基于复数域网络编码的D2D传输方案设计

终端直通（D2D）用户在复用蜂窝网络频谱资源提高频谱效率的同时,不可避免地会受到蜂窝用户的干扰,为此该文提出一种基于复数域网络编码的D2D传输方案。D2D用户复用蜂窝下行链路频谱,将蜂窝基站和D2D发送端作为两个独立的信源,蜂窝用户作为中继节点。蜂窝用户对检测到的蜂窝信号和D2D信号进行复数域网络编码,D2D接收端采用最大似然多用户检测恢复出D2D信号,消除蜂窝用户对D2D用户的信号干扰。理论分析与仿真结果表明,该方案较传统的D2D传输方案,在确保消除蜂窝信号干扰的同时,能显著提高系统可达速率,降低符号错误概率。     

联合功率控制的D2D资源分配算法

针对D2D通信引入LTE网络中同频干扰以及能耗过大问题,首先基于模糊聚类算法,将D2D用户分成若干个D2 D用户组,并且基于中断概率最小为每个D2 D用户组寻找最优蜂窝用户资源,以降低用户间干扰、提高系统吞吐量。其次结合上述资源分配提出了一种有效的功率控制方案,调节资源分配后用户组内D2 D用户的发送功率,以提高系统能量效率。仿真结果表明：该算法降低了系统干扰,提高了系统吞吐量以及系统能量效率,同时又保证了D2 D用户获得无线资源的公平性。     

基于局部重传和网络编码的可靠性传输机制

为推动基于网络编码的多路径路由（NCMR）可靠性传输机制的实用化,提出了一种面向无线Ad hoc网络应用的基于局部重传和网络编码的多路径路由（LR-NCMR）可靠性传输机制,在多路径路由基础上应用网络编码对数据包进行编码融合,引入重传机制在局部范围进行数据包重传. 仿真结果表明,相比于已有的NCMR可靠性传输机制,新的方式能提高网络的传输可靠性,同时降低网络中的数据包冗余度.     

基于网络编码和多速率组播的网络性能优化综述

网络编码允许网络节点对信息进行编码处理后转发到目的节点,理论上可以使组播传输达到最大流最小割定理所确定的最大传输容量。多速率组播是一种可适应网络异构性的高效网络传输技术,允许信源根据信宿接收能力的不同以相应的速率将信息传输到各个信宿,满足异构网络的要求。介绍了网络编码和多速率组播的概念、网络编码的优缺点,多速率组播的实现方法,总结了基于网络编码和多速率组播在网络性能优化方面的研究。     

Optimal power allocation and optimal relay selection for D2D communication

Cellular users can be regarded as relay nodes in cooperation with the Device-to-Device (D2D)communication so as to lower the cost, improve spectrum efficiency and solve the problems of network coverage, as well as improving service quality. In this paper an optimal power allocation and optimal relay selection algorithm based on network coding is proposed for using cellular users in the bidirectional relay nodes system. By fixing the total power of the D2D link to be transmitted, this algorithm optimizes the transmission power of each node, and selects the relay node which can maximize the channel capacity of the D2D link as the best relay node. Simulation results show that compared with other protocols, the proposed protocol can significantly improve the channel capacity of the D2D link.     

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...     

Estimation of access failure probability in D2D underlaid cellular networks

Device-to-Device (D2D) communication can reduce the mobile devices' energy consumption and increase the spectral efficiency in D2D underlaid cellular networks. However, D2D users will interfere with co-channel cellular users, which can lead to cellular communication access failures. There are two reasons for cellular communication access failures: (1)D2D interference and (2)insufficient spectrum resources. To address the absence of research on the performance of cellular services' access in D2D underlaid cellular networks, this paper defines the new services' access failure probability and handoff services' access failure probability to evaluate the effect of both D2D interference and limited resources on cellular communication access. Based on the stochastic geometry and stochastic process, a random network model is presented to estimate the access failure probabilities, which can provide guidelines for network design to ensure cellular services' access. The accuracy of the estimated access failure probability is validated through extensive simulations.     

基于QoS的D2D资源分配算法

D2D通讯技术是5G通讯的一项关键技术,其最大的特点是数据无需经由基站转发并且能够有效地提升系统容量,提高频带利用率.但是它也存在一定缺陷,由于通讯过程中会占用原有蜂窝信道,D2D用户会对原始的小区用户产生干扰,并且这是一个两种用户相互干扰的过程.因此,D2D资源分配成为D2D技术引入的关键.为了克服在“一对一”D2D频谱分配过程中,每个D2D对仅可以占用一个移动信道的分配方式下,新加入D2D用户不一定会使得总容量变大这一问题,文中提出的算法兼顾了资源分配与功率控制两个方面.实验结果表明,在规定每对D2D用户可占用多个基站小区信道,新加入D2D用户不能使系统总容量减小的条件下,新的算法能有效地提升D2D用户总容量.     

D2D communication in a cellular network based on link adaptation with truncated ARQ

A device-to-device （D2D） communication mode underlaying cellular network in a single- cell environment is introduced. A practical method based on link adaptation with automatic repeat request （ARQ） is presented. Link adaptation technique, which combines adaptive modulation and coding （ AMC ） with truncated ARQ, can maximize the cellular UEs＇ data rate under prescribed delay and performance constraints. The proposed method can maximize the total transmission rate when an outage probability is determined. Numerical results show that with proper power control, the in- terference between the two links can be coordinated to increase the sum rate without overwhelming the cellular service.     

可重构网络体系下的组播机制

提出一种在可重构网络体系下的聚合组播机制. 采用网络编码技术可提高组播通信的传输性能,在保障聚合组播能减少路由状态、提高可扩展性的前提下,减少聚合组播的带宽浪费. 利用可重构网络的逻辑上集中控制和全局网络拓扑视角,优化网络编码与聚合组播算法. 通过随机网络拓扑模型下的性能仿真实验分析,与传统的聚合组播相比,该机制可在组播状态和带宽浪费之间达到较好的均衡.     

Resource reusing selection scheme for device-to-device communication underlaying LTE-A networks

Device-to-Device (D2D) communication underlaying LTE-A cellular networks is effective to improving spectral efficiency and offload traffic of the base station by reusing cellular resources. However, the mutual interference between D2D and cellular communications can degrade the performance of both D2D and cellular users. In this paper, a resource reusing selection scheme based on minimizing power increase is proposed, which enables selective compensation for signal to interference plus noise ratio (SINR) diminution caused by interference. Simulation results demonstrate that the proposed scheme notably improves the access grant probability of D2D users and increases the link spectral efficiency of D2D and cellular networks, without sacrificing the quality of cellular and D2D communication.     

基于流内与流间网络编码的DTMSN广播传输机制

提出了一种基于流内与流间网络编码的延迟容忍移动传感器网络(DTMSN)高效广播传输机制.在该机制中,汇聚节点利用随机线性网络编码将原始数据处理成编码包,然后转发给传感器节点.传感器节点间利用一种优化的机会网络编码算法交换编码包.当传感器节点收到足够多的线性无关编码包时解码得到原始广播数据.理论分析和仿真实验表明,与仅基于随机线性网络编码的广播传输机制相比,该机制能进一步减小广播时延和网络负载.     

LTE中适用于MBSFN的自适应资源分配机制

提出了一种适用于长期演进(LTE)系统多播广播单频网传输方式的自适应资源分配机制,考虑多播业务的资源需求和信道情况决定每个子帧上传输的业务类型.在每个资源分配周期内,通过估计系统内多播业务所需的子帧比例,选定相应的信干噪比门限;通过门限判决并考虑多播业务所需资源分配情况,自适应地实现多播业务和单播业务间的子帧分配.仿真结果表明,所提机制在保证多播业务速率的同时,可以提高单播业务吞吐量,优化了系统无线资源的利用率。     

基于簇头冗余的无线传感器网络可靠性研究

为了提高工业无线传感器网络的可靠性和可用性,使其能够长期自治地正常工作,提出了基于簇头冗余的工业无线传感器网络分簇路由算法.当工作簇头能量不足时,将主动切换到冗余簇头工作状态. 冗余簇头通过冗余测试结果判断工作簇头是否发生故障并接管工作簇头的数据转发任务.当边际节点不能与本簇簇头通信时,将利用备份簇头进行数据转发.对于不能与任何簇头直接通信的孤立节点,采用基于概率模型的多跳路由机制进行数据转发.为了降低功耗,该算法将冗余簇头设置为轻度睡眠状态,当冗余测试周期到来时,关闭射频前端器件.利用自行研制的节点,组建了实验系统,完成了簇头冗余切换、边际节点通信和孤立节点路由恢复的实验.实验结果表明该分簇路由算法具有较高的可靠性.     

基于时隙捆绑预处理的LTE上行自适应传输

3G长期演进（LTE）上行链路中，基于时隙捆绑（transmission time interval bundling，TTI bundling）技术的IP语音业务（VoIP）可以显著提高小区覆盖范围。目前，一种覆盖增强方案可以使用户在50 ms时延限制下最多传输5捆相同的数据包。然而，由于该方案不能及时处理反馈信号，一旦出现不必要的重传，会导致系统吞吐量降低，并造成用户设备（UE）额外的能量损耗。为此，该文提出了一种基于误块率（BLER）与信噪比（SNR）映射机制的时隙捆绑预处理传输方案，该方案使得UE可以根据信道情况的变化以及期望的性能指标，预先设定传输捆绑数据包的最大值，从而减少了不必要的重传，节省了UE的能量消耗，提高系统的吞吐量。     

一种移动环境中的可靠组播协议

提出一种用于移动蜂窝网的自适应可靠组播算法.在该算法中,邻近的基站之间通过一个控制组播组交换信息以控制缓存数据量的大小.每个控制组播组包含的基站数量根据网络结构和主机的移动速度来调整.多个基站的合作保证移动主机能够可靠地接收组播数据,同时又能节省基站缓冲器的容量.仿真表明该算法能够以较少缓存达到快速恢复丢失数据的要求,是一种有效的可靠移动组播传输协议.     

Energy-aware resource allocation for underlaid D2D multicast

The Device-to-Device (D2D) communication underlaying cellular network is a promising component to improve the spectral efficiency for the system and lower down energy consumption for mobile terminals. Besides, in the D2D-aided content delivery scenario, it is potential to enhance the system capacity and individual quality-of-service (QoS) experience when D2D multicast is further enabled, but due to the battery-driven feature of mobile relays and the co-channel interference between cellular and D2D links, the optimization of energy conservation should be addressed. So, we propose a bipartite graph based resource allocation to minimize the total power consumption at the mobile relays under the individual QoS requirement by incorporating channel assignment and power control, and we also leverage the optimization of energy saving for system capacity.     

Beta-Binomial删除信道中的喷泉码文件传输协议

由于命名数据网络(NDN,Named-Data Networking)无环路、逐包、逐跳转发的特点,使得数据包回传成功率降低,而传统的TCP/IP协议中的ARQ和ACK机制对于多播会话不再适用.由于NDN中的传输信道可以等效为二进制删除信道,因此可以通过应用层编码来实现文件的可靠传输.传统的信道编码技术如卷积码、级联码和RS码等复杂度较高,而将NDN与低复杂度的喷泉码的结合可以实现分布式的存储架构,因而可通过喷泉编码在应用层协议中实现可靠的纠删机制,保证整体文件的传输可靠性.以往的研究一般是基于确定的删除概率信道模型,但是由于网络的异构性和信道噪声等因素影响,可能会造成信道丢包概率呈随机性分布.因此,本文在Beta-Binomial分布模型的前提下,根据贝叶斯统计的先验信息和中心极限定理,对随机概率下的纠删信道的文件可靠传输协议进行了数学建模和理论推导.仿真结果显示此模型更具有普适性,此传输协议可在信道状况未知的前提下从理论上求出最小发包数,减少冗余编码包,提高文件整体的投递成功率,在保证传输可靠性的同时有效提升协议传输效率.     

一种优化基站服务状态的C-RAN联合波束设计

为实现云无线接入网络（C-RAN）系统低时延数据传输,提出了一种基站缓存和前向链路组播传输模式,通过联合优化前向链路波束和接入链路波束,使系统传输时延最小.采用L0范数逼近、连续凸逼近和半正定松弛技术,将非凸的时延最小化问题转化为凸问题,并提出了一种有效的迭代算法以获得问题的解.不同于传统基于缓存的C-RAN组播传输方案,所提方案可根据基站缓存内容和前向链路信道质量,决定基站的服务状态,即暂停服务和继续服务.仿真结果表明,相比于传统方案,所提方案可有效地降低系统的传输时延.     

一种基于组播的移动IP跨层切换机制

根据无线移动Internet的特点,利用跨层设计的方法,设计了一种无线移动IP切换机制。该机制在网络层利用组播协议将数据分组转发至移动主机,在链路层利用链路触发信息控制组播树的形成。理论分析表明,同传统的移动IP协议及分级移动IP协议相比,该机制能有效地降低移动主机的网络层切换时延,显著减少网络层切换引起的分组丢失。并有效减少无线链路上的无线信令数量,节省大量无线资源。