In questo studio vengono discussi gli argomenti più recenti relativi alla tecnologia di posizionamento del sistema satellitare di navigazione globale (GNSS) di precisione. Il posizionamento di precisione qui significa che la posizione può essere stimata con una precisione centimetrica. Le tecnologie che supportano il posizionamento di precisione GNSS includono un aumento del numero di satelliti di posizionamento e la disponibilità di dati di correzione. Gli smartphone sono ora in grado di effettuare il posizionamento centimetrico. Per i dati di correzione, il posizionamento cinematico in tempo reale (RTK)-GNSS, che è stato utilizzato principalmente nei rilievi, e il nuovo posizionamento di punti precisi-cinetico in tempo reale (PPP-RTK) e PPP, stanno attirando l'attenzione. Il sistema satellitare giapponese Quasi-Zenith è stato tra i primi a trasmettere gratuitamente i dati di correzione PPP-RTK e PPP. RTKLIB è da tempo popolare sia per il posizionamento di precisione in tempo reale che per quello post-elaborazione. Qui, presento brevemente un metodo per migliorare questo software. La tecnologia di posizionamento di precisione rimane cruciale poiché l'uso del GNSS in applicazioni altamente affidabili, come sistemi avanzati di assistenza alla guida, droni autonomi e robot, è in aumento. Per garantire un posizionamento preciso, è essenziale migliorare le tecniche di mitigazione multipath; pertanto, vengono discussi i fattori chiave correlati a queste tecniche. Introduco anche i miei sforzi per sviluppare ricevitori software GNSS per giovani ricercatori e ingegneri come base per questo scopo. Questo studio è finalizzato a introdurre queste tecnologie alla luce delle tendenze più recenti.
Zhiwei LU Yiwen JIAO Yudi CHEN
In questo articolo, studiamo il problema del tracciamento del codice ad alta stabilità per sistemi DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) a banda limitata. Nei sistemi DSSS a banda limitata che trasportano applicazioni critiche, è richiesta un'elevata stabilità oltre a una bassa varianza di errore per il tracciamento del codice. Pertanto, proponiamo un metodo di tracciamento del codice ad alta stabilità per sistemi DSSS a banda limitata, che costruisce vettori del dominio di frequenza dal segnale ricevuto, riduce la dimensione dei vettori mediante integrazione e dump del dominio di frequenza e stima l'errore di ritardo temporale mediante il metodo del sottospazio. Forniamo anche un'espressione in forma chiusa per la varianza di errore di ritardo temporale in stato stazionario del metodo proposto, che può essere utilizzata per analizzare teoricamente le prestazioni della varianza di errore e progettare sistemi DSSS a banda limitata adeguati. L'analisi teorica e i risultati della simulazione mostrano che il metodo proposto è in grado di migliorare sia gli intervalli di tracciamento del codice massimo che lineare, realizzando così un tracciamento del codice ad alta stabilità e ha prestazioni di varianza di errore costante e un'adeguata complessità computazionale.
In Information-Centric Networking (ICN), sono stati proposti diversi schemi di routing e caching per utilizzare in modo efficiente le cache in-network e ridurre il traffico di rete. La maggior parte di essi presuppone che la distribuzione della popolarità dei contenuti richiesti dagli utenti sia omogenea. Tuttavia, si segnala che la distribuzione della popolarità effettiva misurata su Internet possiede località spaziali e temporali, che possono influenzare notevolmente le prestazioni di caching in ICN. Il routing Breadcrumbs (BC) è una soluzione chiave per mitigare il degrado delle prestazioni dovuto alla località spaziale grazie alla sua capacità di scoprire in modo flessibile i contenuti memorizzati nella cache nell'off-path. In questo documento, esaminiamo a fondo gli effetti spaziali di BC rivelando dove si trovano i contenuti memorizzati nella cache utilizzati, come BC scopre questi contenuti, che tipo di contenuti vengono trovati e come BC colma il divario di località della popolarità dei contenuti. Ci concentriamo anche su un'altra prospettiva temporale, ovvero la località temporale della popolarità dei contenuti, e conduciamo uno studio completo su come il routing BC può essere adattato alla località spaziotemporale della popolarità dei contenuti in ICN.
Shohei KAMAMURA Yuhei HAYASHI Takayuki FUJIWARA
Questo documento propone un metodo di rilevamento delle anomalie utilizzando Fast xFlow Proxy, che consente una misurazione a grana fine del traffico di comunicazione. Quando si verifica un guasto nei servizi o nelle reti, il traffico di comunicazione cambia rispetto al suo comportamento normale. Pertanto, le anomalie possono essere rilevate analizzando le loro autocorrelazioni. Tuttavia, nelle reti di operatori su larga scala, i pacchetti sono generalmente incapsulati e osservati come valori aggregati, rendendo difficile rilevare modifiche minime nei singoli flussi di comunicazione. Pertanto, abbiamo sviluppato Fast xFlow Proxy, che analizza i pacchetti incapsulati in tempo reale e consente di misurare i flussi con una granularità arbitraria. In questo documento, proponiamo un algoritmo che utilizza Fast xFlow Proxy per rilevare non solo il verificarsi dell'anomalia ma anche la sua causa, ovvero la posizione del guasto end-to-end. L'idea non è solo quella di analizzare l'autocorrelazione di un flusso specifico, ma anche di applicare l'analisi spaziale per stimare la posizione del guasto confrontando il comportamento di più flussi. Attraverso simulazioni approfondite, dimostriamo che i guasti delle stazioni base, delle reti e dei servizi possono essere rilevati senza alcun falso negativo.
Takaya MIYAZAWA Kentaro ISHIZU Hitoshi ASAEDA Hiroyuki TSUJI Hiroaki HARAI
Di recente, ci si aspettava che l'architettura della rete di accesso radio aperta (O-RAN) migliorasse sia l'apertura dei componenti di rete sia l'intelligenza delle funzioni di controllo come promettente architettura RAN per reti Beyond 5G (B5G)/6G. Nel frattempo, il consumo energetico delle stazioni base (BS) nella RAN è un problema serio che deve essere affrontato a causa del recente aumento di tipi di servizio come 4G-LTE, 5G e 5G locale, e sarà ancora più notevole nella futura era B5G. Tuttavia, una RAN convenzionale subisce sprechi di energia perché accende l'alimentazione di tutte le BS in ogni momento, anche in aree di copertura che ospitano un numero ridotto di terminali mobili e poco traffico. L'O-RAN Alliance discute il risparmio energetico delle BS, ma le sue specifiche standard non contengono sufficienti discussioni su modelli e protocolli concreti per realizzare una gestione di accensione/spegnimento delle BS altamente efficiente dal punto di vista energetico. D'altro canto, la convergenza tra rete terrestre (TN) e rete non terrestre (NTN) è stata recentemente presa in considerazione sia nella ricerca accademica che nella standardizzazione come tecnologia emergente per le reti B5G. Tuttavia, l'utilizzo delle capacità NTN per il controllo di accensione/spegnimento BS di TN nell'architettura O-RAN standard rimane non indagato, sebbene abbia il potenziale per ottenere una maggiore efficienza energetica. Questo studio propone una nuova architettura di gestione dell'alimentazione efficiente dal punto di vista energetico per le BS O-RAN. L'architettura di gestione dell'alimentazione proposta estende la tradizionale architettura O-RAN standard in modo che i risultati dell'analisi del flusso pedonale e le capacità NTN possano essere utilizzati in modo efficace per ottenere un maggiore effetto di risparmio energetico per le BS O-RAN. Di conseguenza, il controllo di accensione/spegnimento proposto riduce il consumo energetico delle BS O-RAN mantenendo la continuità delle comunicazioni, il bitrate e altre metriche. Abbiamo eseguito calcoli numerici utilizzando set di dati reali di flussi pedonali in aree mesh regionali. Di conseguenza, abbiamo dimostrato che l'architettura proposta riduce il consumo energetico fino al 40% quando l'NTN può ospitare il traffico UE di circa 400 Mbps. Inoltre, abbiamo implementato funzioni di analisi del flusso pedonale e di controllo dell'alimentazione nei controller. Abbiamo verificato la fattibilità delle funzioni dimostrando l'accensione/spegnimento di un O-RAN BS utilizzando un testbed di rete mobile.
Tomoya MATSUDA Koji NISHIMURA Hiroyuki HASHIGUCHI
La tecnologia phased-array è impiegata principalmente nei radar di profilazione atmosferica e del vento per il telerilevamento meteorologico. Come nuova via di avanzamento nella tecnologia phased-array, la tecnica Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), originariamente sviluppata per i sistemi di comunicazione, è stata applicata ai sistemi radar. Un sistema radar MIMO può essere utilizzato per creare un piano di apertura dell'antenna di ricezione virtuale con libertà di trasmissione. La tecnica MIMO richiede forme d'onda ortogonali su ciascun trasmettitore per identificare i segnali di trasmissione utilizzando più ricevitori; sono stati sviluppati vari metodi per realizzare l'ortogonalità. In questo studio, ci concentriamo sulla tecnica MIMO Doppler Division Multiple Access (DDMA) utilizzando frequenze leggermente diverse per le forme d'onda di trasmissione, che possono essere separate da diversi ricevitori nel dominio di frequenza Doppler. Il radar Middle and Upper Atmosphere (MU) è un radar atmosferico phased array a banda VHF con ricevitori multicanale. Sono necessarie configurazioni aggiuntive, che richiedono l'inclusione di trasmettitori multicanale per consentirne il funzionamento come radar MIMO. In questo studio, un confronto tra la distribuzione della luminosità del beamformer, che utilizza gli echi riflessi dalla luna, e il pattern dell'antenna ottenuto tramite calcoli ha rivelato un alto grado di coerenza, il che significa che il radar MU funziona efficacemente come un radar MIMO. Inoltre, è dimostrato che l'applicazione simultanea delle tecniche MIMO e Capon ha un effetto di reciproco miglioramento.
Yun WU ZiHao CHEN MengYao LI Han HAI
La superficie riflettente intelligente (IRS) è una tecnologia efficace per migliorare l'efficienza energetica e spettrale della rete di comunicazione wireless (WPCN). Con la cooperazione dell'utente, proponiamo un sistema WPCN assistito da IRS in cui i dispositivi wireless (WD) raccolgono energia wireless nel downlink (DL) e quindi condividono i dati. I WD a singola antenna adiacenti cooperano per formare un array di antenne virtuali in modo che le loro informazioni possano essere trasmesse simultaneamente al punto di accesso ibrido comune multi-antenna (HAP) tramite l'uplink (UL) utilizzando la tecnologia multi-input multi-output (MIMO). Ottimizzando congiuntamente il beamforming passivo nell'IRS, il beamforming attivo nel DL e nell'UL, l'energia consumata dalla condivisione dei dati e l'allocazione temporale di ciascuna fase, formuliamo un problema di massimizzazione del throughput UL. Tuttavia, questo problema di ottimizzazione è non convesso poiché le variabili di ottimizzazione sono altamente accoppiate. In questo studio, applichiamo la tecnologia di ottimizzazione alternata (AO) per disaccoppiare le variabili di ottimizzazione e proponiamo un algoritmo efficiente per evitare la difficoltà di risolvere direttamente il problema. I risultati numerici indicano che il metodo di ottimizzazione congiunta migliora significativamente le prestazioni di produttività UL in WPCN multiutente rispetto a vari metodi di base.
Akira SAITOU Kaito UCHIDA Kanki KITAYAMA Ryo ISHIKAWA Kazuhiko HONJO
L'espressione analitica della trasmissione per la comunicazione del momento angolare orbitale (OAM) mediante array di antenne loop e paraboloidi è derivata per ottenere una distanza di comunicazione di 100 m. Con la distribuzione del campo della singola "modalità OAM trasformata" irradiata da un'antenna loop, il campo collimato dal paraboloide trasmittente e il suo campo diffratto sono derivati analiticamente. Sono inclusi gli effetti delle frequenze, delle dimensioni dei paraboloidi e degli spostamenti degli array trasmittenti e riceventi dai piani focali. Con la distribuzione del campo diffratto sul piano focale del paraboloide ricevente, la trasmissione tra le antenne loop trasmittenti e riceventi è stimata analiticamente. È dimostrato che la trasmissione tra le antenne con diverse modalità OAM è nulla, ma la trasmissione tra le antenne con la stessa modalità può essere ridotta. Per chiarire il meccanismo della riduzione, i fattori della riduzione sono definiti quantitativamente e vengono derivate le formule esplicite. Sulla base dei risultati analitici, viene dimostrata una stima numerica per una distanza di comunicazione di 100 m, dove la frequenza, la lunghezza focale e la dimensione del paraboloide sono rispettivamente 150 GHz, 50 cm e 100 cm. Quando entrambi gli array sono posizionati su ciascun piano focale, la trasmissione per il segnale è superiore a -7.78 dB per otto tipi di modalità OAM. La trasmissione è minima per la modalità di ordine più elevato. Si dimostra che la perdita di trasmissione viene mitigata ottimizzando gli spostamenti degli array di trasmissione e ricezione dai loro piani focali. La perdita viene resa quasi uniforme sfruttando il compromesso del miglioramento per gli ordini di modalità. La trasmissione viene migliorata di 5.98 dB, per essere superiore a -1.80 dB, ottimizzando gli spostamenti degli array.
Anoop A Christo K. THOMAS Kala S
In questo documento, viene proposto un nuovo Orthogonal Time Frequency Space (ESM-OTFS) basato su Enhanced Spatial Modulation per massimizzare i vantaggi della trasmissione con Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) e Enhanced Spatial Modulation (ESM). L'obiettivo principale di questa nuova modulazione è migliorare l'affidabilità della trasmissione, soddisfacendo i severi requisiti di elevate velocità di trasmissione e rapido trasferimento dati nei futuri sistemi di comunicazione wireless. Il documento delinea inizialmente il modello di sistema e le tecniche specifiche di elaborazione del segnale impiegate in ESM-OTFS. Inoltre, viene presentato un nuovo rilevatore basato sulla stima del segnale sparso specificamente per ESM-OTFS. La stima del segnale sparso viene eseguita utilizzando un'approssimazione posteriore completamente fattorizzata mediante Variational Bayesian Inference che porta a una soluzione a bassa complessità senza alcuna inversione di matrice. I risultati della simulazione indicano che ESM-OTFS supera i tradizionali OTFS basati sulla modulazione spaziale e il nuovo algoritmo di rilevamento introdotto supera altri metodi di rilevamento lineare.
Questo documento studia la probabilità di interruzione della segretezza della selezione dell'antenna di trasmissione (TAS) con combinazione di selezione generalizzata ibrida (GSC)/combinazione di selezione (SC) nel sistema di relè amplificato e diretto (AF)-multiple input multiple output (MIMO). Questo documento deriva l'espressione esatta della distribuzione cumulativa (CDF) del rapporto segnale/rumore ricevuto (SNR) per TAS con sistema ibrido GSC/SC. Utilizzando la CDF derivata, questo lavoro deriva il limite inferiore e le forme asintotiche per il sistema di combinazione ibrido per la probabilità di interruzione della segretezza. I risultati asintotici mostrano che il sistema ibrido proposto fornisce la diversità di segretezza del prodotto del numero di antenne nel nodo di relè e il numero con il numero minore di antenne tra il nodo sorgente e il nodo utente. Un risultato interessante è che l'ordine di diversità di segretezza è indipendente dal numero di segnali di combinazione e dal numero di intercettatori.
Yi CHENG Kexin LI Chunbo XIU Jiaxin LIU
Nei moderni sistemi radar, il modello di distribuzione composta generalizzata è più adatto per descrivere le caratteristiche di distribuzione dell'ampiezza del clutter radar marino. La simulazione accurata ed efficiente del clutter marino ha un'importante importanza pratica per l'elaborazione del segnale radar e il rilevamento del bersaglio sulla superficie del mare. Tuttavia, nel tradizionale metodo di non linearità a memoria zero (ZMNL), il modello di distribuzione composta generalizzata correlata non può gestire parametri non integrali o non semi-integrali. Per superare questa lacuna, viene proposto un nuovo metodo di generazione di clutter distribuito composto generalizzato correlato, che modifica il metodo di generazione di sequenze casuali distribuite Gamma generalizzate nei tradizionali modelli di distribuzione composta generalizzata. In primo luogo, combinando con la distribuzione Gamma e utilizzando l'additività della distribuzione Gamma, la funzione di densità di probabilità (PDF) della funzione Gamma viene trasformata in un'equazione differenziale ordinaria non lineare di secondo ordine e la sequenza distribuita Gamma sotto parametro arbitrario viene risolta. Quindi la sequenza distribuita Gamma generalizzata con parametro arbitrario può essere ottenuta tramite la relazione di trasformazione non lineare tra la distribuzione Gamma generalizzata e la distribuzione Gamma, in modo che i parametri di forma del disordine marino distribuito composto generalizzato siano estesi a numeri reali generali. I risultati della simulazione mostrano che il metodo proposto non è solo adatto per la simulazione del disordine con valori dei parametri di forma non integrali o non semi-integrali, ma migliora anche ulteriormente il grado di adattamento.
Nel posizionamento satellitare, sono necessarie sia la ricezione dei segnali di misurazione della distanza sia l'acquisizione dei messaggi di navigazione. In generale, l'acquisizione dei messaggi di navigazione non richiede sempre la ricezione di onde radio; tuttavia, quando le onde radio vengono utilizzate per l'acquisizione, è richiesto un periodo di ricezione continua significativamente più lungo di un secondo. Il sistema di posizionamento satellitare europeo, Galileo, ha iniziato a trasmettere nuovi messaggi di navigazione da agosto 2022. Il miglioramento si basa su un modello di sincronizzazione secondario, correzione secondaria degli errori in avanti ed effemeridi ridotte per facilitare il rapido recupero dalle interruzioni nell'acquisizione dei messaggi causate dal temporaneo deterioramento della ricezione radio. Questo documento valuta le caratteristiche di recupero dalle interruzioni nell'acquisizione dei messaggi di navigazione spostando la ricezione di questo messaggio di navigazione I/NAV migliorato.
Pierre LEBRETON Kazuhisa YAMAGISHI
Lo streaming video a bitrate adattivo (ABR) è un'applicazione importante su Internet. Per garantire che gli utenti possano usufruire di servizi di alta qualità, è necessario progettare meccanismi di controllo ABR che selezionino saggiamente i blocchi in base alla produttività di rete disponibile. Per affrontare il problema della selezione dei blocchi, questo documento descrive un meccanismo di controllo del bitrate adattivo che sfrutta le informazioni sulla produttività a lungo termine nel processo di selezione dei blocchi. Mentre i lavori precedenti hanno preso in considerazione come la qualità dovrebbe essere richiesta su base per blocco, il metodo proposto aumenta la tempistica dell'analisi e consente di raggiungere una qualità dell'esperienza (QoE) più elevata. Ciò avviene selezionando in modo appropriato una sequenza di valori di qualità di blocchi consecutivi anziché il valore di un singolo blocco. I risultati della simulazione sono riportati su un'ampia varietà di condizioni di rete reali e vari algoritmi di previsione della produttività e mostrano il vantaggio del metodo proposto rispetto ai meccanismi di controllo ABR convenzionali.