传感器网络中一种能量高效的数据收集算法

为了在无线传感器网络中降低能耗和最大化网络生存期,提出一种能量高效的数据收集算法(energy efficient data gathering algorithm, EEDGA)。该算法利用移动代理模型在网络中进行数据收集。首先,EEDGA根据监测精度的要求控制活动节点的数量;然后,通过求最小支配集得到具体的工作节点;最后,利用蚁群算法规划移动代理迁移的最优路线,移动代理以渐进方式收集活动节点的监测数据。仿真结果表明,与典型算法相比,该算法具有更低的能耗和更长的网络生存期。     

通过软件证实提高传感网络再编程安全可靠性

通过无线信道进行传感节点远程再编程是一种有效的管理和维护传感网络的重要功能。传统的再编程协议未提供任何安全机制,使传感网络不能防御一些很简单的攻击;新的安全再编程协议使用非对称加密机制,需要多的计算和存储开销,不适用于资源受限的无线传感节点。对此,提出了一种基于软件证实技术的无线传感网络再编程安全协议,该协议通过运行在合法节点上的代码证实和基站上的代码影像证实来隐藏对称密钥,并通过从基站向传感节点传递参数r来保证认证的动态性。将该策略与已有的再编程协议MNP集成,模拟实验表明,该策略以比较低的通信成本和较短的延迟提高了再编程的安全可靠性。     

基于位置估计的井下无线传感器网络路由算法

井下无线传感器网络中的信标节点无法及时获得能源补充,能量水平总体偏低,结合井下网络的特点研究能降低信标节点能耗、延长信标节点服务时间的路由算法对井下无线传感器网络十分必要.通过对井下传感器网络的能量补充方式和节点移动特点的分析,提出了一种基于位置估计的多跳路由(position estimatebased multi-hop route,PEBHR)协议,该协议通过位置估计的方法帮助节点选择恰当的移动节点作为数据中继快速建立路由路径,从而由能量水平较高的移动节点承担主要的数据转发任务,减少能量水平相对较低的信标节点的负载,从而延长信标节点的生存时间.仿真结果表明PEBHR协议能够降低信标节点的能量消耗,有效延长信标节点的生存时间,有效解决井下节点能量不平衡的问题.     

基于传输距离估计的无线传感网节点定位方法

为降低无线传感网络节点定位对硬件的要求,提出一种新的基于链路质量指标或接收信号强度获取节点相对位置的实用型高适应性定位算法。在分析大量实测数据的基础上,利用两次分段拟合获取节点间距离与RSSI及信号发射节点电压之间的对应关系。通过基于CC2430芯片的ZigBee网络节点硬件平台,比较了室内环境下两类无线信号衰减特性拟合方式对距离换算精度的影响。结果表明,该方法能较好地估计两节点之间的距离,进而实现未知节点的定位。     

MANET双层群节点移动模型设计与研究

在移动Ad hoc网络仿真中,节点移动模型直接决定了网络的拓扑结构,进而影响网络性能的评估."参考点群移动模型"群内部节点以一个逻辑中心为参考随机运动,而现实场景中,节点群运动时经常呈现一个群有多个逻辑中心的特点.由此提出了一种"双层群移动模型",并从物理链路和路由协议两个层面与其它移动模型进行仿真比较.仿真结果表明,该模型更能反映出具有双层性的群移动场景中网络的拓扑变化,更适合该种场景下移动Ad hoc网络仿真研究.     

基于多边约束的数据融合网络定位

无线传感网络定位方法近几年来受到广泛的关注。分布式算法是传感网络定位的一个主要要求,它不仅能减小计算和通信负载,同时对络的非连通性有很好的鲁棒性,对测量噪声克服也有一个很好的实现方案。虽然多种测量技术都能实现位置估计,但都存在某些不足。数据融合是一个很好的解决方案。提出了一个数据融合的结构和模糊优化数据融合算法。对每个节点的TOA和RSS数据进行融合。仿真表明位置估计的精度能够得到显著的改进,同时算法的复杂度也得到了降低。     

基于混合索引结构的传感器网络查询系统仿真

检索场域内节点q的k个最近邻节点感知信息是无线传感器数据库系统时空查询方法的重要一环。结合索引结构和非索引结构的最近邻节点查询框架,提出了基于混合索引结构的传感器网络最近邻查询系统模型及算法,采纳贪婪路由协议中的非索引结构的位置路由算法将用户需求转发到节点q,q分析用户查询需求,结合k计算查询区域半径,同时基于改进的索引结构查询体系得到用户需求信息。为拓展算法在动态拓扑网络结构的移动无线传感器网络上的应用,探讨了一种改进的最近邻查询方法。通过大量实验仿真,证实所提混合索引结构方法充分吸收了索引结构和非索引结构等体系的优点,在减少系统能耗和提升网络服务质量等方面均有所改进。     

Ad Hoc网络MRP移动模型的研究

移动模型是Ad Hoc网络中各类协议和应用的基础,而移动节点的空间概率分布则是研究移动模型时关注的最重要参数。MRP模型是一种具有记忆特性的移动模型;与Ad Hoc网络其它移动模型相比,它在节点移动的稳定性和真实性方面具有显著优势。对MRP模型移动节点的空间概率分布进行了研究,给出了一维区域上的节点空间概率分布以及节点的相邻概率,并进一步讨论了节点的初始距离和转移步数对相邻概率的影响。最后对MRP模型二雏区域上的节点移动情况进行了简要分析。研究结果对基于该模型的Ad Hoc网络仿真具有实践指导意义。     

多用户全球三维仿真的数据组织与调度研究

以多用户全球三维仿真为应用背景,研究P2P环境下海量数据的多点并行分发技术。通过依据地理空间的影像分块、编码协议和Tracker服务器所维护的资源拥有节点四叉树索引列表,实现P2P网络中的快速资源定位;利用基于数据预测、缓冲思想的优先下载策略和用户节点间的直接数据交换,提高数据分发效率。最后,通过对现有的多用户三维地形可视化系统进行改造试验,证明该方法的有效性。     

无线传感器网络单汇聚节点选址策略

无线传感器网络中,所有节点收集到的数据都通过多跳的方式转发到汇聚节点,因此汇聚节点的选址策略对网络寿命有很大的影响。首先在节点随机分布的无线传感器网络中简单分析了汇聚节点的面向能量选址策略,然后进一步探讨了面向寿命的选址策略,最后结合基于路由代价的蚁群路由算法在无线传感器网络中对两种选址策略进行仿真,仿真结果显示面向寿命选址策略的网络总能耗稍大于面向能量的选址策略,但前者能在较低网络能耗的基础上有效地延长网络寿命。     

基于内模控制的ATM网络拥塞控制方法研究

针对ATM网络单瓶颈节点模型,提出用内模控制的方法实现交换节点队列长度零稳态偏差控制,避免拥塞发生。实现了可用带宽的动态公平分配,提高链路利用率,降低信元丢失率,保证了服务质量。仿真结果表明系统具有较好的动态性能。     

综合服务通信系统资源控制建模与分析

基于QoS资源控制是保证网络综合应用服务质量的必要手段。深入讨论了基于QoS最优综合服务通信系统(ISCS)模型及其最优资源控制策略和评价方法。建立了ISCS最优动态资源控制系统模型。针对资源控制重要部件buffer，又提出了面向buffer资源控制策略，并取得了良好的模拟结果。     

多载波调制系统中的自适应调制方法

针对数字无线通信系统紧张的频率资源问题,提出了一种应用于多载波调制(multicarrier modula-tion,MCM)系统的自适应调制方法,该方法可提高系统频谱利用率,保证系统的目标BER性能和实现不同重要等级的数据传输。采用功率控制区技术,改善了系统的平均BER或BPS。理论分析与仿真结果均证明了该方法的良好性能。     

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DDS的像质处理提升仿真系统设计与实现

在分布式图像仿真系统中,各子系统具有很强的异构性,如何通过网络确保子系统间数据传输的可靠性、实时性和互操作性是一个十分棘手的问题。提出使用数据分发服务(data distributed service,DDS)来构建一个分布式的像质处理提升仿真系统,该系统包含系统管控、图像仿真、处理提升、性能评估和可视化5个子系统,通过DDS既能将5个相对独立的子系统纳入到统一的信息网络中,又能实现海量图像数据的实时可靠传输。并将DDS与传统的传输控制协议/因特网互联协议在网络传输性能(传输时延、吞吐率、丢包率)方面做了比较,试验结果表明DDS具有更低的传输时延、丢包率和更高的吞吐率。最后通过DDS实现了像质处理提升仿真系统的功能测试,验证了DDS技术能够有效解决分布式条件下数据实时可靠交互的问题。     

网络外部性下的电信业务服务质量和定价的博弈分析

针对已有文献较孤立的关注网络外部性、多方参与以及服务质量对电信业务定价决策的影响这一不足, 从用户的效用出发, 推导出了网络外部性条件下的市场需求曲线, 进而建立了网络外部性、企业相对市场关系、服务质量与电信业务价格之间的统一分析框架, 考察了模型的均衡及其性质. 结果表明: 网络外部性和服务质量可以提高用户业务的支付费用并增加运营系统的利润. 当网络外部性较弱时, 参与企业双方同时决策意味着更优质的服务, 更低的业务支付, 更高的系统利润, 而序贯决策则意味着决策先行者拥有先动者优势. 当网络外部性较强时, 服务提供商先行决策可以带来更优质的服务, 更高的业务支付和系统利润, 但作为决策追随者的运营商可以利用优质服务改善价值获取, 获得后动者优势.     

采用硬件加脱密算法实现IPv6网关

针对IPv6网络协议,提出了采用硬件加脱密算法的网关模型。该模型通过构建ESP安全隧道能够保证IPv6网络环境中数据的完整性和机密性。模型的实现技术采用软硬件相结合的方法,采用硬件方式提高加脱密处理速度。同时还针对预留的QoS字段探讨出一套利用密码网关来配合实施服务质量的方案。     

GPRS网络信道分配方案研究

在GPRS网络采用固定资源分配方案和动态资源分配方案的前提下,分别建立了马尔可夫模型来分析网络的容量和服务质量,数值分析的结果和仿真结果较为符合,表明所建模型是有效的。从本文的分析可以得出网络参数变化以及不同服务质量要求的数据业务对网络性能的影响规律。通过两种分配方案的比较,又可以得出:动态分配方案在降低呼叫阻塞率和保证数据用户传输速率方面优于固定分配方案。     

混合粒子群算法在高维复杂函数寻优中的应用

针对粒子群算法应用于复杂函数优化时可能出现过早收敛于局部最优解的情况,提出了一种改进的算法结构。通过构造单个粒子的最优序列代替单一的进化方向和类似于蚁群算法信息素表的选择机制,保留了粒子的多种进化可能方向,提高了粒子间的多样性差异,从而改善算法能力。算法同时设计了最优序列的加入规则和基于粒子群聚度的最优序列动态长度控制方法。改进后的混合粒子群算法保证了算法拥有更强的搜索能力,也保留了粒子群算法高效优化的特点。仿真实验证明,混合粒子群方法相对传统方法而言具有明显的精度优势。     

基于时间序列的Global Skyline并行算法

Global Skyline 查询是Skyline查询的一种变种,它和动态Skyline查询、反Skyline查询关系密切,已被广泛应用于多目标决策、网络监控、数据挖掘等方面。随着数据的积累,传统集中式的Skyline查询已经不能满足大数据的处理要求。为了高效解决大规模的基于时间序列的数据处理难题,提出了基于MapReduce框架并行的Global Skyline Cell查询算法。首先,通过对实际应用需求进行分析,本文提出了基于时间序列数据Skyline查询的时间倒排索引模型;并提出了Global Skyline格概念,利用格间的支配关系进行粗粒度高效剪枝,避免了大部分的无效运算;其次查询点将数据空间分割成不同象限,基于各象限进行轮询,实现了Global Skyline 格的查询,在此候选结果中得到Global Skyline点,为下一步实现动态Skyline和反Skyline查询奠定基础。最后,我们在Hadoop集群环境中实现了该算法。实验结果表明,该算法能有效解决基于时间序列的大规模数据Skyline查询的时间和空间矛盾,能够满足实际应用需求。