基于SDN和MEC的5G VANET架构及其性能分析

为了在大规模的车载自组织网络（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）中提供灵活的网络管理、控制和提高资源利用率,结合软件定义网络（Software Defined Network,SDN）、云无线接入网络（Cloud Radio Access Network,C-RAN）和移动边缘计算（Mobile Edge Computing,MEC）,提出了一种分层的5G VANET架构（5G MEC VANET）,能够支持智能交通系统各种功能和应用的动态特性,同时降低网络管理成本。此外,位于网络边缘的MEC框架避免了车辆与路边基站的频繁交互,减少了数据传播延时。仿真结果表明,与传统VANET和5G VANET架构相比,所提出的架构降低了传播时延,提高了网络带宽吞吐量,同时减少了控制器开销。     

一种适用于D2D通信的启发式接入算法

直通通信（Device-to-Device,D2D）技术是5G移动通信的关键技术之一,蜂窝网络中的D2D通信用户接入技术及其性能研究等已成为热点问题。基于一种新型随机几何网络模型,通过研究D2D用户对蜂窝用户的上行链路频谱资源的复用,提出了一种D2D通信启发式接入算法,并同随机接入算法进行了比较分析。仿真结果表明,随机几何模型易于分析链路的信干噪比,更符合未来移动通信密集组网和用户分布特点;该模型下的启发式算法比随机算法的性能更优,算法具有收敛快、接入性能好和接入简单的特点,具有更好的实用价值。     

基于5G的警务集群系统

通过分析集群通信系统沿专网与公网方向发展演进的技术趋势,结合公安调度需求研究了基于5G切片的警务集群系统体系结构,包括应用层、服务层、传输层、终端层、标准及管理体系和安全保障体系。在网络组网架构方面,通过超高可靠低时延通信(Ultra-reliable and Low Latency Communications,uRLLC)切片传输控制信号,增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)切片传输业务内容,并提出集群业务软件中通信调度业务逻辑、综合业务适配和维护管理软件的模块组成,对其应用的协同算法、时延保证、安全可靠性和可扩展性等关键技术问题给出建议。基于多智能体控制模型提出多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing,MEC)服务器之间状态同步协调算法,为警务集群系统在5G技术体制下的进一步发展提供了基础。     

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。     

一种最小误码率约束的动态地理协作路由算法

为了提高无线多跳通信的可靠性,提出一种联合物理层和网络层设计的动态地理协作路由(DGCR)算法,推导计算了单个协作单元协作中继节点的选择区域,在该区域内选择的协作中继节点可以满足误码率要求。最佳中继节点的位置会根据实际协作中继节点的位置和目的节点的位置动态选取。仿真计算表明,该算法相比非协作路由算法和传统地理协作路由算法具有更好的误码率性能,更适用于多径条件下的应用。     

一种10.5GHz无线接入射频系统的设计与实现

报道了一种10.5 GHz无线接入系统中收发信射频系统的设计思想、实现方法及研制结果。通过采用微波单片集成和功率回退等技术手段,达到了高功率、高线性、小体积、低重量、高可靠性的设计目标。     

一种提高频谱效率的新型无线推送机制

针对下一代无线通信网络存在千倍的流量增长需求以及大部分流量为公共内容的特点,提出一种频谱效率优化的新型无线推送机制,即在网络闲时,占用部分带宽资源将用户所共同关注的公共内容以“点对多点”的方式无线推送给用户终端。通过对该机制进行建模和仿真,结果表明,当推送的公共内容重叠率达到一定值时,该无线推送机制能使系统频谱效率显著增长;另外,该机制能在保证网络闲时用户体验（QoE）性能不明显降低的前提下,大幅提高网络忙时的用户体验,用户体验速率提高2~4倍,且用户接收完该时段数据所需时延下降75%~84%。研究结果为下一代无线通信的发展提供了解决思路之一,且具有较好的实现和应用价值。     

一种新型无线数字窄带通信系统的设计与实现

提出了一种新型无线窄带通信系统的设计方案,该方案基于数字化的信源和信道编码 方法,采用了两点调制和二次调制等技术,可兼容欧洲公众数字对讲机标准(DPMR),并通过 研制得以实现。实测结果表明,系统接收灵敏度达-110 dBm,可满足远距离无线语音通 信和 中低码率的数据通信的要求。     

一种基于多波束与人工噪声的物理层安全通信方法

为了提高无线传输过程中通信信息被窃听的难度,提出了一种采用多波束发射人工噪 声干扰来实现物理层安全传输的方法。发送端同时发送通信信息和两组人工噪声,通过天线 加权系数调整使通信信息的方向图主瓣对准期望方位,而人工噪声的方向图在期望方位形成 零陷。仿真结果表明,该方法可实现在空间某一期望方位的可靠通信,而偏离该方位的接收 机误码性能迅速下降,在方向图旁瓣范围内根本无法解调出有用信息。     

一种基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法

针对当前压缩感知信号检测算法没有充分利用稀疏系数幅值信息的不足,提出了一种新的检测算法。从正交匹配追踪算法切入,通过深入分析归一化残差的变化信息,提出归一化余差概念,建立了一种基于归一化残差和归一化余差二维判决的信号检测算法。仿真结果表明,算法的有效检测阈值区间随着信噪比的降低而不断减小,且在信噪比为-8 dB、压缩比为0.25时,该算法的检测概率仍能满足要求,具备较好的适应性。     

一种融合地图与传感器信息的室内地图匹配新算法

基于粒子滤波技术,提出了融合地图信息与传感器信息的室内地图匹配算法,对于在室内定位中由状态空间模型描述的非线性系统,通过非参数化的蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟方法来实现递推贝叶斯滤波,将室内地理信息数据、传感器信息、无线定位信息融入到粒子的权重值中,对观测值进行不断修正。实验证明,所提出的基于粒子滤波的地图匹配技术有效解决了由于无线定位结果穿墙、错定至隔壁房间而造成的用户体验差等问题,同时对室内定位结果进行了修正,提高了室内定位精度。