基于MILP模型的无线Mesh网络多径路由优化方案

针对多接口多信道无线Mesh网络(WMN)中多径路由优化问题,提出一种基于混合整数线性规划(MILP)模型的多径路由优化方案.首先,利用Select xfor less than x拓扑控制算法构建网络连接图.然后,利用MILP模型,在考虑链路容量、节点度约束和链路流量下,构建链路负载均衡的多径路由.另外,利用图着色理论分配信道,形成完整的WMN模型.实验结果表明,该方案具有较高的网络吞吐量和较低的端到端延迟.     

基于冲突矩阵随机排序的多信道无线网络信道分配

多信道无线网络可利用多个信道通信,提高网络容量. 为链路分配信道是多信道无线网络研究中的重要问题. 文中提出一种基于冲突矩阵随机排序的多信道分配算法. 节点根据可用信道数目将网络划分为相应子网,然后对链路随机排序,并根据网络冲突图得到冲突矩阵. 最后以减少子网内链路冲突为目标,根据冲突矩阵将信道分配给各链路. 分析和仿真结果表明,该算法有效降低了网络冲突,提高了归一化网络吞吐率.     

网络创新实验中的虚拟化技术研究

针对网络创新的进展,构建一个虚拟的网络创新实验平台,主要利用物理资源的虚拟以及实验网资源的映射,有效管理与测量网络创新实验环境.网络创新实验中的虚拟化技术简称NIE,对该技术的研究,有助于完善NIE平台结构,利用节点与链路的虚拟化完成虚拟资源的分配与映射.实验结果表明：将真实的网络环境进行虚拟化,搭建适合创新实验的未来网络环境,可以有效解决实验环境高成本及新网络体系的支持问题.     

多任务自适应网络的非负参数向量辨识研究

多任务自适应网络是指网络中节点辨识的参数向量不完全相同的自适应网络。在一些物理现象中,网络中的参数向量可能会受到非负性条件约束。然而,现有的多任务扩散式LMS算法只适用于辨识无约束的参数向量。为了解决这一问题,选用每个节点的误差信号的三次方的绝对值作为代价函数,并利用KKT条件和随机梯度下降法,推导出一种多任务非负三次方绝对值算法(MD-NNLMAT)。仿真结果表明,在相同的稳态失调下,该算法比多任务非负最小均方算法(MD-NNLMS)有更快的收敛速度。     

多用户MIMO系统中基于容量的发射天线选择

在对多用户MIMO系统上行链路容量以及多用户MIMO最优天线选择算法进行研究的基础上,提出了一种多用户迭代递减的次优发射天线选择算法,即MIEAS算法,并分析了其复杂度。仿真结果表明,该算法应用在MIMO系统上行链路时,在各种不同参数条件下获得的容量增益均十分接近于最优天线选择算法,且运算复杂度大大降低。     

基于连接矩阵的移动Ad Hoc网络可靠性评估方案

移动Ad Hoc网络(MANET)的动态拓扑结构使网络可靠性评估较为困难,为此提出一种基于连接矩阵的MANET可靠性评估方案.首先,确定网络中的源-终节点对和中继节点.然后,根据节点间欧式距离和通信范围来检测中继链路状态,并构建连接矩阵.最后,根据连接矩阵判断网络连接性,以多轮连接性的均值作为网络的最终可靠性.仿真实验中,评估了节点移动模型、网络大小、节点数量和通信范围对网络可靠性的影响,能够为网络设计者提供有力的依据.     

一种支持拥塞识别的ad hoc网络DCF协议速率自适应机制

分析了IEEE 802.11 DCF协议虚拟载波检测机制在支持多速率传输方面存在的局限性,以及高速率传输数据分组的重负载条件下多跳ad hoc网络的节点拥塞问题,并在DCF协议框架内提出了一种支持拥塞识别的速率自适应机制.该机制允许接收节点根据信道质量选择可用的最高传输速率,并把此速率值和自身的拥塞状况反馈给发送节点,发送节点根据接收节点的拥塞状况决定发送或退避等待.仿真结果表明,该机制能有效解决ad hoc网络在重负载条件下的拥塞问题,显著提高网络的总吞吐量.     

LSM结合邻居干扰抵抗模型的传感器网络节点故障检测

针对大多数无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)故障检测算法容错性较差的问题,提出一种基于链路切换机制(LSM)和邻居干扰抵抗模型的WSN节点故障检测算法.仿真实验从数据包分组传输率、控制负载、内存负载和故障恢复延迟四个方面评价该算法,结果表明,当节点传输功率提高至4mW时,数据包传输率提高了5%以上,恢复延迟平均降低了4ms左右,适用性非常好.相比现有的WSN故障检测算法,该算法取得了更好的性能.     

非凸多目标优化问题的连续同伦方法

考虑具有等式和不等式约束的非凸多目标优化问题(MOP).在某些基本假设条件下,构造了一个新的连续同伦映射,证明了由该映射可以得到一个有界光滑的同伦路径,且收敛到多目标优化问题的KKT系统的解.同时又保证了该算法的全局收敛性及数值结果的有效性.     

基于树形拓扑网络的实用拜占庭容错共识算法

实用拜占庭容错算法在节点数量较多的广域网环境下存在性能瓶颈.为提高该算法的可扩展性,基于树形拓扑网络将全网范围共识拆分为若干子网范围共识;同时引入信誉模型以降低错误节点在共识过程中的影响力,提高系统的安全性、容错性与可靠性.实验结果表明：所提算法的性能明显优于原有算法,表现出良好的可扩展性,可用于大规模许可链系统.     

高效的社会网络传递性MapReduce并行计算方法

社会网络中的传递性对于网络中的社团分析和节点重要性分析都有着十分重要的意义.为了提高社会网络传递性分析中三角计数的性能,提出了一种MapReduce环境下的三角计数并行计算方法.首先,将社会网络的传递性问题转化为计算网络中三角个数的问题.其次,在计算网络中的三角时按照节点之间的度约束对重复的三角进行了过滤,并在MapReduce环境下实现了高效的三角计数并行算法.最后,分析了MapReduce环境下三角计数并行算法的时间和空间复杂性.理论分析和实验表明,该文提出的方法与相关方法相比,不仅降低了算法的内存使用量,也减小了算法的运行时间,因而更适用于大规模社会网络的传递性分析.     

波分复用星形网的波长重用扩容

针对有限的数据信道波长对波分复用星形单跳网容量限制,提出了一种波长重用和多耦合器内连相结合的组网扩容方法.该方法不但可将网络所支持的节点数(网络容量)扩大一倍;而且网络的所有数据信道波长都得到重用,网络的吞吐量增加一倍.在网络节点数不变的条件下,通过波长重用,可大大减少网络中通信节点的排队时延,缓和各通信节点对数据信道波长使用权的竞争矛盾,有效地改善网络性能.此外,该方法结构简单,易于实施.     

基于TW-ToA与TDoA的无线传感器网络多目标协同定位算法

针对高斯噪声环境下无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSNs)中目标节点位置估计问题,提出了一种基于双向到达时间(Two way-time of arrival,TW-To A)与到达时间差(Time difference of arrival,TDoA)的多目标协同定位算法。该方法利用了TW-To A高精度和无需同步的特性,并通过混合TDoA测量,在提高整体定位精度的同时,有效地降低了TW-To A的信息传输量。所提出算法将待测目标节点扩展为伪辅助参考节点,协同参与定位过程,从而进一步减少了网络中锚节点的数量。仿真结果表明,该算法在相同节点数量的网络环境中可以以较低的代价实现较高精度的定位目标,为无线传感器网络中的目标定位提供了新的思路和方法。     

基于改进COA的输电线路扩容规划研究

容量裕度是输电线路可靠性和安全性的保证,针对高负荷下的网络阻塞等现象带来的种种挑战,提出了一种改进COA(混沌优化算法)的输电线路扩容规划策略.首先对基本输电线路的结构进行了建模和分析,其次,综合考虑负荷系数和剩余输电容量的影响,以投资最小化和剩余输电容量最大化建立了目标函数,用改进COA算法对其进行求解,得到了支路负荷系数的最佳分布,最后以IEEE Garver-6节点系统验证了其可行性和有效性.实验结果表明,相同安全准则下,增加线路数可以提高线路的负荷系数,即输电线路负载能力增强,容量裕度增大,极大地提高了输电线路的安全性和可靠性.     

认知无线Mesh网络中基于频谱聚合度的分簇算法

针对认知无线Mesh网络拓扑结构和可用频谱实时变化的特点,提出一种基于频谱聚合度分簇(SCDC)算法.该算法提出了节点间可用频谱的质量聚合度因子,联合节点位置变化信息,通过计算节点权值实现认知无线Mesh网络分簇的优化.另外,该算法通过簇内成员节点数量的约束阈值实现均衡网络负载.仿真分析证明,SCDC算法在维持网络拓扑相对稳定和提高频谱利用率方面更具优势.     

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法. 首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM 软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率. 仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 dB 性能损失代价下降低系统的译码难度.     

决策域流感知接纳控制

针对单信息流感知接纳控制存在的判决误差,提出使用优先队列队长和链路公平速率指标构建4个二维状态空间以描述不同的链路状态信息。根据不同链路状态下的流分布特征,将4个状态空间映射为3个联合决策域,并由此得到多业务流的联合判决表作为提出接纳控制算法的判决条件。针对不同业务流各自的敏感性能指标,推导了实时流的阻塞率和弹性流的平均吞吐量表达式,仿真统计显示提出算法在过载情况下,实时流阻塞率平均增加约5.44%时,其时延减少约为总时延的10%,弹性流吞吐量平均增加为链路带宽的25.75％。     

“虚拟电路”新概念及其在大规模网络撕裂分析中的应用

该文提出了"虚拟电路"新概念,并将其应用于大规模电路撕裂分析中,这一概念把支路撕裂、节点撕裂和混合撕裂三种不同的方法统一起来,而且根据"虚拟电路"可以直接建立标准的BBD (Bordered Block Diagonal)形式撕裂方程.该文提出的方法对于大规模网络任何一种撕裂都是适用的.     

协作中继系统多目标联合的跨层资源分配

研究了机会协作中继系统中可靠性、有效容量和功率消耗的联合优化问题. 分析了机会协作中继系统的可靠性、有效容量和功率消耗公式,分别提出两个优化模型：联合系统可靠性和有效容量的网络效用最大化模型,以及最小化系统总功率消耗优化模型. 为了在可靠性、有效容量、功率消耗之间寻求平衡,提出一种以提升网络效用与降低网络功耗为目标的联合优化模型. 通过拉格朗日对偶分解法设计联合优化模型的分布式求解算法,改变权衡因子?以获得系统可靠性和有效容量之间的平衡. 通过改变联合优化目标中的权衡因子w获取网络效用与功耗之间的平衡点. 仿真结果验证了该分布式算法可有效取得协作中继系统的可靠性、有效容量、功率消耗三者之间的平衡.     

实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇方法

分析了分簇无线传感网中的负载不均衡问题,提出了一种实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇算法. 根据网络模型计算出最优网络分簇数量,通过调整节点的通信半径来控制网络分簇的大小,以分布式周期性迭代的方法竞争选举簇头,形成合理的网络拓扑结构. 不同网络条件下的仿真实验证明,该算法能有效地均衡网络节点负载,从而降低节点能耗,延长网络生存时间,其性能优于典型的无线传感网分簇算法LEACH和HEED.