基于k连通的拓扑算法GKETA

主要研究了无线传感器网络的k连通拓扑控制问题。提出了一种新的基于k连通控制的拓扑算法GKETA,首先通过二元二次非线形回归法找到网络节点个数N,节点发射半径R,和连通度k之间的关系,通过最大发射功率构建初始k连通图。通过对算法的分析及大量比较实验,验证了GKETA算法在拓扑控制的冗余度和连通度上由于其k连通算法,节约了节点能量,具有更强的网络容错能力。     

基于非对称有向网络的拓扑抽象算法研究

网络规模的扩大导致了路由可扩展性的下降,因此未来的网络将向着分层多域的层次路由体系结构发展.在层次路由中,每个路由域通过拓扑抽象算法对内部拓扑进行汇聚并广播给外部节点,拓扑抽象算法将直接影响到网络的路由性能.本文提出了一种用于非对称有向网络的新型拓扑抽象算法——SHEF算法,该算法结合了面向源的拓扑抽象方法和最小生成树的概念,基于重边优先的准则对非对称的有向网络进行拓扑抽象和汇聚.仿真结果证明,该算法的权值偏差比传统方法减少了75%,较好地解决了路由信息复杂度和准确性之间的矛盾,具有良好的路由性能.     

基于多簇点简化的K容错能量均衡拓扑控制方案

针对异构监测传感器网络结构,设计了一个容错拓扑控制方案,在可以减少网络冗余的同时,兼顾了网络的稳定性,并且保证生成拓扑具有最小的能量消耗。该方案首先将异构监测传感器网络简化为同构传感器网络以简化计算,然后根据节点的位置信息,建立各监测节点到簇节点的能量消耗最小,并且可以保证K容错的K连通子图。该方案在保证传感器网络K连通的前提下,可以最大限度减少传感器网络中的冗余路径,且可以较好地均衡无线传感器网络能耗,延长网络生命周期。     

弹性拓扑控制技术研究

为了提高无线自组织网络的鲁棒性,针对现有的拓扑控制技术不能解决网络中一个信道被干扰且多个节点同时失效而造成的网络分割问题,提出了一种弹性可重构的二信道连通且k点连通的分布式拓扑控制方法,该方法可根据网络环境的变化动态改变网络的拓扑结构,实现在网络任意一个信道被干扰的情况下仍能维持k点连通。仿真结果表明,相比于现有的拓扑控制算法,所提方法不仅能够增强网络的鲁棒性,还能降低节点能耗,延长网络生存期。     

多域光网络中的动态RWA算法研究

随着光网络规模的不断增大,下一代智能光网络将被划分为多个路由域进行分布式管理.由于在这种具有分布式特点的多域光网络中,每个路由域只了解本地子网内的拓扑和资源信息,因此以往光网络中已有的基于全网信息的动态RWA算法将不在有效.文章首先分析了多域光网络中的动态RWA问题,然后针对多域网的特点对已有的RWA算法进行了修改,并在给定的多域光网络模型中对该算法进行了仿真研究.结果表明:在多域网络环境下,以往的动态RWA算法急需改进.     

一种基于结构化备份子图的路由系统失效恢复方法

鉴于当前路由系统失效恢复未能有效解决备份拓扑存储代价、冗余恢复能力以及自治域利益保护等问题，该文在致瘫攻击易造成网络级联失效的背景下提出一种基于结构化备份子图的失效恢复方法3R(Robust Route Recovery)。首先，设计拓扑关键点和重要邻接点生成算法，满足了备份子图基数小、增长率低的实际存储需求，且具备同一子图内多点冗余恢复特性；其次，为充分考量自治域利益诉求，设计基于流量权重的相邻链路排序算法，折中路由失效恢复与私有路由策略的双重需求；在此基础上，利用多次迭代生成各冗余恢复集合的备份子图。实验结果证实了方法的有效性。     

传感器网络中基于模拟退火算法的拓扑控制方案

为了研究符合网络生命期目标要求的传感器网络拓扑控制方案,针对传统方案所获拓扑的连通冗余度过高或结构健壮性较低等弊端,从理论上对拓扑需求进行了建模分析,最终转化模型为度约束最小生成树问题,并设计了一种模拟退火算法对该问题进行处理,进而提出了一种基于模拟退火算法的拓扑控制方案。通过实验对方案进行了性能分析和验证,结果表明该方案所获拓扑具有网络整体功耗低、结构健壮性高和节点间通信干扰可控的折衷特点,并能够有效地延长传感器网络生命期。     

基于空间位置和场景的Ad Hoc路由协议

在移动Ad Hoc网络中,基于拓扑的路由易发生链路断开,基于地理位置的路由易产生拓扑洞,这都会大大降质路由算法的性能,甚至会出现路由失败的问题.为此文中提出了基于空间位置和场景的Ad Hoc路由协议.该协议算法采用构建空间模型,将场景知识引入路由过程的方法,通过在路由前规避拓扑洞来改善和提高路由性能.仿真结果表明在网络连通度适当的条件下,新的路由协议算法可行和有效的.     

基于快速成型技术的轮廓线快速生成算法

散乱点云数据由于其海量及无拓扑关系等特点,难以直接提取特征线。采用基于快速成型技术提取点云轮廓线算法,首先对点云进行分层,将分层切片内的点云投影到切片平面上,转化为网格图像,采用直线段结构判断连通性,从而生成轮廓线。直线段判断建立连通链表,可快速生成轮廓线,有效解决多连通域问题;网格内点云压缩解决了数据冗余、分布不均匀等问题。实验表明该算法能快速有效生成轮廓线。     

面向地理空间的网络拓扑结构特征分析

互联网拓扑反映了网络元素之间的连接情况和连通特性，是网络空间地图的重要组成部分，受到了网络空间测绘领域相关研究的重点关注。然而，当前的网络拓扑测绘工作主要从网络层面构建拓扑刻画模型，再利用IP定位信息将其映射到地理信息系统（Geographical Information System,GIS）底图上，对地理区域之间的路由关系和连通特征关注甚少。为此，基于IP接口级拓扑构建了面向地理空间的网络拓扑模型，提出度量参数对国家/地区间的路由关系和连通特征进行分析，发现在全球互联网中发挥关键作用的地理区域，为全面掌握各国家/地区在网络空间的整体连通特性提供支撑。     

CLTC: a cluster-based topology control for ad hoc networks

The topology of an ad hoc network has a significant impact on its performance in that a dense topology may induce high interference and low capacity, while a sparse topology is vulnerable to link failure and network partitioning. Topology control aims to maintain a topology that optimizes network performance while minimizing energy consumption. Existing topology control algorithms utilize either a purely centralized or a purely distributed approach. A centralized approach, although able to achieve strong connectivity (k-connectivity for k /spl ges/ 2), suffers from scalability problems. In contrast, a distributed approach, although scalable, lacks strong connectivity guarantees. We propose a hybrid topology control framework, cluster-based topology control (CLTC) that achieves both scalability and strong connectivity. By varying the algorithms utilized in each of the three phases of the framework, a variety of optimization objectives and topological properties can be achieved. In this paper, we present the CLTC framework; describe topology control algorithms based on CLTC and prove that k-connectivity is achieved using those algorithms; analyze the message complexity of an implementation of CLTC, namely, CLTC-A, and present simulation studies that evaluate the effectiveness of CLTC-A for a range of networks.     

面向动态拓扑网络的深度强化学习路由技术

针对现有智能路由技术无法适用于动态拓扑的不足,提出了一种面向动态拓扑的深度强化学习智能路由技术,通过使用图神经网络近似PPO(Proximal Policy Optimization)强化学习算法中的策略函数与值函数、策略函数输出所有链路的权值、基于链路权值计算最小成本路径的方法,实现了路由智能体对不同网络拓扑的泛化....     

战术认知无线电网络架构设计

认知无线电技术具有智能电磁频谱感知、干扰避免和动态频谱接入的能力,因此利用认知无线电技术可以提升战术网络的性能.由于战术作战的复杂性,需要建立适用于战术任务的认知无线电架构.首先分析了战术通信的特点和认知无线电技术在战术网络中的运用,以及目前国外战术认知无线网络的建设情况.结合战术通信网络移动性高、电磁对抗复杂的特点,利用对抗环境下的战术网络结构和模型,提出了分层的战术认知无线电网络结构以及面向作战任务的网络管理方法,形成拓扑结构分层次、管理运行分阶段的网络架构.该网络架构均衡考虑了网络的灵活性和稳定性,适用于动态变化的战术网络,为认知无线电在战术通信中的技术应用和网络设计提供了参考.     

无线传感器网络自适应功率控制策略

无线传感器网络功率控制技术对于网络的拓扑连通、能量效率、网络容量、吞吐量、实时性等性能均有显著影响,是其实用化的重要支撑技术。该文提出了一种适用于无线传感器网络的自适应功率控制策略APCS(Adaptive Power Control Strategy),该策略是只需要局部信息的分布式算法,通过调整路径损耗指数和功率控制参数可以获得性能极佳的目标拓扑,并能满足实时性和容错能力要求较高的应用场景。另外,该算法还采用了动态功率调整以保持网络的连通性,延长网络的生命周期。仿真结果证实了所提方法的有效性。     

无线传感器网络中的最优感知节点分布及分布优化算法

无线传感器网络中，感知节点的合理分布以及网络拓扑的动态调整对于更加有效地进行信息收集以及提高网络的生存期限都具有重要的作用。为此，针对传感器网络的初始规划提出了一种基于遗传算法的最优分布。仿真结果表明，算法能够针对特定的目标区域获得较好的节点分布。在最佳分布的基础上，结合传感器网络的拓扑管理和节点定位，引入了一种有效的传感器网络拓扑和节点分布优化方法，为传感器网络的拓扑性能管理提供了有效的算法保证。     

一种新型动态流量疏导策略

在WDM光网络中业务流量疏导能够有效地降低网络建设成本.为了疏导网络中的动态业务,提出动态业务流量的可重构疏导方案,并给出相应快速在线算法.此算法通过动态调整网络的虚拟拓扑结构,可使网络适应各种动态业务.计算机模拟结果表明,该算法能得到较优的疏导结果.     

一种新的大规模网络主动预警方法

网络的全球化发展决定网络安全向整体性和动态性发展,互联网的分散管理机制使得监控管理域外的网络安全状态变得非常困难.本文基于网络透视技术,提出一种新的大规模网络主动预警方法,可以对无控制权的网络进行实时监控和主动预警.当网络发生异常行为时,能够准确检测异常来源,缩小异常定位范围,对于大规模网络异常行为的检测和预防具有重要现实意义.以中国教育网拓扑结构为背景的仿真实验表明,该方法有效,对网络安全具有重要的研究意义和实用价值.     

移动Ad Hoc网络中TCP性能的分析和改进

分别采用静态链状拓扑和动态网络拓扑,通过仿真分析和比较了不同TCP版本在移动AdHoc网络中的性能。文中还提出了一种改进的选择性应答算法(SSACK),以解决移动AdHoc网络中由于高丢包率和路由重建引起的TCP接收窗的"缺口(gap)"问题。仿真结果显示,改进的SSACK算法在一定程度上改善了移动AdHoc网络中的TCP性能。     

具有路径能耗优化特性的WSN无标度容错拓扑控制算法

针对数据传输型的大规模无线传感网络中路径能量损耗问题,建立在多跳模式下的网络路径能耗优化模型,得出可以使网络通信能耗最小的节点度取值规律。依据节点度的最优取值,通过控制网络平均节点度的适应度模型来构建网络拓扑,提出一种具有路径能耗优化特性的无标度容错拓扑控制算法EETA(energy efficiency topology algorithm)。动态性能分析表明,由该算法生成的网络拓扑,其节点的度分布服从幂律,具有无标度拓扑的强容错能力。仿真实验结果显示,该算法同时也降低了网络路径能量消耗,具有路径节能性。     

Detecting and connecting disjoint sub-networks in wireless sensor and actor networks

Wireless sensor and actor networks (WSANs) can be considered as a combination of a sensor network and an actor network in which powerful and mobile actor nodes can perform application specific actions based on the received data from the sensors. As most of these actions are performed collaboratively among the actors, inter-actor connectivity is one of the desirable features of WSANs. In this paper, we propose a novel distributed algorithm for establishing a connected inter-actor network topology. Considering initially disjoint sets of actors, our algorithm first initiates a search process by using the underlying sensor network in order to detect the possible sub-networks of actors in the region. After these sub-networks are detected, our algorithm pursues a coordinated actor movement in order to connect the sub-networks and thus achieve inter-actor connectivity for all the actors. This coordinated movement approach exploits the minimum connected dominating set of each sub-network when picking the appropriate actor to move so that the connectivity of each sub-network is not violated. In addition, the approach strives to minimize the total travel distance of actors and the messaging cost on both sensors and actors in order to extend the lifetime of WSAN. We analytically study the performance of our algorithm. Extensive simulation experiments validate the analytical results and confirm the effectiveness of our approach.