多目标融合势博弈无线自组网络拓扑控制算法

针对基于博弈论的无线自组网络拓扑控制算法存在个别"瓶颈节点"负载不均衡、冗余链路多、生存时间短的问题,提出了一种多目标融合的网络拓扑控制算法。首先通过分析网络的连通性、节点发射功率、剩余能量、节点度、链路质量和链路长度对节点负载的影响,设计了一种改进的综合效用函数;建立多目标融合的网络拓扑控制势博弈模型,并证明该模型是序数势博弈且存在纳什均衡解;在维持网络k-连通的基础上,再采用最小路集算法对博弈后的网络拓扑链路进行优化,剔除冗余链路。仿真实验及对比分析结果表明,所提算法在保证网络连通性的前提下,实现了网络负载均衡,消除了冗余链路,生存时间相较于分布式能耗均衡拓扑控制算法、能量平衡拓扑控制博弈算法和节能容错拓扑控制博弈算法分别提升了25.4%、92.6%、36.8%。     

列车以太网拓扑结构

在OPNET平台下设计了总线型、环形和具有链路冗余的封闭环网三种网络拓扑结构,并对其网络通信时延、链路负载进行了比较分析。结果表明,具有链路冗余的封闭环网网络拓扑结构性能最优。     

一种基于业务感知和可调节跳数的虚拟化层构建算法

在网络功能虚拟化环境中,网络拓扑抽象是构建一致性视图、屏蔽底层无关细节的重要保证.针对服务功能链的映射问题,从网络拓扑抽象化的角度出发,提出一种基于业务感知和可调节跳数的虚拟化层构建算法.通过分析服务功能链功能需求,建立节点映射,通过可调节跳数的非冗余链路映射方法进行链路映射.仿真实验在所构建的虚拟化层上使用分层图算法...     

Ad Hoc局部网络拓扑信息对能量有效拓扑控制的影响

为分析局部网络拓扑信息对网络性能的影响,基于势博弈构建了局部多功率控制模型LMTCPGT,并在该模型的基础上给出Local-MTCPGT算法,研究节点拥有局部网络拓扑信息对网络性能优化的影响.仿真实验表明,使用适当的局部网络拓扑信息比使用全局网络拓扑信息产生更高效的拓扑.     

具备小世界网络拓扑特性的无线传感器网络鲁棒性分析

无线传感器网络(WSN)传感器节点数量多且分布广,将复杂网络理论引入无线传感器网络(WSN),对分析网络拓扑结构、发现其中隐藏的规律以及提高网络性能具有十分重要的意义。根据LEACH分簇算法,通过将网络中介数较小的链路删除,构建具备小世界网络特性的无线传感器网络。提出基于网络负载和冗余的传感器网络连通性的测度,在此基础上给出无线传感器网络鲁棒性分析的方法。针对两种攻击方法,随机攻击和蓄意攻击,对基于小世界网络模型的无线传感器网络鲁棒性能进行分析。仿真结果表明,减少网络负载增加网络冗余利于传感器网络鲁棒性的增强。     

一种可靠的高弹性云构架设计与实验

针对云计算下数据冗余较为严重,框架节点负载不均衡及节点负载调度响应速度慢的问题,设计了一种可靠性高的高弹性云构架框架.通过对云框架下网络中拥塞过程建模,确定云数据真实负载需求,减少冗余数据对路径的占用,并使用弹性约束参数计算云框架下的弹性约束信息.利用蚁群算法获得最大弹性约束下云空间内的均衡最优节点,计算需求弹性,降低对云框架负载影响.结果表明:常规云计算网络下,设计的云构架节点负载调度响应速度快,且节点分布均匀,负载率高,表明设计的云构架计算效率较高.     

基于OPNET的分级扭Torus结构的设计与实现

对互连网络中Torus拓扑结构的链路利用率低和负载不匀衡问题,本文提出了一种新的分级互连网络结构——RTTM网络拓扑结构。该拓扑结构分为N级,第1级由2m×2m个节点的Mesh拓扑结构构成,第2级到第N级由a×2a个节点的长方形扭Torus拓扑结构以递归方式连接而成。本文在OPNET的建模环境下分别完成了RTTM网络拓扑结构的两级建模,第一级由4×4个节点的Mesh拓扑结构构成,第二级由4×8个节点的扭Torus拓扑结构构成。仿真结果表明RTTM网络拓扑结构链路利用率高,端到端延迟小,吞吐量大。     

路由以太网列车通信网络分析

在链路冗余封闭环网列车拓扑结构中增加了路由,并通过比较在不同车厢之间的路由位置,以吞吐量、链路负载、网络延时为性能指标进行了分析比较。OPNET仿真实验表明,当路由放在MC1和MH1之间时,列车性能最优。     

优化链路状态路由多点中继选择策略改进

对优化链路状态路由协议中多点中继选择策略加以改进。在求解中继节点集时,对源节点的一跳邻居节点中已被其他源节点选进中继节点集的节点,视其具有较高二跳节点覆盖数,并将其加入退出检测队列,以减少网络中继节点的冗余。仿真结果显示,在节点速率为1~30m/s时,改进策略能够降低网络时延1%~4%,减少网络拓扑控制分组2%~7%。     

一种拓扑感知的虚拟网络重构算法

针对底层物理网络负载不均衡问题,根据节点和链路的负载状态,动态地选择负载过大的物理节点和物理链路进行重构。通过建立拓扑感知的虚拟网络重构模型,将虚拟节点迁移到距离其邻居映射节点最近的物理节点上,优化底层物理网络中虚拟重构节点的映射位置,降低虚拟网络重构的资源开销。模拟结果表明,TA-VNR算法有效地均衡了底层物理网络的负载水平,降低了虚拟链路的重构路径长度,提高了虚拟网络请求接受率。     

基于萤火虫算法优化FCM的WSN路由算法

针对无线传感器网络节点能源有限,容易出现能量负载不均衡的问题,提出了一种基于萤火虫算法优化模糊C均值(FCM)的无线传感器网络(WSN)路由算法(FFACM),优化了分簇路由算法中的分簇阶段和簇间路由建立阶段。在分簇阶段,使用萤火虫算法计算初始聚类中心,避免模糊C均值算法因初始聚类中心而陷入局部最优的问题。在选择簇首节点上,建立关于剩余能量和距离的适应度函数,选取适应度值最大的节点作为簇首节点并动态更新。通过计算节点间的链路代价并根据剩余能量和到sink节点的距离建立代价函数,选择代价函数值最小的节点建立簇间多跳路由,使得簇首节点的负载降到最低。从仿真实验结果可知,相比于其他无线传感器网络的路由算法,FFACM算法能有效均衡网络负载,降低节点能耗,从而延长网络的使用周期。     

一种无线传感器网络数据包转发的博弈论算法

提出一种基于动态贝叶斯博弈的无线传感器网络数据包转发算法(PFDBG)．该算法将数据包转发视作一种可观察行动的多阶段不完全信息博弈,相邻节点之间根据对方历史行为的评估,采取贝叶斯修正方法对其能量水平(私有类型)进行合理的计算和预测,并利用该预测值计算最大化期望收益函数的解,来作为双方在下个博弈阶段的最优发包策略; 证明了数据包转发博弈中贝叶斯纳什均衡的存在性．理论和仿真结果表明,PFDBG算法在保证节点获得较高吞吐量的同时,能够很好地适应网络规模的变化,具有计算开销小、传输可靠性高和能量消耗低的特点,其性能优于现有的其他算法．     

认知视角下能量感知的ZigBee网络树型路由优化算法

为解决ZigBee Cluster-Tree路由算法路径选择不优的问题,提出了一种能量感知的ZigBee树型路由EZTR(Energy-Aware ZigBee tree routing)算法.该算法利用每个节点感知的地址信息,按照ZigBee网络树型结构计算下一跳邻居节点到目的节点之间的跳数可避免网络的环路效应,通过引入认知概念,在跳数集合中选出最短路径以降低跳数.在ZigBee网络节点能量的感知过程中,当所选路径存在低能量节点时,及时启用备用节点,从而避免节点因能量过度消耗成为失效节点.NS2(Network simulator version 2)仿真实验表明,EZTR算法可提高网络分组递交率,有效减少节点转发跳数和平均网络延时,减小网络整体能耗,为提高网络的实时性和延长网络生命周期提供理论支持.     

WSN中一种新的基于蚁群优化的路由算法

针对无线传感器网络路由中网络节点能量和生存时间受限问题,提出了一种基于蚁群优化的WSN分簇路由算法.算法引入蚁群优化,对网络覆盖区域内的节点进行分簇处理,簇内利用蚁群优化算法进行最优路径搜索.仿真结果表明:该算法能有效平衡网络节点间能耗,延长网络生存期,蚁群增强了最优路径的可靠性,进一步降低了网络能耗.     

基于近邻算法的无线传感器网络功率控制

针对因无线传感器网络节点部署的密集性和随机性造成单一、不变的发射功率无法满足无线传感器网络能量高效的要求,提出基于近邻算法的无线传感器网络功率控制算法(NNPC).该算法中Sink节点保存整个网络拓扑结构的信息,利用多近邻算法评估节点密度,确定最优通信距离.结合Friss自由空间模型和两线地面传播模型计算当前网络最优发射功率,Sink节点广播通知节点采用最优发射功率发送数据.如果节点没有接收到广播包,那么节点采用默认的最大发射功率.仿真结果表明,基于近邻算法的网络功率控制算法能提高整个无线传感器网络的生存时间,节省网络的平均能耗.     

基于优化的同构子图搜索的虚拟网络映射算法

针对现有虚拟网络映射算法的不足,首先提出了一个综合考虑网络中节点资源需求(能力)和拓扑属性的节点资源能力评价方法,合理地评价节点资源能力,优化了虚拟节点的映射顺序;其次改进了虚拟节点映射时备选物理节点的选择过程,提高了虚拟链路映射质量;最后通过考虑物理网络子区域内的资源总量,优化了算法中初始资源分配区域的选择。实验结果表明:与已有的算法相比,本文映射算法在映射质量、长期平均收益、长期平均接收率、算法执行时间等方面均有明显提高。     

LEO卫星星座系统组播报文扩散算法

为了解决星际链路子网出现重负载时组播报文扩散问题,提出了LEO卫星星座系统组播报文扩散算法．依据每个卫星节点的流量分布,采用基于链路负载的广度优先树算法,生成到目标节点路径最短的广度优先树和扩散转发表．组播报文依此能够避开拥塞链路和节点,以最佳路径快速扩散到各个卫星节点,且不会出现环路．仿真结果表明,当网络重负载时,采用本算法,其组播报文扩散时间与网络轻负载时大致相同,且报文不会丢失,满足组播报文扩散时延最短且无环路的要求．     

Position-based forward broadcast algorithm in the mobile sensor network

Broadcasting is the basic manner to transmit data in mobile sensor networks. Aiming at the problem of redundant message relay and signal conflict and collision, a position-based forward broadcast algorithm (PFBA) is proposed. An analysis of the impact of the position forwarding node on the efficiency of broadcasting is made, the nodes in a favorable location have priority to relay message and the redundant messages are reduced significantly. Theoretical analysis and simulation results show that,compared with the other typical broadcast algorithms, PFBA can not only ensure the receipt ratio of the network in broadcasting, but limit the total number of forwarded messages, and reduce the energy consumption of the network.