MIMO链路ad hoc网络传输调度算法

针对MIMO链路ad hoc网络中已有传输调度算法未充分利用MIMO空间复用能力的问题,提出了一种新的传输调度算法.该算法通过考虑MIMO的多流接收能力而有效地减小了调度帧长,通过合理安排节点分配顺序使得节点分配的数据流比较平均,同时,该算法通过允许节点发送多个数据流而高效利用了MIMO的空间复用能力.推导分析了传输调度算法的通过量和时延性能,结果表明,与已有算法相比,采用文中算法可以提高网络的通过量,减小网络的平均时延和最大时延.     

机载时间敏感网络流量调度算法性能研究

时间敏感网络是由IEEE802.1工作组开发的一套确定性实时通信的协议标准,定义了以太网传输的时间敏感机制,适用于机载安全关键系统网络通信;流量调度机制可以有效保证机载时间敏感网络实时可靠通信,时间感知整形器和帧抢占是典型的TSN流量调度算法,目前还没有针对机载业务的传输需求进行性能评估;通过分析TSN系统架构及调度算法的核心特性,基于机载网络拓扑,提出一个机载时间敏感网络的数据流传输时延模型,并进行了数学推导,使用离散仿真工具构建TSN网络仿真平台,对三种典型网络流量调度算法进行验证,得到了流量传输时延性能的上界值,分析了流特性参数对调度算法选择的影响;最后,对机载应用流量调度算法的选择进行了总结。     

IEEE 802.15.4 MAC协议能耗与时延均衡的GTS调度新算法设计

简述了IEEE 802.15.4 MAC协议中超帧结构和保护时隙(GTS)分配机制,分析了星状网络中信标使能模式下设备节点利用GTS方式通信时超帧结构中各参数对能耗与时延性能的影响.在此基础上设计了一种GTS调度新算法,该调度算法对时延期限小的节点优先进行GTS分配并在满足其时延要求情况下,根据业务量调节超帧结构中的超帧序号SO与信标序号BO,使设备节点能耗降到最低,从而实现星状网络中各节点的能耗与时延均衡,并用NS2仿真评估了调度新算法性能,其研究可为无线传感网络的实时应用系统提供参考价值.     

轨道交通中无线局域网性能分析与优化

目前无线局域网(Wireless LAN)正在作为城市轨道交通车载监控系统、乘客信息系统的车地间通信系统加以研究,为使无线局域网提供的吞吐量、误码率、传输时延、抗干扰能力满足车地通信要求,本文模拟双移动站和多移动站不同的轨道交通通信环境,分析和讨论无线局域网的性能.通过对MAC层参数进行优化,有效的减少了传输中的介质访问时延和冲突,提高了网络的吞吐量.     

轨道交通高速运行下LTE系统的性能测试

轨道交通基于通信的列车控制(Communication Based Train Control,CBTC)系统将采用TD-LTE技术实现高可靠性的车地通信。为了测试基于TD-LTE的车地通信系统在列车高速运行下的传输性能,需要有一个能模拟高速环境下多普勒效应的物理信道仿真平台。针对R&S商用信道仪时延较大不能接入中兴LTE系统测试其高速移动环境下性能的缺陷,用射频电路搭建了在1.8GHz频段对信号进行多普勒频移的信道仪,使得信道物理仿真时延减少至纳秒级,并成功接入中兴LTE系统测试了其在不同运行速度下的传输时延。     

一种应用于DVB-RCS卫星通信系统的存储优化带宽请求算法

DVB-RCS 卫星通信系统中,已有的带宽请求算法多注重于队列延迟以及带宽利用率等性能的提高而未考虑卫星终端的存储优化针对此问题,提出了一种应用于 DVB-RCS 卫星通信系统的存储优化带宽请求算法,该算法通过预测到达数据流的容量来实现对发送队列中数据总量的控制,同时兼顾对传输时延以及传输效率的平衡。仿真表明,该算法能够合理控制系统的存储容量,并且在优化带帘利用率、控制时延抖动等方面与已有算法相比具有同样的高性能.     

基于跨层竞争的同步MAC协议研究

在无线传感器网络(WSNs)中,基于跨层竞争的同步媒体接入控制(MAC)在一周期内可安排多个数据包的多跳传输,传统的协议在同一个数据窗口传输请求数据包和确认数据包,降低了数据窗口的多跳流量的建立,也降低了在多跳场景中的数据包传输率和传输时延性能.本文提出了基于新的基于跨层竞争的同步MAC(CLC-MAC)协议,CLC-MAC协议引用新的周期结构,且其包含两个独立窗口,并由该窗口分别传输数据请求包和确认包,即请求包在数据窗口传输,而确认包在休眠窗口传输.实验数据表明:与先锋路由帧MAC(PRMAC)协议相比,CLC-MAC协议的端到端传输时延和数据包传输率的性能均得到了提高.     

分布式系统中的多用户并行调度算法

针对传统调度算法的不足,在多用户分布式天线系统的下行链路中引入并行调度思想,从而在系统吞吐量和公平性能间取得折中。首先将轮询调度算法进行了改进,同时提出一种并行调度算法,每次选择瞬时数据率和平均吞吐量较高的多个用户进行通信。采用优化的匹配算法改进传统穷尽搜索计算量大的缺陷。仿真结果显示与传统的并行调度和改进的并行轮询调度相比,本文算法在保证吞吐量的情况下,公平性有了显著提高。     

一种CAN总线调度算法在机车制动机上的应用研究

针对工业实时通信中标准CAN总线协议在网络拥塞情况下出现某些帧无法发送和丢帧等问题,提出了一种静态和动态相结合的调度算法.该算法首先建立一张帧信息表,接着利用该表来确定当前帧的类型,然后通过表中的优先级进行实时传输.如果当前信道上出现相同优先级的帧,则使用动态调度算法进行调度传输.通过仿真实验以及机车制动机上的应用表明,该算法在网络资源不充足情况下可以很好地协调不同帧之间的发送,使得所有帧都能正常发送,从而满足机车制动机实时通信的需求.     

基于TDMA的空中自组网MAC层资源调度算法研究

空中移动无线自组织网络是一种拓扑结构快速变化,有自组织性的多跳无中心网络;针对传统时隙分配算法资源利用率低、吞吐量不足、通信距离近等问题,采用引入分配系数的混合时隙分配模式,通过节点业务优先级和流量预测相结合,设计了一种基于TDMA定向分布式资源动态调度算法（M-TDMA）;对比分析了节点数量、传输速率、分配系数以及不同拓扑等多个维度对算法传输时延、吞吐量以及丢包率的影响;最后通过仿真实验对资源调度算法进行验证;仿真结果表明,在20个网络节点时,网络的最大传输时延小于600 ms,网络吞吐量可以达到4.5 Mbps以上, M-TDMA算法通过高效的资源调度,有效降低了网络传输时延并提高了网络吞吐量;     

基于CSMA/CD的改进调度算法研究

针对共享式网络中采用CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路存取)的通信技术易出现时延的缺点,提出改进的预先呼叫的CSMA/CD调度算法,根据矿井监控系统的特点,实现矿井监控系统中分站节点输出调度.算法的核心是将分站节点编号分组,各组分配载波监听信道闲次数,按照组呼叫输出形式,组内载波侦听到闲的次数满足预先设定的次数时发送,否则不发送,在监控主机接收到上一组的组内倒数第二个信息时,向下一组发送信息,使下一组处于载波侦听状态.实验表明改进的CSMA/CD调度算法解决了CSMA/CD算法存在的信道争用和信息碰撞造成的时延且影响通信实时性的问题.     

远程全景实时监控系统设计与实现

针对现有实时视频通信系统因视频编解码模块和传输协议之间协作不紧密影响视频通信的传输性能和视觉质量,以及常用的远程实时监控系统监控范围和角度有限,多画面独立显示不够直观的问题,采用新型紧耦合式的视频通信架构,通过逐帧联合控制视频的编解码和传输,优化了每一帧的编码长度,提高了实时监控视频传输的端到端时延性能和视频图像质量;设计了多路远程视频源间的帧同步算法,并基于OpenCV的图像拼接模块定制了图像拼接流程;通过在特征点提取和匹配、图像变形和图像融合阶段使用GPU加速,并在逐帧拼接时设置合适的拼接缝更新间隔,实现了监控视频的近实时拼接。实验证明,系统能够获得良好的监控视频质量和更广的监控范围,一定程度上解决了视频监控中的盲区问题,同时具有较好的实时性和视觉效果。     

高性能小型无人机导航计算平台设计

针对小型无人机长航时、高精度的导航要求,研究了一种低成本、高性能小型无人机组合导航系统。构建了由惯性元件、气压高度计和双天线GPS姿态测量系统构成的组合导航计算平台,采用了基于FPGA的SOPC技术,实现了系统功能的高度集成。针对信息融合算法中滤波延时较大的问题,采用了非对称双核的设计,在进行卡尔曼滤波的同时完成了捷联解算,大幅提高了导航信息的更新频率。     

基于时差的宽带相干多辐射源测向算法

为了防反辐射弹，通常在一定的范围内放置两个或者两个以上的辐射源。该多个辐射源的参数相同，距离也比较靠近。如果运用传统的宽带测向技术，将无法对多个辐射源进行准确测向。针对宽带多辐射源测向问题，本文采用单基线系统，根据两个阵元接收信号谱线共轭相乘产生的新信号谱线结构关系，间接估计出各个辐射源到达两个天线阵元的时差，并通过去直流方法来提高时差估计精度。仿真结果表明，该算法设备简单，在一定条件下测向精度较高。     

一种农田无线传感器网络能量控制与动态路由算法

精准作业过程中农田生境信息监测具有实时性、准确性及可持续性等性能要求,影响ZigBee农用无线传感器信息监测系统性能的关键因素主要包括设备功耗和网络延时。在AODVjr算法的基础上提出了一种能量控制和动态路由相结合的路由算法ES-AODVjr,该算法在监测设备功耗和数据报最短路径路由策略之间建立一种平衡,使得无线传感器...     

基于流映射的负载均衡调度算法研究

网络管理者需要能够提供可扩展性、吞吐率保证及报文顺序的高性能路由器体系结构.目前基于Crossbar的集中式路由器体系结构难以实现性能和规模的可扩展,基于两级Mesh网络的负载均衡交换结构成为扩展Internet路由器容量的有效的途径.负载均衡路由器存在严重的报文乱序现象,输出端报文重定序复杂度为O(N2).文中提出一种区域均等的负载均衡交换结构,每k个连续的中间级输入端口划分为一个区域,输入端采用基于流映射的负载分配算法UFFS-k(Uniform Fine-grain Frame Spreading,k为聚合粒度,简称UFFS-k),在k个连续的外部时间槽,以细粒度的方式将同一条流的k个信元分派到固定的映射区域,通过理论证明,该调度策略可获得100%吞吐率并能够保证报文的顺序.为避免流量区域集中现象,采用双循环(dual-rotation)方式构建不同输入端口的流到区域的映射关系;为实现负载在中间级输入端口的均衡分布,每个输入端口维护全局统一视图的流量分布矩阵,UFFS-k调度算法根据流量分布矩阵调度单位帧,可以证明,对任意输出端口j,同一区域OQj队列长度相同且不同区域OQj队列长度至多差1,从而实现了100%负载均衡度.UFFS-k调度算法分布于每个输入端口独立执行,根据流到区域的映射关系及负载分布状态分派信元,模拟结果显示,当聚合粒度k=2时,UFFS-k算法在同类维序算法中表现出最优延迟性能.     

基于优先级的TDMA动态时隙分配算法

根据帧结构的不同对现有的时隙分配算法进行分类,分析其特点及综合性能。根据二叉树块内均分法,提出一种改进的时分多址动态时隙分配算法,地面主控站可根据用户的紧急或优先级高低的预约请求进行实时分配,能满足用户占用时隙块发送较长报文的需求。仿真结果表明,该算法能减少报文的平均延误时间,适合突发应急报文的传输需要。     

一种结合光流追踪的双目视觉里程计算法

针对特征点法视觉里程计频繁计算和匹配描述子导致系统实时性能变差的问题,提出一种结合光流追踪的双目视觉里程计算法;首先进行初始化,生成初始的关键帧和地图点,随后在追踪线程中使用光流追踪特征点获取匹配关系,计算并优化相机位姿;满足生成关键帧的条件后,将当前帧设置为关键帧,提取图像的ORB特征点,并使用描述子匹配获取与上一关键帧特征点的匹配关系,三角化生成新的地图点;最后在优化线程中将新的关键帧和地图点使用滑动窗口算法进行优化,剔除冗余关键帧和地图点;在KITTI数据集上的实验结果表明,所提出的算法轨迹误差与双目模式下的ORB-SLAM3算法处于同一水平,同时实时性能有大幅度提高,追踪每一帧图像的平均时间从52ms降至16ms,在保证高精度的情况下运行速度大大提高,具有较高的实用价值.     

Travelling time on dense networks

The earliest arrival time and the minimal travelling time from source to destination are not, in general, the same. In fact they are different for a wide class of networks. The first is measured from the time one is ready to leave the source until his arrival at the destination. The second is measured only from the actual departure time from the source. Various forms of the earliest arrival problem, or equivalenlly the shortest route problem, have been studied: requirements for visiting specified nodes, penalties on turns, time-dependent lengths of arcs, and others. In this paper we discuss the case where some edges are closed for travelling during specified periods of time. Parking is permitted at the vertices of the network when it is necessary to wait for an arc to be opened, but we also assume the possibility of “no-parking” or “occupied” periods in the nodes.Given such restrictions on movement and parking in the network, travelling time may sometimes be shortened at the expense of later arrival time. The paper presents an algorithm for the solution of the minimal travelling problem. With a minor change this algorithm also solves the earliest arrival problem.     

基于有效容量链路模型的无线局域网帧聚合算法研究

为了在链路质量波动的情况下提供统计的延迟保证,提出一种 可应用于高速IEEE802.11无线局域网的新型帧聚合算法。首先,通过目标延迟界限和超时概率的形式来表示QoS保证,并将其视作一个优化问题来构建有效容量模型。然后,应用适当的近似值推导出一个简单的公式,并通过使用比例-积分-微分(PID)控制器来求解。提出的PID控制器聚合算法能够独立地适应每个链接的时间限度,而这只需要在发射机端(如接入AP)就可以实现,无需对介质访问控制(MAC)做出任何改变。NS-3模拟结果显示,相比于最早到期优先算法,所提算法更胜一筹,表现出更加良好的性能。