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。     

基于节点标号的Koch网络结构性质研究

针对正多边形Koch分形岛所映射成的Koch网络,根据节点接入网络的时间和位置信息给节点标号。在节点标号的基础上,研究网络的最短路由及计算最短路径长度;并分析网络的主要结构性质,如节点的度、度分布和累积度分布函数,以及网络的聚类系数、平均最短路径长度、度关联函数和介数中心性,得出结构性质的解析解。结果表明,所构建的Koch网络是无标度和小世界的;其聚类系数趋向于比较大的常数值;平均路径长度与网络节点数的对数呈正比关系,度相关函数、点介数和边介数都随节点度的变化而指数变化。     

TSN时间敏感流量带宽分配与优化

针对时间敏感网络(time-sensitive networking, TSN)中时间敏感流量的带宽分配,必须要根据流量传输的实时性需求,并考虑不同类型流量的占比,提供具体的优化策略和带宽分配结果。首先,基于网络演算方法,建立时敏流量带宽分配评估模型;然后,根据实时性需求构建带宽分配的约束条件,采用启发式方法,实施带宽分配的优化;最后,通过案例,验证带宽分配在不同链路负载率和流量占比下的变化趋势。实验结果表明,采用基于信用量的流量整形机制,当案例中A类型流量的带宽分配占比为70%时,可获得最佳带宽匹配效果,实现网络中所有流量端到端延迟和最小的流量传输。     

基于SDN的卫星网络多QoS目标优化路由算法

针对传统卫星网络中业务类型多样化导致的网络配置复杂和业务服务质量(quality of service, QoS)无法得到有效保障的问题,研究了基于软件定义网络(software-defined networking, SDN)的卫星网络架构,提出了一种能够满足多种QoS需求的自适应路由算法。首先,建立了软件定义卫星网络多约束条件路由选择优化模型;然后,使用拉格朗日松弛法对模型进行松弛处理;最后,使用梯度法进行迭代求解,搜索出满足带宽、时延、丢包率等多种QoS的最优路径。研究结果表明,该优化算法在QoS满意度方面相比近地轨道卫星路由算法提高了64%,在时延满意度和丢包率满意度方面相比软件定义路由算法提高了28%。     

软件定义云边协同架构下的水下监测新机制

传统基于硬件的水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks, UASNs)架构灵活性及可控性较差,难以满足水下多样化监测任务的需求。针对此问题,提出基于边缘计算的水下软件定义监测网络架构,并提出一种多级协同水下监测机制。该架构通过主从控制器将集中式云处理任务部署至边缘端,并对网络进行分级控制。该机制首先通过低轨遥感卫星进行大范围海洋监测,其次进行小范围监测,数据经原位处理及边缘处理后上传至水面进行分析,最后进行水下联合监测。仿真结果表明,所提出的监测架构和监测机制可降低异常数据处理时间成本和网络开销,在不同场景下的端到端延迟、网络能耗和包投递率方面都有良好的表现,提高了监测架构的灵活性。     

传感器网络中基于链路层服务的最短路由算法

无线传感器网络中,链路通信质量随时空变化很大,并且有5%-15%的非对称链路存在。链路层服务不但可以发现邻居传感器节点,测量和预测邻居节点间的链路通信质量,而且还提供链路数据转发机制来减轻单向链路对其它协议的影响。利用链路层服务,采用分布式最短路由路径建立算法,为每个传感器节点建立了到汇聚节点的最短路由路径,然后从理论上分析了该算法的性能,最后在无线传感器网络模拟器TOSSIM上进行了模拟。实验结果表明,基于链路层服务的最短路由路径建立算法,不仅可以有效地避免建立断路由路径,还可以充分利用单向链路来建立更短的路由路径,有多于15%的传感器节点建立了更短的路由路径,路由跳数也减少了14%-100%。     

SDN驱动的网络流量负载均衡路由优化算法

在5G网络数据流量剧增的背景下,针对5G网络流量负载均衡问题提出并评估了两种基于软件定义网络驱动的路由搜索优化算法。首先,建立了软件定义网络多约束数据传输路径选择模型;然后,针对所提模型提出了一种流量负载均衡广度优先搜索(load balancing scheme with breadth-first-search, LBB)路径优化算法,在广度优先搜索的过程中,设定一个动态流量阈值对链路进行实时监测,旨在寻找源节点到目标节点的最优数据传输路径。为了减少甚至避免不必要的搜索所造成的空间开销,进一步提出了基于深度优先搜索的迭代深化搜索(iterative deepening search with depth first search, IDDFS)路径优化算法,该算法限制了数据传输路径的每次搜索深度,并在搜索过程中优先选择可用带宽最大的链路进行深度优先搜索迭代优化。仿真结果表明了所提算法在资源利用率和网络吞吐量这两项关键性能指标上的优越性能。     

随机时间影响网络建模方法 ——扩展时间影响网络的确定性时间延迟

基于时间影响网络的作战效能评估方法得到了广泛应用, 但是传统方法无法有效刻画和处理作战效果产生和传播的时间延迟不确定性, 从而难以全面支持作战方案对作战意图达成效果的评估. 针对时间影响网络中时间延迟确定性假设的局限, 引入随机时间延迟和随机信度序列两个模型参数, 形成了一种新的时间影响网络——随机时间影响网络, 给出了随机时间影响网络的数学描述和信度传播算法. 通过算例演示了随机时间影响网络建模的一般过程, 验证了信度传播算法的有效性.     

MSC中基于SDN的拓扑感知RLNC重传方案

为了将小蜂窝中的网络拓扑信息应用于网络编码重传过程,从而有效减少重传次数、提高系统吞吐量,提出了一种移动小蜂窝(mobile small cell, MSC)中基于软件定义网络(software defined network, SDN)的拓扑感知随机线性网络编码(random linear network coding, RLNC)重传方案(topology-aware RLNC retransmission scheme SDN based in MSC,TRRS)。首先,为了收集网络拓扑信息,设计SDN控制器端口设备映射表;其次,依据拓扑信息选择最佳编码包用于重传;最后,通过TRRS算法将网络拓扑信息嵌入编码重传过程。仿真结果表明,相比于现有的SDN与网络编码相结合的协议,TRRS方案减少了重传次数,增加了网络的弹性和吞吐量。     

一种基于效能的时间敏感目标打击时机估计方法

以提高打击效果为目的,研究了精确制导武器打击时间敏感目标的发射时机估计问题。首先运用混合总体商变换方法和精确制导武器射击理论建立了相应的作战效能模型,包括即时概率模型、捕捉概率模型、命中概率模型和毁伤概率模型。然后依据给定的作战效能模型,提出给定条件下远程精确制导武器打击陆地时间敏感目标的发射时机估计方法,并进行了算例分析和t检验,计算结果检验了估计方法的有效性。最后通过研究不同条件下的发射时机区间长度,指出远程精确制导武器航程和时间精度等级是影响发射时机估计的主要因素。     

基于时间阈值的多标准快递超网络优化方法

快递企业的超网络系统中包含有物理层和管理层等不同层次的网络,物理层网络由航空和公路配送网点和配送线路组成,管理层网络根据管理的维度不同,可以分为组织管理维度子网和业务管理维度子网,它们分别以总成本最低和总配送效率最高为经营目标,因此,快递超网络系统具有多层、多维和多标准特征.分析了超网络的组织管理维度基于成本的优化方法和业务管理维度基于效率的优化方法,以此为基础,提出了一种基于时间阈值的多标准快递超网络优化方法,并通过实例进行了验证,结果表明,配送线路、成本和配送方式与时间阈值相关.     

标签分割的软件定义飞行自组网控制器智能部署方法

针对当前软件定义飞行自组网中多控制器部署面临的负载不均衡和网络可靠性问题, 提出一种标签分割的控制器智能部署方法。该方法能够在不预设控制器数量的条件下, 根据控制器容量约束和网络结构, 输出最佳控制器数量及部署位置。基于节点自身特征和关联特征赋予节点标签, 根据标签完成控制域划分并通过布谷鸟搜索算法优化划分过程。在此基础上,考虑控制器平均时延、负载差异度和控制域时延波动的影响, 确定控制器部署位置。仿真结果表明,所提算法能在保证网络可靠性的同时有效减少控制器数量, 降低部署成本; 同时, 降低控制器平均时延和负载差异度, 保证各控制域间平均时延的相对平衡, 实现网络均衡。     

基于节点度和边权值比率的网络搜索算法

基于加权网络特性,以Internet网络为例,提出了一种基于节点度和边权值比率(Degree and Weighted Ratio,DWR)的搜索算法.通过理论分析与仿真实验得出:DWR搜索算法在搜索时间和搜索代价上均优于最大度搜索算法和最大局部介数搜索算法.通过数值仿真分析发现,DWR搜索算法的搜索时间随着设置参数的增大而逐渐增大.因此,在Internet网络中,DWR搜索算法既可以提高网络信息传输的速度,又可以增强网络的传输能力.     

基于面向对象贝叶斯网络的软件项目风险评估

针对软件项目的特点和软件项目风险定量评估任务,提出了基于面向对象贝叶斯网络的风险评估方法。该方法通过分析软件项目生命周期中的具体风险与风险因素之间的因果关系,建立面向对象贝叶斯网络拓扑结构;由专家判断和工程经验确定网络中的概率参数;采用概率推断工具,可定量估计风险的发生概率。给出了风险贝叶斯网络的建模过程,讨论了风险贝叶斯网络可以完成的风险管理任务。通过一个简单例子说明了该方法的应用。     

基于复杂网络的软件稳定性

软件行业的不断发展壮大,使得软件质量问题日益突出,复杂网络给软件系统的深入研究带来了崭新的视角。选取真实软件系统为研究对象,用复杂网络作为工具构建软件系统的复杂网络模型,证实了软件系统的复杂网络特性;同时依据软件测试结果,分析了单元测试阶段的测试代码覆盖率。结合复杂网络参数及测试代码覆盖率定义了测试优先度,提出了测试优先策略,对于提高软件稳定性给出新的见解。实例结果表明:该优先策略对于提高测试覆盖率,对及时查找出软件缺陷类是有效的,有利于软件测试效率的提高。     

基于激励遗传算法的动态时间/费用优化

人们在处理网络计划的优化问题时,往往忽视了资金的时间价值,而且取得项目最大净现值的技术开发已经大大落后于对资源配置与资源优化的分析.本文建立了动态时间/费用优化的数学模型,提出了改进的激励遗传算法,并且将激励遗传算法应用于模型的求解.最后,通过分析比较,得出动态时间/费用优化的结论才更为可靠与准确的结论.     

无线多跳网络中基于QoS的自适应拥塞控制方案

提出的无线多跳网络中基于服务质量(QoS:Quality of service)的自适应拥塞控制方案是从两个方面实现拥塞控制和QoS保证的.一方面,通过控制路由请求过程,为实时业务选择时延较短的路由,为非实时业务选择时延较长的路由来控制拥塞并保证QoS.另一方面,按照QoS等级减小邻居结点的转发业务来增加拥塞结点占用信道的概率,从而消除拥塞并保证QoS.该方案的特点在于综合考虑了拥塞控制和QoS保证,能在控制拥塞的过程中提高服务的QoS质量.论文建立了路由发现成功率、端到端时延和丢包率的性能分析模型,并对提出的方案进行了性能分析.性能分析和仿真结果表明我们提出的方案能够有效的控制拥塞,并保证实时业务的QoS.     

基于定时的航空集群机载网络更新方法

针对当前异步网络更新方法更新时间长且无法避免更新死锁的问题, 为降低更新期间的网络性能损失, 提出一种基于定时的航空集群机载网络更新方法。考虑真实的链路时延, 将时间参数与更新依赖图相结合。首先,构建基于时间的更新依赖图。其次,设计贪婪调度算法为每个更新操作分配更新时间步。最后,实现定时网络更新, 避免了异步更新中的更新顺序协调。仿真实验表明, 与现有异步更新方法相比, 所提定时更新方法能够降低50%~60%的更新时间, 减少网络更新期间的更新死锁率和网络拥塞。     

基于蚁群优化算法的无线传感器网络路由协议

提出了一种基于蚁群优化算法的无线传感器网络路由协议RPBAA.该协议通过修改蚁群优化算法以适应无线传感器网络无全局标识、节点较少移动、资源受限等特性,提供了一种智能、动态、可扩展的多径选路传输方法来获取有效且健壮的通信,并通过全网能量均衡使用以最大化网络生命期,另外引入了数据分片机制来进一步优化选路效率.最后通过仿真验证了RPBAA协议的有效性和数据分片机制带来的好处.     

基于超网络的互联网金融均衡问题研究

为了研究互联网金融环境下日益复杂的金融网络,引入超网络理论,分析各决策者之间的竞争合作关系以及各自行为和最优化条件;考虑互联网环境下加剧的信用风险和操作风险,引入信用风险函数和操作风险函数,建立了由资金拥有者、互联网金融中介、传统金融中介、资金需求者构成的超网络模型。运用变分不等式理论,研究互联网金融超网络均衡解的存在性条件和唯一性条件,给出整个互联网金融网络的均衡条件,为下一步研究互联网金融发展趋势和饱和状态奠定基础。最后运用算例进行仿真,验证了模型的有效性。