两种应用于HSDPA的最大C/I调度算法的仿真性能分析

高速下行分组接入是UMTS系统为适应高速下行分组业务的需求而提出的解决方案,其调度算法采用最大C/I和RR。对两种不同的最大C/I调度算法——完全的最大C/I算法和重传优先的最大C/I算法进行了性能的仿真,得到了最大重发次数对误帧率影响的曲线。结果表明,重传优先最大C/I算法在最大重发次数低时性能较佳,而完全最大C/I算法在最大重发次数高时性能较佳。分析了仿真结果产生的原因。     

Ad Hoc网络媒体接入控制中一种新的退避算法

为提高战术Ad Hoc网络中领导者节点的报文发送成功率,提出了新的用于媒体接入控制的退避算法. 该算法采用不同于传统的退避间隔设置方法,当领导者节点报文发送成功时,退避间隔设为最大值;报文发送失败时,随着报文重传次数增加,逐渐减小退避间隔,实现报文的重传. 同时还从理论上分析了算法的性能. 计算机仿真表明,其有效提高了网络中领导者节点的报文发送成功率,且对网络中普通节点的报文发送成功率影响很小.     

基于妥善排序的无线局域网功率控制策略

提出了一种基于妥善排序的功率控制策略,将接入点缓存的业务数据按其到达顺序进行了时间上的有效排序,通过合理的规范,在保证数据可靠发送的同时,有效地避免了处于休眠状态的节点激活后的竞争行为和不必要的退避,减少各普通节点碰撞和退避所浪费的资源.基于妥善排序的功率控制策略可以有效地改善系统的吞吐率和时延性能,降低系统的功耗,延长系统中各设备的有效工作时间.     

IEEE 802.11 p车载自组网的HSCPN建模及分析

针对分析模型和仿真模型研究车载自组网IEEE 802.11p广播模式网络性能存在的不足,采用层次随机着色Petri网( HSCPN,hierarchical stochastic colored Petri net)对协议的媒体访问控制层进行建模,模型着重描述了消息的产生、重传、退避和虚拟碰撞的过程.在此模型的基础上,对网络性能指标进行了分析.结果表明：高优先级队列的消息具有较小的时延和时延抖动. HSCPN建模方法的采用可直观地了解协议的运行机制,有利于协议的改进,并可为车载自组网的部署提供理论依据.     

无线Ad hoc网络中协作重传机制的改进

基于协作式停等协议,提出了无线Ad hoc网络中改进的协作重传机制. 第一,区分协作和非协作的帧,防止应答对象的混淆和协作扩散;第二,在节点内部设定业务流优先级,确保协作重传的帧能被优先发送;第三,采用基于优先级的退避机制,选择瞬时最优节点重传数据. 理论分析和仿真结果表明,改进的协作重传机制可以有效降低重传碰撞概率,提高重传成功率,并改善系统吞吐量.     

CDMA2000 1X EV-DO无线环境下IMS会话建立时延分析

针对CDMA2000 1X EV-DO无线接入环境, 采用数学分析方法试图对互联网协议多媒体子系统(IMS)中的用户会话建立时延进行定量分析. 详细分析了无线链路协议在数据链路层上产生的传输时延, 同时分析了上层重传机制对传输时延的影响. 分析结果表明,数据链路层使用无线链路协议、 传输层使用用户数据报协议、 应用层使用会话初始化协议所产生的会话建立时延最小.     

通过链路层ARQ提高无线环境中的TCP吞吐量

提出了一种用于提高无线环境中传输控制协议(TCP)性能的链路层选择性重传的改进方案——自适应选择性重传。本方案借助于每个数据包在数据链路层被拆分成多个无线帧这一特点,对包中所有帧的重传次数之和进行限定,使得该和可以根据各个帧的需求进行自适应的分配。推导了采用该方案时无线链路的误包率和包的传输时延的表达式。通过引入Padhye的TCP吞吐量模型,分析了采用自适应选择重传方案系统的TCP吞吐量。仿真结果表明,与传统方案相比,自适应选择重传方案在高误帧率环境下以较低的误包率、略大的传输时延获得了较高的TCP吞吐量。     

无线网络中一种基于粒子化接入思想的细粒度延迟保障机制研究

针对目前无线网络中时延保障机制存在的若干问题(即可扩展性差、服务等级粒度粗、以牺牲资源利用率的代价来换取时延性能提升等),提出了粒子化接入的思想和相应的接入机制。将业务流建模为一群携带了一定信息量并在一定时间内有效的信息粒子,给出了信息粒子和信息粒子群的定义。给出了满足信息粒子群的时延要求所需的最小可达接入带宽的计算方法。证明了使用EDF(earliest deadline first)策略可以达到最小可达接入带宽。提出了一种在无线网络接入动态环境下,基于粒子化思想的细粒度延迟保障机制。针对无线网络下行应用场景进行了仿真性能验证。仿真结果表明,在高业务负载情况下,相较于传统接入机制中平均时延和丢包率的快速增长,粒子化接入策略依然能稳定提供较优的时延保障和有效吞吐量。研究成果为后续进一步完善无线网络的服务质量保障机制提供了新的思路。     

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.     

基于交互测量和时延预测的无线传感网络呼叫接入控制机制

为了在无线传感网络(Wireless sensor network,WSN)中实现多媒体业务的传输,基于时延的非饱和模型,采用交互测量和时延预测的分布式接入控制机制,设计了呼叫接入控制(Call admission control,CAC)机制。最后采用NS2仿真平台对该机制的延迟性能进行了仿真分析。结果表明:该机制可以为对实时业务提供有效的延迟保证。     

机器类通信业务建模与流量分析

针对机器类通信典型应用的主要特征,建立4类系统级业务模型,分别是静止模型、扩展静止模型、随机游走模型、移动模型,并给出各模型中突发数据和信令开销的估计和预测办法.该预测办法可评估不同应用场景下海量机器类通信终端接入网络时运营商面临的承载压力,据此可导出合理的网络规划和优化策略,以提升用户体验.     

优先级区分服务的机载网络媒质接入控制协议

为了保障机载网络的系统容量及最高优先级业务严格的时效性与可靠性需求,提出区分优先级的媒质接入控制协议. 该协议对高、低优先级业务,分别采用多信道随机接入和多信道忙闲接入2种不同的信道接入策略,结合竞争窗口随信道忙闲程度自适应调整的退避机制,实现了多优先级区分服务. 通过建立多信道忙闲碰撞模型和退避模型,根据高优先级业务的QoS需求,计算求解不同信道数量下低优先级业务的最优负载取值区间和接入门限以及各项系统性能的数学表达式. 仿真结果表明,该协议不仅具有较高的系统容量（>10 Mb/s）,而且能够保证高优先级业务严格的时效性（<2 ms）、可靠性（>99%）需求,与带差分服务的跳频MAC （PFH-MAC）协议和区分优先级的自适应抖动MAC （PAJ-MAC）协议相比,性能有较大的提升.     

自适应的Ad hoc MAC协议

为Ad hoc网络提出了一种基于模糊逻辑的媒体接入控制层协议。该协议通过在MAC层采用模糊逻辑协调各个相互影响的数据流,为低优先级数据流选择附加退避窗口以减少其自身接入信道概率。通过这种方法,使得高优先级数据流在各种背景流量的条件下,均能够维持较高的端到端吞吐量和较低的端到端接入时延。仿真结果表明,该协议较802.11e协议更好地保护高优先级数据流的端到端时延和吞吐量。     

理想功率控制多用户DS-UWB信号捕获性能分析

分析了理想功率控制的多用户环境下DS-UWB系统采用串行搜索策略的捕获性能.对于多用户干扰,当干扰用户多时,根据中心极限定理,检测器输出端的多用户干扰可近似为一个高斯随机变量,推导了一定干扰用户下系统检测概率和虚警概率的闭合表达式,在给定的信噪比和一定的捕获门限下,求出捕获时间的均值和方差.数值结果表明,不同数目的多用户干扰下,系统的最佳平均捕获时间近似相同.     

mMTC中基于功率控制的URLL上行无线资源优化方案

提出了一种大规模机器类通信（mMTC）中基于功率控制的高可靠低迟延（URLL）上行无线资源优化方案.考虑时分双工蜂窝网络,设计了上行链路传输的反向功率控制方案,并导出了基于距离的链路可靠性函数;在此基础上,建立了上行无线资源优化模型,分析了链路可靠性函数的特性,并提出了一种基于黄金分割搜索最优的传输错误概率算法;给出了一种最小化系统所需的总带宽算法,可为每个用户分配多个子信道,用户通过判断信道增益是否超过门限值来选择子信道.仿真实验结果表明,新方案在迟延和可靠性的改进以及总带宽、功耗等方面的优势显著.     

源网荷全景同步测量系统分布式主站的设计与实现

源网荷全景同步测量系统（Full-View Synchronized Measurement System ,SYMS）实现了对高比例电力电子化的新型电力系统的全方位实时检测。SYMS 主站作为测量数据的接收与分析平台,其数据处理能力对保障SYMS稳定运行与应用效果具有重要意义。然而,由于数据类型多、装置数量激增、数据分析过程复杂,集中式架构的主站难以保证同步相量数据处理的实时性与可靠性。因此,本文提出一种适用于SYMS系统的分布式主站设计方法,并进行了实现。首先,该方法分析了SYMS不同测量装置的通信方式,提出并建立了基于开源相量数据集中器（Open Source Phasor Data Concentrator, OpenPDC）的多源异类数据适配器,并设计实现了基于HAProxy的主站前置服务器的负载均衡集群;其次,针对主站数据在线分析延时高的问题,设计并开发了基于流处理框架的Storm适配多语言、多时间窗算法的分布式计算方式,进一步搭建了包含前置数据平台与在线应用平台的SYMS分布式主站;实际系统测试结果表明,与集中式架构相比,所提架构在实际运行中可有效均衡负载,利用分布式方式提高运算速度,针对多类型实时测量数据具有更强的并发处理能力与更短的处理延时,并有效监测系统的异常状态。可为新型电力系统特性分析、建模、闭环控制等应用提供数据基础与应用平台。     

基于动态反馈的负载均衡方法研究

随着基于互联网的应用服务快速发展,网络上提供应用服务支撑的服务器(集群)所面临的并发性访问激增,运用负载均衡是应对处理大量并发访问及提高服务请求接入性能的重要策略之一。负载均衡通过对服务器集群中的逻辑/物理单机进行规划实现负载任务分配调度,实现对大量并发访问的并行化处理,从而提高应用服务的请求接入和服务处理性能。提出了一种基于动态反馈的负载均衡方法,其通过周期性的获取集群中单机节点的工况信息,然后分析单机节点的实时负载和响应情况,并将其与保持负载均衡性能的决策参考阈值相比对,通过负载任务再分配达成动态负载调整并保持集群工作性能均衡的目的,进而提升集群系统的服务吞吐能力,降低服务请求的响应延迟,能够为开展海量数据高并发处理提供技术基础和保障。实验结果表明,该算法使系统的整体性能得到了改善。     

Short-term power load forecasting using integrated methods based on long short-term memory

The development of power system informatization, the massive access of distributed power supply and electric vehicles have increased the complexity of power consumption in the distribution network, which puts forward higher requirements for the accuracy and stability of load forecasting. In this paper, an integrated network architecture which consists of the self-organized mapping, chaotic time series, intelligent optimization algorithm and long short-term memory (LSTM) is proposed to extend the load forecasting length, decrease artificial debugging, and improve the prediction precision for the short-term power load forecasting. Compared with LSTM prediction, the algorithm in this paper improves the prediction accuracy by 61.87% in terms of root mean square error (RMSE), and reduces the prediction error by 50% in the 40-fold forecast window under some circumstances.     

基于时延和能耗的Ad hoc网络路由选择算法

为了减少网络能量消耗,优化网络性能,在网络节点MAC层发射功率可控条件下,提出了一种基于平均分组时延与分组能量消耗乘积最小的路由路径选择算法.该算法根据链路平均分组时延和分组能量消耗情况来进行路由路径选择.仿真表明,该算法可以动态调整网络路由路径,使所选路径的平均分组时延与分组能量消耗乘积达到最小,从而达到减少网络能量消耗及降低网络分组时延目的.