一种改进的IR-HARQ功率分配方案

为了保证信息在无线衰落信道条件下的稳定传输,提出了一种基于正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)的增量冗余混合自动重传请求(Incremental Redundancy Hybrid Automatic Repeat Request,IR-HARQ)功率分配方案,计算了基于QAM的IR-HARQ传输链路的互信息,以提高数据吞吐率为目的提出了混合传输策略.在瑞利衰落信道下将该方案与最大化互信息策略和逆信道策略进行Matlab仿真比较,结果显示提出的混合传输策略有更高的数据吞吐率,且随着重传次数的增加,数据吞吐率迅速接近遍历容量.     

面向5G的缓存辅助多天线中继策略

缓存辅助多天线中继技术可以为5G通信系统提供广域覆盖范围,并且有效改善系统的吞吐率性能.研究了一个三节点多天线缓存辅助中继系统,提出了最大化系统平均吞吐率的最佳缓存辅助中继策略,即联合自适应链路选择以及功率分配方案.分析结果表明,最佳的链路选择方案仅依赖于当前的瞬时信道状态信息以及相关链路的信道统计信息,而最佳功率分配方案是对发送的数据流进行等功率分配.仿真结果表明,相对于无缓存辅助的MIMO中继系统,缓存的引入能够显著改善中继系统的吞吐率.此外,MIMO技术的引入还能够获得多天线所带来的复用增益,进一步改善缓存辅助中继系统的吞吐率.     

低轨卫星接入系统中基于位置信息的时隙分配协议

针对浮标卫星通信系统中卫星覆盖范围广、接入链路传播时延差异大的场景结构引起的统一延迟分配协议中端到端时延长、吞吐率低的问题,提出了一种基于位置信息的时隙分配协议。协议中卫星通过获取浮标位置信息来控制时隙分配的起点,实现时隙离散分配,增大可用传输时隙长度,同时降低传输时延。 OPNET 仿真结果表明所提出的时隙分配协议可以显著提高单信道传输模式下的网络吞吐量,并有效降低单信道与双信道模式下浮标卫星通信系统接入时的端到端时延。     

基于HARQ的水声信道链路自适应技术

水声信道的多径扩展严重、环境噪声高、带宽受限、传输时延大等特点,极大地制约了水声通信系统的可靠性和有效性.链路自适应（LA）和混合自动重传（HARQ）常用来改善无线链路的可靠性和有效性,但是它们在水声环境中的性能与影响尚不明确.因此,文中主要研究水声信道中链路自适应和混合自动重传的联合优化.首先分析水声信道中不同的调制编码方式（MCS）的误码率性能.然后通过联合研究LA和HARQ技术在水声信道中的性能,文中提出一种适用于水声信道的联合LA和HARQ技术.     

一种有效的水声通信网络中用于半双工信道的ARQ协议

自动重传请求(ARQ)在保证通信网络可靠传输中起着关键的作用。但是，在水声通信网络中，由于水声信道的半双工以及信道的长传播时延特性，使得水声通信网络的吞叶性能受到极大的制约。本文针对水声信道长传播时延这一特点，利用扩频通信技术，将单个信道分成两个子信道；一个用于前向信道(从发送方到接收方)，另一个用于反向信道(从接收方到发送方)，从而使得对每个分组数据的响应时间大大缩短，提出了一种有效的适合于半双工特性的ARQ协议。理论分析和仿真结果表明，相对于传统的SW ARQ协议而言，该协议在水声信道下具有更优的吞吐性能。     

适用于大气弱湍流信道的自适应码率极化码

为了提高光通信链路在大气弱湍流信道下的解码性能和传输效率,基于极化码的信息位嵌套特性,设计了一种自适应码率极化码。该码字在弱湍流信道中能充分地极化,纠错效果较好。为了调节码率,引入CRC校验码作为发送端的停止标志,逐次发送更低码率的码字直到译码结果通过校验,此时的码字码率即是保证可靠传输的最大码率。不同湍流强度下的仿真结果表明,在误帧率为10-8时,相比传统极化码,自适应码率极化码可以获得1.7~2.3 dB的性能增益。对自适应码率极化码的时延进行了仿真分析,并结合误帧率得到了自适应码率极化码的信息吞吐率,结果表明,在弱湍流信道中,自适应码率极化码的信息吞吐率能满足FSO的传输需求。     

LDPC码在浅海水声通信中的应用研究

LDPC码具有编码增益高、译码速度快、可并行译码等特点,是当前编码界的一个研究热点。针对复杂多变、强多途和大起伏干扰的浅海水声信道,建立了LDPC码在浅海水声信道中仿真的模型,仿真研究了浅海水声信道下采用和一积译码算法的LDPC码性能。仿真结果表明,LDPC码在3径多途信道下性能优越;当译码迭代3—5次,码长1000bit左右时基本上能满足水声通信对误码率为10^-4的基本要求。     

一种基于分布式功率控制的侧行链路高谱效传输机制

第五代(5th Generation, 5G)无线通信系统除了支持蜂窝通信,还支持侧行链路(Sidelink, SL)通信,即两个用户设备(User Equipment, UE)之间可以直接通信,而不需要经过基站中转,有利于降低传输时延、提升资源利用率。在现有的SL分布式系统中,主要通过简单的能量测量进行干扰规避,资源复用准则欠佳,导致中高用户密度场景下吞吐受限。为此,提出了一种基于分布式功率控制的SL高谱效传输机制。各发送UE基于目标链路的信道状态信息(Channel State Information, CSI)和其他干扰链路的CSI进行功率优化,以实现局部范围内多个通信链路的和吞吐最大化;进一步,设计了广播式的CSI测量上报机制能实现多链路的分布式功率控制和资源选择。仿真结果表明,所提方案相比于现有的SL分布式资源分配机制,在中高用户密度下可获得30%～100%的吞吐增益;此外,所提方案相比于现有WiFi的载波侦听多址(Carrier Sense Multiple Access, CSMA)分布式信道接入机制,在中高用户密度下可获得50%～200%的吞吐增益。     

一种非理想感知条件下的双门限机会频谱接入策略

为了有效提高认知网络中次用户的吞吐率性能,提出了一种应用于非理想感知条件下的双门限机会频谱接入策略。该策略能在次用户对信道占用情况感知非理想的条件下,综合考虑次用户的信道质量和非准确的信道占用信息,使次用户在信道感知为空闲和占用时分别以不同的信道质量门限选择接入信道,从而最大程度地利用信道质量较好的传输机会,提高次用户的吞吐率性能。结合本策略,建立了以次用户的有效吞吐率最大化为目标、以对主用户的干扰程度为约束条件的优化问题,并在次用户对信道感知存在误差的条件下给出了最优门限的设计方法。仿真结果表明,所提出的双门限机会频谱接入策略能够在非理想感知条件下显著提高次用户的有效吞吐率。     

一种基于有限状态机的新型水声网络多址接入协议的实现

本文首先提出了一种新型的水声通信网络的多址接入(UAMA)协议.该协议针对水声信道传播时延长的特点,利用扩频码进行多信道预约;通过适当的控制方法,采用与传统的握手协议不同的机制,当发送方发送request_to_send(RTS)后,在选择的业务信道上立刻传输数据,而不必等收到clear_to_send(CTS)后再传输数据,在时间和空间上大大地提高了信道的利用率,因此极大地提高了网络的吞吐量.通过使用OPNET Modeler/Radio仿真器对UAMA协议进行了基于有限状态机(FSM)的建模和设计.仿真结果表明该协议能在水声环境下取得优良的吞吐性能和较低的分组传输时延.     

基于正交频分复用的高速水声通信技术研究

为满足高连水声通信的需要,在对正交频分复用(OFDM)技术的原理进行研究的基础之上,结合水声信道的特性．给出了进行二次频率调制(FM)的OFDM／FM实现方法,并通过仿真得到了谈方法的性能。仿真结果表明,在多途扩展的信道条件下,基于OFDM／FM的水声通信系统仍可获得满意的性能。     

RIM-MAC：一种适用于水下传感网接收者发起的多会话MAC协议

声通信是水下传感网的主要通信方式之一,但是它具有长延迟和低带宽的特点,这是水下传感网MAC（media access control）协议研究面临的主要挑战。为提高网络吞吐量,提出了一种接收者发起的多会话MAC协议（RIM-MAC）。它利用接收者发起会话,通过一次会话的4次握手完成所有邻居数据分组的传输,有效地减少握手次数。同时利用侦听到的本地信息（邻居延迟图和邻居的传输调度）避免信道冲突并发起多个会话,这解决了长传播延迟带来的信道利用率低的问题。RIM-MAC通过增强节点间并行传输的能力,在接收者和发送者两端提高时空复用率,与经典水下MAC协议比,网络吞吐量提高了至少36%。除此之外,基于自适应数据轮询策略提出了一种网络负载公平算法（FTA）,它保证了网络中竞争节点间的信道访问的公平性。仿真实验表明,在长传播延迟的场景下,RIM-MAC取得了比典型的水下传感网MAC协议更好的吞吐量性能。     

基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法

针对常规的相干解调和非相干解调在水声信道通信中可靠性差的问题,文中提出了一种基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法。该方法基于海洋水声信道环境与传播特点,采用统计特性接近环境噪声且具有尖锐自相关、宽带特性的Chebyshev混沌序列作为信息载体和同步信号,并利用欧氏距离分类器对接收信号进行非相干分类判决解调。该方法可有效抑制水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落和码间干扰,从而更好地实现低信噪比条件下可靠水声通信。仿真实验证明,在-10 dB以上信噪比环境下,文中所提通信方法在具有多途效应的水声信道上具有良好的通信性能。     

级联编码在水声OFDM系统中的应用研究

提出一种适用于水声正交频分复用(OFDM)通信中串行级联码结合交织器的差错控制编码方法,采用了信道编码后的正交频分复用技术,可有效解决水下高速数据传输的可靠性问题。介绍了RS与卷积码级联的原理及其在水声通信系统中的应用,在此基础上进行计算机仿真,仿真信道用水声信道仿真软件来模拟,并进行了水池试验。试验结果证明,使用该方案的水声通信系统性能明显得到改善。     

一种水声信道自适应均衡算法研究

由声波传播的多途效应所引起的码间干扰及信号衰落,使得水下数据传输的速率和可靠性都大大降低。针对多途干扰严重的水声信道,将一种基于最小均方误差算法的信道自适应均衡器应用于水声信号处理中。对该均衡器的基本理论及其结构进行了归纳,结合水声多途信道的基本特点,建立了仿真模型,重点分析了步长参数、信噪比等对算法收敛速度和稳态误差等方面性能的影响,为实现高质量的水下信息传递提供技术支持。     

基于射线模型的水声信道的仿真软件设计

利用声线理论对多途水声信道进行了建模仿真软件设计。采用求解声线跨度方程的方法，搜索本征声线，并求解其参数。仿真结果表明，该基于射线模型的软件对多途信道参数预测精度高，具有很强的工程应用价值。     

基于支持向量机的水声信道盲均衡算法研究

水声信道的带宽极为有限,与需要训练序列的自适应均衡算法相比盲均衡技术节省了带宽,特别适合高速水声通信和多点通信。针对基于高阶统计量的盲均衡算法收敛速度慢的缺点,研究了一种基于支持向量机的盲均衡算法,它收敛速度快并具有全局最优解。通过对浅海信道触发通信信号的计算机仿真,证明了算法的有效性。     

基于IEEE802.16d标准的信道估计分析

分析了基于IEEE802.16d标准的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统在SUI-3信道下的误码性能,并对发射端的帧结构以及组帧方式作了详细说明.通过实验仿真发现利用帧前导做信道估计得出的误码性能要优于没有信道估计的情况.     

基于Kalman滤波的水声混合双向迭代信道均衡算法

水声信道均衡中基于信道估计的均衡方法理论上具有更优的均衡性能,但较高的计算复杂度限制了算法的实际应用。针对这一问题,该文首先基于Kalman滤波和Turbo均衡提出一种迭代Kalman均衡器,实现了基于软符号的迭代信道估计与迭代Kalman均衡,且复杂度较常规方法降低约1个数量级。其次,针对单一均衡算法和单一方向Turbo均衡器存在的误差传递现象,设计了基于迭代Kalman均衡器与改进成比例归一化LMS (IPNLMS)自适应均衡器相结合的混合双向Turbo均衡器,提高了自适应均衡器的收敛速度和均衡性能,并通过双向均衡结构带来的增益改善了符号估计误差传递的现象。理论分析与仿真实验验证了该文算法的有效性。