无线传感器网络的多信道信息融合方法设计

在无线传感器网络组成的物联网中,受并行通信的干扰,导致多信道信息融合效果差、时延高、信息传送能耗大。为此,提出了针对物联网中无线传感器网络的多信道信息融合方法。通过树型拓扑结构合理分配物联网中传感路由节点信道,抑制并行传感通信的干扰。根据信息熵理论,获取各传感信道信息之间的距离差,采用欧氏距离得出各信息单元的距离熵,进行归一化处理,计算出各传感信息单元属性与融合的权重,按照线性加权算法融合各部分的信息,完成多信道信息融合。仿真结果表明:所提方法的多信道信息融合时延和信息传送能耗始终低于0.69 s和59 J,证明所提方法在传感网络多信道信息融合的效果较好,能够有效降低传感信息融合时延,减小传感信息传送能耗。

灾后无人机自组网高动态多信道TDMA调度算法

以自然灾害、事故灾难为主要类型的极端突发事件对应急通信网络快速重组与灾情信息实时回传提出了严峻挑战,亟需构建具备快速响应能力、按需动态调整的应急通信网络。为了在断电、断路、断网“三断”极端条件下实现灾情信息实时回传,可通过多无人机形成飞行自组网对受灾区域进行网络通信覆盖。针对灾后复杂环境受限条件下飞行自组织网络通信资源调度不合理引起的信道冲突问题,提出了基于Q-learning的自适应多信道时分多址调度算法。根据无人机间的链路干扰关系建立顶点干扰图,结合图着色理论,将高动态场景下多信道时分多址调度问题抽象为动态二重着色问题。考虑无人机的高速移动性,通过自适应调整Q-learning的学习因子,实现算法的收敛速度与最优解探索能力的权衡优化,以适应高动态的网络拓扑。通过仿真实验证明,所提算法可以实现网络通信冲突和收敛速度的权衡优化,能够解决灾后高动态场景下资源分配决策与快变拓扑适配问题。

基于多智能体近端策略优化的多信道动态频谱接入

为了在多用户多信道通信场景中应用动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access,DSA)技术提高通信效率,保证用户公平,本文基于多智能体近端策略优化(Multi-Agent Proximal Policy Optimization,MAPPO)提出了MAPPO-DSA算法.该算法首先针对单信道接入在多个信道同时空闲时存在的频谱浪费问题,使用多信道接入作为解决方案.同时,多信道接入导致状态空间与动作空间指数增长,计算成本高,学习难度大.为此本文引入MAPPO深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)算法,在复杂环境中高效学习和优化接入策略.通过设计优化MAPPO中观测及奖励等强化学习要素和共享网络参数来保证用户公平.最后,在不同场景下的实验结果表明,所提出的MAPPO-DSA能够学习到近似最优的接入策略,部分场景中的网络吞吐量逼近理论上限,显著优于现有算法,且有效保证用户公平.

多信道光纤通信系统信号偏差控制方法研究

光纤通信系统多信道的开发在分担了并发用户通信请求压力的同时,也使得信号偏差问题越来越严重,导致通信可靠性下降,通信延迟问题加重。针对上述问题,研究一种多信道光纤通信系统信号偏差控制方法。利用采集器获取同一时段通信系统信道信号与导频信道信号并实施滤波处理,计算两种信号之间的相似度,检测是否存在信号偏差。利用零点比较法计算两种信号之间的相位差。通过纠正比例因子的引入和粒子群算法的整定,优化PID信号偏差控制器,以相位差为输入,得出多信道光纤通信系统信号偏差控制量。结果表明:与控制前相比,控制后三信道通信信号与导频信道信号之间的相似度更大,而且均大于0.95,由此说明所研究控制方法是有效的,抑制了信号偏差现象。

多信道无线通信网络动态数据完整性存储仿真

在多信道环境下传输数据,易受无线通信网络连接不稳定性影响,且存在多个节点竞争同一资源的情况,导致数据冲突,影响数据存储的完整性。为此,提出一种多信道无线通信网络动态数据完整性存储方法。通过计算节点发送与接收的能耗,利用层次聚类算法,结合密度对网络监测区域内全部节点分簇处理,获取感知数据集合,采用最小二乘法采集动态数据,利用优化的谱哈希算法将高维网络动态数据映射为哈希码,利用基于柯西分布的哈希映射,得到概率密度函数,根据映射值间距,实现多信道无线通信网络动态数据完整性存储。通过仿真表明,所提方法的丢包率取值一直处于2%以下,吞吐率逐渐接近于98%,资源占用率最高仅为14.6%,可以获取满意的网络动态数据完整性存储结果。

基于VLAN的多信道卫星通信地面系统设计

随着卫星通信技术的日益发展,系统内部多信道并存的现象越来越普遍,信道间传输的业务容易引起相互干扰,单纯运用传统路由器很难完成系统中不同信道间的业务完整隔离;同时,多信道卫星通信系统网络拓扑结构复杂,易引起控制混乱等问题。针对这些问题,提出一种基于虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)的多信道卫星通信地面系统的设计方法。该方法充分利用网络划分VLAN技术的隔离性和安全性特征,结合多信道通信技术使用多个信道同时传输业务的特征,提升特征维度,实现高效、可靠的多信道卫星通信,具有易于硬件实现的特点,提高网络通信的吞吐量。

定向网络中基于多信道的跨层多径路由协议设计

随着高集成小型化射频技术的发展,多信道定向天线成为提升网络组网容量的新手段,基于此主要研究了无线自组网中基于多信道定向天线的跨层组网协议。以优化的链路状态路由(Optimized Link State Routing,OLSR)协议为基础,充分考察了多信道-单节点各无线信道的时变性质。首先,通过跨层信息共享节点的邻居关系,削减协议开销;其次,跨层获取节点的当前发送速率、负载,并与跳数相结合,设计了一种跨层时变的路由度量方法;最后,充分发挥多信道优势,提出了一种零耦合的多径路由协议。仿真结果表明,所提的多信道跨层多径路由协议能够显著降低网络层的路由开销,提升网络吞吐量。

基于SDN的分布式媒体网络多信道访问控制技术研究

分布式媒体网络常面临因网络流量分配不均而导致的信道利用率低的问题。基于此,文章提出了一种基于SDN的分布式媒体网络多信道访问控制技术。由数据收集、安全分析、策略制定和管理模块等内容组成,SDN安全控制器可实现全局网络状态监控和集中安全策略管理。文章采用AHP建立用户信任评估机制,从而量化用户信任度。最后,基于信任度设计多信道访问控制策略,确保其能按需、高效、安全地分配信道资源。实验表明,该技术的平均信道利用率达99.7%,能有效应对网络负载变化和复杂用户行为,应用效果较好。

基于优先级的电力调度数据多信道同步传输方法

针对电力通信网络中调度数据传输延迟较高,且多个信道之间延迟差异较大的问题,提出基于优先级的电力调度数据多信道同步传输方法。通过评估节点间的信噪比和贡献度,在高信噪比条件下实现电力通信网络的多信道同步传输。实验结果表明,所提方法可以有效降低传输延迟,同时缩小多个信道之间的延迟差距。该方法具备有效性和实用性,可为电力通信网络的优化与升级提供有力的技术支持。

多信道光纤通信网络传输线性抗干扰方法研究

为抵抗多信道光纤通信网络传输的线性干扰、提升网络传输实用性,提出多信道光纤通信网络传输线性抗干扰方法。根据多信道光纤通信网络传输正交频分复用特性,运用离散傅立叶变换法转换采集到的线性干扰信号;利用离散傅立叶变换计算线性干扰信号调频率,完成调频率搜寻粗估计;通过离散匹配傅立叶变换法获取变换频谱的最大幅值,完成线性干扰信号精估计;采用最小二乘法计算精估计后的线性干扰信号振幅,过滤线性干扰信号,实现线性干扰信号抑制。实验结果表明,该方法可以有效稳定网络传输信号波动幅度,有效抑制多信道光纤通信网络传输中存在的线性干扰问题,提升网络传输效率。

非对称Colonel Blotto博弈模型下的多信道功率分配抗干扰

针对智能干扰条件下传输速率固定的通信系统多信道功率分配问题,建立了非对称Colonel Blotto博弈模型。在完全信息条件下,推导出了各种功率预算约束下通信方和干扰方的等效单信道最优功率分配策略,进而证明了通信方和干扰方存在唯一混合纳什均衡策略,并求得了纳什均衡收益。基于等效单信道最优功率分布,提出了一种多重扫描直接列元素交换算法,可以快速构建多信道混合功率分配矩阵,且相比于线性规划方法,可适应更多的信道数和更广的功率分布范围。通过数值仿真,验证了所提多信道混合功率分配矩阵构造算法的有效性及多信道功率分配策略的最优性。

HM-MAC:一种支持广播的多信道传感器网络MAC协议

针对单Radio多信道MAC协议需要全网时间同步、占用大量正交信道、多信道隐终端较多以及单跳多信道广播数据大量丢失等问题,提出了一种基于竞争的多信道MAC协议——HM-MAC.该协议无需全网时间同步,通过动态预约技术降低了正交信道占用量,利用握手机制减少了多信道隐终端数目,同时,HM-MAC采用基于概率的广播发送者协调机制,减少了广播数据丢失,提高了广播效率.在理论上分析了所用信道数目、多信道隐终端数目以及广播效率等性能参数.实验结果表明:HM-MAC可以有效地解决多信道隐终端数目较多的问题,显著地提高了广播效率和网络吞吐量.

一种多射频多信道的无线传感网络终端设计

随着无线传感网络中节点数量的增加,传统的单路射频通信会出现同频干扰、数据丢失和接收速度慢等问题。为此本文设计了一种基于多射频多信道的无线传感网络终端设备。该设备采用国产微处理器与4路射频连接的分体式架构,对固定信道分配算法进行优化,采用二级星型拓扑结构使得射频同时工作期间不产生干扰,基于频分多址和时分多址相结合的通信协议来解决数据冲突问题。通过对比实验,该终端设备信息处理速率为2008.5 kb/s,系统的丢包率为0.78%,在信道利用率、数据处理速率和系统稳定性方面优于传统单信道设备。

多信道数据碎片化传输安全性证明

基于信息数据碎片化的多道隔离传输,是在信息传输过程中保证其安全性的常用方法之一,但其缺乏可证明安全性理论和测评方法。本文形式化地定义了一个多道碎片化传输系统,包括数据的加密、碎片切分多道传输和重组功能。从多信道传输过程中数据泄露概率分析,定义多道碎片化传输技术的可证明安全等级。建立一套多信道数据碎片化传输的安全等级评估方法,从理论角度对于安全等级评估方法的有效性加以验证,为多信道数据碎片化传输技术的实现提供理论指导,同时为多信道数据碎片化传输系统的安全评测提供借鉴。该方法也适用于数据碎片化存储及传输相关领域的安全性分析。

基于节点可信度的多信道协助下载选车策略

针对车联网协助下载中由于多任务多信道场景下发生信道冲突概率较高,并且中继中存在坏点会导致通信系统吞吐量较低的问题,提出一种基于节点可信度的多信道协助下载选车策略。首先,通过节点的历史协助记录对中继的可信度进行评估。再考虑节点之间的连接稳定性和传输距离增益设计效用函数,通过二分图博弈计算最佳匹配。最后,分析了多信道传输域冲突引起的通信中断,提出了信道复用的最小距离,提高通信稳定性。仿真实验结果表明,该方案有效降低了多信道场景下的信道冲突概率和坏点带来的通信中断影响,提高了系统吞吐量。

基于分层虚拟簇的多信道组网算法

针对无线自组网遭受强电磁干扰造成节点间感知到的可用信道存在差异且组网困难的问题,该文提出一种基于分层虚拟簇的多信道组网方法,以实现网络可靠性提升与干扰控制。首先,基于各相邻节点感知到的公共信道邻居比信息构建相似度指标,并基于该指标对网络模块度函数进行改进,形成以网络模块度最大的分簇网络;其次,通过先控制再连通的方式选举簇头节点和网关节点,并采用生成树方法构建基于R-跳连通控制集(CDS)的虚拟骨干网链路为簇间节点提供路由转发服务;最后,提出受限图着色方法对簇内与簇间信道进行分配,以减小簇内与簇间通信存在的同频干扰。仿真结果表明,所提算法构建的分簇网络模块度更高,且在平均簇规模和干扰控制等方面能够取得更优的性能。

基于IPv6的通信网络多信道协作路由跨层控制系统

针对因IP分配受限而造成的电力通信传输延时与信道冲撞等问题,设计了基于IPv6的电力通信网多信道协作路由跨层控制系统(跨层控制系统).系统硬件部分通过IPv6技术建立通信协议栈,并利用数据库、处理器和控制器等设备实现跨层控制.软件部分利用协议栈生成的信息搭建路由控制系统,并借助多蚁群优化算法寻找电力通信网中多信道协作的最佳通信路径,实现电力通信网多信道协作路由跨层控制.将多蚁群-跨层控制算法与蚁群算法、牛顿算法进行对比实验,结果表明,多蚁群-跨层控制算法延时保持在0.03 s左右,当任务数量小于100时没有出现节点冲撞现象,吞吐量大于520 MB/s,说明系统具有较优的路由跨层控制效果.

基于单片机的通信网络多信道安全传输控制方法

目前,多信道安全传输控制结构一般为单层级,导致传输控制时间延长,因此提出基于单片机的通信网络多信道安全传输控制方法。根据实际的测定需求和标准,采用多阶的方式建立自适应安全传输控制结构,构建单片机下安全传输控制模型,采用远程终端单元(Remote Terminal Unit,RTU)-数据传输单元(Data Transfer Unit,DTU)控制修正实现最终处理。测试结果表明,此次设计的单片机通信网络多信道安全传输控制测试组最终得出的传输控制时延控制在0.25 s以内,说明该控制形式的针对性和稳定性更高,可以解决控制过程中遇到的问题,具有实际的应用价值。

基于扭矩前馈的多信道智能防溜铁鞋状态研判系统

为了降低智能防溜铁鞋状态研判误差,提升防溜铁鞋的安全性,设计了基于扭矩前馈的多信道智能防溜铁鞋状态研判系统。硬件方面,对无线传感器和网关进行了设计;软件方面,通过建立数据传输平台,实现了多信道智能防溜铁鞋数据传输控制。建立的通信数据抗干扰机制,去除了多信道数据传输中的噪声数据。依托后向传播神经网络(BPNN)预测模型,设计扭矩前馈跟踪算法,并对扭矩的瞬态信息进行了更新。基于量子遗传算法构建状态研判模型,结合多信道数据和扭矩前馈数据,完成了智能防溜铁鞋状态研判。系统测试结果表明:该系统的状态研判误差为6.67%,满足实际工作要求。

基于多信道预约的传感器网络MAC协议研究

针对传感器网络中三重隐终端问题,提出了一种基于自适应占空比的多信道MAC协议—MCR,MCR通过多信道预约机制高效地解决了该问题。在理论分析中,通过最小化节点平均信道切换次数的下界得出了节点的最优占空比。为验证MCR中多信道预约和自适应占空比机制的性能,进行了模拟和真实实验,实验结果表明,与其他MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,MCR提高了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量。