基于动力学特性水声传感网随机游走容错机制

水下传感器节点能量有限、复杂海洋环境影响网络性能下降等因素,制约了水声传感器网络在海洋资源开发、海洋监测等方面的应用推广。为解决水声传感器网络的数据传输负载不均衡、容错能力低等问题,刻画水声传感器网络传播动力学特性,分析复杂海洋环境中传感器节点失效原因,建立了簇结构网络演化模型,提出了一种随机游走容错机制,以提高水声传感器网络容错性和延长其生命周期。仿真实验验证了该模型的合理性和有效性,实验结果表明该机制能揭示水下传感器网络中存在的普遍动力学特性和规律。     

基于NS2的水声通信信道的扩展与仿真

研究水下信道通信优化问题,由于水下传感器网络在海洋数据采集有广泛的应用。水声信道具有高延迟、低带宽等复杂特点,影响信道通信质量。传统信道模型对网络仿真的效果比较差。为解决上述问题,对水声信道进行了建模,考虑了实际环境中各类噪声以及水温、盐度等因素对声信号传播的影响,并结合NS2进行了水声通信信道的扩展,最后在水声通信信道的基础上建立了一个多节点环境,对水声信道模型与实际水下环境的相似程度采用上述模型进行了仿真。仿真结果验证了信道模型的合理性,并反映出了水下环境中网络通信效果良好。     

水声传感器网络节点自适应加权定位算法

对水声传感器网络节点定位进行研究,针对水声传感器网络节点间测距精度不高的问题,提出一种水声传感器网络节点自适应加权定位算法。考虑到水声传感器网络节点间的测距误差随着节点间距离的增大而增大,算法改进了锚节点选择机制,并且对不同锚节点在定位测度中的权重进行加权,改进定位测度,提高了测距信息的利用效率。仿真实验表明该算法提高了节点定位精度。     

无线传感器网络仿真系统的设计与实现

无线传感器网络是一个新兴领域,其面向应用的特点使其区别于现有的通信网络.为有效和快捷地展开无线传感器网络的研究,在离散事件仿真原理和面向对象技术的基础上,该文提出一个无线传感器网络仿真系统,从系统结构框架、类的设计及软件模型、仿真机制方面多层次多角度地对该系统进行了描述,并采用C＋＋和Matlab编程语言予以实现.该系统具有开放式、模块化、易扩展的特点,它的设计和实现对于推动无线传感器网络技术的研究有着积极的意义.     

水声通信网络信道仿真研究

根据海洋环境下水声信道的特性,提出一个面向水声通信网络信道的仿真框架,其中包括传播延迟、接收功率、背景噪声、干扰噪声、信噪比与误码率等若干模型,并以一个典型的水声网络仿真场景为例,给出了部分仿真试验结果.     

水声传感器网络基于深度信息的安全路由协议

水声传感器网络（Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs）具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议相对较为节能,安全性分析表明该算法能够有效保证节点身份、路由和数据等关键信息的私密性,利用NS2网络仿真软件对路由协议的时延、能耗和数据包交付率进行了仿真,仿真结果表明该安全路由协议能适用于水声传感器网络中。     

面向海洋监测的水声传感器网络节点定位算法

为解决面向海洋监测应用的大规模水声传感器网络的节点定位问题,首先,采用整数线性规划理论,提出了多目标约束的水面网关优化部署策略;其次,针对水声传感器网络不同节点的特点,设计不同的定位方案,提出了有预测性的水声传感器网络节点部署算法。仿真实验验证了该方法的可行性与有效性,结果表明,该算法能明显提升节点的定位范围,降低通信能耗,减小定位误差,为水声传感器网络的海洋大规模部署提供相应技术指导。     

多水下机器人水声网络仿真框架设计

为了满足多水下机器人系统的仿真需求,根据水声信道和水声通信机模型,设计了一个基于局域网的水声网络通信协议仿真框架。该框架能够为分布式交互的水下机器人网络提供一个共享的虚拟水声信道,模拟通信协议在多个水下机器人节点上的运行情况。最后给出的是一个典型网络拓扑下ALOHA协议的仿真结果。     

作战仿真中水声传感器的建模与集成

在水声传感器问题的研究中,由于受到海洋水文的影响,水声传感器作战用建模与集成构建海军作战仿真环境.根据传感器优质因数(FOM)与作用距离的关系,提出了利用实测海洋水文数据估算作用距离的方法,引入了相对信号强度(RS)的概念,分析了目标发现等级和RS序列间的内在联系,建立起目标探测过程模型.在VR-Forces平台上实现了水声传感器仿真,实现在作战模拟系统中构建了水声传感器系统,并进行仿真.结果证明町为战役和合同战术层次作战提供了参考依据.     

多分辨率建模技术在无线传感器网络仿真中的应用

由于无线传感器网络具有超大规模、与环境耦合紧密等特点,物理实验不可避免受到限制,仿真建模因此成为重要的研究手段.多分辨率建模作为复杂系统分布式仿真的关键技术,能够很好地满足无线传感器网络的仿真需要.本文简述了多分辨率建模相关的理论与技术,对其在无线传感器网络仿真研究中的应用意义做了分析,并且基于多分辨率建模方法提出了一种新的传感器网络仿真框架,最后通过仿真试验论证了新框架的可行性.     

基于复合AUVs的水声传感网拓扑优化机制

为提高网络拓扑的健壮性和自适应性, 基于拓扑重构思想提出基于复合自主式水下航行器的水声传感网拓扑智能优化机制来提高网络的连通性; 进一步, 在发现水声传感网拓扑结构形成的内在规律的基础上, 提出三角淡化关键节点网络拓扑优化方法, 该方法有助于提高网络抗毁再生能力. 最后通过仿真实验对比分析验证了所提出机制的有效性, 实验结果表明, 在牺牲约8.5\%覆盖度的条件下, 抗毁性能提高约50\%.     

水声传感器网络节点定位技术综述

在水声传感器网络的应用中,只有当传感器节点的位置已知,获得的信息才具有意义.因此,节点定位技术是水声传感器网络研究的一个重点和热点.首先分析了在水声环境中的传感器网络节点定位技术的特点;在此基础上分类介绍了距离无关定位算法和距离相关定位算法,其中重点阐述和分析了距离相关算法的测距技术、基于固定锚节点算法和基于移动锚节点算法;最后总结并展望了水声传感器网络节点定位技术的发展与研究方向.     

水声信道容延容断网络系统设计与实现

水声通信传感器网络是实现海洋环境监测的重要手段,但由于水声信道存在长时延、易中断特性,为传感器网络的设计和应用带来巨大挑战。设计了一个容延容断网络系统用于实现监测节点间的通信及组网功能。针对监测数据的不定时传输需求,设计的同步方式可准确实现数据帧检测;针对水声信道特点,对网络体系各层级进行设计与实现以适用于水下环境。实验结果表明,系统在1 km处误码率低于[10-3]并能够实现网络自组织,可应用于实际水下监测环境中。     

数字仿真中的软件平台,应用框架和体系结构

在数字仿真中,仿真软件平台、仿真应用框架和体系结构,其应用相当广泛,且占据支撑性软件的重要位置.体系结构有关全局,仿真应用框架乃是通用的应用程序框架,仿真软件平台支持仿真运行.在数字仿真中,它们对用户开发应用程序都将给予大大的便利.其中有专业性和通用性两大类型,且专业性软件比通用性软件要多得多,这是因为实现专业领域内的统一总归比实现多学科统一要容易得多.值此数字仿真规范化,首先从术语开始之际,把它们归纳总结一下,对于学习和研发数字仿真软件都会有所帮助.     

信号与系统仿真通用框架的设计与实现

本文提出了信号与系统仿真的一个通用框架,该框架充分考虑了系统的可扩展性和可重用性,并用几个Java类对核心模块的一些关键算法进行了设计和封装。然后设计了采样定理仿真的实例。仿真结果表明,在这个框架的基础上实现的信号与系统仿真结构清晰,简单易行,效果显著。最后,进一步说明了框架的应用。     

A context-based object-oriented application framework for discrete event simulation

Applying object-oriented programming (OOP) to construct simulation programs has gained momentum in the research community. Major research efforts involved with object-oriented paradigm adopted in discrete-event simulation are reviewed in this paper, along with a simulation application framework proposed which provides special reusability mechanisms. This object-oriented simulation framework consists of three object elements, that is, model, service and scheduler. The relations and interactions among these elements are also demonstrated. In addition, the abstraction of a model under such a framework is reached by a special concept and implementation, referred to as the simulation context. Each simulation context is used to model a component sub-system, e.g. the control or physical flows of a manufacturing system. A practical system, CSIMT+ +, is also developed to validate the feasibility of such a simulation application framework. Furthermore, various forms of application models based on this framework are also illustrated.     

A simulation framework for crisis management: Design and use

A perennial simulation framework is proposed within the domain of crisis management simulation. Motivated by a need for establishing information superiority through decision-support analysis, the framework is designed to use symbiotic simulation and is also suitable for the hindsight and foresight studies that drive crisis-related preparedness exercises. The framework provides a novel feature of incorporating Human in the Loop simulations using virtual reality as a part of the symbiotic simulation. We coin the term perennial simulation to refer to our framework being enduring (the simulation working symbiotically with the real system), and recurring (performing “what-if?” simulations and continually providing feedback to the real system).Three case studies examine the application of the framework to crisis-related scenarios. The framework is shown to be useful and capable of dealing with crisis situations and adding value to existing expert advice, forming a symbiotic feedback loop that aids crisis management.