基于均衡价格的认知无线网络频谱分配算法

提出一种基于均衡价格理论的认知无线网络频谱分配算法,此算法采用簇间、簇内两阶段的频谱分配方式,理论上分析并推导出不同阶段的最佳频谱单价与频谱数目、簇头及簇成员节点数、节点服务优先级别以及节点自身的通信活动次数之间的数学关系表达式。仿真结果表明:与无优先级的频谱分配方式相比,所提算法以降低不到2个百分点的频谱总收益为代价,可使认知无线网络中的高优先级用户(或节点)获得较多频谱,理性地体现出不同优先等级节点的频谱收益区别。     

高铁环境下基于QoS用户业务的公平性功率分配算法

鉴于高速铁路(HSRs)通信业务的多样性,侧重于单一类型业务的传输优化方案,已无法满足用户业务服务质量(QoS)差异性显著提升的需求。针对HSRs通信环境,将用户业务分为时延敏感业务和时延非敏感业务,以满足用户QoS需求且同时兼顾占用无线信道的公平性为优化目标,研究了基站(eNB)平均发射功率约束条件下的功率分配问题。根据eNB能否预先获知用户的期望速率,分别采用了基于用户期望和基于预分配的功率分配策略。仿真结果表明,ε-Optimal比例公平算法的eNB发射功率较高且用户满意度较低;信道反演算法只针对时延敏感用户能较好地满足其QoS(最大耐受时延映射的期望速率),并且固定功率分配算法仅能够满足时延非敏感用户的QoS,两种算法均无法保证用户间的公平性;所提算法既具有较高的用户满足度,又较好地保证了用户间的公平性。     

eMLPP特性在GSM-R中的应用

随着高铁GSM-R通信网络的迅猛发展,网上用户容量也越来越大,而共享资源逐渐成为瓶颈,需要为VIP铁路部门提供更好的服务,优先保证资源。就是为不同用户提供不同等级的服务。对优先级高的用户,提供较高的服务质量;对优先级低的用户,提供较低的服务质量。通过定义优先级,实现对不同优先级的用户在资源的预留、使用、抢占,以及业务的服务质量给予不同的服务策略。特别是在网络资源比较紧张的情况下,eMLPP业务就显得非常重要,可以帮助GSM-R系统满足优先客户的业务需求。     

高速铁路车地无线宽带传输系统技术分析

分析我国高速铁路的业务特点以及无线宽带系统的技术特性,根据高速铁路车地宽带系统的测试情况及既有系统(GSM-R)的平滑升级的需求,提出高速铁路车地无线宽带传输系统的主要架构,指出系统应具备的技术特点,分析高带宽、高频率切换和多优先级等关键技术,并对多普勒、高频率切换、无线覆盖和带宽适应等关键技术进行了探讨。     

基于优先级的语音/数据业务联合功率和速率控制

针对综合语音和数据系统的上行链路,提出了一种基于语音业务优先级的联合功率和数据速率控制算法.该算法在进行资源分配时考虑了语音业务的实时性,给予语音用户更高的优先级,并且在保证语音业务通信质量的前提下,最大化数据业务的吞吐率.仿真表明,在轻负荷环境下,本文算法与不区分优先级的联合功率和速率算法性能相当;而在重负荷环境下,本文算法比不区分优先级的联合功率和速率算法综合性能更好.当系统达到平衡状态时,由于本文方法使语音用户和数据用户的平均发射功率分别降低了43%和68%,语音用户的中断概率降低了30%,而数据用户的平均速率减少9%,所以在数据业务的吞吐率和语音业务的中断概率以及用户的平均发射功率之间取得较好的折衷.     

基于弹性需求的高速铁路列车开行方案优化

考虑不同时段列车开行方案与客流出行需求量之间的相互影响关系,在建立高速铁路各时段客流出行需求量关于各时段旅客出行服务水平间的函数关系的基础上,根据高速铁路企业制定列车开行方案与旅客出行选择之间的主从博弈关系,构建弹性需求下高速铁路列车开行方案优化的双层规划模型,并设计相应的模拟退火求解算法。     

高速铁路调度指挥GSM-R分组域通信承载能力研究

通用分组无线业务(GPRS)是)高速铁路车地间数据通信的重要手段之一,随着GPRS承载数据量的增大,必然带来GPRS资源的竞争问题。从高速铁路GPRS应用需求出发,提出了铁路数字移动通信系统(GSM-R)分组域承载能力测试方法,测试不同数据包长度、不同终端数量、不同分组数据信道(PDCH)数量条件下GPRS最大吞吐量,并分析数据包长、GPRS终端数量、PDCH数量与吞吐量的关系,从而为GPRS业务规划提供参考。     

一种基于非合作博弈的分层网络频谱分配机制

由于毫微微蜂窝具有有线回程的特性,导致毫微微蜂窝基站和宏蜂窝基站间缺乏合作,分布式或去中心化的宏蜂窝用户与毫微微用户间的频谱分配机制,就成为具有挑战性的研究热点。本文提出一种基于非合作博弈的自适应频谱分配机制,在该机制中宏蜂窝基站和毫微微蜂窝基站作为博弈双方,共同的频谱资源作为博弈双方分配的对象,通过博弈可以最小化由于添加毫微微蜂窝基站引起的相互干扰。博弈的均衡即为频谱分配的最优方式,同时也给出当均衡不存在时的次优分配方案。仿真结果验证毫微微蜂窝在吞吐率、中断率和频谱效率上对宏蜂窝的影响,结果表明该机制在分层网络中能够有效地分配频谱,减少跨层干扰,提升系统性能。     

基于协作多agent机制的高速LTE-R无线网络覆盖与容量优化算法研究

为应对由于列车运行速度快而引起的通信环境恶化的现象,进一步提升高速铁路沿线覆盖与容量性能,保证列车用户在通信需求方面获得持续的优质体验,覆盖与容量优化成为LTE-R网络的一个重点研究方向。基于高速铁路环境中基站与列车位置信息可预测的优势,在传统单一调节天线下倾角的FQL算法的基础上,引入协作多agent机制,提出协作多agent FQL算法,使得LTE-R无线网络频谱效率和吞吐量性能得以提升和优化。同时通过对频谱效率CDF曲线的仿真表明随着列车运行速度的不断提高,算法对无线网络整体性能的提升越加明显,证明了在高速场景下本算法的有效性。     

工业以太网在山区高速铁路区间通信的应用

简要介绍高速铁路区间通信业务需求及MSTP区间传输网方案,重点分析山区高速铁路区间FE通道业务的特点及MSTP区间传输网方案存在的问题。介绍了工业以太网在高速铁路CTCS及SCADA系统的应用情况,提出了山区高速铁路区间宽带数据通信采用工业以太网的解决方案,供工程设计中参考。     

一种分布式协同优化的认知无线电网络频谱检测算法

针对动态认知无线电网络中频谱检测性能与资源消耗之间的矛盾,提出一种分布式协同优化的频谱检测算法.设置双门限将认知用户分成可信组和非完全可信组.采用次梯度法对频谱检测效用函数进行分布式协同优化,动态调整能量检测阈值,提高动态变化网络环境中的非完全可信认知用户检测结果的准确性,并根据优化过程的收敛速率,从中选择参与协作的认知用户.最后融合中心通过加权融合获得频谱检测结果.仿真实验和分析表明算法在提高认知用户频谱检测准确性和检测速度的同时,降低了网络开销.     

基于WATV去噪的冲击特征提取方法在高速列车轴承故障诊断中的应用

提取高速列车轴承故障振动信号中的冲击特征,可以有效地对其进行故障诊断。利用"小波-全变差(Wavelet-Total Variation,WATV)"算法能够对信号进行稀疏引导的特点,提出了基于WATV去噪的冲击特征提取方法。该算法针对含噪声冲击特征的提取问题构建了目标优化函数,该函数融合了冲击特征的保真度度量算子以及惩罚因子。利用凸优化理论可对目标函数进行求解,从而增强信号在小波域和时域的稀疏性,使得特征提取结果最优化。通过构造一仿真信号对WATV算法的有效性进行了验证,并将该方法应用于高速列车齿轮箱轴承故障诊断中。结果表明,该方法能够很好地提取出信号中的冲击特征,并且频谱中的故障表征明显,能够有效地应用于高速列车轴承故障诊断中。     

基于旅客出行方式选择的高速铁路客运分时定价方案研究

高速铁路（简称：高铁）客流一天之中具有较大的波动性，呈现出高峰、平峰、低谷的特点。文章利用“削峰填谷”思想，基于分时定价理论和Logit效用函数，考虑旅客选择出行方式的行为因素，以及线路通过能力、客车容量等约束，建立以高铁企业收入最大化为目标的分时定价模型，并利用遗传算法进行求解。通过某铁路线实际算例，验证上述模型和算法的可行性。验证结果表明，高铁分时定价策略有助于提升高铁市场占有率及运营企业客运收益。     

基于D2D的列控系统车车通信资源分配算法

针对基于D2D (Device to Device,设备到设备)的列控系统车车通信(T2T,Train to Train)复用车地通信资源时产生的干扰问题,考虑在保证车车通信用户和车地通信用户通信可靠性的前提下,提出一种车车通信资源分配算法。该算法首先应用图论的加权二部图建立信道分配模型,然后利用改进的KM算法(IKM,Improved Kuhn-Munkres)为车车通信用户分配信道,最后对功率进行调整,使系统的总吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法能够较好地解决列控系统车车通信复用车地通信资源时的干扰问题,既满足列控系统通信需求,又提高频谱利用率。     

旅客列车无线局域网带宽分配系统的研究与实现

旅客列车无线局域网带宽分配系统采用链路发现模块均衡9路链路负载,采用jhash_3words算法、RoundRobins算法构建用户发现模块,实时更新系统内真实用户数量。该系统优化了旅客列车无线局域网互联网出口的带宽分配方式,有效提升了互联网使用效率,通过了国家铁路产品质量监督检验中心的性能测试与功能测试,为在高速列车的实际运用奠定了基础。     

铁路通道内客流分担率及客运组织策略研究

针对高速铁路与既有线并行的铁路通道内客流的分担率问题,分析旅客选择乘坐铁路通道内高速铁路和既有线的主要影响因素,在考虑经济性、快速性、便捷性和舒适性4个影响因素的基础上,采用加法原理建立可变权重的广义费用函数,并用广义费用函数取代一般Logit分担率模型中的效用函数,从而导出可变权重的Logit客流分担率模型。运用指出的模型计算武广铁路运输通道内高速铁路的客流分担率,计算结果与客流统计数据的对比分析表明,给出的客流分担率模型具有较高的准确率。通过对影响武广铁路运输通道客运组织关键因素的分析,提出了武广高速铁路按培育期、增长期和成熟期3个阶段开展客运组织的策略。     

高速铁路智能调度集中系统构想及关键技术

我国高速铁路调度集中系统已达到较高信息化和集成化水平，是高速铁路高效调度指挥、列车有序运行的关键支撑，但其智能化程度依然不高，存在列车运行计划调整效率较低、非正常情况下过度依赖人工操作、应急处置响应不够迅速、列车与调车作业协同困难等问题。针对高速铁路行车调度指挥现实需求，提出高速铁路智能调度集中系统构想，通过构建高速铁路行车信息大数据共享平台，实现车、机、工、电、辆等专业部门间信息共享和业务协同，可由计算机自动完成列车运行计划调整，实现列车运行图执行模拟与分析，以及列车和调车进路智能安全卡控；初步探讨基于物联网、大数据和云计算的信息共享及智能分析、列车运行计划的协调与优化、列车运行计划执行模拟与分析、不同等级列车共线运行条件下自恢复和自适应机制、基于可信动态感知的调度智能协同等关键技术，以期推动高速铁路调度集中系统的智能化发展。     

混沌CDMA系统中多址干扰分析

以logistic混沌扩频序列为例，对混沌扩频序列的多址干扰进行了分析，在用户信号之间完全异步的条件下，采用新的估值算法，推出混沌扩频序列的误码率表达式，指出混沌扩频序列长度、用户数及误码率的关系。领导 具结果表明，在混沌扩频序列长度有限的情况下，用户数偏少时，实际的误码率比用高斯估值法计算的误码率略大一些。