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。     

Algorithmof communication network reliability combining links,nodes and capacity

1 .INTRODUCTIONWhen communication networkis studied macroscopi-cally,exchange nodes ,links and transmission capaci-ty are the most i mportant parameters .If all these pa-rameters are consideredtogether ,the performancein-dex of communication network can be objectivelyshown.In Refs .[1 ,2] the reliabilityindex of a com-munication network whichintegrates the capacity andthe connection reliability of the links is defined.InRef .[1] ,the reliabilityindexis defined as the trans-mission probab…     

Research on reliability index of a large communication network with domain partition and interconnection

In order to indicate the performances of a large-scale communication network with domain partition and interconnection today, a kind of reliability index weighed by normalized capacity is defined. Based on the route rules of network with domain partition and interconnection, the interconnection indexes among the nodes within the domain and among the domains are given from several aspects. It is expatiated on that the index can thoroughly represent the effect on the reliability index of the objective factor and the subjective measures of the designer, which obeys the route rules of a network with domain partition and interconnection. It is discussed that the defined index is rational and compatible with the traditional index.     

基于拓扑的不相交路径抗毁性评估方法

为了能够定量地计算出通信网络的抗毁性,以网状全连通网络作为参考基准,定义了基于拓扑的不相交路径抗毁性评估指标,以及节点和链路重要性评估指标,并配套研究了不相交路径的计算方法。计算被考核网络与全连通网络节点间不相交路径数的比重,得到抗毁性指标。通过计算各节点及链路失效后抗毁性变化的大小,得到网络元素重要性评估指标。阐述了计算方法的正确性,并给出时间及空间复杂度。通过算例分析并且与基于最短路径的评估方法进行对比,论证了不相交路径抗毁性评估指标和计算方法更加合理,更能体现出实际通信网络性能。     

基于广义连续时间贝叶斯网络的指挥控制网络系统可靠性分析

指挥控制网络作为典型的复杂网络系统，其可靠性通常可以利用动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)来分析。由于DBN并不能很好地解决包含时间和非时间事件的指挥控制网络系统可靠性问题，因此提出一种具有二态条件概率表的广义连续时间贝叶斯网络(generalized continuous time Bayesian network, GCTBN)的建模方法。在此模型的基础上，得到了不同逻辑门的可靠度算法求解，进而针对指挥控制网络系统提出了无线电传播、通信设备以及网络的可靠性分析方法，从而综合地考虑到指挥控制网络执行不同任务的可靠性问题。通过对指挥控制网络可靠性问题的实际案例分析，验证了所提方法的有效性。     

基于可靠性的抗干扰通信网性能仿真

针对抗干扰通信网的特殊性,提出了一种新的评价通信网抗干扰能力的方法。在分析抗干扰通信网可靠性参数和仿真方法的基础上,首先给出抗干扰通信网可靠性参数的获取方法,同时构造了作为判决门限的可靠度矩阵,并对抗干扰通信网可靠性仿真算法做出完整的描述,最终通过计算机仿真分析了抗干扰通信网的抗干扰能力和协同通信能力。仿真结果表明,这种以可靠性为主要指标的分析抗干扰通信网抗干扰能力的方法是直观有效的,利用这种方法可以较方便地进行抗干扰通信网的分析和设计。     

通信网络可靠性指标的新定义及计算方法

为了从网络的宏观角度更全面地评估通信可靠性能,新定义了一套把网络拓扑连通性与传输容量有机地综合在一起的通信网可靠性指标———归一化容量加权可靠性指标,并从网络设计的主观和客观角度以及兼容传统指标等方面阐述了新定义指标的合理性与全面性。为了利于用新指标分析实际问题,研究出一套新指标的计算方法。从路由寻找到不交化网络状态及其对应容量的计算,所有运算过程都实现了易于程序化分析的代数化计算,并论证了算法每个环节的正确性。通过典型算例详述了新指标的计算方法,并以新指标作为参考扼要地介绍了提高网络可靠性方法。     

面向软件定义航空集群机载网络的更新策略

软件定义网络（software-defined networking，SDN）的出现为突破机载网络在航空集群作战应用背景下存在的性能瓶颈提供了全新的思路。针对航空集群机载网络的更新问题，提出适用于软件定义架构下航空集群机载网络的更新策略——可靠性增强的两阶段提交更新策略（reliability-enhenced two-phase commit，RE-TPC）。首先设计最高可靠性算法以及多路径算法搜索下发指令消息的高可靠路径。然后引入基于ACK（acknowledge）消息的确认机制和ACK消息高效融合传输机制，进一步提升网络更新过程的可靠性和实时性。仿真结果表明，与已有经典网络更新策略相比，所提更新策略能够有效提高更新的可靠性，同时更新持续时间更低、开销更小。     

分布式能量管理系统（DEMS）潮流方程异步迭代算法

本文针对分布式能量管理系统（ＤＥＭＳ）数据信息通信延迟的不可预测性，给出了ＤＥＭＳ潮流方程求解的分布式异步迭代算法的一般性构造及其在牛顿法松驰迭代格式下的具体描述，ＩＥＥＥ标准实验系统在Ｎｏｖｅｌｌ局域网上的模拟计算结果验证了所构算法的有效性。     

基于动态AHP的海上移动节点网络选择算法

针对海上异构无线网络中现有的节点选择算法存在的实时有效性和与移动节点匹配性较差的问题, 提出了一种基于动态层次分析(dynamic analytic hierarchy process, DAHP)法和协同学原理的网络接入选择算法。该算法在满足多因素判决和静态节点网络选择的基础上, 采用DAHP法确定接入判决指标的主观权重, 运用协同学相关原理确定客观权重, 利用接收功率确定移动节点的位置权重, 并通过对主、客观和位置权重进行再分配, 实现了对移动节点周围的实时网络状态与任务通信需求的兼顾, 提高了算法实时性和与移动节点的匹配性。仿真结果表明, 该算法相对于基于传统AHP和协同学原理的网络选择算法、基于距离的移动节点算法, 能够在降低节点业务阻塞率的同时提高通信通畅度与实时性。     

C3I网络链路可靠性计算的一种方法

在将C3I网络系统简化看成通信网络系统的基础上,提出C3I网络系统的可靠性定义,介绍了网络链路简化技术。在分析多种网络支撑树的计算方法后,提出运用改进的毕内-柯西法计算C3I网络的支撑树,进而计算网络链路的可靠性,并结合算例,运用改进的毕内-柯西法对所构建的反空袭C3I网络系统的链路可靠性进行计算,最后对毕内-柯西法的运用进行了总结。     

高速背板互连的信号完整性仿真方法

提出了一种高速背板互连的信号完整性仿真方法。高速接插件的厂商只提供参数模型,借助矢量拟合方法可以推导出电路模型,再使用部分元等效电路法仿真走线得到等效电路模型。推导出联合仿真的方法,实现了高速背板互连的信号完整性仿真。通过等效电路的仿真结果和厂商提供的原始参数进行的比较,以及部分元等效电路法与商用软件仿真结果的比较验证了等效电路的正确性。最后对完整的板间互连通道进行了仿真,并将最终的仿真结果与商用软件的仿真结果进行了比较,证明了所提方法的正确性,给出了整个通道眼图仿真分析结果。     

网络中心化作战体系信息域效能分析

为设计网络中心化作战体系和评估网络中心战对作战结果的影响 ,首先分析了网络中心化作战体系的信息域信息质量转换 ,提出了三个信息质量指示 :完备性、准确性和时效性指标 ,其次研究了信息域的传感器子域、融合子域和通信网络子域的完备性、准确性和时效性指标及其度量 ,最后给出网络中心化作战体系的信息域效能评估模型。     

固定翼无人机编队构型与通信拓扑优化

本文研究了考虑攻防对抗态势与最小信息流要求的固定翼无人机(unmanned aerial vehicles, UAVs)编队构型与通信拓扑优化问题。建立了编队构型指标体系, 给出了大规模集群分层编队构型设计模型和编解码方法, 提出了基于态势场的队形模型, 采用粒子群算法开展了队形参数优化。建立了通信网络拓扑效能指标体系, 提出了通信代价模型, 给出了基于Q学习的网络连通性控制算法。仿真算例验证了所提方法的有效性。     

面向物联网的语义空间资源索引构建及其查询优化算法

面对物联网中的海量空间资源,在空间资源索引的构建中引入语义分类的方法,使得传统的IR树具备语义特征,支持用户对资源的语义查询,并提出一种top-k语义查询优化算法,通过对实际数据的使用和实验分析,得出索引结构的有效性和查询结果的正确性,从索引构建时间、查询时间和查询准确率3个指标来评估算法的性能,实验结果表明,算法支持语义空间资源索引构建,并且查询性能好,准确率高。     

一种新型片上互连网络及仿真

随着集成度的增加,片上系统（SOC）的通讯模式逐渐的成为系统性能提高的瓶颈。片上网络（NOC）将成为构建SOC的最佳通讯方式。在权衡性能、成本和易实现性的基础上,提出了一种新型的片上互连网络—基三分层互连网络,该网络拓扑简单、节点度数低,网络链路数相对较少,并具有明显的层次性和对称性以及良好的扩展性。基三分层互连网络中节点采用一种分层编码方案,使得路由算法简单高效。仿真结果表明,该网络具有较低的平均通讯延迟和较高的平均吞吐率。     

一种改进的卫星网络故障诊断算法及其评估

星际链路的加入提高了卫星网络的连通性和自治性，也使得整个网络更为复杂。故障检测与诊断是保证此类网络容错性的一项重要措施。在前面工作的基础上，提出一种改进的基于系统级诊断的卫星网络故障诊断算法，并给出诊断正确性的证明。通过仿真对算法在一种双层LEO／MEO网络中的通信开销和诊断完全率（诊断出状态的网络节点数在网络节点总数中所占百分比）进行深入分析。结果表明，改进后的算法比原来的算法具有更好的通用性和诊断完全率。     

装备体系多阶段任务可靠性高效解析算法

体系作战任务可靠性的实时评估是未来作战的必然要求。为了实时计算装备体系多阶段任务可靠性,基于k/n(G)表决模型,设计了一种考虑冗余的可靠度高效解析算法。在体系结构分析及任务概述基础上,建立了冗余故障树以及由冗余故障树转化的二元决策图(binary decision diagram,BDD)模型。针对传统可靠性解析计算算法复杂度高的问题,本文利用递归算法改进了k/n(G)表决模型的计算过程,提高了计算效率。以航空装备体系远程目标打击任务为例,数值计算表明,本文的改进解析算法有效得出了体系多阶段任务可靠度计算结果,且相比传统算法运算效率得到显著提高,有利于应用到体系作战任务可靠度实时计算评估,指导任务统筹和规划。     

区域通行能力与出行时间可靠性综合仿真模型

在城市路网中,路段通行能力退化和交通需求随机波动都会增加路网的不确定性。为研究路网中单个区域的交通可靠性问题,通过采用区域备用能力作为综合性能指标,建立了度量区域交通服务水平的双层规划模型。基于此提出了区域通行能力和出行时间综合可靠度的概念及其Monte Carlo仿真算法。最后通过一个数值算例对模型和仿真算法进行验证,仿真结果说明了区域通行能力、服务水平与可靠性之间的相互替代关系。     

基于交换式消息调度算法的FlexRay网络优化研究

汽车电子设备水平的提升对车载总线网络提出了很高的要求。而FlexRay网络因为其高速率、可靠性等特点成为了流行的车载通信协议。为满足网络发展的需求,设计了一种基于交换式FlexRay网络的调度算法,提出了一种可以准确计算静态段和动态段最坏情况响应时间的计算方法。通过仿真实验,验证了所提算法的网络传输速率提升了26%,时隙数量减少了44%,总线占用率降低了23%。从而进一步优化了FlexRay网络。