基于强化学习的多基站协作接收时隙Aloha网络信道接入机制

随着物联网(IoT, internet of things)基站的部署愈发密集,网络干扰管控的重要性愈发凸显。物联网中,设备常采用随机接入,以分布式的方式接入信道。在海量设备的物联网场景中,节点之间可能会出现严重的干扰,导致网络的吞吐量性能严重下降。为了解决随机接入网络中的干扰管控问题,考虑基于协作接收的多基站时隙Aloha网络,利用强化学习工具,设计自适应传输算法,实现干扰管控,优化网络的吞吐量性能,并提高网络的公平性。首先,设计了基于Q-学习的自适应传输算法,通过仿真验证了该算法面对不同网络流量时均能保障较高的网络吞吐量性能。其次,为了提高网络的公平性,采用惩罚函数法改进自适应传输算法,并通过仿真验证了面向公平性优化后的算法能够大幅提高网络的公平性,并保障网络的吞吐性能。

时隙ALOHA DS/CDMA系统与多载波时隙ALOHA系统吞吐性能的比较研究

该文对同样带宽下时隙 ALOHA DS/CDMA系统和多载波时隙 ALOHA系统的吞吐量进行了理论计算、比较和仿真。结果表明,在总负载较大时,采用高纠错能力的时隙 ALOHA DS/CDMA系统可以在吞吐量上有更好的性能。但若网络负载过重,时隙ALOHA DS/CDMA系统的吞吐性能较多载波时隙ALOHA的系统下降快;码字总数受限会带来码字选择的冲突,从而降低系统的吞吐性能。

动态帧时隙ALOHA算法的改进

动态帧时隙ALOHA算法在标签数增加过多的情况下,所需时隙数增长过快;而由于硬件限制,时隙数不能无限增长。为改进此不足,可从以下三个步骤优化算法。首先根据hash函数进行时隙分配,将标签分配到不同的时隙;其次根据三维估计方法估计标签数,为下一周期调整帧长做准备;最后根据估计到的标签数调整帧长,当帧长为标签数的1.7倍时,识别效果最好。实验结果表明,标签数相同的情况下,本算法所用的时隙数最少。

时隙ALOHA法在RFID系统防碰撞问题中的应用

时隙ALOHA法是射频识别(RFID)系统中常用的防碰撞算法,该文在分析RFID系统识别过程后引进马尔可夫链来为时隙ALOHA法建模,并根据此模型对时隙ALOHA法的性能进行分析,得到时隙数、RFID系统中所含的应答器数与识别成功率的关系,从而对实际应用提供理论指导.

RFID动态帧时隙ALOHA防冲突中的标签估计和帧长确定

为提高射频识别(Radio frequency identification,RFID)标签的识别效率,本文针对RFID动态帧时隙ALOHA防冲突系统,提出了新的标签估计方法和帧长确定方案.标签估计中采用了不同的贝叶斯代价函数,提出了几种贝叶斯标签估计方法,它们的估计结果准确,而且通过减小标签数取值范围可使计算复杂度得到降低.随后,推导出一种根据标签数确定最优帧长的方案,它能使系统达到最大的信道利用率,该最大信道利用率要大于帧的时隙数等于标签数时所能达到的最大利用率.

基于哈希分组的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法

针对DFSA应用的局限性和分组DFSA组内标签碰撞率较高的问题,提出一种基于哈希函数分组的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法。根据标签符合二项分布的特点和概率论原理,采用一种新方法估计初始标签数量,通过构造哈希函数对标签适当分组,对分组标签逐一识别。仿真结果表明,该算法通过增加标签的分组数,减少了每组内响应标签的数量和时隙内标签的碰撞率,总时隙数、碰撞时隙数和空时隙数、系统识别效率几方面均有较大幅度提高,系统识别效率维持在0.4以上。

基于捕获与退避的多信道时隙ALOHA协议性能分析

为拓展对基于功率捕获和退避重发的多信道时隙ALOHA协议理论分析,对该协议的数据包接入成功率、吞吐量和时延等性能指标进行了研究.分析结果表明,协议性能由信道负载、功率捕获比例、信道数量和用户数量等参数共同决定.通过数值分析探讨了该协议中各参数对系统性能的影响.功率捕获比例越小,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;信道数量越多,系统的吞吐量越大,时延越小,接入成功率就越高;用户数量对系统的吞吐量和成功接入率影响不大,而用户数量越大,系统的时延越大.理论结果与仿真结果相比,相对误差小于2%.

P坚持时隙ALOHA稳定性

动态频谱共享无线通信系统使用时隙ALOHA协议完成对数据信道的竞争,稳定性问题是时隙ALOHA协议的固有特性。通过建立p坚持时隙ALOHA的系统模型,分析了在重传概率确定情况下,新包的生成率对系统稳定性的影响,以及新包的生成率已知情况时,重传概率对系统稳定的影响;通过数值计算与仿真,给出了两种情况下系统稳定的条件。

时隙Aloha防冲突算法的马尔可夫链模型研究

分析了时隙Aloha防冲突算法的过程及马尔可夫特性,根据下一识读时间段识别出的应答器数量只与当前识读时间段识别出的应答器数量有关,与前面识读时间段识别出的应答器数量无关的特点,构建了时隙Aloha防冲突算法的马尔可夫链模型,并给出了马尔可夫链模型的求解过程,得出了应答器数量、时隙数、成功识别率之间的数学关系,并通过仿真计算得出他们之间的曲线关系.

一种稳定高效的动态帧时隙ALOHA算法

基于ALOHA的随机性算法是解决标签碰撞的常用方法,在分析这类方法的基础上,提出了一种基于倍乘因子和分组思想的优化方法。改进算法实现简单,且大量的统计及仿真数据表明,该算法取得了稳定的高系统效率,缩短了标签的识别时间。

动态分配时隙ALOHA的抗碰撞算法

时隙ALOHA是无线射频识别系统中常用的抗碰撞算法,采用时分复用的方式,标签在指定的时隙内与阅读器进行数据交换。该文采用动态帧时隙分配法,使标签分配到的时隙碰撞概率降低,时隙数量根据系统碰撞数量进行实时有效调整,仿真结果表明,系统识别效率得到明显提高。

时隙Aloha网络中基于演化博弈论的接入控制研究

考虑到时隙Aloha网络中的非合作系统行为,并针对该网络中存在的不稳定区域及带宽受限问题,建立基于演化博弈论的时隙Aloha网络接入控制模型,并在该模型的基础上提出ABEGT协议。ABEGT协议在考虑用户有限理性的前提下,既保证了系统稳定性,也提高了网络的吞吐量。同时证明了时隙Aloha网络的接入控制中存在演化稳定策略。最后使用MATLAB仿真,结果表明ABEGT协议不仅减少了用户的冲突,而且提高了网络资源的利用率和网络整体的稳定性。

随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略

针对卫星时隙ALOHA系统中,由于接入往返时延过高而导致传统物理层网络编码碰撞重传机制效率不高的问题,提出一种基于随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略。该策略在物理层网络编码的基础上引入随机网络编码,通过对源节点数据分组随机编码,接收节点采用运算编码线性组合的方法获得原始数据分组。设计了适合该策略的数据分组格式并对该策略进行建模分析,对系统吞吐率和时延进行了理论推导。仿真结果表明,与传统的物理层网络编码碰撞重传机制相比,该策略有效地减少了50%重传时隙数,并在用户数较小的情况下,具有较高的系统吞吐率。

一种基于时隙ALOHA的RFID系统防碰撞算法

防碰撞算法是RFID系统中的关键技术。针对防碰撞算法中ALOHA算法的局限性,本文提出的一种改进的基于帧-时隙ALOHA法的防碰撞算法,通过限制响应标签的数量,降低了冲突发生的可能性,提高了标签的识别效率。通过一系列的仿真实验,证明了本文所提出算法的优越性。

基于自适应分组的帧时隙ALOHA算法在RFID中的研究

RFID利用无线射频技术来自动识别标签物品,它能快速、实时、准确地采集和处理信息。防碰撞技术是RFID系统的一项关键技术。现有的防碰撞算法可分为两类:基于ALOHA的防碰撞算法和基于二叉树的防碰撞算法。基于ALO-HA的防碰撞算法存在标签饥饿的问题;基于二进制树的防碰撞算法其算法性能受标签识别码长度的影响。文中提出了一种基于自适应分组的帧时隙ALOHA算法——ASFSA。仿真结果表明,当标签数目非常大时,该算法的防碰撞性能依然优于现有的帧时隙ALOHA算法。

时隙ALOHA二进制指数回退算法

时隙ALOHA由于简单而被广泛应用于无线通信中,但时隙ALOHA本质上是不稳定的,各种控制算法被应用以保证系统的稳定吞吐量。在建立二进制指数回退(BEB)算法的马尔可夫模型基础上,分析了系统的稳定性调节过程。数值计算和仿真测试表明二进制指数回退算法能够保证系统的稳定性,且当节点数在一定范围内时能获得时隙ALOHA的理论极限吞吐量。比较了二进制指数回退算法与伪贝叶斯算法在平均吞吐量的性能差异,结果表明,BEB算法受窗口值的影响,当用户数较大(大于128)或较小(小于32)时,吞吐量均较伪贝叶斯算法低。

时隙ALOHA协议(S-ALOHA)的离散时间排队网络模型的建立及性能分析

文章分析了S-ALOHA协议的模型,并分别用马尔克夫链方法及离散时间排队网络方法完成了S-ALOHA吞吐量(S)的性能分析。

自适应动态时隙ALOHA防碰撞算法的研究

时隙ALOHA算法是射频识别系统中通过分时复用方式的一种防碰撞算法,应答器在分配到的时隙中与阅读器进行数据交互。提出一种改进的自适应帧时隙ALOHA防碰撞算法,能够使得时隙到优化分配,进一步提高应答器的识别效率。

基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略

针对传统卫星时隙ALOHA系统由于高的数据冲突导致吞吐率低的问题,提出一种基于物理层网络编码的卫星时隙ALOHA策略。该策略通过引入物理层网络编码,使碰撞数据能以一定概率恢复。在此基础上定义了最佳的重传时隙数,让参与碰撞的用户在重传时隙以固定概率重发数据,在卫星收到所有重发数据后,就能完整恢复原始信息。同时对该策略进行了建模分析,并对系统吞吐率和平均发送等待时延进行理论推导。仿真结果表明,该策略能有效解决数据冲突,在带来一定发送等待时延的前提下,使系统吞吐率大大提高。

一种新的射频识别时隙ALOHA防碰撞改进算法

提出了一种基于LS码的码分多址时隙ALOHA防碰撞算法(CDMA-LS-SALOHA),来解决射频识别中常用防碰撞算法识别标签速度慢、吞吐量低的问题。首先分析了算法的设计思想,然后构造了算法的数学模型并对算法性能进行了理论推导,最后进行了仿真实验和比较分析。结果表明,CDMA-LS-SALOHA算法的系统吞吐量明显优于时隙ALOHA算法、动态帧时隙ALOHA算法和二进制树搜索算法。