基于AOS的Hurst-优先级自适应RED与动态调度算法

为有效传输空间数据系统中多类型、大容量、突发性的数据,基于高级在轨系统(AOS)虚拟信道复用技术,提出了一种自相似参数Hurst-优先级自适应的随机早检测(RED)与动态调度算法——HPRED-DS。该算法在队列管理中设计了基于Hurst参数与优先级的2级丢弃分组策略,在虚拟信道调度中设计了VIP/同步/异步混合的动态调度模式,并将队列管理与虚拟信道调度有效结合起来。实验结果表明该算法在保持高处理效率和吞吐率的基础上,稳定了队列长度,降低了排队延时和延时抖动,并能满足AOS中不同业务的传输要求。

AOS虚拟信道复用技术研究与仿真

为有效传输空间数据系统不同业务类型的大容量、高速率数据,AOS中各虚拟信道以时分复用的方式共享同一物理信道,通过对数据类型的分析,设计了一种边界可移动的VIP/同步/异步混合复用方式,并确定了同步虚拟信道和异步虚拟信道的调度策略。从各虚拟信道的吞吐量、剩余量、缓存需求和延时性能角度进行仿真,结果表明该复用技术兼顾了不同业务数据的特征,比全同步复用方式具有更高的复用效率,比全异步复用方式具有更好的公平性,可保证信道合理高效利用。

多优先级的卫星网络信道分配算法

为了解决终端接入卫星网络的信道分配问题,充分利用卫星网络有限的信道资源,在分析终端级别和业务级别多样性的基础上,加入优先级标识,建立多终端和多业务优先级模型,分析接入满意度与接入阻塞率、链路带宽和链路总时延的关系,建立接入满意度模型,提出信道竞争机制和带宽压缩机制,进而提出基于多终端和多业务优先级的信道分配算法。仿真结果表明,相比传统算法,该算法可以根据不同终端和不同业务级别分配卫星网络的信道资源,提高接入满意度,进而提高信道利用率。

卫星终端突发性业务模型与排队性能分析

随着卫星网络在应急通信中的应用,卫星终端业务的种类不断增加,业务流量可瞬间增大,具有明显的突发性,终端上的数据流量数据呈现出自相似性。利用时间间隔服从重尾分布的ON/OFF叠加模型产生卫星终端的自相似业务流量,并讨论了自相似业务流量输入对卫星终端的丢包率、时延和时延抖动的影响以及对有效带宽的需求。通过仿真,得出了网络终端业务丢包率、时延、时延抖动与系统缓存之间的关系,在此基础上,提出了减少时延、降低丢包率的思路,在带宽和缓存受限的情况下,为信息的高效传输提供了理论依据。

卫星网络终端业务响应时间模型与分析

为衡量卫星网络终端在应急及通信中的快速响应能力,通过对终端通信流程的分析,基于排队论建立一种卫星网络终端业务的响应时间模型。对响应时间进行分阶段描述,认为响应时间包含终端时延和空间链路时延,给出各阶段时延的数学表达式。通过典型值仿真分析业务响应时间与网络拓扑模型、分组长度、网络带宽及网络负载的关系。EXata和Matlab仿真结果表明,该模型能准确描述卫星网络终端业务响应时间,能有效反映各种因素对响应时间的影响。

宽带、宽间隔跳频图案的设计

选择具有优良自相关性和互相关性的RS码作为跳频码,在分析宽间隔跳频图案的两种基本算法的基础上,基于对偶频带法提出一种改进的对偶频带法,既可满足在较宽频带上的宽间隔跳频,又能降低硬件实现难度.

CCSDS发送端包复用处理系统性能分析

针对CCSDS数据包随机到达和包长可变的特点,建立了CCSDS发送端包复用处理系统的性能模型及处理界限;在设定包到达服从泊松过程的基础上,分析了缓存和处理速度与包长的关系,得出了包复用处理系统的溢出门限;通过仿真验证了包到达率和包长对处理系统处理能力的影响及对缓存容量的需求,从而为CCSDS发送端数据处理系统的设计提供了理论依据。

低轨卫星通信网络中改进的综合加权接入算法

针对用户终端有效与可靠接入低轨卫星通信网络的需求,基于现有的接入算法,综合考虑了卫星对用户终端的覆盖时间、卫星空闲信道数以及卫星接收信号的信噪比因素,提出了一种改进的综合加权接入算法,对该算法的目标函数和参数进行了设计与计算。仿真结果表明,采用改进的综合加权接入算法,新呼叫阻塞率和强制中断率等性能都得到了明显的改善。

卫星终端群网络通信性能并发模型研究

卫星终端群内通信时,存在多终端多业务并发现象,对资源有限的卫星网络带宽提出了要求。针对上述问题,利用时间间隔服从重尾分布的二级ON/OFF叠加模型,仿真了多终端多业务并发流量汇聚的过程,以及多终端多业务并发时终端群的丢包率、并发业务数、并发强度、时延和时延抖动与带宽的关系。通过仿真,得出了终端群丢包率、并发业务数、并发强度、时延、时延抖动对带宽的需求,并提出了卫星终端群内通信时,特定条件下卫星网络带宽的具体大小,可为终端群在卫星网络中的应用提供理论基础。

基于优先级的卫星终端双队列缓存管理算法

卫星终端传输的业务种类多、业务量大,容易引起由于业务突发造成的拥塞现象,导致较大的丢包率和较低吞吐量。针对上述问题,提出业务的优先级,在单队列缓存RED算法的基础上进行改进,提出一种采用优先级的双队列缓存管理算法-DBQM-P算法。上述算法对不同业务进行优先级分配,判断双队列缓存业务量与门限值的关系,对不同优先级队列执行不同的丢包概率。仿真结果表明,DBQM-P算法兼顾了不同优先级业务的传输要求,与单队列缓存RED算法对比,有效地降低了业务的丢包率,提高了系统的吞吐量,减小了卫星终端网络突发业务带来的拥塞。

卫星终端通信服务资源优化管理仿真研究

针对卫星终端通信服务资源管理优化分配问题,为提高卫星网络的性能和资源利用率,实现卫星网络资源的合理分配,通过建立卫星终端群接入系统模型,在采用吞吐量的呼叫接入控制算法基础上,对负荷门限进行自适应调整,根据接入激活因子设计业务抢占与排队策略,提出了一种自适应门限优先呼叫接入控制算法。仿真结果表明,改进算法使高优先级业务具有较低呼叫阻塞率,相对于经典算法能有效降低呼叫阻塞率,有效改善卫星终端群系统的性能,实现卫星网络资源的合理分配。

CCSDS接收端包处理性能分析与仿真

建立了CCSDS接收端包处理器的性能模型及处理界限,分析了缓存容量和处理速度对包处理器处理能力的影响。理论分析和仿真结果表明,增大缓存容量或提高处理速度,都可以在一定程度上防止数据的溢出,但一个必要条件是处理器的处理速度要大于输入数据流的每帧平均包数,这为接收端处理系统的设计提供了理论依据。

一种粒子群算法在语音识别中的应用

分析粒子群算法的基本原理及影响因素,理解语音识别流程,将粒子群算法运用到语音识别过程中,根据运行效果,提出一种柯西变异和粒子群聚集度混合扰动的方法。一旦粒子群聚集度偏低就说明粒子群多样性欠缺,通过变异当前最优值扰动粒子群收敛,避免粒子群的过早收敛,改善全局遍历性。实验证明,改进后的粒子群算法较好地提高了全局收敛性,提升了语音识别效果。

高速跳频通信系统同步技术研究与仿真

同步技术是跳频通信系统关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的要求,采用同步头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。研究了同步序列的格式、跳频图案同步、位同步等问题,分析了同步性能,最后使用Matlab6.5完成仿真验证。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。

一种基于FFT的弱信号快速捕获算法

为提高弱信号环境下导航信号的捕获灵敏度,可通过增加相干积分时间和非相干累加次数提高处理增益。针对传统高灵敏度捕获算法运算量大、非相干累加带来平方损耗等问题,提出了一种基于FFT的弱信号快速捕获算法,首先对输入信号按伪码长度进行块叠加之后再做FFT循环相关运算来降低相干计算量;其次,采用差分相干累加算法消除传统算法的平方损耗;最后,对捕获的载波频率进行了精化处理以防止后续跟踪失锁,提高了载波频率分辨率。仿真结果表明,改进算法较传统算法在弱信号捕获性能上具有更快的捕获速度,并且在捕获精度相同情况下,提高了弱信号的捕获能力。

北斗/惯导组合导航中伪码跟踪技术研究

现代北斗卫星通信接收机中,单纯的伪码跟踪环已无法满足高动态、强干扰环境下的伪码同步。组合导航已成为一种发展方向,且在高动态、强干扰的环境下,传统的组合方式也无法使伪码跟踪环的性能达到最优。采用伪码跟踪环与惯导相互反馈的超紧组合方式,解决了伪码跟踪环中跟踪精度与动态性能之间的矛盾,提高了组合导航系统的稳定性。同时又在伪码跟踪环的内部增加了积分控制信号,仿真结果表明,组合方式设计增强了伪码跟踪环的环境适应能力,提高了伪码跟踪环的工作性能。

卫星通信网络终端多载波干扰分析

在卫星通信网络终端体系架构中,每一个终端都能够同时接收多个不同频段的载波信息,卫星和终端的相对运动等因素而引起的频率偏移将会导致多载波间相互干扰。本文分析终端载干比、信噪比损失等性能因素与频率偏移的关系,仿真结果表明,这种干扰会导致终端的载干比下降、信噪比损失增加、误码率升高。分析与仿真结果将为下一步消除载波间干扰提供理论依据。

基于甲虫搜索的改进粒子群无人机辅助网络部署优化算法

在体育赛场等用户大规模聚集或者突发灾难的情况下,地面基站经常面临过载甚至瘫痪的问题。此时,多无人机(UAV)辅助网络系统可以很好地为地面基站提供信号补偿,有效地增强局部地区的通信质量。然而,无人机的机动性和网络流动引起的拓扑结构变化,会导致频繁的间歇性连接甚至出现传输故障。因此,UAV基站的有效部署以及网络性能的优化成为亟待解决的问题。该文提出一种基于甲虫搜索的改进粒子群UAV辅助网络部署优化算法—智能高效算法(IEA),利用甲虫搜索算法(BAS)的个体寻优优势,对粒子群算法(PSO)进行改进,并首次采用双门限约束保证用户通信质量,使得多UAV系统下的网络性能得到了改善。仿真结果表明,相对于传统算法,该文提出的IEA算法在系统吞吐量、用户平均吞吐量以及频谱效率等方面都获得了较大提升。

差分跳频接收机信号抗干扰性能研究

由于接收机差分跳频通信系统的主要干扰是部分频带干扰和多音干扰,造成信道误差大。为了提高差分跳频系统的抗干扰性能,首先采用了噪声归一化合并差分跳频接收机模型,分析了瑞利衰落信道中,部分频带干扰下系统的误符号性能。然后给出了不同接收方式下的差分跳频系统抗干扰性能的仿真。仿真结果表明,噪声归一化合并差分跳频接收机的抗部分频带干扰性能优于乘积合并差分跳频接收机。在最坏的全频带干扰情况下,接收机仍然能够在很大的信干比区间内大幅优于乘积合并差分跳频接收机。随着干扰带宽变窄,系统性能优势更为显著。

基于混沌粒子群优化的北斗/GPS组合导航选星算法

全球卫星导航系统(GNSS)接收机在接收信号的过程中会受到诸如建筑物遮挡、信号干扰等因素的影响,无法得到全部可见星。为减轻多星座组合接收机的处理负担,研究利用部分可见卫星进行定位的快速选星算法,提出了一种基于混沌粒子群优化(CPSO)的北斗/GPS组合导航选星算法。首先,对当前历元时刻可见卫星进行连续编码,按照选星数目分组,每个分组视为一个粒子。然后,通过混沌映射初始化粒子种群,选取几何精度因子(GDOP)作为评价粒子优劣的适应度函数;粒子通过粒子群优化算法的速度-位移模型更新自身位置,逐渐趋近空间卫星几何分布较好的卫星组合全局最优解。最后,采集北斗/GPS实际数据对选星算法进行仿真验证和性能比较,结果表明,所提算法在选星颗数多于5颗时,单次选星耗时为遍历法选星的37. 5%,选星结果的几何精度因子计算误差在0～0. 6之间。该算法可适用于北斗/GPS组合导航定位不同选星颗数的情况。