用于多跳中继网络的随机接入协议

提出时分多址方式下由固定中继节点支持的透明模式下的随机接入协议, 通过中继节点与用户间的合作重传来解决多个用户同时接入发生碰撞的问题. 协议的核心思想是从协议层角度利用网络资源通过选择性重传提供分集, 当数据分组发生碰撞时, 接收端能够利用已接收的数据信号恢复分组, 且不增加调度开销、不增设天线, 发生碰撞时的信道资源不再被浪费.仿真结果表明,该协议与以往研究相比, 网络的整体性能得到了明显改善.     

无线携能传输协同中继非正交多址接入系统的速率优化设计

研究了无线携能传输协同中继非正交多址接入系统中的强用户速率最大化问题。通过把非凸的优化问题转化为凸优化问题,并由MATLAB仿真得到强用户速率的优化结果。结果表明：此非正交多址接入系统的强用户速率随着源节点发射功率的增加而增加;在强用户速率性能方面,此非正交多址接入系统明显优于传统的时分多址接入系统。     

基于无线供电的非正交多址接入网络的鲁棒资源分配研究

无线能量传输是解决无线网络中节点设备能量短缺问题的新技术,非正交多址接入是缓解无线网络频谱紧缺难题和满足大规模节点接入需求的新型多址接入技术. 将两者相结合不仅可以缓解节点设备电池能量不足、需要频繁更换电池的问题,还可以提高系统的频谱效率,满足大规模节点接入的需求. 本文考虑基于无线供电的非正交多址接入网络,其中包含一个多天线的能量基站、多个单天线用户和一个单天线信息接收机. 在该网络中,下行链路和上行链路分别表示从能量基站到用户和从用户到信息接收机的物理信道. 在下行链路中,能量基站通过无线能量传输给多个用户提供可靠的能量;在上行链路中,用户使用收集到的能量并基于非正交多址接入技术发送信息给信息接收机. 在系统的下行链路信道状态信息不完美的实际情况下,设计鲁棒资源分配策略,联合设计能量基站的波束赋形向量、用户的发射功率和上下行链路间的时间分配,最大化系统的吞吐量. 仿真结果表明,所提鲁棒设计算法的吞吐量性能明显优于不具有鲁棒性的资源分配算法.     

联合模拟网络编码和信道编码的迭代设计

为了进一步改善多址接入全双工中继系统的误比特率和误帧率,提出了基于模拟网络编码和联合迭代检测与译码技术的中继通信方案.该方案中,中继节点对来自不同用户的信息经过交织和调制后进行信号叠加,发送到目的节点.目的节点采用联合迭代检测和译码方法获得源信息.该方案能够充分利用模拟网络编码提供的信息冗余,获得更好的编码增益.计算机仿真结果表明,如果源-中继节点信道理想,当误比特率为10-5时,相比较于码字叠加迭代译码方案,所提方案有将近5 dB的信噪比改善.     

基于以太网的时隙非坚持 CS M A 协议改进

首先,考虑原时隙非坚持CSMA下载波监听问题,使用时隙分割将停止监听后随机等待时间进行最优化计算,以防止信道空闲时数据未被传输。其次,针对数据碰撞丢失问题,用捕获效应提高数据包的接收率。最后,在初步确定CSMA业务量的情况下,计算延迟以及吞吐量与业务量的关系。仿真试验验证了理论分析。     

自主无线网络中信道质量的评估

无线信道的精确评估是节点接入网络决策的基础.采用基于信道监听过程的方法进行信道质量评估,使得用户可以正确地接入无线信道.该方法权衡了监听精度和信道空闲时间.进一步分析了监听参数(监听时间和采样频率等)对信道评估结果的影响,得到了使信道质量值最大时的监听参数.仿真验证了分析结果的正确性.     

无线多跳Ad hoc网络最佳吞吐率分析

为了准确研究多跳Ad hoc网络可提供的应用层服务情况,提出了一种融合载波监听多址接入冲突避免机制(CSMA/CA)和隐藏节点效应的系统容量建模方法.多跳通信环境下CSMA机制和隐藏节点效应的共同作用使节点的竞争占用信道情况变得复杂.通过分析节点在整个信道接入过程中所经历的竞争行为来建立模型,推导了在CSMA和隐藏节点共同作用情况下系统可达到的最佳吞吐率表达式,给出了基于802.11b/g媒体接入控制机制参数下系统最佳吞吐率的理论数值结果和仿真结果.仿真结果表明,新的建模方法和理论模型能准确估计多跳Ad hoc网络的应用层服务支撑情况.     

5G大连接场景下混合多址随机接入

为了提高5G系统的终端接入数量,提出了一种混合多址随机接入机制,使终端能够根据预测的信噪比和预定义的切换门限选择正交多址或非正交多址的方式进行随机接入.为了提高干扰消除接收机的性能,在非正交随机接入时采用功率回退的方法保证基站收到不同功率的叠加信号.此外,理论分析了混合多址随机接入的接入性能,并给出了数值仿真结果和实际系统仿真结果.仿真结果表明,与单一正交或非正交多址接入机制相比,混合多址接入大大提高了网络的终端接入数.     

用于多址接入信道的LDPC码优化设计

将低密度校验码（LDPC）用于多址接入信道,直接采用不同的校验矩阵作为区分用户的唯一特征;采用一种简化算法对多址接入信道因子节点的消息进行更新,并为多用户低密度校验码的消息传递过程设计了高斯近似密度进化算法,在此基础上用差分进化算法对非规则低密度校验码的度序列进行优化设计．分析和仿真结果表明,所设计的非规则低密度校验码在多址接入信道中具有良好性能．     

多用户最佳中继NOMA系统性能研究

针对多用户多中继非正交多址（NOMA）接入系统,提出了基于全双工解码转发的多用户最佳中继NOMA系统.基于最大最小准则,提出了可使目的用户获得信息速率最大化的最佳中继选择方案;分析了目的用户中断概率,推导了其闭合表达式.仿真结果表明,若不考虑优化的用户排序,所提最佳中继选择方案的优势与用户个数和中继转发功率有关;若考虑优化的用户排序,采用所提最佳中继选择方案始终可以实现最佳的目的用户性能.     

一种ad hoc网络时分多址接入策略

为了提高ad hoc网络的吞吐量,提出了一种利用多用户分集的时分多址接入(TDMA)策略.在系统分析的基础上给出了一种分布式协议实现.为了根据即时的信道特性来决定接入信道的链路,将时隙分成控制和数据两个阶段.在控制阶段,通过控制包的交互实现发送节点对链路信息的获取以及解决竞争邻域内链路接入冲突;在数据阶段,由接入成功的链路发送数据包.仿真结果表明,该策略可以有效地利用多用户分集,比原有的随机接入策略有很大的性能提升,提高了网络的吞吐量.     

基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合

针对无线传感器网络节点能量有限并且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法.该算法将均匀分布或非均匀的整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的位置、分布密度和剩余能量等信息选择传输数据的方式,从而形成传输数据的最短路径.根据集中式TDMA（时分多址）调度模型并运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优.仿真结果表明,该算法不但可以最大化网络的生存时间,还可以有效地降低数据融合时间,减少网络延时.     

载波监听双信道接入协议性能分析

为了解决Ad Hoc网络由隐终端和暴露终端引起的数据报文冲突问题，提出了基于载波监听的双信道
多重接入（DCMA）协议.载波监听DCMA协议通过使用载波监听和忙指示（BI）控制报文来解决数据报文冲
突问题.将忙期/闲期理论应用于双信道接入协议性能分析，对全互联网络中载波监听DCMA协议的信道利用
率进行了建模分析，并通过软件仿真研究了复杂网络拓扑下载波监听DCMA协议的吞吐量.分析结果表明，
载波监听DCMA的信道利用率要高于报文监听DCMA协议.在高负载情况下，载波监听DCMA的吞吐量比报文监
听DCMA协议和单信道接入协议的吞吐量提高了近50%.     

Ad Hoc网络载波监听双信道接入协议

为了解决由隐终端和暴露终端引起的数据报文冲突问题，在对Ad Hoc网络双信道接入协议进行研究的基础上，提出了载波监听双信道接入协议(dual channel multiple access，DCMA),包括基本的载波监听协议(basic carrier sensing，BCS)和忙指示载波监听协议(carrier sensing busy indication，CSBI).研究了DCMA控制报文的长度以及其解决隐终端和暴露终端的能力.通过仿真对DCMA的性能进行了分析和比较.结果表明，CSBI通过载波监听和忙指示(busy indication，BI)报文完全解决了隐终端和暴露终端问题，在高负荷时其吞吐量比802.11 DCF提高了近50%.     

基于混沌时间序列的Elman神经网络工业用电预测

针对电力负荷数据在多重因素相互影响下呈现非线性特性甚至是混沌性的问题,采用基于相空间重构的Elman神经网络方法进行全社会工业月用电量预测.利用小数据量法计算最大Lyapunov指数,判别负荷时间序列的混沌性,进而确定最优延迟时间及最佳嵌入维数进行相空间重构,以此确定Elman神经网络的拓扑结构,并将实测数据带入模型进行训练.通过对实测数据进行预测仿真,表明该模型达到了较好的预测效果,验证了提出的时间序列相空间重构与Elman神经网络结合的正确性与有效性.     

非等间距新息GM（1，1）模型及其应用

针对非等间距GM（1,1）模型建模精度低、适应性不强等问题,应用新信息优化原理及灰色系统建模方法,采用原始数据序列的第n个分量作为灰色微分方程的初始条件,提出了非等间距新息GM（1,1）模型.基于背景值是影响灰色建模精度的重要因素之一,对非等间距新息GM（1,1）模型的背景值构造进行了研究,根据灰色模型的指数特性和积分特点,利用非齐次指数函数来拟合一次累加生成序列,重构非等间距新息GM（1,1）模型的背景值,并给出了背景值构造公式.该背景值不仅适用于等间距新息建模型,也适合于非等间距新息建模型,具有精度高、适应性强等特点.实例表明,所建模型具有良好的实用性和可靠性.     

具有单缓冲区的协同GBN-ARQ算法

提出了一种具有单缓冲区的协同回退N自动重传请求(Go-Back-N Automatic Repeat Request,GBN-ARQ)算法,该算法适用于基于多址传送的单源单中继无线通信系统．利用多址系统允许多个节点同时发送数据的特点,在接收端加入一个缓冲区,使得中继和数据源可同时参与数据帧的发送及重发过程,有效提升了系统的首发成功率和重发成功率,解决了传统GBN-ARQ算法在信道条件较差时系统吞吐率性能快速下降的问题．以TDMA系统为例,经过理论分析和系统仿真,证明了该算法在保持原有GBN-ARQ算法复杂度基本不变的情况下,提升了系统的吞吐率性能,增益最大超过10dB．     

基于流内与流间网络编码的DTMSN广播传输机制

提出了一种基于流内与流间网络编码的延迟容忍移动传感器网络(DTMSN)高效广播传输机制.在该机制中,汇聚节点利用随机线性网络编码将原始数据处理成编码包,然后转发给传感器节点.传感器节点间利用一种优化的机会网络编码算法交换编码包.当传感器节点收到足够多的线性无关编码包时解码得到原始广播数据.理论分析和仿真实验表明,与仅基于随机线性网络编码的广播传输机制相比,该机制能进一步减小广播时延和网络负载.     

基于层次包围盒和光线追踪的两步法碰撞检测技术

为了实现虚拟现实场景中物体间的实时碰撞检测,结合层次包围盒和光线追踪算法的优点,提出了一种新的两步法碰撞检测技术.利用层次包围盒法进行预处理优化,快速排除不相交的包围盒,将预处理结果直接传递给后续精确检测模型.采用光线追踪法在一维空间迅速搜索到具体碰撞点对,并返回点对间的距离和表面法向量等碰撞响应所需的量.预处理阶段和精确碰撞检测过程中的输入都存储在相同的数据结构,即八叉树中,减少了冗余的计算量.仿真实验表明,两步法碰撞检测技术对点对间的碰撞检测具有较好的准确性和高效性.