微功率无线抄表系统中数据采集容错路由算法

低压用户的微功率无线抄表系统中各节点固定,节点故障时,现有的容错路由算法无法建立正确且最优的数据传输路径。以n×n的网格网络为研究对象,基于最短路径优先算法和深度优先搜索,提出一种数据采集容错路由算法,通过构造网络的数据传输通路拓扑图,避开错误节点并生成任意子节点到网关的数据传输路径。算法性能分析表明,该算法的时间复杂度低,实际工程中节点故障概率为0.01%时,能够满足实际工程需求。     

功率自适应调节WSN故障容错算法

提出一种基于功率自适应调节的故障容错算法来容忍网络的能量耗尽和随机故障,通过自动调节节点的发射功率来减小因节点间干扰而引起的通信链路故障.当节点的剩余能量低于阈值时,选择其邻居节点中剩余能量最大的节点并以最小功率来提供其相应服务以避免因节点能量耗尽而引起的节点失效故障。仿真测试结果表明,容错算法在收包率、故障恢复延时以及网络平均能耗方面具有较好的表现。     

基于可重构容错路由的片上网络负载均衡

基于内建自测技术,通过判断故障节点信息,提出了一种片上网络可重构容错路由优化算法。算法根据故障节点的位置在网络中设立判断点和有效转向点,以减少在重构环路上的负载,在完成路由容错优化的同时实现了负载均衡。在OPNET仿真平台上,采用均匀流量模式,对比了该算法与RRA算法在两种2D-mesh网络中的性能,实验结果表明,提出算法在平均时延和吞吐率方面具有显著优势,并且与5×5网络相比,7×7规模的NoC中随着网络注入率的增加延时优化愈加明显。     

一种分布式并行服务器节点故障检测算法

故障检测技术是实现分布式并行服务器容错的基础。为了尽可能减小故障检测算法对系统通信开销的增加,寄生式自适应故障检测算法被提了出来。该算法依靠系统内部固有的信息交换进行故障检测,而通过自回归AR模型预测消息的传输时间和处理时间,并以此自动调整故障检测的阈值,达到自适应系统运行状况的目的,最后通过伪代码的形式描述了该算法的实现。该算法已被应用于分布式并行数据库系统DPSQL,较好地实现了节点故障检测。     

基于节点感知信任度模型的无线传感网络事件检测方法

事件区域检测是无线传感器网络在复杂环境感知中的一项重要应用,然而节点受到环境中多种不确定性因素(如温度、湿度、硬件条件等)的影响导致其感知数据出现错误,降低了节点对事件检测的准确度. 根据邻近节点之间的感知信息存在一定的空间相关性,提出一种基于网络拓扑的节点感知信任度模型,在此基础上每个节点将自身感知信息与邻居节点交换信息相结合,建立贝叶斯事件检测容错模型,计算事件发生的预测概率,同时确定事件发生的最优阈值,节点根据概率预测结果与最优阈值相比较对事件发生做最终决策. 仿真结果表明,与典型的贝叶斯最优阈值容错算法相比,在节点故障率为25%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由65%提高到78%;而在节点故障率为30%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由50%提高到70%,体现出了良好的容错性能.     

2D-Mesh结构片上网络无虚通道容错路由算法

为了解决单故障节点情况下片上网络的无虚通道容错通信问题,提出一种新的片上网络容错路由算法．该算法在已有算法绕行思想的基础上,首先利用内建自测试机制获取故障节点的位置信息,再通过辅助节点来优化数据的绕行策略,达到了均衡故障节点周围链路负载并减少部分数据的绕行距离的目的．针对8×8 2D-Mesh网络的仿真结果表明,与Zhang's算法和Chen's算法相比,采用本文算法后网络的饱和注入率分别提高了3.13%和21.77%,在注入率为0.09时网络的通信功耗分别降低了3.40%和5.57%．     

小卫星执行机构故障鲁棒容错姿态跟踪控制

针对小卫星在轨运行中存在干扰力矩与执行器故障姿态跟踪控制问题,提出一种反步自适应滑模变结构鲁棒容错控制方法.将反步控制和滑模变结构控制相结合,利用自适应算法估计执行器故障失效因子最小值、偏差型故障最大值和干扰值,在不进行故障检测和分离情况下,实现系统的容错控制和干扰抑制.基于Lyapunov方法从理论上证明系统的稳定性.将该方法用于小卫星的状态跟踪控制,仿真结果表明,控制器对部分失效和偏差型故障具有较强的容错能力和鲁棒性.     

超立方体中基于极大安全链路矩阵的容错路由

超立方体网络拓扑结构是多处理机系统中常见的一种.随着多处理机系统规模的增大,系统出现链路与结点故障的概率也随之增大.针对超立方体结构的多处理机系统中存在链路故障的情况,提出了用于最优通路记录的极大安全链路矩阵(maximum safety-link matrices,MSLMs)这一概念,给出了一种建立MSLMs及其容错路由算法.通过n-1轮邻结点的信息交换,用矩阵的形式记录最优通路;与已有的容错路由算法相比,极大安全链路矩阵解决了如何用矩阵的形式来记录最多最优通路数的问题.     

AS关系快速推断算法

准确的AS商业关系有助于深入研究因特网的结构及其网络行为,通常只能利用推断来获取AS关系。该文概述了几种AS关系推断算法,分析了各种方法的优缺点。定义了一种基于选路行为表征AS节点传输能力的新测度。该测度比节点度更适于描述AS节点在传输能力上的等级。基于该测度提出了一种快速推断算法,该算法通过比较节点的等级来推断AS关系。试验结果显示该算法与Dimitropolous算法在推断结果上具有良好的一致性,能够快速有效地推断基本AS关系。     

诊断算法在混合动力汽车能量管理策略中的集成开发

在混合动力汽车前期开发的能量管理策略的基础上,提出了一套基于混合动力汽车能量管理策略的诊断算法集成方案。该方案在能量管理策略的基本架构中分别集成故障检测、故障确认、故障识别、部件故障等级划分和容错控制。为验证该方案的有效性,基于Cruise软件平台下搭建整车模型,同时在Matlab/Simulink中搭建系统算法进行仿真实验。硬件在环仿真结果表明,本文集成方案实现了能量管理策略与故障诊断算法的无缝连接,在有效检测故障的同时实施相应的容错控制。     

一种新的输入缓存Clos结构及其路由/调度算法

提出了一种新的Clos网络结构MmM,其中所有交换单元都采用输入缓存,因此适合在高速交换网络中实现.针对MmM结构,提出了分布式路由及调度算法,利用中间级交换单元向第一级交换单元提供的反馈信息为分组选路,可以较好地在中间级均衡交换网络内部的负载,减小输出端口的冲突.仿真结果表明,采用分布式路由及调度算法的MmM结构可以获得比采用并行循环分派算法的MSM结构更好的性能.     

采用网络分割的OBS网络故障监测机制

提出了一种基于网络分割策略的圈覆盖光突发交换网络的故障监测机制,采用网络分割策略,大型的光突发交换网络被分割成便于故障管理的带有中心节点的环形子网或扇形子网,在每个子网内分别执行圈覆盖算法进行故障监测.计算和统计结果表明,该故障监测机制对于节点平均连通度大于3的网络具备网络开销小、故障定位率低等特点.     

面向连接的Ad hoc网络多径路由协议

为了在Ad hoc网络中提供面向连接的服务,结合MPLS技术中标签交换路径面向连接的特性和多径路由的特点,提出了一种基于标签交换的Ad hoc网络多径路由(LSMR)协议。在源节点和目的节点间按需建立多条没有交叉节点的标签交换路径,使得数据包的转发完全在链路层完成,不需网络层的介入,加快了转发速度。仿真结果表明,LSMR协议比AODV协议能够降低端到端时延和路由负载,提高数据包的投递率。     

直接互连结构在数据交换中的应用分析

研究了直接互连结构DIN应用到数据交换中存在的问题。针对数据交换应用特性,对DIN中的吞吐量、时延、路由算法和死锁解决策略进行了分析。研究表明,DIN中的理想吞吐量与结构规模的倒数成正比。把DIN应用到数据交换结构中,源路由表技术和最短路径算法更适合,采用死锁恢复机制能更好的利用系统资源。     

基于Rough set理论的无线传感器网络节点故障

提出了一种无线传感器网络（WSN）节点故障诊断的新方法，首先基于粗糙集理论中改进的可辨识矩阵算法得到故障诊断决策的属性约简；然后通过属性匹配的故障分类算法，建立一套WSN节点故障诊断方法，对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位. 仿真实验表明，该方法在WSN节点故障诊断时通信代价小、能量消耗低、诊断准确率高，因而具有在能量有限的WSN节点中应用的可能性.     

基于节点能力模型的容迟网络路由算法

针对容迟网络高延迟、间歇性连接、节点频繁移动、能量和缓存资源受限等本质特点,提出一种基于节点能力模型的容迟网络路由算法CM-RSD.该算法将基于节点活跃度和可用能量比的能力模型和多副本限额转发策略相结合,使消息副本向递交能力更强的节点扩散,从而提高消息递交的成功率,同时实现对资源开销的控制.此外,CM-RSD在选择中继节点时,还充分考虑了节点的能量状态,以避免消息副本向能量不足的节点扩散,从而有效保障网络节点的存活率.仿真实验表明,无论是节点密度、副本配额,还是节点移动模型的影响,CM-RSD算法在消息递交成功率、资源消耗、递交延时、能量消耗、扩展性等方面都表现出了良好的性能.     

基于簇头冗余的无线传感器网络可靠性研究

为了提高工业无线传感器网络的可靠性和可用性,使其能够长期自治地正常工作,提出了基于簇头冗余的工业无线传感器网络分簇路由算法.当工作簇头能量不足时,将主动切换到冗余簇头工作状态. 冗余簇头通过冗余测试结果判断工作簇头是否发生故障并接管工作簇头的数据转发任务.当边际节点不能与本簇簇头通信时,将利用备份簇头进行数据转发.对于不能与任何簇头直接通信的孤立节点,采用基于概率模型的多跳路由机制进行数据转发.为了降低功耗,该算法将冗余簇头设置为轻度睡眠状态,当冗余测试周期到来时,关闭射频前端器件.利用自行研制的节点,组建了实验系统,完成了簇头冗余切换、边际节点通信和孤立节点路由恢复的实验.实验结果表明该分簇路由算法具有较高的可靠性.     

构建移动互联网的新IP体系研究

传统的基于IEFT RFC2002的Mobile IP协议及其后续版本RFC3344、RFC3775都无法从根本上彻底解决＂三角路由＂和切换延时问题。本文从网络层的协议框架出发,构建一种支持移动网络环境的新移动IP地址方案,并采用基于门限值的软切换技术,可以很好地解决＂三角路由＂和跨区漫游的延时问题。这一新框架下的细节问题还有待进一步探索和研究,本文仅从移动节点跨区直达路由和无缝切换问题上进行分析。