一种动态数据网格副本创建策略设计与仿真

数据网格提供了地理分布的大量共享数据资源,然而互联网的高访问延迟降低了数据访问的效率,创建副本是一个有效的方法,而在何处放置副本是一个具有挑战性的问题.从应用环境和用户访问特征出发,讨论了副本创建位置、粒度和时机,提出了一种基于副本共享组的副本创建模型,可以获得优化的副本创建位置,构造了一个副本创建代价函数,由系统的传输速率、拓扑结构和用户访问特征共同决定.并给出了确定副本创建位置的有效算法.分析和仿真实验表明,自适应副本管理方案具有动态性、适应性和可扩展性,能较好地适应数据网格的特性,可以有效降低访问延迟,提高数据访问效率.     

基于矩阵操作的必然性QoS约束副本放置方法

如何提供严格有保障的数据服务质量, 为每个数据访问请求提供满足必然性QoS约束的数据服务, 是数据网格成功的关键. 在副本放置模型的基础上, 给出了QoS约束形式化的描述方法, 并得出必然性QoS约束满足的形式化定义. 针对必然性QoS约束的副本放置问题. 在矩阵表示的基础上, 利用矩阵操作给出一种有效的副本放置算法. 分析和实验表明, 该算法能够很好地解决各种规模条件下必然性QoS约束的副本放置问题, 并具有稳定性和可扩展性的特点, 在多种网络拓扑和访问模式下均能获得满足必然性QoS约束的副本策略.     

数据网格中一种启发式副本放置算法

副本技术广泛用于数据网格中来减少数据访问代价,增强容错能力,从而提高数据网格中数据访问的性能和可靠性。如何合理地放置副本来更有效地提高数据访问性能成为一个需要解决的重要问题。针对无向连通图表示的数据网格模型,在考虑通信代价和存储代价的基础上,提出了一种启发式副本放置算法(heuristic replica placement algorithm, HRPA),通过该算法能够得到k个副本的放置位置,并且使得整个系统的代价最小。最后,通过相应的仿真实验证明了该算法的可行性和有效性。     

数据网格中QoS感知的副本放置方法

数据复制技术广泛用于数据网格,如何合理地放置复制时产生的数据副本来更有效地提高数据访问性能成为一个值得研究的重要问题。本文针对无向连通图表示的数据网格模型,提出了一种满足各用户服务质量(quality of service, QoS)需求的副本放置算法(replica placement algorithm, RPA),通过该QoS感知的副本放置算法能够获得k个副本放置位置,并且使得整个数据网格系统的通信代价最小。最后,文章通过相应的仿真实验证明了该算法的可靠性和有效性。     

一种新的连续多分辨率模型自动生成算法

提出了一种新的多分辨率模型自动生成算法，该方法所采用的基于顶点合并的网格简化算法不仅能减少模型中的三角形数目，而且能很好地保持模型扑拓结构。算法采用基于点到平面距离的误差控制方法，能根据用户指定的简化率通过原始网格中的顶点合并达到大量简化的目的。本文还给出了一种基于顶点合并／分裂的累进网格的构造方法。该简化算法具有良好的保真性 并能在绘制时动态产生多分辨模型。文中给出的一组实例说明了该算法的有效性。     

仿真网格中资源分配的进化博弈研究

网格环境中用户的有限理性使得资源分配不能直接实现纳什均衡.针对网格用户理性的局限性,提出了一种基于进化博弈的网格资源分配策略,从动态角度来考察网格用户群体行为的演化过程.该策略先将网格环境中多用户竞争同一计算资源的问题形式化为一个多人博弈;然后建立了用户之间的进化博弈模型,利用复制动态方程求得用户出价博弈的进化稳定策略;最后研究了不同情况下用户群体的进化稳定点和评估函数特性.仿真实验结果表明进化博弈方法能够通过反复博弈使得网格用户不断学习并调整策略,逐步达到进化稳定均衡,从而实现了网格资源的优化分配.     

在云间可重构的分布式存储

分布式存储作为云计算的基础,通过复制技术在不同的地点放置数据的多个副本已成为提高云计算系统可靠性的方法.读写操作通过访问大多数副本成为维护副本之间的一致性基本的方法.当多个副本失效时,通过在新的节点上重构副本可以提高系统的可用性及可靠性.传统的方法在重构副本的过程中需要停止正在进行的读写操作,重构完毕后继续进行相应的读写操作.如何在重构过程中继续进行读写操作,并保持各副本之间的一致性成为新的问题.提出了基于主备的分布式共享内存算法,该算法实现了在不影响读写操作的情况下,可动态重构数据副本,从而提高了系统的可用性及可靠性,并保证了副本之间的一致性.首先设置辅助master,辅助master存储副本的配置及活动副本配置.辅助master提出重构请求,客户端节点只发布读写请求;其次,采用读1写n的方式优化读性能,通过master对n的自动调整,保证在存在失效副本的情况下,写操作的顺利完成;再次,保证读写操作与重构操作可以并发进行;最后,本算法可容忍n-1个存储节点失效.     

航路流量间隔限制及排序策略一体化决策模型及算法

基于流量间隔限制策略和航路排序策略之间的关联性建立了两种策略一体化决策的二层双目标规划模型.模型将间隔限制值作为上 层规划的决策变量,将排序相关变量作为下层规划的决策变量,在上层规划中同时考虑下级的目标函数.对模型设计了基于NSGA-II的多 目标遗传算法求解,采用了一个快速启发式算法求解下层规划的单目标问题.结合中南区域实际空域及流量数据对模型进行了验证, 并与当前实际运行中的按交通需求比率分配方法进行了比较.结果表明所建立的二层双目标规划模型能满足一体化决策的需求, 所采用的算法能求得多个Pareto近似最优前沿解以供决策选择.     

复杂场景中海量外存地形模型的实时绘制算法

针对地形相关复杂三维场景应用需求,提出一种海量地形外存实时绘制算法,该方法使用离散细节层次技术并结合视点相关动态连续细节层次选择.基于元网格连通边权值简化地表模型,并基于Hausdorff距离进行视点无关批LOD误差控制.提出一种海量数据实时调度方法,通过分层增量控制,两级数据预取和改进的快速视锥裁减实现了对外存数据的动态装载与调度.实验表明,该算法处理海量地形数据时占用较低系统资源,从而能够在复杂场景环境下进行快速实时绘制.     

基于动态定价的网格资源调度系统设计与仿真

现有网格环境下集中式资源管理和调度策略逐渐暴露出扩展性不佳、资源负载不平衡等问题。在基于计算市场模型的网格环境下,利用供求规律,设计并仿真了一种分布式网格资源调度系统。该系统采用用户与资源进行双向选择的模式,通过启发式的策略,动态调节资源价格,控制用户和资源的行为。仿真结果表明该系统能有效解决网格环境中资源负载平衡问题,具有良好的可扩展性和灵活性,在保证服务质量的基础上,任务完成率方面比Nimrod/G提高了22.5%。     

联合功率域SPMA协议的动态阈值算法

针对基于优先级概率统计的多址接入(statistic priority-based multiple access, SPMA)模式协议在高负载情况下战术信息的碰撞概率十分严重, 网络性能无法满足协同攻击要求的问题, 本文借鉴非正交多址接入技术在功率域上区分同时同频信号的思想, 改进SPMA协议信号发送机制与多优先级检测机制, 在原有的时域、频域基础上引入功率域, 提出一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略。并针对各优先级数据包到达率的动态变化场景, 设计动态阈值算法, 以达到降低碰撞概率, 提升网络吞吐量的目的。仿真结果表明, 采用该改进策略与动态阈值算法可以使网络承载更大的业务流量, 提高网络吞吐量。     

一种动态整周模糊值求解算法及其仿真分析

针对GPS应用中的动态整周模糊值求解问题,结合Z变换减少模糊值参数的强相关性和FASF(快速模糊值搜索滤波器)算法递归确定模糊值搜索空间的优点,提出了基于Z变换增强FASF的整周模糊值求解算法,并给出了计算机实验结果。仿真结果表明,相对于传统的模糊值解算算法,该算法能显著降低整周模糊值解算所需要的历元数目,提高整周模糊值解算的效率和实时性,对GPS实时高动态定位和GPS实时姿态测量的工程应用及理论研究具有参考价值。     

面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法

在分析目前云数据中心设备能耗和数据访问规律的基础上,创建了云计算数据模型,研究了云计算系统任务调度和数据部署层面的节能机制,提出一种面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法。算法分为数据聚集与节点聚集两个层次,在兼顾系统服务质量的同时,按照节点和数据在不同时段的使用情况有效聚集数据,实现原本随机部署的数据与节点的有序化聚集和重新部署,从而使计算存储节点能够轮流运转,部署于云数据中心各区域的温控设备可以更加精确地实施定点环境温度控制。算法达到既充分利用资源,满足用户的服务需求,同时降低系统的整体能耗的目标。通过仿真实验进行了实验验证和性能分析,结果表明算法能够保障云数据中心的服务质量,提高设备稳定性,达到了“绿色”节能目标。     

基于OFDMA的无线协作多播网络资源分配算法

在传统的无线多播传输中,多播组的系统性能受限于多播组内的最差用户的信道质量。为了克服多播组的系统性能受限的问题,将协作传输引入到基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的无线多播网络中,并提出了在总传输速率受限的情况下,最小化总传输功率的动态资源分配算法。为了减少计算复杂度和保障公平性,提出了协作公平子载波分配算法(cooperative fair, CF)和迭代注水功率分配算法。仿真结果显示,在多播组的用户中进行协作传输的系统性能,要远高于采用传统多播直接传输的性能,并且所提算法也在保证系统性能的同时,实现了多播组间良好的公平性。     

稀疏码分多址收发端改进方案的设计

为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio,BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案.在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传递算法(message passing al...     

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。     

基于SCMA和卷积编码的联合检测译码算法

随着卫星星座及卫星数量的不断增多, 卫星测控中海量用户多址问题亟待解决。稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)技术能在有限信道资源上承载更多用户, 有望解决大规模卫星的多址测控问题。针对传统的SCMA译码方式——消息传递算法(massage passing algorithm, MPA)译码性能不理想的问题, 提出基于SCMA和卷积编码的联合检测译码(joint detection and decoding, JDD)算法, 进行多轮对数似然信息的更新以及多卫星数据交叉提供概率域的迭代, 以提高系统译码性能。分析和仿真结果表明, 采用基于SCMA和卷积编码的JDD算法可有效提高天基测控系统用户容量, 并保证在算法复杂度适中的情况下有效提高系统误比特性能。     

改进的低时延全回波Q路由算法

针对传统路由算法不能适应拓扑环境及网络负载变化导致的拥塞问题,提出了一种改进的低时延全回波Q路由算法。改进算法对于原有算法附加学习率因子进行替换,使用调节范围更大、适应性更好、算法性能更稳健的双曲正割算子;改进算法根据不同网络情况自适应地调节学习率,进而提供合理的路由决策。仿真结果表明,该算法可以适应于静、动态拓扑环境,与已有的路由算法相比,改进算法能有效地减少高、低负载时数据的平均递交时间,降低路由间的振荡,提高数据包的投递率,且体现更好的稳健性。     

高速运动雷达弱小目标检测方法研究

针对强杂波下高速运动的雷达弱小目标的特点,提出了一种基于短时滑窗相参积累和改进动态规划的检测前跟踪相结合的算法。首先,将雷达的回波信号构成一个先入先出的队列,进行短时滑窗相参积累。其次,在航迹跟踪时采用了基于改进动态规划的检测前跟踪算法,并且在原来的状态转移的基础上又对后续状态进行了估计,从而降低了相邻两帧间目标强度起伏的影响。实测数据证明此算法检测性能好,计算量较小,实际可行。