航电中继系统任务实时调度设计

研究了单处理器嵌入式实时系统的多任务优先级分配方法,首先,选择截止期单调(DM)优先级分配方法为实现航电中继系统的采集激励软件而划分的多任务分配优先级,然后,结合VxWorks的优先级抢占式调度算法对该任务集进行可调度性理论分析和计算,给出了基于VxWorks的数据采集激励软件的一般调度设计过程,最后,在基于该调度算法的航电中继系统上进行了数据转发实验.实验结果表明,航电中继系统转发数据的最大延迟时间不超过3.5 ms,可实现4种类型数据的稳定、正确转发.因此,基于DM优先级分配的抢占式调度算法的航电中继任务调度设计满足实时性和可靠性要求.     

基于空闲时间轮询的EPON动态带宽分配方案研究与分析

针对EPON中大多数采用固定周期轮询机制的动态带宽分配方案存在空闲时间的问题,提出了一种基于空闲时间轮询的动态带宽分配算法,该算法结合了固定轮询周期方案和间插轮询方式各自的优点。理论分析表明,该算法可以有效地减少空闲时间,提高链路利用率以及提供多业务的QoS保证。     

基于快速增量的时间触发以太网优化调度技术

面向航空航天应用的时间触发以太网(TTE)对通信实时性、消息安全性提出了严苛要求,高效的全局静态调度技术有利于充分保障不同消息的服务质量。针对实时性最高的时间触发(TT)消息决定了低优先级速率受限(RC)消息的发送时刻这一问题,提出一种基于快速增量的TTE优化调度技术,通过快速增量基本调度单元回溯修正多跳延迟,优化TT消息静态调度表,提升RC消息传输性能,最后将网络调度算法应用于时间触发航电系统网络拓扑模型进行验证。仿真实验表明：在保障TT消息满足传输约束的情况下,该TTE优化调度技术有效提升了网络实时性能,RC消息的平均端到端延迟最高优化14.08%,最坏端到端延迟最高优化22.86%。     

LR-PON中改进的节能动态带宽分配算法

长距离无源光网络(Long-reach Passive Optical Networks,LR-PON)的覆盖范围超过100 km,光网络单元(Optical Network Units,ONU)在一个轮询周期中处于空闲状态的时间较长.如果使处于空闲状态的ONU进入低功耗(休眠或假寐)模式,可以降低ONU的能耗.基于此,文章提出一种改进的节能动态带宽分配算法.该算法通过改变ONU的调度顺序,使得ONU在上下行传输结束后能够立刻进入休眠状态,而无需等待授权帧的到达,从而延长ONU的休眠时间.仿真结果表明:所提出算法能够降低ONU能耗和下行数据包平均时延.     

混合PSO-SQP算法在航电系统测试性分配中的应用

在考虑降低测试与维修成本的基础上,通过建立一种以费用函数作为目标函数的数学模型,将航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题转化为非线性规划(NLP)问题,针对此NLP问题,采用粒子群优化算法与序列二次规划算法相结合的混合优化算法,充分发挥前者较强的全局搜索能力与后者较强的局部精确搜索能力对问题模型进行求解,为航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题提出了一种最优的求解方法.结果表明,与单独使用PSO和SQP算法相比,使用混合算法能更快地取得最优值,验证了所提分配方法的可行性.     

硬实时系统中基于任务同步及节能的动态调度算法

提出基于任务同步及节能的动态实时调度算法HDSA(hybrid dynamic scheduling algorithm),以有效地解决任务同步及节能的难题.HDSA 结合RM及EDF算法,在满足任务实时可调度性及任务同步的限制条件下,采用DVFS节省能耗.HDSA包含静态算法及动态算法两部分.静态算法在静态条件下,求出任务的静态速度.动态调度算法在实际运行中,固定临界区的运行速度,并充分回收、利用任务运行时的空闲执行时间,调节处理器的速度,以有效降低能耗并满足实时可调度性.同时避免高优先权任务被阻塞时,临界区继承高优先权任务的速度时所造成的处理器电压开关的频繁切换,因而能有效地降低实时任务调度的成本.实验测试表明,HDSA在调度性能上明显优于目前所知的有效算法.     

无线网络虚拟化中资源共享的功率分配算法

针对传统无线网络中功率不能动态分配共享的问题,采用无线网络虚拟化,设计了一种基于博弈的两阶段功率分配方法(G2SPA, game theory based two steps power allocation scheme for wireless network virtualization),首先利用买卖博弈模拟了服务提供商(SP, service provide)和移动用户(MUE, mobile user equipment)之间的相互影响,提出了基于斯坦博格均衡(SE, stackelberg equilibrium)的报价策略。然后,利用拍卖理论对空闲下行功率资源进行再分配,采取McAfee机制保证拍卖的诚实性。通过仿真实验证明G2SPA算法的正确性和有效性。     

一种基于两级均衡的超Nyquist码元速率信号传输实现方案

传统理论认为,当信号以超Nyquist码元速率进行传输,必会引起码间串扰(ISI),误码性能大幅下降。然而1975年Mazo通过理论推导证明,信号在加性高斯白噪声信道下,以超过Nyquist码元速率25%以内的速率进行传输,误码性能可以不下降。本文针对上述理论运用线性最小均方误差均衡(MMSE)和加窗Chase均衡(WCE)两级均衡,在加性高斯白噪声信道下,提出了一种超Nyquist码元速率(FTN)信号的解调接收方案。仿真实验表明在加性高斯白噪声信道下,信号以超过Nyquist码元速率25%以内的速率进行传输,运用本方案进行解调接收误码性能不下降,从而验证了MAZO的理论。     

交换式以太网实时消息可调度性分析

针对交换式以太网不能满足工业数据通信的实时性要求问题,首先提出了一种改进的,在站点和交换机端均使用EDF算法的消息调度模型,并由源站点和目标站点以分布式方式对实时消息在链路的可调度性进行判定,从而简化了交换机的设计.另外,为保证实时消息在交换式以太网传输的实时性,分别给出了实时消息在发送和接收链路的可调度性判定条件,并进行了相应的理论证明.     

MF-TDMA卫星通信系统信道分配时间优化方法

在有限时间内高效分配信道资源是MF-TDMA卫星通信系统高效工作的保证。在分析周期轮询法分配信道策略的时间浪费缺点基础上,根据信道分配不同阶段的特点,提出了时隙列表法,通过分配过程中的一次轮询,创建时隙列表记录信道空闲时隙的分布信息进行分配,并对时隙列表实时维护,避免对已分配时隙的检测,以大幅缩短分配的时间。最后通过仿真比较,验证了这一方法的可行性与高效性。     

QPSK信号码元速率估计

接收端码元速率的估计,有助于获取信号调制规律,便于信号正确解调。以π／4-QPSK为例,在解决小波变换尺度优化选取和基带快速提取的难点的同时,旨在运用小波变换估计信号码元速率。具体方法是利用QPSK相位跳变发生在码元周期交替处的特点和Haar小波的相位特点,使小波变换系数极大模值出现在码元速率整数倍处;根据极大模值构造出同频率冲激序列,从其功率谱图上估计码元速率。经Matlab仿真,的确能估计出信号码元速率为500B。该方法所得估计值受噪声变化影响甚微,且在一定范围内小波变换尺度越大,分析效果越好。     

多信道车载网中基于时分多址的MAC改进算法

车载网(VANETs)需提供时延敏感的安全应用和非安全应用的通信服务.这就使得媒体接入控制(MAC)协议既要满足安全消息的时延和可靠率,又要保证非安全消息的服务信道利用率,给MAC的设计提出了挑战.为此,提出基于时分多址的MAC改进算法(I-TDMA-MAC).I-TDMA-MAC算法在每个同步帧内给每辆车分配两个子时隙,旨在提高无碰撞信道接入率和安全消息的传递率.同时,对空闲时隙采取重分配策略,并基于最短作业优先准则(SJF)给空闲时隙设置优先级,旨在提高服务信道利用率.仿真结果表明,提出的I-TDMA-MAC算法的安全消息传递率高达99%,当车流密度到达100 vehicle/km时,服务信道利用率接近于90%.     

面向多处理器资源预留的实时程序划分方法

针对嵌入式多处理器平台对节能和散热控制的实际需要,本文提出了一种以减少计算资源占用为目标的实时程序划分方法.该划分在保证实时程序可调度性的基础上,将程序划分为多个任务子集,并以资源预留的形式为各子集分配计算资源.划分算法首先以缩短关键路径长度为目标,以最大程度满足程序的可调度性.之后,算法将尽可能多的任务放置到同一子集中以减少总的有效带宽,从而节省所需资源.同时,通过设置任务的截止期与激活时间,任务间次序约束及数据传输时延被转化为任务的时间参数,使得各任务子集可作为相对独立的模块进行分析与调度.实验结果表明,相比于传统以缩短总调度时长为目标的划分算法,本文方法得到的划分结果平均节省资源占用15~30%.     

基于MDT数据优化小区空闲态与连接态 覆盖一致性的方法

本文提出了利用最小化路测数据(MDT)判断小区空闲态、连接态覆盖一致性的优化方法。根据最小化路测中的Logged和Imm数据分别判断某一地理栅格的RRC空闲态和连接态用户归属主服小区否一致。针对空闲态和连接态存在大量不一致栅格的小区,提出通过修改小区参数修改调整不同状态下覆盖区域,最终保证RRC空闲态、RRC连接态覆盖一致以达到降低发起业务后的非必要切换次数,提高户初始业务阶段速率,提升用户感知。     

Hose不确定模型下一种新的动态选路算法研究

该文讨论了全连接结构的光交换网络在Hose不确定模型下的动态选路问题,并基于Valiant负载平衡机制,提出了一种新的动态选路算法.分配系数可调的负载平衡选路算法(Load Balancing with Adjustable Distribution Fraction, LBADF)。LBADF算法根据网络中各条链路上空闲光路的数目对Valiant负载平衡机制中的分配系数进行动态的调整,从而达到优化网络性能的目的。计算机仿真表明LBADF算法相对于分配系数恒定的VLB算法具有更小的全网呼损率,同时也相应地降低了全网中所有节点对的最大呼损率。     

认知无线电中基于支持向量机的频谱空闲度预测

研究认知无线系统中的频谱小时空闲度预测问题,针对GSM系统的载频小时空闲度时间序列的非线性特点,提出一种基于支持向量机的预测模型构建方法。为提高模型的预测精度,在GSM系统小时空闲度时间序列特征分析的基础上,利用序列的节假日特性和日周期特性,对数据序列进行了重构。仿真结果表明,与采用基于神经网络的预测模型相比,该预测方法对工作日和周末均具有较高的预测精度,其预测绝对百分比误差在4以内。     

基于DDPG的综合化航电系统多分区任务分配优化方法

综合化航电系统（Integrated Modular Avionics,IMA）通过时空分区机制实现共享资源平台下的多航电功能集成,分区间的任务分配方法的优劣决定着航电系统的整体效能。针对航电任务集合在多分区内的分配调度问题,提出了一种基于深度强化学习的优化方法。构建了航电系统模型与任务模型,以系统资源限制与任务实时性需求为约束,以提高系统资源利用率为优化目标,将任务分配过程描述为序贯决策问题。引入马尔科夫决策模型,建立基于深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG）法的IMA任务分配模型并提出通用分配架构;引入状态归一化、行为噪声等策略训练技巧,提高DDPG算法的学习性能和训练能力。仿真结果表明,提出的优化算法迭代次数达到500次时开始收敛,分析800次之后多分区内驻留任务方案在能满足约束要求的同时,最低处理效率提升20.55%。相较于传统分配方案和AC(Actor-Critic)算法,提出的DDPG算法在收敛能力、优化性能以及稳定性上均有显著优势。     

无人机辅助无线传感网络的节能保密通信数据收集方法

无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在保密无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)中能作为移动数据搜集节点的同时延长传感网络的使用周期,窃听方(Eavesdropper, Eve)的存在使传感器和UAV之间的保密通信过程受到了严重威胁。因此,保密通信方不得不消耗更多资源来保证通信的保密性能。针对WSN中保密通信的资源受限问题,提出一种UAV辅助节能保密通信数据收集方法,通过联合优化UAV轨迹和传感器节点(Sensor Node, SN)的调度策略,最小化SN能耗的同时增加传感器的保密容量;通过基于块坐标下降法解决复杂混合整数的非凸优化问题;通过连续凸优化方法联合求解UAV轨迹优化问题和传感器调度优化问题。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法在节能和保密速率提高上具有显著的优越性。     

降低光正交频分复用系统PAPR的算法研究

本文针对光正交频分复用(O-OFDM)系统的高峰均比(PAPR)问题,提出了联合降低PAPR算法,利用选择映射法随机改变OFDM码元的初始相位分布,降低码元峰值出现的概率,采纳限幅加窗方法降低码元峰值,从而达到降低系统的PAPR。仿真结果表明,联合降低PAPR算法有效降低了O-OFDM系统的PAPR。     

正交频分复用传输速率最大化自适应水声通信算法研究

该文在对正交频分复用(OFDM)水声通信速率最大化问题建模基础上,对注水算法的运算量进行了合理简化,实现了对子载波初始能量的快速分配。针对固定判决门限离散比特分配算法存在的码元能量严重浪费和速率损失问题,提出了基于贪婪的比特分配方案,以较小的计算量代价实现了OFDM通信速率的显著提高。研究表明,在压缩信道编码的不完全信道估计下,新算法仍具有良好的通信速率及误码率性能,适用于时变水声信道。