AOS中基于最优帧长的链路自适应联合优化方法

针对AOS中数据传输误码率高的问题,导致系统吞吐量低的问题,提出基于最优帧长的链路自适应联合优化方法。该方法以系统吞吐量最大化为目标,联合可变帧长,自适应编码调制和混合自动重传请求技术进行优化,根据信道状态信息分配下一帧传输最佳的帧长和编码调制方式,并对出错数据进行纠错和重传,最终提升系统吞吐量。仿真验证表明,与AMC-HARQ和AMC-ARQ方法相比,该方法在保证系统误帧率的同时,提高了系统的吞吐量。

基于重传错误率估计的自适应HARQ

自适应混合自动重传请求(hybrid automatic repeat request,HARQ)系统的性能与每次传输中的调制与编码方案(modulation and coding scheme,MCS)、发送功率选择密切相关,通过优化重传时的MCS及发送功率可以提升HARQ系统的吞吐率并降低能耗。由于不同MCS传输合并后的译码性能没有闭式解,这导致自适应HARQ优化问题不易解决。首先基于译码的判决域半径给出了一种HARQ合并后译码错误率的近似公式,进而提出了多种能权衡吞吐率和能耗性能的自适应HARQ优化策略。仿真结果验证了所提错误率估计方法的可靠性以及所提自适应HARQ的性能。与传统HARQ方案相比,所提方案能同时提高吞吐率、降低能耗,实现更好的吞吐率与能耗的性能折中。

一种基于ARQ的新型阻继网络协议

阻继网络是一种基于自主协作路由的移动自组织网络,其性能受到战术无线通信网络拓扑频繁变化的影响较大。为解决拓扑结构频繁变化场景下网络的可靠传输问题,设计了一种基于自动重传请求的阻继网络自适应受控拦截区域调整协议,通过自动重传提高数据包的投递率,通过基于网络连接状态的受控拦截区域自适应调整增强网络可靠性。仿真结果表明,相比传统的阻继网络协议,基于自动重传请求的阻继网络自适应受控拦截区域调整协议将分组投递率提高了约25%。

基于深度学习的HARQ辅助空天地融合网络时延受限容量预测

空天地融合网络(Satellite-Aerial-Terrestrial Integrated Network,SATIN)可以满足未来网络对全时全域全空通信和网络互联互通的需求。为了降低用户端传输时延并满足高频谱利用效率的要求,研究了基于深度学习的混合自动重复请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)辅助的SATIN的时延受限容量(Delay-Limited Throughput,DLT)。为了提升性能预测效率和实时性,提出了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的性能预测方法,采用了一种去除池化层的改进CNN模型。预测结果表明,所提出的CNN预测结果较优,较Elman、BP等传统机器学习方法有更好的预测性能,其误差在10~(-3)浮动,且预测时间较其他方法大幅度减少。

Design of rate compatible punctured IRA codes for IR-HARQ schemes

An incremental redundancy hybrid automatic repeat- request （IR-HARQ）scheme based on irregular repeat-accumulate （IRA）codes is proposed. The design of rate compatible punctured IRA codes suitable for an IR-HARQ scheme is well formulated and efficiently solved by a linear-programming method, along with a one-dimensional approach for density evolution. Compared to IR-HARQ schemes based on turbo codes, simulation shows that the proposed IR-HARQ schemes based on IRA codes may achieve almost the same performance at a block size of 1 024, but better throughput at a block size of 4 096. The advantages of the proposed scheme in implementation, including decoding complexity and parallelism, make it more attractive in practice than the IR-HARQ schemes based on both turbo and LDPC codes.

LTE通信系统中D2D多播传输方案设计

为了提高长期演进通信系统中的频谱效率以及传输可靠性,将长期演进通信网络的终端用户划分成终端直通通信簇,通过基站多播数据包给所有簇头以及各簇头在终端直通通信簇内广播数据包这两跳传输,实现长期演进通信系统中数据包的多播传输.鉴于终端直通通信簇内用户链路不可靠,考虑采用基于网络编码的自动重传请求重传算法,利用建立的丢失数据包列表,簇头对需要重传的数据包进行网络编码,广播编码数据包,减少重传次数.性能分析和仿真结果表明,该方案可以获得与已有基于时间的网络编码重传方案相同的传输效率,具有较低的计算复杂度.相对于传统蜂窝通信模式下基于网络编码的多播重传方案,只在终端直通簇内进行数据包重传,高丢包率时有效减少基站发送数据包的次数,降低了蜂窝网络频谱资源的消耗.

卫星固态存储器数据容错设计与机制

卫星数据传输系统的可靠性面临着空间粒子效应、信道干扰等多重威胁。在介绍数据传输系统关键设备星载大容量固态存储器设计与实现的基础上,从管理信息、数据位流、星地链路、文件传输四个方面构建容错机制,综合应用汉明编译码、RS编译码、低密度奇偶校验码编码等数据检纠错技术,增强存储器管理信息、存储数据、信道传输的容错性能。在实际型号任务固态存储器的基础上,结合CCSDS文件传输协议提出基于自动重传机制的文件可靠传输设计,提高数据传输全流程的容错性能。固态存储器使用多级流水写入、总线并行扩展等技术,吞吐率理论上接近900Mbps,容量达到256Gb。

Internet视频点播差错控制

针对 Internet传输方式和视频点播应用的特点 ,提出一种基于 ARQ的差错控制机制 .该差错控制机制包括失序差错检测、NACK差错通告、选择重传、缓冲区管理和请求队列管理几个部分 ,具有差错反应迅速、允许多次请求重传、状态信息和控制信息少的特点 .通过缓冲区管理和请求队列管理 ,避免了无效的重传请求和重传数据包 ,进一步降低主机和网络资源需求 .接收者驱动的 ARQ差错控制机制不需要修改现有网络协议 ,容易实现 .实验证明 ,Internet视频点播差错控制机制在保证视频信息实时性要求的前提下 ,能有效降低视频数据包在 Internet传输中的包丢失率 。

LTE-Advanced系统中改进的载波聚合HARQ进程映射机制

分析了LTE-Advanced系统在引入载波聚合技术以后,混合自动重传请求(HARQ)进程映射机制的设计问题。简述了载波聚合技术和HARQ技术原理,介绍了目前载波聚合中的HARQ映射方式,指出目前映射方式存在的问题,并针对该问题提出了一种半静态可变HARQ进程映射方案,在不同条件下对该方案进行了仿真分析,仿真结果说明新方案实现了对分集增益与开销的折中,能够改善系统综合性能,具有良好的应用前景。

新型信道自适应编码协作体制

针对传统编码协作体制在信道条件动态变化的移动场景中存在较严重的性能损失问题,提出一种码率兼容低密度奇偶校验(LDPC)码与混合自动重传请求(HARQ)协议相结合的新型自适应编码协作体制。假设信道状态信息在每次传输时发生变化,通过不等长增量冗余的自动重传,协作节点与目的节点处的等效码率随信道条件变化而获得自适应非线性调整。推导所提体制的中断概率与吞吐量等系统性能表达式,并给出理论分析及仿真结果。实验结果表明,在适当的兼容码率设计下,所提体制与传统体制和等长传输体制相比较可有效降低系统中断概率,提高系统的吞吐量,改善移动环境下协作通信系统的传输可靠性。

多中继协作ARQ在Nakagami-m信道中的性能分析

为分析采用等增益合并的协作自动重传请求(CARQ)网络在Nakagami-m信道中的性能,利用一种新的近似方案推导出其在高信噪比时的误帧率表达式,其结果适用于任意中继数的情况.仿真结果表明,与传统的自动请求重传(ARQ)网络相比,CARQ可以获得更好的性能.

基于FEC/ARQ的流媒体可靠实时通信

在研究可靠组播通信中差错控制技术的基础上 ,结合流媒体通信的特点尤其是其通信协议 ,提出了一个基于FEC和ARQ混合纠错技术的可靠实时流媒体通信模型 ,对其通信过程进行了详细描述 ,并初步实现了相关协议算法 ,经仿真实验证明该模型在实时性、带宽利用率和拥塞控制等方面都达到了较理想的效果 .

一种改进的短波链路数据传输协议

因特网的迅猛发展,使得IP协议成为事实上的工业标准,各种无线网络也纷纷开始使用IP技术组网,短波IP网络也已经出现。在短波链路上传输IP报文通常采用ARQ模式,以对网络层提供报文的无错传输。目前ARQ传输协议普遍采用选择式重发策略,在数据帧中加入帧序号,以确保收方能对数据帧重新排序。为提高IP报文在短波链路上的传输效率,对现有的短波链路选择式重发ARQ协议进行了分析,针对收发双方的通信流程进行了改进,提出了一种无帧序号的ARQ传输协议。测试结果表明,在同样的信道状况下,改进后的协议吞吐率性能有了一定的提高。最后就如何进一步提高该协议性能进行了思考。

分布式协作通信网络中一种新的跨层设计方案

提出了一种新的跨层设计方案,即选择中继重传方案(SN-RT,selective-node-based retransmission scheme).它把物理层中的协作分集技术和数据链路层中的自动请求重传(ARQ)协议有效地结合起来.在重传过程中,依据中继与目的节点间链路的瞬时信噪比选择一个最佳中继,联合源节点进行Alamouti空时编码.在Rayleigh衰落环境和MPSK调制下,给出了确切的吞吐量表达式.结果显示,相比于固定中继重传方案(FN-RT,fixed-node-based retransmission scheme),SN-RT跨层方案能明显进一步提升系统吞吐量.

视频通信中的选择性重传技术

针对视频通信中差错控制方法的研究热点——选择性重传技术,着重在重传决策的位置、重传数据内容的划分、网络状态对重传的影响以及支持选择重传的传输协议等4个方面进行讨论,给出了3个使用选择性重传的视频抗误码系统.在混合自动重传技术的研究基础上,提出了用于视频传输的混合自动选择重传方案.该方案可以灵活调整校验数据和重传数据占整个传输数据的比例,在冗余开销和重传时延之间得到更好的权衡.最后,指出了视频通信中选择性重传的主要研究方向,包括视频内容分类、选择重传的准则和时机,以及可用于实际视频通信的低复杂度、易实现的选择性重传方案.

无线传感器网络基于通信距离的协作ARQ策略

提出了一种适用于无线传感器网络的基于通信距离的多中继协作ARQ策略,从而为无线数据传输提供了可靠性,同时获得了较高的吞吐率和能量效率。首先根据ARQ机制和在链路层将数据包分割为若干个数据帧的规律,建立一种马尔科夫链模型;在此基础上,分析饱和吞吐率、数据包丢弃概率、平均时延和能效的性能随通信距离的变化规律;最后提出了基于通信距离的协作ARQ策略。针对线性无线传感器网络,分析比较了所提协作ARQ与传统ARQ的通信性能。数学分析结果表明,所提协作ARQ能获得比传统ARQ更优的饱和吞吐率、可靠性和能效。

重传确认延迟——一种改进无线传输控制协议性能的链路层重传方案

基于无线网络中的传输控制协议 ( TCP) ,提出一种新的链路层自动请求重传 ( ARQ)方案——重传确认延迟 ,ARQ能对无线链路差错进行恢复 ,当接收端检测到分组丢失时 ,对确认帧延迟一段时间 .仿真结果表明 ,在保证无线 TCP吞吐量的同时 ,新算法所需的确认帧数目显著减少 .

中继系统基于QoS保障的跨层优化设计

针对中继系统如何满足QoS要求并提高系统吞吐量的问题,提出了在Nakagami-m衰落信道下,联合物理层自适应调制编码(AMC)和链路层协作混合自动请求重传(CHARQ)技术的跨层优化设计方案.该方案利用状态转移图研究了中继系统丢包率性能,采用排队论模型分析了数据包排队时延性能.在满足丢包率、排队时延和传输时延等约束条件下,建立了最大化系统吞吐量的跨层优化模型.仿真结果表明,联合CHARQ与AMC的跨层设计方案,可以在满足QoS要求的情况下,实现最优的吞吐量、最小的丢包率及最短的排队时延和传输时延.

截短RS/混合Ⅱ型ARQ在衰落信道上的性能分析

分析了截短ＲＳ／混合Ⅱ型ＡＲＱ在无线衰落信道上的分组错误率、通过效率、传输时延等特性，给出了数值仿真结果。研究发现，由于ＲＳ码具有很强的纠错能力，通过有限次的重传就可达到很低的分组错误率，同时减小了固重传而引起的传输时延。

2种中继协同HARQ协议

提出了2种中继协同Rayleigh衰落信道下混合重传技术(HARQ)协议——中继控制HARQ协议和目的端控制HARQ协议,是否HARQ由中断概率决定.慢衰落下理论分析和仿真结果表明,中继控制HARQ协议中,中继平均接收信噪比越小,HARQ带来的增益越大;目的端控制HARQ协议中,源和中继的上行链路质量越差,目的端平均接收信噪比越小,HARQ带来的增益越大.