工业环境IEEE802.15.4链路的多频道可靠性分析与建模

无线传感器网络协议设计依赖于网络环境中的链路特征.在实际环境中,链路易受外界环境的影响而产生剧烈的变化.但是,目前只有少量的链路模型涉及多频道传输可靠性及其时间变化特征.以丢包率描述链路的可靠性,针对链路可靠性在频道和时间上的变化特征,提出了统计建模的方法,引入丢包率(PDR)和丢包序列(PDS)定量刻画出了链路可靠性与频道、时间的关系.通过在钢铁厂车间、学校实验工厂对2.4GHz的IEEE802.15.4模块进行测试及统计分析,发现数据丢包率服从logistic或log-logistic分布;在一个确定丢包率下,两次数据丢包之间的间隔服从lognormal分布.在此基础上,通过分析干扰链路可靠性的原因,提出了一种工业无线传感器网络链路可靠性模型,并基于此模型对IEEE802.15.4e的两种提案进行了评估和分析.     

宽带接入网中的动态压缩技术

针对链路层数据压缩的问题,以HFC网络为背景,结合DOCSIS系统中的数据压缩方法和网络数据特征,提出一种动态压缩策略。该策略根据数据压缩速率、数据到达速率以及压缩比之间的关系,动态地启用压缩技术,可以进一步提高网络吞吐量,降低设备的资源耗用,提高设备的处理能力。实验证明了该策略的可行性。     

配电变压器烧坏的原因分析及防范措施

配电变压器(配变)在10kV配电网中占据着重要地位,配变烧坏是电网运行过程中一种常见的设备故障,从负荷因素、外力破坏、雷击、配变老化等方面分析了南汇电网配变烧坏的主要原因,并提出了相应的技术防范措施。     

面向SDR应用的多核DSP低功耗设计

多核DSP已成为软件无线电技术(SDR)的重要组成部分,主要负责通信系统中的基带数字信号处理。通信系统对于功耗有严格要求,使得面向软件无线电应用的多核DSP低功耗研究变得越来越重要。根据基带数字信号的处理特点,设计了基于数据和任务驱动门控时钟的特殊指令及相关硬件功能部件。多核DSP通过执行特殊指令调用时钟控制单元,适时开启和关闭DSP核,从而降低多核DSP的功耗。针对目标多核DSP的实验表明,采用该设计方法能有效地降低多核DSP的平均功耗。     

面向最小延迟的无线mesh网络时隙分配问题研究

在基于IEEE802.15.4的工业无线传感器网络中,通过时分复用技术来实现节点间并行通信,以提高网络的吞吐量.通常,网络中的管理器根据全网拓扑对网络中的每个连接分配一个超帧中相应的时隙.不同的时隙分配方案中,连接在超帧中活动的顺序也不同,对网络性能的影响也不同.本文研究了不同时隙分配方案在网络吞吐量和数据延迟方面对网络的影响,定性分析了时隙分配方案与数据延迟的关系,并根据mesh结构的特点提出一种使用粒子群优化的算法,用于在网络管理器上对时隙分配进行优化,使得数据延迟最小化,以满足工业无线网络实时性应用的要求.     

一种基于异构多核DSP的IEEE 802.11a接收端基带处理的研究和实现*

现有基于异构多核DSP的IEEE 802.11a接收端实现方法中DSP核空闲等待时间较长,不能充分体现多核DSP的高性能计算能力。结合多核DSP的特点,通过核内细粒度流水和核间粗粒度流水的方法,来提高多核DSP的执行效率,并在目标异构多核DSP上实现完整的IEEE 802.11a接收端基带处理。实验结果表明,该方法不仅能满足系统吞吐量和实时性,与类似工作相比还能保证较高的DSP核平均利用率。     

一种基于逻辑最小项化简的非线性函数实现方法

神经网络的数字VLSI实现中,非线性激活函数是计算部件设计中的难点.区别于其他模拟近似方法,本文提出的LMN方法使用逻辑最小项化简,对查找表(即函数真值表)进行有效压缩,提炼出函数最简逻辑表达式后,可直接生成结构规整的门级电路,且除线延时外,电路只有数个门级延时.该方法使用程序实现,简化了设计过程.结果表明当定点位数小于12时,该方法在速度及误差方面具有更好的性能.     

基于时域算法面积优化的RS解码器VLSI设计

在分析RS解码算法的基础上,使用便于VLSI实现和流水线设计的矢量运算对该算法进行了全新的剖析和推演,并依据所采用矢量法则的运算特征提出一种面积优化的RS解码器体系结构.通过流水线、部件复用、折叠以及共享电路等设计,该体系结构大大提高了解码器主要运算部件的复用率,降低了电路复杂度,删减了冗余电路,缩减了电路规模.基于该体系结构设计的RS(204,188)解码器规模约为27,000门,与同类设计相比电路规模可降低39%,其已集成到一款HDTV信道调制解调芯片中并在实际中得到应用.     

固定优先级抢占调度算法下非周期任务实时性能研究

嵌入式实时系统不仅要在功能上满足需求,而且要在性能上满足实时性需求.给定调度算法,实时性取决于各个任务的到达特征和执行时间.任务的到达特征由应用环境决定.为此,本文研究任务执行时间对实时性能的影响,为嵌入式系统设计提供参考.针对固定优先级抢占调度算法,应用排队论,提出一种非周期实时任务的理论模型.该理论模型包含两个优先级不同的非周期实时任务,给出了任务的执行时间长短对时限错过率、任务响应时间、任务队列长度等实时性能的影响.给出一个应用实例,仿真结果验证了理论模型的正确性.     

基于低能耗WSN的石油场站监控系统设计

为实现石油场站中长输管道状态的智能化监控,提出一个融合无线传感器网络(WSN)、GPRS和Internet的监控系统。基于WIA-PA无线工业标准,进行WSN的硬件集成,设计优化分簇拓扑管理机制,采用扩展超帧的时隙分配策略实现低能耗的上行协议,利用带时间戳的泛洪机制实现高实时性的下行协议。将监控系统运行于石油场站现场,并在OMNet++平台上对分簇WSN进行仿真,结果显示该系统的传输可靠性高于98%,网络中各簇节点的能量消耗均衡,自主运行时间可达1年。