双向四节点中继协作传输策略性能分析

讨论和研究了高频谱效率的双向四节点无线网络中继协作策略.其系统模型为线型放置的4个节点要通过中间2个节点的中继协作来实现2组数据的交换.基于该系统模型,给出了只采用叠加编码技术的双向中继传输策略(SC-relaying)和联合网络编码与叠加编码的双向中继协作传输策略 (JNSC-relaying),并对它们可获得的速率范围和吞吐量性能做了分析和讨论.数值分析结果表明,在可获得的速率范围性能方面,JNSC-relaying策略并没有明显的优势;然而在吞吐量性能方面,JNSC-relaying策略可获得明显的性能改进.     

Rayleigh衰落信道下的无线网络编码

网络编码技术是一种能有效提高网络吞吐量的新技术。但是在实际的无线网络中,数据传输会受到信号衰落的影响,导致误码率增加以及网络吞吐量下降,使得无线网络编码技术的实际性能下降。为了进一步提高无线网络编码的性能,该文分析了Rayleigh衰落信道下网络编码的性能,并将其归纳为一个最优化问题。通过求解该最优化问题,给出了编码节点的最优传输策略,即最优传输功率与最优传输速率。数值解与仿真结果显示:该策略能有效提高网络的吞吐量。     

车载容迟网络下基于节点传输能力的服务分发协议

为了解决车载容迟网络(VDTN)中节点间歇性连接导致的传输性能下降问题,提出了基于节点传输能力的服务分发协议(NDCSD).在NDCSD协议设计中,通过对节点有效连接时间估计内的吞吐量函数积分得到节点传输能力,采用小波神经网络对样本数据进行学习的方法获得吞吐量函数估计.然后,以节点传输能力为度量,采用Dijkstra算法设计服务数据分发协议,并在随机网络仿真器上实现了该协议.结果表明,与同类协议相比,NDCSD协议能够提高VDTN环境下服务数据的投递成功率,降低服务数据的传输时延、时延抖动及丢包率,说明综合考虑连接时间和吞吐量的方法能够改善VDTN下的服务传输能力,实现可靠传输.     

基于网络编码的无线局域网多播MAC协议及性能分析

针对现有IEEE 802.11协议无法提供可靠多播服务的缺陷,提出一种基于网络编码的无线局域网多播MAC协议MPNC.该协议对已有的ELBP协议进行了扩展,采用网络编码组传输模型发送多播数据.对于多播源节点,采用随机线性码对多播数据帧进行编码组合发送;对于多播接收节点,在接收的编码帧累积到一定数量后通过解码操作恢复出所需的原始数据.该方案有效减少了多播数据帧的发送次数,从而提高了无线带宽的利用效率.基于终端信道竞争的二维马尔可夫链模型,推导了差错信道下MPNC协议在网络饱和状态下的吞吐量理论表达式.最后,使用NS-2模拟器评估MPNC协议在不同信道误比特率和多播节点数目下的性能.仿真结果表明,MPNC比已有LBP和ELBP协议获得更优的吞吐量性能,并验证了理论分析的正确性.     

使用网络编码技术的同步传输方法

提出基于网络编码的同步传输方法,分析传统传输和分步传输、同步传输的网络编码传输方法,给出相应的归一化吞吐量.仿真结果表明:在低误码率下,相比于其他传输方法,基于网络编码的同步传输方法能够更好地减少传输时隙,有效地提高网络吞吐量.     

基于物理干扰模型的分布式传输调度算法

传统上对无线多跳网络中传输调度问题的研究是基于协议干扰模型的。该模型对问题的分析比较简单,通常会使调度算法的性能较差。该文提出了一种基于物理干扰模型的分布式调度算法来提高网络吞吐量。物理干扰模型反映了接收节点的信干噪比(SINR),是对现实场景中干扰的一种更精确的抽象。该文将传输调度问题建模为整数线性规划(ILP)问题,然后将其松弛为一般的线性规划(LP)问题,提出一种分布式算法来求解LP问题的最优解,进而计算传输调度问题的最优解。在该分布式算法中,每个节点只需要本地的信道信息便可以计算出最优的传输概率,从而实现最优调度。仿真结果表明:该算法可以很快收敛到最优解,并且吞吐量性能与中心式算法接近。     

多码道扩频多址ALOHA系统吞吐性能分析

对多个码分信道情况下扩频多ALOHA(additive link on-line hawai sysetm)系统的吞吐性能进行了深入研究,并与单个码分信道时的扩频ALOHA系统以及传统ALOHA系统进行了吞吐量性能的比较,给出了相应的仿真和数值结果。结果表明,多码道扩频多址ALOHA系统可以显著提高网络的吞吐性能,在低复杂度和高信道利用率的无线分组网络应用中具有重要意义。     

基于联合稀疏图的CDMA系统建模与分析

针对传统码分多址(CDMA)在接入用户数量过载传输时性能低下的问题,构造了联合稀疏图模型,该联合稀疏图以变量节点为桥梁,通过低密度的边同时连接码片节点和校验节点而将CDMA的低密度扩频矩阵和LDPC码的低密度校验矩阵相结合;然后在联合稀疏图上采用消息传递方式进行多用户检测和信道译码,完成联合检测译码方案.仿真测试表明:联合稀疏图具有抗多址干扰和信道干扰等特点,基于联合稀疏图的接收机能够获得比Turbo接收机更优的传输性能;在过载情况下,基于联合稀疏图的CDMA系统的误比特性、平均迭代次数、消息收敛特性和远近效应优于基于单一稀疏图的CDMA系统,即使严重过载,文中系统也能获得理想的通信性能.     

基于蛙跳算法的Mesh网络最优路径

为了降低mesh网络的传输时延和带宽消耗总量,以及提高整个网络的吞吐量,提出了一种基于改进蛙跳算法的mesh最优路径算法.首先,采用Leach协议对整个网络进行分簇,建立各个簇的簇头;然后对经典的蛙跳算法进行改进,并基于改进的蛙跳算法来建立mesh网络的簇头之间的多跳路由,从而寻求出从源节点到目标节点的最优传输路径.在NS2工具下进行仿真,与其他方法在传输时延、带宽消耗总量以及网络吞吐量等方面进行比较,结果表明本文方法具在这三个指标上均能超越被比较方法,具有较大的优越性.     

认知传感器网络中基于新型感知帧结构的吞吐量优化

在认知传感器网络(CSN)中,基于协作频谱感知,提出新型感知帧结构,认知节点的频谱感知和数据传输可以同时进行,通过对感知带宽的优化提升CSN的吞吐量。研究认知节点时延服务质量(QoS)约束对吞吐量的影响,证明最大的吞吐量和最小的传输时延不能同时得到。提出一种高效的迭代算法联合优化感知带宽和汇聚节点判决门限以使吞吐量达到最大而时延约束也得到满足。仿真结果显示提出的方案能够有效提升CSN的吞吐量,不同的传输时延QoS需求对应不同的最优感知带宽。     

四自由度挖掘装置的力学特性分析

为了分析四自由度挖掘作业装置的力学特性,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立了作业装置的运动学模型,确定了各个关节相对于基础坐标系的函数关系式。根据作业装置各个关节之间的连接关系和不同的驱动方式,分别建立了斗杆、铲斗挖掘时的最大挖掘力优化求解模型,得到了作业装置在工作空间内的挖掘力、倾翻力矩和水平作用力的分布特性,为作业装置的设计、挖掘机作业稳定性分析和安全控制提供了依据。提出的优化分析方法,具有简单、可靠的特点,有理论和工程应用价值。     

基于网络计划法的战场工程保障兵力分配模型

为解决战场工程保障时效性和兵力不足等难点,提出了一种兵力分配的建模方法,目的在于提供计算机兵力生成的算法基础.即采用网络计划分析方法,描述战场工程保障作业项目及其特征要求,确立兵力流在网络中的平衡与约束准则,据此构建基于"时间-兵力-闲置"优化的兵力分配模型;挖掘工程保障作业工序兵力需求呈现的"区间数""关键线路"的时间约束特征,给出了一种求解模型的网络迭代算法.该模型反映了战场工程保障任务的动态化特征与深层逻辑联系,是对工程保障多目标的控制与资源均衡优化.     

基于可信度的节点选择算法

为了解决提高检测概率与减少网络开销间的矛盾,基于数据优化融合理论,提出了基于可信度的能量融合协同感知算法（EFCS算法）及节点选择算法。通过自适应迭代算法估计出各认知用户的感知可信度,并推导出了算法检测性能与协同用户数及感知可信度间的确定关系。算法能够在达到检测性能指标的前提下,尽可能多地删除冗余协同感知用户。仿真证明,节点选择算法在保证较高的检测概率的同时极大的节省了网络开销。     

基于点线回路优化求解TSP的一个新算法

快速有效地解决TSP问题,有着重要的理论价值和极高的实际应用价值。提出了基于点线回路优化求解TSP的算法,首先将原基本回路切去一些点(线段、路径)变成残缺回路,然后把切去的点(线段、路径)重新插入到残缺回路的所有节点之间,生成新的基本回路,切去点(线段、路径)的数量,从一个变到基本回路节点数的一半。算法实现容易、运行速度快,生成的结果接近其最优解。算法尽量避免了陷入局部极小,使得在短时间内能够求解较大规模的TSP问题。     

弹性纵波在不同非线性法向变形行为节理处的传播

对正向入射弹性纵波穿越具有不同非线性法向变形本构关系的单一岩石干性节理的特性进行理论研究.在没有剪切波的条件下,探讨了BB双曲线模型和经典指数模型两种不同的节理非线性法向变形行为对弹性纵波传播的影响.依据这两类节理本构关系,建立了不同的非线性位移不连续模式,分别获得了弹性纵波穿越单一节理时的反射、透射系数的解析解及数值差分解.针对节理初始法向刚度(kni)、节理闭合量(dn)与最大允许闭合量(dma)比值(γ)以及入射波频率(f)等参数进行研究,同时将2种模型的计算结果进行比较,得到的结论具有一定理论意义.     

供应不确定下易逝品定价和订货联合决策模型

为求解面临随机需求的易逝品零售商在供应不确定时对产品订购数量和销售价格同时决策的问题,通过采用最优化方法,建立了相应的数学模型,提出了问题最优解的唯一性条件及求解联合决策问题的迭代算法,并证明了价格是次品率和供货延迟率的增函数,安全库存量是次品率和供货延迟率的减函数,以及在价格给定时,最优订购量和最优期望利润是次品率和供货延迟率的减函数。数值实验结果印证了这一结论,并显示最优利润是次品率和供货延迟率的减函数。结论说明,易逝品零售商在充分衡量供应商的供应能力后,应选择能力高者。     

海温垂直结构声特征提取的反演算法

针对自适应搜索算法在海温垂直结构冲激响应特征提取中运算速度慢、精度低的不足,引入共轭梯度反卷积算法CG(conjugate gradient method),得到海温垂直结构的冲激响应,利用层剥算法对所求得的冲激响应进行反演,得到海温垂直结构特征。结果表明:该算法能够克服单纯使用层剥算法而带来的反演不稳定现象,而且相比自适应搜索算法,反演速度快,反演精度高,具有一定的抗噪能力,并且声源信号的入射波形对反演效果影响较小,不同的迭代终止条件对反演结果也有较大的影响,在适当的范围内,减小迭代终止条件可以提高反演的精度,但是,如果迭代终止条件过小,则会引起虚假振荡,造成反演结果发散。     

柔性动边界梁在横向撞击下的动力响应

研究特定约束条件下梁受横向撞击的动力响应,这些约束表现为弹性支承刚度和阻尼特征,也就是具有柔性动边界.建立了具有动边界梁的力学模型,综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况.根据撞击局部区域的接触力—嵌入深度关系式,利用拉格朗日方法建立了横向撞击下柔性动边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同撞击条件下撞击力、横向位移的对比分析,说明了柔性支承对结构动力响应的影响.结果表明,低速撞击条件下,柔性支承对撞击力的影响较小,但对结构位移响应的影响较显著,并且弹性支承会使梁受撞击后的变形过程与简支梁相比增加一个变形阶段. 受横向撞击的动力响应,这些约束表现为弹性支承刚度和阻尼特征,也就是具有柔性动边界.建立了具有动边界梁的力学模型,综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况.根据撞击局部区域的接触力一嵌入深度关系式,利用拉格朗日方法建立了横向撞击下柔性动边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同撞击条件下撞击力、横向位移的对比分析,说明了柔性支承对结构动力响应的影响.结果表明,低速撞击条件下,柔性支承对撞击力的影响较小,但对结构位移响应的影响较显著,并且弹性支承会使梁受撞击后的变形过程与简支梁相比 加一个     

索道桥耐荷分析与试验

为了分析索道桥的耐荷性能,提出了该类桥梁结构在车辆荷载作用下的垂度及索力的分析方法。基于挠度理论,以索的无应力长度相等作为平衡条件,考虑温度的影响,给出了活载作用于跨中及四分点时索桥垂度的计算公式。对某实桥进行了荷载试验,将其理论分析结果、有限元仿真分析结果及实测结果进行对比分析,结果表明:仿真分析值与实测值误差在1%以内,理论分析计算值与实测值误差在2%以内。由此可见,该理论方法能准确地评定既有索道桥的承载能力,也可供同类桥梁结构设计参考。     

六自由度电磁跟踪系统位置参数求解算法的改进

为了获得精度较高、稳定性较好的六自由度电磁跟踪系统目标参数求解算法,在分析原参数求解算法误差产生原理的基础上,引入特征值和特征向量的概念,提出了一种结合特征向量法和单位指向矢最大分量跟踪法的改进算法来求解目标的位置参数,并对改进算法的稳定性进行了分析。通过数值模拟和实验验证,算法很好地解决了原跟踪算法在位置参数α、β角度较小区域将误差放大的问题,提高了算法的稳定性和系统定位计算的精度。