WDM网络中多约束动态多播路由算法研究

如何在WDM光网络中实现对多播业务的支持成了近年来光网络研究的热点之一.文章设计了两种基于通用分层辅助图波长路由算法:最小代价控制算法MCCA-G和最小时延控制算法MDCA-G.两种算法在辅助图中建立多播树时都引入了MPH算法思想和最小波长层代价率进入思想,而后者对业务时廷的控制要好于前者.另外,由于稀疏的分光节点和波长转换节点的放置对于网络的性能影响很大,为此文章还提出了一个SNPA算法,即稀疏节点位置放置算法.在仿真中,MCCA-G和MDCA-G的稀疏分光节点的位置采用了SNPA的计算结果,仿真结果表明,与传统的RRS算法相比,MDCA-G在阻塞率方面可降低15.34％,而MCCA-G与Member-only和VS_based相比,分别在阻塞率上降低了32％和15.6％.可以看出,在同等的网络状态和环境下,MCCA-G和MDCA-G的表现要优于传统算法.     

WDM光网络的动态路由等效算法与仿真

针对WDM光网络的特点,提出一种动态的路由和波长分配的等效算法,适用于各个节点不同且具有部分或全部波长转换能力的光网络。采用波长图技术和增加虚拟源节点和目的节点的方法,把WDM网络转化为等效的单波长网络,从而把路由和波长分配问题转化为等效的单波长网络的路由问题,大大简化了算法的程序。最后采用了最短径算法对WDM网络进行了路由选择和波长分配的仿真。     

WDM网络中基于改进蚁群算法的受限组播路由算法

针对波分复用(WDM)光网络中动态选路和波长分配(RWA)问题,提出了一种基于改进蚁群算法的分布式动态RWA方法.在蚂蚁选路的概率中加入成本因素,并且只增加优秀路径上的信息素,从而对现有蚁群算法进行了改进,加快了其收敛速度.作者将改进的蚁群优化算法与分层图相结合,提出了一种构造时延受限的最小代价组播树的并行算法.仿真结果表明,与现有最短路经相比,该算法有效降低光路阻塞率,促进波长资源的合理分配,同时分布式的计算方法也降低了现代频繁变化的大型光网络的通信开销.     

一种改进的多进制LDPC码的译码算法

提出了一种多进制LDPC码基于EMS的改进算法,从译码效率的角度分析计算复杂度.利用变量节点的可靠程度随迭代次数的增加而增加的特点,采用每个变量节点的非法校验值结合变量节点的最大伪后验概率来判断变量节点的可靠性,通过判断准则让一部分节点提前终止迭代,减少迭代过程中不必要的校验节点和变量节点的更新,从而降低复杂度,提高译码效率.对该算法在高斯白噪声信道,基于GF(4)有限域,码率0.5的规则LDPC码(8 192,3,6)进行了仿真,结果显示:改进的EMS译码算法相对传统的EMS译码算法,在误码性能上的损失极小(当误码率10-4时,信噪比损失大约0.05 dB),而且随着信道条件的改善,这种损失进一步减少,但计算复杂度大大降低,译码效率大大提高.     

放大转发协作下多S-R-D节点网络中继选择策略

在多个信源、中继及目的端的环境中,研究了放大转发协作系统的中继选择策略与传输机制.为了求得最优解,在最优中继节点选择策略中使用了穷举算法,此方法计算复杂度会随着中继节点数目增加而大幅上升.在此基础上,提出了改进的中继节点选择策略,该策略先使系统的平均误码率最小,之后再使目的端中断容量最大化.仿真及分析结果表明,该策略除了能达到与最优算法类似的吞吐量之外,复杂度也大大降低.     

基于ZigBee网络的心音无线检测系统设计

针对众多连线的心音检测仪给病人带来心理上的干扰问题,介绍了基于Z igBee的无线传感器网络在心音信号传输中的应用,设计了一种心音无线检测系统,包括心音传感器、信号预处理、A/D转换电路、网络节点、检测基站和数据采集及自动分析部分.根据心音信号属于非平稳信号的特点,提出了基于复杂度的心音分析方法.实验结果表明,本系统能够对心音信号进行实时采集和有效传输,基于复杂度的算法能够成功地从心音信号提取S1和S2,并获取了3项医学指标:心率,第一心音与第二心音幅值比(S1/S2)和舒张期与收缩期时限比(D/S),初步实现了心音信号的自动识别.     

基于CAN总线的桥梁健康监测系统异构网络协议研究

桥梁健康监测由于桥梁结构的多样性和复杂性,需要搭建具备有线与无线灵活转换的异构网络,才能满足实际工程需要以及降低工程成本。设计并实现了有线与无线灵活转换的异构网络,在完成CAN总线移植到Tiny OS的基础上,对原应用于无线传感网的汇聚树协议(collection tree protocol,CTP)进行了功能的扩展,使其可以应用于混合网络,实现了有线传输与无线传输可以随意转换的异构网络,在保留了无线原有的优点的同时,提高了传输的可靠性,显著降低了工程的成本。     

一种改进型无线传感器网络HCRL定位算法

节点定位是无线传感器网络应用的基础,是其关键技术之一.随着无线传感器网络应用的不断发展.改善定位算法成为最急迫和最具挑战性的工作.笔者详细地分析了HCRL定位算法的原理和过程,在继承了HCRL低系统通信开销优点的基础上,针对其在计算复杂度和定位精度方面的不足,应用四种改进策略,提出了一种改进算法IMP-HCRL.仿真实验表明:IMP-HCRL定位算法不仅保持了HCRL在节省系统通信量上的优势,同时提高了定位精度,降低了系统的计算复杂度.     

基于通信时延分组的改进实用拜占庭容错算法

【目的】为解决实用拜占庭容错算法(practical Byzantine fault-tolerant algorithm, PBFT)通信复杂度高、共识时延高等不足,提出节点间通信时延分组的改进实用拜占庭容错算法(grouping PBFT,GPBFT)。【方法】首先将区块链系统节点进行分组,依据最少网络通信次数确定分组数;然后计算各组节点间平均通信时延进行组内节点筛选,确定组内节点数;最后以共识成功率、失败率和节点历史行为评估参数为变量计算节点信誉值,监督节点共识行为,减少异常节点的参与。【结果】通过基于Hyperledger Fabric平台的区块链系统进行仿真试验,结果表明：与PBFT相比,GPBFT平均时延降低57.86%、平均吞吐量提高55.04%,通信复杂度数量级由平方级降低为对数级。【结论】GPBFT可满足多节点场景下区块链复杂通信的高时效性需求,解决了行业区块链系统大规模节点的需求问题。     

一种基于冲突跟踪的RFID防冲突算法

在射频识别系统中,防冲突技术是RFID技术必须解决的关键问题之一.针对查询树算法因逐位增加查询前缀而增加了阅读器时间复杂度和通信复杂度这一问题,给出了一种利用冲突位来更新查询前缀的改进算法--冲突跟踪树算法.通过构建冲突跟踪树,从理论上分析了改进算法的通信复杂度.在冲突位是连续的假设前提下,给出了计算阅读器通信复杂度的3个引理和一个定理,并对其做了详细证明.最后利用Matlab对相关算法性能进行了对比仿真.结果表明,在冲突位是连续的前提下,冲突跟踪树算法阅读器的通信复杂度优于查询树算法阅读器的通信复杂度,从而得出在一般情况下,冲突跟踪树算法更能有效改善阅读器的通信复杂度,节省系统的开销.     

A distributed routing and wavelength assignment algorithm for online multicast in all-optical WDM networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficult task due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wavelength conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength assignment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength assignment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routing method is based on the Prim’s MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that the proposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks. Biography: Huang Chuan-he(1963-), male, Associate professor, research direction: computer networks, distributed computing systems, quantum computation.     

A Distributed Routing and Wavelength Assignment Algorithm for Online Muiticast in All-Optical WDM Networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficulttask due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wave-length conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength as-signment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength as-signment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routingmethod is based on the Prim's MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that theproposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks.     

一种快速的近似最小代价多播路由算法MCTH

提出一种快速近似最小代价多播种由算法。算法通过动态调整结点与当前躜上树的代价值,依次选择和当前路由树有最小代价的结点来逐步生成总体代价小的多播路由树。Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｃｏｓｔ Ｐａｔｈ Ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ （ＭＰＨ）是一个性能很好的Ｓｔｅｉｎｅｒ对近似算法,算法分析和实验比较得出,本文的算法与ＭＰＨ有相同的性能,但复杂性更低,并且建立路由时仅需了解相邻结点之间链路的代价信息。     

分层交换波分复用网络中的路由与波长分配

提出了一种运用于分层光交换波分复用(WDM)环中的静态路由与波长分配方法,对于任意给定的业务需求矩阵,在最小化波长数的条件下,最大化波段路径数,从而最小化光端口数目以降低网络构建成本.该方法在构造环算法的基础上,将波段优先函数引入路由与波长分配的计算,在路由与波长分配过程中同时解决波段合并问题.仿真结果表明,所提出方法能够有效减少网络所需的光端口数,从而降低网络建设成本.     

利用遗传算法改进的路由和波长分配算法

给定拓扑结构和流量请求的波分复用静态波长路由光网络中 ,利用路由和波长分配算法求得的网络最小所需波长数与网络节点编号有关。为了得到网络最小所需波长数所对应的网络节点编号 ,首次利用遗传算法对节点编号进行优化。和已有的统计方法相比较 ,采用遗传算法可以有效地消除原有方法的随机性和盲目性。模拟计算表明 ,利用遗传算法可以更快地求得网络最小所需波长数所对应的网络节点编号。以此求得的网络所需波长数 ,更接近理论最小值     

基于树形结构酉空时星座设计的译码方法

针对酉空时码最大似然检测复杂度高的问题，提出了一种酉空时星座的设计及低复杂度译码方法．根据酉空时信号失真测度的定义，依照最邻近原则对星座进行划分，以最小失真准则计算各个星座子集中信号的最佳中心，再通过迭代算法，交替使用两个局部最佳准则，生成由各个信号子集与对应中心所构成的若干子树，形成树形结构的酉空时星座．接收方以接收信号为树根，选择具有最小失真的中心信号．对选定的中心信号对应的子树进行遍历搜索得到对发送信号的估值．该译码方法仅需要对某一中心信号及其对应子树的叶子节点进行计算，避免了最大似然方法对整个星座的全搜索，从而有效地降低了译码复杂度．仿真实验表明，相对于最大似然检测方法，该方法能够以有限的性能损失换取译码计算的有效简化．     

波长路由WDM网络中“稀疏——部分”波长转换的模型与研究

在波长路由WDM网络中,波长转换是提高阻塞性能的一项关键技术。由于当前波长转换器的价格依然非常昂贵，如何有效利用波长转换器成为一个重要的问题。分析了稀疏——部分波长转换网络的结构，论证了该结构在获得优秀的阻塞性能同时，能显著地节省波长转换器的数目。理论和仿真结果表明，一个仅具有1%～5%波长转换能力的波长路由WDM网络，其性能非常接近于具有全程——完全波长转换能力的WDM网络。     

基于深度和距离感知的三维水下传感器网络路由算法

由于水下传感器网络具有节点深度差大、定位困难、传输损耗大、电池难以更换等特点,针对二维平面网络提出的传统路由算法和基于地理位置的三维网络路由算法均难以适用。鉴于以上原因,提出一种基于节点深度和距离感知的三维水下传感器网络路由算法———DDSR(Depth and Distance Sensing based Routing)算法。路径节点通过自身安装的深度传感器感知深度,通过接收信号的强度计算出相邻节点间的距离,然后按照向上(水面方向)和向内(sink柱面方向)传输的原则完成路由。仿真结果表明,该算法在网络能耗、传输成功率以及端到端延时等方面均取得令人满意的性能,证明了该算法在三维水下传感器网络中的有效性。同时,该方案具有较低的算法复杂度,易于实用化。