面向结构体数据布局优化的高效内存管理

面向结构体数据布局优化的内存池由于自身的使用特点,在传统的内存管理方式下,扩展内存需要移动数据,代价很高。为了避免移动数据,提高内存池性能,该文设计实现了基于共享内存地址映射技术的零数据移动内存管理系统DM3,辅助内存池管理内存。DM3利用POSIX标准编程接口提供的共享内存机制,在用户层操控物理内存到程序虚地址空间的映射,实现高效内存管理。首先,DM3针对结构体数据布局优化的内存使用特点,选择特定地址空间分配,既照顾到内存池扩展需求,又避免影响程序中其他内存请求。其次,在已分配的地址空间不能满足进一步扩展需求时,DM3通过内存地址重映射,实现地址空间转移而避免实际移动数据。通过在多个操作系统上的实验比较了DM3和传统的realloc方式,结果表明:DM3系统性能优越,最高可获得9.76倍加速比。DM3使用POSIX标准实现,具有跨平台移植性和易用性。应用DM3管理内存有效地增加了内存池性能。     

基于相量测量单元优化配置的配电网谐波状态估计研究

随着大量电力电子设备的接入,配电网谐波问题愈发严重。谐波状态估计的准确性直接影响到后续的谐波治理效果。相量测量单元(PMU)可以实时测量节点电压与支路电流,可借助其实现谐波状态估计。然而目前PMU价格较高,如何进行合理的优化配置保证全网谐波状态可观,同时提高谐波状态估计的准确性,是亟待解决的问题。文章首先构建了以PMU经济配置和谐波状态估计精度最高为目标的PMU优化配置模型,并提出一种改进二进制粒子群-遗传混合算法用于求解。随后在实时仿真器中搭建IEEE14节点模型,选用均值插补法以及Vondrak滤波法进行数据处理并分析了优化所得多种PMU配置场景对谐波状态估计的影响。结果表明,文章所提算法从减少投资成本及降低谐波状态估计误差角度考虑,能够给出合理的PMU配置方案,有助于支撑工程决策。     

部分节点引入相量测量的状态估计

基于GPS的相量测量装置(PMU)可以直接测得节点电压相量,包括电压有效值和相角,在状态估计一般模型的基础上,建立了部分节点电压相量可测时的状态估计模型,并针对不同的相角量测精度,采用不同的状态估计模型,PMU精度较低时,在增加量测量冗余度的同时,PMU所在节点的电压相量仍然作为状态变量参与迭代;PMU精度足够高时,直接将PMU的量测值作为状态估计的状态解,算例验证了方法的有效性和相量测量对状态估计的改善作用。     

面向边缘计算的物联网网络流量测量方法

在物联网中,边缘计算能够提供物联网计算的实时性,减少网络中数据的传输量.为了适应物联网技术的发展,研究了采用软件定义网络(SDN,software defined networking)架构的物联网网络,并利用SDN提供的方法对网络中的流量进行测量.细粒度流量测量可以更准确地描述网络中的流量,但同时也需要消耗大量的测量开销.为了减少测量过程中产生的开销并获得近似的细粒度测量,提出了一种面向边缘计算的物联网网络流量测量方案.新测量架构采用粗粒度测量和插值优化等方法进行测量.首先,在文中采用随机抽样方法通过OpenFlow协议快速获得粗粒度的网络流量测量.接着,对粗粒度的网络流量进行插值恢复,并利用多约束的优化方法对插值结果进行优化,直到找到满足条件约束的最优细粒度流量测量结果.最后,文中通过实验验证了所提出的测量方法的可行性和有效性.     

基于免疫遗传算法的PMU优化配置

针对电力系统状态完全观测下的相量测量装置(PMU)配置优化问题,提出了一种新的基于免疫遗传算法的优化配置方法.给出了免疫算子的构造、控制参数的选取以及利用系统信息与先验性知识来构造和接种疫苗的具体步骤.算例系统的研究结果表明,免疫遗传方法可以提高求解PMU优化配置问题的效率和准确性.     

一种并行计算通信优化策略

为了解决在ABEEMσπ模型电荷分布计算中,基于Cholesky分解并行算法在通信过程中不断增长引起的通信开销和同步开销问题,采用linux并行计算集群系统层通信优化方法,设计并实现了系统层零拷贝通讯优化方法,以及可卸载的LKM模块机制缩短开发和测试时间,减少数据拷贝冗余的基于地址映射的零拷贝技术,解决了通讯延迟等问题。测试结果表明:基于零拷贝的通讯优化方法保证了数据信息的及时性、高效性与准确性,大大提高了Cholesky分解并行算法的通信性能。     

拟牛顿乘子法及其应用

本文以增广拉氏函数为基础,采用序列二次规划和信赖域策略,提出了一种新的拟牛顿乘子法,克服了Powell型约束变尺度法的数值不稳性和Maratos效应。文中给出了其算法程序QNM01的数值实验结果与应用实例。     

基于多径的双极化信道信息反馈方法

天线部署空间限制和信道信息精度是影响大规模天线性能的重要因素,双极化天线能够有效地减少天线尺寸,在有限的空间内部署更多的天线,成为了大规模天线部署时的主流选择。但是由于信道的维度较大,目前,反馈技术面临码本中码字数目巨大、设计困难的问题,并且同时导致反馈开销大以及码字选择计算复杂度高。本文提出了一种新的基于多径的双极化信道反馈方法,这种方法仅仅需要少量的长周期宽带反馈的多径方向和幅度信息,结合一些短周期子带反馈的相位合并信息即可获得更加精确的预编码。结果表明这种方法能够有效地提高量化反馈效率并降低终端侧复杂度。      

基于IPv6的分布式实时网络测量系统设计

针对当前许多网络测量系统无法进行实时网络流量监测以及无法支持下一代互联网协议IPv6等不足,提出了一种基于IPv6的比特模式流定义方法和数据结构实时网络测量系统.系统通过在IPv6扩展首部中承载测量信息实现精确流测量,减少了测量开销,提高了测量效率.比特模式流定义方法提供了一种灵活的按需流定义方式,使系统能在IPv4/IPv6环境下实现流测量工作.实验证明,整个系统运行正常、效果良好.     

Robust Precoding Schemes for Multi-User MISO-OFDM Downlink with Limited Time-Domain Feedback

In multi-user multiple-input single-output orthogonal frequency-division multiplexing (MISO-OFDM) downlinks with limited feedback, both linear precoders (LP) and Tomlinson-Harashima precoders (THP) experience performance degradation due to inaccurate channel state information at the transmitter (CSIT). This analysis treats the downlink channels as random quantities and exploits their second order statistics in robust precoding schemes to correct the errors introduced in the feedback procedure. The time-domain channel vectors are found to reduce the feedback overhead more than the frequency-domain vectors. A compression and restoration method and a codebook design are also given to obtain compact feedback quantities. Simulations show that the robust LP and THP are superior to the previous methods with tradeoffs possible between performance and feedback overhead.     

车用电动燃油泵性能检测及评价系统开发研究

针对当前电动燃油泵性能检测方法的弊端,开发了一种基于单片机的新型燃油泵性能检测与评价系统,实现了燃油泵参数的自动采样、存储、动态显示功能,并能够依据检测结果自动评价燃油泵的性能.实际测试结果表明,该系统可有效提高电动燃油泵的检测精度和检测效率.     

一种基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案

以支持NBS协议(NEMO basic support protocol)的移动网络为研究对象,针对移动性管理和路由优化问题,提出基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案.将HMIPv6与NBS整合并构建层次化网络架构,利用HMIPv6的区域化管理机制降低移动网络内的移动节点注册开销.对HMIPv6进行改进,设计全新移动网络路由优化方案,消除移动网络内部节点通信过程中所存在的冗余路由.分析结果表明,同NBS对比,本方案在额外数据包开销和移动管理开销方面具有显著优势.     

桥式起重机桥架的计算机辅助设计

采用全参数计算机辅助设计方法，研制了通用的桥式类型起重机桥架CAD的专业设计软件。该软件可以设计多种型号、多种系列的桥式类型起重机的桥架。为国内起重机行业的桥架设计提供有力的帮助。     

用单斜热线探针研究离心叶轮出口三维流场的计算机辅助测量系统

本文提出一套由单斜热线、等温型热线风速仪、探针移动及转动机构、多点采样脉冲分配器、采样保持器、模数转换器和IBM微型计算机组成的,用于测量叶轮出口三维流场和紊流特性的周期性多点采样测量系统。为了克服由于转速波动而引起的测点位置变化,本系统采用转速反馈的方法,即由转速对采样脉冲间隔修正的反馈系统,以减少测量误差。     

无线多跳网络中基于网络编码的高效可靠组播路由算法

针对现有的多跳无线网络中基于网络编码的可靠组播算法,节点在数据恢复阶段存在冗余的控制开销和编码包的冗余传输问题,提出一种基于网络编码的高效可靠组播路由算法(high-efficiency reliable multicast routing algonthm based on network coding,HMNC).该算法通过采取在数据恢复阶段用组播树上游节点的反馈信息替代下游节点的冗余反馈信息以及新增节点缓存机制等措施达到减小网络控制开销和降低数据的平均恢复时延的目的.理论分析和仿真结果表明,与基于网络编码的可靠组播(network coding reliable multicast,NCRM)算法相比,HMNC算法在节点数据的平均恢复时延、网络控制开销等方面的性能均得到了提升.     

一种基于分层结构的区域路由协议

Ad hoc 网络区域路由协议ZRP（Zone Routing Protocol）结合了先应式与反应式路由协议的特点,在路由时延与路由的通信开销之间做出了折中,并且表现出良好的性能,但是该协议存在着节点分区高度重叠和扩展性差的缺点.为了解决ZRP 协议分区高度重叠的缺点,本文采用了分层网络结构中簇的概念来取代混合路由协议中的分区,在分层网络结构的高级层以簇为单位对网络进行再次分区,提出了一种基于分层结构的区域路由协议CB-ZRP（Clustering-Based ZRP）,并在NS-2 平台上进行了仿真实验,在平均端到端时延、分组到达率和路由负载这3 个方面验证了CB-ZRP 协议的有效性,比较ZRP协议路由负载降低平均接近25%.     

删除信道下单反馈SLT编码

基于反馈信息的喷泉码在选择合适的度分布函数下可以有效降低译码开销.将DALT码与基于反馈信息的SRSD度分布函数相结合,提出一种适用在删除概率较低信道中使用的单反馈SLT编码方法.与传统LT码相比,该方法仅增加一次反馈,降低了编译码过程的复杂度,其编译码复杂度、开销等均与信道删除概率有关.理论分析及实验结果表明,在低删除概率信道中,采用所提方法可以有效地减少传输中编码包的个数,其喷泉码性能优于传统的LT码和SLT码.     

基于伪逆的多小区FDD系统中的联合空分复用方法

云无线接入网(cloud radio access network,C-RAN)架构实现了小区间的联合处理,大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,Massive MIMO)技术在系统容量和频谱效率方面具有巨大的优势,但由于训练和反馈开销较大使得Massive MIMO难以应用于频分双工(frequency division duplex,FDD)系统.C-RAN架构下,考虑在不同小区之间引入联合空分复用(joint spatial division and multiplexing,JSDM)技术减少导频序列检测和信道信息反馈开销,在高酉条件不满足时,采用基于伪逆的方法来减少组间干扰,通过迫零(zero-forcing,ZF)滤波实现组内用户间干扰消除.理论分析和仿真结果表明,设计的一阶预编码矩阵相对于块对角化(block diagonalization, BD)算法复杂度得到降低,其和速率有一定改进.     

GSM快速双向认证机制研究

数字化全球移动电话(GSM,GlobalSystemforMobileCommunication)系统已广泛得在全球各地使用,目前已有超过190个国家共计10亿人口在使用GSM系统.但是现行GSM系统的认证机制存在着一些安全隐患,例如MS(MobileStation)与VLR(VisitorLocationRegister)间无法双向认证、增加HLR(HomeLocationRegister)与VLR的间传递认证信息的通信频宽负担以及VLR额外存储负担等.本文提出一种能够解决上述缺点的GSM双向认证机制,该方法在提高效率的同时不需要改变现有GSM系统构架.     

七自由度冗余仿人臂的障碍实时回避

针对具有末端位姿约束的仿人臂,给出一种实现障碍回避的新方法。将障碍物和仿人臂假想为带电体,处在障碍物构成电场中的仿人臂将受到虚拟电场力的作用。用力学方法将该虚拟作用力分解到各关节,并以分解后虚拟力为指标实时地选择一冗余关节,对该关节构成力反馈,实现障碍的实时回避。该方法使障碍回避过程不再依赖于运动学优化,将冗余度机械臂转化为非冗余度机械臂,直接给出位置形式的逆解。