自适应调制和HARQ跨层设计的中继协作系统能耗

为了提高协作中继系统能量效率,提出了一种节能的跨层设计方法.在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制和链路层混合自动重传请求(HARQ)协议跨层设计,首先建立HARQ状态转移图,推导协作中继系统平均总能耗和中断概率表达式,然后提出最小化系统平均总能耗的跨层优化模型,并给出该跨层优化模型的穷尽搜索算法,最后对比分析了非协作HARQ和协作HARQ协议下的中继系统能耗特性.仿真结果表明,协作HARQ比非协作HARQ更节能,且通过自适应调节星座尺寸b的大小,最多可节省80%的能量.     

联合HARQ和AMC中继系统跨层优化设计

为了提高协作中继系统频谱效率性能,对Nakagami-m衰落信道中联合物理层自适应调制编码(AMC)和链路层混合自动请求重传(HARQ)协议跨层设计方法进行研究.首先提出一种状态转移图来分析计算协作中继系统的误包率(PER);然后建立了最大化系统频谱效率的跨层优化模型,并给出迭代求解算法;最后对3种HARQ协议下中继系统性能进行对比分析.仿真结果表明,协作中继系统的性能明显优于非中继协作系统,联合Ⅲ型HARQ的跨层设计可实现比联合Ⅰ型和联合Ⅱ型HARQ更高的频谱效率和更低的PER.     

自适应ARQ系统中基于跨层设计的优化方法

针对IEEE 802.16e系统中的混合自动重传请求（HARQ）协议,将数据链路层的子包传输机制与物理层的自适应调制编码技术（AMC）有效地结合,提出一种基于跨层设计的自适应参数优化选择方法,该方法以最大化系统吞吐量为目的,研究了HARQ子包数目和调制编码方式的联合最优解.同时,还给出了考虑链路层HARQ协议的AMC切换门限准则.仿真结果表明,该参数优化方案能够更好地匹配信道的时变特性,在增加少量复杂度为代价的前提下,实现了系统吞吐量的进一步提高.     

联合网络编码与HARQ的中继传输协议及跨层优化设计

为了进一步提高中继系统的可靠性和频谱效率,提出了联合固定网络编码与混合自动重传请求(DNC-HARQ)和联合随机网络编码与混合自动重传请求(ONC-HARQ)2种传输协议,分析了这两种传输协议的系统中断概率和频谱效率.以最大化系统频谱效率为优化目标进行跨层优化设计,并利用迭代算法求解.仿真结果表明,DNC-HARQ和ONC-HARQ传输协议比只采用网络编码的传输协议具有更高的系统可靠性,比仅采用HARQ的传输协议具有更高的频谱效率;所提出的基于最大化频谱效率的跨层优化算法能有效地最大化系统频谱效率.     

结合自适应调制和ARQ的跨层最优联合设计

考虑了一个结合自适应调制和自动重传请求的蜂窝下行系统,基站通过接收端的反馈获得其信道信息,然后在物理层通过自适应地选择调制和编码方式来最大化系统频谱效率,同时还在数据链路层采用自动重传技术来提高传输的鲁棒性.研究了在业务的平均延时约束下,通过最优选取自适应调制参数来最大化系统的频谱效率的方法.首先通过合理的假设对上述系统数学建模,然后将研究的问题建模为一个凸优化问题,并最终通过经典的拉格朗日乘数法给出了最优解.数值仿真表明本算法是最优的.     

适用于GEO卫星通信的单层重传机制

基于GEO卫星通信信道特性,分析现有LTE重传机制适应性改造所面临的问题,提出一种单层重传机制。该机制结合卫星链路时延大、信道质量较好的特点,去掉RLC层ARQ机制设计,并利用单层重传机制的通道数与RTD的相关性,通过扩展通道数及减少最大传输次数,提高现有重传机制对GEO卫星大时延信道特性的适应性。仿真结果表明,该重传机制能确保数据可靠性传输,缓解反馈信息带来的时延问题,提高系统吞吐量。     

利用HARQ多用户MIMO系统的自适应反馈方法

提出了一种利用混合自动重传请求（HARQ）的多用户多输入多输出（MIMO）系统的自适应反馈方法. 该方法利用HARQ过程中用户反馈的确认/不确认（ACK/NACK）信息,分析信道状态和多用户之间的配对状况,决定用户端何时反馈信道状态信息（CSI）,并进行调度和预编码来提高系统容量. 仿真结果表明,该方法减少了反馈量,复杂度低,比传统的多用户MIMO系统具有更好的性能,特别是高信噪比和高速移动情况下,一定程度解决了多用户MIMO系统的瓶颈问题.     

一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议

为了解决TCP（transmission control protocol）和UDP（user datagram protocol）在诸如卫星信道和无线信道等高误码率信道中遇到的问题,提出了一种基于跨层设计的简单可靠UDP协议。通过增加2个字节的包头建立了确认机制和重传机制,保证了数据包的可靠交付;通过增加1个字节的跨层信息,建立了自适应变包长机制,提高了协议效率。分析和仿真结果表明,该协议兼有UDP协议高效和TCP协议保证可靠交付的优点,可以很好地适用于卫星、无线等高误码率信道。     

瑞利衰落信道下的自适应编码调制技术

自适应编码调制技术(adaptive coded modulation,ACM)是一种适用于卫星等无线信道的传输技术,它建立在信道估计的基础之上,通过反向信道将信道状态信息(channel state information,CSI)传送给发送端,使其根据不同的信噪比自适应地改变编码方式和调制方式,从而在不降低误码率(bit error rate,BRE)的条件下,提高信道的频谱利用率(spectral efficiency,SE);介绍了自适应编码调制技术的基本理论;给出了信道估计的方法;分析了其SE性能,仿真了一个基于格码调制(trellis coded modulation,TCM)的ACM系统。     

Rayleigh衰落信道下基于低密度校验码的自适应多级编码调制系统

设计了两个以低密度校验(low-density parity-check，LDPC)码作分量码的自适应多级编码调制(multilevel coding，MLC)系统，研究了其在Rayleigh衰落信道中的性能．第1种自适应方案采用2种调制模式：16QAM和64QAM．在信道条件较差时，系统采用16QAM调制，频谱效率为2．4bps／Hz；在信道条件较好时，则采用64QAM高效调制，频谱效率为4bps／Hz．第2种自适应方案采用3种调制模式：QPSK，16QAM和64QAM，原理与第2种方案相同．通过计算机仿真得到了2种自适应MLC系统在给定的BER条件下的性能、自适应MLC系统和非自适应MLC系统的性能比较，以及2种自适应之间的对比，从而得到了一些有意义的结论．     

Cross-layer optimization and design based on QoS guarantees in the relay system

In order to improve the throughput and guarantee the quality-of-service (QoS) for a relay system, a cross-layer design scheme which combines adaptive modulation and coding (AMC) at the physical layer with cooperative hybrid automatic repeat request (CHARQ) at the link layer is proposed over the Nakagami-m fading channel. Firstly, the system packet loss rate (PLR) is described and analyzed through the state transition diagram. Then, the queuing delay is derived using the queuing theory. Moreover, a cross-layer model for maximizing system throughput is presented under the constraints of PLR, queuing delay and transmission delay. Numerical results show that the cross-layer design scheme combining CHARQ with AMC can achieve the optimal throughput, the smallest PLR and the shortest queuing delay and transmission delay.     

Cross-layer design of combining AMC with HARQ in cooperative relay system with perfect and imperfect CSI

A cross-layer design which combines adaptive modulation and coding (AMC) at the physical layer with a hybrid automatic repeat request (HARQ) protocol at the data link layer (LL) is presented, in cooperative relay system over Nakagami-m fading channels with perfect and imperfect channel state information (CSI). In order to maximize spectral efficiency (SE) under delay and packet error rate (PER) performance constraints, a state transition model and an optimization framework with perfect CSI are presented. Then the framework is extended to cooperative relay system with imperfect CSI. The numerical results show that the scheme can achieve maximum SE while satisfying transmitting delay requirements. Compared with the imperfect CSI, the average PER with perfect CSI is much lower and the spectral efficiency is much higher.     

Rayleigh衰落信道下基于低密度校验码的自适应多级编码调制系统

设计了两个以低密度校验(low densityparity check ,LDPC)码作分量码的自适应多级编码调制(multilevelcod ing ,MLC)系统,研究了其在Rayleigh衰落信道中的性能.第1种自适应方案采用2种调制模式:16QAM和6 4QAM .在信道条件较差时,系统采用16QAM调制,频谱效率为2 .4bps/Hz ;在信道条件较好时,则采用6 4QAM高效调制,频谱效率为4bps/Hz .第2种自适应方案采用3种调制模式:QPSK ,16QAM和6 4QAM ,原理与第2种方案相同.通过计算机仿真得到了2种自适应MLC系统在给定的BER条件下的性能、自适应MLC系统和非自适应MLC系统的性能比较,以及2种自适应之间的对比,从而得到了一些有意义的结论     

Performance and Improvement Quality Estimation of MCS Selection with Channel Errors for HSDPA

The throughput performance of modulation and coding schemes （MCS） selection with channel quality estimation errors （CQEE） is analyzed for high-speed downlink packet access （HSDPA）. To reduce the loss of throughput caused by CQEE, the robust MCS selection method and adaptive MCS switching scheme are proposed. In addition, automatic repeat request （ARQ） scheme is used to improve the block error rate （BLER） performance. Simulation results show that the proposed methods decrease the throughput loss resulted from CQEE efficiently and BLER performance gets better with ARQ scheme.     

Performance and Improvement of MCS Selection with Channel Quality Estimation Errors for HSDPA

The high-speed downlink packet access(HSD-PA)[1,2]is currently being standardized in3GPPforrelease5and release6.The main goal of HSDPAisto allow wideband code division multiple access(WCDMA)to support downlink peak data rates inthe range of approxi mately8-10Mbit·s-1for besteffort packet-data services[3,4].One major link adaptation(LA)technique em-ployedfor HSDPAis adaptive modulation and coding(AMC).The principle of AMCistochangethe mod-ulation and coding scheme(MCS)in accordan…     

优化卫星数传链路效率的VCM流程设计

为提高探测卫星数据传输链路的传输效能,采用可变编码调制体制(VCM),在不增加卫星与地面站能量消耗和设备成本的条件下,降低链路资源浪费,优化星-地数据传输的吞吐量.在卫星VCM数传体制的基础上,分析了近地轨道卫星数传链路的动态链路预算,并详细讨论了链路传输效能的数学模型,给出了一种在有效数传时间内优化数传吞吐量的VCM流程设计算法.结果表明:该算法对于预知轨道的卫星系统,根据其动态的星-地链路预算结果,在保证误码率要求的前提下,选用不同的编码调制方式,从而拟合链路预算曲线,保持较为固定的链路余量,实现链路效率的优化;根据所述流程算法,针对一颗近地太阳同步轨道卫星设计VCM数传系统.通过数值仿真,与传统固定编码调制设计对比,说明这种VCM设计在提高链路有效性方面的突出优势.     

用于水声相干通信系统的联合迭代均衡和译码算法

采用串行级联网格编码调制(SCTCM)技术,高效利用带宽受限的水声信道带宽.同时,为了克服水声信道时变多途衰落,消除码间干扰,运用Turbo迭代原理构建多通道自适应均衡器和SCTCM译码器联合迭代算法.在联合迭代均衡和译码(JIED)算法中,均衡器和译码器通过迭代的方式,交换数据符号的软信息来改善均衡器的性能,从而实现高速、可靠的数据传输.计算机仿真结果表明,使用上述体制的水声通信系统,在高效利用水声信道带宽的同时,利用译码器提供的译码增益,提高了均衡器的数据处理能力,通信系统接收数据的误码率降低了两个数量级.