完全竞争均衡的频谱双向拍卖机制研究

频谱拍卖可以通过市场竞争的方式实现资源的优化配置,从而缓解日益严重的频谱资源危机,已经受到了广泛关注.但现有的频谱拍卖研究重点考虑了如何在一般物品拍卖的基础上实现频谱的空间复用,以提高利用率,却忽视了频谱拍卖市场规模过小,存在盲目报价等问题,极易导致最终成交价与频谱实际价值相偏离.为了解决该问题,提出了完全竞争均衡的频谱双向拍卖机制(ComDSA).该机制首先将参与者之间的多人博弈抽象为参与者与市场间的双人博弈,随后引入市场类型概率,采用海萨尼转换将其转换为完全信息博弈.最后,引入了连续竞价模型,通过参与者的多轮反复竞价,最终使成交价达到完全竞争均衡水平.理论分析与仿真实验结果表明,设计的拍卖机制在实现完全竞争均衡的基础上,有效提高了频谱的空间复用率和拍卖成交率.     

动态阈值的双门限协作感知方法

随着通信技术的提高和通信应用的增多,无线频谱资源越来越匮乏.许多分配到资源的主用户利用率很低,认知无线电技术希望没有分配到资源的次用户合理使用主用户频谱来提高频谱的利用率.频谱感知技术关系到认知无线电中次用户对空闲频谱的使用机会,是认知无线电的关键技术之一.就是在已有的感知技术的基础上,提出了新的感知手段.在认知无线电网络中,不同的次用户由于与主用户距离以及自身所处环境的噪声影响不同,它们的信噪比一般是不一样的.这里采用的动态阈值的双门限协作感知方法,是对传统双门限能量感知方法的改进,通过充分考虑次用户之间的差异性来提高感知的性能.首先,根据对检测和虚警概率的要求,过滤掉一部分检测能力不满足条件的次用户.同时,每个次用户的用于能量感知的双门限会根据它们各自信噪比的不同而动态变化.通过与单门限能量感知以及传统双门限能量感知方法进行比较,可以看出本文提出的感知方法一定程度上提高了系统整体感知的性能.     

基于Voronoi图的无需测距的无线传感器网络节点定位算法

将Voronoi图应用于无线传感器网络定位问题中,提出了VBLS(Voronoi diagrams based localization scheme)定位算法.它首先对接收到的anchor节点的接收信号强度(RSSI)从大到小进行排序,然后利用UDG图依次计算每个anchor节点的Voronoi区域,最后将所有Voronoi区域交集的质心输出作为定位结果.通过仿真将VBLS和另外两种无需测距的定位算法(W-Centroid和Centroid)进行了比较.仿真结果表明,对于anchor节点随机摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid和W-Centroid分别降低了18%和13%;对于anchor节点均匀摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid降低了7%,比W-Centroid增加了2%.     

一种密集部署传感器网络的分簇算法

针对分簇算法中的重新分簇所带来的高负载问题,提出了一种基于完全图的能量有效的分簇算法(CGCA),系统启动时刻,CGCA把网络划分成多个完全图,每个完全图独立成簇.CGCA利用完全图中节点之间是等价的性质,只是在系统启动的时刻执行分簇算法,而在以后的重新选举簇头阶段,簇头只需要在每个簇的内部节点间进行轮换,而不是像以前的分簇算法需要进行全局性的触发来选举簇头,这使得CGCA的通信和计算负载可以大量减少,它在单个节点的处理复杂度和消息复杂度均为O(1).另外,通过优先选择距离簇头近的节点加入簇内,CGCA不仅减少了簇头和簇内成员的簇内通信能量,而且使得簇头比较均匀地分布在部署区域.仿真实验表明:在节点密集部署的情况下,CGCA产生的消息交换个数远小于HEED分簇算法,最后在簇头均匀分布方面,CGCA也明显优于LEACH分簇算法.     

一种基于区域访问概率的容迟网络路由算法

延迟容忍网络泛指没有稳定端到端传输路径的无线网络,广泛应用于太空网络、乡村网络、移动传感网络、Ad hoc网络等等,具有重要的研究意义.其路由问题极具挑战性,是当前的一个研究热点.本文针对基于区域单元(Cell)移动模型的延迟容忍网络,提出一个基于区域访问概率的路由算法--PROAREA算法.已有的算法主要通过节点间的相遇概率来指导路由决策,而PROAREA算法则通过各节点访问区域单元的概率估算出了节点间数据传输的期望延迟,从而能够直接使用期望延迟来指导路由决策,具有更好的效果.实验结果表明,与延迟容忍网络中的Epidemic算法和PROHET算法相比,PROAREA算法的传输成功率平均提高了15%和6.95%,而平均传输延迟平均降低了46.7%和40.2%.     

模糊化的无线传感节点自适应定位算法

节点定位是无线传感网络的研究基础,具有重要的研究价值和研究意义.现有定位算法主要分为测距相关的算法(range-based)与测距无关的算法(range-free)两类.前者通常使用未经处理的、包含环境噪声的测距信号,导致其定位稳定性较差;后者常使用节点间的连通性信息,导致其定位精度相对较低.针对该现状,本文提出一种基于模糊处理的节点自适应定位算法(fuzzy localization, FL).FL算法首先收集有关测距信息,然后对测距信息进行模糊化处理,最后采用自适应算法计算节点位置.FL算法对测距信息的模糊化处理,减少了环境噪声对定位的影响,提高了节点定位的稳定性;同时细化了通讯半径内的距离估计,提高了节点的定位精度;且自适应算法能对模糊化过程进行自适应控制,取得有效模糊化参数.实验结果表明,与DV-Hop算法和Spring算法相比,FL算法减少了约31%和6%的定位误差,且定位稳定性较好.     

无线传感器网络的覆盖和连通研究

节点配置是无线传感器网络研究的核心问题之一。为实现传感器节点的配置,随机散布方式被广泛地采用。主要研究了无线传感器网络节点随机配置的完全覆盖和连通问题。通过对网络完全覆盖和连通的分析,给出完全覆盖概率、检测半径和节点数目之间的定量关系;分析了参数对配置的影响,对比高斯分布和均匀分布的配置特性,以指导传感器网络的节点放置。提出了完全覆盖径向连通的配置方案来优化传感器节点数目,从而降低网络的配置代价。最后,利用模拟仿真试验来评定结论。     

认知无线电网络中终端群的接入网切换算法

在集中式认知无线电网络中,认知用户终端需要首先接入次基站才能够进行网络通信,而认知无线电网络的特性也决定了,多个用户终端可能会因某主用户的出现或网络环境质量的恶化,而在某一时刻同时发出网络切换请求.他们之间由于缺少协调会造成某些次基站的拥堵以及用户终端的频繁网络切换.提出一种终端群接入网切换网络侧控制算法,通过核心网侧的网络切换控制器来实现次基站的负载均衡及认知终端群的公平切换.通过模拟仿真,我们发现相较于传统切换算法,本算法可以有效地均衡各次基站的负载,极大地提高网络的整体性能.     

数控电解机械复合切割机床的设计

为了精密切割加工整体叶轮的叶片型面,进行了数控电解机械复合切割机床的开发。研究复合阴极加工时的实际运动轨迹,得到电解机械精密切割加工机床的五个坐标计算公式。在建立叶片型面型值点数据库的基础上,完成叶片型面拟合、插值加密、边界处理的计算机程序,并计算出加工时的五轴联动机床的各轴运动参数。     

Emerging Applications for Cyber Transportation Systems

Recent advances in connected vehicles and autonomous driving are going to change the face of ground trans- portation as we know it. This paper describes the design and evaluation of several emerging applications for such a cyber transportation system （CTS）. These applications have been designed using holistic approaches, which consider the unique roles played by the human drivers, the transportation system, and the communication network. They can improve driver safety and provide on-road infotainment. They can also improve transportation operations and efficiency, thereby benefiting travelers and attracting investment from both government agencies and private businesses to deploy infrastructures and bootstrap the evolutionary process of CTS.