无线通信中网络编码技术应用研究

围绕网络编码这一热点,详细分析讨论网络编码的原理、应用在有线和无线中的网络编码方案以及在无线通信中的物理层网络编码,并且分析了其性能。得出物理层网络编码技术是可以逼近无线网络传输容量极限的有效方法。对比传统的中继方式,由于物理层网络编码的应用信源节点可以同时发送信息到中继节点,使得传递信息的时隙从原来的4时隙减为2时隙,从而将系统的吞吐量提高了一倍。     

采用MSK调制的物理层网络编码信号检测

针对双向中继信道,提出一种采用最小频移键控（MSK）调制的物理层网络编码（PNC）方案,即MSK-PNC。与采用BPSK、QPSK等线性调制技术的物理层网络编码方案相比,MSK-PNC具有更高的频谱效率和功率效率。本文对MSK-PNC方案中的物理层网络编码信号检测进行研究,提出了两种检测方法。第1种方法采用正交解调映射,第2种方法采用最大似然序列检测。分析和仿真结果表明,正交解调映射方案使得MSK-PNC误比特率性能等于QPSK-PNC,最大似然序列检测算法在实现复杂度上相对较高,但是其误比特率性能更优,并且同样适用于检测采用CPFSK调制方式的物理层网络编码信号。      

双向中继信道下迭代差分接收机设计

物理层网络编码(PNC)能够将系统吞吐量提高一倍,其实现方式多基于相关解调,然而实际无线信道具有快时变、多径传播等特点,导致瞬时信道状态信息难以获取,本文针对这一问题基于比特交织编码迭代译码系统提出了一种基于差分调制的非相干物理层网络编码接收机设计方案,在没有信道状态信息(CSI)的条件下中继接收机能够基于非相干解调得到网络编码比特的对数似然比(LLR),然后通过软译码和迭代反馈进一步提高系统抗噪声性能,实验结果表明该方案可以实现可靠的物理层网络编码非相干接收。     

双向中继信道中物理层网络编码的性能分析

针对双向中继信道,文章研究采用放大转发协议的物理层网络编码的性能.在考虑直传链路下,给出了3时隙网络编码的可达速率.在高信噪比条件下,推导了 3时隙物理层网络编码方案和2时隙物理层网络编码方案的中断概率近似表达式.通过仿真,验证了理论分析结果.同时,对3时隙物理层网络编码方案中继节点的功率分配因子进行了优化,在中继节点处于不同位置下分节点等功率和不同功率对不同方案进行了最大和速率的仿真,结果表明3时隙物理层网络编码可以利用网络的非对称性提高性能.     

无线网络中的物理层网络编码技术

文章介绍了无线网络中的物理层网络编码技术。首先介绍了一种在物理层实现的结合网络编码和纠错编码的方法。然后介绍了一种模拟网络编码方法,该方法可以充分利用无线介质的广播特性,挖掘无线广播信道和无线多址接入信道的容量,从而提高数据吞吐量。最后介绍了物理层网络编码的研究热点。     

基于分层调制的物理层网络编码研究

在实际的移动通信环境中,信道的状态复杂多变,该文针对双向中继信道的非对称性,提出采用分层调制方式的物理层网络编码方案。首先构建源节点、中继节点均采用分层(2/4-PSK)调制的双向中继通信系统模型;其次给出了中继节点的物理层网络编码解调及映射规则,推导出加性高斯白噪声下中继误比特率及端到端误比特率理论计算公式;最后仿真验证了理论分析结果。与采用传统QPSK调制技术的物理层网络编码相比,该方案利用分层调制的技术优势,确保较优信道的高速率传输,也兼顾了较差信道的传输可靠性。     

Turbo编码调制技术在物理层网络编码中的应用研究

在双向中继信道中,基于编码调制技术提出了一种Turbo编码调制技术(T-TCM)与物理层网络编码的联合实施方案.本方案采用了T-TCM,即将TCM中的卷积码用Turbo码代替,两个分量编码器用符号交织器分开.中继节点利用卷积码和网络编码的线性性质直接估计网络编码的码字,并在中继节点采用了基于符号的MAP译码算法.本方案将信道编码技术、调制技术以及物理层网络编码三者联合设计,不仅增加了无线网络的吞吐量,还提高了网络的频谱利用率.     

一种基于TCM的信道编码与物理层网络编码的联合设计

该文在双向中继信道中基于网格编码调制(Trellis Coded Modulation, TCM)提出了一种信道编码与物理层网络编码的联合实施机制。该机制采用TCM,将编码和调制统一考虑,提高了编码序列的自由距离,从而获得更高的编码增益。此外,利用卷积码和MAC-XOR网络编码的线性性质,使得中继节点只要直接估计网络编码的码字,这样中继节点进行TCM译码的复杂度减少了50%。该机制同时考虑信道编码技术、调制技术以及物理层网络编码三者联合设计的问题,既提高信息传输率,又保证了可靠性。     

无线中继网络中的物理层网络编码

针对无线中继网络中物理层网络编码技术的应用,分析验证了其所带来可观的吞吐量性能提升。总结了当前物理层网络编码技术的相关研究方向,归纳了通信理论研究、信息理论研究和网络理论研究三个方面。介绍了物理层网络编码的关键技术,对物理层网络编码技术在实际信道条件下的性能分析及改进、采用高阶调制时的检测模糊及改进、基于嵌套格码的计算-转发策略和结合缓冲中继协议设计进行了深入探讨。以期放宽物理层网络编码对信道模型的限制,拓展其适用条件,同时在保障通信过程可靠性的前提下充分发挥该技术对通信有效性的提升,从而推进物理层网络编码技术在实际无线中继通信系统中的应用。     

一种信道编码与物理层网络编码的联合设计

基于正交振幅调制（QAM）设计了一种信道编码与物理层网络编码的联合实施方案,该方案巧妙的引入了一种去噪映射机制,即重新安排QAM调制的星座映射,中继节点对接收数据去噪后直接映射为对应数字比特流的异或。同时,利用卷积码和MAC-XOR网络编码（Network Coding, NC）的线性性质,使得中继节点只需直接估计网络编码的码字,因此中继节点的解调/译码的复杂度减少50%。在此基础上对该方案的误比特率性能进行分析。仿真结果表明了该方案的有效性,即与已有的物理层网络编码方法相比,在没有增加译码复杂度的基础上,该方案的信道容量有了显著提高。      

物理层网络编码在数据会聚无线自组织网络中的容量增益研究

为研究物理层网络编码.(Physical-layer Network Coding,PNC).方案在数据汇聚无线自组织网络中相对于传统方案能够获得的容量增益,该文通过稀疏割容量分析推导得到PNC方案平均每节点信息传输速率的上界和下界。与传统路由方案及传统网络编码方案相比,在数据汇聚无线自组织网络中应用PNC方案能够提升网络容量的数量级。     

网络访问控制技术及其应用分析

从工程应用的角度对网络访问控制（NAC）技术进行总结和分析,对802．1x,TNC,NAP进行了技术框架总结。基于开放性、兼容性、适应性,对以上技术的工程应用进行了分析。802．1x、网关、防火墙、虚拟专用网（VPN）等4种策略执行技术的选择和实现是NAC系统设计的关键。最后总结了NAC选型和设计需要重点关注的内容。     

一种流媒体拥塞控制算法在NS-2中仿真实现及结果分析

NS(Network Simulator)是一个面向对象的离散事件模拟器,它可以对复杂网络环境中数据传输、拓扑结构设计以及新的路由协议和算法等进行有效模拟和分析。该文首先阐述了NS的体系结构特点及利用NS进行网络仿真的一般方法和步骤,并实现了一种基于流媒体应用的自适应拥塞控制算法的实例,并对其仿真结果进行了分析。实验结果表明,当网络中产生拥塞时,其延迟、时延抖动和吞吐量会发生相应变化的客观现象。     

VoIP系统中NAT穿越技术的研究与实现

基于会话初始化协议（SIP）的VoIP系统在Internet上已经取得了广泛应用,但在目前的实际网络环境中,由于大量NAT设备的存在,使对等网络（P2P,Peer to Peer）之间的呼叫和数据通信难以实现。分析了四种NAT的类型特点,介绍了现有的NAT穿越方法,提出了一种基于STUN与TURN方式相结合的实现各种NAT穿越的VoIP系统设计方案。该方案对SIP信令采用可靠的TCP传输方式,对流媒体数据采取最大交付的UDP传输方式。经过校园网内部之间的网络环境测试,该方案达到了很好的接通率。     

Cooperative file sharing mechanism with Network Coding in wireless Mesh networks

This article describes a new model of a cooperative file sharing system in a wireless Mesh network. The authors' approach is to develop an efficient and cooperative file sharing mechanism based on opportunistic random linear Network Coding. Within this mechanism, every node transmits random linear combination of its packets according to cooperative priority, which is computed in a distributed manner according to the node-possible contribution to its neighbor nodes. With this mechanism, the more a node contributes to others, the more the node has chances to recover the entire file first. The performance metrics of interest here are: the delay until all the packets in a file have been delivered to all nodes, and an ideal packet size, by the use of which the authors can get the minimum transmission delay. Through extensive simulation the authors compare their mechanism with the current transmission process in a wireless Mesh network without random linear Network Coding. The authors found that using their mechanism, the nodes can cooperatively share the entire file with less transmission time and delay than the current transmission process without random linear network.     

认知无线电中资源优化问题的研究

认知无线电中,主用户活动的随机性、无线信道的时变性及硬件设备的固有限制会使认知用户的监听结果出现误差,导致在数据传输时隙,主用户和认知用户之间出现传输碰撞。针对这种情况,研究了基于正交频分复用(OFDM)认知无线电中总有效可达吞吐量的最优化问题。利用拉格朗日乘子法推导了该问题的最优解,提出了一种基于混沌优化的搜寻算法以获取最优解。仿真结果验证了该算法的有效性。     

无线自组网中最大化网络寿命的速率调整问题

该文针对发送速率可以调整的无线自组网,研究了最大化网络寿命的速率调整问题。将该问题模型化为混合整数非线性规划问题,通过分支限界法可以求出最优解。该文还提出了一个基于贪心策略的分布式最大化网络寿命速率调整算法MNLRAA,其基本思想是根据网络中节点的流量和剩余能量,尽可能为每条链路选择较低传输速率发送分组来节能。模拟实验结果表明,同所有节点使用最高传输速率的经典技术相比,MNLRAA可延长网络寿命20%以上。     

WSN中一种基于LEACH的协同通信算法的研究

近年来,协同通信在无线传感器网络中取得了很大的应用,重点分析和研究了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）的协同通信算法;在该算法中,通过选择合适的协同节点来发送数据可以有效的减少簇头节点的能量消耗,并且与多跳传输相比,又节省了路由更新耗费的能量,实验仿真证明基于LEACH的协同算法（LEACH-COOP）在能量消耗上与LEACH和基于LEACH的簇头多跳算法（LEACH-MH）相比表现出了更优的性能。     

基于传输距离和Sink移动的扩延网络寿命算法

在无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)中,传感节点通常以多跳方式向信宿Sink传输感测数据.由于邻近信宿Sink的传感节点需要承担数据转发的任务,比其他节点消耗更多的能量,缩短了网络寿命.为此,提出一种扩延网络寿命的新算法,记为NLTA(Network LifeTime Augmentation).NLTA算法采用了节点传输距离自适应调整和信宿Sink移动两个策略.节点依据能量情况,调整传输距离,减少能量消耗,然后根据路径容量值,调整Sink的位置,平衡网内的节点能量消耗,避免信宿Sink的周围节点能量过度消耗.仿真结果表明,提出的NLTA方案能够有效地提高网络寿命.