城市无人机毫米波通信网络建模与性能分析

为克服毫米波信号的穿透能力弱,易被遮挡的问题,综合考虑城市地区建筑物特性与毫米波传输特性,提出一种无人机辅助的城市地区毫米波网络。基于随机几何理论,对提出的网络建模,无人机和建筑物的位置建模为两个独立分布的泊松点过程,建筑物的形状建模为长方体,高度服从瑞利分布。基于此模型,推导得到一个典型用户覆盖率的近似表达式。仿真结果表明,近似表达式在降低了计算复杂度的前提下,与仿真结果吻合,验证了近似分析的有效性。理论结果表明,存在最优无人机部署高度和密度,使系统覆盖率最大化。     

基于随机策略的无人机巡逻路径规划

多无人机协同巡逻是多无人机协同控制的重要内容之一.在敌对情况下固定周期性的巡逻路径容易被敌方预测到而失去巡逻效果.提出了一种以随机策略为基础的巡逻路径的规划方法,实现了敌对环境下分布式的多无人机协同巡逻.用仿真算例研究了算法的性能.     

基于Access的无人机通信系统管理软件的研发

针对无人机通信系统维修管理复杂的特点,利用数据库管理系统Access2003设计了无人机通信系统管理软件,实现了设备管理的信息化,可以方便、快捷地实现设备数据的录入、查询、分析、统计和归档,有效解决装备使用、维修、管理中的诸多问题。     

无人机联合D2D应急通信网络的性能分析

无人机与D2D(device-to-device)通信技术相结合可作为应急通信网络的可行选项之一,但存在复杂的同频干扰问题。为了降低干扰,提出一种无人机配备定向天线阵列的网络。以系统内用户作为主要研究对象,利用随机几何理论,对所提网络进行系统建模,将D2D通信用户以及无人机通信用户建模为两个独立分布的齐次泊松点过程,推导了D2D用户成功传输概率的精确表达式以及无人机通信用户成功传输概率的上下界理论表达式。仿真结果验证了理论公式的准确性,且相比全向天线,无人机配备定向天线可以有效地提高网络性能。同时,存在最优的无人机高度以及密度,使系统和速率最大化。     

量子随机过程和非交换几何

随机过程的经典理论在经典力学中有重要的应用，如量子随机过程可以用来充当不可逆量子系统动力学模型，非交换即量子几何为量子随机结构的研究提供了框架。本书首先揭示了这两种数学过程之间的联系，把半群和完伞正性结合起来产生量子动力半群（QDS），将量子动力半群（QDS）与量子随机微分方程联系起来形成Evans-Hudson伸缩理论，进而将其推广到有界和无界系数情形。     

基于LTE系统的巨量机器类通信性能分析

主要研究基于LTE（long term evolution）系统开展巨量机器类通信业务的性能。介绍了机器类通信的业务特点,并以北京近郊区的抄表类业务为例,分析了现有LTE系统开展机器类巨量用户通信时存在的问题。从理论上分析得到了随机接入资源和调度资源受限是制约终端接入数量的主要因素。本文搭建了符合3GPP标准的系统级仿真平台,仿真了不同用户数和不同下行控制信道资源对系统吞吐量、时延、接入碰撞概率等的影响,仿真结果验证了理论分析的正确性。      

无人机赋能临海通信系统：机遇与挑战

无人机被广泛应用于各种商用/民用领域,并有望在未来十年带来巨大的价值和广阔的商机.在无线网络如4G/5G乃至6G及其新技术的支持下,无人机能够高效地完成空中监测、空中摄像、搜索和救援等任务.特别地,无人机作为空中通信平台/用户的相关应用是近几年的研究热点,而现有的大多数研究集中在陆地环境.本文针对临海通信系统,系统阐述无人机在涉海应用中的前景与挑战.首先介绍无人机类型及应用场景、通信链路和信道特性,然后讨论临海空间中无人机在方位部署、路径规划、能量效率、通信覆盖、干扰控制、远距离数据回传等方面的问题与机遇.最后考虑风对临海无人机通信的影响,以海上浮标数据收集为例,设计了一种无人机循环飞行轨迹,其能够主动适应/利用海风实现高效节能通信.通过系统介绍、问题凝练与案例分析,指引无人机赋能临海通信系统设计.     

随机游动模拟和几何特征研究

应用数值模拟和幂律分析相结合的方式，对格和渗滤网络上的随机游动所产生的构型进行了模拟和分析，确定了轨迹结构的主轴矩和非球性指标。应用统计分析方法对数值模拟的结果进行了分析，确定了主轴矩和非球性指标的概率分布密度，并应用分形几何的理论分析了轨迹结构的分形特征和相关的分形指标。所采用的方法和得到的结论可应用于扩散过程、聚集过程和分形生长现象的分析。     

基于一致性的无人机编队飞行几何构型控制

本文研究群体无人机系统编队飞行中的几何构型控制问题。采用一阶运动学模型进行系统描述,用有向图来表示其通信网络结构,将领导者-跟随者控制结构和一致性跟踪理论相结合,提出了一种协同控制算法,在不需要每台无人机都能接收到领导者状态信息的情况下,使无人机在编队飞行过程中改变几何构型的同时还可以相应改变行进方向。最后通过仿真验证了该控制算法的有效性。     

基于随机几何理论的多层异构网络的中断概率分析

针对包括由宏基站(MBS)、微微蜂窝基站(PBS)和毫微微蜂窝基站(FBS)覆盖服务的三层异构蜂窝网络进行研究,通过仿真实验分析了影响用户通信中断概率的因素.结果表明:PBS和FBS的发射功率选取适当值时,可以有效地降低中断概率.当第一层网络的信干比(SIR)门限值在0~12 d B范围内变化,第二层网络的SIR门限值小于第三层网络时,可以有效降低中断概率,最高可以降低10%.     

移动云中基于随机博弈的多用户任务卸载效用优化

针对移动云中多个资源需求节点(resource demander, RD)同时卸载任务到资源提供节点(resource provider,RP)时会造成各个RP上任务分布不均匀,从而导致节点任务执行时间不一致引起移动云服务效率下降等问题,提出了基于随机博弈的多用户任务卸载方法。该方法以任务卸载节省的时间为各个RD效用,建立基于节点效用最大的优化模型;分析该模型并依据RD中任务产生的随机性,将节点效用优化问题转化为每个RD为获取最大效用而进行博弈的问题,确定该博弈为N玩家随机博弈,提出能够达到ε-纳什均衡解的反向迭代算法以得到每个RD的纳什均衡策略;并将获得的策略与采用静态博弈得到的策略进行实验对比,结果表明,采用随机博弈得到的卸载策略能够有效降低任务执行时间,同时提高移动云服务效率。     

Stability Analysis of Stochastic Swarm Systems

In this paper,we present a model of stochastic swarm system and prove the stability of this kind of systems. We establish the stable aggregating behavior for the group using a coordination control scheme. This individual-based control scheme is a combination of attractive and repulsive interactions among the individuals in the group,which ensures the cohesion of the group and collision avoidance among the individuals. The dynamics of each individual depends on the relative positions between the individuals and the influences of the random disturbances. Under the influences of the noises,this position-based control strategy still generates the stable aggregating behavior harmoniously for the group and the self-organized swarm pattern is formed.     

移动机器人递阶网络控制系统

移动机器人是指机器人能够自主运动,能对环境进行感知,并进行决策与路径规划及行为控制等功能的高智能化机器系统.在大多数室外环境中,要求机器完全自主地完成任务,目前还有一定困难[1].网络环境下的移动机器人除了具有传统机器人的一些特点外,还能与外界进行良好的信息交互,能     

基于积分型Lyapunov函数的随机非线性系统的自适应控制

针对一类带有未知虚拟控制增益的随机严格反馈非线性系统,基于后推设计,引入积分型Lyapunov函数,并利用神经网络的逼近能力,提出了一种自适应神经网络控制方案.与现有研究结果相比,放宽了对控制系统的要求,取消了对于未知函数的限制条件.通过Lyapunov方法证明了闭环系统的所有误差信号依概率有界.仿真结果验证了所给控制方案的有效性.     

浑沌系统与随机系统的转换及其控制

研究了具有浑沌运动的非线性确定动态系统与随机过程之间相互转换的原理和方法。讨论了浑沌系统的控制问题和最优化方法所遇到的困难。提出了浑沌控制的三个目的和一种次优控制方法。     

移动IP切换性能研究

文章介绍了Mobile IP及其移动检测策略,分析了Mobile IP切换过程,然后对重叠情况下移动IP切换进行建模并从理论上分析引发数据包丢失和数据包乱序的各种情况,根据所建立的模型计算出重叠情况下移动IP切换时延,得出重叠区域大小对切换性能的影响,这些理论研究将为移动IP实施QoS保证提供理论依据。     

长时滞网络控制系统的随机稳定性研究

对网络控制系统中的短时滞、长时滞、均方指数稳定和随机稳定作了定义，完善了长时滞网络控制系统的数学模型，设计了长时滞网络控制系统在状态反馈下的随机最优控制器，并证明了该最优控制律可使网络控制系统均方指数稳定和随机稳定．最后以不稳定的倒立摆为对象进行了仿真研究．仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性．     

基于随机Petri网的系统性能评价

性能评价是计算机网络和计算机系统研究与应用的重要理论和支撑技术。综述了作者在基于随机 Petri网(SPN)的系统性能评价方面的研究工作 ,内容包括多服务器多队列网络、 SPN非乘积解系统的判定与界限求解、非乘积解系统模型的分解和近似求解、网络系统自相似业务到达、SPN模型的精化设计、含有非 Markov过程的排队 Petri网、基于 SPN的工作流系统、基于 SPN模型的缓冲优先调度策略、扩展时段时序逻辑的推理机制等方面。今后应加强对非Markov模型、综合模型及分解压缩技术等的研究     

非线性随机系统之熵分析

本文研究一类以It型微积分方程所描述的随机非线性动态系统,借助福克-普朗克方程导出了系统的状态转移概率密度函数之稳态解,并据此分析了系统的熵特性和最小熵参数优化问题。