基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统设计

为解决110 kV输电线路杆塔侧在线监测设备的供电问题,文中提出一种基于垂直中继的U型高压线路无线供电系统。首先结合互感耦合理论与有限元仿真,提出U型无线供电系统的整体设计方案,实现杆塔侧在线监测设备长距离、大功率、高效率、宽频带的无线供电。在此基础上建立系统级仿真模型,对U型无线供电系统的距离特性、频率特性、负载特性及电磁分布特性进行分析,验证了设计方案的可行性和电磁兼容性。最后搭建实验平台,在600 kHz的工作频率和1.2 m的传输距离下,系统输出功率达到73.58 W,能够满足杆塔侧在线监测设备的实际功率需求,为无线电能传输技术在高压设备供电领域的应用提供了参考依据。

基于星星双中继的国际月球科研站的全时无缝通信

2021年中国提出与相关国家、国际组织和国际合作伙伴共同开展国际月球科研站建设的建议,引起多方广泛关注,国际月球科研站工程建设按计划顺利推进.国际月球科研站建设完成后,与中国地面控制中心间保持全时无缝通信将是重要需求.中国地面深空测控网设立的国外站,长期来看可能存在一定风险,例如降低中国地面深空测控网的可用性,影响国际月球科研站与地面控制中心间的全时通信.为此,根据中国对月探测现状,借鉴天链中继卫星系统的设计、建设、应用、发展实际,提出一个“鹊桥–天链”星星双中继通信设想.从几何可见性角度进行多种条件的覆盖仿真分析,并从传输体制、链路设计、系统组成、捕获跟踪、工作流程、整体定位等多方面进行研究分析,初步完成了基于星星双中继的国际月球科研站全时无缝通信研究.在地面控制中心统一控制下,通过地面深空测控网、星星双中继的综合利用,国际月球科研站与地面控制中心间的全时无缝通信将具备完全实现的技术基础.此外,该设想也可为地月空间、行星际探测的其他航天器通信提供借鉴,并可进一步促进中国地基测控网、天基测控网和深空测控网的融合发展.

全双工无人机中继的资源优化方法设计

为了解决城市场景中用户之间存在遮挡不能直接通信的问题,同时为了提高用户之间的传输速率,提出一种基于全双工无人机(UAV)中继辅助用户之间通信的联合资源优化算法。所提算法在满足用户调度、无人机飞行轨迹和无人机总功率等约束条件下,建立一个以最大化最小用户平均速率的优化问题。该问题是一个复杂的非凸优化问题,为了解决该问题,通过块坐标下降法(BCD)将此问题转化为3个非凸子问题,对于用户调度子问题,通过引入松弛变量将其转变为线性规划问题进行解决;无人机飞行轨迹子问题通过一阶泰勒展开和连续凸近似(SCA)方法对其进行转换求解;对于无人机总功率子问题,通过引入松弛变量和一阶泰勒展开等方法对其转化求解。仿真结果表明,所提算法在总功率受限的情况下,能够有效提高系统中最小用户平均速率,并且具有良好的收敛性。

基于中继的联盟链跨链通信系统

通过研究区块链之间跨链通信困难的问题,本文在基于中继的跨链通信机制基础上进行功能开发与完善,设计一个基于中继的联盟链跨链通信系统。本文跨链系统实现了异构链互联、跨链需求的寻址转发、跨链资源调用、跨链合约发起等跨链需求,使用面向跨链通信下的二阶段执行协议,保证跨链交互的原子性。针对跨链交易验证设计了区块头同步合约,简化跨链交易验证流程,降低跨链通信的复杂性。通过实验仿真系统功能测试,本文所设计的跨链系统能够安全高效实现区块链间的跨链通信操作。

基于簇头中继的边缘车联网多层缓存策略

针对边缘车联网中移动云计算传输延迟高、车辆高速移动且单一车辆节点存储能力有限而引起内容获取延迟过高的问题,建立基于协同式自适应巡航控制的车辆簇模型,提出基于簇头中继的多层缓存策略(CHRMC),实现内容缓存位置的最优选取。在建立相对稳定的簇内车间通信和多车辆协同缓存的情况下,利用簇头车中继传输的缓存策略,降低车辆移动性和存储资源有限性对内容缓存效率的影响。仿真结果表明,相比已有研究,所提策略能够在有效增加车辆簇内容缓存的同时,降低内容获取的延迟。

移动物联网非完整约束中继的协同任务规划

为实现突发事件的应急决策和态势评估,满足对重点区域的地面全景或空间立体信息可靠节能地远距离传输要求,本文将无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为空基感测平台,研究应急移动物联网应用中无人机编队能量受限条件下的远距离通信问题,提出面向非完整约束多地面移动中继的协同任务规划方法.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中无人机空基平台立体地分布于重点空域的特点,研究了地面移动中继区域分配算法、位置更新算法.在提供可靠节能通信的同时,确定其覆盖范围和最优布署方案.再次,针对地面移动中继非完整约束导致的对UAV空基平台分簇覆盖的拓展性不足,研究了多个地面移动中继的联合运动策略,以应对部分地面移动中继失效或因降低移动物联网的成本而出现地面移动中继数量减少的状况.最后,通过实验验证了本文所提方法的有效性.

一种利用跨层优化策略选择中继的协作路由算法

该文提出了一种新的中继选择的协作路由算法,该算法利用网络的路由包获得信道的信息,通过分布式计算从候选中继集合中选择出一个最佳中继转发数据。在分层的无线网络中,中继选择的实现包括了时间同步和跨层优化等。仿真结果表明,相对于DSDV协议,该文所提出的算法有效地提高了数据包的递交率并有效地降低了网络的时延。

基于最优中继的自适应协作频谱感知算法

针对认知系统中感知信道存在衰落和中继能耗较大问题,提出一种兼顾感知性能和感知能耗的中继协作频谱感知算法.该算法通过机会中继协作、基于效益函数的最优中继协作和系统参数自适应调整机制,能够获得性能与能耗的优化折中.文章对所提算法进行了详细的理论推导和性能分析,并对非中继协作感知算法和最优中继固定的协作感知算法以及本算法在不同系统参数下的感知性能进行了仿真比较.结果表明本算法具有一定的优越性.

基于广播中继的自组网组播路由协议改进（ODMRP-MPR）

提出一种对ODMRP协议的改进，即ODMRP-MPR路由协议。该协议继承了ODMRP协议对拓扑频繁变化的良好适应性，并采用广播中继机制MPR(Multipoint Relay)，优化了组播转发网格并减少了协议开销，提高了协议对网络规模的可扩展性和吞吐量，并且提供拥塞控制，有效地解决单向链路问题，增强了协议的健壮性。通过对ODMRP-MPR和ODMRP协议的模拟仿真实验比较，验证了ODMRP-MPR协议的改进效果。

带移动中继的WSN移动路由算法

为了延长带有sink节点的无线传感器网络生存周期,避免因局部突发事件造成网络过早失效,提出一种带移动中继的WSN移动路由算法。该算法基于网格思想,根据节点的剩余能量以及离簇重心坐标距离的加权和来选举簇头,通过可控移动策略调度sink节点,接收簇头所收集的数据,节省网络能耗。另外,引入能量不受限的中继节点,调度该节点服务于信息传输大的区域,延长网络生存周期。最后,从网络总能耗、节点存活数及汇聚节点接收的数据量这3个方面,将该算法与不带中继节点的WSN移动路由算法(MSEERP)进行仿真分析对比,分析结果表明该算法优于MSEERP算法。

Nakagami-m信道环境下基于增量中继的译码转发机会选择策略

研究了基于增量中继机会选择策略在Nakagami-m信道下的中断概率和吞吐量性能。在目的端采用选择性合并方式的条件下,理论分析得出了该策略在进行译码转发时的中断概率与吞吐量的闭合表达式,仿真结果与该理论值相一致。仿真结果还表明,基于增量中继的DF机会选择策略的吞吐量性能与传统机会选择策略的吞吐量性能相比有了较大的提升。

基于多天线中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能分析

研究了Rayleigh-Rician非对称衰落信道下,以基站作为固定增益放大转发(AF)中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能。首先利用信道状态信息(CSI)得到中继配置多天线时系统的最大输出等效信噪比(SNR)。基于特殊函数推导出系统中断概率(OP)和概率密度函数(PDF)的解析表达式,并进一步得到各种调制方式下系统平均误符号率(ASER)的理论计算公式。最后通过无穷级数展开推导出高信噪比时平均误符号率的渐近闭合表达式,分析系统能获得的分集增益和阵列增益。计算机仿真表明所提出的性能分析方法的正确性,分析了天线数量和信道参数对卫星-地面混合无线通信系统性能的影响,为实际系统设计提供了参考和依据。

应用无人机实现地面无线传感器网络通信中继的探讨

提出了应用无人机实现地面无线传感器网络远程通信中继的方案,对方案的可行性进行了分析,通过与卫星中继、有人机中继的比较具体论述了无人机通信中继的必要性和优越性。分析了系统的总体结构和作战信息链路,对整个系统的关键技术即数据融合技术和数据链技术进行了探讨,并针对战场应用提出了相关的设想,为应用无人机进行战场通信中继的预先研究奠定了基础。

基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议及其最优资源分配

提出了一种基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议。当主用户信道不好,不能达到其要求速率时,如果认知用户能够协作帮助主用户达到其要求速率,则该认知用户就可以以协作的方式接入主用户的频谱。在该接入方式中,认知用户利用接入频谱中的一部分子载波放大转发主用户的信息,帮助主用户达到其要求速率。然后可以利用剩余的子载波发送自己的信息。对这种接入方式中的资源分配进行了分析,利用对偶算法,提出了一种以最大化认知用户速率,保证主用户速率达到要求速率为原则的最优资源分配算法。如果认知用户不能够协作帮助主用户达到要求速率,为了有效地利用频谱资源,认知用户以非协作的方式接入主用户的频谱,利用接入的全部频谱来发送自己的信息。仿真结果验证了所提频谱共享协议的有效性,同时说明了主用户和认知用户都能够从该协议中获得好处。

一种虚拟中继的无线数传系统设计

介绍了一种用于各种中小型监测管理机构(如水文监测、路段监测等)数传系统的设计方案,并对系统的基本性能进行了理论分析。该系统是将各测点(分站)虚拟为中继站来实现多路由选择。通过实际应用,证明了系统具有结构简单、成本低、易实现、实用性强等特点。

用于机会中继的一种最佳中继选择算法

通过使用具有最佳瞬时信道质量的单个中继进行协作分集，机会中继可以获得与更为复杂的空时编码协作通信相同的分集增益。但是，随着可选择中继节点数的增加，最佳中继选择的失败概率会明显上升。文章提出了一种新的实用最佳中继选择算法，要求源站向最佳中继发送选择确认消息，竞争中继则在冲突发生后进行退避。仿真结果表明，采用新算法可以将选择失败的概率降低2～3个数量级，而增加的开销尚不到2％。

车辆中继的车-车通信系统差错性能分析

研究了双瑞利衰落模型下采用车辆中继技术的车际通信系统的差错性能。分析了系统端到端接收信噪比的统计特性,给出了系统最佳功率分配系数求解结果;利用基于矩生成函数的方法导出了采用M阶调制的协作车际通信系统平均误符号率ASER下界的通用表达式;给出了系统差错概率Chernoff一致界的求解方法。仿真结果表明,在车-车通信中采用车辆中继技术可以减小系统的ASER;分析得出的ASER下界值与其精确值间的差异随着信噪比的增大而缓慢增大;下界值和Chernoff上界值确定了系统ASER的取值范围;在协作IVC系统中采用最佳功率分配比等功率分配方法最大可节省3 dB的发射功率。

基于复合中继的车载自组织网络数据传输算法

在车载自组织网络中,传输安全类相关的数据时,要求满足低时延和高可靠性,针对高速公路场景中危险警告消息数据的传输,提出一种基于邻居信息的多候选复合中继安全数据传输算法。车辆节点之间通过相互交换Hello Message构建2跳邻居表,在选择下一跳转发节点时利用2跳邻居节点信息得到一个复合参数,该复合参数综合考虑了车辆速度、位置和行驶方向3个因素。根据得到的复合参数值确定转发优先顺序,最高优先级车辆节点被确定为最佳中继转发节点,次优先级车辆节点作为备选中继转发节点。在最佳转发节点发送消息失败时,由备选转发节点继续完成消息转发任务,从而提高数据传输成功率。理论分析和仿真结果表明,提出的算法在实时性和可靠性方面有明显提升。

基于小卫星中继的远程通信方案

为满足远程局部战场的通信需求,提出了一种以小卫星为中继的远程通信方案。在分析远程通信系统组成和工作原理的基础上,综合考虑环境因素推算了小卫星轨道参数,构建了具备通信中继功能的中椭圆回归轨道小卫星星座,实现了战机-作战指挥中心通信功能,通过STK软件建立了基于小卫星中继的远程通信覆盖模型。仿真结果表明,该方案对指定战区的平均覆盖率为99.69%,作战指挥中心与战机的可连接时间达到98.26%。

基于卫星中继的无人机图像传输系统

基于卫星中继的无人机图像传输系统在遥感图像的传输中有着十分重要的作用。首先讨论了这种系统的应用意义 ,然后提出了一种具体的实现方案 ,对系统中的几个关键部分的设计进行了详细分析。目前的实验成果表明 ,这种基于卫星中继的无人机图像传输系统方案是可行的。