异步2D-Torus片上网络自适应路由算法

采用异步电路设计方法学,针对确定性路由算法在异步片上网络实现中遇到的容易阻塞和路由资源浪费等问题,提出了一种适用于2D-Torus拓扑结构的异步片上网络自适应路由算法,并搭建测试平台,对基于该算法的异步片上网络的功能和性能进行分析、验证与测试.结果表明,该算法可以满足路由自适应的要求,有效减小片上网络的路由延迟.基于该算法的异步片上网络可以满足多方向数据通信、多路数据并行通信和数据请求平等仲裁等性能要求,并且可以实现对从节点IP核的访问调用.     

一种基于局部扭曲立方体的无死锁路由算法

局部扭曲立方体是一种新提出来用于并行计算的互连网络.经研究发现,局部扭曲立方体中已有最小路由算法存在着死锁.针对原有算法的特点,提出了一种新的无死锁路由算法并给出了无死锁证明.利用将物理通道分成2条虚拟通道进而形成2个不相交的虚拟网络,将不同的点对之间的路由限定在某一个虚拟网络中,从而有效地避免了死锁的产生.同时,利用一个局部扭曲立方体可由2个低维子立方体和2-扭曲立方体构成这一性质,在局部的低维子立方体和2-扭曲立方体中均采用自适应路由,从而提高了算法的自适应性.     

基于移动sink的无线传感器网络海星路由协议

具有移动sink的无线传感器网络(WSN)比静态sink具有更长的网络寿命和更好的数据传输性能,但是因为其移动性导致能耗开销巨大,针对这个问题,提出一种基于移动sink的无线传感器网络海星路由协议,灵感来自海星的水脉系统.该路由协议构建了一个带有中心环通道的路由骨干网,并且网络上的径向通道很少.给定网络能动态确定径向通道的数量和环通道的半径,以便减少从源到sink的通信等待时间.实验结果表明,该文海星路由协议能够有效地均衡节点的能量消耗,在数据传输延迟和网络生命周期方面,性能评估的结果优于现有其他协议.     

基于改进蚁群算法的无线传感器网络路由

为了降低节点能量消耗,延长网络生存的时间,提出了一种改进蚁群算法的无线传感器网络路由机制.首先将无线传感器网络服务质量分为3类,然后利用蚁群算法可以自适应网络状况动态性的优势,构建传感器节点转移函数、信息素更新规则和自适应构建数据路由.最后采用仿真模拟实验对算法性能进行检验.实验结果表明,相对于现有无线传感器路由算法,通过引入蚁群优化机理挖掘传感器节点之间的关联性,数据传输延迟、可靠性和能量开销上具有更好的性能,使整个网络性能保持最优.     

一种新的混合路由算法

低空领域内数量上飞机会急速增加,频繁的数据传递将会导致航空自组网中的通信开销急剧增大.为此,提出了一种适用于高速移动的低开销的航空自组网混合路由算法,其本质是通过将飞机节点的移动状态和节点度数这两个指标作为联合尺度以便能形成稳定的簇.在QualNet仿真平台上的实验表明,所提出的混合路由算法可以有效地减少簇的数目与在簇间簇成员的切换次数,因此可以降低通信开销,提高网络资源的利用率.     

多跳无线网络中基于节点编码感知的组播路由协议

针对在编码感知组播路由协议CAMR中存在中间转发节点因计算编码流对不完全且有错误而导致不能充分发现节点的编码机会,以及RREQ请求分组中存在冗余开销和编码感知度量值重复计算等问题,提出一种适用于多跳无线网络的节点编码感知组播路由协议(node network coding aware multicast routing protocol,NAMP)。NAMP协议对节点编码流对算法进行了优化,以保证所计算出的编码流对具有可解性和完整性。在路由请求阶段,该协议去掉了RREQ分组中因循环添加中间节点的邻居信息和丢包率信息而产生的冗余信息,在路由回复阶段,该协议优化了中间节点收到多个RREP分组的回复方式,在不影响原有数据传输功能的前提下减小了网络开销。仿真结果表明:与CAMR和MAODV两种现有协议相比,NAMP协议提高了网络吞吐量,降低了网络控制开销,其中平均吞吐量提高了25.6%,网络控制开销降低了8.1%。     

WPAN Mesh网络自适应快速路由修复算法

针对基于拓扑服务器的路由（server routing, SR）算法在路由修复阶段存在不必要的网络开销和路径修复耗时偏长的问题,提出一种自适应快速路由修复算法（self-adaptive and fast route recovery algorithm,SFRR）。SFRR算法采用了“捎带式”发布源节点信息和自适应路由修复2种新机制,以达到降低网络开销和更快速地进行路由修复的目的。理论分析和仿真结果表明,与SR算法相比,SFRR算法减小了网络开销,缩短了路由修复的平均时间,降低了数据分组的平均端到端时延。     

基于列分转弯模型的片上网络路由算法

针对现有的判断片上网络路由算法是否含有死锁的方法都比较复杂,以及传统转弯模型存在不足的问题,提出了一种更简单更直观的判断路由算法是否包含死锁的算法,并证明了该算法的正确性,然后提出了一种列分转弯模型。列分转弯模型能实现针对二维mesh网络的基于虚跨步交换技术的无死锁、最短路径部分自适应路由,并且不需要额外的虚拟通道。该模型会在网络节点处限制某些转弯,从而避免死锁,类似于奇偶转弯模型。模拟实验结果表明:基于该模型的路由算法与基于奇偶转弯模型的路由算法相比,在不同的流量模式下平均延迟都有所降低,饱和点有所上升,从而提高了整个网络的性能。     

一种新的无线mesh网络编码算法

针对网络编码可以在很大程度上提高网络吞吐量,但会增加网络的复杂性这一问题,构造了一个特殊的无线mesh网络拓扑结构,提出一个新的编码算法.该算法通过构造一个虚拟源节点,利用在无线组播网络中,仅需对进入中继节点的链路进行编码,进入目标节点的链路,直接路由选择就能达到网络编码所能够达到的容量.从而允许与目的节点相连接的中继节点收到数据包后直接路由选择.与传统的基于机会的网络编码COPE算法相比,该算法有效地减少了原始数据包传输的次数,从而提高了以网络编码增益来衡量的网络吞吐量.仿真试验验证了该算法的有效性.     

基于多环结构的P2P覆盖网络路由算法

P2P系统中采用的随机选择邻居节点的方法会降低路由效率以及增大网络开销.针对这一问题,在分析现有的路由算法的基础上,提出一种基于多环网络拓扑结构的P2P路由算法RMCT.该算法将P2P节点划分为若干簇并设立簇核节点进行管理.RMCT采用常数级别的路由表,设计了节点加入、退出算法以及簇的划分、簇核选举等算法.通过实验与经典Chord算法进行性能对比,证明了RMCT在路由性能方面有明显优势,是一种有效的路由算法.     

基于基因位迭代映射的无线传感器网络能量优化分簇算法

摘要：针对无线传感器网络的节点能量利用率和网络寿命问题,引入一种基因位迭代映射思维进行改进,并构造新的无线传感器网络能量优化分簇方案生成方法,在此基础上提出了基于基因位迭代映射的无线传感器网络能量优化分簇算法。该算法将无线传感器网络节点路由能耗优化问题转化为网络系统簇内节点最优能耗进化激励的解空间最优解搜索问题,然后利用基因位长度自适应编码和迭代映射的进化算法进行候选解搜索,最后输出具有最优能耗的节点通信路径和簇头的下级跳节点。实验结果表明,该算法高效可行,能量均衡和优化能力较好,有效的降低了节点的能耗,延长了网络生命周期。     

基于深度学习的Wi-Fi信号编码参数盲识别

通信链路层特征盲识别是智能通信和通信对抗领域关键技术。为提高基于IEEE 802.11协议的无线（局域）网/无线保真（wireless fidelity,Wi-Fi）信号的编码参数盲识别精度,提出了一种基于深度学习的低密度奇偶校验码（low density parity check code,LDPC）编码参数盲识别算法,可准确盲识别信道编码算法的信息位码长和码率。算法以解调后的比特流为训练数据集,搭建多层深度神经网络模型,经过多次调参和迁移训练,最终得到了能够准确预测编码参数的网络模型。实验结果表明,该网络模型能够在高达10%误码条件下得到优于91%的编码参数盲预测率,在无误码的条件下,编码参数盲预测准确度高达95.32%,为智能通信和通信对抗的研究提供了一定参考价值。     

基于柯西矩阵的最小带宽再生码研究

节点的失效在大规模分布式存储系统中是常见现象.为防止数据的丢失,系统必须解决失效节点的自修复问题.利用再生码可以在无需下载整个源文件的情况下即可恢复出失效节点的数据,从而能有效节省修复带宽.本文利用柯西矩阵作为编码矩阵,构造了一种精确修复最小带宽再生码(ER-MBR),可以精确修复失效节点,并通过实例演示了在有限域上进行编码解码及节点修复的过程.理论分析和仿真实验都表明利用柯西矩阵作为编码矩阵,其算法的运算效率优于利用范德蒙矩阵或者随机矩阵.     

基于网络编码的共享链路路径保护机制

网络编码(network coding,NC)方法能够有效地提高路径保护技术的保护效率.但目前提出的基于网络编码的保护机制要求工作路径链路分离,限制了保护机制的性能和应用范围.为此提出一种基于网络编码的有共享链路的路径保护机制(shared-link network coding path protection,SNCPP).该机制将共享链路的端节点加入到保护路径源目的节点集中,采用改进的ASTAR算法建立经过节点集中所有节点的最短保护路径,并利用网络编码实现对有共享链路的路径进行保护.仿真表明所提出的机制在工作路径出现共享链路故障的情况下,能够对网络提供保护,并提高了保护效率.     

基于 Raptor码的无线传感器网络数据分布存储

在无线传感器网络中,经常出现节点失效等意外情况。如何实现数据的分布式存储是无线传感器研究的重点。根据以包为中心编码的相关研究,提出了一种基于Raptor码的无线传感器分布式数据存储方案。 Raptor码是喷泉码的一种,是一种在删除信道上有效的低复杂度的编码。通过预编码形成虚拟节点,使校验包更多的参与LT编码（ Luby transform code）,提高了编码的随机性。实验证明在有噪声条件下,具有优于分布式LT码的性能。     

RS码的分布式编码协作系统方案设计

为了降低RS码分布式编码协作系统的误码率,在深入研究RS编译码算法的基础上,提出了合并-智能联合译码算法。该算法在智能译码算法中增加一个合并器,以充分利用RS_1和RS_2两路信号。仿真实验表明,当误比特率为10~(-3)时,与简单联合译码算法相比,采用合并-智能联合译码算法的编码协作系统能获得3.7 dB的增益;在使用自适应系数的情况下,合并-智能联合译码算法能够使编码协作系统获得最佳的性能。因此,合并-智能联合译码算法可以有效提高RS码编码协作系统的性能。     

一种改进Logistic混沌序列安全网络编码设计

针对多源组播带宽利用率较低和构造算法收敛时间过长的不足,提出了确定线性逐层构造算法.该方案只需通过一次试播,即可逐层构造各个编码节点的编码系数,并对出现数据冗余的链路进行修剪枝操作,最终使信宿端接收到的全局编码矩阵满秩,从而顺利解码.针对网络编码中的全局窃听攻击和污染攻击,从密码学角度出发,提出了一种基于混沌序列的安全网络编码方案,通过改进Logistic混沌序列对原始消息的最后一维数据进行加密,并利用m序列扰动混沌序列构造全局编码矩阵,实现将加密的原始信息与全局编码矩阵线性组合进行传输并在信宿端点构造线性列表,对污染信息进行过滤.通过仿真与数据分析可得:该方案提高了多源组播的通信效率,在抵抗全局窃听攻击的同时,还可以滤除污染信息,使网络的安全性进一步得到提高.     

一种用户码率偏好敏感的网络编码视频分发算法

无线网络用户拥有差异化的网络与视频接收设备,通过单一优化用户获得的下载速率,无法最终确保用户获得良好的视频质量. 多码率视频流编码基于一种多描述编码（MDC）,在MDC视频流中,由于各层数据以数据分片的形式传输,网络编码成为一种有效的视频分片传输机制. 从网络、用户兴趣、内容属性等角度分析用户对视频流码率的偏好,提出了一种用户码率敏感的流媒体数据传输算法. 实验表明该算法在用户偏好满足与降低网络消耗率上,优于已有研究. 在用户可以获得偏好码率的同时,保证了流媒体的连续性.      

一种无线局域网络信道接入自适应退避算法

根据IEEE802．11分布式协同机制（DCF）,提出了一种自适应调整竞争窗口的退避算法．其原理是根据节点MAC帧头部的持续时间duration字段中网络分配矢量（NAV）的信息来预测节点附近信道的争用情况,竞争窗口的取值是在不同网络负载的情况下,采用自适应的调整策略,以达到改善网络性能的目的．分析与仿真结果表明,与传统的退避算法BEB算法相比,本算法提高了网络的信道利用率,对平均传输时延也有所改善．