一种带内全双工无线网络MAC机制及性能分析

在带内全双工无线接入点与半双工用户的无线网络中,当接入点发起信道接入请求时,数据传输阶段接入点的同频上行链路将处于空闲状态,此时网络吞吐量仅相当于半双工模式．针对上述问题,提出一种新的媒体接入控制机制,可通过一次信道接入建立非对称带内全双工双向链路．无论接入点还是用户接入信道,该机制均能够保证接入点与两个用户进行同时同频上下行数据传输,提高了网络吞吐量．通过构建Markov模型分析非对称带内全双工-媒体接入控制的吞吐量性能．结果表明,非对称带内全双工-媒体接入控制与请求发送／允许发送机制相比,吞吐量提高了近1倍．     

一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法

为了提高无线传感器网络的吞吐量并减小延迟,提出了一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法（MCS-MAC）.在信道选择阶段,以接收节点为中心,由接收节点选择数据信道,发送节点转换到数据信道上与接收节点通信.如果接收节点不在控制信道上,邻居节点会主动发送NCTS包通知发送节点,并告知接收节点所在的信道,发送节点转换到数据信道进行通信,有效地利用了多信道,提高了网络吞吐量.在数据传输阶段,允许一次传送多个数据包,有效地减少了信道转换次数,减少了传输延迟.仿真结果表明,在较高负载的网络环境下,与经典S-MAC、MMAC协议相比,MCS-MAC明显提高网络吞吐量,同时减少了包的平均传输延迟.     

非均匀多信道Ad Hoc网络信道选择方法

提出了一种基于混合博弈的Ad hoc网络多信道选择算法,以最大化每个节点吞吐量为目标,研究了在多个信道速率不同的情况下节点对接入信道的选择问题. 首先通过建立饱和吞吐量模型来量化节点选择不同信道所获得的收益,然后利用混合博弈纳什均衡理论分析不同用户数时的信道选择策略,并提出一种混合策略信道选择算法,以最大化每个节点的吞吐量,同时保证了信道分配的公平性. 仿真结果表明,该算法能较大地提高系统吞吐量,在多用户竞争情况下,与随机选择和共享信道等策略相比,吞吐量至少提高了15%.     

Ad Hoc网络链路状态更新的开销控制方法

为了降低网络的开销,提出了一种新的链路状态更新的开销控制方法,充分利用了媒体接入控制层具有广播发送特性的帧更新链路状态. 理论研究和分析表明,新方法能够降低网络的控制分组数目,减小网络拥塞发生的概率,提高网络的吞吐量. 仿真结果表明,新方法可以有效地降低更新开销.     

采用重排正交化的新型中继协作传输机制

为适应无线传输技术发展的需要,提出一种可应用于蜂窝系统的无线中继协作传输机制. 该机制基于在发送端对数据进行重排和在中继站正交化变换的思想,分别通过直传信道和中继站进行信号传输,以获取路径分集和协作分集的增益;在接收端利用信号的相关性和正交性进行合并. 此外为接收端提出了针对不同场景的接收机制,能同时应用于上行和下行链路的传输. 仿真结果表明,本协作中继传输机制较大幅度提高了通信的可靠性和吞吐量,性能优于传统的通信网络,并且实现较为简单灵活.     

蜂窝网络下设备到设备通信中的联合资源优化

在蜂窝与设备到设备通信混合网络下,把设备到设备通信的系统吞吐量作为优化目标,同时考虑设备到设备链路和蜂窝链路的服务质量,提出了一种联合功率控制和信道分配的优化方案. 在该方案中,信道分配部分采用粒子群优化算法,并在功率控制部分的帮助下来为设备到设备链路分配最优的复用信道;功率控制部分针对信道分配部分给定的信道分配,通过优化链路发射功率来最大化系统吞吐量. 仿真结果表明,所提联合优化方案权衡了系统吞吐量和接入链路数性能之间的折中关系,在保证所有接入链路服务质量的前提下提升了系统整体性能.     

解码转发协同中继网络多用户分集

理论分析了协同中继网络中多用户分集的性能,推导得出了在解码转发方式下,基于多用户分集增益的系统中断概率和符号错误概率的闭式表达式。理论和仿真研究表明,在多用户协作中继网络中,运用多用户调度策略可获得较高的分集度增益. 多用户协作中继网络中的中继和接入用户均是有效的多用户分集增益源.     

基于Overlay-Underlay的功率控制路由算法

对现有混合式认知无线电网络频谱共享模型进行改进, 解决了现有路由算法在干扰与时延处理方面的缺陷, 提出了一种基于Overlay-Underlay频谱共享的路由算法. 该算法以着色图为路由分析模型, 以最短路径和链路状态作为路由指标, 以最小累积干扰为信道分配指标, 优先接入空闲授权信道, 否则利用功率冗余接入, 发展了一种具有功率控制的端到端路径选择和信道分配方法. 仿真研究结果表明了该算法的有效性, 与现有路由算法相比, 提高了网络吞吐量, 降低了丢包率和端到端时延.     

用于多信道路由的完全编码意识判据

为了解决多信道路由同频信道分集的难题,有效提高系统频谱利用率,提出一种新的具有网络编码意识的多信道路由判据(WCECTT),在选路阶段量化网络编码后传输的性能优势,综合考虑无线信道传输信道差错及干扰的影响,使用能体现网络编码性能优势的判据进行多信道路由选择. 仿真结果表明,该机制在无线多跳网络中能有效地增强节点对数据的处理能力,与传统多信道判据相比,系统吞吐量有10%～20%的增益.     

基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议

为了有效地减少水声信道冲突提高网络吞吐量,提出基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议.该协议在数据传输前设置了信道预约周期与预约确认周期,利用RTS-CTS握手过程完成信道的预约、确认与数据传输的排序工作.当全部预约得到确认后,所有发送端按事先排好的顺序以接龙的方式传输数据队列,完成多对节点间的数据传输任务.这些方法降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量.仿真实验结果表明,当网络负载较高时,该协议能够较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

一种低功耗的分布式无线网络MAC协议设计

为了提高分布式全双工无线网络的能量效率,提出了一种改进的低功耗全双工媒体访问控制(MAC)协议.不同于传统的MAC协议,该MAC协议通过降低数据包以及确认包的传输功率来实现能量有效性.提出的MAC协议支持双向以及单向两种链路,并保持对传统半双工节点具有向后兼容性,实现了较高的吞吐量.通过基于随机几何的方法对提出的MAC协议进行了仿真分析与性能评估,结果证明了其有效性和准确性,是全双工无线网络可行的一种解决方案.     

一种新的无线中继网络随机接入协议

针对无线中继网络多址接入的碰撞问题,提出了一种由固定中继节点支持的多址随机接入协议.中继网络中的节点采用非坚持监听方式随机接入,保证一定比率的通过量,中继节点存储剩余碰撞的分组数据包.在若干个连续时隙内,根据信道衰落系数的非相关性,中继节点将建立恢复原始数据的线性方程组,求解并恢复原始数据包.仿真结果表明,与同类算法相比,采用了非坚持监听方式,系统的吞吐量有较明显的提高;该方法不需要增加重传机制,节省了系统频谱资源;由于有中继存在,采用了不同路径传输,使信道参数不相关;接收端不需要增加天线等硬件设备,以便获得较高的分集增益.     

低轨道卫星随机接入系统中多用户检测算法

针对快速时变信道导致低轨道卫星随机接入中多用户检测性能恶化的问题,提出了克服大多普勒频移的多用户检测算法．算法采用基扩展模型建模各用户的信道,通过最大似然法联合求解各用户的基系数,接着利用基系数拟合出各用户信道,然后重构所有干扰用户分组并进行干扰消除,最后对干扰消除后的剩余信号进行译码．利用译码比特及各用户训练块和已检测用户数据重复进行信道估计及干扰消除,以提高用户分组的检测概率．仿真结果表明,该算法相对已有算法在误包率、信道估计均方误差及吞吐量性能方面均有明显提升．算法能够有效的工作于具有较高信噪比及大多普勒频移的低轨道卫星多用户场景．     

深度学习辅助上行免调度NOMA多用户检测方法

针对上行免调度非正交多址接入（NOMA）场景中多用户检测的问题,通过结合传输数据的符号特征,提出基于深度神经网络（DNN）的联合活跃用户检测和数据检测框架. 考虑更一般化的实际场景,即用户在每个时隙中随机活跃. 将DNN求解结果作为改进的正交匹配追踪(OMP)算法先验输入,修正提升活跃用户检测和数据检测性能. 仿真结果表明,提出的多用户检测方案比传统的贪婪追踪及动态压缩感知（DCS）多用户检测算法具有更好的用户活跃性及数据检测性能.     

整体优化的吞吐量预测中继选择策略

提出了一种蜂窝网络中关于移动中继的选择方案,将小区内的用户按照下行路径损耗分为一跳用户和两跳用户.一跳用户由基站直接对其分配资源,两跳用户采用整体优化的吞吐量预测中继选择算法选择空闲用户作为中继节点.该算法全面考虑了带宽与信道质量对通信速率的影响,以两跳用户所在接入链路与回程链路吞吐量相等为原则主动调节两跳用户带宽分配比例,并且通过匈牙利算法计算出系统吞吐量最大时的最佳匹配矩阵.仿真结果表明,该算法能够有效提升边缘用户吞吐量和频谱利用率.     

Novel MAC protocol for MIMO link ad hoc networks

Considering the throughput reduction caused by the packet collision of the PRP MAC, a novel MAC based on five phase reservation (FPR-PRP MAC) is proposed. The FPR-PRP MAC adopts a synchronous time structure, and it allows the nodes in the network to acquire transmission slot numbers through five phase reservation. Then in information slots, some nodes can transmit RTS packets with higher priority according to the reservation results, and other nodes contend with each other to transmit RTS packets. A receiving node determines the maximum allowable number of data streams according to all the RTS packets it has received, and put this number in the CTS packet to reply to the transmitter. The mechanism of combining reservation with contention in FPR-PRP MAC reduces the collisions of RTS packets in the network. Moreover, the synchronous time structure in FPR-PRP MAC eliminates the collisions of the control packet with the data packet. Therefore, the proposed FPR-PRP MAC can improve the performance of the network effectively. Simulation results show that, in a heavy load situation, compared with the PRP MAC, the FPR-PRP MAC can transmit many more packets in a stream-controlled way, and increase the network throughput.     

5G蜂窝网辅助的车载自组网数据传输机制与路由算法

针对车联网中不同种类数据的传输需求,该文提出一种V2V和5G蜂窝网络结合的混合消息传输机制及路由算法.将车联网中的数据包分为时延敏感型和非敏感型两种类型,利用5G蜂窝网低时延、高可靠性、网络覆盖范围广的优势,高效传输时延敏感型的数据消息.由于自组网比高性能的5G蜂窝网具有更低的成本,因此针对时延非敏感型数据包设计了一种...     

TD-HSUPA MU-MIMO室内调度及用户配对

为了解决在室内多用户多输入多输出(MU-MIMO)场景下,时分双工上行高速分组接入(TD-HSUPA)系统的多用户调度问题,提出了一种新的调度和用户配对算法.该算法综合考虑了接收天线间的流间干扰和同一接收天线内的码间干扰.通过将用户动态接入不同基站天线服务列表,所提算法能在保持用户公平性的前提下明显提升基站平均吞吐量.该算法运算复杂度低,无需增加信令开销,适用于实际室内系统中.     

运用动态优先级轮询机制的数据链仿真

提出了一种数据链的链路层协议——基于动态优先级轮询的接入方式,在OPNET网络仿真开发平台上,构建出基于动态优先级轮询机制的时分多址(TDMA)数据链协议仿真模型,描述了在OPNET仿真平台上的建模过程,给出和分析了动态优先级轮询机制下TDMA数据链性能(地面站入网注册时间、网络吞吐量、中心站和地面站的信道利用率、业务接入时延)的仿真结果。仿真结果表明采用动态优先级轮询机制,系统接入效率高,对于各站点数据上行有较好的均衡性,同时又不失灵活性。