电力线与无线双媒质协作的自适应双向中继通信关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61601182
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0104.通信网络
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the development of Smart Grid, it is necessary to establish a reliable, efficient, bi-direction, and collaborative communication network. Both power line communication (PLC) and wireless communication can be widely applied to Smart Grid. The cooperation of PLC and wireless communication provides a complementary advantage to each other and saves construction cost. In order to solve the key problem of energy efficiency and bi-direction relaying scheme deficiency in hybrid cooperation, the project studies the adaptive bi-direction relaying technology based on amplify-and-forward and decode-and-forward protocol for PLC and wireless communication cooperation, using a coding scheme with both LDPC and Physical layer network coding(PLNC). According to the random fading index of power line in Smart Grid which is hard to measure in time, a lognormal distribution fading of power line is adopted in the research. Under the condition of asymmetric and hybrid fading and impulsive noise, the analysis framework and improved EXIT method for analyze the system performance would be proposed to investigate the influencing mechanism between the system performance and factors including the asymmetric channel, resource and PLNC scheme. Based on the proposed optimal resource allocation and jointly PLNC scheme with more balanced performance, an adaptive bi-direction relaying scheme with appropriate energy efficiency and reliability would be proposed to strike a balance between complexity and performance, where the methods of comprehensive performance evaluation and mathematical modeling are considered. The project content satisfies the developing requirement of multiple communication cooperation and bi-direction communication in Smart Grid, providing a necessary theoretical basis for the study of multiple media cooperation communication.
智能电网发展需要建立可靠高效、双向互动与融合协同的通信系统。无线与电力线通信在其中具有广泛应用前景,二者有机协作可以优势互补、提高资源利用率。已有混合协作存在能效与灵活性差、双向中继机制不足等问题,因此课题基于放大前传和译码前传中继协议,联合LDPC码和物理层网络编码(PLNC),研究电力线和无线双媒质协作的自适应双向中继关键技术:采用基于对数正态分布衰落与脉冲噪声的电力线信道模型,研究电力线与无线混合衰落和脉冲噪声条件下的系统性能分析框架和改进的EXIT分析理论;并探讨非对称双媒质信道、功率等资源和PLNC算法制约系统性能的机理,提出系统资源优化分配方案与性能更加均衡的联合PLNC算法;最后利用综合性能评估、联合协议设计与数学建模等方法,提出复杂度和性能折衷、能效和可靠性适度的自适应双向中继方案。此研究满足智能电网多通信协作和双向通信发展要求,将丰富双媒质协作的研究内容,提供新颖的视角。

结项摘要

针对混合衰落和脉冲噪声影响的双媒质两跳中继系统,建立了系统采用放大前传(AF)和译码转发(DF)等经典中继协议时的理论性能分析框架,得到双媒质信道衰落和功率等资源制约中继系统误码率和中断概率等性能的机理,提出了基于黄金分割等数值计算的功率优化分配算法。为了解决传统EXIT算法仅适用于高斯信道或是满足方差为均值二倍信道的问题,项目提出了基于最大期望估计和多维高斯模型的多维外部信息转移(EXIT)性能分析理论,分析了非对称信道衰落和脉冲噪声影响双媒质系统迭代译码性能的机理,提出了兼顾噪声门限和译码误码率的LDPC度分布联合优化算法。针对基于LDPC码置信传播(BP)迭代译码的双媒质协作中继系统,考虑脉冲噪声的门限效应,提出了双向中继通信中电力线多维脉冲噪声近似处理和物理层网络编码算法,提出了一种基于信噪比门限值的自适应中继转发算法。针对异构混合通信系统,提出了基于综合性能评估的网络接入选择、高能效用户接入选择和双媒质接入MAC等算法,以改善包括能效、可靠性和鲁棒性等在内的系统综合性能。相关理论和算法的提出,为构建接入灵活、结构合理、复杂度与性能折衷的高能效通信网提供了新颖研究视角和必要基础支撑。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
A Unified Performance Analysis of Relaying Communication System for IoT Application With Hybrid Fading
混合衰落物联网应用中继通信系统的统一性能分析
  • DOI:
    10.1109/jiot.2019.2951179
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Chen, Zhixiong;Wang, Lijiao;Zeng, Honghai
  • 通讯作者:
    Zeng, Honghai
超密集部署下基于双向干扰图的资源分配算法
  • DOI:
    10.13245/j.hust.190117
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尼俊红;陈莉佳;郭浩然
  • 通讯作者:
    郭浩然
Improved CSMA/CA Algorithm Based on Alternative Channel of Power Line and Wireless and First-Time Idle First Acquisition
基于电力线和无线替代信道及首次空闲优先捕获的改进CSMA/CA算法
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2907705
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen Zhixiong;Liu Yingchu;Liu Ran;Yuan Jinsha;Han Dongsheng
  • 通讯作者:
    Han Dongsheng
Improved EXIT Algorithm Based on Gaussian Mixture Model and its Application to LDPC Construction in Coding Cooperative Systems With Hybrid Fading
基于高斯混合模型的改进EXIT算法及其在混合衰落编码协同系统LDPC构造中的应用
  • DOI:
    10.1109/access.2020.2980251
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen Zhixiong;Gu Yu;Chen Peiru;Zhang Jingxi;Han Dongsheng
  • 通讯作者:
    Han Dongsheng
面向电力线通信的OFDM符号定时同步算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电力自动化设备
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡正伟;贺冬梅;谢志远
  • 通讯作者:
    谢志远

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其他文献

Two theovems on QF rings
QF 环上的两个定理
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    陈智雄;薛卫民
  • 通讯作者:
    薛卫民
两个基于身份代理签名方案的安全性分析及改进
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    云南民族大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴晨煌;陈智雄;李天旭
  • 通讯作者:
    李天旭
基于 RSA 模数的一类新型广义割圆序列的迹表示
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈智雄;刘华宁;杨阳
  • 通讯作者:
    杨阳
周期为p~m的q-元广义割圆序列的线性复杂度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    武汉大学学报(理学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴晨煌;陈智雄;杜小妮
  • 通讯作者:
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一类长度为2p^2的二元序列的2-Adic复杂度研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    密码学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柯品惠;卢栎羽;陈智雄
  • 通讯作者:
    陈智雄

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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