一种适用于多信道联合组网的时隙分配新算法

分析了多信道联合组网时隙分配问题的特点,提出分配时隙时应该综合考虑容量需求、负载均衡和分配均匀度三方面因素,并设计了估计该三方面需求满足程度的方法。基于遗传算法,提出了适用于求解该问题的优化算法。仿真试验表明,提出的新算法能够有效求解多信道联合组网环境下的时隙分配问题。     

无线Ad Hoc网络中基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法

针对采用时隙ALOHA算法的无线Ad Hoc网络,考虑数据包到达的动态性与数据包传输的随机性,以最大化吞吐量为目标,同时满足数据队列稳定性,构建了关于接纳控制与竞争接入的随机优化问题。由于在时隙ALOHA算法中数据包传输的最优概率取决于无线Ad Hoc网络中数据队列非空的活跃节点数,提出了一种基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法。该算法要求无线Ad Hoc网络中的所有发送节点实时地侦听通信信道的忙闲状态,计算基于信道状态的活跃节点数条件期望,从而动态地预测无线Ad Hoc网络在不同时刻的活跃节点数,达到网络节点依据局部网络状态信息自适应地优化数据包传输概率的目的。仿真结果表明,所提算法能够有效估计无线Ad Hoc网络在每个时隙的活跃节点数,从而显著提升网络吞吐量并且降低数据包的平均排队时延。     

毫微微小区中一种基于分组的资源分配方法

为有效解决毫微微小区间（Femtocell）干扰,采用分布式方式对毫微微小区进行资源管理。首先,对毫微微接入点（FAPs）进行分组。基于Lingo数学建模的思想,提出了一种解决分组优化问题的算法。该算法在使用分支定界算法寻找最优解的同时,通过建立单纯形表剪去偏离最优解方向的分支;其次,每组选择一个簇头为本组内FAPs分配资源,为此,提出了新的子信道分配方法,该方法根据干扰指示矩阵修正子信道分配的情况。仿真结果表明：和其他算法相比,提出的算法不仅能找到分组优化问题的最优解,并且效率更高;另外,提出的资源分配算法不仅减小了用户间干扰,而且提高了户间速率公平。     

战术Ad Hoc网络中的QoS路由协议设计与仿真

基于TDMA的战术Ad Hoc网络,提出一种分布式的资源预约机制,其中收/发节点采 用协商的方式预约时隙,邻居节点通过侦听方式获得时隙被预约的信息,然后依托该机制提 出一种QoS路由协议,该协议能够在网络节点之间选择一条满足QoS要求且相对短的路径进行 预约时隙,同时对于网络拓扑变化引起的链路故障也能局部修复。仿真表明该协议具有开销 小和可靠性高等特点,能够提高战术Ad Hoc网络的QoS保障能力。     

一种改进的信息位编码自适应搜索防碰撞算法

在信息位编码自适应搜索防碰撞算法的基础上，通过改进碰撞位信息查询方法，提出了一种改进型信息位编码自适应搜索防碰撞算法。通过信息位编码避免了空闲时隙，在多叉树搜索的同时对多个碰撞位进行编码查询，避免了碰撞位信息附加查询时隙。根据碰撞位的个数和最高碰撞位的位置信息，阅读器自适应地选择对标签进行信息位编码多叉树搜索或二叉树搜索。仿真结果表明，相对于信息位编码自适应搜索防碰撞算法，新算法的总时隙数减少了17.8%，吞吐率提高了21.5%。     

一种新的多址信道有效阶数估计算法

针对多用户正交频分复用/空分多址（OFDM/SDMA）系统上行链路多址信道,基于噪声信道提出了一种新的信道有效阶数和信道冲激响应联合估计算法。该算法以最大似然为目标函数,构建了基于差分进化并行搜索信道有效阶数并进行信道冲激响应估计的联合框架。算法引入赤池信息量准则作为搜索阶数最优的评判函数,以提高信道有效阶数和信道冲激响应的估计精度。仿真验证了所提算法的有效性和可靠性,结果表明引入赤池信息量准则（AIC）在降低有效信道阶数估计误差的同时提高了时域最大似然信道估计器的性能。特别地,在误码率为10－5时,所提算法能够获得约1.5 dB的性能增益     

TD-HSPA+中E-HICH信道配置方法的改进

在码道资源比较紧张的高速上行分组接入（HSUPA）系统中,由于采用E-HICH独立配置方法 ,导致与E-HICH 相同的Midamble的另外一条扩频因子为16的码道不能使用,从而造成信道码资源的浪费。在 HSPA+中 ,由于引入了半持续资源调度方法,使得相对紧张的E-HICH签名序列显得更加紧张。在对该 问题进行了详细分析后,提出了E-HICH信道逐对配置方法,并引入约束关系保证配对的E- HICH数据域功率相同。当一个扩频因子为16的信道码承载一个E-HICH时,用与该信道码具有 相同Mid amble Shift和相同父节点的另一个信道码承载另一个E-HICH,这种E-HICH配对的形式很好 地解决了另外一条码道不能使用的问题。仿真结果表明,该方法不但能够解决HSPA +中E-HICH信道码资源紧张的问题,而且提高了码道利用率和终端的检测性能。     

多信道认知用户能量高效的最优功率分配

针对多信道认知用户能量效率问题,提出认知用户能量效率优化模型,进而优化传输功率和感知帧长。首先,多信道认知用户基于多带宽联合能量检测方案,在一定传输功率和干扰功率限制下,建立了以单位数据能耗为目标的最优化问题;其次,通过非线性分式规划的对偶优化将目标函数转换为内点法求解形式;然后,结合内点法和二分法给出算法流程,进而配置最优功率和感知时间。仿真结果表明,对应不同通信环境采用该优化方法都能通过配置最优功率和感知时间达到能量效率最优。     

Beyond 3G移动通信系统的小区搜索算法

本文给出了一种可用于Beyond3G的帧结构,利用在物理帧中添加单载波调制的同步信道的方法来实现快速小区搜索。小区搜索过程主要包括时隙同步、帧同步和小区识别过程。本文通过对小区搜索算法的检测概率和虚警概率进行分析,推导出小区搜索的平均搜索时间来分析设计方案的性能。最后,通过在IMT-2000modelA信道环境下对小区搜索算法的性能进行仿真,验证了设计方案的正确性。     

准静止状态下的高空平台实时业务信道分配

受平台准静止状态的影响,高空平台（HAPS）通信网络内存在大量的切换呼叫,且业务量动态变化。HAPS网络可传输多种业务,其中实时业务在切换过程中具有较高的时延要求。通过为切换呼叫预留信道可降低平台不稳定对服务质量（QoS）造成的影响。在基于服务优先级的多业务信道分配算法基础上,重点对实时业务的信道分配算法进行改进,提出了一种基于概率的预留信道借用策略。该算法可根据网络内业务量的实时统计数据控制新呼叫业务的准入。仿真结果表明：与固定预留信道算法和门限预留信道算法相比,该算法能够适应网络内业务量的动态变化,在保证切换呼叫掉线率满足期望值的条件下提升系统的整体性能,降低平台不稳定造成的性能损失。     

无线双通道网络话音业务信道接入性能分析

无线双通道网络能够有效解决战术环境下码分组网数目过小造成的码分资源浪费问题。混合业务传输环境下,实时话音业务信道接入性能是衡量无线双通道网络性能的关键指标之一。通过使用一种理想的固定时分信道带宽分配方案,在保障话音业务传输实时性的条件下,分别从单跳网络拓扑和多跳网络拓扑结构给出了双通道网络可用信道数目。使用基于优先权的混合业务多服务台离散时间排队模型分析了双通道网络的话音业务平均数目、呼叫阻塞概率、平均网络吞吐量和信道利用率等性能。数值计算结果证明:相比传统网络,双通道网络在混合业务高负载条件下能够容纳更多的话音业务并具有更低的呼叫阻塞概率。     

大跨度天基数据链的TDD时隙调度分析与优化

针对天基数据链系统卫星间的传播时延较大且节点间距离变化较大等特点，提出了一种提高时频资源利用率、提升系统容量、减小时延的方法。在时分多址与空分多址相结合的接入方式下，进行了时隙调度的分析与优化，利用卫星星座的空间复用与大跨度传播时延特性，采用时隙编排、收发状态调整、帧格式优化等手段，将信道利用率和系统容量提升了1倍，将卫星节点在某一方向获得服务的平均等待时间缩短为原来的1/4，提高了天基数据链系统的服务质量。     

二进制猫群算法在大规模MIMO天线选择中的应用

在多输入多输出（MIMO）系统中，天线选择技术平衡了系统的性能和硬件开销，但大规模MIMO系统收发端天线选择复杂度问题一直没有得到很好的解决。基于信道容量最大化的准则，采用两个二进制编码字符串分别表示发射端和接收端天线被选择的状态，提出将二进制猫群算法（BCSO）应用于多天线选择中，以MIMO系统信道容量公式作为猫群的适应度函数，将收发端天线选择问题转化为猫群的位置寻优过程。建立了基于BCSO的天线选择模型，给出了算法的实现步骤。仿真结果表明所提算法较之于基于矩阵简化的方法、粒子优化算法具有更好的收敛性和较低的计算复杂度,选择后的系统信道容量接近于最优算法，非常适用于联合收发端天线选择的大规模MIMO 系统中。     

认知型飞蜂窝网络中的子信道分配与功率控制

为了解决宏蜂窝与飞蜂窝构成的两层异构网络上行干扰与资源分配问题,提出了一种在认知型飞蜂窝的双层异构网中结合子信道分配和功率控制进行资源分配的框架。通过对异构网中跨层干扰问题进行分析与建模,将求解最优子信道分配矩阵和用户发射功率矩阵作为干扰管理问题的解决方法。模型中认知型飞蜂窝网络子信道和飞蜂窝网络用户构成非合作博弈,双方利用效用函数最优值进行匹配,构成初始信道分配矩阵;再由接入控制器根据接入条件从初始信道分配矩阵中筛选用户,并优化接入用户的发射功率矩阵,得到最优子信道分配矩阵和功率矩阵。仿真结果表明,优化框架提高了双层异构网络中飞蜂窝网络用户的吞吐量和接入率,降低了异构网中跨层干扰。     

中继蜂窝网中基于负载均衡的中继节点选择算法

提出了一种中继蜂窝网络的基于负载均衡的中继节点选择策略(Load Balancing Rela y Selection,LB-RS)。根据每个用户的具体信道状况以及中继节点服务的用户数目,LB-RS 以分布式的方式为每个用户选择最优的中继节点。仿真结果表明,与基于单一物理层参数的 中继节点选择算法相比,所提出的中继选择算法综合考虑了物理层的信道状况以及MAC层 的资源与用户状况,有效地利用中继节点选择来实现小区内的负载均衡,获得了吞吐量性能 与用户公平性之间的折衷。     

MIMO系统中改进的二进制粒子群天线选择算法

在多输入多输出系统中,发射端和接收端的多天线配置提高了信道容量和传输可靠性,而天线选择技术能在保持系统优点的同时有效地降低运算复杂度以及硬件成本。为了能在时变的信道条件下快速地选择出一组最优的天线子集,提出了一种基于二进制粒子群算法的改进的天线选择算法。推导出了二进制粒子群联合收发端天线选择的信道容量公式,并将其作为粒子群算法的适应度函数,使天线选择问题转换成二进制编码串的组合优化问题。通过改进模糊函数提高粒子群算法的收敛性,让二进制粒子群尽可能地收敛于全局最优位置。仿真结果表明,改进的算法能在降低运算复杂度的同时提高收敛性,且系统信道容量趋近于最优算法。     

VDL4:一种新型航空VHF数据链

甚高频(VHF)数据链在当今航空通信中具有十分重要的作用。目前航空数据链各异,并各具优势。文中主要论述VDL4,首先介绍了其基本设备结构,说明了协议的层次模型,然后分析了VDL4的时隙选择、网络接入、信道管理等关键技术,最后将它和其余VDL模式数据链进行了比较,从而说明VDL4是一种能满足新航行系统需求、极具竞争力的航空数据链。     

单频网多播系统中的开环半动态功率分配算法

在单频网多播传输中,传统的全反馈动态功率分配数算法需要根据每个时隙反馈的用户瞬时信道信息进行实时的调整,所以造成了资源分配频率快、上行反馈开销大的缺点。为了克服这个缺点,提出了一个低复杂度、没有用户反馈的单频网多播开环半动态功率分配算法。首先在各小区等功率分配的假设下,根据单频网的形状信息算出各小区等价信道增益,然后再根据这个增益值,实现满足速率需求情况下的各小区功率分配。仿真结果显示,与全反馈的动态功率分配算法相比,该算法以一小部分性能损失为代价,大大减少了单频网的上行反馈和资源分配的开销,因此更适用于实际的单频网多播系统。     

采用预测算法的卫星CFDAMA MAC协议时延性能分析

提出了地面站采用预测预约算法的混合式按需／自由分配-预测预约（CFDAMA-PR）卫星媒体接入控制协议。CFDAMA-PR协议可采用预定预约时隙或轮询预约时隙发送预约请求。在文中，通过计算机仿真对预定时隙预约CFDAMA-PR、CFDAMA-PA与基本DAMA协议进行性能比较，同时还对轮询预约CFDAMA-PR和CFDAMA-RR协议进行了仿真性能比较，仿真中采用IFP突发信源，仿真结果说明CFDAMA-PR协议采用预测预约算法，实现了更好的时延／吞吐量性能。     

战术宽带网络波形物理层解决方案

分析了地面移动台（GMR）的核心波形架构和体制,结合其在军事上的应用发展趋势,给出了宽带战术组网波形物理层解决方案,并剖析了基于正交频分复用（OFDM）的物理层波形的两个核心技术。首先,在峰均比抑制方面,提出基于凸优化集理论,优化的内点算法求解方式解决了传统的迭代限幅滤波技术需要迭代次数高的问题;另一方面,采用基于非统计信息的信道估计方法替代原有的基于最小均方误差(MMSE)的一类方法,仿真结果表明其性能与MMSE基本相当,却避免了计算信道统计信息及矩阵求逆过程中的大量复杂运算。在信道模型下的仿真计算结果表明,提出的物理层方案及关键技术的解决方法具有良好的性能与实用性。