基于内部监测器的链路丢包率的推测方法

为了能简单准确地估计网络内部链路的丢包率,该文利用网络层析技术提出了一种低复杂度的推测方法LCIA(low complexity in ference approach)。LCIA方法通过在网络内部节点部署监测器来减小推测丢包率的复杂度。它主要由两步组成,第一步是在网络内部部署监测器把整棵树分成较小深度的若干棵子树。第二步是估计每棵子树的链路丢包率,用到的估计式是叶子节点观测结果的显式表达式来估计丢包率。定性的分析和实验仿真结果表明LCIA在计算复杂度和估计结果的精确度上,都优于已有的方法。     

基于端到端测量的网络拓扑推断算法研究

提出的网络拓扑推断算法不需要网络内部节点的协作,通过端到端测量推断网络内部的性能特征和拓扑结构.本算法利用叶节点的丢包情况及其跳数信息,在跳数相同的节点集中识别兄弟节点,进而推断网络拓扑.理论分析和NS2仿真结果均表明该算法具有较高的推测准确度和较小的时间复杂度.     

基于TCP被动测量的单播网络丢包层析

在大规模网络中,网络层析通过端到端测量推测网络内部性能,能有效减少网络内部设备之间的协作,因此被广泛应用于网络性能诊断。大多数网络丢包层析都采用主动发送探针的方法,无法准确反映实际网络的性能。为了避免上述局限性,介绍了一种基于TCP监测的被动测量网络丢包层析方法,通过端到端TCP数据流的采样,采用非因果条件概率构造似然函数,并通过EM算法求解最大似然估计推测网络内部丢包率。理论分析表明该方法具有一定的可行性。     

一种链路丢包门限动态变化的网络拓扑推测算法

目前端到端逻辑拓扑推测方法主要有极大似然方法和分群方法。极大似然方法的计算量会随网络规模的增加而急剧增长,从而影响在实际网络中的应用。采用计算量较小的分群推测方法,针对GLT算法中采用固定丢包率判决门限ξ所导致的较大推测误差,提出了改进的任意拓扑推测算法IGLT。该算法利用每次迭代过程中得到的链路丢包率的估计值对ξ进行动态调整。仿真结果表明,IGLT算法将ξ与链路丢包率估计值相结合,有效地防止了采用GLT算法导致的拓扑推测准确率的严重恶化,提高了算法性能。     

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TCP被动测量的单播网络丢包层析

在大规模网络中,网络层析通过端到端测量推测网络内部性能,能有效减少网络内部设备之间的协作,因 此被广泛应用于网络性能诊断。大多数网络丢包层析都采用主动发送探针的方法,无法准确反映实际网络的性 能。为了避免上述局限性,介绍了一种基于TCP监测的被动测量网络丢包层析方法,通过端到端TCP数据流的采 样,采用非因果条件概率构造似然函数,并通过EM 算法求解最大似然估计推测网络内部丢包率。理论分析表明 该方法具有一定的可行性。     

单向链路下高可靠数据传输方法

提出了一种基于最大速率估计的自适应编码方法,该方法实现了单链路网络中高可靠的数据传输.利用单向链路中数据发送速率和丢包率之间的相关性,研究了在数据发送速率不超过最大速率的情况下冗余编码对丢包率的影响,即在低丢包率下采用基于ErasureCode算法的单向控制机制,并基于最大速率估计来调整编码策略,在传输报文间建立冗余校验,利用线路的最大安全速率传输冗余编码信息,将丢失的数据包尽可能高的冗余恢复出来.实验结果表明:该自适应编码方法能够在低丢包率的环境下进一步有效降低丢包率,较好地提高单向传输的容错性,实现单链路传输的可靠性.     

一种链路丢包门限动态变化的网络拓扑推测算法

目前端到端逻辑拓扑推测方法主要有极大似然方法和分群方法。极大似然方法的计算量会随网络规模的 增加而急剧增长,从而影响在实际网络中的应用。采用计算量较小的分群推测方法,针对GLT算法中采用固定丢 包率判决门限,所导致的较大推测误差,提出了改进的任意拓扑推测算法GLT。该算法利用每次迭代过程中得 到的链路丢包率的估计值对,进行动态调整。仿真结果表明,GLT算法将ξ与链路丢包率估计值相结合,有效地 防止了采用GLT算法导致的拓扑推测准确率的严重恶化,提高了算法性能。     

一种基于地理位置预测的高性能路由算法

提出了基于ARIMA预测模型的高效路由算法.该算法中节点通过前向与反向成功转发率、数据传输速率等计算链路的丢包率和期望传输次数来获取干扰感知期望传输时间(i ETT),代替DSR路由算法中的最短跳数判据.并引入ARIMA模型来预测节点下一时刻的运动位置,防止链路频繁断裂造成的网络丢包,并在链路失效之前预先选择最稳定的路径进行数据传输.仿真结果表明,所提路由算法相比DSR判据吞吐量提高6%~9%,平均端到端时延降低2%~6%,提高了网络整体性能.     

嵌入节点运动轨迹预测算法的ETX路由判据

将节点运动轨迹预测机制引入到ETX路由判据中,该机制作用于ETX判据生效之前.根据某个节点的历史地理信息和当前地理信息构建差分自回归移动平均(ARIMA)模型,通过该模型预测下一时刻节点的地理位置,从而获取其运动轨迹.根据预测结果,如果链路两端的节点仍处于对方的通信范围内,就以ETX作为路由判据;如果两个节点将离开彼此的通信范围,那么这条链路就此失效.仿真结果表明,加入预测机制减少了对高丢包率链路的选择,降低了路由中断的频率,因此网络平均吞吐量有较大提高,丢包率下降.     

无线传感器网络关键区域覆盖优化算法

针对无线传感器网络中的关键区域覆盖NP完全问题,提出了一种启发式的关键区域覆盖优化算法CACOA.该算法对关键区域格点与一般区域格点,分配不同的权值创建感知区域图和终端集合,并以迭代合并方式创建加权节点Steiner树,进而形成具有最少数量的格点集合,并以格点集合中优化的格点位置来构建覆盖关键区域的传感器放置方法.理论分析证明了提出的CACOA算法一定能完全覆盖关键区域并形成一个有效的无线传感器网络,且算法的复杂度为O(n4).详细的仿真实验及与现有覆盖机制NPCC的比较表明,提出的覆盖优化算法CACOA在关键区域格点数、感知范围、发送范围和关键区域格点选择分布概率变化时放置的传感器数量明显少于NPCC覆盖机制.     

移动无线网最短路径优先协议的设计

目的研究实现分组无线网在移动条件下的应用,方法采用邻接表监视无线链路的连通性,链路状态表跟踪网络拓扑结构的变化,在此基础上采用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法实现了分的最短路径优先寻径。结果设计的分组无线网最短路径优先协议可提高网络的可靠性和抗毁性,并充分利用无线信道的广播特性。结论由此验证无线最短路径优先协议适用全分组无线网。     

基于最小生成树的R~*-树结点分裂算法

针对R*-树应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出了一种新的R*-树结点分裂算法.该算法将R*-树索引结点表示为轴向包围盒,依据轴向包围盒外接球间的重叠度计算结点相似度,并将其作为权值构建结点无向连通图,用来求解结点无向连通图的最小生成树.沿最大权值边将最小生成树分裂为2棵子树,并基于结点外接球体积对R*-树结构进行优化,从而实现了R*-树结点分裂.实例表明,R*-树结点分裂算法可处理各种复杂数据的结点分裂问题,能够有效地提高R*-树的构建效率及空间数据的查询效率.     

进给系统成对安装的角接触球轴承热分析

考虑轴承的离心力、陀螺力矩等因素建立滚珠的动载荷平衡模型,利用牛顿-拉弗逊法求解.然后对轴承、丝杠轴、轴承座取温度节点,考虑轴承热节点之间的接触热阻并利用轴承内部温度变化结合润滑剂的黏温效应实时修正轴系热源发热量、热边界条件等特性参数,建立机床进给轴承系统成对安装角接触球轴承的瞬态热网络模型.利用差分矩阵结合Matlab软件数值求解预测出不同进给速度下轴承座表面等重要节点的瞬态温升曲线,分析不同转速下轴系温度场的变化.并对不同进给速度下的轴系安排实际工况下的试验验证,证明了预测模型的有效性.     

基于时空影响域地震加权网络的研究

为了研究地震活动的时空复杂性,在时空影响域地震网络的基础上,考虑地震活动之间相互影响程度的差异性,提出了一种地震加权网络的构造方法.使用1984~2014年加州地震数据构造了地震加权网络,研究其基本性质以及网络节点的连接性质来揭示地震活动的内在联系.分析结果表明:地震加权网络的点权分布及边权分布均具有幂律分布特征;网络节点的点权与度关系表明,相对于大地震,中强地震对网络性质的影响也同样较强;研究地震网络的平均近邻度和聚集系数,发现强震地区之间可能更容易发生强连接.研究结果表明,基于时空影响域的地震加权网络可以更好揭示无权网络无法发现的地震系统的内在联系.     

基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm, MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA, DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio, BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。     

能量有效的无线传感器网络数据收集协议

针对无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)中数据收集易丢失的特点,提出了一种能量有效的数据收集协议?该协议引入链路质量门限来构造骨干投递网,提高链路可靠性?在构造算法中分配的核结点和非核节点分别采用2种不同的时隙调度表来进行数据传输,该调度算法让暂时不参与数据传输的节点进入睡眠模式,降低节点能量消耗?协议采用管道投递(pipeline delivery)模式进行数据传输,避免传输过程中的互干扰?TOSSIM实验仿真表明,与CTP(collection tree protocol)协议相比,该协议在不计算睡眠调度算法获得的能量增益情况下,仍获得较好的传输开销和更高的能量利用率,减小了网络整体能耗?     

基于节点选择的特征值频谱感知算法

为提高认知无线电系统对微弱信号的频谱检测能力,基于特征值的频谱感知算法越来越受到关注.在统一的框架内研究了随机矩阵特征值的极限分布特性,分析了特征值频谱感知算法中各种设置判决门限方法的特性和性能.为了降低特征值频谱感知算法的计算复杂度,提出了一种认知接收节点选择方法,大大减少了运算量.