点对点信道与两用户广播信道并存时的自由度

研究了两个网络并存时的自由度:一个网络是点对点(PTP)信道,另一个网络是两用户的广播信道(BC)。根据两个网络之间可能存在的消息认知情况,考虑了4种系统模型:次网BC对主网PTP发送端无消息认知、次网PTP对主网BC发送端无消息认知、次网BC对主网PTP发送端有消息认知、次网PTP对主网BC发送端有消息认知。运用干扰对齐和干扰消除的方法对干扰进行了干扰管理,分析了可达自由度,并给出了自由度的外界。通过比较4种情况,发现当主网是PTP、次网是BC且次网认知主网发送端消息时获得的自由度区域最大。     

点对点信道感知两用户干扰信道时的自由度研究

研究了两个感知网络的自由度:主网络是两用户干扰信道,次网络是点对点信道,其中次网络感知主网络的消息或者信号。考虑了3种感知情形:次网络发送端感知主网络发送端的消息;次网络接收端感知主网络接收端的信号;次网络接收端感知主网络发送端的消息。用干扰对齐和干扰中和的方法得出了相应的自由度内界,并且给出了自由度的外界,发现3种情形的自由度内外界均是紧的,发射端感知比接收端感知能获得更大的自由度。     

单播广播混合三用户BC网络自由度的研究

针对通信网络中用户既要接收到单独发送的私有消息,又要能接收到发给群体的公共消息的问题,提出了一种新的基于单播广播共存的混合网络模型,并进行了系统自由度的分析和仿真验证。该模型研究的是广播信道,即在传统单跳广播网络中加入广播信号形成混合BC网络。从信道维度和零空间的交的角度分析了发送端接收端的天线配置,使收发消息的天线数量最少。运用迫零的方法对干扰进行了处理,理论上得到了对应网络的自由度。通过仿真系统的和速率得到仿真自由度,结果表明,理论自由度与仿真自由度基本一致。     

CSIT对无线MIMO网络自由度的影响

信道状态信息的存在可以使通信系统对信道获得自适应性,在多输入多输出系统中为高可靠性高速率的通信提供了保障.在接收端获得CSI通常是现实可行的,而发射端CSI的获得则需满足一定条件.容量是衡量信道传输能力的重要指标,而自由度是表征容量线性增长能力的主要因子.因此CSIT的存在或是缺失会对MIMO网络的容量及自由度产生一定的影响,为此研究了CSIT对MIMO网络自由度的影响,主要包括广播信道、干扰信道以及X信道,将有/无CSIT情况下获得的DoF及其区域进行分情况比较,分析得出大部分情况下CSIT的存在能够增加网络的DoF,有CSIT时MIMO XC的自由度区域以及多网络并存时的DoF及其区域有待进一步研究.     

基于多播的4用户BC网络自由度研究

提出一种基于多播的4用户Broadcast Channel(BC)系统模型。该系统采用"循环模式"为接收端分配期望消息,采用基于零空间交的迫零方案,将同一个接收端的多个干扰消息置于对应零空间的交空间中,以实现同时迫零多个干扰消息。对于同一个接收端只有一个干扰消息的情况,该迫零方案同样适用。对于该4用户系统,给出了最优天线配置方案及系统自由度的一般化结果。采用MATLAB对该系统进行仿真分析,结果表明,系统自由度的理论值与仿真结果是一致的,所提出的迫零方案是可行的。     

混合网络数据动态交换时隙再分配方法仿真

现有的混合网络数据动态交换时隙再分配方法,存在时延较大、时隙利用率较低等问题,提出基于WCDMA和数据链的交换时隙再分配方法,去除信道中的干扰信号,补偿由于数据传输造成的信号衰弱,通过信道的信干比估计,完成对信道的处理。当前分配时隙资源不能满足信息发送所需时,会在固定时隙内,周期性的发送时隙再分配消息给混合网络单元,并提出所需时隙资源,根据时隙动态分配方法,定制出混合网络时隙分配表,通过定制的时隙分配表,实现对混合网络数据动态交换的时隙再分配。仿真结果表明,所提方法能够在低时延、高时隙利用率的情况下,实现对混合网络数据动态交换时隙的再分配。     

BC单播与BC多播并存的多用户网络分析

提出一种多用户BC单播与BC多播并存的网络模型以及结合零空间交的迫零干扰消息的新方法,该模型的主网采用“循环模式” 为接收端分配期望消息,以构成多播网络;次网采用“一发多收”为接收端分配期望消息,以构成单播网络。该迫零方法首先根据接收端的干扰消息获取对应的零空间,再取多个零空间的交空间,最后将多个干扰消息同时置于对应的交空间中,即可实现在每个接收端同时迫零多个干扰消息。对于该多用户系统,分析得到了最优天线配置方案及系统复用增益的一般化结果。 采用 Matlab对系统进行仿真分析,结果表明系统复用增益的理论值与仿真结果相一致。     

MIMO系统中基于微时隙波束选择的机会波束形成性能仿真

文章研究了可以获得MIMO系统慢衰落信道中下行链路多用户分集增益和复用增益的机会波束形成（OBF）技术,并将其扩展到接收端多天线的情况下,发射端采用基于微时隙的波束选择技术进一步提高系统容量。每个微时隙基站利用随机产生的酉矩阵将M个数据子流承载在M个随机波束上进行发送,根据每个用户的反馈信干噪比机会地决定接收用户。最后系统选择使其容量最大的正交酉矩阵发送数据,并用注水算法进行功率分配进一步提高系统吞吐量。文中提出方法的优点在于,在接收端多天线的情况下系统通过波束选择技术进一步提高系统吞吐量。     

两个点对点(PTP)网络并存时的自由度研究

自由度来源于使用多天线系统时引入的空间复用概念,体现了通信系统对空间资源的利用效率.认知无线电中,主、次网络的同时存在,将使其在传榆过程中相互干扰,从而降低系统自由度.为此,研究了两个点对点网络(PTP)并存时的自由度以及对应的干扰消除方法.得出在主网络的自由度资源还有空余时,次网络在同一频谱资源上利用剩余的空间资源进行消息传递时可获得的自由度范围;同时给出了当主网络的自由度资源完全占用时,次网络可获得的最大自由度.在此基础上,还研究了主、次网络在接收端进行协作,通过某种方式借用主网络剩余的天线来提高整个网络的自由度.分析比较表明,当M1≤N1或N1≥M1 +M2时,接收端的协作能提高网络的总自由度.     

WLAN Mesh网络多信道速率自适应MAC协议

针对多种传输速率的链路共存于同一信道时引发的性能瓶颈,以及单接口多信道网络中接收端忙的问题,在DCF协议的框架内提出一种适用于WLAN Mesh网络的分布式多信道速率自适应媒体控制接入(MAC)协议。该协议允许发送节点的邻居节点通过协作应答的方式告知相应接收节点所处信道,接收节点根据当前信道质量合理选择传输速率和传输信道反馈给发送节点。通过上述机制,将不同传输速率的链路分配在不同的信道上。仿真结果证明,该协议能避免不同传输速率链路之间的相互干扰,解决接收端忙问题。与现有典型多信道速率自适应MAC协议相比,能有效提高网络的总吞吐量。     

一种REB & PMDS的无线MAC协议

针对分散无线网络的媒质访问控制,提出了一种新的MAC算法;算法根据几何分布采用随机长度的突发来重复消除信道访问节点,其中每个发送节点能够在每个时隙中执行载波侦听操作或执行一个短突发或干扰发送;计算了在单次消除和重复消除中n个节点中有m个节点在消除阶段存活下来的概率以及重复消除中一个节点成为唯一获胜者的概率;并基于基本优先级向量提出了一种实现差异化服务的相对优先级机制,从而提高整个网络的信道总利用率;仿真实验结果表明,提出的协议算法相比于目前广泛采用的几种MAC协议在信道接入成功率、信道利用率和信道分配公平性方面都有明显的优势。     

基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法

针对无线传感器网络(WSN)在数据传输过程中节点能量负载不均衡问题,提出了一种基于动态树拓扑的多时隙分配无线传感器网络数据传输算法。该算法首先建立了树链路模型来分析无线传感器网络的数据传输模式以及时隙需求问题;接着通过在树拓扑上使用父代和子代的关系,使节点基于时隙需求执行帧时隙分配,并给出了接收时隙的一个序列模式和发送时隙的序列模式,允许节点更加有序且在干扰更少的信道下接收其他节点发送的数据包,减少时隙的浪费并提高信道利用效率。最后,实验仿真结果表明,与基于数据传输优化的无线传感器网络的生命周期延长算法,以及基于能量感知和时隙分配的可靠数据传输算法相比,所提算法的网络能量效率分别提高了42.8%和51.7%,节点平均寿命延长了1.7%和37.5%,网络的能量效率和网络生命周期得到了提高。     

网络数据传递的优化与仿真

研究网络数据传输速度优化问题.针对传统的网络数据传输信道中,存在选择最优信道进行数据发送,一旦最优信道发生阻塞,消息不能通知给发送端,造成大量信息继续发送到阻塞信道,导致信道拥塞,传输速度变慢的问题.为了解决这个问题,提出了消息通信机制的通信算法.将数据传输结束后的信道是否顺畅的情况,作为反馈意见反馈给发送端,作为指导...     

VANET中利用分布式TDMA空闲时隙的协作中继方法

车载自组网中的分布式时分多址(TDMA)协议的主要缺陷是未能充分利用无线信道资源,如节点空闲时隙问题。针对车载自组网无中心节点且网络拓扑结构快速变化的特点,提出一种协作中继分布式TDMA方法(CR-DTDMA),以便利用节点空闲时隙协作中继转发数据。CR-DTDMA实现一种网络握手协议来确定协作中继节点,不依赖相关数据传输确认机制,而且网络握手协议的控制信息都采用消息搭载机制传递,不需要发送专门的控制包。分析与模拟表明,CR-DTDMA提高了数据中继转发概率,降低了中继转发时延和丢包率。     

提高MIMO信道BER性能的干扰对齐方案

为提高多输入多输出(MIMO)X信道的比特误码率(BER)性能,提出一种干扰对齐方案。在发送端将数据按照Alamouti编码方案重复发送,在接收端通过重新配置天线工作模式改变信道系数,构成具有正交结构的等效信道矩阵,通过矩阵运算消除干扰,并采用低复杂度的PIC群译码算法进行译码。仿真结果验证了该方案的有效性。     

基于部分可观测马尔可夫决策过程的水声传感器网络介质访问控制协议

针对水声传感器网络低带宽、高延迟特性造成的空时不确定性以及网络状态不能充分观察的问题,提出一种基于部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)的水声传感器网络介质访问控制协议.该协议首先将每个传感器节点的链路质量和剩余能量划分为多个离散等级来表达节点的状态信息.此后,接收节点通过信道状态观测和接入动作的历史信息对信道的占用概率进行预测,从而得出发送节点的信道最优调度策略;发送节点按照该策略中的调度序列在各自所分配的时隙内依次与接收节点进行通信,传输数据包.通信完成后,相关节点根据网络转移概率的统计量估计下一个时隙的状态.仿真实验表明,与传统的水声传感器网络介质访问控制协议相比,基于POMDP的介质访问控制协议可以提高数据包传输成功率和网络吞吐量,并且降低网络的能量消耗.     

一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法

无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈,作为第一个完全针对无线传感网络设计的MAC协议,S-MAC采用了IEEE802.11DCF的接入机制。本文在分析了IEEE802.11协议的二进制指数退避算法(BEB),以及倍数增线性减退避算法(MILD)后,提出了一种基于网络性能指标的新退避算法。新算法将无线信道中的时隙利用率映射网络性能指标传输概率,对网络中连续两次发送的时隙利用率进行平均滤波处理,改变重传节点的发送优先级,来调整节点在竞争使用窗口的退避值,以达到有效减少网络的碰撞、提高无线信道的使用效率和网络吞吐率的目的。仿真结果表明,新退避算法能更准确地估计网络当前的竞争状态,有效地提高了网络吞吐率,获得较好的网络性能。     

一种针对树形拓扑网络的混合MAC协议

在树形拓扑水声传感网络中,时分多址(TDMA)机制存在信道利用率低的问题。为此,提出一种轻量级的流量自适应随机访问与TDMA的混合MAC协议。该协议在网络流量较低时采用S-ALOHA竞争机制提高信道利用率,运用最优化算法计算分配给簇内子节点的最大发送概率,通过流量自适应的灵活时隙分配机制以适应不同的网络流量。实验结果表明,该协议不仅能够提高树形拓扑网络中节点的通信效率,能减少子节点的等待时间。     

IEEE 802.15.4中信道利用率的分析与改进

在分析IEEE 802.15.4网络中为时延敏感应用提供的保护时隙(GTS)分配策略后,指出GTS分配中信道利用率低等不足。为此,对IEEE 802.15.4中的GTS进行改进。将GTS时隙再次划分为微时隙,与标准GTS申请命令不同,节点无须指定所需的GTS长度,而是提供需要发送的数据数量和数据长度,通过协调节点来决定所分配的GTS长度。仿真实验结果表明,改进后协议能提高信道利用率和网络吞吐量。     

基于无线传感器网络的分布式时分多址调度策略

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中数据量大而导致的无线信号冲突概率高的问题,提出了一种分布式的时分多址调度策略(DTSS)。该策略采用了一种分布式的竞争算法来构建节点的时隙调度表,即每个节点根据自身搜集到的信息来决定下一跳目的节点,并和其他节点竞争传输时隙。所有节点完成时隙调度表的建立后,节点在每个数据采集周期根据自己的工作时隙调度表发送和接收数据。仿真结果表明,该策略避免了节点无线信号的冲突,降低了节点能耗,延长了网络生命周期。