一种分布式计算环境下并行应用的调度算法

在网络上运行并行程序不像在并行机上那样可靠,因此对于关键应用需要在应用级保证消息传输的可靠性.人们对以异步方式进行通信的并行程序的调度问题提出了大量的启发式算法,但是它们所产生的调度结果不能用于以同步方式通信的并行程序.提出的PRGSC算法可以防止由同步通信所引起的死锁问题,而且可以降低同步通信所带来的时延的影响.形式化地证明了死锁检测算法的正确性,并通过仿真实验说明了PRGSC算法有很好的调度质量.     

智能算法在全终端网络可靠性优化设计中的应用

在计算机通信网络建设过程中,通信主干网的高可靠性一直是广大设计者和用户所关心的重大问题,分析了通信主干网的全终端可靠性优化设计问题,针对一种典型可靠性优化模型,分别设计了用于求解该模型的改进遗传算法、模拟退火算法、改进蚁群算法以及改进粒子群算法,并对该模型进行了优化求解,计算机仿真实例表明:粒子群算法在算法的优化质量和收敛速度上都优于其它三种算法,能够取得满意的优化结果,具有一定的实用价值.     

线性扫频干扰检测算法及抗干扰方法研究

提出一种考虑虚警概率和漏检概率指标的低复杂度线性扫频干扰检测算法,并对算法性能进行了理论分析,为实际通信系统判断受扰情况提供依据;提出一种基于Q学习的抗扫频干扰算法,可在无线通信系统遭遇扫频干扰时,自主选择最佳通信信道和最长驻留时间。仿真结果表明所提检测算法可有效检测出线性扫频干扰信号,以较低复杂度得到与理论分析结果相近的检测性能。所提抗扫频干扰学习算法可在干扰环境中自主选择通信信道,高效规避扫频干扰,实现持续可靠的信息传输。     

高速移动错位下的车辆通信参数精确检测

高速移动车辆错位通信条件下,车辆信号模糊程度增强,导致传统基于信号特征的车辆通信参数检测算法无法准确分析车辆通信参数,具有一定的局限性;提出一种基于改进卡曼尔滤波算法的高速移动错位下车辆通信参数检测方法,分析了车辆快速移动过程中最佳通信节点的定位,对最佳车辆节点进行融合,获取最佳车辆通信参数,采用改进的卡尔曼滤波算法,得到一系列递推检测算法,建立信号以及噪声的状态空间模型,依据前时刻的车辆通信参数检测值和当前时刻的检测值,对高速移动错位下车辆通信参数变量检测值进行修正,及时更新改进卡曼尔滤波算法检测噪声的协方差,实现高速移动错位下车辆通信参数的准确检测;实验检测结果表明,所提方法的可准确检测高速移动错位下的车辆通信参数,具有较高的效率和精度。     

车车通信中通信模式选择与资源分配算法

在城市轨道交通列车控制系统中,车车（train-to-train,T2T）通信是利用列车之间直接通信来保障列车安全、高效运行的一种通信模式。与传统的车地（train-to-ground,T2G）通信模式相比,基于T2T通信的系统可以简化系统结构,降低系统成本,提高列车运营效率。为保证通信链路信噪比的同时最大程度地提高整个系统的信道容量,研究了T2G通信模式与T2T通信模式共存情况下的联合通信模式选择和资源分配问题。提出了一种通信模式选择算法,其目的是使列车能够自适应地选择具有更好通信质量的通信模式。在通信模式选择的基础上,提出了一种基于拉格朗日对偶函数法的资源分配算法,该算法可获得列车在不同通信模式下的最佳传输功率。仿真结果表明,相比于其他资源分配算法,所提算法能明显提升系统的信道容量。     

卫星网络骨干节点通信冲突算法研究

针对卫星网络中骨干节点多对通信中通信所引发的资源冲突问题,为了提高卫星的工作效率与合理分配通信时间,提出了一种新的解决方法--遗传模拟退火算法(GASA).算法克服了遗传算法(GA)容易陷入局部最优解的缺陷,同时也解决了模拟退火算法(SA)收敛速度慢的问题.首先利用STK创建了卫星网络模型,模拟了四颗低轨卫星(LEO)向-颗高轨卫星(GEO)通信的场景,然后采用OPNET建立通信冲突模型,并对GASA,GA和SA三种算法进行了仿真.仿真结果表明算法在保证-定吞吐量的前提下,冲突率和延时优于GA和SA算法.     

面向博弈的无线传感器网络自适应路由算法

在无线传感器网络聚簇路由算法基础上,提出了一种面向博弈的自适应路由优化算法.网络中以总体通信能耗最小和延长个体寿命为首要原则,建立源簇到基站的路径;簇首之间相互通信时,在直接、中继以及协作通信方式中,自适应选择路径策略;在路由建立过程中,引入基于博弈论的路由选择算法和路由转发算法,通过两两博弈找出最可靠的下一跳节点,自组织地建立可靠有效的路由路径.仿真实验表明,所提出的路由算法能有效减少通信能耗,延长网络生命周期.     

基于选择性通信策略的高效联邦学习研究

近年来,随着人工智能技术的飞速发展,人们越来越重视数据隐私与安全,世界各国也出台一系列法律法规以保护用户隐私.面对制约人工智能发展的数据孤岛以及数据隐私和安全问题,联邦学习作为一种新型的分布式机器学习技术应运而生.然而,高通信开销问题阻碍着联邦学习的进一步发展,为此,本文提出了基于选择性通信策略的高效联邦学习算法.具体地,该算法基于联邦学习的网络结构特点,采取选择性通信策略,在客户端通过最大均值差异衡量本地模型与全局模型的相关性以过滤相关性较低的本地模型,并在服务器端依据相关性对本地模型进行加权聚合.通过上述操作,所提算法在保证模型快速收敛的同时能够有效减少通信开销.仿真结果表明,与FedAvg算法和FedProx算法相比,所提算法能够在保证准确率的前提下,将通信轮次分别减少54%和60%左右.     

片上互连网络的功耗特征分析与优化

随着处理器核数的增加,片上互连网络NoC结构日趋复杂,导致片上互连网络功耗所占的比重和功耗分析的难度也在增加。片上互连网络的任务映射,既要保证多处理器核心之间通信的高性能,又要保证耗费尽可能少的功耗和面积,即在有限的功耗和面积开销下获得较高的性能。在进行任务映射时,核心之间的通信距离是减少任务通信功耗的关键。连续且近凸的区域有助于缩短任务的通信距离。分析了一种功耗最优的片上互连网络启发式映射算法（INC）,该算法由区域选择算法和节点映射算法组成。对区域选择算法的2个因子进行了改进,使应用总的通信开销最小化且保证后续应用以很小的通信代价进行区域选择。提出了新的基于选择区域的映射算法。它们在动态到达程序映射问题中的实验结果表明,新的区域选择算法和节点映射算法相比于INC,可以减少12.10%的通信功耗,并且带来11.23%的通信延迟优化。     

基于遗传算法的通信网络拓扑优化研究

该文通过分析通信网络中的拓扑优化问题,抽象出数学模型,并利用遗传算法对该模型进行求解。最后通过实例验证用遗传算法求解该问题明显优于一些传统的算法,文中所建立的数学模型和算法能够正确地解决通信网络拓扑优化问题。     

基于便利因子的WSN簇生成算法

为提高生成簇的灵活性,在无线传感器网络中,提出基于便利因子的簇生成算法。与产生簇头来形成簇结构的传统簇生成算法不同,该算法结合节点的便利因子进行组簇形成完整的簇结构,其簇内和簇间采用多跳通信。仿真结果表明,该算法消耗能量较少,适用于节点密度较小、规模较大的网络。     

基于便利因子的WSN簇生成算法

为提高生成簇的灵活性,在无线传感器网络中,提出基于便利因子的簇生成算法。与产生簇头来形成簇结构的传统簇生成算法不同,该算法结合节点的便利因子进行组簇形成完整的簇结构,其簇内和簇间采用多跳通信。仿真结果表明,该算法消耗能量较少,适用于节点密度较小、规模较大的网络。     

基于区域图数据流分析的通信优化算法

减少通信开销对于并行化编译器生成高效的分布代码是非常重要的.首先提出了一个冗余并行执行模型(RPEM)作为通信优化算法生成的目标程序的执行模型,之后给出了区域图的概念和区域最大化算法,在最大化区域图的基础上进行数据流分析可以增大数据流分析粒度,提高分析的效率,同时也有助于通信的提前与合并.最后提出了一种基于区域图数据流分析的通信优化算法.该算法能够进行跨循环、跨过程的数据流分析,提高分析的精度,改善通信优化效果.实验结果表明,该算法对于通信量较大的程序能够有效地减少通信的次数和通信量,具有良好的可扩展性.     

卫星移动通信信号处理同步技术研究

卫星移动通信信号处理同步技术很大程度上决定了通信的质量。针对卫星移动通信系统中突发信号符号长度短、独特码少的特点,对传统的基于最大似然准则线性相位内插相位估计算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法进行了研究,进行了线性相位内插算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法机理分析;根据噪声平均化原则,提出了一种低导频段数据情况下改进的线性相位内插算法;利用数据段信息和导频段信息整体做频偏估计的方法,提高了导频段个数较少情况下的频偏估计精度;仿真与试验结果表明：改进的线性相位内插算法比传统算法相位同步性能更高,利用整帧数据做频偏估计精度更高,并满足卫星移动通信终端信号处理的要求。     

广义共轭余差法的通信避免算法

广义共轭余差法是一种用于求解非对称线性方程组的有效算法。为减少算法中的全局通信,首创性地提出了“通信避免的广义共轭余差法”,避免了迭代过程中的全局通信,使算法中的全局通信总次数降低了一个数量级,同时减少了约50%的计算量（计算量的具体减少比例与计算规模相关）。大规模测试中（最大16?384进程）,新算法最高达到了原算法3倍的运算速率。进一步分析表明,新算法在各种并行规模下的运算速率和可扩展性都优于原算法。在较小并行规模下,新算法的优势主要来源于计算量的减少。在较大并行规模下,新算法的优势主要来源于全局通信量的减少。     

一种改进的移动Agent主动通信算法*

在主动通信算法的基础上,采用检测法解决通信失效问题,提出一种改进算法,进一步降低了通信开销,提高了通信效率。     

Efficient indirect all-to-all personalized communication on rings and 2-D tori

All-to-All personalized communication is a basic communication operation in a parallel computing environment.There are a lot of results appearing in literature.All these communication algorithms can be divided into two kinds:direct communication algorithm and indirect communication algorthm.The optimal dircet all-to-all communication algorithm on rings and 2-D tori does exist.But,for indirect all-to-all communication algorithms,there is a gap between the time complexity of the already existing algorithm and the lower bound,In this paper an efficient indirect algorithm for all-to-all communication on rings and 2-D square tori with bidirection channels is presented.The algorithms is faster than any previous indirect algorithms.The main items of the time complexity of the algorithm is 2^2/8 and p^3/2/8 on rings and 2-D tori respectively,both reaching the theoretical lower bound,where p is the number of processors.     

一种新的用于分布式系统的恢复技术

本文提出了在总线型局部网络结构的分布式系统中，针对单节点机发生故障的情况下，以进程间的通讯关系来设置断点的方法，建立相应的进程通讯关系表，从而提出一种新颖的系统恢复算法。该算法的主要思想是：若某节点机发生故障，则该位置，以使进程通讯关系表恢复到一致状态。在本算法中，回郑时所要作废的通讯总次数最大为Ｕ－Ｕｑ１＋１，它的算法复杂度最大为：Ｏ。     

多级互连网中的归约通讯

归约通讯作为聚合通讯中的一类，是实现数值计算、进程控制的重要手段，在并行处理中应用很广泛。由于归约通讯中有多个源结点主动地发送消息，因此它具有与ｍｕｌｔｉｃａｓｔ通讯迥然不同的行为特点。此文即在对归约通讯的行为特点和通讯过程的分析基础上，结合作者于［６］中提出的ＳＢＭＴ广播算法，提出了针对归约通讯的ＲＳＢＴ路由算法，并进一步作出了性能分析。     

Distributed cooperative localization with lower communication path requirements

Free communication topology for cooperative localization cannot be guaranteed in real scenarios. A flexible distributed algorithm aiming at reducing communication path requirements is presented under EKF. In this algorithm, not all agents need to communicate with each other instantaneously for covariance update and it has no adverse effect on state update. We prove that the missed covariance update caused by communication absence can be exactly corrected when it is required. Additionally, we prove that this algorithm is adaptive to most available one-way communication topologies. The equivalent localization performance to free connection communication is achieved.