通信协议性能测量与分析

为探索和证明透明进程间通信协议TIPC(Transparent Inter Process Communication Protocol)[1]在进程间数据传输的优势,首先简单介绍了透明通信协议TIPC的结构和优点,然后在节点间和节点内分别对基于TCP协议和TIPC协议通信性能进行全面的测量,并针对测量数据给出详细的分析.所得出的结果不仅对并行程序设计中数据包大小的选取具有很强的指导意义,而且对并行程序设计环境底层通信协议的选取也给出了科学的依据,从而达到优化并行程序设计、提高应用程序执行效率的目的.     

一种实现RapidIO用户态通信接口的改进方法

提出了基于TIPC透明进程间通信协议实现RapidIO用户态通信接口的新方法。通过分析RapidIO消息传递模式的特点和TIPC底层发送-接收数据的实现机制,将发送端和接收端传输数据的内存拷贝次数均减少为一次,从而有效地提高了RapidIO通信接口的数据吞吐量,降低了通信延迟。介绍的实现方法有较强的工程应用价值。     

基于智能网卡支持的并行通信协议

网络通信系统是机群的一个重要组成部分,也是影响机群整机处理效率的关键因素．随着单个结点计算能力的增强,网络通信能力也需要相应地提高．一种提高网络通信能力的方法是引入多个网卡同时进行消息发送,即并行通信．通常,并行通信是基于RMA机制实现的,对于小于17KB的消息,由于RMA机制的握手过程使得并行通信性能的提高很有限．提出了基于智能网卡支持的并行通信协议．该协议将消息重组所需的握手过程下移到网卡上实现,从而减少了握手开销,扩展了并行通信的范围．实验数据表明,与基于RMA机制的并行协议相比,该协议提高了3KB-17KB消息段的通信性能;对应用程序,如FT程序,该协议将其执行时间减少了9．4％,而基于RMA机制的并行协议只减少了7．8％．最后分析了限制并行通信性能提高的主要因素．     

一种基于TTCN-3的多路并行测试方法

随着全球通信网络的高速发展，对日新月异的通信产品进行协议一致性测试尤为重要。该文介绍了TTCN-3测试执行机并行测试的模块设计方案，阐述了测试适配器的开发方法，重点分析了多路适配器的原理及实现，并以此为基础提出了一种多路并行测试的方法，该方法已成功地应用于802.16d协议的一致性测试。     

TIPC在嵌入式集群系统中的应用与优化

TCP/IP作为通用协议栈虽被广泛应用,却并不适用于某些特殊的网络环境,如高可用的动态集群系统、强实时性的嵌入式系统。提出将TIPC作为新的板卡间通信协议代替TCP/IP移植到热插拔的机箱式设备内部网络中,提高节点间通信的实时性,利用TIPC提供的逻辑地址透明、链路冗余与负载分担等服务设计高可用系统。根据板间通信环境的特点提出对TIPC的优化,设计具有TIPC特色的Nagle算法并植入其Link层中,提高短数据的吞吐量。实验结果表明,该设计可明显提高TIPC网络中短帧对网络带宽的利用情况。     

基于CPLD的并行通信方法

电梯控制系统通过在主控制板上增加扩展板的方式来扩展功能,从而需要为两者提供一种灵活高效的通信服务.提出了一种并行通信方法,该方法采用复杂可编程逻辑器件来实现物理层和链路控制,并设计了节点访问协议作为应用层协议,讨论了该通信方法的硬件逻辑及通信时序.实验结果表明,该通信方法能充分满足电梯控制系统对通信性能的要求.     

分布式多种计算机实时并行通信的研究及实现

本文讨论了MIS中研制的分布式多级过程控制机与管理机实时并行通信的机制,详细讨论了实时并行通信软件的实现方法。在不增加硬件费用情况下,该通信机制能支持多种协议及多种数据结构的实时并行通信,达到“请求/响应”命令和生产实时参数的快速传递。     

MIMO MAC协议PHY/MAC联合仿真性能研究

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术是能够实现多包接收（Multi-Packet Reception,MPR）功能。提出MIMO系统的MAC协议,该协议基于数据流控制方法实现多包接收功能,并在同一通信领域内支持多对一和并行通信。网络仿真中采用调用信道模型的方法,并利用OPNET和MATLAB进行了PHY/MAC跨层动静态联合仿真分析。仿真结果表明,所提协议能够有效地提高移动Ad Hoc网络吞吐量、端到端分组延迟等性能。     

基于ADSP21160的高速并行信号处理板的设计

介绍了利用4片ADSP21160处理器设计的雷达高速并行信号处理板。整板的峰值运算能力达2400MFLOPS,处理板间可通过链接口及VME总线接口进行通信,板间数据吞吐量达1280MByte/s,基于该信号处理板易于构成完整的高性能并行信号处理系统。该板运用高速电路设计方法来设计电路,进行信号完整性分析和仿真,保证了设计的质量。     

基于GPU的低密度奇偶校验码译码加速技术

随着通信技术的发展,通信终端逐渐采用软件的方式来兼容多种通信制式和协议。针对以计算机中央处理器（CPU）作为运算单元的传统软件无线电架构,无法满足高速无线通信系统如多进多出（MIMO）等宽带数据的吞吐率要求问题,提出了一种基于图形处理器（GPU）的低密度奇偶校验（LDPC）码译码器的加速方法。首先,根据GPU并行加速异构计算在GNU Radio 4G/5G物理层信号处理模块中的加速表现的理论分析,采用了并行效率更高的分层归一化最小和（LNMS）算法;其次,通过使用全局同步策略、合理分配GPU内存空间以及流并行机制等方法减少了译码器的译码时延,同时配合GPU多线程并行技术对LDPC码的译码流程进行了并行优化;最后,在软件无线电平台上对提出的GPU加速译码器进行了实现与验证,并分析了该并行译码器的误码率性能和加速性能的瓶颈。实验结果表明,与传统的CPU串行码处理方式相比,CPU+GPU异构平台对LDPC码的译码速率可提升至原来的200倍左右,译码器的吞吐量可以达到1 Gb/s以上,特别是在大规模数据的情况下对传统译码器的译码性有着较大的提升。     

基于DSP和LabVIEW的串口通信在振动信号检测中的应用

给出了基于数字信号处理器（DSP）和虚拟仪器技术LabVIEW的信号通信及分析研究,利用DSP采集数据,并配置了串行口通信模块,基于LabVIEW软件开发了上位机通信程序和数据处理程序,实现了振动信号的处理、显示和保存。该文给出了一种实时采集、快速处理、性价比高的振动信号检测系统,可用于旋转机械工作状态监测和故障诊断。     

复域DSLA主动时反通信

通信系统建立在香农源-信道模型基础上,信道本身面临着两个必须解决的问题：信道多径传播引起的符号间干扰;噪声/干扰。因而接收端的信号是发射的信号失真和染污的复本。为此,从阵几何设计和信号处理角度两个方面考虑,采用空间宽带阵--双螺旋线阵（DSLA）发射/接收数据,并利用波传播时反不变性这一宽容的空-时结构特性作DSLA主动时反通信。同时在通信系统中调制信号、随机海洋噪声具有非寻性。因此,对信号做复增广表征,打破一般补相关为零的隐含假定,作复域DSLA主动时反通信。仿真结果验证了复域DSLA主动时反通信性能优于常规主动时反通信,尤其在小信噪比下能有效减小通信误码率,提高水声通信质量。     

细胞神经网在通信系统中的应用

细胞神经网(CNN)是一种大规模非线性模拟电路。它的两个重要特点是时间连续特性和局部连接特性,这使CNN在数字领域能实现实时、高速、并行的信号处理,并特别适于大规模集成电路(VLSI)的实现。本文阐述了CNN的结构和特点,并介绍了CNN在通信系统中的应用,主要包括信号处理及其硬件实现、混沌通信和通信中的优化问题等方面。     

Sixty years of cybernetics

Fundamental aspects of cybernetics, such as goals, problems, methods, tools, brief history, and correlation with other sciences, are considered. Cybernetics in its classical interpretation is the science of information management, communication, and processing. As cybernetics developed, this definition was formalized as the science of methods and processes of information acquisition, storage, processing, analysis, and evaluation, which allows it to apply to decision making in complex control systems. These systems include all engineering, biological, administrative, social, ecological, and economical systems. The main thesis that determined the goals, problems, subject matter, and development of cybernetics as a whole up to the present is the similarity in management and communication processes in machines, living organisms, and both animal and human societies. First of all, these are processes of transfer, storage, and processing of information, i.e., various signals, messages, and data. Any signal and any information may be considered independently from its particular content and destination as a certain choice between two or more values having the known probabilities (selective concept of information). It allows us to treat all processes on the basis of a unified measure and statistical apparatus. The idea of the general theory of control and communication, that is, cybernetics, is based on this hypothesis.     

基于簇的铁路转辙机道岔测控系统通信协议设计与实现

在铁路液压转辙机道岔测控系统中,上位机与远距离下位机由于数据信号在传输过程中受到干扰、衰减而无法通信.针对该问题,提出了一种基于簇的串行总线通信协议,利用各簇簇头节点辅助协调系统的通信,确保系统通信高效、畅通.     

一种新结构的智能化六维腕力传感器

本文首先提出了一种新结构的水下机械手用六维腕力传感器；然后为其设计了信号放大、滤波和凋零电路；最后，设计了以内置CAN总线控制器的80C592单片机为核心的传感器信号解耦和通讯单元，使该传感器成为一个独立的智能化单元。     

基于软件无线电平台的中频信号处理系统设计

软件无线电是关于使用固定硬件平台,通过加载各种应用软件,实现通信物理层的一部分或全部功能的设计思想的定义,具有选用不同种类的软件可实现不同的功能的特性。根据软件无线电技术的要求,设计了基于“ADC+FPGA+DAC”的处理模式,通过通信接口将结果发送给主机,将模拟信号转化成数字信号供主机进行处理,与传统的信号处理模式相比,该模式具有体积小,功耗低,可配置和可编程的优点,应用前景广泛,同时该模式还具有多种额外功能,如产生中频信号(IF),进行数字下变频,实现同步解调等功能,扩展与上位机通信的主机接口。     

装载机采样频率的优化

将计算机技术、数字信号处理技术和通信技术相结合,实现工程机械的远程故障诊断是当前机械设备智能化的重要发展方向。结合"装载机远程服务系统与智能化挖掘机"这一项目,该文提出了利用计算机进行采样频率优化的方法。对原始数据利用计算机通过信号抽取和三次样条插值进行信号重构,重构信号与原始信号分别进行时域上的图形比对和频域上主频比对,证明本文设计的优化方法可行。信号的采样频率的优化,降低了下位机采集和传输负载,提高了装载机远程故障诊断系统的效率。