基于802.11ah井下监测传感网的RAW重分组研究

现有的ZigBee、超宽带、WiFi等井下无线传感网通信技术或传输距离短,或传输速率较低,或覆盖范围与接入设备数量受限,而IEEE 802.11ah协议满足井下无线传感网对传输范围、功耗、网络容量、传输速率等的要求,可用于井下监测传感网传输周期性监测数据。针对802.11ah协议中MAC层标准限制接入窗口(RAW)机制在进行传感节点分组时不灵活、易导致组间负载不平衡的问题,提出了一种基于时延优化的RAW重分组方法:根据数据包预计传输时间对所有传感节点重新分组,通过3次分组来减少RAW组内节点碰撞、降低传输时延。为实现RAW重分组,提出了关联标识符(AID)分组重分配方法:采用部分传感节点断开关联的方式,按重分组后的RAW组分批次为节点重新分配AID,并将AID与节点MAC映射,从而减小RAW重分组时间开销,避免AID重分配过程中因数据无法传输而导致网络性能下降。仿真结果表明,随着井下监测传感网中传感节点增多,RAW重分组方法较标准RAW机制的网络时延更小、吞吐量更大、丢包率更低,且重分组过程对网络性能影响较小。     

基于服务拓扑切分机制的无线传感网虚拟映射算法

为解决无线传感网部署过程中存在资源调度困难、映射成功率较低及传输性能不佳等问题,提出了一种基于服务拓扑切分机制的无线传感网虚拟映射算法。首先,基于图论思想,构建了物理网络与虚拟网络的映射关系,将网络按能耗、带宽、时延等指标进行切分,再构建多约束评估机制,达到整合优化评估网络映射的效果。随后,将业务请求拆分为若干个拓扑服务片,对传输链路进行逐项映射,并结合时延最小化原则对链路匹配排序,将业务进行精准匹配并优化传输质量。依据节点能耗及节点剩余能量最优匹配原则,选取服务能力最佳的节点。最后,构建多参数评估机制,将带宽较高且时延较低的链路置于较高优先级别并进行匹配带宽映射,进而提高网络传输及服务承载性能。仿真实验表明,与常用的网络虚拟映射算法相比,所提算法具有更高的节点链路映射成功率和网络传输带宽,以及更低的节点能耗。     

智能交通系统的ZigBee拓扑结构设计与应用

根据交通系统的具体特点，提出了一种基于ZigBee和GPRS网络相结合的方法来实现城市交通干线的覆盖思路，给出了基于zigBee协议的链状拓扑结构无线通信网络实现方法。该方法可通过计算节点之间的RSSI值来实现智能报站和智能定位功能。     

基于ZigBee技术的智能停车场系统研究

针对当前城市中普遍存在的停车难及停车场管理不规范的问题,提出了一种基于ZigBee技术的智能停车场管理系统。该系统采用125kHz激励器唤醒载有2.4GHz高频电子标签以及语音播报模块的车载单元,结合红外线反射性传感器和CC2530实现停车定位,并通过ZigBee无线通信网络实现车辆和控制中心的交互,从而实现无障碍智能停车场管理。本方法比传统的停车场管理方式更加准确、便捷、高效。     

基于区块链的轻量化移动自组网认证方案

为了解决现有认证方式无法追踪恶意节点、集中式认证中心易受攻击的问题,基于区块链技术的去中心化、防篡改、可追溯特点,提出了一种分布式轻量化移动自组网认证方案。该方案包括对等网络建立、认证账本设计和共识机制选择,并分析讨论了智能合约的作用。在所提方案中,当给定对等节点之间最大传输时延τmax时,节点认证时间δ和网络规模Nt^all间的关系满足(Nt^all/3+1)τmax≤δ≤3(Nt^all+1)τmax.     

基于Mesh结构的海上无线局域网组网性能研究

为解决海上通信网络高带宽、自组织、强实时性等通信需求,在分析无线Mesh网络特点和组网结构的基础上,提出了一种将网状结构与无线局域网相结合的多跳组网模式。通过智能天线技术和空中中继平台增加网络覆盖范围,并利用OPNET对该网络结构进行仿真实现,结果表明,该网络结构在吞吐量、丢包率和时延等性能方面有着良好的表现。WAMesh网络可满足海上移动环境中高速率、低时延的传输要求,对Mesh网络在军事领域的深入研究具有一定的参考价值。     

基于发送时延自适应抖动的多信道MAC协议

为保障机载自组网中各类飞行器在执行情报侦察、态势感知等任务时业务的低时延、高可靠、大容量的需求,提出一种新的多信道媒质接入控制协议。该协议采用时延抖动算法并根据信道负载自适应动态调整抖动窗口,利用多信道机制,使协议在有效保障系统稳定吞吐量的同时降低分组接入时延。通过建立分组排队阶段的M/G/1/K模型及信道接入阶段抖动状态的二维马尔科夫链模型,得到任一时隙有分组接入信道的概率,最终推导出分组成功传输概率、端到端时延和系统吞吐量的数学表达式。仿真结果表明,该协议可满足机载自组网传输业务的性能需求,验证了所建模型和理论推导的正确性。     

区块链在车载自组网中的应用研究及展望

车载自组织网络(简称车载网)是一种由车辆节点和路侧节点(基础设施)构成的自组织网络,是智能交通(Intelligent Transport System,ITS)领域的核心技术之一。区块链的分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术可保证车载网中的安全性、可靠性,但是区块链的强一致性和链式结构特点无法满足车载网的两个主要特性,即车辆节点快速移动性和网络不稳定性。文中重点研究区块链在车辆节点移动性和网络不稳定性条件下的节点、存储、跨链、共识等技术特性,分析存在的问题并提出解决方法,最后展望区块链在车载网中的新应用及研究方向,为今后的研究提供参考。     

基于网络编码的多射频Mesh网组播时延建模与分析

网络编码在提高多射频无线Mesh网组播吞吐量的同时也增加了组播传输时延.针对该问题,在建模分析基于网络编码的多射频无线Mesh网组播传输时延特征的基础上,设计了平均组播传输时延(AMTD)的计算方法并给出时延整体优化方案.首先提出1个由双排队系统串联构成的多射频组播模型.其次,运用该模型对组播传输时延特征进行分析,通过计算每个排队系统平均等待时间之和给出AMTD计算公式,得到时延与各网络参数之间的量化关系.最后通过理论分析和仿真实验指明如何调整多个网络参数以优化平均组播传输时延.结果表明,网络状态确定时,同样的射频比例在不同网络编码体积下未必总是最优,应用提出的AMTD公式恰当调整射频用于收?发的比值,可以最优化平均组播传输时延.     

基于时分快传算法的信号采集研究

针对 ZigBee 无线传感器网络大都不考虑多信号采集实时传输应用的情况,提出一种针对多传感器信号无线实时传输的时分快传算法。该算法先对传感器信号进行统计分析以提取特征值,然后结合时分多址进行快传,完成多个传感器信号的实时传输功能;在 ZigBee 无线传感器网络中利用该算法可以实现多个传感器信号实时采集,并能在接收端恢复及监测信号。     

面向网络安全资源池的智能服务链系统设计与分析

传统网络安全架构通过将流量引导经过硬件形式的网络安全功能设备来保障网络安全,该架构由形式固定的硬件组成,导致网络安全区域部署形式单一,可扩展性较差,在面对网络安全事件时无法灵活地做出调整,难以满足未来网络的安全需求。面向网络安全资源池的智能服务链系统基于软件定义网络与网络功能虚拟化技术,能够有效解决上述问题。基于网络功能虚拟化技术新增虚拟形式的网络安全功能网元,结合已有的硬件网元构建虚实结合的网络安全资源池,并基于软件定义网络技术实现对连接网元的交换设备的灵活控制,从而构建可动态调节的网络安全服务链;基于安全日志检测与安全规则专家库实现对网络安全事件的检测与生成对应的响应方案,从而能够在面对网络安全事件时通过集中式控制的方式实现服务链的动态智能调节;对服务链的部署过程进行数学建模并设计了一种启发式的服务链优化编排算法,实现服务链的优化部署。通过搭建原型系统并进行实验,结果表明,所设计系统能够在面对安全事件时在秒级时间内完成安全事件的检测,并能够在分钟级时间内完成对安全服务链的自动调整,所设计的服务链优化部署算法能够将服务链对虚拟安全资源池中资源的占用降低 65%。所设计系统有望运用于园区与数据中心网络出口处的网络安全区域,简化该区域的运维并提高该区域的部署灵活度。     

一种ZigBee网络中基于优先级的CSMA/CA优化算法

本文针对ZigBee网络中的MAC层核心算法CSMA/CA不能区分业务优先级和在高网络负荷中性能较差的问题,提出了根据网络负荷设置竞争窗口的方法来确定网络中不同业务的优先级;同时,根据网络负荷来自适应调整算法中的退避指数,进一步优化网络性能.对网络模型进行了数学建模和分析,并且利用NS2软件建立仿真场景进行了网络仿真,仿真结果表明改进后的算法以较小的时延代价提高了网络吞吐量,并降低了丢包率,从而使网络整体性能得到优化.     

基于资源效用最大化的虚拟网络功能备份方法

针对网络功能虚拟化环境下组成服务功能链的虚拟网络功能故障所引起的网络服务故障问题,提出一种最大化资源效用的虚拟服务功能备份方法来提高网络可靠性。首先,对虚拟服务功能备份问题进行详细分析并建立了可靠性评估模型,提出了改进的备份机制,并证明了该机制与其他机制相比的优势;其次,对全网络设计了全局备份算法和备份选择策略来对相应的虚拟网络功能选取备份直到满足可靠性需求。仿真实验结果表明,与GREP方法、联合备份机制加上随机选择策略（JP+random selection）及双重共享式备份机制加上随机选择策略（DSP+random selection）相比,该方法在可靠性和资源利用率上取得了优异的性能,特别是服务功能链请求接受率提高18.8%~25%,资源效用利用率提高15%~20%。实验结果表明该方法能较为有效地利用资源来提升网络可靠性。     

An agent-based distributed computational experiment framework for virtual supply chain network development

This paper focuses on research on virtual supply chain networks instead of real supply chain networks by making use of agent technology and computational experiment method. However, the recent research is inefficient in computational experiment modeling and lack of a related methodological framework. This paper proposes an agent-based distributed computational experiment framework with in-depth study of material flow, information flow and time flow modeling in supply chain networks. In this framework, a matrix-based formal representation method for material flow, a task-centered representation method for information flow and an agent-based time synchronization mechanism for time flow are proposed to aid building a high quality computational experiment model for a multi-layer supply chain network. In order to conduct the model, a computational experiment architecture for virtual supply chain networks is proposed. In this architecture, coordination mechanisms among agents based on material flow, information flow and time flow as well as consistency check methods for computational experiment models are discussed. Finally, an implementation architecture of the framework is given and a case of virtual supply chain network is developed to illustrate the application of the framework. The computational experiment results of the case show that the proposed framework, not only feasible but correct, has sound advantages in virtual supply chain network development, computational experiment modeling and implementation.     

基于ZigBee和AODV协议的无线体域网性能仿真

作为无线传感器网络的一个重要分支,无线体域网以其巨大的应用前景,受到学术界和产业界的广泛关注。文章依据采集人体主要生理指标的传感器节点位置,采用ZigBee无线通信协议和AODV路由协议,构建了无线体域网人体模型;并通过无线网络主流仿真软件NS2仿真了基于ZigBee的无线体域网的数据传输时延和丢包率,探究了ZigBee协议对无线体域网的适用性。     

基于安全分级的网络切片备份与重映射方法研究

在未来5G核心网虚拟化环境中通用的X86服务器使攻击者容易发掘漏洞,底层网络也更易感染和传播病毒,进而造成单个物理节点失效问题,严重影响网络切片的服务性能。首先在现有节点备份和重映射应对方案基础上,考虑节点间的安全约束关系对网络安全性能的影响,提出网络切片中虚拟节点与物理节点的安全参数评估模型,建立虚拟节点与物理节点之间的安全约束关系;然后基于安全参数评估模型选出备份虚拟节点并设计备份映射方法;最后在满足网络时延要求下设计节点重映射机制。实验结果表明,所提方法能够在满足网络切片的服务性能要求下,显著提升网络的入侵容忍能力。     

基于无线传感网络的智能温室大棚监控系统

针对传统人工采集费时费力和有线监控布线复杂、维护困难的局限性,将传感器与ZigBee无线网络技术相结合,提出了无线传感网络的智能温室大棚监控系统的设计方案。该系统利用ZigBee技术实现对采集数据及信息的无线收发,通过公共网关接口CGI将数据和控制信息传送到互联网。操作人员可从远距离的PC机上实时查看数据、实施控制,从而实现了真正意义的远程监控。     

虚拟仿真技术在网络闭环控制中的应用

Internet上数据传输的不确定延时妨碍了远程被控对象和操作者之间迅捷而透明的交互,严重限制了网络远程控制系统的性能和应用。为了解决网络延时问题,提出一种基于虚拟仿真的网络三闭环控制结构。该方法依照开环系统实现闭环控制的思想,在客户端构造虚拟被控对象模型,使虚拟仿真系统与实际系统的运行状态相似甚至相同,同时又使操作者能依据虚拟仿真系统一端的运行情况决定下一步的控制指令,从而准确地对实际系统发出所需的控制指令,最终达到远程实时控制的目的。仿真结果证明了所提方法的有效性和可行性。     

网络功能虚拟化环境中大规模资源状态监测策略

在网络功能虚拟化（NFV）环境中,为了提高网络中基础设施资源利用率,高效动态部署服务功能链,编排管理域需要对网络中底层资源及虚拟网络功能状态进行实时监测,但实时监测会产生大量通信开销。提出了网络通信开销最小化的智能分布式监测策略,通过改进的标签传播算法智能划分子网并选择代理监测节点,实现了对资源和虚拟功能状态的高效监测,并使监测信息通信开销最小。仿真结果表明,所提监测策略使网络中监测信息通信开销降低约13%。图4 不同算法下子网节点数量方差图