用于ITU-RM.1225 Vehicular Test A模型的自适应调制系统.给出了最佳信噪比门限值用于IEEE802.16e OFDM自适应调制系统的性能仿真,并对仿真结果进行了分析.

IEEE802.16e的睡眠模式的改进算法

IEEE802.16e标准采用了睡眠模式的技术来降低移动台的能量消耗,并给出了一个标准的控制算法。提出了一种改进的睡眠模式的控制算法,该算法根据接入速率的变化动态调整睡眠模式的睡眠周期。然后给出四种实际模型,在这些模型下对IEEE802.16e的标准算法与改进算法进行比较,可以看出改进算法在低接入速率下能更有效地节约能量,在高接入速率下与标准算法趋于一致。

IEEE802.16e的休眠模式性能评估与优化

IEEE802.16e终端具有移动性,导致其系统配置受限于电池容量。而休眠模式作为移动终端的必备功能,它能有效地管理有限的电池容量,延长移动终端的单次充电使用时间。该文回顾了IEEE802.16e移动终端休眠模式的3种功率节省类型,通过建模移动终端的休眠模式,研究了多种功率节省类型相组合的情况,探讨了休眠模式状态下移动终端的平均能量消耗和平均能量节省问题。通过系统模型仿真,提出了基于参数配置变化的休眠模式性能评估及优化的方法。

基于IEEE802.16e的OFDM定时同步算法及DSP实现

研究了一种基于IEEE802.16e的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)定时同步算法,结合IEEE802.16e协议定义的OFDM帧结构特点,给出了面向DSP硬件平台的OFDM系统中同步子系统实现方案,最后利用TI公司的TMS320C6416对该方案进行了实现。结果表明,提出的实现方案具有良好的性能。

基于IEEE 802.16e的睡眠模式的改进机制

IEEE 802.16e标准中使用了睡眠模式以达到降低移动台的能量消耗和基站接口资源的使用。介绍了IEEE 802.16e标准的睡眠模式的特性,然后给出一种基于可变睡眠周期能量的改进机制,并在四种实际模型下与标准机制进行比较。从仿真结果可以看出改进机制比标准机制能更有效地节约能量,最后研究了关键参数对于改进机制性能的影响。

基于最小速率保证的IEEE 802.16e公平调度算法

针对IEEE 802.16e协议的特点,提出了一种基于最小速率保证的IEEE 802.16e公平调度(MTRFS)算法。算法支持多种业务流类型并可保障业务流的最小预约速率。该算法中引入了补偿模式,以保障处在恶劣信道条件下的业务流的最小速率。同时,该算法对高级别业务流和信道条件好的业务流提供尽可能多的带宽,以保障其QoS性能和系统吞吐量的最大化。仿真表明,该算法能够保证业务流的最小预约速率,区别对待不同优先级的业务流;无论是其公平性能还是吞吐量性能都优于传统的PF算法。该算法与IEEE 802.16e协议很好的结合,具有很强的实用价值。

IEEE802.16e跨层切换的性能分析

目的为了提高切换性能,将快速分层移动IPv6(F-HM IPv6)应用到IEEE802.16e中提出了一种新跨层切换方法。方法通过将MAC层切换和IP层切换有效结合,使MAC层切换和IP层切换交叉进行。结果该方法与现有的切换方法相比,具有更小的切换时延和服务中断时间。对不同的切换方法的数据传输时间进行了分析,不同的参数对数据传输时间有不同的影响。结论该方法具有好的切换性能。

IEEE802.16e中的卷积Turbo码编译码算法研究

为了分析不同设计参数对IEEE802.16e中卷积Turbo码(CTC)性能的影响以及对比IEEE802.16e支持的CTC和卷积码的编码性能,介绍了IEEE802.16e中的CTC的编码过程,给出了编码过程中的循环状态确定方法的推导过程,分析了CTC的迭代译码结构和译码算法,最后对CTC的性能进行了仿真.仿真结果表明:在相同码率和相同调制方式下CTC的编码增益要比卷积码大,采用CTC比采用卷积码有着明显的性能优势.因此在码率较低、信道状况较好或对系统实时性要求严格的情况下,可考虑使用卷积码,以降低信道编码的复杂度;而在码率较高、信道状况较差或对误码率要求严格时,可考虑选用CTC编码方案,以保证通信的可靠性.

IEEE802.16e睡眠模式的改进和硬件设计

IEEE802.16e标准支持终端的移动性,能量消耗成为非常重要的问题,因此,标准提出了节能机制睡眠模式减少移动站点(MS)的功率消耗。草案中提出的睡眠窗口指数增长算法在低业务量情况下,响应时间过长。提出了指数加权滑动增长算法解决这一问题,理论分析了新算法的平均响应时间和平均消耗能量两性能指标,对算法进行了硬件设计和整体系统的硬件结构设计,通过仿真对比了这两种算法的性能,证实后者在现实应用环境下具有较好的性能。进一步分析了睡眠模式各参数对上述性能指标的影响,对参数值的选取有参考价值。

IEEE 802.16e中LDPC译码器的实现

面向IEEE802.16e中LDPC码,分析了各种译码算法的译码性能,归一化最小和(NMS)算法具备较高译码性能和实现复杂度低的特点。提出一种基于部分并行方式的LDPC译码器结构,可以满足IEEE802.16e中非规则LDPC码的译码要求。在FPGA上实现了该译码器,数据吞吐率可以达到130Mb/s。

IEEE802.16e的实时上行链路调度服务优化算法

深入分析了IEEE802.16e建议的三种实时调度服务算法:UGS、rtPS、ertPS,并在此基础上提出了一种优化的实时调度服务算法:irtPS。该优化的调度服务算法在保证变化数据率实时上行链路的延时性能基础上,最大限度地提高了实时上行链路的资源利用率。数学建模分析结果显示,在保证延时性能的前提下,该优化的调度服务算法的系统容量较IEEE802.16e建议算法的系统容量有显著增加。

基于IEEE802.16e标准的LDPC编码器设计与实现

根据IEEE802.16e标准中对LDPC码的定义,利用FPGA对编码器进行了实现。所采用的算法使用了线性复杂度编码,降低了逻辑资源占用量,并提高了编码速度。

基于IEEE802.16e MAC层的硬切换算法

IEEE802.16e提供了一种必选的切换模式-硬切换(HO)。分析了硬切换的缺点并结合协议本身规定的切换流程,提出了一种简单可行的切换算法。该算法减低了时延,保证了业务质量,提高了切换的成功率。理论分析表明该算法能保证MS良好的移动性能,安全性能的同时满足各业务对服务质量的要求。

802.16e系统周期测距的软件设计和实现

测距作为WiMAX上行链路调整时间偏置、功率信息和载波频率的一种方法,在系统接入和通信过程中起着重要作用。深入研究了基于ARM处理器的802.16e系统正交频分多址(orthogonal frequency division multiple ac-cess,OFDMA)物理层的周期测距的软件设计与实现,给出了802.16e系统OFDMA物理层的周期测距算法和流程、周期测距码的发射和检测原理以及周期测距模块的C语言设计。在搭建的测试平台上进行链路测试,结果表明此方案是可行的。

基于IEEE 802.16e协议的公平调度算法

无线城域网标准IEEE 802.16e规定了系统的服务质量(QoS)框架,并把所有服务划分为五种类型,但没有规定具体的QoS调度算法。提出了在不同的业务类型间进行资源调度的算法,并把所有的业务流划分为领先、同步、滞后三种状态,根据业务流的类型以及其所处的状态,采取两级额外带宽再分配策略和补偿机制。仿真结果显示使用该算法提高了系统的资源利用率,同时公平性也得到很好的保障。

IEEE 802.16e系统中的软切换策略

切换是移动网络最重要的技术之一,直接影响着通信系统的整体性能。研究了IEEE 802.16e系统基于CINR(Carrier to Interference+Noise Ratio,载波干扰噪声比)的软切换机制,提出绝对门限和相对门限相结合的软切换触发和判决算法。通过仿真研究了各参数对平均切换次数、切换损耗概率和网络资源利用率的影响,并在这些系统性能之间寻求折中。

IEEE 802.16e睡眠模式的自适应算法

IEEE 802.16e标准中使用了睡眠模式以达到降低移动台的功率消耗和基站接口资源的使用。本文将使用马尔可夫模型对IEEE 802.16e睡眠模式的功率消耗和时延进行分析。通过分析得知在功率消耗和时延之间有一个权衡,其中的关键因素就是初始的睡眠周期。为此提出一个根据传输速率调整初始睡眠周期大小的自适应算法。仿真结果表明与802.16e标准相比自适应算法能节约20%的功率,仅仅损失了一点时延。

基于IEEE802.16e的OFDM定时同步算法及FPGA实现

针对IEEE802.16e的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)定时同步问题,在分析IEEE802.16 e协议定义OFDM前导训练序列特征的基础上,提出了一种基于前导训练序列的互相关定时同步算法。通过采用差分运算来降低载频频偏对同步性能的影响,采用量化处理技术以简化算法运算复杂度,并采用Xilinx公司的XC5VSX95T芯片进行FPGA实现验证。理论分析和仿真结果表明,算法能有效实现定时同步功能,对载波频偏不敏感,抗噪性能好,硬件资源利用率高,具用实时处理能力。