基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略

针对传统卫星时隙ALOHA系统由于高的数据冲突导致吞吐率低的问题,提出一种基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略。该策略通过引入物理层网络编码,使碰撞数据能以一定概率恢复。在此基础上定义了最佳的重传时隙数,让参与碰撞的用户在重传时隙以固定概率重发数据,在卫星收到所有重发数据后,就能完整恢复原始信息。同时对该策略进行了建模分析,并对系统吞吐率和平均发送等待时延进行理论推导。仿真结果表明,该策略能有效解决数据冲突,在带来一定发送等待时延的前提下,使系统吞吐率大大提高。     

时隙ALOHA系统稳定性分析*

研究了基于非对称多包接收模型的时隙ALOHA随机接入系统的稳定性。引入了非对称多包接收(MPR)模型,计算了媒体接入控制(MAC)容量区域,得到了两用户系统ALOHA稳定区域的详细特征。结果表明,随着MPR容量的提高,稳定区域从凹形区域变化到凸形区域,ALOHA稳定区域与MAC容量区域是一致的,而且当发送概率为1时,系统不需要传输控制,即对于两用户捕获信道而言,发送概率为1的ALOHA系统稳定性是最优的。     

时隙ALOHA协议下的网络化控制系统协同设计

针对网络化控制系统中信道容量有限的问题,本文提出一种基于时隙ALOHA通信协议的控制与通信协同设计方法.将控制系统的采样周期划分为若干等长度的时隙,在每个时隙中,系统的分布式传感器通过时隙ALOHA协议来随机竞争接入网络.由于在不同的采样周期各个传感器的接入状态不同,整个状态反馈控制系统将在若干子系统之间进行切换.据此,本文建立了离散的切换系统模型,并利用分段李雅普诺夫函数方法和平均驻留时间技术得到了能够保证系统指数稳定的充分条件.然后,给出能够保证控制系统稳定所需的信道吞吐率的界限,进而得到了时隙ALOHA协议中的最大重传次数与控制系统衰减率的定量关系.通过上述方法,本文建立了控制-通信协同设计的框架结构,可将控制器的增益矩阵和时隙ALOHA通信协议进行协同设计.最后,通过仿真验证了本文所提出的协同设计方法的有效性.     

面向卫星网络的扩频多址接入控制方法

针对卫星网络传输时延长、通信时间短和突发业务量大的特点,首先设计了高优先级、高实时性业务主动重传策略,然后在此基础上提出了一种面向卫星网络的主动重传扩频时隙ALOHA多址接入控制方法.该方法融合了扩频通信、S-ALOHA随机访问控制协议和主动重传策略的优点,能满足特殊环境中提供"区分服务"的实际要求.最后的仿真结果不仅证实了该方法的吞吐性能比时隙ALOHA系统有了很大的提高,而且能以较小的吞吐量损失为代价增加高优先级业务的成功发送率.     

一种动态频谱共享通信系统接入控制算法*

针对动态频谱共享通信系统的MAC设计,设计了集中式网络环境下的MAC帧结构,提出了一种基于接入点延时反馈竞争信道信息的时隙ALOHA访问控制算法。在分析时隙ALOHA算法的稳定性基础上,提出使用倍乘因子与伪贝叶斯算法相结合的方法以保证系统的稳定性。仿真结果表明,当发送概率与实际值相差较大时,该算法能达到快速调整的效果,获得稳定的吞吐量。     

LoRa无线网络MAC层TDMA时隙分配协议研究

轮询协议是一种经典的介质访问控制(MAC)层时分多址(TDMA)时隙分配协议,具有无冲突数据通信且功耗低的特点,但无法保证通信可靠性及实现有区别服务。为此,研究一种具有动态重传和差异服务机制的TDMA时隙分配协议。重新设计帧结构,根据终端节点数据包信息完成静态时隙分配,在数据传输失败时,利用重传时隙提高通信可靠性,通过影子时隙实现有区别服务。在无线抄表系统上的实验结果表明,与经典轮询协议相比,该协议的丢包率降低了3%。     

冲突减弱型LEO多址协议性能仿真分析

针对PRMA-HS协议中系统阻塞概率较大的问题,引入微时隙概念,提出了具有冲突减弱功能的MPRMA-HS协议,通过对可用时隙的再划分,增加系统竞争时隙数量,以降低系统拥塞。建立了协议模型,利用平衡点分析法对协议的接入阻塞概率、系统丢包率和吞吐率进行了理论推导。通过计算机仿真给出了协议的性能曲线,并与PRMA-HS进行了对比。结果表明,MPRMA-HS协议所能支持的最大用户终端数比PRMA-HS协议提高11.9%,而接入阻塞概率和丢包率均小于PRMA-HS协议。     

基于时隙的RFID防碰撞算法分析

介绍了几种常见的基于时隙的防碰撞算法:帧时隙ALOHA算法和时隙随机算法,并通过仿真,比较分析这些算法识别所用总时隙和对系统吞吐性能的影响。     

基于信号强度的分组帧时隙ALOHA防碰撞算法

针对现有ALOHA防碰撞算法存在系统吞吐量低下的问题,利用射频识别阅读器和标签之间的信号能量传输特点,对帧时隙ALOHA算法( FSA)进行改进,提出一种分组帧时隙ALOHA防碰撞算法。根据接收信号能量的强度将标签均匀分布到帧时隙中进行分组应答,从而降低标签碰撞概率。仿真实验结果表明,在标签数与帧时隙数之比小于1.8的情况下,该算法最大系统吞吐量可达50%,优于FSA算法及碰撞分组算法。     

伪贝叶斯稳定性算法性能研究*

针对时隙ALOHA的稳定性控制问题,建立了时隙ALOHA系统模型,研究了伪贝叶斯稳定性调整算法的原理。研究了实际负荷与估计负荷的差异对调整过程的影响。结果表明,该算法能够保证系统的稳定性,其调整时间随系统总体输入负载的变化增大而变长。为减小调节时间,需要对该算法进行改进。     

基于分组的动态时隙ALOHA算法

详细介绍了基本ALOHA算法、时隙ALOHA算法、帧时隙ALOHA算法和动态帧时隙ALOHA算法基本原理和系统效能, 分析了上述4种算法各自特点. 提出了基于分组的动态帧时隙ALOHA算法, 该算法根据标签数量对标签进行分组, 并动态匹配最佳帧长. 仿真结果表明, 改进后算法系统具有吞吐率高、不受标签数量限制、节约帧时隙等优势.     

Power level selection schemes to improve throughput and stability of slotted ALOHA under heavy load

We propose and analyse three different power selection schemes for slotted ALOHA random access protocol operating under multiple power levels. Through analysis and numerical examples we demonstrate that these schemes can significantly improve the performance of slotted ALOHA, in terms of throughput and stability, under heavy load. The proposed schemes are truly distributive in nature and can be easily implemented in wireless access systems without requiring any centralised control.     

Controlled ALOHA with geometric capture probabilities

An infinite user, slotted ALOHA system operating over a capture channel is studied. In a capture channel, differences in the levels of received power and the times of arrival allow the receiver to successfully receive a packet even when two or more have been transmitted simultaneously. The slotted ALOHA system operating over a capture channel is known to be unstable unless a control policy is used. The authors stabilize the system by using a retransmission control algorithm and derive the throughput as a function of the capture parameter     

一种改进的ALOHA防碰撞算法

针对现有动态帧时隙ALOHA防碰撞算法在射频识别系统中的标签识别效率最高只能达36.8%的问题,利用标签码元序列的唯一性,改进经典的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法中随机选择时隙的方式,提出一种基于标签码元的碰撞序列进行时隙选择的方法,有效降低了标签碰撞的概率,从而提高系统识别效率。仿真结果表明改进的ALOHA标签防碰撞算法识别效率最低为37.5%,随着实际标签数目与碰撞位序列所能确定的标签数目越接近,识别效率越高,最高能达到100%,明显优于现有的动态帧时隙ALOHA算法。     

扩频时隙ALOHA及其在CDMA通信中的应用

文章在分析传统ALOHA随机多址协议不足的基础上对扩频时隙ALOHA的基本原理及其性能进行了研究,并对其在第三代CDMA移动通信系统中的应用作了探讨。     

自适应动态时隙ALOHA防碰撞算法的研究

时隙ALOHA算法是射频识别系统中通过分时复用方式的一种防碰撞算法,应答器在分配到的时隙中与阅读器进行数据交互.提出一种改进的自适应帧时隙ALOHA防碰撞算法,能够使得时隙到优化分配,进一步提高应答器的识别效率.     

On time-triggered and event-based control of integrator systems over a shared communication system

When analyzing networked control systems, where the control loop is closed over a communication system, it is crucial to take the communication system into account. Hence, time-triggered and event-based control of an integrator system with noise over a shared communication system is analyzed. Thereby, analytical models of different communication systems are used and the analysis is focused on the effect of the communication system on the performance, as well as the interaction between control and communication. For time-triggered control, where the event times are known in advance, a deterministic communication protocol can be used. Hence, time-triggered control with the two most well-known deterministic communication protocols, time division multiple access (TDMA) and frequency division multiple access (FDMA), is analyzed. For event-based control, where the events appear at random times, a contention-based communication protocol should be used. Hence, event-based control is analyzed with different contention-based communication protocols: pure ALOHA, slotted ALOHA, a queueing system, and Erlang’s loss model. It turns out that time-triggered control with either TDMA or FDMA outperforms event-based control with pure or slotted ALOHA. However, event-based control with a properly designed queueing system gives an even better performance. Thus, we conclude that it is crucial to take the details of the communication system into account.