基于WIA-PA的无线总线多信道调度算法

针对无线总线替代有线总线所带来的网络实时性和吞吐量下降的问题,充分利用无线信道提供的众多信道,在媒体接入控制(media access control, MAC)层提出了一种多信道调度算法。该算法在星型拓扑下将每个通信周期分为载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)阶段和时分多址(time division multiple access,TDMA)阶段。在CSMA阶段,基于不同优先级的灵活接入使得节点间发生碰撞的可能性大大降低。在TDMA阶段,基于全局队列的最早截止时间优先(earliest deadline first, EDF)调度使得信道利用率明显提高。仿真结果表明:提出的多信道MAC调度算法可以有效提高网络的实时性和吞吐量。     

无线Ad Hoc网络中CSCA协议的仿真研究

为了有效利用无线Ad Hoc网络中的信道资源,提出了一种多址接入协议,即信道选择冲突避免(CSCA)协议。该协议在公共信道上发送RTS/CTS分组实现握手,采用灵活的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组,接收节点成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复ACK分组。最后,利用网络仿真工具OPNET构建了CSCA协议的仿真框架,并在此基础上,通过仿真评估了协议的平均信道利用率、平均分组延迟和分组丢弃率等性能。仿真结果表明,CSCA协议在网络传输业务量重的情况下具有较高的信道利用率、较小的分组时延和分组丢弃率。     

IEEE 802.11e无线局域网中改进信道接入的简单策略

针对IEEE 802.11e在高负载下性能降低的问题,提出了一种改进信道接入的策略,这是一种不需要通过实时测量来估计网络状态的简便策略.该策略根据竞争窗口(CW)的大小改变各业务流的仲裁帧间间隔(AIFS),从而使各业务流能适应网络状态动态调整其优先级,同时结合减慢CW在成功传输时更新速度的措施以降低高负载下的冲突概率.仿真结果表明该策略不仅能提升各优先级业务流的吞吐量、时延和抖动等性能,而且能改善高负载下各优先级业务流之间信道的不公平分配,明显减轻了低优先级业务流的饥饿现象,同时提高了相同优先级业务流的公平性.     

一种新的支持智能天线应用的多址协议及其性能分析

主要研究将智能天线应用于Internet无线接入网络的中心接入点 (CAP) ,提出了基于轮询的自适应波束形成多址接入协议 (PB ABFMA)。该协议中 ,CAP接收或发送数据分组前 ,由CAP引导用户节点发送训练序列 ,CAP的智能天线据此计算出与用户节点对应的权矢量。CAP以轮询及动态TDMA方式为各节点安排发送时隙 ,采用微时隙为处于空闲状态的节点保持连接以降低时延。提出一种简单有效的竞争接入算法 ,保证新用户能够快速接入信道 ,该协议可工作于异步网络中。针对Internet中主要的“请求 -回应”(request reply)式业务 ,推导了信道利用率的计算公式。结果表明 ,PB ABFMA协议能有效支持智能天线应用并具有较高的信道利用率与良好的时延性能     

基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法

针对认知无线电信道接入中存在主用户和次级用户相互干扰、吞吐量下降的问题,提出基于隐马尔可夫模型的动态跳频信道接入算法。由于长时段的数据传输造成次级用户无法及时切换信道,将数据传输时段分为多个跳频时段,构建隐马尔可夫模型预测可用信道,建立跳频信道集合,设计动态跳频序列,使信道接入的效率更高。理论分析与仿真结果表明,该算法能够有效降低各级用户之间干扰概率并显著改善系统吞吐量,增加系统可靠性和信道利用率。     

异构无线分组网络中的接入选择机制

传统多接入选择(Multi-Radio Access Selection)方法只针对话音业务,在设计中仅仅考虑已接入用户数及系统容量,由于未将"分组级"信息考虑在内而不适用于无线分组网络。提出了一种新的异构无线分组网络中的接入选择算法,分组业务在多接入选择时考虑了实时、非实时的不同QoS要求和链路自适应机制(链路层重传及自适应调制编码);用户接入后,在保证其QoS的基础上,同时达到不同网络间负载均衡的目的。基于OPNET Modeler的动态仿真对算法性能进行了仿真评估,并与传统的最小用户数和最小路径损耗多接入选择方法在保证业务QoS和负载均衡性能方面进行了比较。     

信道接入协议FAMAC的仿真实现与性能分析

Adhoc网络是一种特殊的无中心无线网络，信道接入协议对网络性能起着决定性的作用。本文首先介绍了一种基于多信道的Adhoc网络信道接入协议FAMAC，然后给出了在GloMoSim中实现FAMC仿真的方法，并对难点问题的解决方案做了详细介绍。文章的最后给出了2种扑结构下协议性能的仿真结果。     

BCH编码对蓝牙数据传输性能改善的分析与仿真

提出了在蓝牙2．0＋EDR新规范中加入采用BCH编码的数据分组，以有效地提高蓝牙的数据传输速率以及抗干扰能力；根据蓝牙标准协议对数据包的定义推导出了新增数据分组的分组特性；分析了在AWGN信道下原有的DH分组和新采用BCH编码数据分组的数据重传概率与平均接收信噪比的关系，并且计算出了各个数据分组在不同信噪比的情况下数据传输吞吐量。仿真结果表面，在蓝牙2．0＋EDR新规范中采用BCH编码方式，明显地改善了数据传输的抗干扰能力、有效地提高了在AWGN信道下的数据传输吞吐量。     

联合功率域SPMA协议的动态阈值算法

针对基于优先级概率统计的多址接入(statistic priority-based multiple access, SPMA)模式协议在高负载情况下战术信息的碰撞概率十分严重, 网络性能无法满足协同攻击要求的问题, 本文借鉴非正交多址接入技术在功率域上区分同时同频信号的思想, 改进SPMA协议信号发送机制与多优先级检测机制, 在原有的时域、频域基础上引入功率域, 提出一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略。并针对各优先级数据包到达率的动态变化场景, 设计动态阈值算法, 以达到降低碰撞概率, 提升网络吞吐量的目的。仿真结果表明, 采用该改进策略与动态阈值算法可以使网络承载更大的业务流量, 提高网络吞吐量。     

基于时间敏感软件定义网络的工业互联网时延优化方案

大规模工业通信网络中不同优先级的数据流量共同传输会导致网络拥塞、时延增大等问题，基于时间敏感软件定义网络(time sensitive software defined network, TSSDN)框架，提出一种网络时延优化方案。在数据链路层对工业网络中不同优先级的数据流量设计分类整形调度的增强型时间感知整形器(enhanced-time awareness shaper, E-TAS)算法，缩短网络排队时延，将最高优先级同步实时数据采取流预留的方式、将次优先级非同步实时数据采取帧抢占的方式进行调度，将低优先级非实时数据按其调度权重进行公平调度，同时在网络层结合使用基于时延的Dijkstra算法，缩短网络数据的传播时延。仿真结果表明，所提方案有效保证了不同优先级数据流量的时延要求，实现了网络总时延性能的优化。     

Study of multi-rate multi-user detection based on supervision decision

Multi-user detection (MUD) based on multirate transmission in code division multiple access (CDMA) system is discussed. Under the requirement of signal interference ratio (SIR) detection at base station and framework with parallel interference cancellation, a supervision decision algorithm based on pre-decision of probabilistic data association (PDA) and hard decision is proposed. The detection performance is analyzed and simulation is implemented to show that the supervision decision algorithm improves the detection performance effectively.     

基于自相似业务流的AOS延时累积调度算法

针对自相似业务流量下的高突发性及重尾性所引起的空间数据系统调度性能下降问题,分析了高级在轨系统(advanced orbiting system, AOS)虚拟信道存取(virtual channel access, VCA)子层调度策略以及现有基于短相关模型调度算法的不足,引入Hurst参数、紧迫度、流量离差、成帧时间因子等权值参量,提出一种基于延时累积的自适应轮询调度(scheduling of delay accumulated adaptive polling, SDAAP)算法,通过自适应改变延时阀值因子实现多业务的差异化调度,从而优化AOS虚拟信道服务质量及调度性能。采用多信源重尾分布的ON/OFF流量分布模型进行仿真验证,实验结果表明,针对自相似业务流,SDAAP算法在溢出率、平均延迟等方面优于AOS固定阀值和等时调度算法。     

短波IP网络中速率自适应与SR-ARQ性能分析

短波信道的时变特性将严重影响短波通信的传输效率,同时在短波IP（Internet protocol）组网通信中影响更为显著。为此,在短波IP数据传输中给出基于选择重发ARQ (selective repeat automatic repeat-requst,SR-ARQ)的自适应调整速率的短波通信系统。系统选择有效吞吐率作为速率自适应阈值判决标准,得出了一般有效吞吐率表达式,以及不同速率判决的最佳阈值。理论分析和仿真验证了与单一速率系统相比较,系统吞吐率有明显提高。最后通过理论计算和仿真分析证明在数据分组和IP数据包在排队性能上,系统同样具有明显优越性。     

基于MAC竞争窗强化学习的传感网节能滤波机制

依据传感器网络面向应用的价值区分度特征,提出一种基于冗余价值滤波的传感器网络节能数据收集机制。所提机制采用预测模型在线评估采样数据价值,并映射为相应的价值因子,进而根据强化学习理论将价值因子引入区分服务的退避机制设计,驱动媒体介质访问层层竞争窗尺寸的自适应优化调整,在满足数据收集服务质量的前提下,有效地抑制网内价值冗余负荷传输量,实现价值区分性滤波的节能效果。仿真实验表明,所提机制能有效增加网络吞吐量和降低传输时延,且相对于一些传统的节能收集机制,能够从传感器网络数据内涵应用价值挖掘的角度,更有效地降低网络整体能耗。     

神经网络自校正预测拥塞控制算法研究

传输速率、处理速度和节点缓存容量的饱和非线性特性、传输延迟的随机时变性、用户接入的随机性以及高优先级业务的突发性,使得网络中存在严重的不确定性,由此给异步传输模式(ATM)网络拥塞控制系统的分析与设计带来极大的困难。为此设计了鲁棒神经网络自校正拥塞控制算法。其优点在于:(1)最大限度地减小了测量误差和随机干扰的作用,有效地补偿了时变不确定非线性的影响;(2)保证了闭环系统的稳定性、收敛性和公平性,增强了系统对随机延迟等不确定性的鲁棒性。仿真分析进一步验证了该算法的有效性。     

面向航空集群云网络的航空数据链MAC协议

针对未来航空集群作战的全新网络需求,提出了“航空集群云网络”的概念,设计了网络通信层面与任务需求层面耦合机制,为航空集群网络的具体通信技术研究提供了参考,并在此基础上结合基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)的可变带宽信道分配技术设计了一种面向航空集群云网络的媒体接入控制协议(aeronautic swarm cloud network oriented media access control protocol, ASCN-MAC)。详细设计了协议的任务需求认知机制,为智能化任务规划决策提供了通信支撑,并从需求出发,基于OFDMA的特点,提出了面向任务需求的层次化信道资源预约方式和信道资源贪婪预约算法。仿真结果表明,ASCN-MAC协议在任务规划决策的通信支撑能力、吞吐量性能和实时性上均具备较强的优势,可以满足新的作战样式下大量面向任务需求信息的可靠低时延传输。对全新作战样式下新一代航空数据链的研究具有一定的参考、借鉴意义。     

基于深度强化学习的UAV航路自主引导机动控制决策算法

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)航路终端约束情况下航路自主引导机动控制决策问题,采用Markov决策过程模型建立UAV自主飞行机动模型,基于深度确定性策略梯度提出UAV航路自主引导机动控制决策算法,拟合UAV航路自主引导机动控制决策函数与状态动作值函数,生成最优决策网络,开展仿真验证。仿真结果表明,该算法实现了UAV在任意位置/姿态的初始条件下,向航路目标点的自主飞行,可有效提高UAV机动控制的自主性。     

基于节点分级的NNSs跨层MAC协议设计

针对组网导航系统(networked navigation systems, NNSs)中节点高速移动、能量受限及通信时滞的问题, 融合了基于移动汇聚节点的交叉路由树构建及链式分簇相结合的路由协议(cross routing tree construction based on mobile sink and chain clustering, CRTCC), 设计了一种基于节点分级的跨层媒介访问控制协议(medium access control protocol based on graded nodes, GN-MAC)。GN-MAC采取了基于竞争的媒介访问方式, 结合CRTCC协议特点定义GN-MAC包格式并完成具有多级别节点的自适应虚拟分簇, 同时设计了改进型节点移动性检测算法, 作出了最优簇间切换决策, 提出了基于优先级的竞争机制以及多信道通信机制。最后通过算例仿真, 验证了GN-MAC在节点高速移动和多移动节点情况下, 时滞和能耗得到了有效的控制。