无线传感器网络中混合ARQ性能分析

针对无线传感器网络中无线链路质量差异性和动态变化的问题和资源受限的特点,在无线传感器网络中使用交替重传的混合自动请求重传(hybrid ARQ,HARQ)方案实现自适应差错控制.该方案发送端使用1/2码率的纠错码来对数据编码,将码字的信息位和校验位分成2个数据包并交替传输,接收端由单个正确接收的数据包或者合并2个出错的数据包译码恢复原始数据.结合IEEE802.15.4标准规范和主流传感器节点平台参数,对ARQ协议和交替重传HARQ方案的能量效率、平均传输次数和传输成功率进行理论分析和仿真比较.结果表明,交替重传HARQ方案的性能明显优于ARQ技术.     

Ad hoc网络中基于网络编码的可靠组播

为了最小化发送节点重传的总次数,对无线Ad hoc网络中基于网络编码的可靠组播技术进行了研究．根据从接收节点得到的反馈信息,提出了一个图模型来刻画基于网络编码的重传问题,并将发送节点的重传策略模型化为图中的最小团划分．针对不同丢包率的无线Ad hoc网络,比较了基于网络编码的重传策略和传统重传策略所需的重传次数．模拟实验结果表明,基于网络编码的重传策略需要的重传次数明显少于传统的重传策略．     

高损耗无线网络中基于网络编码的广播重传策略

利用网络编码减少无线传输信息量的原理,结合高损耗无线广播丢包特点,提出多接收节点情况下网络编码组合重传的方法,给出基于网络编码的高损耗无线网络广播重传策略。通过对广播节点保存的信息接收情况矩阵进行丢失概率排序得到新的接收情况矩阵,再按照基于网络编码的多节点编码组合定理寻找满足可解性条件的丢失包组合。对于广播节点,将丢失包组合存入发送序列,进行编码组合,广播发送;对于接收节点,得到编码组合包,进行解码操作,解出丢失包。理论分析结果表明：策略中的编码信息包在所有接收节点具有可解性,可以达到重传目的。模拟测试表明：不同的节点丢包率和广播接收节点数目下,与逐个重传的策略相比,发送次数显著减少。尽管节点需要更大的计算能力,但是可以接受,策略可行。     

一种适用于空间DTN网络的高效可靠传输方法研究

容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Network,DTN)可工作于长延时、频繁中断以及非对称速率环境下的特点,使其能匹配卫星等空间节点的通信传输要求,并适应近地空间信息系统组网.在DTN网络中,可通过ARQ(Automatic Repeat reQuest)机制(如LTP红色传输模式)、差错控制编码(如束协议下的差错编码机制)等多种方式来保障数据的可靠传输,但当空间传输条件恶劣(例如链路频繁中断、高误码率等),令传输过程中丢包严重或接收到大量错误包时,将极大降低上述方式的传输效率.为提高传输效率并考虑到DTN覆盖网络协议架构的设计思想,提出应用层信道编码与ARQ机制结合的混合可靠传输方案.一方面,通过在应用层添加信道编码增加纠错能力以减少重传,同时结合ARQ机制,使得在信道条件恶劣、丢包或错包现象严重时,也能收到足够的数据包进行解码,从而提高传输效率;另一方面,基于DTN网络的覆盖网络协议架构,在应用层加入信道编码,可使得该方案兼容下层不同传输协议.仿真实验结果表明,提出的混合方案可以提高DTN下的可靠传输效率,且随着信道条件不断变差,与单纯ARQ方案相比,完成传输所需时间更短、传输效率更高.     

基于有效信噪比的自动重传请求协议性能比较

对自动重传请求协议(ARQ)系统的重传能量进行分析,提出一个新概念——有效信噪比。以有效信噪比为基准,比较了3种校验码对ARQ系统误比特率、重传次数、吞吐量性能的影响。仿真结果表明,ARQ系统的可靠性仅在中高传统信噪比下得到提高。在低传统信噪比下,重传导致ARQ系统实际的有效信噪比远大于无重传系统;在相同有效信噪比下,ARQ系统的误比特率性能劣于无重传系统,此时不应使用ARQ。混合ARQ(HARQ)通过纠错码降低系统重传频率,可有效缓解该问题。     

随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略

针对卫星时隙ALOHA系统中,由于接入往返时延过高而导致传统物理层网络编码碰撞重传机制效率不高的问题,提出一种基于随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略。该策略在物理层网络编码的基础上引入随机网络编码,通过对源节点数据分组随机编码,接收节点采用运算编码线性组合的方法获得原始数据分组。设计了适合该策略的数据分组格式并对该策略进行建模分析,对系统吞吐率和时延进行了理论推导。仿真结果表明,与传统的物理层网络编码碰撞重传机制相比,该策略有效地减少了50%重传时隙数,并在用户数较小的情况下,具有较高的系统吞吐率。     

无线网络中应用机会式网络编码的广播重传方法

为了提高无线网络中数据包的传输效率,提出了一种利用机会式网络编码的无线广播重传方法(WBR方法).该方法在基站先以最小重传次数下限为约束条件选择编码数据包,再传输采用机会式网络编码方法生成的组合重传包,在终端从收到的单个或多个组合重传包中恢复丢包.由于选择了更多的丢包编码生成组合重传包,使终端能从更少的组合重传包中恢复其丢包,从而有效地减少了广播重传次数.相比传统自动重传请求方法和基于网络编码的重传方法,WBR方法具有传输效率更高的特点.仿真结果表明,与自动重传请求方法和已有的基于网络编码方法相比,WBR方法的平均广播重传次数最少,而且相比自动重传请求方法的平均重传次数减少了55%.     

WSN内一种基于TDMA的时隙优化重组算法

无线传感器网络内节点的时隙分配是影响整个网络能耗、时延的重要因素.STDMA的时隙分配算法能避免数据碰撞,在一定程度上降低了能量损耗,但由于每个节点分配的时隙固定、离散,造成节点频繁启动,损耗了大量能量,为此,在STDMA的基础之上提出了OTT-TDMA算法,在MAC层重新调度时隙,减少节点启动次数,同时尽量将节点发送时隙调度到接收时隙之后.实验仿真表明,改进算法在能耗和时效性方面比STDMA有一定提高.     

有序优化重传次数的网络编码算法

在时延敏感的无线多播网络中,由于网络终端的丢包问题,源节点往往需要重传数据包。在重传数据包过程中,文章应用网络编码技术提出了一种有序优化重传次数(orderly and optimal retransmission times,OORT)的网络编码算法。该算法通过对哈希值互补值邻域中不同的值对应的数据包进行相互编码,以减少其哈希值的度,再与其互补哈希值对应的数据包编码组成有序数据包发送组合,来产生更多的编码机会。该算法在监听概率较低导致其他算法不能进行网络编码时,还可以进行再次编码,从而减少重传次数,提高了网络性能。模拟实验结果表明,该算法与著名的COPE网络编码算法和HLAR算法相比较,在重传次数和时延上都有明显的降低。     

能量捕获无线传感器网络中低时延的可靠数据传递

在能量捕获无线传感器网络(Energy Harvesting Wireless Sensor Network,EH-WSN)中,采用网络编码(Network Coding,NC)技术可有效提高数据传递的可靠性。已有的研究成果大多采用固定的数据速率(Data Rate, DR)和固定的最大重传次数(Maximum Number of Retransmissions, MNR),传输时延较高。为了降低传输时延,结合EH-WSN中节点的能量捕获特性和相邻节点之间的无线链路质量,提出一种优化数据速率和最大重传次数的低时延数据传递方案。通过对节点的能量捕获过程和能量消耗进行建模,给出了节点的剩余能量公式;对相邻节点之间的无线链路质量进行建模,推导出节点发送数据包的成功收包率和每个数据包的期望传输次数,进而推导出传输路径上每一跳的传输时延公式;基于优化方程,在节点满足链路收包率条件和剩余能量条件的前提下,对其数据速率和最大重传次数进行优化配置,使得每一跳的传输时延最小。实验结果表明,与采用固定数据速率和固定最大重传次数的数据传递方案相比,本文所提出的方案具有最低的端到端传输时延。     

基于LDPC码的HARQ系统仿真

为有效和可靠地传输数据,在不降低数据传输速率的条件下,最大限度地减小误码率,提高系统吞吐量,利用Matlab和Simulink平台共同仿真了混合自动重传请求HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)系统.该系统使用低密度奇偶校验码LDPC (Low-Density Parity-Che...     

深空通信中基于Turbo码的混合ARQ方案

为解决把空间数据系统咨询委员会（CCSDS）推荐的Turbo码直接用于深空通信基于小波变换的图像压缩数据纠错效率低的问题，提出了一种适合于其传输的混合ARQ方案。它是根据图像小波变换后数据重要性不同的特点，利用CCSDS推荐的用于深空通信的Turbo码本身的纠错性能，并充分结合了不同混合ARQ方案的优点提出的。通过与不同混合ARQ方案的FER和系统吞吐量的性能仿真结果比较分析表明，该方法由于充分考虑了深空通信本身的特点。因而在满足数据容错性要求的同时，提高了传输效率。     

通过ARQ提高无线网络中的TCP吞吐量

针对现有提高无线网络中传输控制协议（TCP）吞吐量方案（如Snoop）的若干局限性，提出一种改进方案，利用数据链路层的自动请求重传（ARQ），检测并重传在无线链路上丢失的分组，从而提高TCP的吞吐量性能，这一方案不需要修改端终点的TCP实现，与Snoop相比，ARQ可以传输加密或封装后的分组，不受TCP确认机制的影响，不要求基站保留TCP流的状态，降低了基站的实现复杂度，仿真结果表明，当链路错误率较高或网络中存在竞争性背景流量时，ARQ可以比Snoop更加有效地提高TCP吞吐量。     

基于变结构控制的感应电机能量优化控制

感应电机的每安培最大转矩控制是一种简单、有效的能量最优控制方法,该方法在满足电机电磁转矩要求的前提下,尽可能地减小定子电流的幅值大小,从而提高了电机稳态的运行效率。该文提出了一种基于变结构控制的感应电机每安培最大转矩控制方案。该方案选择定子电流误差方程作为切换面方程,利用变结构滑模控制的到达条件对方案的稳定性进行了证明,给出了使系统稳定的一个充分条件。仿真的结果表明,在轻载情况下该方案具有和直接转矩控制(DTC)相似的动态性能,而在稳态效率上却能提高很多。     

重传确认延迟--一种改进无线传输控制协议性能的链路层重传方案

基于无线网络中的传输控制协议(TCP)，提出一种新的链路层自动请求重传(ARQ)方案——重传确认延迟，ARQ能对无线链路差错进行恢复。当接收端检测到分组丢失时，对确认帧延迟一段时间，仿真结果表明，在保证无线TCP吞吐量的同时，新算法所需的确认帧数目显著减少。     

基于嵌入式的智能电气节能控制研究

对嵌入式系统进行电气节能控制具有重要的应用价值。利用传统算法进行嵌入式系统的电气节能控制过程中,无法根据嵌入式操作系统中的工作属性确定嵌入式系统工作过程中物理进程时间的精确值,降低了嵌入式系统的运行效率。提出一种基于模糊神经网络算法的嵌入式系统的智能电气节能控制方法,根据嵌入式系统中的电量与时间的非线性关系,建立嵌入式的智能电气节能控制模型。在模糊神经网络中,通过电压调节的时间误差和误差变化率这两个输入变量,能够得到电气节能控制的优化策略,最终获得电气控制最优解。实验结果表明,利用改进算法进行嵌入式系统的电气节能控制,能够极大提高嵌入式系统的运行效率,降低了电量损耗,效果令人满意。     

移动通信中基于Turbo码的混合ARQ方案

在移动环境中,由于信道的时变特性,单纯的FEC或ARQ机制往往无法提供所希望的系统性能。为了提高数据及图像的传输可靠性,需采用ARQ与FEC相结合的混合ARQ差错控制方案。首先介绍了几种常见的以Turbo码作为纠错码的混合ARQ方案,然后研究了基于Turbo码组合译码的有限次重传混合ARQ方案,给出了传输方案及组合译码算法。仿真结果表明,低Eb/No时,该方案对通过率有明显改善。     

FEC编码在可靠Multicast中的应用分析

在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ差错恢复技术及前向纠错（ＦＥＣ）编码的基础上,分析了可靠组播（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）应用中采用ＦＥＣ进行差错恢复的性能,并提出一种基于ＦＥＣ的自适应可靠Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ协议．结果表明,在通常的网络环境中,采用结合ＦＥＣ编码的混合ＡＲＱ差错恢复方式,能够降低可靠Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ通信的平均分组传送次数,减小分组重传时间,从而提高数据吞吐量,而且在通信过程中根据网络状况动态地改变预发送纠错分组数,可以使得协议的有效性和可靠性较好地结合起来     

CDPD系统中的差错控制编码

针对ＣＤＰＤ（ 蜂窝数字分组数据）系统移动信道的特点,讨论了它的差错控制编码方案。在该方案中采用ＦＥＣ（ 前向纠错） 和ＡＲＱ（ 自动请求重传） 相结合的方法,选择ＲＳ（６３ ,４７） 纠错码。介绍了该方案的ＤＳＰ（数字信号处理器） 实现方法。测试证明了该方案的性能是较好的     

汽车风扇磁流变液离合器模糊智能控制系统设计

介绍了磁流变液风扇离合器的工作原理和测控系统的设计。提出了大偏差饱和分段控制及小偏差模糊控制的组合控制策略,给出了模糊控制器的详细设计。结果表明,该系统不仅可以提高冷却水温度的控制精度,提高发动机输出效率,也实现了节能。