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。     

基于网络编码的多用户通信

网络编码可以降低通信系统的中断概率,提高系统的可靠性。为了降低通信系统的中断概率,提出一种非二进制的网络编码协作通信方案。非二进制网络编码对接收到的外来用户信息和自身的信息不再进行简单的二进制异或,而是根据一定的组合方式进行叠加。各用户根据是否正确解码接收到的非自身信息来决定是否进行网络编码,目的端同时接收到多个发送端的信息,利用相干检测得到需要的信息。公式推导和系统仿真表明在瑞利衰落环境下,该方案能有效降低系统的中断概率。     

分布式CoMP系统中联合预处理方法研究

在分布式多点协同传输系统中,为进一步提升小区边缘用户接收性能和提高频谱利用率,提出一种联合预处理方法。该方法采用预编码和空时编码相结合的联合编码模型。在分布式天线系统的各远端天线单元(RAU)根据信道状态好坏,形成针对用户传输的协作集合。协作集合中各RAU采用相应的预编码规则对同一用户数据进行预处理,并通过空时分组码的方式发送数据。协同的各RAU进行联合传输,用户端使用最大比合并的方式接收。仿真实验结果表明,该方法能有效地改善系统误码率性能,提高边缘用户接收可靠性。     

多天线认知协作通信系统的性能分析

在多个主用户同时存在的情境下,提出了一种新的两跳认知协作通信系统,并对该系统进行了性能分析。该系统的信源和中继均只具有单个天线,而在信宿处配置了多根接收天线并使用了最大比合并技术来进行信号的接收。此外,对该认知协作通信系统在瑞利衰落信道下的中断概率性能进行了研究,推导得到了中断概率的准确闭合表达式,以及在高信噪比时的渐进表达式。通过利用计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

支持协作通信的MAC协议研究

协作通信被视为一种可以获取空间分集的有效方法。通过协作,单天线的节点可以共享天线组成一个虚拟的多天线系统,以获得更加可靠的数据传输。然而,通信中更多节点的介入不可避免地使得接入访问更加复杂,因此需要重新进行MAC协议的相关研究。介绍了一种支持协作通信的通用框架,并提出了一套协作MAC协议。该协议不仅可以支持各种不同的协作方式,而且可以支持不同个数的中继节点。仿真结果显示,协作MAC协议能够显著提高网络的性能。     

多用户环境下的认知协作通信系统性能分析

在存在多个主用户的环境下, 提出一种新型的两跳式协作通信系统, 并对系统的性能进行了分析。该系统在信宿处有多个次级用户接收机, 并且采用信道参数最优的方式进行用户选择。在瑞利衰落信道下, 对提出的协作通信系统的中断概率进行了研究, 得出了中断概率的闭合表达式及在高信噪比时的渐进表达式。最后通过计算机仿真验证了其有效性, 分析结果显示在多用户条件下系统的整体性能得到明显提高。     

基于虚拟空时信道技术的MIMO系统

MIMO通信系统能够在不增加系统带宽以及功率的情况下,提高系统的数据传输速率与频带利用率.常规MIMO通信系统的每根发射天线承载单路用户数据流,通过增加天线数目提高系统信道容量与载入用户数量,即不同用户数据分配至不同的发射天线上,对于发射端的天线,一方面,增加天线数会增加系统复杂度,另一方面,每根发射天线仅分配单一用户是浪费资源的.因此,在天线上复用多路用户是MIMO系统的发展趋势.针对问题,提出了在发射端级联虚拟空时信道模块的优化MIMO系统,该模块通过系统的反馈信息自适应地调整参数,优化无线信道,保证传输同样数据流的情况下,提高系统通信质量以及在同样的通信质量下与系统带宽下提高系统传输速率.实验测试以及仿真表明,在2×2规模的MIMO系统中,改进的MIMO系统能够在相同带宽内至少提高50%的传输速率.     

无线传感器网络协作通信技术综述

无线传感器网络的发展中存在生存周期和资源共享两大瓶颈,其重要原因之一在于缺乏射频信号级协作,通信能耗难以降低,通信资源难以虚拟化.协作通信技术通过节点间射频信号级的协作处理,使仅具单根天线的节点彼此共享天线,从而得到类似于“多入多出”系统的空间分集增益,显著地提升了通信的能量效率,它将是未来传感器网络的重要技术.综述了传感器网络中的协作通信技术,内容包括：在局部构造协作通信节点组以形成虚拟通信链路,利用协作通信组以直传或中继方式实现端到端的数据传输,协作通信与传感器网络的系统优化和资源虚拟化手段等.总结了传感器网络协作通信研究中的主要趋势、技术进展与关键问题.     

MIMO-OFDM系统中迭代检测算法的研究

为了保证MIMO-OFDM系统在频率选择性衰落信道下传输性能,以及提高系统的编码增益,在系统中采用MMSE检测算法和log MAP算法相结合的迭代检测算法,为了更好地利用软信息,这两种算法中间通过交织器进行连接.仿真结果证明,在不同天线系统,不同衰落信道条件下,该算法具有良好的性能增益.     

无线网络协作MAC 机制

协作通信利用空闲节点的天线,构成虚拟的MIMO(multiple-input multiple-output)系统,从而对抗无线信道衰落,获取分集增益.协作通信是下一代无线移动网络的关键技术,也是近几年的一个研究热点.目前,已有的研究成果大多集中在如何根据信道状态选取合适的协作节点,以增加信道容量、减低能量消耗及减小中断概率等方面.但由于协作通信改变了以往的传统通信模式,因此需要设计新的MAC(medium access control)机制(协作MAC机制),以适应协作通信的特点.针对协作MAC机制进行综述,重点讨论了协作通信中MAC机制面临的问题,并对现有的协作MAC机制进行分析和比较,最后给出协作MAC的进一步的研究方向.     

联合H.264和多码率Turbo码的无线视频传输

提出了一种无线视频流联合信源信道编码传输的具体方案,结合H.264视频编码,对其进行合理数据分割后采用UEP技术,并联合信道设计了一个支持信道UEP的多码率Turbo编解码器,同时把Turbo编码与type-Ⅲ HARQ混合自动重传请求机制结合以达到更可靠的数据传输保证。通过仿真实验证明,这种设计方法可进一步优化系统在恶劣的无线信道下的链路吞吐量和取得更好的视频重建质量。     

DCSK的分集接收反相解调方案

提出一种瑞利多径衰落信道下DCSK通信系统的分集接收及反相解调的方案。该方案将发射信号做适当延时以形成多路信号,将各路信号相加后进行反相相关运算,接收端以运算后的结果作为门限做出判决。理论分析和仿真结果表明,和原DCSK通信系统相比,使用了分集接收反相解调方案的DCSK通信系统有所改善。此外,该系统可有效抑制噪声的影响。     

结合天线选择的空间调制及性能仿真

提出了一种分组映射空间调制方案。每个时隙中有多个发射天线被同时激活,结合幅度相位调制技术,每根选中的天线发射不同的符号,并且所激活的特定天线序列也携带相应信息。相对传统空间调制技术而言,该方案可以有效地提高空间调制系统的频带利用率和传输速率。Rayleigh衰落信道的仿真结果表明,所提方案的误比特率（Bit Error Rate,BER）性能优于传统的空间调制与多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术。方案可进一步结合发射天线选择（Antenna Selection,AS）技术,提高系统的传输质量。实际多极化MIMO信道的测量和仿真结果表明,在发端天线选择数目均相同时,分组映射调制的性能明显优于空间调制,结合AS的调制系统性能明显优于未结合AS的系统。     

A cross-layer adaptive transmission scheme combined with SR-ARQ over correlated fading channels

Current adaptive transmission schemes all assume independent block fading. However, in slow fading channels, it is highly possible for consecutive block transmissions to be correlated. In this paper, we propose a cross-layer adaptive transmission scheme, which is an optimum combination of modulation format and packet size, combined with selective repeat automatic repeat request (SR-ARQ) to improve the throughput in correlated slow fading channels. We apply a multi-state Markov system model to analyze the system performance and to optimize the selection of modulation levels at the physical layer and packet sizes at the data link layer in a correlated slow fading channel, which is also described by a finite-state Markov chain. A general closed-form expression of the average throughput for this cross-layer adaptive transmission scheme is presented. Simulation results show that our adaptive transmission scheme combined with SR-ARQ can obtain a good performance in correlated slow fading channels.     

基于大尺度衰落系数的联合用户分组和导频分配策略

导频长度受限会导致相同的导频复用给不同的小区用户,由此引起导频污染问题。导频污染将使得信道状态信息估计不准,从而降低系统性能。针对小区内不同区域用户遭受导频污染程度不同的问题,分析图着色和部分导频交替复用（AFPR）2种导频分配方案,在这2种方案的基础上进行折中,提出一种基于大尺度衰落系数的联合用户分组以及导频分配方案。对用户与本基站之间的大尺度衰落系数大小进行升序排序,将所有小区用户根据所受导频污染严重程度的不同,依次分类为安全边缘用户、危险边缘用户和中心用户,对于安全边缘用户和非安全边缘用户,分别采用加权图着色方案和AFPR方案进行导频分配。仿真结果表明,相比原有AFPR方案,该方案的用户平均上行可达和速率提高约2.2%,其能够有效利用不同区域用户信道质量的差异性来完成导频分配,并通过具有较低复杂度的策略降低导频污染对用户的影响。     

两跳双中继协同ARQ策略研究*

基于中继择优选择,提出一种新型协同通信系统传输方案：两跳双中继协同ARQ策略。该方案是传输时延和传输效率的优化折中。理论分析和仿真结果说明,在时间相关瑞利衰落信道模型下,两跳双中继协同ARQ策略无论是在源到中继链路质量较好时,还是源到中继链路衰落较为严重时,给系统带来的性能增益都远优于单中继协同ARQ策略和双中继协同系统。     

基于FPGA的MC-CDMA基带系统的实现

MIMO技术、多载波技术与链路自适应技术是未来移动通信系统最值得关注的几种物理层技术。MIMO技术在提高系统频谱利用率方面性能卓越,多载波CDMA技术则能有效地对抗频率选择性衰落,将MIMO技术与MC-CDMA方案相结合,构成空域复用MC-CDMA系统,将在很大程度上提高系统的性能和容量,更有效地提高信息传输速率,完成基于FPGA的空域复用MIMOMC一CDMA系统的基带信号处理平台的设计与实现的任务[1]。本文采用硬件仿真模型模拟MIMO信道的方法,实现了对系统的联合调试与功能验证,与软件仿真结果进行比较,性能良好。     

基于CPU+FPGA的实时临空信道模拟器设计

信道建模是研究临近空间通信技术、评估系统传输特性的基础和重要方法。临近空间飞行器从低速向高速发展,信道变化频次随飞行器速度增大而愈加频繁。为实现对临空通信过程中信道衰落的实时仿真,研制基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)和现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)架构、参数1 ms更新一次的临空信道模拟器。该模拟器内置气象性损耗模型和无线信道衰落模型,CPU端通过设计状态机控制模块、优化参数计算逻辑、优化操作系统来压缩信道参数的计算时间。FPGA部分设计关键信息同步方案、基于状态机的双保障更新机制保证参数的可靠稳定传输、并行加速处理实现信息交互和增强信号处理速度。实测结果表明,上述方案有效提升了临空信道模拟器的参数计算速度和信号处理速度,可实现信道参数随收发机运动1 ms更新一次。     

基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析

MIMO技术在不增加信号带宽和发射功率的情况下,通过在发送端和接收端分别使用多个发送天线和接收天线来抑制信道衰落和噪声。利用MIMO技术的优势,设计了一种基于差分混沌键控（DCSK）的MIMO-DCSK混沌通信方案。针对这一方案,通过进一步的数学推导,得到系统在高斯信道下的理论误码率公式,并在MATLAB环境中进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：在相同的信噪比条件下,MIMO-DCSK混沌通信系统的误码率比传统DCSK通信系统要小得多。因此,MIMO-DCSK混沌通信方案能够有效改善混沌通信系统的误码性能。