多信道多业务并行冲突分解算法研究

文章提出了一种多信道多业务并行冲突分解算法,对随机争用多址访问系统中的冲突分解进行了研究,并给出了该并行算法的冲突分解平均时隙数和系统吞吐量的解析式,其结果与计算机仿真实验相吻合。     

信息分组随机争用信道时隙数学模型分析

对随机接入系统树型冲突分解过程中信息分组争用信道建立了数学模型,通过采用排列-组合计数方法中的划分思想对其进行分析,得到了各种数学模型的数学解析式,对几个重要定理,给出了严格的证明,这些定理对随机系统中树型冲突分解算法的研究具有重要的意义。     

多载波TD-SCDMA初始接入过程的优化分析

随着TD-SCDMA系统的发展,3G用户数不断地增多,将会导致移动用户在接入过程中发生碰撞和冲突,影响系统服务质量。对此,简要叙述了TD-SCDMA系统初始随机接入过程的各个流程,并通过搭建仿真平台对系统进行模拟仿真。在此基础上,通过对系统中的呼叫模型、碰撞处理机制、快速接入信道和接入信道配置进行优化分析,提出了相应的调整算法,并对比原系统对其性能进行仿真分析。仿真结果表明,采用调整的配置算法可以明显降低系统的呼损率,提高系统性能和增加系统容量。     

一种改进的排序QR分解MIMO检测算法

提出了改进的排序QR分解MIMO检测算法,并对其性能进行了分析．该算法针对系统采用排序QR分解检测算法时误码率较高的不足,对信道矩阵按列进行正交变换,避免了求信道矩阵的上三角矩阵,并且仅对信道矩阵按列2—范数模值由小到大进行1次排序．在检测过程中,采用了并行处理的思想,将部分判决信号进行反馈,同时消除接收信号中的干扰,使系统检测性能得到了明显改善．在多散射物的无线通信环境下进行了仿真实验,结果表明,与传统的SQRD算法相比,所提算法在计算复杂度略微下降的情况下,检测性能得到提升．     

分布式无线网络中依据用户妥善安排的多址接入协议

基于有效竞争预约接入、无冲突轮询传输的思想，提出了支持节点移动性和多跳网络结构的UPMA(User—dependent Perfect—scheduling Multiple Access)协议．其指导思想是仅有发送分组的节点才竞争接入使用信道资源，无业务发送的节点将立即被取消占用信道的资格，因此它极大地提高了信道的使用效率；同时，提出了一种冲突避免和分解协议来保证节点能快速接入信道；最后，以星型拓扑结构的网络为例考察了它对Internet数据业务的支持性能，并且给出了相关的结论．     

MIMO-OFDM系统的低阶信道估计的改进

在慢衰落信道条件下,MMSE估计有较好的估计性能但复杂度较高。为了降低信道估计的运算复杂度,分析并总结了原有的MMSE信道估计算法以及其改进算法,提出一个基于MIMO-OFDM系统的OLR-MMSE信道估计算法。OLR-MMSE估计是结合了MMSE算法的低秩近似以及SVD分解,大大降低了大矩阵的阶数,有效地降低运算复杂度并可以保持良好的估计性能。通过计算机模拟仿真验证了提出的信道估计可以达到系统性能和复杂度之间较好的权衡。     

非理想信道估计下的全双工MIMO系统的优化研究

在实际通信环境中,精确信道状态信息很难获取.本文考虑非理想信道估计条件下的全双工MIMO蜂窝系统,该系统不仅受自干扰、同信道干扰的影响,还受到信道估计误差带来的影响.因此有必要对该通信系统进行资源优化,来抵抗多种干扰并提高性能.通过建模一个联合用户配对和功率分配的优化问题来最大化系统速率,由于该联合优化问题是非凸优化问题,基于分解和梯度投影的渐进算法用来求解该问题.仿真结果表明,在非理想信道状态信息条件下,使用本文提出的算法优化后,全双工MIMO蜂窝系统性能优于半双工系统.进一步地,实验分析了不同类型干扰对系统性能的影响,表明信道估计误差对性能影响最大.     

一种新的MIMO-OFDM通信系统比特分配方案

从MIMO-OFDM系统模型出发,首先对理想信道传输矩阵进行奇异值分解,在子信道自适应调制设计中应用信道矩阵特征值把空分复用信道转化为并行子信道,将用于多载波自适应比特分配算法应用于MIMO-OFDM系统。然后以实现系统发射功率最小为原则,以降低系统比特分配算法复杂度为目标,提出了一种可变步长的子信道比特分配优化算法。仿真结果表明,这种算法不但可以实现和Campello方法相当的比特分配性能,还可以较大地降低系统的计算复杂度。     

基于IRCM的抗阅读器冲突协议

在射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification）技术的应用中,不同阅读器的信号之间互相干扰造成的阅读器冲突问题是制约系统性能的主要瓶颈之一,尤其在阅读器密集分布和移动的环境中,问题更为突出。结合现有多种抗冲突方法的优点,提出一种针对多信道的、阅读器密集分布的RFID系统的基于IRCM的抗冲突协议。仿真表明在多信道、阅读器密集分布的RFID系统中该协议能显著提高系统效率。     

面向航空空管无线通信系统的冲突广播包功率自动控制方法

为提高航空空管无线通信系统的输出稳定性,提出基于负载均衡调度的冲突广播包功率自动控制方法.构建航空空管无线通信系统传输信道模型,调节传输信道模型中的输出均衡,结合扩频序列重组方法抑制影响输出均衡的冲突广播包,构建冲突广播包功率估计模型,利用负载均衡调度方法实现信道均衡和冲突广播包功率自动控制.仿真结果表明,采用本文方法可实现航空空管无线通信系统的冲突调节和自适应控制,输出信道均衡性较好,冲突广播包功率控制稳定性较强.     

水声通信网络设计与OPNET平台下仿真

水声通信网络是当代海洋研究、海洋资源勘探和开发、海洋环境立体监测、地震海啸监测和战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重。采用OPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,包括基于MC-CDMA的多用户检测以及基本CSMA/CA机制的信道握手流程与网络分配向量（NAV）帧冲突处理机制等。同时建立并测试了一个包含1个主节点与4个传感器节点的水声通信网络,仿真结果表明设计的水声通信网络能够更好的克服冲突,减少数据包重发,从而获得更高水声通信网络的吞吐量,减少端对端传输延时与能量消耗。     

SAN系统中存储空间共享冲突问题的研究

在分析SAN系统中存储空间共享冲突产生原因和表现形式的基础上，给出了解决这一难题的分布式和集中控制两种基本方法，并融合了集中控制的网络文件系统、三方传送和软件RAID等技术，提出并实现了FC3HPN系统，该系统在具备较高性能的同时，首次实现了元数据共享。     

改进的退避算法在战术业务流中应用研究

研究战术的网络业务流问题。针对传统的网络退避算法由于网络信道访问频率过大,容易造成节点缓存队列拥塞等问题,特别是退避算法中的参数选择问题严重影响网络性能传输。提出了一种改进的退避算法应用于战术网络业务流中。改进的算法首先为结点引入适当的竞争系数,使得对于信道的访问可以根据当前网络的突发状态合理分派,同时根据网络状态和冲突节点发生情况,对竞争窗口大小分别采用线性和多重下降等方式进行动态调整,有效地改善网络的性能。仿真结果表明,改进后的退避算法具有较好的性能,有效降低了网络信道访问冲突发生概率,提高了网络系统的吞吐量。     

Queues in DOCSIS cable modem networks

In this paper we determine the optimal fraction c^*$c^{*}$ of the uplink channel capacity that should be dedicated to the contention channel in a DOCSIS cable network in order to minimize its mean response time. For this purpose, we have developed an open queueing network with a non-standard form of blocking consisting of tens to hundreds of nodes. The network contains several types of customers that enter the network at various points according to a Markovian arrival process with marked customers. One of the main building blocks of the model exists in capturing the behavior of the conflict resolution algorithm by means of a single processor sharing queue. To assess the performance characteristics of this open queueing network we rely on an advanced decomposition technique that is specifically designed to deal with the Markovian nature of the arrival pattern. Several simulations are run to confirm the accuracy of the decomposition technique. We also explore the impact of a variety of systems parameters, e.g., the number of cable modems, the initial backoff window size, the correlation structure of the arrival process, the mean packet sizes, etc., on the optimal fraction c^*$c^{*}$.     

Interference-aware channel assignment in a metropolitan multi-radio wireless mesh network with directional antennas

We investigate the problem of channel assignment in a metropolitan multi-radio wireless mesh network with directional antennas. Our contributions include a new conflict graph model for capturing the interference between links in a mesh network with a known wireless interface communication graph, and a new channel assignment procedure which accounts for interference both between links inside the mesh network, and from external sources. Additionally, we have implemented and evaluated the proposed channel assignment procedure in an actual metropolitan mesh network with 1.6-5 km links. Key components of the channel assignment procedure are the interference model, the link ordering, and the channel selection metric. The experimental results demonstrate how link ordering and the channel selection metric affect performance, in terms of the average packet delay and http latency. The results show that the proposed channel assignment procedure achieves performance very close to a lower bound of the average packet delay, and significantly higher than the performance achieved with a simpler interference-unaware procedure, and a measurement-based scheme that has appeared in the literature, and accounts for interference only from external 802.11 sources. Moreover, we investigate the performance when a different number of channels are available, and the timescales for channel re-assignment.     

基于非平稳时频分析的无线网络信道均衡算法

在无线网络数据通信中,由于阵元码间干扰导致信道具有非平稳特性,产生信道失衡效应,需要进行信道均衡设计,提高无线网络的数据传输性能.传统方法采用Hilbert变换扩频方法进行通信信道均衡,通过Hilbert变换使离散数据解析化,由于信道多径扩展导致码间干扰,为了提高信道均衡效果,提出一种基于非平稳时频分析的无线网络信道均衡算法.构建无线网络数据传输的空间多径信道模型,采用时频分析方法进行通信信号码间干扰抑制处理,采用提取的时频特征对通信信道进行正交频分复用分解,采用时频特征分析方法,对相位偏移进行空间码元重组,去掉路径相移偏量,实现信道均衡.仿真结果表明,采用该算法具有较好的信道均衡性能,能有效抑制通信信道的码间干扰,降低无线网络数据通信的误比特率,改善通信质量.     

一种采用SlaveB传输模式的LonWorks电力线节点

为提高LonWorks系统在电力线信道上进行多进程、多任务并行处理时的实时性,介绍了一种在主机AT89S51与从机MC143150之间采用Slave_B并行传输模式的LonWorks电力线节点.数据通信通过传递虚拟令牌得以实现,解决了数据总线传输冲突问题;节点配以路由器和iLON100构建的主干式网络,保证了数据在电力线信道上的及时处理.实际应用表明,相对于传统基于神经元芯片类型的LonWorks节点,基于Slave-B并行传输模式的电力线节点控制能力得到增强.     

基于约束的协同设计冲突检测模型

针对协同设计冲突无法准确全面检测的问题,提出了一种基于约束的冲突检测模型。在分析了协同设计中约束分层和约束满足问题的基础上,该检测模型将约束划分为已知约束关系集合和未知约束关系集合两部分,分别对其进行冲突检测。采用区间传播算法验证已知约束关系集合;提出用免疫算法优化反向传播(BP)神经网络来模拟未知约束关系集合进行冲突检测,并与遗传算法优化BP神经网络进行对比,收敛速度提高了62.96%,证明了算法具有较快的收敛速度和较强的全局收敛能力。为实现计算机支持的冲突检测,研究了基于可扩展标记语言(XML)文档的约束关系集合表达方法,设计了基于约束满足的冲突检测系统的架构体系,并以C#和Matlab为平台开发了行星齿轮箱协同设计冲突检测系统。最后,通过实例验证了冲突检测模型的可行性和有效性。     

无线传感器SMAC协议竞争退避机制分析及优化

针对无线传感器网络能量受限和退避时采用固定竞争窗口的特点,提出了一种基于节点剩余能量和信道冲突次数的MAC协议（EC—SMAC）．该协议改进了SMAC的竞争退避机制,根据节点剩余能量和信道冲突次数来动态的调整竞争窗口,减少传输节点之间的冲突,从而使全网负载均衡,同时延长网络生命周期．仿真实验表明：在保证网络吞吐量和时延稳定的前提下,平均延长了7％的网络生命周期．     

MIMO-OFDM系统中基于QR分解的新型迭代检测算法

结合QR分解的迭代检测算法与连续干扰消除思想提出了一种新型的QR迭代检测算法。该算法充分利用最后检测层分集增益最高、性能最优的特点,在每一次QR分解之后,仅保留最后检测层的判决,在接收信号中消除已判决信号的干扰,并将信道矩阵中已判决信号的列删除,降低信道矩阵列的维数后,进行下一次QR分解,直到所有层的信号都检测出来。分析表明,新型QR迭代检测算法复杂度大约为连续干扰消除算法的1/8,约为传统迭代检测算法的1/2。仿真试验表明,对称系统中新型QR迭代检测算法性能与传统迭代检测算法基本保持一致,都要优于连续干扰消除算法。