陳 姮,梁 潔,史艷偉,楊 晨

（91206部隊(duì)，山東 青島 266000)

1 引言

2 機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道模型和均衡控制

2.1 機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道模型

為了實(shí)現(xiàn)基于PSO算法的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制，首先需要構(gòu)建載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道模型。為此，對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸大數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，采用多元陣列參數(shù)分布方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)優(yōu)化部署設(shè)計(jì)[6]。

通過(guò)對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸大數(shù)據(jù)的分析，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中前i個(gè)樣本的稀疏表示矩陣和沖激響應(yīng)特征[7]，采用離散數(shù)據(jù)流方法，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈的兩個(gè)特征分布分別記為W(i)和D(i)，加入第i+1個(gè)訓(xùn)練樣本，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)趇步迭代的輸出向量D(i+1)，更新機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈的信道增益向量，令βi+1=zi+1，β為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈迭代輸出步長(zhǎng)，z為信道增益間隔幅度，利用zi+1的不相關(guān)性，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道均衡的正則化參數(shù)描述為：

式中，λ為信道均衡抽頭因子，在遞推過(guò)程中，可采用DSRC通信方式，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的沖激響應(yīng)初值λ0(接近1)逐漸增加到1，設(shè)λi為一個(gè)二元狀態(tài)函數(shù)，即

式中，n為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的信道輸出步長(zhǎng)。采用位置-速度混合控制的方法[8]，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)基站與業(yè)務(wù)的深度融合算式：

結(jié)合多元陣列參數(shù)分布方法交換實(shí)體信息，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈的傳輸特征表達(dá)式為：

在緩存域內(nèi)，對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)均衡調(diào)節(jié)，得到超密集部署的聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的信道模糊推導(dǎo)因子u，令u=(λtC(i))Wi+1，α=，α 為超密集部署的聯(lián)網(wǎng)模糊系數(shù)。從而得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信道調(diào)度的遞推計(jì)算形式：

與對(duì)軍權(quán)的重視不同，早期蔣介石也不太重視宣傳問(wèn)題。在國(guó)民黨南京建政之初的短短五年間，蔣介石即有兩次下野的經(jīng)歷。下野期間，對(duì)自身的失敗，蔣介石的反省歸結(jié)起來(lái)，即“無(wú)組織”“無(wú)干部”“無(wú)情報(bào)”⑧。實(shí)際上，蔣介石忽略了非常重要的宣傳問(wèn)題。這一時(shí)期，汪精衛(wèi)、胡漢民也一度下野、出洋，但在下野期間，均在國(guó)內(nèi)辦雜志，宣傳自己的主義。

通過(guò)上述處理，構(gòu)建機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道模型，實(shí)現(xiàn)在獨(dú)立同分布信道中進(jìn)行通信，提高機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈的傳輸均衡性。

2.2 均衡控制

在上述基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的沖激響應(yīng)，在IEEE 802.15.SG3a通信協(xié)議下得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的傳遞函數(shù)為：

其中，H表示機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈信道的幅度增益；m是調(diào)制脈沖的數(shù)目，Km是第m多徑干擾特征量，αmk是第n簇內(nèi)第k條機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈路徑的系數(shù)，δ為調(diào)制脈沖增幅，t為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈信道均衡匹配時(shí)間均值，Tm是第m簇中機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈信道均衡匹配時(shí)間，τmk是通信鏈路的帶寬。設(shè)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)表示為bi，從核心網(wǎng)傳輸?shù)桨l(fā)出請(qǐng)求的通信幀數(shù)為Nf個(gè)，時(shí)間間隔為T(mén)f，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的信道帶寬為：

采用PSO 算法獲得局部最短下載時(shí)間，假設(shè)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)娜中畔⑺貪舛葹椋?/p>

式中，wmk為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)的增益，s為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)的傳輸時(shí)間，v(t)為加性高斯白噪聲。若發(fā)送的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)為PAM-DS 信號(hào)，每比特信息符號(hào)周期數(shù)為NS，為保證緩存位置最佳，響應(yīng)時(shí)延最小，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)慕y(tǒng)計(jì)信號(hào)為：

其中，qj是機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道跳時(shí)碼，j為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道稀疏特征參數(shù)。

對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)進(jìn)行稀疏特征分解，并采用相干多途響應(yīng)特征分析，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)某轭^延遲線模型為：

式中，Tp為信號(hào)采樣數(shù)據(jù)，Tc為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸碼片周期，cj為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)闹苯有蛄袛U(kuò)頻碼，Np為碼元數(shù)，ai是信道采樣頻譜帶寬，ε是調(diào)制時(shí)間偏移常量。根據(jù)上述分析，對(duì)每一步傳輸方向的沖激信道進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)稀疏特征分解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的均衡控制，提高通信輸出的均衡性。

3 機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制優(yōu)化

3.1 基于PSO的通信鏈信道沖激響應(yīng)特征提取

利用計(jì)算機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的沖激響應(yīng)和各條路徑的相位偏移，建立時(shí)變衰落的多徑抗干擾模型，通過(guò)PSO尋優(yōu)算法，在不同的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道傳輸路徑上進(jìn)行時(shí)頻特征分解，得到當(dāng)前解最佳的情況下從各個(gè)設(shè)備下載的特征量，進(jìn)一步篩選可聚合物理節(jié)點(diǎn)集合，得到輸出時(shí)延為T(mén)S的整數(shù)倍，通過(guò)功能互斥約束來(lái)確定簇分量，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的自相關(guān)特征分布模型為：

當(dāng)TS=1 時(shí)，則機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)膶拵Э杀硎緸椋?/p>

選擇可聚合物理節(jié)點(diǎn)集合，假設(shè)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸多徑分量的最大時(shí)間間隔為tbarn，則在碼元寬度tbarn范圍內(nèi)最多只包含一個(gè)多徑分量。采用PSO 算法，得到物理節(jié)點(diǎn)之間的多徑的間隔通常設(shè)定為tbarn，機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈接收信號(hào)中的噪聲分量為：

考慮VNF之間的互斥性，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈輸出的二進(jìn)制隨機(jī)編碼特征分布矩陣為，NS是1 比特信息符號(hào)周期數(shù)，假設(shè)每跳時(shí)延均相等，得到的xi是機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈輸出的抽樣樣本序列，采用交叉時(shí)間段融合的方法，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈輸出的鏈路集為[(i-1)Ts，iTs]，采用均衡調(diào)度的方法，得到接收信號(hào)的離散分布序列，根據(jù)旁瓣特征聚集性檢測(cè)，得到PSO尋優(yōu)的慣性參數(shù)，其中列向量si表示PSO 粒子群的變異度，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)牟町惗忍卣髌ヅ渚仃嚒?/p>

為減小鏈路跳數(shù)，在確保每個(gè)物理節(jié)點(diǎn)最多部署區(qū)域下，得到通信鏈信道沖激響應(yīng)特征提取模型為：

根據(jù)上述分析，提取提通信鏈信道沖激響應(yīng)特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制。

3.2 通信輸出控制優(yōu)化

利用時(shí)變衰落的多徑抗干擾模型和PSO尋優(yōu)算法對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)進(jìn)行稀疏表示，機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信道發(fā)送信號(hào)經(jīng)由不同路徑在接收端進(jìn)行疊加，即為機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)的基本脈沖經(jīng)時(shí)延加權(quán)以后在S-V 模型中組合，構(gòu)建機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)的沖激響應(yīng)脈沖信號(hào)，依據(jù)S-V 模型，機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信號(hào)來(lái)自同一脈沖的多徑分量以簇的形式到達(dá)接收機(jī)，通過(guò)稀疏表示方法進(jìn)行信道的尺度分解和線性展開(kāi)，機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)膬?yōu)化控制模型分為兩步：

(1) 采用PSO 算法，在寬帶時(shí)域空間Y 內(nèi)，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)哪：燃訖?quán)矩陣的最優(yōu)解，即

(2) 在稀疏表示矩陣中，由于受到最短路徑和最小跳數(shù)約束的制約，得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)淖顑?yōu)參數(shù)估計(jì)模型為：

為提高聚合成功率，求得PSO尋優(yōu)的過(guò)程最優(yōu)解，采用K-最短路徑算法，可得到機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)亩鄰絽?shù)融合模型表達(dá)式：

根據(jù)最小二乘約束控制，得到通信輸出控制優(yōu)化公式為：

以此實(shí)現(xiàn)通信輸出控制優(yōu)化，從而提升機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)木馀渲谩８鶕?jù)上述算法設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制和均衡配置，提高機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道均衡性。

4 實(shí)驗(yàn)對(duì)比

為了驗(yàn)證本文方法在實(shí)現(xiàn)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的應(yīng)用性能，在Microsoft.NET Framework 4.0開(kāi)發(fā)工具構(gòu)建機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)定機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈物理節(jié)點(diǎn)集合規(guī)模為180，信道均衡配置參數(shù)為0.36，端到端時(shí)延為24ms，請(qǐng)求接受率為0.78，頻段為2.4GHz，帶寬為20kHz，根據(jù)上述參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制對(duì)比，設(shè)置5 組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)10次，進(jìn)行不同次數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸干擾，干擾信道的帶寬為4kHz，信噪比為30dB。在MEC 服務(wù)器逐漸增加的情況下，測(cè)試在存在干擾的條件下數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確傳輸?shù)谋嚷剩玫奖疚姆椒ê突赟DN多數(shù)據(jù)鏈方法[2]、船舶通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法[3]輸出抗干擾性能測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1 輸出抗干擾性能測(cè)試結(jié)果

分析圖1得知，本文方法進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的輸出抗干擾性能較高，在干擾下數(shù)據(jù)傳輸成功率最高可達(dá)到99%。為進(jìn)一步對(duì)比三種方法的有效性，測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，得到對(duì)比結(jié)果如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間測(cè)試

分析圖2得知，相比于另外兩種方法，本文方法進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的傳輸時(shí)間較低，平均為147ms。測(cè)試傳輸速率，得到對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3。

分析圖3得知，采用本文方法進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的輸出均衡性較好，自適應(yīng)信道轉(zhuǎn)發(fā)能力較強(qiáng)，傳輸速率較高，平均為72bps 左右，遠(yuǎn)高于另外兩種方法。

圖3 傳輸速率測(cè)試對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

建立機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃苑治瞿Ｐ?，提高輸出穩(wěn)定性，本文提出基于PSO 算法的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制方法。構(gòu)建機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)分析和特征提取模型，采用多元陣列參數(shù)分布的方法，進(jìn)行機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)優(yōu)化部署設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道的沖激響應(yīng)通過(guò)PSO尋優(yōu)算法，在不同的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸信道傳輸路徑上進(jìn)行時(shí)頻特征分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制和均衡配置。研究得知，本文方法對(duì)機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳輸控制的輸出抗干擾性能較好，傳輸成功率可達(dá)到99%，傳輸時(shí)間較低，為147ms，傳輸速率達(dá)到72bps，具有一定應(yīng)用前景。