通信过程追踪系统的设计与实现

为了定量地分析评测IP通信系统性能或网络应用程序性能,提出了通信过程追踪系统的体系结构,阐述了通信过程追踪系统的基本工作原理,设计了该系统各主要模块的工作流程并实现了原型系统.通信追踪系统的主要模块(调度模块、追踪模块、Traceroute测量模块、返回追踪结果模块和结果显示模块)分布式地运行在监测中心和位于网络不同位置的探针上,位于监测中心上的调度模块通过策略系统协调各探针上的模块功能,共同完成通信过程追踪功能.实验结果表明,该系统原理可行,在网络性能评估方面能够发挥作用.     

PC与单片机串行通信的协议策略研究及应用

通信协议是串行通信系统正常运行的关键.通过对PC机与单片机多机串行通信协议中常见问题进行分析,提出了一种通信协议的制定策略.最后以某国际机场LED显示系统为例,完成了系统的通信协议制定和软件实现,验证了此策略在多机串行通信中的可靠性.     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

基于FPGA的星载UART通讯设计与实现

通用异步收发器(universal asynchronous receiver transmitter,UART)广泛应用在星载仪器单机内部通信。针对复杂的空间电磁环境,电路受宇宙射线、单粒子影响较大的特点,研究了面向空间环境应用的UART电路设计方法。该方法在硬件上,使用抗辐照反熔丝型FPGA和军品级的通信接口芯片,实现UART通讯的总线拓扑连接结构。软件上,使用硬件描述语言完成串口通信协议,结合三模冗余串行TMR、并行TMR技术、数字滤波技术,提高系统的容错能力,提高系统的可靠性。给出了UART收发电路的工作原理、实现框图,并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

基于整数线性规划的MPSoC通信优化策略

摘要： 针对多处理器片上系统 (Multiprocessor System on chip,MPSoC) 的通信优化技术--通信流水线和消息聚合,其过度使用可能会导致系统同步开销上升从而带来整体系统性能降低的问题,提出了基于整数线性规划(Integer Linear Programming, ILP)的优化策略.该策略以综合优化系统通信和同步开销为目标,通过对通信流水线技术和消息聚合技术的合理规划,使系统性能达到最优.实验结果表明,基于ILP的通信优化策略能够充分发挥通信优化技术的优点,使系统性能显著提升.
关键词： 通信优化; 整数线性规划; Simulink
中图分类号： TP 31文献标志码： A     

基于5G毫米波协作通信的小单元无线能量信标优化部署策略

为实现第五代移动通信(5G)无线网络中高频谱效率与低能耗的绿色通信目的,本文研究了基于毫米波(mmWave)协作通信小单元下无线能量信标(Power Beacons,PB)的优化部署策略。该策略构建了一个高低频混合组网的能量受限型用户设备(User Equipment Devices,UE) 毫米波协作通信的小单元网络模型,通过设计一个“需求-选择-建链”模式的新型建链协议,将通信毫米波定向传输技术应用于该建链过程中。在此模型基础上,以提高边缘系统频谱效率和能量收集覆盖率为目标,通过最小化固定充电的能量信标数量,在实现系统能耗最小化问题基础上保证系统的正常运行。针对该最优化问题是一个混合整数规划的多项式复杂程度的非确定性(Non-deterministic Polynomial Hard,NP-难)问题,设计一个具有常数因子的贪心算法近似求解优化问题。理论分析证明了该算法的可行性。仿真结果表明,本研究提出的优化部署策略能有效优化能量信标部署,在同等覆盖率与区域频谱效率增益下能耗最低。     

多传感器融合系统的可靠性模型研究

为有效评价多传感器融合系统硬件的可靠性,提出了一种新的三模冗余结构(TMR)半马尔可夫过程模型.该模型以系统单元寿命服从负指数分布、系统单元修复时间服从广义任意分布(修复率是时间的函数)为前提,通过引入补充变量,可以转化为马尔可夫过程模型进行求解,从而获取系统有效性和可靠性的一些重要指标.理论分析和数值结果表明,传统可靠性建模的方法可以作为新模型简化的特例,利用新模型的TMR冗余结构多传感器融合系统与无冗余的单传感器系统相比,系统的平均无故障时间(MTBF)提高了两个数量级.因此,提出的新模型可以准确地描述系统的实际工作状况,为有效评估多传感器融合系统可靠性提供了理论依据.     

基于有色Petri网的点式-基于通信的列车控制系统切换实时性分析

点式-基于通信的列车控制(BM-CBTC)多模列控系统的模式切换时延对城市轨道交通运营效率有着较大影响。分析点式-基于通信的列车控制(BM-CBTC)系统模式切换功能及过程,建立基于有色Petri网(CPN)的模式切换模型,研究不同点式(BM)控制系统设计运行间隔下的系统切换实时性。实验表明,切换时延随着BM设计运行间隔增大而增加,当BM设计运行间隔为2 min时能将列车运行晚点时间控制在5 min以内。建立的CPN模型亦可为其他配置的多模列控系统切换的实时性分析作为参考。     

三值光学处理器三模冗余表决系统设计与实验

计算机处理器的可靠性设计非常重要.设计了三值光学处理器(ternary optical processor, TOP)三模冗余(triple module redundancy, TMR)光电表决系统,针对三值光学处理器运算单元设计了光电表决器,提出了在三值光学处理器上构建表决系统架构的具体步骤.对于一位的三值光学处理器,设计并测试了108个表决实验用例,并对m位的重构运算器的可靠性进行了简要分析.实验结果与可靠性分析表明,针对三值光学处理器进行三模冗余表决的方案,能有效提高系统的可靠性及运行效率.     

水利信息系统运行维护经费测算项目及应用

1测算的内容水利信息系统运行维护测算项目主要包括:硬件系统运行维护、软件系统运行维护、基础环境运行维护。(1)硬件系统运行维护。硬件系统运行维护包括:通信硬件系统运行维护、计算机网络硬件运行维护、视频会议及视频监控系统设备运行维护。(2)软件系统运行维护。     

基于人工智能的VoIP网络QoS专家系统的设计与实现

设计并实现了一个基于人工智能的VoIP网络QoS(服务质量)分析的专家系统。首先叙述了系统的总体架构,说明该系统的原始数据来自于探针从各地市VoIP网络采集后由FTP定时传送过来的通信数据。详细分析了专家系统中5个关键部分的实现策略:全局数据库的表分区技术及关联映射机制,解释器的规则配置原理,处理器的推理原则,专家知识库知识的来源及配置和人机接口的简便性。实际运行效果表明:该系统的设计是智能和高效的。     

OHT搬运系统防阻塞调度策略

为有效解决300 mm半导体晶圆制造工厂搬运系统整合式布局运行过程中的阻塞现象,提高搬运系统的运行效率,构建了OHT(高空提升运输)搬运系统防阻塞调度策略.首先,充分考虑OHT搬运系统中各搬运设备之间的相互影响,以搬运完工时间最小为优化目标,建立数学模型.然后,提出无等待轨道设计(NWL)和基于检测点的空车运行策略(CBCP)避免装卸点阻塞.结合第K短路径法和时间约束集概念,构建OHT搬运系统防阻塞策略(VCAP),并将其运用于OHT搬运系统的具体调度,设计OHT搬运系统防阻塞调度方法.最后进行仿真实验及对比分析,结果表明本文提出的防阻塞调度策略是有效可行的.     

浅析如何提高通信电源的稳定性

通信电源是整个通信系统中的核心所在,对整个通信系统的运行起着至关重要的作用,维持电源的稳定性是确保通信系统安全正常运行的前提条件。本文分析了影响通信电源稳定的因素,并重点介绍了几种切实可行的保证通信电源稳定性的方法。     

基于无线通信的CBTC系统

本文介绍了国、内外基于通信的列车控制(CBTC)系统的发展,在分析我国铁路智能交通系统(RITS)的体系结构的基础上,阐述了CBTC的原理及高速列车定位、列车动态运行间隔控制等关键技术。     

可靠性微处理器设计关键技术研究

从面积开销、性能和可靠性的角度分析比较了检错纠错码(EDAC)、三模冗余(TMR)和控制流检测(CFC)在可靠性微处理器设计中广泛使用的抗单粒子翻转(SEU)效应技术.用VHDL描述并在FPGA上实现EDAC、TMR和CFC.研究结果表明,TMR和EDAC通过保护寄存器或存储器达到高度的容错能力,但是代价较高,适用于可靠性要求较高的恶劣环境.CFC则是可靠性和代价的一个较好的折中,适用于商用可靠性微处理器的设计.     

CAPS导航通信系统的传输链路

中国区域定位系统(CAPS)是不同于全球定位系统(GPS)和国际移动卫星通信系统(Inmarsat)等的新型的转发式卫星导航通信一体化系统. 与GPS等卫星导航系统不同, CAPS系统工作在C波段, 其导航信息不直接由卫星产生, 而由位于地面上的导航主控地球站产生并经卫星转发给用户, 通信系统则采用小倾角倾斜同步轨道(SIGSO)卫星, 这些都增加了系统和终端的设计难度. 从链路预设计的角度对CAPS导航通信系统进行了分析, 研究了导航主控地球站的配置参数, 得到了导航系统的可用性的结论; 研究了通信系统的信息传输能力, 对通信中心站天线口径的选取、扩频增益和卫星参数对整个系统的影响等进行了分析, 结果表明: CAPS入站通信系统形成一类新的低信息速率的卫星通信系统, 每个终端的传输速率在1 kbps以内, 系统可容纳海量通信终端; 系统中通信中心站需要配置大口径天线, 天线口径在10~15 m左右为宜; 系统需采用扩频技术, 扩频增益应在40 dB左右; 减小卫星转发器增益衰减有益于提高系统链路的信噪比, 衰减值在0 dB或者2 dB时效果较好. CAPS导航系统一期已经通过专家验收, 目前运行稳定, 说明所得结果对导航链路的分析是合理的; 根据本研究结果设计的通信系统已经成功地开展了多种卫星通信实验及应用, 证实了所得研究结果的正确性.     

基于事例推理系统中检索策略的分析与研究

讨论了基于事例推理(CBR)在人工智能系统中的作用,分析了常用的CBR检索算法,并着重研究了提高系统检索效率问题.针对CBR系统的关键性问题事例检索,提出了一种分级检索算法与最近相邻算法相结合的检索策略(L&NCBR),分析了在精确匹配与非精确匹配情况下该策略的效率,并给出了基于L&NCBR的智能推理系统运行情况分析.结果表明L&NCBR策略在提高系统检索的稳定性和效率方面是有效的.     

不同运行策略下的分布式系统多目标分析

为寻求能源供给系统在经济-安全-环保-节能的协调,依托"互联网+"思维,构建了一套分布式冷电联供系统,主要包括动力子系统、地源热泵子系统、蓄能子系统。建立了在偏离设计工况时不同设备的性能模型,在此基础上,以运行费用、CO_2排放和一次能源消耗为目标函数,分析了电负荷跟踪运行策略、热负荷跟踪运行策略、混合跟踪运行策略和动力设备(PGU)最大效率跟踪运行策略下系统中各设备的运行时间、运行状态及系统总性能的变化。结果表明,与传统电网购电的分供系统相比,分布式系统的经济性、环境性较好,一次能源消耗较低。热负荷跟踪策略的经济性和环境友好性最优,运行费用和CO_2排放分别降低了32.7%和45.3%;最大效率跟踪策略经济性最差,但由于PGU机组连续运行,其一次能源消耗降低最多,为86.7%。不同运行策略结果可为分布式系统的运行提供一定的理论参考。     

拒绝服务攻击下信息物理系统事件触发广义预测控制

针对传感器到控制器通信信道上存在拒绝服务(DoS)攻击的信息物理系统的安全问题进行研究.首先,基于系统的定周期采样策略,设计了事件触发的通信策略,以减少通信资源的占用.同时,为降低DoS攻击给系统带来的不良影响,提出了一种基于预测控制的数据补偿方法,在控制器节点中,通过成功接收到的历史状态信息得到系统受攻击导致状态信息丢失情况下的状态预测值,并给出控制器反馈增益的表达式.随后,提出了事件触发预测控制下的系统闭环模型,分析了系统闭环稳定的充分条件.最后,通过仿真实例证明了该方法的有效性.     

EMC存储设备的系统作业功能分析

以天津广播电视台综合云项目为背景,结合EMC品牌IsilonX410系列存储设备的运行维护经验,针对集群存储的管理系统(OneFS)中的系统作业(SystemJobs)功能进行分析,阐述了作业(Job)的功能分类、执行策略以及Job的运行、停止、删除等操作。