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多业务场景下的低时延高可靠通信研究

多业务场景下的低时延高可靠通信研究

作者：张烨华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)快速发展,物联网持续繁荣。5G技术的发展带来了许多新的应用场景,例如智能制造、自动驾驶、远程医疗等,这些场景对网络的可靠性和低延迟要求非常高,而低... 详细信息

近年来,第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)快速发展,物联网持续繁荣。5G技术的发展带来了许多新的应用场景,例如智能制造、自动驾驶、远程医疗等,这些场景对网络的可靠性和低延迟要求非常高,而低时延高可靠性技术(Ultra Reliable Low Latency Communications,URLLC)正是为此而生的技术。研究多业务场景下URLLC资源分配对5G发展的意义是非常重要的。可以帮助优化网络资源的使用,满足不同业务的需求,从而进一步推动5G技术的发展。本文考虑了多小区多业务免调度场景下URLLC的资源分配,及整合增强移动带宽(enhanced Mobile Broadband,e MBB)用户业务与URLLC用户业务资源分配。在满足多种业务URLLC传输速率的条件下,最少化时频资源块(Resource block,RB)的使用数目,以及在满足多种业务URLLC传输速率的条件下,最大化系统中e MBB用户传输速率的和。具体工作如下:第一,本文考虑的是一个多小区免授权的上行链路物联网(Internet of Things,Io T)网络,其中多种类型的超可靠和低延迟通信服务与硬性截止日期共存。提出了一个数学框架,用于在给定网络拓扑的情况下表征每个服务的丢包率(Packet loss rate,PLR)。特别地,我们导出了RB选择的冲突概率和成功解码概率的下界。此外,本文公式化并解决了受PLR约束的RB消耗最小化问题,并提出了一种有效的算法。数值结果表明,在超可靠的情况下,下界与模拟之间的差距很小,并且所提出的算法优于现有的基准方案。第二,本文考虑的是单小区不确定信道场景下,e MBB用户业务与URLLC用户业务共存的网络。由于信道的不确定性,时频资源块分配会受到影响,进而影响用户业务的传输速率。为了解决这一问题,本文提出了一种优化模型,将不确定信道带来的不确定性问题转化成确定性问题,从而最大化场景中所有用户的传输速率。本文提出了适用于该场景的三方匹配算法,将e MBB用户、URLLC用户和时频资源块进行分组匹配。通过对比试验,证明了本文提出的三方匹配算法的有效性。实验结果表明,本文的算法可以在满足URLLC用户业务要求的前提下,充分利用时频资源块,实现资源的高效利用。

关键词：多业务低时延高可靠性资源分配

区分多业务的跨层优化无线网络协议头压缩算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2023年第2期35卷 316-327页

作者：张明鑫李云夏世超重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

在网络中,鲁棒性协议头压缩(robust header compression,ROHC)算法需要压缩端和解压端的状态同步,才能成功解压ROHC数据包,但ROHC算法的双向可靠R模式和双向优化O模式需要单独的反馈信道,增加了网络成本。针对ROHC算法的单向U模式,当无... 详细信息

在网络中,鲁棒性协议头压缩(robust header compression,ROHC)算法需要压缩端和解压端的状态同步,才能成功解压ROHC数据包,但ROHC算法的双向可靠R模式和双向优化O模式需要单独的反馈信道,增加了网络成本。针对ROHC算法的单向U模式,当无线信道质量变差时,ROHC的性能会随之下降,且现有ROHC算法没有考虑到不同业务对实时性需求不同的问题,提出了一种新的U-ROHC建模方案,引入一种部分可观测马尔可夫过程(partially observable Markov processes,POMDP)跨层优化框架来自适应调整U模型下ROHC压缩端状态,以求改善ROHC的性能。针对实时性业务和非实时性业务的不同要求自适应调整ROHC参数,使实时性业务能在解压失败的情况下具有更快速恢复双端置信的能力,而非实时性业务具有更高的压缩比,以使ROCH具备支持不同业务类型的能力。仿真结果表明,可以使ROHC-U算法在无线信道恶劣的条件下依然保持较好的压缩比和吞吐量。

关键词：鲁棒性协议头压缩(ROHC) 跨层优化部分可观测马尔科夫过程(POMDP) 多业务

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多业务蜂窝CDMA系统的干扰与容量分析

电子与信息学报 2002年第12期24卷 1785-1792页

作者：王宇李少谦李乐民电子科技大学通信抗干扰技术国防重点实验室成都610054

基于码分多址接入(CDMA)的第三代移动通信系统将支持语音、视频、email,FTP,Web浏览等多种业务传输。该文提出了一种多业务蜂窝CDMA系统上行链路的干扰特性与容量的一般分析方法,考察了在不同的业务混合条件下,分别采用高斯分布与对数... 详细信息

基于码分多址接入(CDMA)的第三代移动通信系统将支持语音、视频、email,FTP,Web浏览等多种业务传输。该文提出了一种多业务蜂窝CDMA系统上行链路的干扰特性与容量的一般分析方法,考察了在不同的业务混合条件下,分别采用高斯分布与对数正态分布来近似干扰的统计特性时,系统的中断性能与容量关系。理论分析与仿真结果表明,采用对数正态分布来近似干扰的统计特性可以获得更加精确的分析结果。此外,该文还研究了阴影衰落、功率控制误差和非理想扇区天线这些实际因素对系统干扰与业务容量的影响。

关键词：多业务蜂窝CDMA系统干扰容量中断概率激活因子功控误差阴影衰落移动通信码分多址

基于偏振复用的多业务多频段RoF系统设计研究

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基于偏振复用的多业务多频段RoF系统设计研究

作者：郭冠锋广东工业大学

学位级别：硕士

随着车联网、大数据和5G通信等新兴技术的出现,数字移动设备和各种网络服务流量急剧增长,这对数据通信的传输容量和传输距离提出了更高的要求。光载无线(Radio-over-fiber,RoF)技术融合了光纤通信和无线通信的优势,具有带宽大、中继传... 详细信息

随着车联网、大数据和5G通信等新兴技术的出现,数字移动设备和各种网络服务流量急剧增长,这对数据通信的传输容量和传输距离提出了更高的要求。光载无线(Radio-over-fiber,RoF)技术融合了光纤通信和无线通信的优势,具有带宽大、中继传输距离长、灵活性高和成本低等特点,有效满足了上述需求。基于偏振复用技术的RoF通信系统利用光的偏振特性,进一步提高了频谱效率和传输容量,且无需占用额外的带宽资源。但是目前基于偏振复用的RoF方案只能输出单频段信号,其应用范围小、灵活度低。因此,输出微波和毫米波等多种不同频段的偏振复用RoF系统是目前通信系统研究的主要方向之一。本文首先从偏振复用RoF系统的研究背景、RoF通信技术的优势、课题的研究现状三个方面进行阐述。然后,介绍了偏振复用系统中偏振光的分类和琼斯矢量表示方法,并对马赫增德尔调制器的常用边带调制方式进行了公式推导与仿真验证。最后,分类阐述信号在光纤传输中的损伤,为所提方案的抗色散能力分析提供理论基础。为了增大信号应用范围和传输距离,本文提出一种基于双极化马赫-曾德尔调制器的多业务全双工RoF系统。该系统利用偏振复用技术可同时输出下行基带信号、中频信号、毫米波信号和上行基带信号,适用于有线和无线接入同时部署的应用场景。对于开关键控调制方式,经过50 km光纤传输,下行基带信号的功率损失为0.4 d B,上行基带信号的功率损失仅为0.03 d B,且上、下行链路输出信号的误码率均低于前向纠错技术标准的1×10。因此,所提出的双极化马赫-曾德尔调制器多业务传输RoF系统传输性能良好。此外,为了进一步提高频谱效率和降低基站成本,本文提出一种基于偏振复用和抑制载波的多波段全双工RoF系统。该系统无需使用光滤波器,结合偏振复用、载波抑制、相干检测、数字信号处理等技术,可实现下行微波与毫米波矢量信号输出和上行基带信号输出。针对6 Gb/s的16-QAM信号,经过30 km光纤传输,下行传输信号的最小误差矢量幅度值为5.66%(5 GHz),4.03%(45 GHz),2.67%(25 GHz),上行基带信号最小误差矢量幅度为4.01%,均低于第三代合作伙伴标准的12.5%,这表明提出的系统具有良好的传输性能。最后,仿真结果验证了该方案输出信号功率稳定,不受光纤色散导致的功率周期性衰落影响。

关键词：光载无线通信偏振复用全双工多业务多频段

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多业务CDMA系统中的前向功率预测

电子与信息学报 2002年第11期24卷 1537-1543页

作者：汪勇刚朱世华吕玲西安交通大学电信学院信息与通信工程系西安710049

在综合语音、数据等多种业务的CDMA蜂窝移动通信系统中,由于请求接入的各业务的传输速率和服务质量各不相同,小区基站的前向发射功率在接入业务后,变化的程度也各不相同,故为了保证系统的稳定性,必须对系统的前向发射功率进行限制。该... 详细信息

在综合语音、数据等多种业务的CDMA蜂窝移动通信系统中,由于请求接入的各业务的传输速率和服务质量各不相同,小区基站的前向发射功率在接入业务后,变化的程度也各不相同,故为了保证系统的稳定性,必须对系统的前向发射功率进行限制。该文提出了一种在多业务、多速率环境下,CDMA系统接入新业务后前向功率增量的预测方法;运用该方法预测了小区的前向发射功率,并与仿真结果进行了比较。

关键词： CDMA系统前向功率预测码分多址多业务移动通信

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多业务CDMA系统中的反向负荷预测

电子与信息学报 2003年第2期25卷 152-157页

作者：汪勇刚朱世华吕玲西安交通大学信息与通信工程系西安710049

在综合语音、数据等多种业务的CDMA蜂窝移动通信系统中,由于请求接入的各业务的传输速率、服务质量不同,接入业务后小区负荷变化的程度也各不相同,为了保证系统的稳定性,必须对系统正常运行时的负荷进行限制,该文提出了一种在多业务、... 详细信息

在综合语音、数据等多种业务的CDMA蜂窝移动通信系统中,由于请求接入的各业务的传输速率、服务质量不同,接入业务后小区负荷变化的程度也各不相同,为了保证系统的稳定性,必须对系统正常运行时的负荷进行限制,该文提出了一种在多业务、多速率环境下,预测CDMA系统接入新业务后反向负荷变化的方法,并给出了用该方法预测的小区反向负荷和仿真结果的比较。

关键词：码分多址多业务负荷预测 CDMA 服务质量

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基于无蜂窝网络架构下的多业务联合传输方案

基于无蜂窝网络架构下的多业务联合传输方案

作者：王文洁北京邮电大学

学位级别：硕士

在当今移动通信的环境下,业务类型越来越多样化,为用户提供高速率高质量的多种服务成为下一代无线通信系统的主要目标。在蜂窝网络下的多业务联合传输研究中,速率分拆(Rate-Splitting,RS)技术可以在有效提升频谱效率的情况下实现对广播... 详细信息

在当今移动通信的环境下,业务类型越来越多样化,为用户提供高速率高质量的多种服务成为下一代无线通信系统的主要目标。在蜂窝网络下的多业务联合传输研究中,速率分拆(Rate-Splitting,RS)技术可以在有效提升频谱效率的情况下实现对广播、组播和单播的联合传输,但是基于其蜂窝网络的底层架构,边缘效应和小区干扰对系统性能造成了消极的影响。无蜂窝(Cell Free,CF)网络作为一种分布式的技术,具有更强的抗阴影衰落的能力,并减小小区边缘效应,被认为是第六代移动通信(the 6th Generation Mobile Communication,6G)时代非常有发展前景的关键技术之一。因此,本文将对无蜂窝网络架构下的多业务联合传输方案进行研究,主要研究内容如下:第一、本文针对现有蜂窝网络架构下的多业务传输方案所存在的小区间干扰较大的问题,提出了一种基于以用户为中心的无蜂窝网络架构的多业务联合传输方案,并对该方案的收发模型进行详细推导。仿真结果表明,该多业务联合传输方案能够有效提高系统的和速率性能。第二、针对所提出的多业务联合传输方案,以最大化系统和速率为目标对其进行资源分配的优化。分别提出了两种优化的资源分配方案,分步式的优化算法和联合式的优化算法。分步式算法具有复杂度低的的优点,其对原优化问题进行降维处理并分别求解,仿真结果表明其具有更优的系统和速率性能。联合式算法在分步式算法的基础上进行了进一步的优化,将AP与用户匹配、功率分配两个子问题进行联合的迭代优化求解,以通过联合的迭代处理获得更高的系统性能增益。仿真证明该方案较之传统的资源分配方案以及上述所提分步式方案来说,具有更高的性能增益,但是存在复杂度较高的问题,需要进行性能和复杂度的取舍。

关键词：无蜂窝网络速率分拆多业务资源分配

多业务CDMA蜂窝移动通信系统的软切换研究

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系统工程与电子技术 2002年第12期24卷 43-46页

作者：朱立东吴诗其电子科技大学信息系统研究所四川成都610054

研究了多业务CDMA蜂窝移动通信系统的软切换参数 (如有效集增加门限、有效集删除门限等 )对系统性能产生的影响。对呼叫中断概率以及软切换率与有效集增加门限、有效集删除门限的关系进行了仿真 ,并得到了相应的结论 ,从而可以确定有效... 详细信息

研究了多业务CDMA蜂窝移动通信系统的软切换参数 (如有效集增加门限、有效集删除门限等 )对系统性能产生的影响。对呼叫中断概率以及软切换率与有效集增加门限、有效集删除门限的关系进行了仿真 ,并得到了相应的结论 ,从而可以确定有效集增加门限和有效集删除门限的合理取值。

关键词：多业务 CDMA 蜂窝移动通信系统软切换码分多址

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多业务蜂窝中继系统的接入控制算法

高技术通讯 2010年第7期20卷 690-695页

作者：龚萍王东昊牛凯吴伟陵北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

以多业务蜂窝中继系统已接入用户的服务质量(QoS)指标、中继负载大小为约束条件,在正交频分多址(OFDMA)方式下,将接入控制问题转化为最大化中继传输下所减少使用的子载波数的问题,并进一步考虑了用户对中继的选择、用户间竞争接入等情况... 详细信息

以多业务蜂窝中继系统已接入用户的服务质量(QoS)指标、中继负载大小为约束条件,在正交频分多址(OFDMA)方式下,将接入控制问题转化为最大化中继传输下所减少使用的子载波数的问题,并进一步考虑了用户对中继的选择、用户间竞争接入等情况,设计了几种改进的接入控制算法。同时,把这些算法推广到多业务的应用场景中,研究了不同速率业务比例对系统性能的影响。仿真结果表明,所提出的接入算法能支持更多接入用户、降低接入阻塞率和增加节省的子载波数,从而有效地提高了系统容量和资源利用率。

关键词：接入控制中继多跳多业务正交频分多址(OFDMA) 业务质量(QoS)