基于GPRS/GSM的低功耗无线远程测控终端设计

设计了基于GPRS/GSM混合通讯的低功耗数据采集与传输终端,用于定时采集数据并通过GPRS网络上传数据至监控中心。在GPRS网络拥堵时,终端自动切换至SMS方式进行数据传输。终端的主控单元采用超低功耗单片机MSP430,在非工作周期进入LPM3低功耗模式,减少闲时在线功耗。48h现场测试结果表明,终端能可靠采集和上传数据。GPRS传输的丢包率为6.94‰,混合通讯丢包率为0;其传输平均延迟为1.126～2.669s;工作周期和低功耗模式的功耗分别为200mW和0.2mW。     

基于GPRS/GSM的低功耗无线远程测控终端设计

设计了基于GPRS/GSM混合通讯的低功耗数据采集与传输终端,用于定时采集数据并通过GPRS网络上传数据至监控中心。在GPRS网络拥堵时,终端自动切换至SMS方式进行数据传输。终端的主控单元采用超低功耗单片机MSP430,在非工作周期进入LPM3低功耗模式,减少闲时在线功耗。48 h现场测试结果表明,终端能可靠采集和上传数据。GPRS传输的丢包率为6.94‰,混合通讯丢包率为0;其传输平均延迟为1.126~2.669 s;工作周期和低功耗模式的功耗分别为200 mW和0.2 mW。     

基于软件定义网络的 WLAN 架构及负载均衡切换

软件定义网络将控制平面与数据转发平面进行分离,并提供开放的编程接口,实现网络的可编程化控制,极大地提高了网络管理的灵活性。在传统无线局域网中,终端通常依据信号强度选择接入点,这一机制往往会造成网络资源利用率低及接入点负载不均衡的问题。提出基于软件定义网络技术的无线局域网架构及一种负载均衡切换策略,利用控制器的全局视角与集中管控能力实现对接入点的实时监测,分析其状态信息并计算权值,由控制器根据负载情况向接入点下发流表,完成对网络的管理。硬件和计算机仿真平台实验表明,与传统的无线局域网架构相比,该方案有效提高了网络的资源利用率,平衡了接入点的负载,降低了数据在终端切换过程中的传输时延,提高了网络的性能。     

基于自适应调制与发射功率控制的WLAN功耗降低解决方案

在移动通信系统中,有效地降低移动终端的发射功率、降低能耗、延长其工作时间始终是一个非常重要的研究课题.本文根据IEEE802.11协议的工作原理,提出一种降低WLAN移动终端功耗的新算法,本算法利用IEEE协议中规定的RTS/CTS信息以及所定义的功率效率因子来选择最佳的发射功率和调制方式,通过这种方法可以有效的降低传输数据包所需的能耗.最后,通过仿真验证了本文所提出算法的有效性.     

软件定义无线网络的负载均衡算法

在传统无线局域网中,终端往往优先选择信号强的接入点.诸如会议室、商场、机场等存在大量终端的公共场所,极有可能造成部分接入点负载过重.基于软件定义无线网络(software defined wireless network,SDWN),综合考虑终端占用带宽、当前接入点负载和当前终端接收信号强度指示等影响因素,提出周期性地检查各接入点的负载状态,将超载接入点下的候选终端重关联至轻载接入点,从而使整个控制器下所有接入点都达到均衡状态.实验结果表明,随着负载平衡因子持续降低,软件定义无线网络中不同接入点的负载逐渐趋于均衡,从而提高了系统平均吞吐率.仿真结果表明,所提负载均衡算法相对于最强信号强度优先和最小负载优先的负载均衡算法,分别提高约8.3％和15.6％.     

一种IEEE 802.11 无线局域网的上下行带宽分配策略

针对IEEE 802.11基础架构网络中上下行带宽分配不公平的问题,提出了一种新的基于概率发送机制的上下行带宽分配策略,通过调节分组传输概率改变接入点(AP)或终端的接入概率,从而实现上下行带宽的公平分配.文中推导了公平带宽分配的最优发送概率与下行流数的关系,作为在AP或终端进行带宽分配的依据.仿真结果表明,文中策略能够提供准确的上下行带宽分配.     

信道估计对传输预处理系统性能的影响

传输预处理技术可以降低下行链路终端的处理复杂度和功耗，但它的前提条件是发射端已知信道信息，目 前的传输预处理算法都是假设通过信道估计的信道冲激响应值就是理想的信道信息。但是，在实际系统中，不可 能已知精确的信道信息，非理想的信道估计对传输预处理的性能会造成影响。研究了信道估计对信道奇异值分解 (SVD)和(JT)联合传输两种传输预处理算法性能的影响，分析了估计误差项及其产生原因，通过仿真进一步验证 了理论结果。     

一种基于通信的列车控制系统的AP快速切换方法研究

当前大多数基于无线通信的列车控制系统(CBTC)都是基于FAT无线接入点架构的.该系统架构中所有无线接入点(AP)都要承担与通信相关的全部任务,且各无线接入点间相互独立,因此其信道不能得到充分利用.本研究通过引入FIT无线接入点与无线交换技术相结合的思想优化CBTC通信系统架构,降低了无线接入点的通信负载,在此基础上提出了列车车载通信终端在无线接入点之间的快速切换方法和安全认证策略,可有效减少无线接入点切换时延,缩短列车经过的盲区距离,从而提高行车安全.仿真实验结果表明,所提出的方法是可行且有效的.     

面向低功耗的片上网络虚通道分配算法

为了更加合理地分配片上网络中虚通道资源并降低系统总功耗,提出了一种基于功耗优化的虚通道分配算法.该算法通过建立2D mesh结构片上网络通信数学模型,来估算网络中数据包的平均传输延时.然后,以此为约束条件,采用模拟退火算法实现虚通道分配,并通过减少虚通道总数,达到功耗优化的目标.在热点通信流量下,根据优化分配算法和平均分配算法的结果进行仿真测试.通过改变节点数据包的注入率,测出传输延时和功耗,以验证优化分配算法的有效性.实验结果表明,使用该算法可在满足传输延时约束条件的同时,更加合理地分配虚通道,有效降低了网络功耗.相比于平均分配算法,该算法可降低功耗2.3%～14.9%.     

适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议

为解决地面网络化弹药MAC协议对弹药网络的功耗和传输时延的重大影响.提出了一种适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议.结合基于竞争和分配的协议特点,根据传输时间估计和业务量选择不同的接入方式,避免了碰撞和信道浪费;通过时隙复用降低端到端时延;通过无关节点睡眠降低占空比和网络功耗.仿真表明,与传统的基于竞争机制和基于TDMA机制的协议相比,该协议在吞吐量、端到端时延和功耗等方面均具有较好的性能.      

基于神经网络的自适应动态电源管理模型

利用人工神经网络具有从大量不完整数据中逐步获取知识并进行复杂目标优化的能力,提出一种基于改进的BP神经网络预测功耗可管理器件空闲时间长度的自适应动态电源管理模型(AMBA).该模型根据空闲时间长度预测值选择最佳低功耗模式,并且通过预测性能评估结果动态调整神经网络的网络权值,从而能够自适应功耗可管理器件负载特性的变化.仿真结果表明了该模型的有效性,预测正确率可以达到80%左右,平均功耗比指数平均预测方法降低了30%,比Timeout策略降低了37%.     

蓝牙网络接入点切换算法研究

蓝牙网络接入点切换问题的研究对解决蓝牙移动性有很重要的现实意义.文章提出了一种频繁路径选择算法,接入点实时检测同移动点间链路,根据接收功率强度和前一段时间从当前位置切换到相邻接点的概率,确定最佳候选接入点集,当从当前接入点AP接收到的功率下降到一个阈值时,移动主机MH开始切换.这种算法能够减少不必要的切换,降低链路负荷,而且切换时间较短.     

基于SCTP的跨终端切换与移动性管理

文中面向多终端及异构网络的应用环境,基于流控制传输协议（SCTP）的传输层（L4）移动性管理,提出了不中断端到端连接的跨终端切换方法.为兼容SCTP偶联的协议规程,利用动态地址重配置（DAR）控制新终端的加入,运用重启机制更新偶联的认证,通过路径切换管理跨终端的传输迁移.讨论了基于Linux和开源软件包的实时流媒体播放的原型设计及实现,采用原型实验的手段,给出了可行性验证和跨终端切换的时延性能.结果表明,在内部网环境中,基于SCTP流媒体传输可在不同终端间平稳切换,视觉中断时间小于1秒.     

基于动态电源管理的智能移动终端低功耗方法

软硬件性能不断提高的智能移动终端在为用户提供更加丰富服务的同时,也导致了电池电量消耗的增加和续航能力的降低,一些应用和服务不得不关闭,导致终端可用性下降,严重影响用户的使用体验.动态电源管理与动态电压调节是软件层降低终端能耗的主要技术,研究了移动终端3大耗能组件的功耗模型以及对应的软件低功耗方法,通过实验验证了软件层低功耗方法的有效性.     

基于动态软键盘和随机码的Web口令安全传输

在无线网络中,为防止用户口令被窃取,提出一种Web口令安全传输方法。在Web门户中显示局部动态软键盘,同时加入随机码,通过消息摘要算法(MD5)将用户口令与随机码进行加密,然后发送。实验结果证明:该方法可以防止黑客通过接入点截获用户口令、重放攻击和暴力破解;与已有Web口令安全传输方法相比,计算复杂度低,效率、安全性和可信度高;可以有效防止终端攻击和网络攻击。     

能量回收的数据通道设计

基于绝热计算原理的能量回收电路是克服数字电路功耗CV2壁垒的有效途径,非绝热损失是能量回收电路的主要功耗来源,该文提出的IERL(ImprovedEnergyRecoveryLogic)电路以小电容节点的非绝热操作使大电容输出节点通过CMOS支路进行充电和回收,减少了输出节点的非绝热损失。采用IERL结构设计的反相器链和全加器电路经过了HSPICE验证,说明IERL电路能够实现复杂的逻辑运算和多级流水线操作,同时将电路的功耗与CMOS电路、PAL电路进行了比较,在10MHz和100MHz频率下,其功耗损失仅为CMOS电路和PAL电路功耗的35%和45%。     

低功耗异或同或电路的设计研究

提出了2种传输管实现的新型低功耗异或门结构,UPPL（Unsymmetrical Push Pull Pass Transistor Logic）结构和CPPL（Complementary Push Pull Pass Transistor Logic）结构,两者均为非互补输入,互补输出,都能够同时产生异或和同或信号,且输出为全摆幅电压。对新结构在0.18μm工艺1.8V电压下进行了hspice仿真,与已有同类电路在速度、功耗和功耗延迟乘积方面进行了比较。UPPL结构和CPPL结构与2003年Mohamed Elgamel提出的最新设计相比,空负载时,功耗延迟乘积项分别有61.0％和58.4％的降低;扇出为3时,分别有25.3％和45.3％的降低。     

WCDMA终端耗电分析

本文从WCDMA终端耗电性能的重要性入手,归纳了目前几种降低WCDMA终端功耗的方法及技术,阐述目前最通用的降低发射功耗的方法,着重分析了几种方法的可行性及注意事项,并对进一步提高终端耗电性能提出了建议措施。     

基于TD-LTE终端的连续时间ΣΔ ADC的设计

为了降低TD-LTE终端功耗,采用0.13-μm CMOS工艺实现了一款基于TD-LTE终端的连续时间ΣΔADC。采用该ADC的TD-LTE接收机省去了传统接收机中的低通滤波器,节省了功耗。该ADC采用了3阶、3位量化的结构,并用较简单的方法实现了多余环路延迟(ELD)的补偿。该ADC的硅片测试结果显示在TD-LTE的20 MHz带宽下实现了66 dB的动态范围,功耗为25.1 mA。     

基于联盟形成博弈论的异构无线传输速率分配

针对异构无线网络合作传输的速率分配问题,在联盟效用函数中引入传输功耗,根据融合-分裂原则建立稳定的合作联盟,再用联盟形成博弈论对动态速率分配进行建模,进而提出了一种动态的速率分配算法.为了最大化联盟收益,文中通过求导计算不同网络的传输速率.这个基于融合-分裂的联盟形成和联盟内速率分配过程不断进行,直至业务流传输结束.仿真实验表明,该算法可根据终端位置动态调整参数与传输的网络联盟结构,以低功耗获取高联盟收益.