基于冲突避免的无线表决系统MAC协议设计

终端设备和收发基站的通信效率和稳定性在无线表决系统中是亟须解决的关键问题。由于单个无线信道同一时刻只能由一个设备使用,因此目前终端设备和收发基站的数据传输通常使用轮询的方式进行传输或者基于时分多址（TDMA）的方式共享信道。针对无线表决系统当前传输方式存在效率低、含有大量冗余数据包以及信道繁忙使得相邻信道间干扰较强导致容易丢包等缺点,基于LoRa设备的信道活动检测机制设计了一种三阶段冲突避免算法。结合可靠传输机制设计了无线表决系统的介质访问控制层（MAC）传输协议,以减少无线表决系统传输中的冗余数据,并提升传输效率以及稳定性。实验结果表明,基于该协议的无线表决系统的数据传输效率大幅提升,并且可以有效降低数据丢包带来的额外时间消耗。     

基于CSMA/CA的无线多跳网中干扰特征仿真

近年来,无线多跳网络快速发展,冲突干扰作为影响无线多跳网络性能的关键因素,越来越受到研究者的重视。针对网络中干扰节点的不同分布情况,采用随机点过程的模拟方式,重点研究了在载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议下,节点基于不同随机点过程分布的累积干扰特征;并搭建基于NS2的干扰仿真平台,模拟实际网络干扰分布特征。最后,将两者进行对比,发现基于随机点过程的干扰分布特征与实际网络干扰分布特征存在一定差异,并指出了存在差异的原因。     

基于演化博弈的干部管理问题

为研究干部管理问题,借助演化博弈理论,建立党政主要领导和其他班子成员博弈的支付矩阵,从动态的角度来考察党政主要领导和其他班子成员在完成工作时策略的演化过程,利用复制动态方程求得党政主要领导和其他班子成员博弈的演化稳定策略.最后通过对该模型进行数值仿真,对比分析了在选择策略初始人群比例,奖励分配和过失承担几方面发生变化时...     

基于演化博弈的蜜罐有效性机理证明

借鉴自然界生物演变进化过程中复制动态的思想,基于演化博弈对蜜罐技术的有效性机理进行研究,分析网络中攻防双方如何根据自身行动策略及支付函数进行演变,从而使博弈收益最大化。演化博弈从一种全新角度诠释了博弈均衡概念,不再是完全理性也非完全信息,为纳什均衡和均衡战略的选择演绎出新方法。演化博弈过程中,防御方是包括普通服务和蜜罐的混合系统,其对手是访问混合系统的恶意攻击者,双方构成了博弈参与者。混合网络系统可看作一个生态系统,而来访者则只有攻击者一个种群;混合系统持续为来访者提供服务,攻击者可选择访问或不访问。论文基于复制动态方程推理计算满足演化稳定策略的均衡点,并利用Matlab平台仿真验证博弈双方的策略演变趋势,从而在理论上证明了蜜罐技术的有效性机理。     

无线传感器网络中基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法研究

针对于在无线传感器网络中多个节点向Sink节点发送数据包造成的延时、丢包、碰撞检测、网络阻塞等问题,在802.15.4协议CSMA/CA算法的基础上提出了一种基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法(BVF-CSMA/CA)。该算法将贝叶斯估值得到的参数区间与CSMA/CA的碰撞检测机制相结合,使传感器节点发送的多数据包能正常与Sink节点实时通讯,采用这种算法减少了碰撞检测、节约了能耗、降低了网络通讯量、延长了网络的生命周期。本文通过使用NS2仿真工具模拟验证了该无线传感器网络的丢包率和能耗,实验结果表明,改进后的算法显著改善了这两个性能指标。     

基于IEEE802．15．4a标准的工业无线网络节点设计

针对工业自动化领域对无线数据通信的需求以及国内基于切普扩频技术(CSS)的无线短程网络研究太少的现状,从实际应用角度出发,设计了一种基于IEEE802.15.4a标准的工业无线短程网络节点,给出了硬件设计电路图和软件流程图.在所设计的硬件平台基础上,采用CSMA/CA的介质访问控制策略进行组网通信测试,在强电磁干扰的环境中所设计的无线节点能够稳定运行,实时性能满足设计要求,可将该无线节点应用于实际的无线工业现场.     

复杂网络上的演化博弈

主要介绍了近年来复杂网络上的演化博弈研究现状和研究方向．复杂网络理论的发展为描述博弈关系提供了系统且方便的框架，网络上的节点表示博弈个体，边代表与其邻居的博弈关系．介绍了经典演化博弈论中的演化稳定策略概念和复制动力学方程，以及二者的相互联系．介绍了混合均匀有限人口中随机演化动力学问题，并给出了与确定复制方程的相互转化关系．介绍了小世界、无标度等复杂网络上演化博弈的研究结论，给出了复杂网络上演化博弈论的未来发展方向．     

三方多策略式博弈系统的长期演化稳定均衡特性研究

演化博弈论(EGT)基于有限理性假设且更加贴近现实,近年来已在众多领域得到了初步应用.基于此,本文关注一类较为常见的三方多策略式演化博弈系统,尝试通过理论分析总结其长期演化稳定均衡(ESE)特性,并进行仿真验证研究.首先,研究了一般情形下的三方两策略对称与非对称演化博弈系统;然后,将其扩展到更复杂的三方三策略非对称演化博弈类型,并对其长期ESE特性进行了理论分析与动态仿真验证;进一步,对通用三方n-策略(n 1)非对称演化博弈的建模思路进行了阐述与总结,给出其收敛迭代的计算方法.研究过程中详细定义了各类演化博弈模型的相对净支付(RNP)参数.实验结果表明可通过一些外部因素适当调整RNP参数使各类系统朝着期望的长期ESE状态自发收敛.最后,进行了实例验证.本文研究模型、方法和所得结论具有一定普适性,旨在丰富EGT研究,尤其是三方多策略演化博弈问题研究,并为相关领域非完全理性人参与的行为决策问题研究提供一些思路和理论参考.     

基于演化博弈的无线传感器网络节能分簇路由算法

考虑到无线传感器网络中节点在冲突环境下决策时具有有限理性,近年来学者引入博弈论解决传感网分簇路由中自私节点的簇头选举问题。以往经典博弈分簇路由算法要求知道所有参与者行动的完全信息,并假设节点完全理性,这对于资源有限的传感器节点不切实际。本文提出了一种基于演化博弈论的无线传感器网络节能分簇路由算法(EECEG),通过演化博弈复制动态方程证明存在演化稳定策略(ESS)。算法将所有节点模拟为自私的博弈参与者,参与者可决策宣称自己成为簇头候选者(D)或不成为候选者(ND)。所有参与者根据自身剩余能量、邻居节点个数等因素自私决策,通过观察和模仿对手进行演化,直到收益均衡。实验结果表明,EECEG协议可有效延长网络生命周期,均衡节点间能耗,同时使数据传输更高效。     

面向联邦学习激励优化的演化博弈模型

针对联邦学习中参与者虚报训练成本导致激励不匹配的现象,提出了面向联邦学习激励优化的演化博弈模型.首先在联邦学习系统中建立了联邦参与者-联邦组织者演化博弈模型,设计模型质量评估算法对参与者提交的模型进行质量评估,去除低质量模型的同时量化参与者训练成本.然后结合信誉度指标提出优化的激励分配方法,通过求解演化博弈的稳定策略得到不同初始状态下的最优收益策略.最后仿真实验表明参与者激励收益方面,与平均分配法和个体收益分享法相比诚实参与者的收益提升了70%和57.4%,虚报参与者收益降低了65%和69.5%,策略选择方面,所提模型能合理选择收益策略.     

CSMA/CA在CSMA/TDMA混合网络中的性能分析

CSMA/CA机制与TDMA在同频段共存时会存在相互干扰,为评估混合网络中CSMA/CA的性能表现,将TDMA视为周期性的干扰提出改进的二维Markov分析模型,能够计算不同条件下的CSMA/CA饱和吞吐量,并通过仿真实验证明了模型的有效性。同时讨论了TDMA时隙分配方式对系统性能产生的影响,仿真结果表明时隙均匀分配方式能保证较低的时延和时延抖动,而连续分配方式能使CSMA/CA获得较高的吞吐量。提出将基于最低信道需求时间的阈值计算方法与吞吐量分析模型相结合,用于在不同应用场景下进行时隙分配方式的选择。     

减少无线自组网簇间通信冲突的MAC协议

多个无人飞行器编队在执行协同任务时,不但要保证编队间指挥和协同数据的优先传输,还要保证编队内的高速通信。为此,提出一种可减少无线自组网簇间通信冲突的MAC协议。该协议设计优先保证编队间关键数据传输的混合接入机制,编队间的通信均须经过簇首,簇首采用载波侦听多路存取接入方式。编队内可以直接通信,采用时分复用接入方式。对簇首节点分配2个相邻的子时隙,在簇间通信时发送相同的数据。双时隙的使用可以保证当某个簇向其他簇发送数据时,其他簇首的内部通信数据只影响第1个时隙发送的数据,而载波侦听则能使第2个时隙发送的数据不会与其他簇首产生内部通信冲突。仿真结果表明,该协议能有效减小簇内通信对簇间通信产生的干扰。提高通信成功率。     

有效减小时延的自适应p-坚持CSMA协议研究

针对一些对实时性要求较高而数据吞吐量不高的网络服务,提出一种有效减小时延的自适应p-坚持CSMA/CD协议算法。依据与网络性能相关的关键参数之间的关系,提炼出能有效反映网络负载的状态监测量,基于对监测量的联合判断结果,将网络分为轻负载、较轻负载、较重负载和重负载四种状态,并针对不同负载状态调整发送概率[p]和最大避退上限值[Bm]。通过对协议的时延、吞吐量和总线利用率进行仿真,与一般的p-坚持CSMA/CD协议相比,自适应p-坚持CSMA/CD协议能较有效降低时延、减小抖动。     

IEEE 802.15.4 MAC协议退避机制的改进

考虑节点移动且数据传输率不断变化对网络性能的影响,针对IEEE802.15.4提出了一种网络负荷概率判断和指数加权滑动平均(PJNL_EWMA) 的退避策略,在每次载波监听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）算法开始时采用网络负荷概率判断思想判定当前网络状况,然后通过指数加权滑动平均方法动态地调整退避指数。通过NS2的仿真结果表明：与IEEE802.15.4标准协议算法及MBS+EWMA算法相比,PJNL_EWMA算法不仅提高了网络吞吐量,同时还减小了数据包的丢包率和碰撞概率,提高了网络性能。     

随机接入移动无线传感器网络快速组网媒体访问控制

基于非时隙CSMA/CA随机接入机制的IEEE802.15.4MAC协议组网耗时过长,不能满足自组网实时通信应用需求。针对这一问题,分析了MAC组网流程中各步骤所耗时间,提出一种新的快速组网策略,采用预分配信道,将关联过程从间接传输简化为直接传输,改进CSMA/CA冲突避免机制以减少冲突。仿真实验和现场测试结果均表明,与IEEE 802.15.4协议相比,提出的快速组网策略使得信道冲突降低,组网时间更快,更符合实时通信需求。     

电力载波多联机空调通信系统的设计与开发

为了降低多联机空调系统的成本、简化安装工程,采用电力线载波通信技术构建了多联机空调的通信系统。首先根据系统控制的通信需求提出了基于窄带电力线通信技术的解决方案;然后主要从信道接入控制和组网控制两方面设计了包括物理层、介质访问控制（MAC）层、网络层和应用层的四层通信协议集,提出了基于载波侦听多路访问/冲突避让（CSMA/CA）设计思想的三种信道接入算法以及星型网络拓扑的组网算法;最后对11节点多联机空调系统进行了组网测试、正常通信测试和抗干扰测试。测试结果表明所提算法及方案能够满足多联机空调系统的实时控制要求,并具有较强的抗干扰能力;另外,所设计的通信协议具有开放性,可以根据需求进行修改,应用于智能家居等短距离无中继的实时控制领域。