一种基于叠加编码的协作传输协议

针对传统三节点协作通信模型虽简单易行,但其中两阶段协作传输过程中中继节点通常无偿为源节点转发数据,存在频谱效率低的缺点,基于解码转发（decode and forward,DF）协作协议,以提高系统传输速率为目标,利用链路层控制信息的交换获得链路状态信息（channel statue information,CSI）,提出一种基于叠加编码的协作通信机制。协作中,允许中继节点在转发源节点数据的同时,利用叠加编码进行自身数据的发送,通过灵活调整叠加编码时的功率分配,保证系统的传输速率。仿真结果表明,该机制能有效提高系统的传输速率。     

软件定义空基骨干网中的编码感知机会路由方案

为保障空基通信任务的高效实施,针对软件定义空基骨干网中路由信息交互时存在的时延、开销以及可靠性方面的不足,提出一种改进的兼具软件定义与网络编码优势的CAOR-SD方案。该方案在沿用编码感知机会路由基本思想的前提下,将节点距离与编码收益综合考虑构造转发消耗函数进行候选转发节点优先级的分配,从而提高网络传输效率;同时对控制报文的反馈机制和节点的流表结构进行设计,控制开销有效降低。仿真结果表明,该路由方案可较好地适应空基通信场景,能够降低传输时延和路由开销,提高网络吞吐量和数据成功传输率。     

基于网络编码的输电线路WSN传输协议

根据输电线路监测对无线传感器网络实时性和可靠性要求高的特点,设计了一种基于网络编码的WSN传输协议。该协议充分利用信道广播特性和节点间的协作通信,结合了机会路由和网络编码各自优势,将网络编码经典蝶形结构应用到输电线路WSN长链拓扑结构中,在节点数据包具体接收状态不确定的情况下,采取主动网络保护机制,选择线性编码包作为冗余包进行传输,直到节点解码出源包。性能分析与仿真实验表明,该传输协议提高了数据传输可靠性和系统吞吐量,缩短了网络传输时延,提升了无线传感器网络的性能。     

3GPP中基于拥塞控制的协作DSR路由协议研究

针对现行的3GPP网络路由协议在路由选择时存在的可靠性低、路由开销大等问题,分析了网络中通信节点的工作状态,综合考虑协同合作方式的DSR路由机制和拥塞控制策略对3GPP网络性能的影响,提出了一种基于拥塞控制的增强型协作DSR路由协议,并通过3GPP网络系统级仿真验证改进后的协作路由协议的通信性能。仿真结果表明,所提的协作DSR协议显著提高了3GPP网络通信性能,在提高网络资源利用率的同时改善了数据传输的可靠性。     

认知中继网络中的功率分配算法

无人机（Unmanned aerial vehicle, UAV）通信是当前无线通信领域的研究热点。为了保证地面移动端与UAV通信的可靠性,提出了基于空时块码（Space-time block code, STBC）的协作中继传输方案。为了提升频谱效率,本文利用认知无线电技术,于协作中继处分别采用放大转发(Amplify-and-forward, AF)和解码转发(Decode-and-forward, DF)两种协议进行传输,在主用户通信服务质量得到保证和认知用户传输功率受限的条件下,建立以认知中继网络的吞吐量最大化为目标函数的优化问题。采取拉格朗日乘子法与Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件相结合的方案来实现优化问题中最优功率的分配。最后,仿真结果不仅验证了所提方案的有效性,还表明了DF中继协议下认知中继网络的吞吐量优于AF中继协议。     

水声传感网中基于网络编码的协作传输算法

为提高水下数据传输可靠性,本文在随机线性网络编码的基础上提出一种协作数据传输算法。首先,为源节点寻找数据转发链路,让数据通过多条链路进行转发;其次,使用网络编码方法对数据包进行编码,避免转发节点转发重复数据包;最后,对各个节点的数据包传输时隙进行调度,避免节点间信号冲突。仿真结果表明,本文提出的算法在一定程度上提高了网络信道利用率和数据传输可靠性,且具有较好的稳定性。     

多中继混合转发协作传输策略研究

为了优化多中继协作通信系统的性能,提出了一种多中继混合转发协作传输策略(Multiple-Relay Hybrid-Forwarding Cooperative Transmission Scheme,MRHF-CTS)。该策略考虑多中继协作通信系统中的译码转发与放大转发以及两种转发方式带来的性能缺陷,根据协作中继节点接收信号的译码结果选择转发方式,同时引入协作中继节点之间数据来传输对系统性能的增益。对系统中断概率性能进行了推导与分析,结果表明,该策略在消除放大转发策略噪声累积的基础上,能够有效抑制协作中继节点错误检测译码转发给系统带来的不利影响,明显提升系统性能;在大信噪比情况下,可获得多中继译码转发协作通信系统的最佳性能。     

一种正交混合空时网络编码的中继通信算法

针对无线通信网络中频谱利用效率较低以及网络吞吐量不足等问题,提出一种正交混合空时网络编码的中继通信算法(QHNR)。该算法通过系统模型分析了在传输周期中的MAC阶段和BC阶段中的中继通信方式以及节点发送数据的出错率,采用分级增益的方法来提高信道利用效率,提升系统性能,并通过中继概率来选择较好的中继节点。通过网络吞吐量和网络功率分配情况来分析QHNR算法的性能。实验仿真结果表明,QHNR算法在提高网络吞吐量,提升信道利用效率上,相比采用TWR通信方案和MWR通信方案具有更好的效果。     

WSNs中一种新的编码协作通信方式

采用空间分集的方法可以有效地对抗无线信道中的衰落,由于受到体积、重量、成本等因素的限制,在无线传感器网络(W SNs)节点上实现多天线技术较为困难。在W SNs中提出了一种基于π旋转LD-PC码的编码协作通信方式,2个单天线节点通过共享自己的天线,形成了一个虚拟的多天线系统。LDPC码的不同部分通过不同节点的上行链路传输到基站,获得发送分集增益。在相同的系统带宽和发送功率下,与非协作通信方式相比,该编码协作方式可显著提高系统性能。     

基于SDN的电力信息系统故障恢复机制研究

为了提高电力信息系统的灵活性和可靠性,降低信息系统人为操作不当引起的故障处理难度,本文以电力信息系统的发展现状为基础,结合SDN网络架构与技术特征,分析SDN技术在电力信息系统中的应用优势,设计并实现了基于SDN的电力信息系统的主被动故障恢复方案。实验结果表明,主被动故障恢复方案可以便捷、低成本地实现电力信息系统中故障的自动恢复,满足电力信息系统故障动态恢复需求,为之后的SDN在电力信息系统中的广泛应用提供理论依据。     

无线传感网使用网络编码的新型数据传输方法

网络编码能提高无线传感器网络数据传输可靠性,针对现有基于网络编码的数据传输策略随机选取编码向量和使用固定路径所带来的缺陷,设计了一个新的编码矩阵构造方法,并提出了一种新型的基于网络编码的可靠数据传输方法。该编码方案能保证任意k个编码向量线性无关,且不用传输编码向量。数据转发使用"区域推进"机制,自动选取最佳转发节点,将数据包可靠地向sin"k推进",并实现了最少冗余传输和网络均衡能耗。分析与仿真表明,新的数据传输策略能消除现有方法的缺陷,提高数据传输可靠性,降低能耗。     

Enabling low bit-rate and reliable video surveillance over practical wireless sensor network

With the rapid development of hardware and embedded systems, wireless sensor networks (WSNs) are being developed for surveillance applications. While meriting more in-depth research and development, deploying a practical WSN for surveillance is challenging due to the limited power and bandwidth of the battery-operated sensor nodes. In this paper, we first propose an energy-efficient image transportation strategy through motion detection. In case of data delivery over long distance, this paper further investigates the use of cooperative communications to design a reliable image transmission scheme over WSN, and demonstrates its effectiveness in improving network reliability in wireless multimedia sensor networks.     

一种基于复数域网络编码的双层卫星通信系统

针对卫星通信网络吞吐量不足、可靠性不高的问题,提出一种基于复数域网络编码(Complex Field Network Coding,CFNC)的卫星通信方案。该方案在信号发送前对源信息作预编码处理,即在复数域上选取一个大小合适的参数化空时码与源信号相乘,编码后的信号与源信号在复数域上有着一一映射关系。对该方案的吞吐量和成对差错概率(Pairwise Error Probability,PEP)做了详尽的理论分析,结果表明,采用该编码方案的卫星通信系统在终端发射功率不变的情况下,吞吐量比路由模式提高了100%以上,比传统的CFNC方式至少可提高75%。该方案还可以扩展至更多的地面源节点,从而支持多用户网络通信。最后,仿真实验表明,在较高的信噪比下,PEP仿真值逼近于渐近值,验证了理论分析的正确性。     

限定节点查看信息的网络编码签名方案

现有网络编码研究关注的是信息传送效率的增加而忽略了网络编码使信息在网络传送中过于泛滥,这对信息的安全造成威胁。为了解决这个问题,设计了限定节点查看消息的网络编码签名方案。依据网络环境中需要查看信息节点的个数,提出了两种方案：一是少数节点查看信息,使用接收节点的公钥签名,而只有拥有公钥对应私钥的节点才可以解密得到信息的方法;二是多个节点之间通信,为了避免没有权限的节点查看信息,需要通信的节点预先建立会话钥,利用会话钥进行签名信息传递的方法。新方案通过权限限制了节点查看到信息的内容,从而保证了信息在网络中的安全性。新方案使用网络编码有效的在提高信息传送效率的同时保证了信息在网络中传送的安全性。     

基于网络编码的确定性逐层构造算法

为了解决适用于多源组播通信的网络编码构造算法存在收敛时间较长的问题,提出一种基于网络编码的确定线性逐层构造算法。在已有研究基础上,利用虚拟信源点进行虚拟试播：首先,根据决策树算法逐层确定获得非满秩局部编码矩阵的节点;然后,重构与该节点对应的上层变换节点的局部编码系数,生成新的编码向量;最后,重传这些编码向量至对应节点,使该节点的局部编码矩阵满秩,从而得到可行的编码方案。在试播过程中允许对出现数据冗余的链路进行修剪枝,以提高带宽利用率。与基于信宿反馈的确定网络编码（SNFDNC）算法相比,该算法只需进行一次虚拟试播。仿真测试结果表明该算法在中等规模网络中收敛时间更短,能进一步提高多源组播通信的平均传输速率。     

一种基于路径跟踪反馈的SDN网络可信传输方案

针对软件定义网络(SDN)中的转发设备存在不可避免的漏洞和后门、缺乏主动监测或被动检查网络行为的机制等问题,提出一种基于路径跟踪反馈的SDN网络可信传输方案,设计基于跟踪反馈的传输路径可信验证机制,依据反馈信息分析节点的可信性,以此评估路径的可信度;同时,提出一种基于路径跟踪反馈的不相交多路径可信路由算法DMTRA-PTF,能够通过路径跟踪反馈和可信评估引导新的路径及时规避恶意交换机节点,构造不相交多路径路由方案以增强SDN网络传输服务的可信性。对比实验结果表明,路径跟踪反馈机制能够以较小的性能代价准确识别恶意交换机,提出的可信路由算法能够以此为后续路由动态规划不相交多条可信路径,有效提升网络整体的可信性。     

Relay selection for maximizing the number of successive transmission in cooperative networks

Relay selection has an important effect on improving the performance of cooperative communication system. However, the frequent operation of relay selection can bring enormous control message overhead, and then decrease the performance of cooperative communication. To reduce the relay selection frequency, in this paper, we propose a relay selection scheme to choose the best relay considering successive packets transmission. In this scheme, through the parameters of data transmission rate, the length of data packet and the estimated channel state information, the best relay is selected to maximize the number of successive packets transmission while guaranteeing the given outage probability. It is proven by numerical results that the proposed relay selection scheme can support the successive packets transmission in cooperative wireless networks and the maximum number of successive packets transmission is affected by the different network parameters, i.e. packet length, data transmission rate, signal to noise ratio and Doppler frequency. Compared to previous relay selection schemes by simulation results, it is shown that the proposed relay selection scheme can improve the throughput performance efficiently.     

电力通信SDH传输网络系统架构设计

【摘要】：为了能够使电力系统通信业务的可用性及可靠性进行保证,并且使工程造价得到降低,就设计了电力通信SDH传输网络系统架构。首先对电力通信系统传输技术中的问题进行分析,之后阐述了SDH传输技术的优势。分析了SDH光阐述网络拓扑结构,从而对电力通信SDH传输网络架构进行优化,包括通信网设备、通信网网络架构、通信网光缆线路等,从而能够使通信网的通信安全性及容量得到有效的提高,根据具体的方案进行优化和实施。通过优化设计改造,电力传输网络的安全稳定性及保护性得到了有效的提高。     

认知无线传感器网络的吞吐量分析

为了实现认知无线传感器网络(CRSN)在授权频段的连续可靠通信,结合协作感知和宽带感知策略,提出了一种CRSN架构.通过在网络中部署专门负责频谱感知的认知节点,将频谱感知与数据传输功能进行了合理分配.在最大化感知和传输时间的同时,实现了频谱的实时感知和数据的连续传输,进而提高了频谱检测率和网络吞吐量.同时,由认知节点协作对宽带进行多信道联合检测,除了可以提高检测的可靠性,还有利于实现CRSN对授权频段的连续接入,进一步保证网络数据传输的连续性.通过仿真对不同硬融合准则下的平均网络吞吐量进行了分析和比较,结果表明该网络架构可以获得更高的吞吐量.     

基于ZigBee网络的智能铁鞋系统设计

针对目前现有的无线通信铁鞋系统在使用过程中出现的问题,提出一种新型的智能铁鞋设计方案。该系统的拓扑结构由协调器和采集器节点构成,利用ZigBee无线传感器网络实现节点间的互联组网,采用CC2531作为协调器节点的核心控制芯片,CC2530作为采集器的核心控制芯片。此外,采用CC2591作为末端放大器,以提高发射功率,进一步增大传输距离(由传统的75 m提高到1 km以上)。最后,利用VC++和SQL Server 2005实现了控制室铁鞋检测控制系统上位机的设计。实践表明,该系统可靠性高、传输距离远,能满足现场需求。