短波通信中基于自适应帧长的数据速率变化改进算法

为解决传统数据速率变化（DRC）传输算法中因速率震荡造成的高误码率（BER）问题，提出一种基于自适应帧长（AFL）的DRC改进传输算法。首先，在初始化阶段，根据当前信道的参数和以往经验值信息确定初始传输的帧长和传输速率，并进行数据传输。然后，当检测到传输过程中连续两个相同长度帧发送成功后，开始增加帧长；若出现重发帧连续两次重传失败的情况，则在下次传输时将帧长减半。最后，结合当前的帧长计算误帧率，若该值小于预设的阈值，则提高数据传输速率。与RapidM DRC算法相比，该算法的链路平均BER降低了个1.8百分点，链路连通率提高了11个百分点。实验结果表明，所提算法基本消除了速率震荡的现象，能够提高短波通信系统的通信能力。     

基于TDMA的无冲突动态时隙分配算法

针对分簇Ad Hoc网络中固定时隙分配算法信道资源浪费和竞争时隙分配算法传输延迟不固定的问题,提出一种基于时分多址接入的无冲突动态时隙分配算法。该算法根据网络负载动态调整帧长,即当网络负载增大时,增加帧长,提高信道利用率;当网络负载减小时,减少帧长,降低信道申请时延。仿真结果表明,与NEBS算法和时隙ALOHA算法相比,该算法可根据网络负载动态调整资源分配,从而提高系统的吞吐量。     

优化信道虚拟调度在航天器上的应用仿真

在大范围航天器通信虚拟信道中,不同类型信道数据源传递过程采用复用制,在多个信息同时抢占信道的情况下,会出现大数据量信道垄断信道问题,传统动态航空器信道调度算法主要面向特定星上数据源设计的,不能满足不同星上数据源传递时的信道抢占和垄断信道的需求,虚拟信道调度效果不好.提出利用帧紧迫度的边界可移动虚拟信道调度算法,分别运算信道的紧迫度和数据帧紧迫度,通过数据帧紧迫度边界调控二者的比重,塑造新的信道传递紧迫度函数,针对不同种类的航空器星上数据源,选择合理数据帧紧迫度边界值,获取较好的信道传递紧迫度函数,并分析两种重调情形,完成虚拟信道判决调度.实验结果说明,改进算法能够满足不同数据源的传递需求,提高了航空器虚拟信道调度效率和精度.     

一种改进的短波信道数据引导均衡算法

数据引导均衡算法(DDEA)存在利用上一帧信道参数均衡当前数据帧、假设一帧数据内信道恒定、均衡器和译码器之间传递硬判决信息等问题。为此,提出3种改进算法,硬判决迭代DDEA算法通过迭代,使得均衡当前数据帧时利用的信道参数接近于当前帧的实际信道参数,可变信道系数DDEA算法允许每个采样间隔信道系数都是变化的,DDEA-Turbo均衡算法通过传递软判决信息改善系统性能。仿真结果表明,与DDEA算法相比,3种改进算法信噪比改善程度分别达到3.5 dB、2 dB、6 dB,信道均衡性能都有不同程度的提高。     

无线HART网络节点变速率资源调度算法实现

无线HART网络的资源调度是通过对超帧的资源分配来实现。目前无线HART网络的资源调度算法研究主要应用于节点更新速率固定的场合。将超帧分为数据超帧和管理超帧,提出了一种针对于节点变速率上传数据的数据超帧分配算法,同时根据数据超帧上行数据特性,在超帧中均匀分配时隙,提出了一种提高抗扰性的数据超帧分配算法。实验结果表明,算法解决了无线HART网络变速率节点的资源分配问题,并提高了端对端数据传输的抗扰性。     

基于部分信道信息反馈的多用户MIMO传输机制研究

在宽带无线通信系统中,多天线技术的实现依赖于多用户MIMO传输机制及信道信息反馈的有效解决.提出一种发送端进行干扰消除的TIE算法及相应的用户选择算法和功率分配算法,并提出一种基于向量量化的部分信道信息反馈机制,可以在多用户环境中提高系统性能并能有效降低信道信息反馈开销.分析了采用部分信道反馈机制的TIE算法的性能,论证了其性能特征.实验结果表明,与其他算法相比TIE算法可以有效地提高系统数据速率,而部分信道反馈机制可以在保持系统数据速率的前提下极大地降低信道反馈信令的开销.     

联合动态聚合帧长机制的速率自适应算法

在IEEE 802.11n协议中引入帧聚合机制能够提高无线局域网MAC层的效率,但会增加速率自适应算法对信道变化的反应时间,降低网络吞吐量。针对该问题,提出一种改进的速率自适应算法JodaRA。引入权重思想统计聚合帧的发送情况,设计基于子帧丢失加权和的速率选择方案。采取混合型速率选择策略,利用发送端的RSSI与接收端的传感器信息进行链路状态感知,根据链路状态选取合适的速率选择方案并动态设定聚合帧的最大长度,以提高算法的实时性与准确性。仿真结果表明,在不同的节点移动状态下,与RRAA、MinstrelHT和SampleLite 3种算法相比,JodaRA算法的平均UDP吞吐量分别提高90%、57%和22%。     

防冲突算法在智能交通中的应用仿真

研究提高交通智能管理问题,针对在智能交通通信系统中,通信数据在传递过程中流量和方向的随机性很大,数据不通过信道,直接到达传输节点,信道内不会留下数据的传递特征.传统的交通通信调度方法多是利用通信信道留下某些特征进行防冲突调度,一旦多数据同时竞争同一资源节点而不留下反馈特征,将造成防冲突调度失败.为解决上述问题,提出了一种贝叶斯决策防冲突算法,在传统的调度模型中,加入贝叶斯代价函数进行标签估计,根据标签的数据计算最优帧长,从而实现了无接触RFID数据载体防冲突读取.实验结果表明,改进算法有效提高了智能交通系统中无接触RFID数据载体防冲突调试的准确率.     

基于水声信道状态帧长自适应研究

考虑水声传感器网络(UW-ASNs)信道的特殊性,优化网络性能。研究在多节点随机分布的情况下,根据不同的信道状态来计算和选择最优的数据分组长度,从而达到帧长的自适应的目标。通过OPNET仿真工具对分析进行仿真验证,结果表明,根据信道的状态对帧长进行适当设置,能很好地提高网络吞吐性能。     

OAR速率自适应机制的改进与实现

以最大化AdHoc网络吞吐量为目标,研究了基于IEEE802.11协议的物理层和MAC层信道接入机制和速率选择机制,分析了经典的速率自适应机制,但这些速率自适应机制绝大多数是针对数据帧提出的,而针对控制帧的速率自适应机制还非常少见。在研究基础上提出了一种控制帧速率自适应机制,详细阐述了实现过程,并对改进机制进行了仿真。仿真结果表明:通过控制帧速率自适应能有效地降低系统总开销,提高网络吞吐量。     

衰落信道下的无线Ad Hoc网络的有效仿真

现有的网络仿真软件对无线信道尤其是移动衰落信道支持较弱，这些软件大都假设信道在帧的传输期间保持恒定，而在帧与帧之间变化.本文指出，这种基于帧的模型不能有效地仿真无线Ad Hoc网络的节点移动特性，网络的仿真要能够刻画信道在帧内的变化，因而提出了基于bit的模型.仿真结果表明，在基于bit的信号接收模型下，误帧率随着节点移动速度的增加急剧增长，而使用基于帧的模型得到的误帧率与移动速率无关.该模型对于目前的Ad Hoc网络的交叉层协议设计具有重要的参考价值.     

基于加权丢帧率的可调门限速率自适应算法

为了在IEEE 802．11无线网络中根据信道的动态变化恰当地选择传输速率,提出基于加权丢帧率的可调门限速率自适应算法。该机制加权计算丢帧率,自适应调整门限,能克服随机丢帧造成的误判,避免速率频繁波动,使速率选择更准确。仿真结果表明,该机制在Rayleigh信道和Ricean信道中均表现稳定,与其他速率自适应算法相比,吞吐量较优。     

Cross-Layer prioritized H.264 video packetization and error protection over noisy channels

Video transmission over wireless channels is affected by channel-induced packet losses. Distortion due to channel errors can be alleviated by applying forward error correction. Aggregating H.264/AVC slices to form video packets with sizes adapted to their importance can also improve transmission reliability. Larger packets are more likely to be in error but smaller packets require more overhead. We present a cross-layer dynamic programming (DP) approach to minimize the expected received video distortion by jointly addressing the priority-adaptive packet formation at the application layer and rate compatible punctured convolutional (RCPC) code rate allocation at the physical layer for prioritized slices of each group of pictures (GOP). Some low priority slices are also discarded to improve protection to more important slices and meet the channel bit-rate limitations. We propose two schemes. Our first scheme carries out joint optimization for all slices of a GOP at a time. The second scheme extends our cross-layer DP-based approach to slices of each frame by predicting the expected channel bit budget per frame for live streaming. The prediction uses a generalized linear model developed over the cumulative mean squared error per frame, channel SNR, and normalized compressed frame bit budget. The parameters are determined over a video dataset that spans high, medium and low motion complexity. The predicted frame bit budget is used to derive the packet sizes and corresponding RCPC code rates for live transmission using our DP-based approach. Simulation results show that both proposed schemes significantly improve the received video quality over contemporary error protection schemes.     

无线网络中实现ATM的关键技术

无线ATM是异步转移模式(ATM)技术和移动通信技术发展的产物。ATM传输和交换以宽带、低误码率和高传输速率的传输介质为前提,可以提供多媒体服务和广泛的信息接入。而无线信道的传输特点是带宽受限、信道传输质量差和传输误码率高。文中首先介绍无线ATM的一般概念,其次说明在无线网络中实现ATM技术的关键问题及其解决方法,最后介绍无线ATM的网络协议。     

基于概率估计的分层视频传输算法

针对可扩展视频编码在无线网络中的自适应传输问题,提出一种基于概率估计的分层视频传输算法。通过分析前一帧的实际传输速率,预测后一帧可能的传输速率,从而选择合适的层进行传输,以达到在有效利用网络带宽的同时减少丢帧的目的。仿真结果表明,该算法能保证传输视频具有较高的图像质量和较低的丢帧率。     

特高压输电塔实时监测系统的数据传输方法研究

对特高压输电塔安全状态进行实时在线监测是保障国家电网安全的一个重要手段,而特高压输电塔处于的复杂强干扰、弱无线信号的环境对数据可靠传输提出了较高要求。以基于无线传输信道建立的远程数据传输系统为基础,在分析了特高压输电塔环境特性对无线信道的影响基础上,提出建立一种基于应答确认与自适应数据动态重传机制的数据传输方法,该方法能自动根据无线信道情况,采用"快速启动"、"线性增长"、"回归发送"的动态机制来实时调整数据包大小,从而在保证数据传输可靠性基础上实现数据的最大效率传输。该数据传输方法经过实验验证,相比传统直接发送数据方法具有很高的可靠性和抗干扰性。     

Error-Resilient Video Encoding and Transmission in Multirate Wireless LANs

In this paper, we present a cross-layer approach for video transmission in wireless LANs that employs joint source and application-layer channel coding, together with rate adaptation at the wireless physical layer (PHY). While the purpose of adopting PHY rate adaptation in modern wireless LANs like the IEEE 802.11a/b is to maximize the throughput, in this paper we exploit this feature to increase the robustness of wireless video. More specifically, we investigate the impact of adapting the PHY transmission rate, thus changing the throughput and packet loss channel characteristics, on the rate-distortion performance of a transmitted video sequence. To evaluate the video quality at the decoder, we develop a cross-layer modeling framework that considers jointly the effect of application-layer joint source-channel coding (JSCC), error concealment, and the PHY transmission rate. The resulting models are used by an optimization algorithm that calculates the optimal JSCC allocation for each video frame, and PHY transmission rate for each outgoing transport packet. The comprehensive simulation results obtained with the H.264/AVC codec demonstrate considerable increase in the PSNR of the decoded video when compared with a system that employs separately JSCC and PHY rate adaptation. Furthermore, our performance analysis indicates that the optimal PHY transmission rate calculated by the proposed algorithm, can be significantly different when compared with rate adaptation algorithms that target throughput improvement.     

基于马尔可夫链的IEEE802.15.4网络防丢包信道访问机制研究

为了降低802.15.4MAC层数据帧丢包率,在分析丢包率的原因基础上,提出了一种基于Markov链的信道竞争机制模型。通过对网络发送、退避和信道检测状态的稳态概率进行数学推导,研究了信道碰撞和数据帧的丢包率分析式;最后研究了参数数据包到达速率、节点数量、误码率、后退指数、后退等待次数对碰撞概率和丢包率的影响。实验结果表明,与节点无休眠态的802.15.4网络相比,节点丢包率平均降低了23.7%,模型较好地描述了提出的MAC层信道访问机制,合理的网络参数设置能够优化数据帧丢包率,研究结果对无线传感网的应用提供可靠传输优化参考。     

无线视频流媒体异构接入的二维自适应流控模型研究

TFRC（TCP-Friendly Rate Control）机制适用于视频流媒体UDP流传输的流控，它保证UDP流的吞吐量具备良好的TCP友好特征。异构用户接入也可以借助TFRC机制探测可用带宽，但其在无线信道中面临新的挑战。基于无线信道特征，本文提出一种无线流媒体接入二维自适应流控模型。该模型建立在丢包率（PLR，Packct Loss Ratio）、误码率（BER，Bit Error Ratio）统计的基础上，分别针对包长和帧速率进行二维调节。首先，基于BER统计来调整包长和发送间隔以提供稳定帧速率的流量；其次，根据TFRC方程，由RTT（RoundTripTime）、RTO（Retransmission timeout）、PLR等计算可用带宽，结合帧错误率（FER，Frame Error Ratio）作为帧速率调整指标。仿真结果验证了该模型的有效性。     

基于最小二乘支持向量机的无线网络信道检测

为了获得理想的无线网络信息检测结果,提出了基于最小二乘支持向量机的无线网络信道机制.首先对当前无线网络信道检测的研究现状进行分析,并建立无线网络信道检测的假设模型,然后采用最小二乘支持向量机构建无线网络信道检测模型,并通过粒子群算法对最小二乘支持向量机参数进行优化,最后在Matlab 2014平台上进行了无线网络信道检测的仿真实验,以验证无线网络信道检测的有效性.结果表明,最小二乘支持向量机获得了高精度的无线网络信道检测结果,无线网络的数据传输成功率得以改善,大幅度降低了数据传输的误码率,在相同实验条件下,无线网络信道检测结果明显高于当前经典检测机制,验证本文机制的优越性.