短波通信中基于自适应帧长的数据速率变化改进算法

为解决传统数据速率变化（DRC）传输算法中因速率震荡造成的高误码率（BER）问题，提出一种基于自适应帧长（AFL）的DRC改进传输算法。首先，在初始化阶段，根据当前信道的参数和以往经验值信息确定初始传输的帧长和传输速率，并进行数据传输。然后，当检测到传输过程中连续两个相同长度帧发送成功后，开始增加帧长；若出现重发帧连续两次重传失败的情况，则在下次传输时将帧长减半。最后，结合当前的帧长计算误帧率，若该值小于预设的阈值，则提高数据传输速率。与RapidM DRC算法相比，该算法的链路平均BER降低了个1.8百分点，链路连通率提高了11个百分点。实验结果表明，所提算法基本消除了速率震荡的现象，能够提高短波通信系统的通信能力。     

基于集成FEC的可靠多目广播及性能评价

对点对点通信，数据的传输常使用自动重复求技术，而前向纠错多用于半可靠实时传输。然而，ＡＲＱ用于多目广播的性能不佳。     

无线视频通信中信道自适应差错控制策略的研究

针对无线视频通信中现有的差错控制方法的缺点和局限性，根据无线信道高误码率和高时变性的特点，提出一种基于反馈的信道自适应差错控制策略．根据反馈信号预测未来信道的状态，自适应地调整冗余信息值，优化无线视频通信系统的传输效率，使其在稳定性、功率消耗和传输效率之间达到有效的折衷．仿真结果表明，该方法能有效地提高无线视频通信系统的传输效率，尤其在无线信道误码率变化剧烈的情况下，效果更加明显．     

基于FPGA的CCSDS自适应传输系统

深空通信环境下如果选用固定速率进行信息传输,通信质量和系统效率都会受到影响。当通信环境信道质量发生变化时,实时调整通信系统的传输参数,可以保证系统的性能指标如误码率符合要求,使通信系统的效率提高。本文结合邻近空间链路通信协议的要求,以信道估计的信噪比作为衡量信道质量的标准,设计一种符合CCSDS协议标准的码速率自适应传输系统方案。该硬件实现平台以Xilinx Kintex-7 FPGA芯片为核心,实测结果表明在加性高斯白噪声情况下系统可以实时估计0 dB以上信噪比,并且能够实现码速率自适应调整。相比于固定速率传输,码速率自适应传输系统的误码率和吞吐量性能都有提升,可为深空通信系统的设计提供有益参考。     

一种适用于Ad Hoc网络的多信道能量高效MAC协议

对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道Ad Hoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC).仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量.     

一种无碰撞的信道分配方法

文章在分析各种ＡＬＯＨＡ方法性能的基础上，提出了一种ＡＬＯＨＡ方法的改进方法。实现在广播信道上的无碰撞传输，使在单一信道上同时传送多个信息帧成为可能。     

基于UW帧结构水声通信系统及其性能分析

设计了一种基于UW(Unique Word)帧结构的单载波频域均衡(SC-FDE)水声通信系统框架,论述了系统的基本原理。为解决帧同步过程中出现由水声多径引起的相关峰峰值分裂现象,提出一种基于UW序列的相关同步算法,使系统的同步精度显著提高。同时给出了基于UW序列的多普勒频移的估计和校正、信道估计和频域均衡算法。最后对系统的性能进行了分析。结果表明:采用相关同步算法的基于UW帧结构的单载波频域均衡水声通信系统能够显著提高在较复杂的信道条件下的帧同步精度,对水声信道中严重的多普勒频移和多径信道进行有效的估计,并能够对时变信道进行跟踪,在高信噪比下系统有较低的误码率,对水声通信有良好的应用价值。     

一种WLAN信道传输干扰预测方法

无线接入点(AP)在公有或私有区域的不合理规划部署容易导致基本服务集(BBS)相互重叠,增加信道干扰。在帧传输前,如何准确预测信道中潜在的干扰因素并采取应对策略,成为WLAN通信技术领域的研究热点。为此提出一种WLAN信道传输干扰预测方法,即在传输期间结合块确认帧实时采集并统计A-MPDU帧传输状态信息,计算干扰发生的概率,预测信道传输干扰因素并采取有效的应对策略。仿真结果表明,所提出的方法不仅能准确预测信道传输干扰因素,还能在多种拓扑环境下进一步利用网络带宽,提升帧传输效率。     

基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统设计

为解决5G通信信号的连接超时问题,使其在单帧、多帧、连续帧情况下,均能呈现出较为流畅的传输状态,设计基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统;联合主电源模块与通信信号采集模块,并将输出控制结构、数据处理结构接入电源平台的既定控制节点之中,完成5G通信信道传输控制系统的功能方案设计;在此基础上,分析5G通信信道内的信号传输环境,通过设置并行干扰抵消检测器的方式,得到残余多址信息的表达结果,完成基于并行干扰抵消的5G通信信道配置;根据干扰方差计算表达式,确定5G通信信号的传输误码率水平,实现对系统控制指令的分析与研究,结合相关硬件设备结构,完成基于并行干扰抵消的5G通信信道传输控制系统设计;实验结果显示,与动态无线控制系统相比,在并行干扰抵消算法作用下,5G通信信号在单帧、多帧、连续帧情况下的连接时长均能得到较好控制,这对于信号参量的流畅传输能够起到一定的促进性影响作用。     

基于分块导频的SC-FDE信道估计改进算法

研究提高通信性能问题,在SC-FDE宽带无线系统中,多径效应存在制约系统传输带宽提高的符号间干扰问题。目前采用的分块传输,是将数据分块和导频分块,前者导频利用率不高,而后者信道估计不够精确。为了提高系统频带利用率和信道估计精确度,在数据分块和导频分块基础上,本文提出了一种改进的数据帧结构,即对数据块和导频可同时划分多个块,并将位置相近的分块导频进行重复利用,可进行多次信道估计。结果表明,与单一的导频分块或者数据分块方法相比,系统性能提高了约1dB。仿真证明,改进方法对SC-FDE中的信道通信性能的提高具有参考价值。     

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.     

一种水声通信中的自适应ARQ方案

在水声通信系统中,由于水声信道的半双工、时变和长传播时延等特性,导致用于水声通信中的停等自动重传请求(SW ARQ)方案的吞吐性能显著下降。本文首先利用扩频通信技术,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),充分地利用水声信道。在此基础上,结合选择自动重传请求(SRARQ)方案与返回-n自动重传请求(GBNARQ)方案的混合式自动重传请求(SR GBNARQ)方案的优良性能,提出了一种随水声信道的时变特性改变分组长度的自适应ARQ方案。仿真结果表明：该方案能有效地提高水声通信系统的吞吐性能。     

超宽带多跳无线网络中ARQ机制的优化

针对超宽带多跳无线网络,对中继节点参与ARQ机制的可行性进行了研究.在现有研究的基础上结合部分窗口多拒绝ARQ设计出一个能使节点兼顾终端和中继节点ARQ机制的RLC子层协议.接着在对超宽带室内视距(LOS)信道模型理论分析的基础上,针对典型的两跳网络,对比了使用中继ARQ和不使用中继ARQ两种情况下得到的仿真结果,证明了中继ARQ能提高超宽带多跳无线网络的吞吐率和时延性能.     

Design of ARQ protocols for two-user cooperative diversity systems in wireless networks

Automatic repeat-request (ARQ) protocols for two-user cooperative diversity system employing Alamouti space-time coding are investigated in this paper. A whole cooperative transmit frame of an original cooperative system consists of three sub-frames. According to different feedback schedules in a transmit frame at the destination, two basic ARQ protocols, namely post-cooperating and pre-cooperating, are proposed and analyzed. We show that both proposed ARQ protocols can improve the throughput in two-user cooperative system. Pre-cooperating protocol yields 50% gains in users’ throughput than post-cooperating protocol if both users have high user-destination average received signal-to-noise ratio (SNR) at the destination. Nevertheless, if both of user-destination average received SNRs are low, post-cooperating protocol is more effective than pre-cooperating protocol. Proposed protocols provide useful basic tools for designing more complicated ARQ protocols. Finally, simulation results verify our analysis.     

一种基于网络编码的两用户自适应AF协同ARQ方案

提出了一种基于网络编码的两用户自适应放大前传AF协同ARQ(Automatic Repeat reQuest)方案。该方案选择当前信道条件较好的用户采用网络编码方式进行数据重传,能够在一定概率下节省一个重传时隙,并且能够通过协同选择分集的方式对抗衰落以降低误帧率,从而实现数据吞吐率的提升。仿真结果证明,该方案与非协同ARQ及普通AF协同ARQ相比均能够较大地提高各用户的传输吞吐率。     

基于吞吐量最大化的自适应传输控制

研究了具有ARQ功能的基于衰落信道和数据链路层缓冲区队列状态的资源最优分配问题,为了通过自适应调整功率分配和调制方式,在系统平均功率的限制下,使系统的吞吐量达到最大,该文把这个优化问题构造为马尔可夫决策过程,并提出了用动态规划解决该问题的方法。     

功率受限和自动重传请求条件下系统吞吐量最大化的研究

本文研究了具有ARQ功能的基于衰落信道和数据链路层缓冲区队列状态的资源最优分配问题，目标是通过自适应调整功率分配和调制方式，在系统平均功率的限制下，使系统的吞吐量达到最大。在这个系统中并不限制ARQ的重发次数，所以最大化系统的吞吐量等效于使链路层的缓冲区溢出的数据包最小。本文把这样一个优化问题构造为马尔可夫决策过程，并提出了用动态规划解决该问题的方法。出于实用性的考虑，本文还提出了一种简单的次优资源分配方法，仿真结果显示这种方法与最优的调度方法性能非常接近。     

基于RSSI的WSN吞吐量自适应优化策略

基于MicaZ型节点参数分别建立了ARQ技术和FEC技术的吞吐量模型,分析并仿真了各参数对吞吐量的影响,得出ARQ技术的最优数据帧长和FEC技术的最优BCH码,进而提出了一种基于RSSI测距技术的吞吐量自适应优化策略,以适应无线传感器网络(WSN)中动态变化的网络拓扑。该策略依据RSSI测距技术测量节点间的通信距离,自适应地为数据包选择最优的差错控制策略来提高WSN的吞吐量。仿真结果表明,在吞吐量和动态范围方面,该策略整体上优于单纯的ARQ或者FEC方案。     

Performance improvement in wireless networks using cross-layer ARQ

This paper presents a novel cross-layer approach (LLE-TCP) designed for performance enhancement of TCP over a large variety of wireless networks. LLE-TCP avoids TCP ACK packet transmission over the wireless channel. As a result, the saved time can be utilized by the nodes for data packet delivery. The proposed scheme enhances the protocol stacks of the wireless sender (or a base station) and the receiver with cross-layer ARQ agents which support ACK suppression. ARQ agent suppresses the outgoing ACKs at the receiver side and generates them locally at the sender or base station.The performance evaluation of the proposed approach is performed via simulations as well as IEEE 802.11 testbed experiments for single-hop and infrastructure network scenarios. LLE-TCP demonstrates the performance improvement in the range of 20–100% depending on the transmitted TCP/IP datagram size.Among the factors contributing to performance enhancement are: medium busy time reduction, reduced sensibility to link errors, reduced round trip time (RTT), and improved congestion control.A good level of throughput fairness as well as a fair coexistence with state-of-the-art TCP modifications ensures proper functionality of the proposed approach, while performance advantages extended even on non-LLE-TCP users favor an incremental deployment of the technique in existing networks.     

Delay Constraint Error Control Protocol for Real-Time Video Communication

Real-time video communication over wireless channels is subject to information loss since wireless links are error-prone and susceptible to noise. Popular wireless link-layer protocols, such as retransmission (ARQ) based 802.11 and hybrid ARQ methods provide some level of reliability while largely ignoring the latency issue which is critical for real-time applications. Therefore, they suffer from low throughput (under high-error rates) and large waiting-times leading to serious degradation of video playback quality. In this paper, we develop an analytical framework for video communication which captures the behavior of real-time video traffic at the wireless link-layer while taking into consideration both reliability and latency conditions. Using this framework, we introduce a delay constraint packet embedded error control (DC-PEEC) protocol for wireless link-layer. DC-PEEC ensures reliable and rapid delivery of video packets by employing various channel codes to minimize fluctuations in throughput and provide timely arrival of video. In addition to theoretically analyzing DC-PEEC, the performance of the proposed scheme is analyzed by simulating real-time video communication over “real” channel traces collected on 802.11b WLANs using H.264/AVC JM14.0 video codec. The experimental results demonstrate performance gains of 5–10 dB for different real-time video scenarios.