带有群体智能的能量感知分层数据转发机制

无线传感器网络层次型数据转发过程中,分层和路由构建是两个典型的待优化问题。为了有效延长网络生存期,提出了一种能量感知的分层数据转发机制。利用粒子群优化算法,结合多目标函数进行智能搜索,通过粒子进化不断地优化簇头选取和路由构建,以低复杂度的方式得到分层部署的网络结构,进而实现了能量有效的数据转发。数值结果表明所提机制与现有机制进行对比,可以显著地提高网络能量使用效率,改善网络性能,延长网络生存期。     

基于SDN的卫星网络多QoS目标优化路由算法

针对传统卫星网络中业务类型多样化导致的网络配置复杂和业务服务质量(quality of service, QoS)无法得到有效保障的问题,研究了基于软件定义网络(software-defined networking, SDN)的卫星网络架构,提出了一种能够满足多种QoS需求的自适应路由算法。首先,建立了软件定义卫星网络多约束条件路由选择优化模型；然后，使用拉格朗日松弛法对模型进行松弛处理；最后，使用梯度法进行迭代求解,搜索出满足带宽、时延、丢包率等多种QoS的最优路径。研究结果表明,该优化算法在QoS满意度方面相比近地轨道卫星路由算法提高了64%,在时延满意度和丢包率满意度方面相比软件定义路由算法提高了28%。     

基于深度强化学习的卫星光网络波长路由算法

针对由卫星光网络拓扑动态变化、业务多样化和负载不均引起的路由收敛慢和波长利用率低的问题, 提出了一种基于深度强化学习的卫星光网络波长路由分配方法。基于软件定义中轨/低轨(medium earth orbit/low earth orbit, MEO/LEO)双层卫星网络架构, 利用深度强化学习算法动态感知网络当前的业务负载和链路状况, 构造基于时延、波长利用率和丢包率的奖励函数进行选路决策。为了解决单跳链路对整个光路的影响, 引入链路瓶颈因子, 搜索符合服务质量(quality of service, QoS)约束的最优路径。研究结果表明, 与传统卫星网络分布式路由(satellite network distributed routing algorithm, SDRA)算法和Q-routing算法相比, 所提算法降低了网络的时延、丢包率, 提高了波长利用率, 同时也降低了高优先级业务的阻塞率。     

基于遗传算法与模糊选择的多播路由优化

遗传算法在优化计算特别是在多播路由问题中得到了广泛应用,但在进行大规模优化时,遗传算法存在着爬山能力差以及不成熟收敛等缺点。为此,提出基于启发式遗传算法和模糊选择机制的新型多播树计算方法,本算法采用树型结构编码和高效的遗传操作,同时优化时延、丢包率和带宽利用率等多个参数。仿真实验表明,这种算法用于多播路由多目标优化问题时,可以克服采用遗传算法进行多目标优化的缺陷。     

无人机自组网中基于蚁群优化的多态感知路由算法

无人机自组织网络具有节点移动性强、网络拓扑变化快、数据交互频繁、应用环境复杂等特点, 采用传统的路由算法会使该网络在传输延时、丢包率、路由开销等方面性能均较差, 以至于无法为多无人机协同执行任务提供有效的通信保障。为了解决该问题, 提出一种基于蚁群优化的多态感知路由(ant colony optimization based polymorphism-aware routing, APAR)算法。该算法将蚁群算法与动态源路由算法相结合, 通过感知路径长度、路径拥塞度和路径稳定性, 计算出由路由发现过程得到路径的信息素水平, 并将其作为选路标准, 经过改进的信息素挥发机制也被引入该算法。同时, 根据无人机编队的变化做出合适的调整, 以保证其网络性能不下降。仿真结果表明, 与其他经典算法相比, APAR算法提高了数据包成功传输率, 降低了平均端到端延时, 减少了路由开销, 且在战场环境下有较高的可靠性。     

基于节点分级的NNSs跨层MAC协议设计

针对组网导航系统(networked navigation systems, NNSs)中节点高速移动、能量受限及通信时滞的问题, 融合了基于移动汇聚节点的交叉路由树构建及链式分簇相结合的路由协议(cross routing tree construction based on mobile sink and chain clustering, CRTCC), 设计了一种基于节点分级的跨层媒介访问控制协议(medium access control protocol based on graded nodes, GN-MAC)。GN-MAC采取了基于竞争的媒介访问方式, 结合CRTCC协议特点定义GN-MAC包格式并完成具有多级别节点的自适应虚拟分簇, 同时设计了改进型节点移动性检测算法, 作出了最优簇间切换决策, 提出了基于优先级的竞争机制以及多信道通信机制。最后通过算例仿真, 验证了GN-MAC在节点高速移动和多移动节点情况下, 时滞和能耗得到了有效的控制。     

面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法

卫星网络中由于卫星高动态拓扑和地面用户分布不均,导致卫星网络易出现区域负载失衡。设计高效的动态路由算法是当前卫星网络的研究热点,为此,提出了一种面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法。该算法根据卫星链路上的数据传输量进行拥塞判断,根据链路时延因素和链路负载因素进行负载代价计算,不同服务质量(quality of service, QoS)需求的业务进行不同路径选择,通过分流均衡网络流量。仿真结果表明,该算法能够减少数据包的排队时延和丢包率,提高整网吞吐量。     

基于区域不相交的无线传感网任播路由算法

在无线传感器网络(wireless sensor networks, WSN)中采用任播技术可以均衡数据流及能耗。传统算法常采用节点不相交路由策略,但隐终端问题仍会造成任播路径间的传递碰撞。针对该问题,提出基于区域不相交策略的WSN任播路由算法。该算法采用扇形通道技术和基于不同时隙的区域不相交发送策略以减少任播路径传递碰撞问题。仿真实验数据表明,相比较节点不相交路由策略和最短路径优先区域不相交路由策略,本文算法在分组投递成功率和节点平均能耗上具有较好的性能优势,从而提高网络生存期。     

Optimizing on multiple constrained QoS multicast routing algorithms based on GA

With the rapid development of Internet, mobile networks and high-performance networking technology,multiple constrained QoS multicast routing optimization in networks with uncertain parameters has become a very important research issue in the areas of networks and distributed systems. It is also a challenging and hard problem to the next generation Internet and high-performance networks, and has attracted the interests of many people. This paper discusses the multiple constrained QoS multicast routing problem, which may deal with the delay, delay jitter,bandwidth and packet loss metrics, and describes a network model for researching the routing problem. The paper mainly presents multiple constrained QoS multicast routing algorithm (MCQMRA), a QoS multicast routing policy for Internet,mobile network or other high-performance networks, which is based on the genetic algorithm (GA) and can provide QoS-sensitive paths in a scalable and flexible wayin the network environment with uncertain parameters. The MCQMRA can also optimize the network resources such as bandwidth, delay, packet loss metrics and can converge to the optimal or near-optimal solution within few iterations, even for the network environment with uncertain parameters. Simulation results show that MCQMRA is an available approach to QoS multicast routing decision.     

基于决策图贝叶斯的多目标QoS组播路由算法

随着实时组播通信需求的不断增长，要求网络能够提供更加严格高效的QoS(Quality of Service)路由保证，需要设计一个能够同时满足不同QoS约束的高效组播路由算法。此问题可归结为图论中的NP(Non-Polymenital)问题，一般方法是把多个QoS参数加权合并为一单目标函数进行优化。提出了一种基于决策图贝叶斯的多目标QoS组播路由算法，算法在不需做预处理的情况下可对多个不同的QoS参数同时进行优化。仿真结果表明，所提出的算法能够快速收敛于一组满足不同QoS约束的非支配解。     

Anti-aliasing wavelet packet method for harmonic detection

A novel anti-aliasing wavelet packet transform method for harmonic detection is proposed. Aiming at the low measurement precision and poor robustness which exists in the former traditional wavelet methods for lack of the aliasing_reduction scheme, an optimal interpolation wavelet packet filter is designed according to new optimal criteria. First, the limitation of anti-aliasing on the traditional wavelet filter bank is analyzed. Second, the designed optimal interpolation filters are denoted, and then the solution algorithm is given. This devised wavelet packet filter can seek a reasonable balance between signal preservation and aliasing reduction; it overcomes the inherent bug of traditional wavelet transforms, which rooted from just only concerning total aliasing cancellation but not aliasing-reduction in decomposition. Simulation and several comparative results indicate that the proposed method can effectively eliminate aliasing and precisely extract harmonic information.     

车辆路径问题的改进遗传算法

通过引入新颖交叉算子 ,构造了一种改进遗传算法 ,此算法摆脱了对群体多样性的要求 ,不存在传统遗传算法常见的“早熟收敛”问题 .将该算法用于解决车辆路径问题 ,实验结果表明 ,此算法可以有效求得车辆路径问题的优化解 ,是求解车辆路径问题的一个较好方案 .     

性能优化的认知无线电网络安全路由选择算法

针对认知无线电网络可用频谱动态变化的特点和认知节点存在有意或无意丢包干扰问题,将跳数最少、鲁棒性强和路由安全等级高作为路由选择标准,提出了一种路由选择算法。跳数最少可简化数据传输过程;鲁棒性强可保证在可用频谱动态变化时,数据稳定传输,提高网络吞吐率;路由安全等级高可以减少由于转发节点存在的有意或无意干扰而引起的数据包丢失。给出了算法的具体实现步骤,理论分析和仿真实验表明该算法是高效和可行的。     

基于新网络路由算法的通信网可靠性指标计算

解决通信网络"归一化容量加权可靠性指标"全代数化计算的最关键问题,是寻找能够算出网络节点之间全部路由的代数化路由算法。提出一种网络路由新算法,是按照逻辑代数运算规则,以关联矩阵降阶变换方式计算,对于有m个节点的网络,只需m-2次距阵降阶变换运算,就能够算得网络两节点间全部路由,且不会出现闭环路由问题,完全符合通信传输规则。基于该路由算法研究出通信网络"归一化容量加权可靠性指标"的全代数化算法,由于新算法所有环节均实现了代数化运算,所以易于编写计算机程序,可以很方便地计算出大型通信网络的可靠性指标,解决了大型通信网络可靠性分析困难的问题。通过算例对新算法的各计算过程进行了详细说明,验证了其正确性。     

卫星网络的数学模型和路由算法研究

对卫星网络路由算法研究中存在的问题进行了分析.建立了卫星网络的多约束数学模型,该模型表示了多约束条件下的最小代价问题.在数学模型研究的基础上,对多约束路由算法进行研究,得到一种多约束切换最优路由算法.该算法能够有效地降低路径的切换概率,能够提高计算效率,通过分析表明该算法具有较好的性能.     

LEO&GEO双层卫星网络的动态路由技术

基于低地球轨道和静止地球轨道（low Earth orbit & geo-synchronous Earth orbit, LEO&GEO）双层卫星网络结构,对其覆盖特性和星间链路（inter satellite link,ISL）特性进行了仿真分析。提出了分层分簇的管理方法,只有主簇头与GEO卫星有连接关系,简化了互联关系的复杂性。在该卫星组网结构中,利用星座网络拓扑的特点,提出一种负载均衡的动态路由算法,综合考虑了路径时延和ISL链路负载。与单层卫星网络相比,双层卫星网络可以更加均匀地分配通信量,仅在低层LEO卫星路由跳数超出一定阈值或者卫星网络链路利用率超过某个门限范围时,才利用上层GEO卫星进行中转传输,仿真结果表明,所提路由算法可以实现更低的时延、延迟抖动以及更优的服务质量性能。     

基于位置感知的大规模LEO星座分布式路由算法

针对传统星座路由算法应用在大规模低地球轨道(low earth orbit, LEO)星座中, 存在鲁棒性差、资源开销大、路由效率低等缺点。根据卫星运行时的位置可预测特性, 提出了基于位置感知的分布式路由算法。考虑卫星资源受限, 大规模LEO星座具有卫星节点多、动态性大等特点, 基于位置感知提出一种路径预选机制, 初步确定数据包的传输路径。在此基础上, 考虑业务服务质量(quality of service, QoS)需求, 基于状态和传播矢量函数提出一种路径收敛机制, 无重合确定数据包传输主路径和备用路径。理论和仿真结果证明, 相比于传统路由算法, 所提算法降低了路由存储和开销, 随着中断概率的增大, 提高了星座的吞吐量, 降低了端到端时延。     

QoS-aware multicast routing protocol for Ad hoc networks

1 .INTRODUCTIONA mobile ad hoc network ( MANET) is a multi-hopwireless network formed by a collection of mobilenodes without the intervention of fixedinfrastructure.Because an Ad hoc network is infrastructure-less andself-organized,it is used to provide i mpromptu com-munication facilities in harsh environments . Typicalapplication areas of mobile ad hoc networkinclude bat-tlefields ,emergency search,rescue sites and data ac-quisitionin remote areas . A mobile Ad hoc networkisalso usef…     

基于不确定链路参数的卫星网络路由算法

对于卫星链路参数在复杂空间环境中存在不确定性的问题,研究了一种基于不确定链路参数的卫星网络路由算法。首先,采用三角模糊数描述链路参数的不确定性;在此基础上,建立卫星网络多约束路由模型;然后,设计保证路径有效性的遗传操作,通过遗传算法对路由模型进行求解;最后,通过仿真分析表明,该算法可以在复杂环境中实现高效路由,在平均时延、时延抖动和丢包率等方面有较好的效果。     

域间路由系统级联失效分析与建模

针对域间路由系统的级联失效展开研究,分析了系统级联失效的机制,建立了域间路由系统级联失效模型。模型引入了符合节点真实信息的IRS介数,并基于IRS介数定义节点的初始负载;针对系统中节点的重启现象和BGP更新报文的交互现象,引入了节点重启时延和更新报文存活时延,使构建的级联失效模型更加符合系统的真实情况。最后,通过仿真实验分析了IRS介数与其他测度的区别,研究了不同模型参数对系统级联失效的影响。研究结果为分析和提升域间路由系统的安全性能提供了有效的参考和借鉴。