基于信道状态判决的随机接入协议退避算法

针对二进制退避(binary exponential backoff, BEB)算法存在的“饥饿效应”及其与数据链网络作战场景不匹配的问题，通过对现有信道状态判决方法进行改进，结合数据链网络的作战应用场景，提出了基于信道状态判决的退避算法，使退避窗口的设置与节点数据的优先级以及当前信道负载密切相关。对系统的吞吐量和端到端时延进行了理论分析和仿真验证，通过分析仿真结果可知，无论是在系统吞吐量或是在端到端时延方面，所提算法的性能明显优于现有退避算法，保证了高优先级数据链信息发送的实时性。     

机载战术网多信道S-ALOHA协议设计与分析

针对机载战术网(airborne tactical network, ATN)高动态、大尺度、节点稀疏分布、通信业务多样等特征,以及高可靠、低时延的信息传输需求,提出一种新的多信道时隙ALOHA(multi-channel slotted-ALOHA, MC-S-ALOHA) 协议。该协议采用一种基于活跃节点数量的退避机制,其竞争窗口的大小随网络中活跃节点数量的变化而自适应动态调整。针对提出的协议,通过对网络中忙碌信道数量和活跃节点数量建立二维马尔可夫链模型、对节点发送缓冲区建立一维马尔可夫链模型,理论推导了网络吞吐量、分组端到端时延和分组成功传输概率的数学表达式。仿真结果验证了理论推导的准确性,并表明该协议能够有效满足ATN的性能需求。     

基于拓扑维护的自适应多信道OLSR路由协议

OLSR是一种应用于无线移动Ad hoc网络的基于链路状态机制的先应式路由协议。在OLSR中,网络拓扑的动态变化会使节点掌握的拓扑信息失效,从而导致路由表项不全,影响路由性能。针对上述问题,提出了一种基于拓扑维护的自适应多信道路由协议MOLSR-TM,该协议把拓扑维护状况感知和自适应算法引入OLSR,以调整HELLO控制消息的发送频率和邻居记录表、拓扑记录表的刷新频率。性能分析和仿真结果表明,MOLSR-TM能改善节点的拓扑维护状况,增强动态拓扑适应能力,提高数据成功率、端到端时延和网络吞吐率等性能。     

基于网络分配矢量的Ad Hoc可用带宽测量方法

定义了Ad Hoc网络中能够反映碰撞和节点竞争的无线可用带宽。被考察节点通过CSMA/CA协议将测量时间内邻居节点数据分组中的网络分配矢量以表的形式记录在自己的路由缓存中,对测量时间内同一节点的网络分配矢量叠加,并减去被考察节点退避的时间,最终计算出测量时间内当前节点的可接入信道时间。使用可接入信道时间占测量时间的比例来计算可用带宽。仿真在竞争节点发送速率变化的情况下测量了被考察节点的可用带宽,随后被考察节点也改变发送速率来验证测量所得的可用带宽。数值结果表明,所使用的可用带宽测量策略较为准确,并能充分反映节点之间的碰撞。     

软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法

针对航空集群机载网络中优化链路状态路由(optimized link state routing, OLSR)协议周期固定式邻居探测方式不能及时获取节点邻居分布状况,导致路由可靠性不足问题,提出软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法。首先在现有软件定义网络(software defined networking, SDN)架构基础上,提出航空集群机载网络架构并设计网络模型;其次设计待调节点集合选举算法,以节点移动距离为标准筛选待调节点集合;最后设计邻居探测周期分配算法,为待调节点分配邻居探测周期。通过SDN集中式高效地调整节点邻居探测周期,能够实现对邻节点分布状况的及时有效探知。仿真表明该方法能及时获取节点邻居分布状况,提高了数据包到达率并降低端到端时延和协议控制开销,增强了OLSR协议在航空集群机载网络中的可靠性。     

一种新的支持智能天线应用的多址协议及其性能分析

主要研究将智能天线应用于Internet无线接入网络的中心接入点 (CAP) ,提出了基于轮询的自适应波束形成多址接入协议 (PB ABFMA)。该协议中 ,CAP接收或发送数据分组前 ,由CAP引导用户节点发送训练序列 ,CAP的智能天线据此计算出与用户节点对应的权矢量。CAP以轮询及动态TDMA方式为各节点安排发送时隙 ,采用微时隙为处于空闲状态的节点保持连接以降低时延。提出一种简单有效的竞争接入算法 ,保证新用户能够快速接入信道 ,该协议可工作于异步网络中。针对Internet中主要的“请求 -回应”(request reply)式业务 ,推导了信道利用率的计算公式。结果表明 ,PB ABFMA协议能有效支持智能天线应用并具有较高的信道利用率与良好的时延性能     

采用集总式冲突消除算法的Ad hoc网络MAC协议

针对动态分配类时分多址接入协议的服务质量(QoS)问题,提出了集总式冲突消除算法,该算法通过递进结构可以将一帧内所有节点的冲突在控制时隙内完全予以消除,然后通过队列预留机制进行信道的分配,使节点在接入过程中满足先入先出的特性,提高了协议运行的公平性和稳定性,减小了节点的退避时延.另外,协议能够按照业务的级别重新调整节点的接入次序,实现了对实时业务的QoS保证.分析和仿真表明,采用新算法后,协议在接入效率、吞吐量和接入时延方面均呈现出良好的性能.     

一种Ad Hoc网络信道接入排队退避公平算法

移动Ad hoc网络是一种特殊的无固定控制中心的多跳网络。由于其特殊性，传统的CSMA协议直接应用在Ad hoc网络中会带来隐终端、暴露终端和公平性问题。本文基于Ad hoc网络信道接入层已有退避算法，提出了一种新型排队退避公平算法。分析与仿真结果表明，与IEEE802．11标准的BEB算法和其它算法相比，本文算法更为简单实用，且对于合适的参数取值，本文算法能有效地改善信道接入的不公平性，并能在信道吞吐量的下降和信道接入公平性的改善之间达到一个较好的折衷。     

冲突避免的水声网络拓扑发现协议

当水声网络的所有节点完成在目标区域的部署后,每个节点除了自己的节点ID已知外,对新网络的信息一无所知,而这些信息是网络顺利运行的必要前提。因此,一个能够完成网络中所有节点和链路发现的网络拓扑发现协议是非常必要和重要的。水声拓扑发现协议完成的效率,往往依赖于信道接入策略的选择,但它不能完全使用已有的水声多路访问控制(multiple access control, MAC)协议,因为在网络建立的初始阶段拓扑未知,已有传统水声MAC协议不能完成拓扑发现,所以需要根据这一阶段的特殊状态来设计拓扑发现协议。基于此问题,提出了一种高效的冲突避免的水声网络拓扑发现(简称为CFVE)协议,该协议利用网络中节点ID的唯一性,在其特定时隙接入信道,节点无冲突地发现控制分组的交换,最终实现网络中所有链路和节点的发现。仿真结果表明, CFVE协议可以以较低的发现时延和能耗完成全网拓扑的发现,是一种适合于多跳水声网络的拓扑发现协议。     

MANET中支持QoS的自适应MAC协议退避机制

已有的支持Qos的MAC层协议虽然在一定程度上可以提供区分服务的功能,但多是以牺牲尽力而为业务的性能为代价的.提出了一种支持Qos的自适应MAC协议的退避机制,节点可以根据感知到的负载状况自适应调整退避算法,在保障实时业务Qos要求的同时尽可能地提高信道利用率.仿真结果表明,在不同网络负载的场景下,本文算法相对于IEEE 802.11e在QoS保障以及信道利用率方面都有较好的表现.     

一种Ad Hoc网络信道接入退避算法及仿真分析

移动自组网络的应用环境以及其在商业上的潜在应用要求它支持QoS，高效合理的MAC协议对于保障Ad Hoc网络QoS具有重要的意义。在分析现有典型MAC协议及退避算法的基础上，提出了一种支特动态服务区分兼顾公平性的退避算法——服务区分动态退避（SDDB）算法。分析和仿真结果证明，与IEEE802．11等协议采用的退避算法相比，该算法在信道公平性和提供服务区分方面有较好的改善，并且在信道的吞吐量和提供服务区分、改善信道接入公平性之间能达到较好的折衷。     

竞合视角下研发网络关系风险相继传播模型构建与仿真

在考虑研发网络企业间同时存在合作关系与竞争关系的基础上,引入风险恢复因子,从节点企业风险负荷的定义、阈值的确定,失效后如何影响邻居节点企业三个方面构建了RD网络的风险传播模型,并进行了仿真.结果表明:在竞合的RD网络中,关系风险可以在很短的时间内快速完成传播,三类关系风险中,机会主义风险最易发生影响范围更广泛;竞争企业占RD网络规模的比例越大,竞争程度越激烈,关系风险的传播速度越快和影响范围越大;关系风险传播过程中,合作程度与竞争程度对风险传播都具有重要的影响,且合作程度比竞争程度对风险传播的影响更大;研发网络存在最佳的风险恢复水平,使得风险不再发生相继传播.该研究成果对于RD网络抗风险能力的提高具有重要意义.     

Exponentially adaptive synchronization of an uncertain delayed dynamical network

Over the past decades, complex networks have been prosperous greatly in various fields of sciences and engineering. Much attention has been given to investigate the synchronization of complex networks in recent years. However, few work has done for the networks with uncertain parameters and unknown topology. In this paper, to further reveal the dynamical mechanism in complex networks with time delays, an uncertain general complex dynamical network with delayed nodes is studied. By constructing a drive network and a suitable slave network, several novel criteria for the networks consisting of the identical nodes and different nodes have been obtained based on the adaptive feedback method. Particularly, the hypotheses and the proposed adaptive laws for network synchronization are simple and can be readily applied in practical applications. Finally, numerical simulations are provided to illustrate the effectiveness of the proposed synchronization criteria.     

Capacitated stochastic coloured Petri net-based approach for computing two-terminal reliability of multi-state network

Classical network reliability problems assume both networks and components have only binary states,fully working or fully failed states.But many actual networks are multi-state,such as communication networks and transportation networks.The nodes and arcs in the networks may be in intermediate states which are not fully working either fully failed.A simulation approach for computing the two-terminal reliability of a multi-state network is described.Two-terminal reliability is defined as the probability that d units of demand can be supplied from the source to sink nodes under the time threshold T.The capacities of arcs may be in a stochastic state following any discrete or continuous distribution.The transmission time of each arc is also not a fixed number but stochastic according to its current capacity and demand.To solve this problem,a capacitated stochastic coloured Petri net is proposed for modelling the system behaviour.Places and transitions respectively stand for the nodes and arcs of a network.Capacitated transition and self-modified token colour with route information are defined to describe the multi-state network.By the simulation,the two-terminal reliability and node importance can be estimated and the optimal route whose reliability is highest can also be given.Finally,two examples of different kinds of multistate networks are given.     

BNE-based concurrent transmission considering channel quality and its PSO searching strategy in Ad Hoc networks

The paper proposes a decentralized concurrent transmission strategy in shared channels based on an incomplete information game in Ad Hoc networks.Based on the nodal channel quality,the game can work out a channel gain threshold,which decides the candidates for taking part in the concurrent transmission.The utility formula is made for maximizing the overall throughput based on channel quality variation.For an achievable Bayesian Nash equilibrium(BNE) solution,this paper further prices the selfish players in utility functions for attempting to improve the channel gain one-sidedly.Accordingly,this game allows each node to distributedly decide whether to transmit concurrently with others depending on the Nash equilibrium(NE).Besides,to make the proposed game practical,this paper next presents an efficient particle swarm optimization(PSO) model to fasten the otherwise very slow convergence procedure due to the large computational complexity.Numerical results show the proposed approach is feasible to increase concurrent transmission opportunities for active nodes and the convergence can be swiftly obtained with a few of iteration times by the proposed PSO algorithm.     

基于模糊概率的多状态贝叶斯网络可靠性分析

利用贝叶斯网络对多状态系统进行可靠性分析时,各根节点不同状态的精确概率难以获得。因此提出了把模糊理论与贝叶斯网络方法相结合,将不同专家给出的根节点各状态发生概率的语言变量转化为三角模糊数,并经过均值化、解模糊和归一化得到不同状态的发生概率的精确值。将其代入多状态贝叶斯网络中,计算叶节点不同状态的发生概率,进而计算各根节点的后验概率及风险增加当量重要度。通过实例分析验证了该方法的可行性。应用该方法能够提高贝叶斯网络处理不确定性问题的能力,使其在解决多状态不确定性系统可靠性和安全性问题时发挥更大的作用。     

基于Kullback-Leibler距离的网络节点一致性排序

在复杂网络中,重要节点比其它节点能更大程度地影响网络的结构与功能.如何评价节点之间的相对重要性,找出重要节点,是一个重要的研究课题.已有的节点重要性评价和排序方法存在一定的局限性.为此,本文综合节点基本属性,依赖网络拓扑特性,提出基于Kullback-Leibler距离的节点一致性排序方法.最后,通过实例分析,验证了本文方法较已有方法在不同类型网络上的有效性和适用性更强.