网络链路故障自主检测方法

传统的网络链路故障诊断方法往往需要人工参与,而且准确性不高.针对这种情况,提出一种通信网的链路故障自主诊断方法.若已知网络管理节点能够与哪些节点通信、与哪些节点不能通信的路径信息,通过建立诊断模型和概率计算,管理节点能够自主地、实时地检测出最可能出现故障的链路范围,并通过定位过程的快速测试精确定位故障链路.仿真实验表明,该方法具有实时性、精确性,且可能不占用或只占用很少的额外带宽     

基于链路角度最优化的无线Mesh骨干网络拓扑控制

【目的】为了改善基于Delaunay结构的无线Mesh骨干网络拓扑复杂度、通信链路角度以及全向通讯时信号干扰严重等不足,提出一种基于定向通信机制的节点链路角度最优化拓扑控制算法。【方法】该算法通过优化节点通信链路角度,使其相对最大,降低网络拓扑复杂度,并采用定向通讯机制降低通讯链路之间信号干扰。【结果】在满足约束条件下,该拓扑优化控制算法不但使节点链路之间角度控制在相对最大范围,减小了定向通讯时信道的干扰,同时也改善了无线Mesh网络(WMN)的丢包率、延迟、吞吐量等性能。【结论】仿真实验结果表明,该拓扑控制算法是有效的。     

基于k边连通最小生成子图的网络拓扑管理算法

可移动社区依托于移动自组网,其特征决定了社区网络的临时性通信范围的有限性以及网络拓扑结构的高度动态性.利用图论的理论和方法,提出了一种基于k边连通最小生成子图的网络拓扑管理算法,算法以能量消耗等因素衡量链路的代价值,通过减少高代价的冗余链路来优化拓扑结构,能够较好地适应可移动社区拓扑管理的需求.实验结果表明:该拓扑管理算法有效地减少了网络整体能量损耗,延长了网络的生命周期.     

无线传感网络多节点通信链路质量检测算法

为提升无线传感网络的扩展性和通信性能,研究无线传感网络多节点通信链路质量检测算法。基于稳定路由协议设计了无线传感网络多节点通信链路质量检测算法,利用通信节点分析报文确认邻居节点间距,通过非参数局部线性核平滑方法依据邻居节点间距建立信号获取平滑后的信号接收强度。判断无线传感网络中的节点是否来自上游节点分组的平滑后信号接收强度后,采取滑动窗口局部多项式拟合方法建立链路质量检测模型,通过链路质量检测结果判断无线传感网络中该链路中通信节点移动状态,通过通信节点移动状态判断链路质量。实验结果表明,采用该算法可准确检测无线传感网络多节点通信链路质量,且在节点数量增加时检测效果依然良好,具有较好的扩展性。     

通信网络拓扑可靠性层次与测度研究

梳理讨论了目前通信网络可靠性研究之间的层次关系,讨论了拓扑可靠性所处的地位、任务、指标等.其次,分析了拓扑可靠性的非概率测度,指出了连通度的核心作用.再次,研究了基于边连通度与节点连通度进行可靠性评价的思想与算法.最后,通过一个算例展示了通信网络拓扑可靠性评价的具体过程.     

基于代数连通度的软件定义网络节能算法

软件定义网络(software defined network, SDN)在快速发展中面临许多新挑战,其中能耗问题尤为突出.学者们提出了许多节能方案,但目前已有的方案存在依赖传统网络背景,需要实时流量数据,不易部署,连通稳定性兼顾不全等问题.因此,提出一种基于代数连通度的软件定义网络节能算法(energy saving for sdn based on algebraic connectivity, ESSDNAC).该算法通过代数连通度变化量计算网络拓扑中各链路的关键度Lc_i,并按Lc_i值越小越优先的顺序选择相应的链路进入可休眠队列.最后在保障网络连通稳定性的前提下实现节能,算法仅需网络拓扑参数,无需网络实时流量数据.通过实验结果表明,ESSDNAC算法无需复杂的计算代价,即可在Abilene网络源线卡环境中均值为33.1%的节能率,且节能后网络连通性得到保证,为SDN部署绿色节能网络提供一种新的方案.     

一种具有稳定链路的幂律可调WSNs无标度容错拓扑算法

针对固定幂律WSNs无标度容错拓扑不具普适应的问题,采用节点批量到达的Poisson网络规模以及节点吸引度规则,提出幂律可调的WSNs无标度容错拓扑算法APSL.该算法利用接收信号强度值建立通信链路,避免了网络中的不稳定链路,并通过调节拓扑参数,构建出了幂律指数在(1,+∞)的无标度容错拓扑.实验结果表明,APSL算法能够提升网络链路的稳定性,同时还能够满足网络多样化容错需求.     

监测奶牛无线传感器网络的连通支配集构造

基于一个对奶牛行为特征监测的自组织无线传感器网络,构造骨干网以解决节点多跳通信问题,并采用图的连通支配集来实现。提出了一个基于极大独立集的最小连通支配集的分布式构造算法,并证明了该算法的正确性。采用计算机程序仿真的实验结果表明,此算法简单有效、适应于节点移动和网络拓扑变化的环境、且构造的连通支配集占节点的比例为30%左右,有效减少冗余的转发节点,可节省宝贵的网络资源。     

面向节点失效问题的无线传感器网络拓扑自愈算法

为了解决节点失效问题,建立了无线传感器网络模型,对节点失效问题进行了形式化描述和分析,并结合传感器网络拓扑需求归纳出拓扑愈合的约束:网络连通、路径代价降低和度约束.该问题属于NP-hard问题,因此设计了一种近似的拓扑愈合算法TCS-CA,通过恢复失效节点的单跳邻居间可达性来实现拓扑的自愈.该算法包括3个执行阶段:单跳邻居的连通恢复、子集合并和全局连通恢复,依次执行这些阶段后能够逐步愈合拓扑.仿真实验结果表明,当选取合适的β,λ等参数时TCS-CA算法不仅能恢复网络拓扑的连通性,还能有效地延长WSN生命期,与TCS算法相比最高可获得约13%的生命期增率.     

主被动相结合的Ad Hoc网络拓扑重构算法

根据性能与拓扑的相关性,提出一种分级Ad Hoc网络拓扑重构算法.主动重构分为簇内、簇间两部分:在簇内,通过收集邻居信息进行局部拓扑发现,维护邻域拓扑的k-连通实现簇内拓扑k-连通;在邻簇间,通过计算由各簇边界节点及其链路所组成赋权二分图的最优匹配,以维护k条不邻接的链路,k值根据局部拓扑特性和应用要求动态调整;网络故...     

面向无线传感器网络的自适应模糊神经拓扑控制算法

为有效控制无线传感器网络节点能耗,提出一种自适应模糊神经控制系统,并设计基于自适应模糊神经拓扑控制算法——AFNTC.该算法中模糊控制器参数由人工神经网络训练后获得,且通过反馈、循环的方式,不断调整节点的通信范围控制节点传输功率,从而使节点实际能耗接近预设的期望值,延长网络生命周期.实验结果表明,AFNTC算法能达到节点能耗可控的目的,相比模糊控制的拓扑控制(FCTP)算法和局部平均(LMA)算法,具有更低、更稳定的节点平均耗能.     

最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法研究

针对网络通信实时性、可靠性的要求,提出一种最短路径扩散机制下实时可靠性网络路由选择方法,依据链路质量对加入网络的节点构建逻辑路径,形成树状结构。将某节点与其它节点之间的可用物理链路看作辅助路径,得到Mesh形网络拓扑结构。分析了最短路径扩散机制,利用最短路径扩散机制对网络中全部节点构建最短路径信息。介绍了网络交通流和交通引力场模型,考虑节点对交通流的引力作用,将传输路径看作影响引力的指标,通过交通引力场实现网络路由选择。实验结果表明,所提方法在保证网络实时可靠性的同时,可减少能耗,降低数据丢包率,提高网络吞吐量。     

基于定向天线的无线自组网拓扑控制算法

为采用定向天线的特点解决无线自组网中节点异构、能量有限、带宽受限的问题,提出了一种基于定向天线的异构无线自组网拓扑控制算法K-DRNG.该算法包括三个阶段:信息收集阶段,节点控制发射功率,通过扇区转换机制收集邻域拓扑信息;拓扑构建阶段,节点根据链路权重和节点剩余能量构建定向邻近图;拓扑优化阶段,构建初始拓扑子图及添加或删除方向性链路,确保生成拓扑的双向连通性.仿真结果表明,算法能够降低网络中的节点平均能耗,提高无线资源空间复用性,改善网络性能.     

Reducing energy consumption optimization selection of path transmission routing algorithm in opportunistic networks

Opportunistic networks are random networks and do not communicate with each other among respective communication areas.This situation leads to great difficulty in message transfer.This paper proposes a reducing energy consumption optimal selection of path transmission(OSPT) routing algorithm in opportunistic networks.This algorithm designs a dynamic random network topology,creates a dynamic link,and realizes an optimized selected path.This algorithm solves a problem that nodes are unable to deliver messages for a long time in opportunistic networks.According to the simulation experiment,OSPT improves deliver ratio,and reduces energy consumption,cache time and transmission delay compared with the Epidemic Algorithm and Spray and Wait Algorithm in opportunistic networks.     

面向FANET的N-UCDS虚拟骨干网构建方法

大规模小型无人机通信网络会出现频繁的链路失效，因此有效的拓扑控制是当前飞行自组网的研究热点。为了符合大规模无人机任务多样性的场景，提出一种随机路径点-飞行信息预测移动模型，无人机节点可以通过邻居节点的飞行信息对链路持续时间进行预测。在此基础上，提出一种新的统一连通支配集（new unifying connected dominating set，N-UCDS）算法，与UCDS算法相比，N-UCDS算法改进了连通支配集成员的选取方式、虚拟骨干网的构建和维护机制、支配因子的计算方法和HELLO报文发送间隔。仿真结果表明，该方法的算法鲁棒性有较大提升，网络构建和维护时间均减少了一个周期，网络生存时间提升了5%，HELLO报文开销随节点最大通信半径的增大而减小。     

无线传感器网络中改进的HEED分簇算法

在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议在能量消耗、拓扑控制以及数据融合等方面具有优势。采用完全分布式产生簇头的HEED协议具有分簇速度快、簇头均匀等优点。但是HEED协议没有考虑网络中节点的移动性,当邻居节点距离发生变化时,通过簇内最小平均功率（AMRP）决定节点属于哪个簇会导致簇头能量开销过大,网络生命周期减小等问题。针对HEED分簇算法存在的问题,提出了一种基于稳定性的S HEED分簇算法。S HEED协议以稳定性作?问淳龆ń诘愕乃舸兀饩隽艘蛭贫源吹拇啬诮诘愫痛赝纺芰肯墓呶侍狻７抡媸笛橹っ鳎琒 HEED算法有效的减少了簇头节点的能耗,延长了网络寿命。     

基于依赖度的WSN低功耗安全路由算法

针对无线传感网络抵抗内部攻击能力薄弱的特点,提出一种基于依赖度的低功耗安全路由算法RAD(Routing Algo-rithm Based on Dependency),使网络能自主发现内部恶意节点,提高网络安全性,延长网络寿命。算法将依赖度应用于路由过程中,通过依赖度鉴别恶意节点,并设立通信黑名单,确保链路的可靠性。仿真及实验结果表明,算法有较高的检测率和较低的能耗。     

离散萤火虫算法在车载网的应用

车载自组织网(Vehicular ad hoc network,VANET)是移动自组织网络之一,具有节点变动迅速、拓扑结构灵活、通信能力要求较高的特点。为提高车载自组织网络的可靠性,实现数据的安全共享和快速交互,将离散萤火虫(DFA)算法应用求解车载网络中具有服务质量约束的多播路由问题。根据VANET的路由特点,将该问题转化为延迟成本最小化约束优化问题,并将车载网络路径时延转化为萤火虫的荧光素值,然后将该算法用4个实例进行测试,并与Dijkstra最短路径算法、粒子群优化算法进行比较。研究结果表明:离散萤火虫算法性能更佳,可有效解决VANET中Steiner minimum tree(SMT)问题,成功取得最优路径。该算法在一定程度上稳定了网络拓扑结构,能够实时更新节点信息。     

一种基于拓扑的传感器网络数据收集算法

以降低无线传感器网络通信能耗, 均衡网络能量负载为目标, 通过动态构造以节点间通信能耗为权重的最小生成树及调整节点通信概率的方法, 提出一种基于拓扑的传感器网络数据收集算法DGAT, 改造了网络服务过程中节点的通信模式及能量消耗方式. 模拟实验结果表明, DGAT算法不仅大幅度提高了网络的生存时间, 且使网络的能耗更均衡.