A passive optical network based on optical code division multiplexing and time division multiple access technology

A passive optical network （PON） scheme based on optical code division multiplexing （OCDM） for the downstream traffics is proposed and analyzed in detail. In the PON, the downstream traffics are broadcasted by OCDM technology to guarantee the security, while the upstream traffics pass through the same optical fiber by the common time division multiple access （TDMA） technology to decrease the cost. This schemes are denoted as OCDM/TDMA-PON, which can be applied to an optical access network （OAN） with full services on demand, such as Internet protocol, video on demand, tele-presence and high quality audio. The proposed OCDM/TDMA-PON scheme combines advantages of PON, TDMA, and OCDM technology. Simulation results indicate that the designed scheme improves the OAN performance, and enhances flexibility and scalability of the system.

宽带跳频TDMA辐射源网群的定位及网群划分方法

为了解决现有方法难以对宽带跳频时分多址(frequency hopping-time division multiple access,FH-TDMA)辐射源网群定位的问题,提出一种仅利用波达方向(direction of arrival,DOA)信息的多站定位及网群划分方法。首先通过模拟滤波对各站接收到的信号进行频段划分,通过基于多相滤波的数字信道化方法把信号输出到多个信道中;然后通过直接定位(direct position determination,DPD)算法计算得出各时隙辐射源的位置;最后先通过不同参数的基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法选择出最佳的辐射源定位结果,再根据提出的基于先验信息的改进K-means聚类算法进行网群划分。所提方法实现了采样率和信号处理速率的降低,且无需站间严格的时间同步。结果表明,所提方法有效估计出了辐射源的数量、位置,以及网群划分情况。

多路TDMA通信信号解调系统设计

介绍时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)技术,设计一种基于ARM+FPGA架构的系统级芯片(System on Chip,SoC)为控制核心的多路TDMA通信信号解调控制电路系统。TDMA解调射频电路采用两片收发一体化射频芯片,建立两路接收通道,单接收通道的最大带宽为56 MHz。系统数据接口和控制接口均采用以太网接口作为通信接口,使用双备份模式。系统具有精确的定时和同步功能,可实现两路TDMA信号的完整解调。

基于优先级的TDMA动态时隙分配算法

根据帧结构的不同对现有的时隙分配算法进行分类,分析其特点及综合性能。根据二叉树块内均分法,提出一种改进的时分多址动态时隙分配算法,地面主控站可根据用户的紧急或优先级高低的预约请求进行实时分配,能满足用户占用时隙块发送较长报文的需求。仿真结果表明,该算法能减少报文的平均延误时间,适合突发应急报文的传输需要。

基于四阶相关的时分多址调制数据独特码盲识别

针对非合作通信中时分多址(TDMA)信号的独特码(UW)盲识别问题,该文首次提出分布式独特码的盲识别算法。区别于比特层的独特码识别算法,该文分别针对集中式独特码和分布式独特码,提出面向调制数据不同窗口之间相关性的波形层独特码识别算法。算法利用独特码的一致性与相关性,分两步进行,首先通过差分累积消除不同突发信号间频偏与相偏的影响,来纵向对齐各个突发信号的独特码,然后通过多层差分共轭4阶相关算法识别出独特码的位置和长度。仿真分析了不同突发个数、信噪比和有无频偏相偏情况下算法的性能,验证了波形层识别独特码的有效性,针对集中式独特码和分布式独特码,所提算法在信噪比为5 dB时均达到了95%以上的识别率,具有一定的工程应用价值。

基于DRL的定向网络时隙复用和功率控制协议

近年来,无人机网络逐渐地广泛应用于各行各业,对无人机网络能提供的网络容量提出了更高的要求。定向天线结合无人机网络构成定向无人机网络以增加网络资源应对无人机网络中各个节点对网络有限通信资源的竞争造成网络容量低的问题。定向无人机网络通过定向天线的空间复用能力可以提高网络的时隙利用效率。针对TDMA协议在定向组网中时隙利用率过低导致网络容量受限的问题,该文提出了一种基于深度Q网络(DQN)的定向无人机网络时隙复用和功率控制协议。为了提高时隙利用率,考虑在单位时隙进行多个链路通信以实现时隙资源的复用。然而多个链路在同一个时隙通信会产生链路间的干扰,如何在考虑链路间相互干扰的情况下控制功率提高网络的容量是时隙复用研究的重点问题。为了解决该问题,首先考虑以功率要求和每条链路最小信道容量为约束,考虑相较于其他研究更为复杂更符合实际的链路互干扰模型,建模问题为最大全网容量问题。然后为了构建链路间的更复杂的互干扰环境,将多个链路的瞬时信道信息、定向增益状态融入到DQN框架的状态中,DQN的奖励为高于最小信道容量的链路信道容量的和。最后,将每个时隙的优化问题扩展到每一帧的优化问题,并利用多个DQN进行求解。仿真结果表明,在保证每个被分配时隙的最小信道容量前提下,相较于对比方法网络容量有了很大的提升。

VANET中利用空闲TDMA时隙协助发送数据的方法

车载自组网中的分布式TDMA方法没有利用节点的空闲TDMA时隙,未能充分利用无线信道资源,基于此,提出了一种利用空闲TDMA时隙的MAC层数据重发方法,当节点发送数据失败时,附近节点利用空闲的TDMA时隙重新发送传输失败的数据。理论分析和仿真结果表明,所提方法显著提高了分布式TDMA方法的数据发送成功概率和网络吞吐量。此外,通过仿真比较所提方法与IEEE802.11p的性能,结果表明,由于以确定的方式访问信道,所提方法能够及时稳定地传输车载自组网中的实时安全信息。

应用于无线传感器网络的自适应TDMA协议

提出了一种应用于无线传感器网络的自适应、低功耗的时分多址接入协议AT-MAC.该协议根据应用和拓扑的变化来自适应地伸缩时帧长度,提高了信道的利用率;采用二叉树结构来方便地管理时隙分配信息;基于两跳邻域信息为节点分配时隙,减少了申请冲突.时帧长度的可变和对邻域信息的获知使得AT-MAC具有良好的扩展性和适应能力.AT-MAC还采用节能模式来减少节点的能量消耗.仿真结果表明,AT-MAC可以有效地提高信道的利用率,缩短传输时延,并减少能量的消耗.

基于CDMA-TDMA结合的室内超声波定位方法

采用码分多址(CDMA)方式进行室内超声波定位,其相关运算量较大。针对这一问题,该文提出了基于码分多址-时分多址(CDMA-TDMA)结合的室内超声波定位方法。通过TDMA技术分时段发射经过CDMA编码后的超声波信号,利用到达时间差(TDOA)测距算法计算出未知目标的位置。采用MATLAB进行仿真,仿真试验中对4个信标分两个时间段发送的超声波信号进行发射与接收。结果表明,基于CDMA-TDMA结合的室内超声波定位方法能有效识别出信标节点,同时降低超声波CDMA定位方法中相关运算的计算量。

改进型WSN分布式TDMA调度协议

无线传感器网络以汇聚型数据传输应用为主,多采用树型拓扑结构。根据该特征,提出一种改进型分布式时分复用调度协议,该协议依据节点距离sink的最小跳数和最大剩余能量建立树型拓扑,其分配算法分别采用临近最大值和跳数排序法。分析及仿真实验结果表明,采用这2种算法的改进型调度协议能有效降低数据传输时延和能耗。

无线传感器网络TDMA MAC协议的对比和改进研究

无线传感器网络MAC协议对网络的生命期有着重要影响,为找到适合一定环境所使用的MAC协议,必须对不同的MAC协议进行必要的分析。从数据帧着手,分析了不同的基于TDMA的调度式MAC协议的差异。针对原有TDMAMAC协议数据传输量不高、实现难度大等问题,提出相应的改进方法,并对三个基于LEACH的TDMAMAC协议进行了仿真实现,仿真结果与数据分析的结果一致。

多个TDMA目标联合时差测距与定位算法

根据TDMA系统时间同步特征,利用多个目标时隙信号的时间关系,提出一种两目标联合时差测距算法和多目标加权最小二乘测距算法,并实现多个目标的定位。该算法能够消除传统时差定位算法中的模糊和无解情况,由于利用所有目标的时差信息对目标进行定位,在多目标情况下提高了目标定位的精度。仿真结果验证了算法的有效性。

VANET中利用未分配TDMA时隙协助重发数据的方法

车载自组网(vehicular ad hoc network,VANET)中的分布式TDMA方法通常多出没有被节点利用的空闲时隙,未能充分利用无线信道资源,且不能避免由于信道条件差所导致的丢包现象.与此同时,协助通信近年来引起了学术界和工业界的广泛关注,该方法利用了无线信道的广播特性,能够有效地修复信道,提高无线通信的可靠性.针对VANET应用场合,提出了一种MAC层数据协助重发方法,即协助分布式TDMA方法(cooperative distributed TDMA,Co-DTDMA).在Co-DTDMA中,如果源节点未成功发送数据,则附近的邻居节点利用未分配的空闲时隙协助重发源节点数据.与传统的协助通信方法不同,Co-DTDMA中的所有操作都以分布式方式进行,不依赖任何中心控制节点,因而适应于VANET应用场合.此外,Co-DTDMA仅利用未分配的空闲时隙协助重发数据,不影响网络中的正常数据传输.理论分析和仿真实验表明:Co-DTDMA显著地提高了数据成功接收概率,降低了数据传输时延.

TDMA数据链的组网流程研究

基于TDMA体制的数据链拥有其他数据链无法比拟的优势,是目前各国数据链装备研究和开发的重点,具有良好的发展前景。从不同方面对TDMA数据链和其他数据链进行了比较,并在分析了TDMA数据链网络设计以及运行要素的基础上,研究了它的组网流程,为TDMA数据链的发展和实战应用提供参考和借鉴。

基于OPNET的机群数据链混合TDMA协议仿真

针对当前数据链的时隙分配问题,提出并实现了一种基于灰色关联分析法的混合时隙分配协议。通过灰色关联分析法对吞吐量、时延和当前报文缓冲区的负载程度做聚合,得到各节点综合得分,根据综合得分对时隙进行动态分配,同时采用固定时隙分配的方式保证网络中的节点最少有一个时隙可用。仿真结果表明:与固定TDMA(time division multiple access)协议和P-TDMA(priority-TDMA)协议相比,该协议在减少竞争冲突的同时,也保证了较低的时延、相对较高的吞吐量和高时隙利用率。

车载自组网中基于分布式TDMA的协作数据重发方法

为进一步利用车载自组网中分布式TDMA的节点空闲时隙资源,提出了一种分布式协作数据重发方法,即协作分布式TDMA(cooperative distributed TDMA,Co-DTDMA)方法.利用无线信道的广播特性与分布式TDMA的信道访问确定方式,Co-DTDMA中的信息交互过程能够以一种有序和确定的方式进行,在节点未成功发送数据时,附近的邻居节点利用自身空闲时隙进行协作数据重发,从而在不影响正常数据传输业务情形下,传输失败的数据拥有更多的发送机会.上述协作重发不依赖于中心节点,以分布式方式执行,因而适应车载自组网的应用场合.理论分析与仿真结果表明,Co-DTDMA显著提高了数据包发送成功概率,降低了数据包传输时延和丢包率,显著提高了网络可靠性.

VANET中基于协议序列及TDMA的混合信道接入机制

为了提高高速公路场景下用户平均有效数据吞吐量,提出车载自组织网络分布式信道接入机制.通过道路区段划分实现协议序列集复用;通过引入少量反馈并利用UI(User Irrepressibility)序列特性实现节点间接入顺序感知;同区段节点间利用分布式TDMA(Time Division Multiple Access)模式最大化吞吐量.仿真结果表明,其吞吐量性能优于经典的基于GNSS(Global Navigation Satellite Systems)的机制,并且物理层数据传输速率越大,节点通信半径越大,车辆密度越稀疏,其优势越明显.

VoWLAN中基于TDMA的QoS机制

针对无线局域网语音应用缺乏可靠服务质量的情况,提出了一种基于时分多址接入的服务质量新机制。该机制采用了IEEE802.15.3无线个域网的中心调度方式,使用时分多址接入机制控制节点接入信道。在平均接入时延、时延抖动和分组丢失率三方面对IEEE802.11b、IEEE802.11 e和新方案三者的性能进行了对比。仿真结果表明,IEEE802.11b性能最差,新机制的性能在平均接入时延和分组丢失率方面比IEEE802.11 e分别改善了20%和50%左右。

集中式无线传感器网络TDMA优化调度方案

针对无线传感器网络周期性全局快速数据收集应用场合,提出了一种新的基于粒子群优化和禁忌搜索的混合算法,以对这类网络进行多指标TDMA优化调度。该算法采用基于熵权的逼近理想解的排序法对算法结果进行客观评价和择优。当网络数据收集任务量一定时,应用该算法,只需要较少的时隙数和能耗便可完成任务。仿真结果证实,算法搜索效率高,能改善网络TDMA调度效果,且比已经提出的一些TDMA调度算法性能优越。

改进的紫外光通信网络TDMA邻居发现算法

针对节点数较多的紫外光固定拓扑网络,设计了一种基于时分多址接入(Time Division m Multiple Access,TDMA)技术的紫外光帧结构,结合紫外光大气传输特性提出了一种紫外光定向邻居发现算法。仿真对比了该算法和传统算法的性能,并对该算法不同退避延时下的节点发现效率进行了理论分析和仿真验证。