定向传输水声通信网络介质访问控制协议

针对水声通信网络吞吐量低、通信隐蔽性差、隐藏终端等问题,提出一种定向传输水声通信网络介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议。协议中各节点采用定向模式传输数据,不需要邻节点位置等先验信息。通过发送节点顺序连续发送传输请求(Request To Send,RTS)信号、维护邻节点相对位置信息表及定向虚拟载波监测等技术实现网络高效无碰撞运行。本协议可有效解决水声通信网络中存在的由非对称增益导致的隐藏终端问题,增加网络覆盖范围,提高通信隐蔽性。仿真结果表明,所提MAC协议能够显著提高水声通信网络吞吐量性能。      

用于塑料光纤接入网的三优先级控制协议设计

为了解决用有限的码字来实现多于码字数目的多媒体工作站间的信息通信,提出一种基于光码分多址(Optical Code Division Multiple Access,OCDMA)技术的塑料光纤接入网的多优先级控制协议. 该协议通过使用预约方案和仲裁算法可以有效地解决信道冲突和目的地址的冲突问题,可以支持多媒体信息传输中各类信息不同的时间延迟要求.通过建立一个离散马尔科夫链模型对塑料光纤接入网的网络吞吐量和平均延时时间进行了数值分析和仿真实验,结果证明,这种多优先级控制协议能够适应多媒体网络中各类业务对信号时延要求的不同进行信道的优先级分配.     

基于自适应权值的数据报指纹特征识别与发现

面对未知协议下的报文数据,由于不能通过协议规范获得相关特征,导致传统的模式匹配方法在报文提取和协议识别过程中存在着难题;提出了以数据挖掘理论为基础的数据报指纹特征提取方案;在特征序列挖掘过程中引入自适应权值,对源数据中的序列模式进行加权统计得到判决结果;再利用提升率对特征序列进行关联规则验证,输出数据报的指纹特征;最后,采用ARP广播帧和ICMP数据包作为原始数据,测试提取数据报指纹特征;实验结果表明,自适应权值的引入能够有效减小报文中冗余数据段的干扰,提高指纹特征提取的正确率,并对报文的长度变化有一定的鲁棒性。     

基于时隙CSMA的水声无线传感器网络节能强化学习算法

针对水声无线传感器网络的节能问题,提出了一种基于时隙CSMA的强化学习算法。该算法利用强化学习协议自适应水下环境,根据数据传输的距离调整发射功率,从而减少能量消耗,再结合时隙CSMA协议,使用随机退避算法减少信道中的数据碰撞,使得重发的数据包数量减少,节省能量。为验证算法的有效性,仿真实现了本文算法,结果表明,本文算法能够有效减少能耗,并延长网络寿命。     

水声通信网络快速重构路由协议技术的研究

本文针对水声通信特点,在按需距离矢量(AODV)路由协议的基础上,提出了一种旨在缩短路由重构时间的按需距离矢量(RB-AODV)路由协议。该协议解决了水声通信网络中,由中间节点的移动而引起的路由失效问题。通过检测到移动节点的中间节点进行本地路由修复重构的过程,避免了由源节点重新启动路由发现过程,从而大大节省了信道带宽。仿真结果表明,该RB-AODV路由协议可以降低丢包率、增大网络吞吐量,缩短路由重构时间并提高信道利用率。     

一种应用于桥载设备监控网络CSMA/CA机制算法

在机场桥载设备在线监测管理网络的现场应用测试中,针对网络突发事件中高优先级节点传输延时长,节点能耗利用率低的问题,采用基于优先级调度策略思想的网络节点能量优化机制,对网络MAC层协议中的CSMA/CA算法参数做出调整,达到数据快速传输的目的,利用NS2软件进行网络仿真,结果表明该方法提高了高优先级节点的信道访问率,均衡了网络能耗并延长了网络生命周期。     

一种用于塑料光纤接入网的多优先级控制协议设计

提出一种基于光码分多址(OCDMA)技术的塑料光纤接入网的多优先级控制协议.由于受传输误码率的限制,常规的光码分多址系统只允许有限个用户传输数据或接入网络,为了解决用有限的码字来实现多于码字数目的多媒体工作站间的信息通信,这种多优先级的控制协议通过使用预约和随机分配算法可以有效地解决信道冲突和目的地址的冲突问题, 该协议可以支持多媒体信息传输中各类信息不同的时间延迟要求.另外,在该接入网中,每个光网络单元均设有两套光编码器和光解码器,一套用于控制信道,另一套用于各个数据信道.利用本文提出的协议对塑料光纤接入网的网络吞吐量和平均延时时间进行了数值分析和仿真实验,结果证明了这种多优先级控制协议的有效性和高效性.     

解决城轨车辆电机空转的非奇异终端滑模控制

使用一种非奇异终端滑模控制方法,解决轨道车辆行驶中出现轮对打滑后的控制问题,基于建立城轨车辆永磁同步电机数学模型,参考非奇异终端滑模控制策略,模拟列车控制系统应对打滑的控制方法。仿真结果表明,与传统PID控制相比,牵引电机可以在更短的时间内到达给定值,且对于扰动具有鲁棒性,使得轨道车辆在打滑发生的情况下可以更快更稳定地恢复到平稳运行区。     

一种M2M网络中的能量有效媒体访问控制协议

为了减小M2M网络中MAC层的接入冲突,提高接入数据传输效率和节点能量利用效率,提出了一种新的混合分组协议HG-MAC(Hybrid and Grouping MAC)。HG-MAC混合利用基于调度与基于竞争的两种接入方式;对节点进行分组分层管理,减少接入冲突和提供QoS保障;采用休眠机制提高能量利用效率;引入动态调整机制和可变帧长度提高协议灵活性。通过建立二维马尔可夫链,对竞争时长与数据传输速率之间的关系进行了理论分析。利用OPNET仿真工具,将HG-MAC与CSMA/CA和TDMA的性能进行了仿真比较。结果表明HG-MAC在数据传输速率、能量效率和信道利用率上具有一定的优势。     

基于Ad Hoc网络的多机器人通信协议改进

Ad Hoc自组网解决了多机器人系统中网络拓扑结构动态变化和数据报文多跳转发的通信问题,决定节点能耗、最优路由和网络信息延迟等网络性能,是多机器人系统网络常用的通信方式。其中AODV协议能较好的在Ad Hoc自组网中适用,但由于多机器人系统中网络拓扑动态变化,传统的AODV协议的网络节点负载情况以及选择路由的准确性方面存在着一定缺陷。在AODV协议基础上,采用负载均衡算法的方式,对路由代价进行优化,以便更好的解决网络节点不均衡、出现拥塞时选路不准确的问题,更好的实现均衡节点能耗、优化路由以及减少网络信息延迟的目标。以NS2为网络仿真平台进行仿真,并对结果进行分析得,与AODV协议相比,改进之后的路由协议的提高了分组投递率、降低了平均端到端时延以及相对路由开销。     

联合空时编码的水声多用户节点协同并行传输多址接人协议设计

针对水声信道长传播时延特点导致水声通信网吞吐量低的问题,提出了一种多节点协同并行传输的多址接入协议。该协议由接收端发起预约,在距离认知的基础上对预约节点划分协同传输小区,从而构建多用户节点的多输入多输出集中式网络架构;采用空时码对数据包编码,并合理规划数据包的发送时刻,使同一小区的多个用户节点发送的数据包在设定时间偏差范围内同时到达接收端,而不同小区的数据包以包链形式到达,实现多用户节点的无干扰、高效并行传输。仿真实验结果表明,与已有的其它两种协议相比,设计的协议通过空时复用的方法大幅缩短了平均端到端时延,显著提升了归一化网络吞吐量。      

水声通信近似L0范数约束的BP网络均衡器*

针对稀疏水声信道的长时延扩展及梯度下降的权值迭代方案导致的神经网络均衡器收敛速度慢的问题,提出了近似L₀范数约束的BP神经网络均衡器。首先在传统BP网络均衡器基础上增加判决反馈项,然后在代价函数中对均衡器输入层到隐含层的权值增加L₀范数约束,构造新的代价函数,利用高斯族函数近似L₀范数约束,并根据不同隐层神经元节点输出权值的L₂范数设定近似参数。仿真结果表明,稀疏信道条件下,本方法相比传统的BP网络均衡器收敛速度更快,误码率更低,可以有效提升神经网络均衡器的性能。     

时频谱图和数据增强的水声信号深度学习目标识别方法

水声目标识别一直是水声领域研究的重点问题之一,深度学习方法可以有效地解决目标识别问题,然而,水声样本的稀少限制了该方法的应用.该文提出一种基于数据增强的水声信号深度学习目标识别方法,该方法以Mel功率谱作为网络的输入特征,通过对原始信号在时域和时频域的拉伸和掩蔽等变换,实现数据扩展和增加泛化性能的目的,最后,利用改进的...     

An Improved MAC Scheme of HORNET Based on Node Structure with Variable Optical Buffer

An improved unslotted CSMA/CA MAC scheme of HORNET based on the node structure with variable optical buffer is reported. It can be used for transmitting high effectively all variable IP packets in the WDM network.     

Opportunistic spectrum access for TDMA-based cognitive radio networks

In this paper, opportunistic spectrum access is proposed for TDMA-based cognitive radio networks. In TDMA-based networks, the time is divided into slots with fixed length one by one. If a primary user (PU) needs to transmit data, one or several slots will be used. Otherwise, the slots are idle and can be utilized by secondary users (SUs). When SUs want to use the licensed channel, they should sense the channel at the beginning period of each slot. Then SUs exchange their sensing results and make the same decision about the channel state (idle or used by PUs), which could reduce the probability of false sensing. The aforementioned duration is called spectrum sensing phase. When SUs decide there is an idle channel, they contend to use the channel at the rest time of the slot. The duration is called access phase. In this period, SUs contend the channel with backoff counters. When the remaining time is less than one data transmission duration, SUs cannot transmit data packets. Therefore, the remaining time is wasted. To solve this problem, SUs transmit control packets with small length in the remaining time instead. The SU who exchange control packets successfully reserves the channel and sends a data packet prior to other SUs in access phase of the next idle slot. Obviously, this reserved transmission is without collision. The independent spectrum sensing, channel state decision and control packets reservation influence the performance of SUs. The proposed scheme is formulated with all above factors. Simulations which consist with the numerical results show the proposed access scheme achieve higher throughput than the existed scheme without channel reservation.     

A novel medium access control protocol for optical local networks based on data request ordering

The basic aim of the scheduling algorithms in wavelength division multiplexing (WDM) single-hop optical networks is to construct a short schedule, in order to support quick communication between the nodes of the network. A design of medium access control (MAC) protocol without collisions is introduced for scheduling variable-length data packets based on a broadcast and select architecture. The system includes only data channels and the coordination of the transmissions is achieved via control packets, functioning before the beginning of actual transmissions. The proposed scheme adopts a prediction mechanism in order to eliminate the possible delay introduced by the scheduling computation between the control and data phases of each cycle of transmission. The two common scheduling strategies suggested try to reorder the service sequence of the nodes, by prioritizing the nodes with long data packets, compared with the nodes with short data packets. The final schedule, formed by a scheduling matrix, seems to be much shorter and leads to an increase, in terms of channel utilization. The extensive simulation results show that the novel scheduling techniques offer more free time space for schedule and allow more data to travel on the medium for the same amount of time. Also, the mean packet delay on the queues is reduced and the relation throughput-delay is much better.     

基于光码分多址技术的塑料光纤局域网动态控制协议设计与仿真

本文提出一种基于光码分多址(OCDMA)技术的塑料光纤局域网的动态控制协议,用有限的码字来实现多于码字数目的多媒体工作站间的信息通信,而且当工作站数目增加时无需重新对网络进行初始化,工作站可随时加入网络.该协议特别适合可变信息长度的多媒体通信网络,通过数值分析和仿真实验,证明该动态控制协议的有效性和高效性.     

正交频分复用无源时间反转信道均衡方法研究

针对水声信道多途信号引起的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)水声通信系统符号间干扰的问题,提出了无源时间反转均衡的方法,将发送的探测信号时间反转与OFDM信号做卷积,利用无源时间反转镜的时间聚焦原理减小信道多途带来的符号间干扰,在OFDM符号中不使用导频的情况下实现信道均衡,简化了均衡步骤并提高了OFDM符号频带利用率。分析比较了无源时反均衡方法与最小平方信道均衡在水声多途信道下的误码性能。仿真研究和湖上实验表明,无源时反信道均衡算法可以有效的减小多途信道对OFDM水声通信系统带来的影响。