OFDMA多跳中继蜂窝网络的干扰协调策略

多跳中继蜂窝网络由于具有吞吐率高和覆盖性强的优点受到广泛关注。但是,中继站的引入改变了传统蜂窝网络的频率规划策略,因此如何在策略设计中对中继链路进行高效的频率资源分配成为极具挑战的问题;其次,小区频率复用越紧密,同频干扰越严重,对系统的整体性能产生影响。本文基于IEEE 802.16j/m标准,以下行链路的无线资源管理为基本手段,设计合理的资源复用策略及其对应的多跳中继下行子帧结构,在保证网络的资源利用率的同时,降低干扰给相邻小区边缘用户带来的影响;再将高效的比例公平调度算法扩展到多跳中继蜂窝网络,旨在兼顾系统整体性能和用户公平性。仿真和分析结果表明,干扰协调与资源调度策略相结合能显著提升系统吞吐率并改善用户公平性。     

QoS区分的高速移动OFDMA系统无线资源分配

针对高速移动环境下多业务多用户正交频分多址(OFDMA)系统下行链路提出一种动态资源分配方案。针对具有不同时延要求的多种类型数据包的数据流,提出了一种考虑多种时延服务质量(QoS)要求的动态资源分配算法。通过应用排队论原理,将用户的时延要求转化为速率约束,结合多普勒频移产生的中断概率的约束,形成一个高速移动环境下考虑用户不同QoS要求的最优化问题。该优化问题为混合整数非线性规划,直接求解的复杂度非常高。为了解决原问题,提出了次优方法。仿真结果表明,在高速移动环境下,提出的方法在保障用户各种QoS时延要求的同时,有效地提高了系统的容量。     

一种分布式协同优化的认知无线电网络频谱检测算法

针对动态认知无线电网络中频谱检测性能与资源消耗之间的矛盾,提出一种分布式协同优化的频谱检测算法.设置双门限将认知用户分成可信组和非完全可信组.采用次梯度法对频谱检测效用函数进行分布式协同优化,动态调整能量检测阈值,提高动态变化网络环境中的非完全可信认知用户检测结果的准确性,并根据优化过程的收敛速率,从中选择参与协作的认知用户.最后融合中心通过加权融合获得频谱检测结果.仿真实验和分析表明算法在提高认知用户频谱检测准确性和检测速度的同时,降低了网络开销.     

5G技术及WRC-19铁路交通新议题

光纤般的接入速率、千亿设备连接能力"零"时延体验、多场景的一致服务、业务及用户感知的智能优化、超百倍能效提升和比特成本降低是全球及我国移动通信市场的发展趋势。阐述全球5G技术总体情况及我国5G技术的关键技术、技术路线、网络架构、频谱需求等,介绍列车和轨旁设施之间的下一代无线电通信系统的工作场景和频谱需求,以期提升我国铁路装备技术水平。     

认知无线电网络的基于QoS的自适应频谱分配策略

评估认知无线网络的吞吐量和干扰性能。考虑到认知无线电网络应能提供包括语音、数据、视频、图像等多种业务的服务,这些业务具有不同的服务质量(QoS)要求,引入一种基于多因素多级模糊综合评估的QoS模型。基于此模型,给出认知用户对检测到的空闲频谱的划分方法,同时为激活认知用户提出一种自适应频谱分配策略。分析认知无线电网络在频率选择性环境下的吞吐量和干扰特性。仿真结果表明,本文提出的基于QoS的自适应频谱分配策略,其平均吞吐量和干扰性能优越于一些已经存在的频谱分配算法,同时保持有较低的算法执行复杂度。     

基于频谱检测的短波认知用户性能优化

为保证短波通信传输可靠性,改善短波通信质量,提高短波通信频谱利用率,本文以Watterson短波信道模型为基础,研究基于频谱检测的短波认知用户性能优化方法。首先建立短波授权用户的业务量指数分布通信模型,在此基础上求取衡量认知用户检测性能的检测门限、检测概率和虚警概率之间的关系。重点分析一定授权用户干扰容限下,认知用户系统吞吐量最优化问题,通过数值理论简化得到可控参数的最优化近似解。最后在理想信道、好信道、中等信道和差信道上,分别从检测时间、数据帧长和授权用户业务量对认知用户系统吞吐量的影响进行评估。仿真结果验证了基于频谱检测的短波通信系统中存在可控参数的最优解。     

适合于感知无线电网络的动态信道分配和注水功率联合的算法

随着无线通信技术的飞速发展,传统的静态频谱分配机制与频谱实际需求之间的矛盾日益显著,频谱短缺现象日益严重.频谱资源的利用率问题成为未来移动通信发展的一大瓶颈.有效的信道分配机制能够改善无线资源的使用效率.本文将注水功率分配算法和动态信道分配算法相结合,提出一种基于小区的分布式动态信道分配算法.此算法针对感知无线电网络频谱变化的环境和多业务的环境能够提供优越的性能和自适应能力.与其他基于小区的动态信道分配算法相比,此算法考虑用户之间的公平性,显著提高频谱使用效率.     

基于列车用户优先级的频谱共享博弈算法

不同业务优先级高速铁路用户的爆炸式业务需求与稀缺频谱资源的矛盾日益突出。针对运行于不同地形环境、在相同eNB覆盖范围内的高速铁路次用户的频谱共享博弈问题进行研究。基于次用户承载业务的不同优先级,提出模糊综合评判-优先级调度算法,将次用户间的频谱竞争建模为非合作博弈,通过次服务的频谱效用函数、主系统的频谱交易价格函数实现次用户间的差异化动态频谱共享。仿真结果表明,算法较好地反映了真实的频谱共享情形,可以更加准确地对次用户频谱需求进行业务优先级划分,提高频谱利用率的同时保证了其最大效用。     

一种基于价格和效用的帧聚合策略

MAC层帧聚合是改善无线网络信道利用率、提高频谱效率的有效方法之一。将定价策略和排队论模型引入到IEEE 802.11系列MAC协议的帧聚合策略中,以平均时延作为主要QoS(Quality of Service)指标,在满足业务流最大时延约束基础上,从用户效用和网络效用两个方面研究价格及网络效用的优化问题。此外,还分析了包平均到达率与平均时延的关系。仿真结果表明:所提出的基于定价和效用的帧聚合策略是有效的,可以提高系统平均吞吐量,减少端到端平均时延。     

CBTC应用环境下TD-LTE承载网络的QoS(服务质量)增强措施研究

从减少同频干扰和邻频干扰、增加频谱效率和数据传输速率、提高系统通用性和可靠性等技术优势出发,分析了TD-LTE(分时长期演进)技术应用于CBTC(基于通信的列车自动控制)系统的可行性与必要性。简要介绍了基于TD-LTE承载网络的CBTC系统框架,并分别从控制平面和业务平面对该框架的QoS(服务质量)机制进行了论述。针对CBTC系统的实施提出LTE(长期演进)系统核心网(EPC)冗余、LTE基站冗余与终端设备(CPE)冗余备份等措施,保障TD-LTE承载网络的QoS等级。     

GSM-R网中一种基于中继站辅助的切换策略

GSM-R(GSM for Railway)网是铁路运输所专用的GSM无线通信网络。与普通GSM网中移动台的低速移动不同,GSM-R网中列车的高速移动会使接收信号产生严重的多普勒频移,另外接收信号还会受到电力牵引等其他干扰。因此对这些质量不佳的信号进行检测将导致移动台的切换误判,造成列车越区切换成功率较低,从而削弱GSM-R网的安全性和可靠性。本文对GSM-R网传统切换策略进行建模,并且分析其切换中断率。为减小GSM-R网切换中断率,提出一种利用中继站辅助列车进行越区切换的策略。在该策略中,移动台在切换时不仅要检测相邻基站的信号,还将对重叠区中的中继站信号进行检测。仿真结果表明:本文提出切换策略的切换中断率明显小于未使用中继站时的情况,能够提高列车越区切换的成功率。     

高铁无线通信干扰检测及识别技术研究

通过检测实例对传统频谱干扰检测、实时频谱干扰检测、扫频干扰检测的原理和特点进行对比分析,并在此基础上提出基于服务质量的在线干扰检测方法,重点对联动分析技术、阻塞干扰自动识别、互调干扰自动识别和频谱模型识别技术进行研究。根据该检测方法研制的干扰检测系统在GSM-R网络及LTE-R网络干扰检测中取得了良好效果。     

认知无线电的联合频谱检测与共享算法

提出一种基于信任度因子的频谱空穴检测模型以确认频谱机会.当能量以信任度因子为1分布于检测区域时,认知用户将发送1 bit量化值以报告侦听结果;否则,认知用户将发送2 bit量化值.评估了平均侦听比特数和漏检概率的性能.基于此模型,给出一种多跳认知无线电网络的频谱共享算法.它允许激活认知用户节点以一定的接入概率充分利用分配给其他认知用户的时隙进行通信.同时,算法还采用基于发射码字的传输机制,即每个激活认知用户都有自己唯一的发射码.进一步地,推导出系统吞吐量,即被定义为平均成功传输的概率和能耗公式.最后,通过仿真评估了系统性能.     

考虑电力牵引链路非线性损耗的列车节能驾驶方法

针对列车节能驾驶问题,以牵引变电站输出能量最小为目标,研究运行操纵策略。分析列车运行能量与功率流关系,结合实测数据和电路理论建立牵引链路非线性损耗模型。考虑线路限速、坡道和准点时间约束,构建节能最优控制模型。采用极大值原理进行分析,得出列车运行时间对应的伴随变量为恒定常数。在此基础上,设计一种满足列车正点运行条件的动态规划算法。选取实际运行线路,验证模型和算法的有效性。结果表明,变电站电能最小化模型会改变列车节能驾驶策略,在部分运行区段小功率电制动工况取代惰行工况以减小牵引链路损耗。相比轮周机械能最小化优化结果,电能最小化策略可节能约8%。     

无线局域网规划与应用

介绍无线局域网的构成,以用户需求、WLAN损耗计算、网络大小以及最小干扰等方面详细分析网络规划,并展望网络应用前景。     

增强的小区间干扰协调技术综述

与传统宏蜂窝网络架构相比,异构网络架构可以增加系统吞吐量,提高频谱效率,在4G/B4G(FourthGeneration/Beyond Fourth Generation)系统中提供泛在的用户体验。严重影响小区边缘用户吞吐量的小区间干扰是成功部署异构网络需要解决的难点。增强的小区间干扰协调技术可以分为3类:智能功率控制、跨层设计和协作多点传输。本文对各种技术的优缺点、性能、复杂度和存在的问题进行研究,指出了各种技术所面临的挑战和未来的发展方向。     

基于D2D的列控系统车车通信资源分配算法

针对基于D2D (Device to Device,设备到设备)的列控系统车车通信(T2T,Train to Train)复用车地通信资源时产生的干扰问题,考虑在保证车车通信用户和车地通信用户通信可靠性的前提下,提出一种车车通信资源分配算法。该算法首先应用图论的加权二部图建立信道分配模型,然后利用改进的KM算法(IKM,Improved Kuhn-Munkres)为车车通信用户分配信道,最后对功率进行调整,使系统的总吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法能够较好地解决列控系统车车通信复用车地通信资源时的干扰问题,既满足列控系统通信需求,又提高频谱利用率。     

一种基于非合作博弈的分层网络频谱分配机制

由于毫微微蜂窝具有有线回程的特性,导致毫微微蜂窝基站和宏蜂窝基站间缺乏合作,分布式或去中心化的宏蜂窝用户与毫微微用户间的频谱分配机制,就成为具有挑战性的研究热点。本文提出一种基于非合作博弈的自适应频谱分配机制,在该机制中宏蜂窝基站和毫微微蜂窝基站作为博弈双方,共同的频谱资源作为博弈双方分配的对象,通过博弈可以最小化由于添加毫微微蜂窝基站引起的相互干扰。博弈的均衡即为频谱分配的最优方式,同时也给出当均衡不存在时的次优分配方案。仿真结果验证毫微微蜂窝在吞吐率、中断率和频谱效率上对宏蜂窝的影响,结果表明该机制在分层网络中能够有效地分配频谱,减少跨层干扰,提升系统性能。     

Cisco 12000系列——千兆位交换机路由器

Cisco的新型12000系列产品能够实现千兆位速率的Internet路由和交换功能,是首批千兆位交换机路由器产品。Cisco 12000 GSR满足了Internet带宽增长的需求,并为基于IP的网络提供了可扩展的高性能服务。由于受到World Wide Web、网络商贸、多媒体和基于语音的新型应用的影响,Internet流量迅猛增长。Cisco 12000GSR的设计旨在满足Internet流量的未来需求,因此一开始便支持OC—12(622Mbps)速率的IP骨干网链路     

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)枢纽换乘站频段规划方案研究

城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在枢纽换乘站存在同频干扰问题，需研究干扰源头——枢纽换乘站基站的频率配置方案。以昆明轨道交通4号线和5号线枢纽换乘站火车北站两线LTE-M系统频段规划方案为例，基于LTE-M系统承载业务需求和频段使用实际情况，分析了枢纽换乘站LTE-M系统基站的不同频段异频和同频段异频2种规划方案，以及同频段的全部同频、部分同频和无线网络共享3种规划方案，并比较了各种规划方案的优缺点，提出了各种规划方案的适用性建议。