TIO: A VLC-Enabled Hybrid Data Center Network Architecture

To satisfy the ever-increasing bandwidth demand of modern data centers, researchers have proposed hybrid Data Center Networks(DCNs), which employ high-bandwidth Optical Circuit Switches(OCSs) to compensate for Electrical Packet Switches(EPS). Existing designs, such as Helios and c-Through, mainly focus on reconfiguring optical devices to meet the estimated traffic requirements. However, these designs face two major challenges in their OCS-based networks, namely, the complex control mechanism and cabling problems. To solve these challenges, we propose TIO, a hybrid DCN that employs Visible Light Communication(VLC) instead of wired OCS design to connect racks. TIO integrates the wireless VLC-based Jellyfish and wired EPS-based Fat Tree seamlessly and combines the opposite and complementary characteristics, including wireless VLC direct connection and wired electrical packet switching, random graph, and Clos topology properties. To further exploit the merits of TIO, we design a hybrid routing scheme and congestion-aware flow scheduling method. Comprehensive evaluations indicate that TIO outperforms the Jellyfish and Fat Tree in both topology properties and network performance, and the flow scheduling method also evidently improves performance.     

Ad Hoc网络MAC协议

无线移动Ad Hoc网络(MANET)是一种不依赖任何固定设施的移动无线多跳网络。由于Ad Hoc网络的拓扑结构和资源限制,一个有效和分布式的MAC协议是一个挑战性研究工作。本文分析了典型的Ad Hoc网络MAC协议。然后根据这些协议的设计目标、解决问题的方法进行讨论和性能对比。     

一种基于备份节点的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的特征是自组织和能量有限,为确保网络可靠的工作,组网的策略是影响网络生命周期的一个重要因素,而过于复杂的拓扑控制算法和路由算法本身又会加重网络负担。对于此问题,提出了一种基于备份节点策略的实用无线传感器组网拓扑控制算法,此算法在传统树形拓扑上通过添加备份节点和隐含连接的方式实现了快速且可靠的在拓扑形成。由于拓扑结构中的激活连接类似于传统的树形结构,故通过HRP(Hierarchical Routing Protocol)的路由方式,在拓扑建立的同时生成路由信息,减少了维护路由信息带来的额外的网络负载。此算法生成的备份节点特性具有一种可继承的自愈特性,在出现节点失效时,网络局部可根据上下层节点信息进行自动的修复,确保网络的连通性。     

无线传感网络覆盖中网络拓扑结构设计方法

无线传感网络覆盖可以合理分配网络的空间资源,更好地完成环境感知、信息获取等任务,当前无线传感网络覆盖方法不能对传感网络进行全面覆盖。提出一种新的用于无线传感网络覆盖的网络拓扑结构设计方法,将层次型拓扑结构作为无线传感网络拓扑基本结构,对其进行详细分析后,提出能量高效的拓扑控制算法:以同一概率周期性随机选择簇头,令无线传感网络的总体能量消耗均衡分配至各传感器节点中,实现簇中成员节点数据的均衡分布,完成无线传感网络拓扑结构的设计。实验结果表明,设计的网络拓扑结构可以合理调节传感节点的距离,可以覆盖整个无线传感网络,减少重复覆盖,具有很好的覆盖优化效果。     

定向天线无线网络中的路由与信道分配方法

拓扑控制是采用定向天线的无线网络中的关键问题,定向天线无线网络中的拓扑控制、路由和信道分配是NP难问题。为了解决这个问题,提出了一个称为Ant-TRACE的高效蚂蚁算法。给定一个无线网络的信号可达图,Ant-TRACE可找到一个平衡的度约束最小生成树,有效地解决了拓扑和路由问题,基于已有的拓扑可有效地选择信道分配策略以最小化相邻链路干扰。基于NS3的仿真结果显示,Ant-TRACE在丢包率、时延和吞吐量上表现良好。     

超密集网络的动态无线回程拓扑管理方法

为了提高超密集网络的无线回程拓扑管理效率和网络性能,提出了一种基于网络状态的动态无线回程网络拓扑管理方法。网络状态定义为基站的有效回程能力和回程需求二元组。将无线回程网络拓扑管理问题转换为上游节点选择问题,并建模为最小化所有基站的上游基站数总和的优化问题,通过分布式算法获得确定回程业务所需上游节点的拓扑管理方案。提出有效回程容量和回程路损2种有效回程能力,从而获得2种拓扑管理方案。仿真结果表明,该方法能使无线回程网络的回程容量和实际回程吞吐率自适应回程业务需求的动态变化,并且在回程满意度上,基于有效回程容量的拓扑管理方案优于基于回程路损的拓扑管理方案。     

AODV过程的OPNET仿真实现与研究

自组网是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个支持多跳的临时性的网络自治系统。Ad Hoc网络是一种由移动节点组成、拓扑结构动态变化的自组织网络。本文针对无线自组网路由协议在OPNET 10.5环境下如何实现等问题,在介绍网络仿真软件OPNET 10.5和无线协议AODV原理的基础上,结合采用AODV协议的移动节点实例,详细分析了在此仿真环境中分组递交率、端到端的平均时延、路由协议开销等关键参数的变化形态。     

基于硬件预均衡电路的高速可见光通信系统

 可见光通信（VLC）是一种新型无线光通信技术,它将照明和通信结合起来,因此具有极其广阔的应用前景,成为近年来研究的热点。目前VLC发展的主要瓶颈在于,LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。为解决这一问题,可见光通信系统中使用了硬件预均衡电路,设计并使用了单双级联桥T幅度均衡器,结合自适应比特功率加载正交频分复用（OFDM）技术,有效地提高了可见光通信系统的调制带宽和传输速率。     

一种新的无线mesh网络编码算法

针对网络编码可以在很大程度上提高网络吞吐量,但会增加网络的复杂性这一问题,构造了一个特殊的无线mesh网络拓扑结构,提出一个新的编码算法。该算法通过构造一个虚拟源节点,利用在无线组播网络中,仅需对进入中继节点的链路进行编码,进入目标节点的链路,直接路由选择就能达到网络编码所能够达到的容量。从而允许与目的节点相连接的中继节点收到数据包后直接路由选择。与传统的基于机会的网络编码COPE算法相比,该算法有效地减少了原始数据包传输的次数,从而提高了以网络编码增益来衡量的网络吞吐量。仿真试验验证了该算法的有效性。     

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.     

矿井无线传感器网络非均匀分簇路由算法研究

针对矿井带状网络拓扑结构、信息流量不均衡、节点间能耗严重不均匀等问题,提出了一种矿用带状能耗均衡的非均匀分簇路由协议算法。该算法的簇首竞选机制综合考虑了节点与汇聚节点距离、节点能量及节点密度,同时充分降低了候选节点竞选时的计算量。实验表明,该算法有效的改善了矿井下无线传感器网络"热区"效应,降低了网络能耗和网络通信量,显著延长了网络存活时间。     

分级单向ad-hoc路由协议

提出了一种支持多层无线异构ad hoc网的路由协议HUAR，它可以有效地解决异构无线网络中经常出现的单向链路问题，分析和仿真结果表明，HUAR具有路由控制开销小，快速响应网络拓扑结构变化，拓扑稳定，路由更新频率低等特点，具有比HSR协议更好的网络性能。     

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.     

无线自组网可生存性保证的拓扑控制

为了解决频繁发生的自然故障和恶意攻击引起的无线自组网可生存问题,根据无线自组网的特点,分析图的连通度大小对网络拓扑结构特性和应用服务质量的影响,在此基础上结合网络可生存概念,提出面向网络可生存的容错拓扑控制设计策略。通过理论和实验求得保证网络多连通的关键邻居数,并提出一种基于邻居数的拓扑控制算法k2TC,当节点失效时,及时维护其他节点度等于或略小于阈值k。该分布式算法能构建并维护容错拓扑结构,算法简单且开销小。仿真结果表明:在节点出现失效时,新算法能够保证网络的抗毁性和有效性,使得无线自组网具有可生存的能力。     

基于链路分组优先分配的多信道集中信道分配方法

针对无线Mesh网很容易受到干扰影响出现性能恶化的问题,提出了一种基于链路分组后根据所在组流量多少的情况优先分配的多信道分配方法。该方法首先对网络中所有的信道进行分组,将链路与组绑定,然后利用最大流最小割定理计算网络的关键链路,优先对关键链路所在的组进行分配信道。仿真结果表明,与一般的集中信道分配方法相比,该方法可以有效的增加网络的吞吐量和降低丢包率。     

基于跨层设计的MANET拥塞控制路由算法

移动无线自组网(MANET,Mobile Ad Hoc Network)是由无线移动节点所组成的具有任意和临时性网络拓扑的动态自组织网络系统,每个节点都可以作为主机和路由器使用。由于移动自组网的独特组织形式,固定网络和有中心无线网络的很多协议无法直接被它采用,因而需要设计专门适用于移动自组网的协议。其中,路由协议是自组网设计并研究的主要技术难点之一。对MANET中的经典AODV路由算法进行了改进,通过节点MAC层信息感知,表征出链路拥塞状态,同时将MAC层信息跨层共享,提出时延跳数积作为网络层路由判断和选择的依据,改善移动自组网传统路由协议遇到的拥塞问题,优化路由工作和网络性能。     

基于复杂网络理论的WSN拓扑控制与安全维护

通过理论推导,得到复杂网络参数与无线传感器网络(WSN)网络容量的关系式.在关系式指导下,运用删减冗余边、添加长程边等方法,对WSN拓扑控制以提高网络容量.针对经过拓扑控制后具有小世界特性的WSN,提出一种考虑节点病毒传播强度的病毒传播局域控制方法.研究表明,拓扑控制可以有效提高WSN网络容量,通过对少量的重要节点免疫,可以节省免疫成本,提高WSN抗病毒攻击能力.     

无线传感器网络中的数据融合问题

在设计无线传感器网络时,基本的问题是克服能量与带宽的限制.数据融合作为一个基本的方法,其目的是减少传感节点间的传输量,达到降低整个网络中的能量消耗和数据冲突.为了对当前在无线传感器网络的数据融合问题的研究工作做一个全面的总结,根据自组织性和网内处理2大类对现有研究成果进行分类,并从传输方式、网络拓扑、时钟同步、融合函数、多信号处理等多方面对当前的研究成果进行细致划分和精炼比较,为当前在这个领域的工作做了较好的综述.     

LEO卫星网络的重构与自恢复

针对使用星际链路ISL(intersatellitelinks)的LEO(lowearthorbiting)卫星系统,提出一种基于动态路由策略的网络重构与自恢复算法,通过该算法管理卫星能够尽可能快地检测出故障链路,并通过快速的、自主的测试可精确定位故障链路·重构网络拓扑,当故障链路恢复后,再在拓扑图中恢复该链路·通过在卫星网络上的仿真表明,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·     

图的正面影响控制集中贪婪算法的设计与分析

对于没有固定基础设施的无线传感器网络,设计一个优良合理的拓扑控制协议是关键.根据图的控制集在无线传感器网络组建虚拟骨干网的应用,研究了图上控制集问题的一个变形—正面影响控制集问题.针对图中是否存在孤立顶点,分两种情形讨论,设计了相应的贪婪算法,并分析了算法的性能比.