移动计算中基于位序列的低延迟缓存失效方案

移动计算中基于位序列的低延迟缓存失效方案采用最新值的一致性模型,在这个模型中,客户机必须总是访问数据项的最新值．当客户机不做缓存并且服务器总是广播最新值时,数据的一致性等级会自然提升．当客户机进行缓存时,必须采用一定的技术来维持最新值一致性．因此,在位序列方案的基础上,引人中间失效报告以及请求数据广播的方法大大降低了查询延迟,提高了带宽利用率,从而降低移动客户端的能耗．     

基于需求的数据广播调度

随着通讯、互连网以及移动技术的发展,数据广播逐渐成为一种流行的数据传播方式。在结合了数据广播和传统的客户/服务器模式优点的基础上,产生了新的数据传播方式,基于需求的数据广播。设计基于需求的数据广播系统的关键在于广播调度算法。本文介绍了基于需求的数据广播的系统结构和性能衡量标准,并分析了基本的广播调度算法,抢占式调度算法以及实时调度算法。     

LAB:Ad Hoc网络中的位置辅助动态广播协议

为了改进移动Ad hoc网络中的广播性能,提出了节点位置信息辅助广播协议(LAB). 使用LAB的节点收到广播分组后,首先将发送节点周围的区域分成正方形的网格,然后根据节点位置信息从中找出适合进行分组转发的网格,并根据自己的位置决定转发策略. 通过仿真将该方法与其他3种有代表性的算法进行了比较. 结果证明:LAB以较少的开销获得了较高的分组送达率和较短的端到端延迟时间.     

基于自适应数据广播的缓存一致性维护

为了提高移动环境中缓存数据的效率,在分析现有技术的基础上,提出了基于自适应数据广播的缓存一致性维护.将数据的访问形式分为共享和独占两种,根据数据访问形式以及数据的更新频率,采用定时、计数以及数据状态等三种方法,动态地调整服务器广播更新数据的频率和内容.通过数据库中事务的可串行化操作,对该方法的正确性进行了理论证明,并通过具体的系统验证了其效率.该方法可以在各种无线网络环境中应用,为无线应用提供数据缓存.     

IoT-Based Cost Saving Offloading System for Cellular Networks

Nowadays, with the new techniques available in hardware and software, data requests generated by applications of mobile devices have grown explosively. The large amount of data requests and their responses lead to heavy traffic in cellular networks. To alleviate the transmission workload, offloading techniques have been proposed, where a cellular network distributes some popular data items to other wireless networks, so that users can directly download these data items from the wireless network around them instead of the cellular network.In this paper, we design a Cost Saving Offloading System(CoSOS), where the Internet of Things(IoT) is used to undertake partial data traffic and save more bandwidth for the cellular network. Two types of algorithms are proposed to handle the popular data items distribution among users. The experimental results show that CoSOS is useful in saving bandwidth and decreasing the cost for cellular networks.     

移动计算环境下多信道并行广播策略

在移动计算环境中,数据广播已成为数据发布和获取的重要手段.为适应信息量的不断增大,使一个用户请求一次能访问多个数据项,提出了一种移动环境下的多信道并行广播模型.在多信道广播中采用高效的数据调度策略,使得该模型大量减少了移动客户机的访问时间,同时又保证了电量消耗没有大幅增加.最后通过仿真试验表明该广播模型有效地提高了移动数据广播的性能.     

移动计算环境中数据广播调度算法的研究

在移动计算机环境中,数据广播是一种发布数据的重要途径,能有效支持对具有公共访问兴趣的热点数据的访问。数据广播的一个首要问题是如何调度待广播的数据,优化数据广播的访问时间和调谐时间。通过比较数据广播的平坦调度与非平坦调度,说明多盘调度的优越性,并且提出一种基于Zipf法则的多盘调度算法。该算法具有可操作性好、性能优异、实用性强的优点,性能接近理论最优访问时间。     

无线传感网抗DDoS攻击的广播认证协议研究及应用

为了提高无线传感网络（WSN）广播认证抗DDoS（distributed denial of service）攻击的性能,构建了一种基于DBP-MSP和安全路径检测机制的广播认证协议.通过引入puzzle的难度等级k,合理控制广播节点的广播能耗;通过引入广播状态表,接收节点验证发送节点的puzzle解答,基于这种弱验证排除虚假数据包,防止了针对广播认证协议的DDoS攻击.性能分析表明：在无线传感网中,基于DBP-MSP（dynamic bit pattern-MSP）和安全路径检测的广播认证协议不仅具有抗DDoS性能,还能解决一般MSP（message specific puzzle）协议要求广播节点具有较强计算能力、充足的能源供应、较多的内存资源的问题,扩大其在一般无线传感网中的使用范围.     

基于时延受限的移动sink环境下能量高效的数据融合算法

基于移动sink的无线传感器网络环境下的数据收集方案能有效提升网络性能,但在实时性要求较高的应用中,很难同时兼顾时延与数据的收集效率.该文提出了一种考虑时延受限条件下能量高效的移动sink数据收集策略.首先,根据时延约束和网络整体能耗效率优化为目标,对移动sink的最佳驻留点集合进行求解.然后,提出了一种基于驻留点优先级的路径优化选择方法,得到移动sink经过驻留点的最短路径.仿真实验结果表明,与已有算法相比,该文提出的数据收集策略能最大限度的减小时延,并延长网络的生命周期.     

移动分布式实时数据库系统的事务处理

提出DMVOCC-MDA协议处理移动分布式实时事务。协议采用多版本乐观方法,使用多版本动态调整串行次序技术。移动分布式事务局部有效性确认分为2个阶段:第1阶段在移动主机上进行,使用向后有效性确认机制,对服务器上个广播周期提交事务进行有效性确认;第2阶段在服务器上进行,通过局部有效性确认的移动事务,提交到服务器进行局部最终有效性确认。在全局有效性确认中对分布更新事务进行检查,以保证分布串行性。移动只读事务能无阻塞提交,降低移动只读事务的响应时间,消除移动只读事务和移动更新事务的冲突,避免不必要的移动事务重启动。在移动主机上及早地检测数据冲突,节省处理和通信资源。实验结果表明,DMVOCC-MDA协议与其他协议相比,错过率和重启动率低,提交率和吞吐量高。     

Weak Serializable Concurrency Control in Real-time Broadcast Environments

Given the asymmetric communication capabilities in mobile real-time environments, traditional serializability-based approaches are too restrictive, unnecessary, and impractical. Thus propose the use of a new weaker correctness criterion is proposed. This paper first formally defines the new notion of correctness called weak serializability. After the necessary and sufficient conditions for weak serializability are shown, corresponding concurrency control protocol based on this criterion is outlined for real-time broadcast environments. Finally, the simulation results confirmed that the proposed techniques help mobile transactions to meet their deadlines and improve query response time.     

公路网移动终端的KNN查询技术

公路网中移动兴趣点(POIs)的查询处理是一个难点,目前的研究多基于欧氏距离对静态POIs进行处理,不能很好地适应移动环境下终端弱连接和频繁移动的需要.文中在公路网移动计算场景下,设计了一种存储分区数据对象的结构来表示公路网图形模型,提出适用于移动终端的连续KNN查询(CQ-KNN)算法.该算法改进了Wang等提出的MKNN算法,将逐层渐近探测和检索边列表结合起来进行近邻查询,避免了MKNN算法在限定层数不够却不得不执行范围查询时所带来的开销;同时使用缓存策略来支持移动终端提交的连续查询请求,并给出基于广播位置失效报告的缓存一致性维护策略.仿真结果表明,CQ-KNN算法较MKNN算法有更快的CPU处理速度和更短的网络响应延时,并且能支持移动终端的离线KNN近似查询.     

支持移动更新的弱可串行化实时并发控制

研究了非对称通信数据广播环境中的一致性问题,提出使用弱可串行化正确性准则．形式化定义了弱可串行化这种新的正确性准则,证明了弱可串行化比冲突可串行化宽松且能始终保证数据库的一致性,给出了保证弱可串行化的充分必要条件．基于时标段排序原理,提出了可在移动客户端同时支持更新事务和只读事务的弱可串行化实时并发控制协议WBCC—MUR．通过性能评价实验验证了新协议的有效性：WBCC—MUR协议能有效改进移动事务的平均响应时间、更好地满足数据广播环境中高性能事务处理的要求．     

基于位置信息的多车协同碰撞预警协议

在车载自组网中,无线信道的通信质量直接影响了EWM(emergence warning message)的多跳广播传输性能.为提高车辆在复杂信道环境下的EWM传输效率、降低延时,综合考虑交通环境下无线网络信号的可靠性、消息传输的实时性及道路交通状况信息,提出一种基于位置信息的多车协同碰撞预警协议(vehicle collision warning protocol,VCWP).该协议在通信范围内选取首选转发车和候选转发车,在进行退避时间的选取时,采取基于邻节点密度的信道竞争机制,以保证EWM在复杂信道环境下的低时延、可靠送达.仿真验证表明VCWP与GPSR(greedy perimeter stateless routing)、IEEE 802.11p协议的BEB(binary exponential back-off)退避策略相比具有良好的性能,提高了EWM传输成功率,降低了时延,为复杂信道通信质量环境下EWM的传输提供了可靠性保证.     

大规模MANET中支持可靠广播的同步MAC协议

为在大规模移动Ad hoc网络(mobile ad hoc network,MANET)中实现可靠的广播传输,提出了一种支持可靠广播的MAC协议RBMP(the reliable broadcast MAC protocol,RBMP)。该协议采用预留分组交互、二次预约等措施保证了在不同网络规模MANET中可靠广播业务传输的实现。仿真结果表明,该协议保证了可靠广播分组的传输,易于实现且开销较小,适用于大规模MANET网络。     

基于单线激光雷达的廊道环境数字重构技术

针对廊道环境的数字重构问题,设计了一种基于单线激光雷达的数字重构系统.该系统利用移动机器人搭载单线激光雷达传感器,构建三维雷达扫描系统,实现廊道环境的自动扫描和实时重构.首先进行系统的硬件搭建,其次详细介绍了系统的数字重构过程,主要包括移动机器人控制模块设计、坐标转换、数据融合等.为了解决移动机器人运动偏离的问题,在控制系统中加入模糊PID(porportion integral differential)控制算法,保证了系统数据采集的准确性.对于2D点云到3D点云的转换的问题,提出了一种里程计数据和激光雷达传感器数据融合的方法.最后进行实验测试.结果 表明:该系统可以实现对一般复杂的廊道场景进行自动化采集和实时重构,不仅精度高而且重构特征明显.     

移动实时环境下的数据一致性研究

在移动实时环境下,对3种数据不一致限制分别进行了形式化定义,针对其具体应用进行了详细分析并给出解决方案,最后提出了一种新的隔离控制下的事务加锁处理方案.     

分布式空间数据库中有效数据频繁项实时检测研究

当前数据频繁项检测方法往往具有数据存储结构复杂、维护困难和复杂度高的弊端;针对这种情况,提出一种新的分布式空间数据库中有效数据频繁项实时检测方法。对事物数据进行分配,建立全局VFP树,将最近窗口中全部项集添加至全局VFP树,通过临时表对项集信息进行保存,利用遍历全局树实时检测有效数据的频繁项。通过滑动窗口的初始化阶段与滑动阶段对最旧一批项集临时表进行处理,实现维护。实验结果表明,所提方法能够有效实现分布式空间数据库中有效数据频繁项的实时检测;和其他方法相比,复杂度低、检测可靠性高。     

一种分布式车联网多跳信息广播协议

传统车联网通过蜂窝网进行信息传输，该传输方式延迟时间较长，难以应用于实时性高的报警信息的传输.然而，通过宽带无线网络的多跳广播方式，传输报警信息可以有效地减少延时.针对分布式车联网的特点，提出了基于地理位置、面向发送端的多跳交替广播协议AMBP(alternatingmulti hopbroadcastprotocol).首先，根据邻居车辆信息表中记录的车辆节点信息，选择下一跳中继节点.然后，利用邻居车辆信息表中的信息，计算交替信息发送阈值.最后，根据报警信息数据帧长度与交替信息发送阈值的关系，采取不同的发送策略.实验结果表明，AMBP协议降低了丢包率，减小了多跳传输延迟和延迟抖动，适合应用在分布式车联网环境.     

混合脑机接口系统的眨眼与运动想象控制方法

针对单一运动想象脑机接口实验控制命令数量不足的问题,在单一运动想象系统的基础上,提出基于眨眼控制干预移动机器人的研究方法.首先,采用主动形状模型算法进行人脸识别和人眼定位;然后,利用眼部纵横比算法计算实时的数值,实现实时眨眼次数的统计;最后,将与眨眼次数相匹配的眨眼策略转化为对应指令控制移动机器人运行,进而实现通过眨眼和运动想象控制实时干预移动机器人状态的目的.为了验证该方法的有效性,邀请数位受试者进行基于眨眼和运动想象控制的混合实验.实验结果表明:该方法能够准确、高效地干预移动机器人的实时状态.