超立方体网络广播容错路由算法

研究了具有大量错误结点的超立方体网络中的广播容错路由算法.假定Hn是一个局部3维子立方体连通的n维超立方体网络,并且每一个基本的3维子立方体中分别最多有1个和2个错误结点,从理论上证明了在最坏情况下基于shouting广播通信模式的广播容错路由算法分别经过最多1.5(n-1)和2(n-1)时间步,就可以将源结点的信息广播到Hn中的所有正确结点中;通过实验验证了在均匀和独立的错误结点分布情况下广播时间步的上界实际上只有n+1,支持了理论分析结果.     

超立方体网络并行容错路由算法

研究了具有大量错误结点的超立方体网络中的并行容错路由算法.其步骤是首先,通过实验分析基于局部k维子立方体连通性容错模型中并行容错路由算法的容错性和效率,然后分析k=3且有多达25.0%的错误结点时并行容错路由算法的容错性和效率.研究结果表明并行路由算法所能找到的并行路径的数目最多可达到min(D(u),D(v)),至少可达到min(Dk(u),Dk(v));如果只考虑k比较小(如3,4,5等)而n比较大(如10,15,20等)的情况,则min(D(u),D(v))与min(Dk(u),Dk(v))非常接近,说明并行路由算法所能找到的尽可能多的并行路径的能力是接近最优的;并行容错路由算法容错性强,效率高.     

规则互连多处理器系统的容错性分析

多处理器系统中的互连网络为处理器之间相互通信提供了一种有效的机制,是决定系统性能的重要因素之一.互连网络的容错性可以用互连网络中设备出现故障时,网络保持正常工作的概率来刻画.笔者用概率方法对4种规则互连多处理器系统(超立方体,交叉立方体,M(o)bius立方体,局部扭曲立方体)的容错性进行了分析.通过仿真试验,得到结论:基于超立方体或其变体结构的多计算机系统均具有较好的容错性,其中,交叉立方体具有最好的容错性.     

超立方体中基于安全矩阵的容错路由

超立方体网络拓扑结构是多处理机系统中常见的一种.随着多处理机系统规模的增大,系统出现链路与结点故障的概率也随之增大.针对超立方体结构的容错路由设计在信息传输过程中出现迂回的情况,提出了安全矩阵(safety matrices,简称SMs)这一概念,给出了一种建立SMs的方法及其容错路由算法.n维超立方体每个结点所需的存储开销为n2个字,安全矩阵记录了局部更多的信息.与传统的路由算法相比,该算法可以避免信息在传输过程中出现迂回和死锁,使路径达到最优.     

图的扩张因子

图的扩张因子是度量图的连通性的一个重要参数.得到了图的扩张因子的上界和下界,刻画了达到上界与下界的图类,给出了n-维交叉超立方体和n-维增广立方体网络的扩张因子.     

带有丢失弧的双向超立方体网络的诊断度

超立方体因其特殊的结构和良好的性质成为多处理机系统最常用的互联网络之一.在实际的超立方体网络中两个处理器间的双向连接常常是通过两个方向相反的单向信道物理实现的.诊断度是度量系统识别故障能力的指标,而PMC模型是一种基于测试的系统级故障诊断模型.研究了当丢失一些单向信道时双向超立方体网络在PMC模型下的诊断度并确定了具有特定诊断度的双向超立方体所需的最小测试数.     

超立方体Q_n在PMC模型下的2-条件诊断度

诊断度是衡量多处理器系统自我诊断能力的重要参数,是多处理器系统互连网络能够诊断出故障点的最大数。2-条件诊断度的概念是条件诊断度概念的一个推广,要求系统中的每个结点至少有2个好邻点。研究了超立方体Q_n在PMC模型下的2-条件诊断度并证明了Q_n在PMC模型下的2-条件诊断度为16n-57.     

关于超立方体与Mbius立方体的连接

新型并行计算系统的研制依赖于对新型互连网络结构及其性质的研究.超立方体及其变型——Mbius立方体两者都具有优点,也具有缺点.本文给出了在超立方体与Mbius立方体的顶点之间的一种连接,从而得到一种称为HMm-立方体的新型网络,证明了HMn-立方体不仅保持了超立方体和Mbius立方体的低顶点度数和高连通度以及其直径至多比Mbius立方体大2的性质,而且它克服了超立方体对圈模拟能力的不足.     

BC网络的g-超条件诊断度

多处理器系统的故障诊断是一个重要的研究课题。g-超条件诊断度是于2016年提出的度量系统自我故障诊断能力的一类新的参数,它是在每个非故障结点组成的分支至少包含g+1个顶点的假设下,系统G能够一次性识别的故障结点的个数。g-超条件诊断度能够更精确地度量异构环境下系统互连网络的自我故障诊断能力。文章研究了n-维双射连接(BC)网络在PMC和MM*模型下的g-超条件诊断度,给出了n-维BC网络在两种模型下g-超条件诊断度的下界。在此基础上,确定了超立方体在PMC和MM*模型下g-超条件诊断度,改进了相关结果。最后,我们给出了当1≤g≤3时,BC网络在PMC和MM*模型下的g-超条件诊断度的计算公式。     

扭立方体连接网络中超立方体的同胚嵌入

扭立方体连接网络是超立方体的一个变种,它具有良好的递归结构及网络参数·根据扭立方体连接网络的性质研究了超立方体同胚嵌入到其中的问题,得到的嵌入映射是超立方体嵌入到扭立方体连接网络中扩张率、拥塞度及负载等都最小的嵌入映射     

基于传输贡献矩阵的城市路网节点重要性评估方法

 在城市道路中,通常采用交叉口流量或道路连接数等单一指标确定路口重要性,很难保证突发事件下道路网络运行的可靠性。鉴于城市道路网络的无标度特性,以交通阻抗为权重,将城市道路网络抽象为加权网络,提出节点重要度传输贡献矩阵方法,评估道路交叉口重要性。该方法综合考虑交叉口所处路网位置、道路连接数及关联路段交通阻抗,采用节点效率值表示其位置信息,通过融合节点度值和交通阻抗值,构建交通信息传播过程中节点之间的重要度关联,以表示相邻路口间重要性依赖关系。以天津市区域路网为例计算各交叉口重要度,采取连续移除重要节点方式,模拟连锁故障过程,并将结果与节点收缩法进行对比。实证分析表明：在移除最重要的8个节点后,路网最大连通子图规模较节点收缩法降低9.10%,验证了该方法的有效性。     

改进拉丁超立方蒙特卡洛模拟

电动汽车、分布式电源的并网给电网带了明显的不确定性,为了使电网分析更能贴近实际电网,通过对负荷、分布式电源出力的概率密度函数模拟其出力,借鉴已有分布式电源和电动汽车概率模型,采用拉丁超立方蒙特卡洛模拟与径向基神经网络相结合的方式计算概率潮流。该方法充分考虑了电动汽车和分布式电源的随机性、间歇性和相关性,利用拉丁超立方蒙特卡洛模拟对比传统蒙特卡洛模拟方法,降低了采样规模,提高了采样覆盖率。径向基神经网络用于求解潮流计算方程,避免了传统方法中计算雅可比矩阵和偏导,大幅度减少了运算时间。通过仿真,该算法在改进的IEEE14 和IEEE118 节点系统的计算结果表明,在保证精度的同时, 极大地加快了算法运行速度,适用于大规模电力系统概率潮流的求解,在改进的IEEE118 节点系统中,运行时间比传统蒙特卡洛模拟降低99．9%。     

基于动态搜索区域的无线传感器网络小世界特性构建方案

为了减少无线传感器网络节点的能量消耗,以延长无线传感器网络的寿命,首先研究了如何通过在无线传感器网络中构建小世界特性以延长其网络寿命,并着重分析了DAS(directedangulation tow ards the sink)方案.然后针对DAS方案中临近sink节点区域内的节点能量过快消耗的问题,提出了一种在无线传感器网络中构建小世界特性的新方案——菱形区域方案.该方案根据sensor节点到sink节点距离的大小,动态地改变菱形捷径端点搜索区域的大小,达到构建小世界特性并增强网络抗毁性的目的.理论证明了菱形区域方案在一定条件下较DAS方案既节省能量又能延长网络的寿命.     

A hybrid cache placement scheme for multi-hop wireless service network

In this paper,a hybrid cache placement scheme for multihop wireless service networks is proposed. In this scheme,hot nodes in data transferring path are mined up by means of rout-ing navigation graph,and whole network is covered with network clustering scheme. A hot node has been chosen for cache place-ment in each cluster,and the nodes within a cluster access cache data with no more than two hops. The cache placement scheme reduces data access latency and workload of the server node. It also reduces the average length of data transferring,which means that fewer nodes are involved. The network system energy con-sumption decreased as involved relay nodes reduced. The per-formance analysis shows that the scheme achieves significant system performance improvement in network environment,with a large number of nodes.     

基于复杂网络理论的供应链级联效应检测方法

针对供应链网络中的级联效应问题,建立了系统化检测的级联效应方法,提出了供应链网络中重要性节点的界定规则,并给出了动态的节点重要性评价方法.进而计算出最大连通子图规模,衡量了该节点失效对整个供应链造成的破坏性.仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.     

基于Chord网络模型的改进数据复制方法

根据现有复制策略在局部节点故障时数据查找失败率高的缺点,提出一种针对Chord网络的数据复制方法——Rd-Chord(rearranged replication method based on Chord).利用离散存储的方法,将数据复制到Chord覆盖网根节点前继相对分散的节点中,即使某个甚至几个区域节点全部故障,其他区域依然有数据副本可供使用.同时,为了维护网络结构和key迁移,针对Rd-Chord提出基础更新和定期更新2种更新策略.为了验证该方法的优越性,通过计算机仿真对前继复制、后继复制和Rd-Chord方法进行了大量的比较实验.实验结果表明,Rd-Chord方法能够解决节点区域性故障问题,在保证平均查找效率的前提下,查找失败率降低了近10％,明显优于其他方法.     

异构无线传感器网络动态混合密钥管理方案研究

在需要进行安全通信的无线传感器网络应用中,复杂的公钥系统难以在资源有限的传感节点上实现,而基于随机预分配的对称密钥系统有节点连通性不强、密钥存储空间过大、密钥协商过程复杂且不灵活等问题。因此,在异构无线传感器网络基础上,提出一种联合公钥机制与私钥机制的混合密钥管理方案(DHKAS)。该方案使用一种简便可靠的方法,以较小的代价解决了密钥管理中最关键的节点认证问题。分析结果显示,所提方案有效提高了节点的连通性、减少了密钥存储空间,并增强了网络抗攻击能力。     

基于网络局部和全局特性的组合中心性度量措施

阐述了复杂网络中节点的中心性(即节点的重要性)对网络鲁棒性的重大影响,评估节点的多种重要性方法各自的优点与局限性.结合逆和指数ISI、度中心性DC以及介数中心性BC提出一种基于两种人工网络和两种真实网络的组合中心性度量方法IDB,利用删除节点前后网络的最大连通子图的变化对节点的重要性进行刻画仿真实验,验证了该方法的可行...     

Probabilistic Analysis on Connectivity for Sensor Grids with Unreliable Nodes

0 IntroductionWireless sensor networks consist of manynodes , each containing application-specificsensors ,a wirelesstransceiver ,anda si mple proces-sor[1-4]. Sensor networks have extensive applica-tions . A large number of research results can beseenin Refs .[5-7] .This paper mainly concerns with sensor net-works that are inherently unreliable. We consider anetwork with mn nodes ,arranged in a grid over asquare region of areaA. This model was presentedin[8 ,9].Each nodeis a sensor ,and can…     

贝叶斯预测蜂群算法在无线传感器网络优化中的应用

针对无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)节点分布不合理,存在较多的监测盲区等不足,提出了利用贝叶斯预测人工蜂群算法(BPABC,Bayesian predictive artificial bee colony algorithm)制定节点分布方案。BPABC算法借鉴贝叶斯预测算法的思想对蜂群算法中各蜜源存在最优解的概率进行预测,并以此为依据指导跟随蜂寻优工作。采用BPABC算法对WSN中的节点分布进行优化,与人工蜂群算法、全局人工蜂群算法制定的优化方案进行比较。结果表明,BPABC在平均覆盖率、最差覆盖率等方面均优于其他两种算法,并且BPABC算法在迭代收敛速度方面也有明显的优势。为了进一步验证改进算法的实用性,采用BPABC制定不同监测区域的WSN节点分布方案。WSN的覆盖率均在97%左右,并且标准差不超过0.005%。由此可见,基于BPABC的WSN节点分布优化方案具有较高的覆盖率、良好的适应性和稳定性。