瑞利衰落信道下SR-ARQ-AMS系统时延性能研究

针对瑞利衰落信道,对一种结合选择式自动请求重传(SR-ARQ)技术的自适应调制系统(SR-ARQ-AMS)及其传输原理进行了分析,构造了一个有限状态Markov链来描述其瑞利衰落信道.利用等效时延的思想,建立了发送端带有休假的M/G/1非空竭服务排队模型描述该自适应调制系统.考虑了经有限次传输未成功分组的服务时延对系统时延性能的影响,求得了该系统分组平均等待时延、分组平均时延和归一化最大吞吐量的解析式.通过数值模拟分析了各参数对系统时延性能的影响,进而得到提高系统传输速率的方法.仿真结果表明SR-ARQ-AMS在瑞利衰落信道下能获得更好的系统时延性能.     

卫星导航地基增强系统通信协议分组时延研究

分析了应用于铁路、内河水运等领域的分布式区域卫星导航地基增强系统通信协议时延.为保障中心站信息的及时传输,采用优先站点轮询方式共享信道.通过内嵌马尔科夫链的方法,推导出了中心站和一般站的分组平均等待时延,仿真结果验证了理论分析的正确性.理论分析和仿真表明中心站平均等待时延远小于一般站时延,当一般站个数较多时尤其明显.     

改进的卫星网络多路径并行传输算法

针对传统多路径并行传输（concurrent multi-path transfer, CMT）协议无法适应卫星网络高误码特性,提出了一种CMT改进算法。首先,在缓解接收端缓存阻塞的基础上,根据链路中传输的传输序列号(trans-mission sequence number, TSN)相对连续的分组时延抖动,正确判断网络的拥塞状况;然后,接收端选取返回时延最短的路径,将拥塞因子及时反馈给源端,源端调节相应链路的拥塞窗口,调整注入网络的数据量。仿真结果表明:本文算法在缓解因卫星链路差异造成的接收缓存阻塞的同时,能够根据网络状况自适应区分拥塞与误码,实现链路的高效利用。相对于传统CMT协议,改进的CMT协议在网络吞吐量、窗口抖动、时延和丢包率等方面都有明显提高。     

POOSL的扩展及其在性能分析中的应用研究

为了定量分析系统的吞吐量、时延、缓存平均利用率等长期样本均值（long-run sample average）性能指标，应用再生周期技术（the technique of regenerative cycles）扩展了形式化建模语言POOSL的构件库。并针对在嵌入式系统中应用广泛的滑动窗口协议，使用扩展后的POOSL为选择重传滑动窗口协议建立了性能分析模型。根据模型模拟执行结果，定量地分析了窗口大小、包大小、超时间隔等参数对协议性能的影响。分析表明，扩展后的POOSL能够有效地应用于对系统的长期样本均值性能指标进行定量分析。     

TCP/IP网际语音/数据综合传输方法分析

本文根据语音与数据传输的特点，提出了一个新的ＩＰ网关模型以及语音／数据综合传输的三种方法，通过分析说明了在语音分组动态优先方式下，语音分组的平均等待时延随着语音分组的优先级增加而单调下降。     

GEO卫星移动通信系统的动态切换算法

与地面蜂窝系统相比,GEO卫星移动通信系统具有波束覆盖大、信号传输时延长、星上资源受限和终端移动速度分布跨度大的特点.为此,从GEO卫星移动通信系统的特点出发,提出一种根据导频信号接收强度和移动终端速度估计,对平均窗口长度和滞后余量取值进行自适应调整,且易于实现的动态切换算法.系统建模仿真结果表明,与传统算法相比,该切换算法降低了链路衰落率和切换时延,避免了不必要的切换,对高速终端具有较好的适应性.     

脑电信号频带能量特征的提取方法及分类研究

研究了基于运动想象脑电信号脑-机接口的特点,根据事件相关去同步和事件相关同步现象对GRAZ大学提供的想象左右手运动时的脑电数据进行μ节律和β节律处的频带能量提取,针对频带能量特征提取过程中滑动时间窗口长度往往依据经验选择的缺点,提出使用交叉验证的方法对最佳滑动时间窗口的长度进行选择,通过对比几种分类器的分类结果,得出在窗口长度为2s时使用支持向量机分类器可以获得最佳分类效果,对训练数据集的平均分类识别正确率最大可以达到91.4%,而在该窗口长度下对测试数据集的最大分类正确率为87.9%,最大互信息0.56bit,表明该频带能量特征提取方法结合支持向量机分类器比较适合于BCI的研究。     

基于自适应矢量压缩的机会网络高效低时延路由算法

针对采用epidemic机制的机会网络路由算法在汇总矢量(summary vector, SV)的交换、存储和请求矢量(request vector, RV)的交换过程中存在冗余开销影响效率的问题,提出一种基于自适应矢量压缩的路由算法（epidemic routing based on adaptive compression of vector, ERACV）,所提算法通过采用自适应压缩SV和RV的长度、改进SV交换、收到SV分组后优先发送目的地为相遇节点的数据分组等新机制,减少控制开销和节点的存储开销,降低数据分组时延。理论分析验证了ERACV算法的有效性,仿真结果显示,与经典的感染路由算法分销及其改进后的消息传输控制算法相比,ERACV算法的控制和SV存储开销分别减少了39% 和96.4%,数据分组的平均端到端时延则降低了2.5%以上,并且维持了100%的数据传送成功率。     

基于随机/自由和按需算法的卫星BoD多级MAC协议

针对全球没有统一BoD协议标准的问题,根据随机、自由和按需分配多址协议的特点,借鉴802.11分层协议工作原理,提出了一种新的BoD多级MAC协议,它根据地面站数量和系统业务量确定使用不同的协议,通过提高动态信道利用率达到降低平均传输时延的目的。理论分析和仿真结果表明,多级MAC协议在系统业务量小、地面站多时能得到小的传输时延;业务量增大后,在保持最大系统流量的同时仍能得到较小的传输时延,同时通过改进碰撞算法保证了系统的稳定性。     

机载战术网多信道S-ALOHA协议设计与分析

针对机载战术网(airborne tactical network, ATN)高动态、大尺度、节点稀疏分布、通信业务多样等特征,以及高可靠、低时延的信息传输需求,提出一种新的多信道时隙ALOHA(multi-channel slotted-ALOHA, MC-S-ALOHA) 协议。该协议采用一种基于活跃节点数量的退避机制,其竞争窗口的大小随网络中活跃节点数量的变化而自适应动态调整。针对提出的协议,通过对网络中忙碌信道数量和活跃节点数量建立二维马尔可夫链模型、对节点发送缓冲区建立一维马尔可夫链模型,理论推导了网络吞吐量、分组端到端时延和分组成功传输概率的数学表达式。仿真结果验证了理论推导的准确性,并表明该协议能够有效满足ATN的性能需求。     

UMTS流媒体业务的一种优化传输方案

为了解决通用移动通信系统UMTS中流媒体业务链路级应答导致的时延积累和播放中断问题,提出了采用变速率的传输方案。当发生重传时,增加信道传输速率,消除时延积累,从而避免了客户端缓冲区数据耗尽引起的播放中断。仿真结果表明,该方案减小了出现播放中断的概率,提高了无线资源的利用,提高了多媒体业务的服务质量。     

联合AMC,ARQ与包分割的通信系统队列分析与跨层优化

针对联合自适应调制编码（adaptive modulation and coding, AMC）, 自动重传请求（automatic repeat request, ARQ）与包分割传输3种机制的通信系统,提出了一种ARQ多帧动态周期反馈机制,并建立了分析此系统的马尔可夫链模型,得到了包平均时延、平均反馈次数、平均掉包率和系统吞吐量等多种性能指标。在此基础上提出了在服务质量（quality of service, QoS）条件约束下,以最大化系统有效吞吐量为目标的双向链路跨层最优化算法。仿真结果表明,提出的马尔可夫链模型能精确预测系统的性能,与现有的单帧反馈和多帧固定周期反馈相比,提出反馈机制可达到更大的系统有效吞吐量。     

数据丢包的参数不确定下无人机滚动时域估计

针对网络中通信链路中断及系统参数不确定现象,研究了数据包丢失的参数不确定无人机系统状态估计问题,基于滚动时域估计理论和随机最小二乘理论,提出了一种分布式滚动时域估计算法。对于数据包丢失和参数不确定问题,采用已知概率的马尔可夫序列和系统矩阵扰动噪声进行建模。仿真结果表明,该算法的估计效果优于一种新的卡尔曼滤波算法。最后,研究分析了系统压缩量、数据包接收概率和时窗长度对所提算法估计性能的影响。在系统不确定性和丢包概率未知的情况下,适当增加时窗长度可以提高算法估计性能。     

不完美反馈下基于立即可解网络编码的多播重传机制

为进一步降低不完美反馈下无线多播网络的传输时延, 提出一种不完美反馈下基于立即可解网络编码的时延最小化重传方案。在综合考虑各接收端接收状态和传输链路丢包率的情况, 构造优先发送集, 并根据部分可观测马尔可夫决策过程计算优先发送集合中各接收端的置信状态。同时, 优化编码包生成算法, 简化立即可解网络编码图模型, 以快速生成重传编码包。仿真结果表明，本方案相比于传统方案, 能够有效降低解码时延和完成时延, 尤其是在接收端和数据包数较多的情况下优势更为突出。     

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。     

参数自适应的随机早期检测算法

随机早期检测(Random Early Detection，RED)是一种广泛应用于包交换网络的主动队列管理技术，它通过保持较小的平均队列长度，在缓冲区溢出前主动丢包，降低路由器的丢包率，保持较低的服务延迟，避免缓冲区锁定，提高网络的利用率。但是RED严重依赖于参数的设置。该文根据保持网络流量平稳的丢包率和路由队列的变化提出了一种自适应地调节参数的RED改进算法。模拟实验的结果表明，自适应地调节参数提高了RED的适应性，降低了数据包排队延时和丢包率，提高了链路利用率。     

基于区域不相交的无线传感网任播路由算法

在无线传感器网络(wireless sensor networks, WSN)中采用任播技术可以均衡数据流及能耗。传统算法常采用节点不相交路由策略,但隐终端问题仍会造成任播路径间的传递碰撞。针对该问题,提出基于区域不相交策略的WSN任播路由算法。该算法采用扇形通道技术和基于不同时隙的区域不相交发送策略以减少任播路径传递碰撞问题。仿真实验数据表明,相比较节点不相交路由策略和最短路径优先区域不相交路由策略,本文算法在分组投递成功率和节点平均能耗上具有较好的性能优势,从而提高网络生存期。     

带硬时间窗的O2O生鲜外卖即时配送路径优化

针对线上到线下（O2O）生鲜外卖订单动态性高和配送服务时效性强的特征，建立以配送距离最小为目标，带硬时间窗的O2O生鲜外卖即时配送路径优化模型。根据硬时间窗的要求和合单配送思想，设计滚动时域延迟配送算法进行求解。通过大量数值仿真实验验证了该算法在实际网络与一般仿真网络中均具有有效性，并且配送距离比滚动时域非延迟配送算法短。通过对各项参数的敏感性分析，发现滚动时域时长不宜过长或过短，且订单的时间窗对配送距离的影响不明显。为了缩短配送距离，可以增加配送员车容量。研究结果可为生鲜企业的即时配送车辆调度提供理论指导。     

基于DDS的像质处理提升仿真系统设计与实现

在分布式图像仿真系统中,各子系统具有很强的异构性,如何通过网络确保子系统间数据传输的可靠性、实时性和互操作性是一个十分棘手的问题。提出使用数据分发服务(data distributed service,DDS)来构建一个分布式的像质处理提升仿真系统,该系统包含系统管控、图像仿真、处理提升、性能评估和可视化5个子系统,通过DDS既能将5个相对独立的子系统纳入到统一的信息网络中,又能实现海量图像数据的实时可靠传输。并将DDS与传统的传输控制协议/因特网互联协议在网络传输性能(传输时延、吞吐率、丢包率)方面做了比较,试验结果表明DDS具有更低的传输时延、丢包率和更高的吞吐率。最后通过DDS实现了像质处理提升仿真系统的功能测试,验证了DDS技术能够有效解决分布式条件下数据实时可靠交互的问题。