基于误比特率计算的三维Ad Hoc传感器网络连接性分析

网络连接性是在设计与仿真Ad Hoc传感器网络时需确定的重要基础性问题，本文从通信路由中误比特率的角度研究了三维Ad Hoc传感器网络的连接性问题。在基于二维平面网络节点均匀分布的情况下，对三维AdHoc传感器网络的连接性进行理论计算，得出通信路由中端到端平均误比特率（BER）和平均连接跳数（Hop）的精确表达式。通过表达式发现，节点分布密度相应的存在门限值，节点分布密度低于此门限值，则网络不能进行通信，即网络为不连接。假如分布密度高于此门限值，则通信路由的最大连接跳数大于平均连接跳数。同时讨论了中继节点数对端到端平均误比特率的影响，发现在第三维中继时如采用较大的发射功率则能提高网络通信的性能，降低端到端平均误比特率。     

基于复杂网络模型的地铁系统脆弱性分析

基于影响地铁系统脆弱性的干扰事件,构建了干扰事件的有向复杂网络.采用网络密度、平均路径长度、度和度分布,以及聚类系数等分析指标,进行复杂网络的拓扑特征分析.分析结果显示,只有少数关键节点能直接影响地铁脆弱性.采用复杂网络的互信息理论,对干扰事件有向复杂网络节点进行信息量计算和重要性评价,进而找到重要节点.评价结果表明,影响地铁系统脆弱性的关键因素是车站客流量、车辆系统和设备系统,可采取相应的针对性措施来提高地铁运营的安全性.     

列车网络控制系统EMC干扰丢包特性研究

轨道列车上的电磁干扰会对列车网络控制系统的通信产生随机性干扰,进而造成网络通信的丢包问题。通过搭建列车网络控制系统电磁干扰模拟试验台,研究EMC干扰对列车通信网络(TCN)的影响,重点研究静电放电干扰和脉冲群干扰对通信特性的影响,根据试验数据得到TCN丢包率随干扰大小的变化趋势,并进一步对所测数据进行分析建模,得到了基于EMC干扰的TCN丢包预测模型。     

多跳超宽带无线传感器网络的能耗与网络容量分析

能量消耗、能量效率和网络容量是衡量传感器网络性能的重要指标。本文在分析基于超宽带技术的无线传感器网络节点能耗的基础上,对采用多跳通信方式的传感器节点进行建模与分析,并得出使得数据传输能耗最小的最优传感器节点间间距。最后本文针对超宽带技术提出了网络容量分析模型。仿真结果表明,在多跳通信方式下网络业务负载模式和传感器节点分布密度对传感器节点的能耗和能量效率都有着较大的影响且网络容量并非随着并行通信的传感器节点对数的增大而线性增大。     

基于故障树和贝叶斯网络的动车组走行部运用可靠性分析方法

为克服故障树分析法对事件二态性假定的局限,根据故障树与贝叶斯网络的映射关系(事件—节点、逻辑门—连接强度),将动车组走行部故障树中的事件看作是贝叶斯网络中的节点,采用多维变量描述节点(事件)的多态性;将与故障树中逻辑门对应的贝叶斯网络连接强度用相应的条件概率表示,计算系统故障的概率分布.对动车组走行部基础制动系统故障概率分布的计算分析结果表明,考虑事件的多态性和逻辑关系的不确定性,综合利用故障树分析法和贝叶斯网络法能有效提高动车组走行部运用可靠性分析的质量,推算出的系统故障概率分布更为准确.     

铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议

为防止网络“热区”现象，针对铁路沿线无线传感器网络多呈线型分布的结构特点，提出一种基于服务质量的能耗均衡分簇路由协议（ECRPQ）。首先，部署网络节点，计算节点能量消耗，建立能耗均衡的非均匀节点部署模型并进行网络分簇。然后，设计路由协议，在簇首选举时引入节点动态剩余能量和节点担任簇首轮次的影响因素，在通信阶段采用TDMA机制和CDMA机制相结合的方式，在进行时间同步校准时严格保证簇内节点时间同步。最后，通过MATLAB进行仿真实验，从网络生命周期、网络吞吐量和节点平均时延3个方面将ECRPQ与LEACH、LEACH-C这2种经典协议进行对比。结果表明：当网络节点总数为200个时，ECRPQ的网络生命周期明显更长，达到600 s;ECRPQ的网络吞吐量更大，分别比LEACH和LEACH-C提高128.7%和84.6%;ECRPQ的节点平均时延更低，分别比LEACH和LEACH-C降低52.8%和43.2%。     

无线Mesh网络路由器节点业务量建模与性能分析

路由器节点承载WMNs(Wireless Mesh Networks)的主要业务,决定网络的整体性能,其业务性能建模与分析是当前研究的热点内容.本文基于802.11 OFDM物理层计算的分组平均服务时间,采用排队论分析WMN路由器节点业务性能的理论模型,给出节点业务性能的计算方法,通过理论分析与仿真验证模型的准确性,并给出使用归一化的模型参数的简化计算方法.分析表明,在相对稳定的网络环境中,路由器节点的性能与业务到达模型相关,需要采用不同的模型和方法分析VBR(Variable Bit Rate)和CBR(Constant Bit Rate)业务的性能;在动态的网络中,节点性能与业务到达过程无关,采用泊松到达可以准确地分析不同业务的性能.本文建模的基础是分组平均服务时间,使分析模型与实际的网络形态无关;基于归一化参数的算法也增大了模型的适应性,使其可以应用在网络规划设计、业务接入控制和分组调度等诸多方面.     

下一代高速铁路LTE-R车车通信时延分析

LTE-R是下一代高速铁路无线通信系统,开展对LTE-R通信性能分析具有重要的现实意义.针对下一代高速铁路车车通信系统中不同类型业务的延迟上界问题,提出一种基于随机网络演算理论的车车通信延迟上界计算方法.根据车车通信业务优先级特征引入剩余服务量分析方法,分别构建随机到达曲线与多跳节点的随机服务曲线,推导出LTE-R下车车通信的端到端延时边界,有效克服了传统方法仅能计算平均延时的问题,并通过OPENT仿真验证了本文方法的有效性.研究结果表明,列车控制业务与列车运行状态业务在低违约率下的时延分别为102 ms与126 ms,该值满足LTE-R的QoS指标要求.最后分析LTE-R不同列车车速与车车通信时延之间的定量关系,得到车车通信时延随列车车速的增大而呈现下降趋势的结论.     

基于通信的列车控制系统数据通信子系统可靠性分析

基于通信的列车控制(CBTC)系统目前已成为城市轨道交通的重要应用制式.CBTC系统中各类数据信息的传输与交换是通过数据通信子系统(DCS)实现的,因而DCS的可靠性对CBTC系统的可靠性影响较大.在国内外已有的研究基础上,从全网络结构的角度,对地面信息传输骨干网络和人为因素的可靠性影响进行了分析,并在考虑故障频发的情况下,完善了网络节点的MTBF(平均故障间隔时间)分析算法,对CBTC系统的可靠性分析作出了有益的补充.     

基于复杂网络的城际铁路网络脆弱性分析

运用复杂网络理论对城际铁路网络脆弱性进行分析,并找出脆弱的站点以加强防护。将城际铁路线网抽象为由车站和城际铁路线路所构成的非加权无向网络,再对网络的节点度和度累积概率分布、网络直径、平均路径长度、聚类系数、平均路径长度累积概率分布等特性指标进行分析,确定网络类型。提出网络脆弱性分析的主要指标为网络效率和连通度,利用Matlab工具,把网络中节点按照度的高低进行分类排序,并对网络度值较高的站点进行累积蓄意攻击和单个节点蓄意攻击,进而对蓄意攻击下网络脆弱性的变化情况进行分析,并确定了网络中的脆弱的点,为城际铁路线网日常防护及网络结构优化提供新的研究视角。最后,以成渝城际铁路线网为实例进行方法的应用。     

重载铁路MESH自组网一跳节点空口碰撞算法

重载列车车车通信可以采用长距离自组网通信技术实现.基于TDMA原理,针对自组网过程中一跳节点间频点资源碰撞概率进行数学建模,提出重载铁路MESH自组网通信节点空口碰撞概率的计算方法,通过关键参数的设置即可计算出系统一跳节点间的碰撞概率,利用蒙特·卡罗方法,在MATLAB中进行统计学仿真验证,对系统设计及工程设计优化均有...     

基于自适应调制技术移动自组网连接性增强机制

连接性是在对移动自组网进行规划与设计时需确定的重要基础性问题之一,目前一般研究的是物理连接性,而未考虑实际通信时的通信连接性.本文以IEEE 802.16a中所推荐的3种典型调制方式QPSK、16-QAM、64-QAM为例,研究了基于自适应调制技术的移动自组网的通信连接性增强机制.根据传送业务对端到端误比特率和对数据传送速率的要求,在节点间距离不同时,采用自适应调制方式,在保持网络正常通信、维持网络连接性的情况下,能够获得较大的网络吞吐量,同时可兼顾节点发射功率的要求.通过理论与数值分析发现,相对于传统的单一调制技术,自适应选择调制技术可在满足业务QoS要求的情况下,提高网络的连接性,进而提高网络的吞吐量.     

无线网状网研究与发展

无线网状网WMN（wireless Mesh Network）是一种新兴的无线组网技术，支持节点多跳路由和转发功能，解决了有限发射功率条件下无线覆盖和数据吞吐率优化的两难问题。因其独特网状结构优势，无线网状网拥有比传统无线Ad hoc网络和无线局域网WLAN更高的可靠性、更高的数据吞吐率、更低的干扰以及更强的扩展性等特点，在军事通信网、公安移动数据网以及智能交通网络等领域对系统网络的设计具有重要价值。本文引入了WMN的概念及结构模型，详细介绍其特征及优势，并且分析其关键技术和热点问题，随后，提出一种轨道交通系统宽带无线覆盖应用模式，同时也介绍其他典型应用范例。最后，介绍了其标准化发展进程，并对其发展进行展望。     

无线传感器网络中一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法

在无线传感器网络中,节点能量有限且一般没有能量补充,因此如何减少节点的能量消耗成为路由协议的研究目标。文中提出一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法CHFPC(Cluster Head Forecasting andPower Controlling),该算法利用能量和距离参数对簇头进行预测,并将功率控制这一机制引入分簇路由和数据传输的过程中,从而使节点的平均能耗降低。最后用OMNeT++仿真的结果表明所提出的方案在网络生存时间和网络总剩余能量指标上比LEACH算法分别提高23%和15%,而且节点生命周期也明显长于LEACH算法。     

铁路应急通信网络组呼的组播路由算法分析

从建立GSM-R铁路应急通信网络的需要出发,在组播路由算法ODMRP的基础上通过改进,提出1种支持GSM-R铁路应急通信网络组呼的组播路由新算法(REGCA)及其算法流程。在该算法中加入了抑制听者发言、限制洪泛区域以及允许自动加入临时组播等控制策略。使用NS2仿真工具建立武广高铁应急通信系统自组网仿真模型,然后根据模型建立相应的仿真场景,对REGCA算法进行仿真分析。仿真结果表明,采用REGCA算法能够大大减轻网络负载、提高分组投递率、降低端到端传输时延和路由开销;采用REGCA算法在各种仿真场景中的分组投递率均达80%以上,端到端传输平均时延均在0.4s以下,能够满足GSM-R铁路应急通信环境下的组呼要求。     

铁路通信综合网管的应用探讨

随着中国铁路客运专线的发展,铁路通信网络和设备也大量增加,设备分布更加广泛,铁路通信网正在迅速发展成为一个高度数字化的大型通信网络。但各个通信子系统相对独立,缺少一个系统能够全面监测、统计和管理所有通信系统的设备资源,并进行相关的分析,为各个系统和系统间的建设和优化提供数据分析的综合网管系统。     

列车通信网结构及其协议的研究

介绍了列车通信网的主要功能和特点。在此基础上，对列车通信网规范进行了研究，将几种通用局域见及流行的现场总线的特点进行了对比，提出目前我国列车通信网可采用的体系结构和网络协议。     

铁路通信时钟同步网的规划研究

介绍铁路通信时钟同步网的现状,分析其存在的问题,对同步网的相关技术进行研究,提出铁路通信同步网PRC、LPR的节点布置.     

铁路综合移动通信网组网关键技术分析与研究

针对铁路综合移动通信网的组网存在的很多难题,根据以往的GSM组网技术难以解决铁路通信网组网存在的特有问题,概述铁路综合移动通信网的发展和组网技术,分析铁路通信网组网独特的特点和存在的特有难题,结合这些特点提出了解决办法;然后,重点阐述这些组网技术对现有铁路业务的适应性,以及其对未来发展铁路业务发展的支持性;着重分析和研究铁路通信网组网的关键技术问题与策略。