有向双环网络G(N;h)的容错路由算法

针对有向双环网络G(N;h)的容错问题,研究了有向双环网络G(N;h)容错节点所对应的等价节点的分布规律,给出一种有向双环网络G(N;h)的容错路由算法. 给出了当有向双环网络任意两个节点之间的最短路径出现故障时,找出另一条最短路径的方法. 此算法的时间复杂度为O(d).     

双环网络并行最优寻径策略及宽直径的研究

将双环网络拓扑结构映射到平面直角坐标系,基于直角坐标系研究双环网络的并行最优寻径方法。首先研究坐标轴上节点及其等价节点的分布规律,建立等价节点分布模型,得出基于等价节点的并行最优寻径策略及双环网络宽直径求解方法。在双环网络最小路径图（MDD）的基础上拓展,提出并行路径图（PDD）的设计思路并予以仿真实现,基于PDD图,设计两点间2条内点不交的并行最短路径的快速求解方法。仿真实验表明,宽直径分布随步长的变化呈现一定波动性,相对于传统的寻径方式,并行最优寻径明显提高了网络传输效率。     

传感器网络中基于最短路径树的低延时节能路由算法

借助图论中最短路径和最小生成树的原理,在无线传感器网络中构建若干棵以Sink节点为根的最短路径源路由树。与最小生成树相比,最短路径树能保证路径上大部分节点找到节点间RSSI较强的通讯路径并以较少的跳数把数据传输给Sink节点,而最小生成树中的节点则需较多跳数。因此,提出的算法在一定程度上降低了延时。算法通过事先设定最低RSSI和节点最大剩余能量MRE来构建路由树,并修改已存在的路由算法,从而保证节点通讯的可靠性和网络的节能。     

基于灰色关联的ZigBee网络混合路由算法研究

ZigBee网络混合路由算法(ZigBee Routing,ZBR)中将源目的节点之间的最小跳数作为唯一的路由度量因素。但随着节点能量消耗以及节点的频繁移动,ZBR算法的这一特性会造成网络间歇性连接,从而导致网络性能下降。本文提出一种选择最优分组转发路径的ZigBee网络混合路由算法—GRA-ZBR算法。GRA-ZBR算法在目的节点选择路径时引入灰色关联算法,综合考虑节点剩余能量、链路质量、节点剩余队列长度、以及路径长度等因素。仿真结果表明：GRA-ZBR算法可以有效提高网络分组投递率,降低平均端到端时延。     

可靠性约束下的无线Mesh网络拓扑控制优化方法

为合理规划无线Mesh网络,确保在节约无线资源前提下网络长期可靠地运行,该文定义了无线Mesh网络不同节点之间的归一化相对可靠性约束条件计算公式,建立了网络拓扑控制优化的模型,并配套研究了可靠性约束下拓扑控制的计算方法。该方法把Prim最小生成树方法融入到最大流最小割算法过程中,计算节点间每跳链路距离最短的不相交路径,通过不相交路径数与网络拓扑可靠性的相关性,得到可靠性约束下的拓扑优化。阐述了计算方法的正确性,并给出时间及空间复杂度。通过仿真验证及对比分析,在指定2×sqrt(N)对节点间为4条不相交路径及其他节点间2条不相交路径的可靠性约束条件下,不同网络规模的吞吐量及时延平均性能分别提升15.3%及20.1%,表明了可靠性约束下的拓扑控制方法更加合理性与灵活性,更能满足实际无线网络拓扑控制的要求。     

基于灰色关联的ZigBee网络混合路由算法

ZigBee网络混合路由算法(ZigBee Routing,ZBR)中将源节点和目的节点之间的最小跳数作为唯一的路由度量因素.但随着节点能量消耗以及节点的频繁移动,ZBR算法的这一特性会造成网络间歇性连接,从而导致网络性能下降.提出一种选择最优分组转发路径的ZigBee网络混合路由算法(Grey Relational Algorithm based ZBR,GRA-ZBR).GRA-ZBR算法在目的节点选择路径时引入灰色关联算法,综合考虑节点剩余能量、链路质量、节点剩余队列长度以及路径长度等因素.仿真结果表明,GRA-ZBR算法可以有效提高网络分组投递率,降低平均端到端时延.     

基于网络编码的双路径组播树生成算法

 为了将网络编码技术引入到全光组播网络中,提出了能够在多项式时间完成的基于网络编码的双路径组播树生成算法.该算法主要包括两大步骤:首先,从给定的组播网络中根据节点间度平衡的原则为源节点和每个目的节点之间确定一条有向路径,从而建立一棵传统有向树并保证有向树中任意节点的出度尽可能小,减少节点之间的关联性;其次,在所建立的传统有向树的基础上,从每一个目的节点到源节点根据冲突回溯原则建立源节点和每个目的节点之间的第二条路径,并保证源节点到任意目的节点间的两条路径为分离路径.算法中包含的约束原则能够保证所建立的双路径组播树包含最少的编码节点,从而使得所建立的组播树支持光域网络编码高效率实现,实现基于网络编码的全光组播并提升全光组播的性能.     

网树求解有向无环图中具有长度约束的最大不相交路径

对有向无环图中具有长度约束的最大不相交路径问题进行研究,该问题是求解图中两点间路径长度为k的最大不相交路径。为了对该问题进行求解,提出了贪婪搜索算法(GP, greedy path),该算法先将一个有向无环图转化为一棵深度为k+1的网树,然后计算每个网树节点的树根叶子路径数,并以此计算图中每个顶点的总路径数,之后从网树的第k+1层节点出发,在当前节点的双亲节点中选择未被使用且总路径数最小的双亲,以此形成一条优化的不相交路径,最后迭代这一过程,直到不再有新的不相交路径为止。GP算法的时间和空间复杂度分别为O(wkn(p+q))和O(kn(p+q)+n2)。为了测试GP算法的近似性,又建立了一种能够生成人工数据的算法,该算法能够准确地控制有向无环图中最大不相交路径的数量。通过该算法生成了大量测试用数据,实验结果表明GP算法较其他对比性算法具有良好的近似性且实际求解时间较短,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于图注意力网络的服务功能链路径优化研究

服务功能链(SFC)路径生成旨在为用户提供高速率、低延迟的多样化网络功能定制服务。现有的SFC路径选择算法大多都针对特定网络拓扑结构或使用单一评价指标,存在泛化性弱、评价标准单一的问题。针对此,该文提出基于图注意力网络(GAT)的SFC路径选择优化模型(SFC-GAT),其核心不再固定网络拓扑结构,而是将SFC路径选择问题建模为路径注意力问题。通过重新设计路径选择图和路径更新策略方式,增强模型泛化性;从时延和负载能力综合角度评价路径优化效果,解决路径性能单一评价问题。仿真实验结果表明：相比于约束下最短路径和最小过载路径选择策略,SFC-GAT至少能提高12%和7%选择路径综合性能。     

基于树路由的ZigBee网络高效多径路由算法

针对ZigBee网络多路径分层树路由算法(Z-MHTR)存在网络开销过大,路径建立机制不够优化等问题,提出一种基于树路由的高效多路径路由算法Z-EMR(ZigBee Efficient Multipath Routing).Z-EMR算法在多路径建立过程中减少了寻路数据分组的发送个数,并且删除了树路径的重复发现过程,从而使得算法变得更加高效.仿真结果表明,与Z-MHTR算法相比,Z-EMR算法有效地降低了网络开销,减少了路径平均长度和平均端到端时延,达到了路径优化和提高ZigBee网络整体性能的目的.     

Routing and wavelength assignment algorithms based on equivalent networks

In this paper, a Wavelength Division Multiplexing （WDM） network model based on the equivalent networks is described, and wavelength-dependent equivalent arc, equivalent networks, equivalent multicast tree and some other terms are presented. Based on this model and relevant Routing and Wavelength Assignment （RWA） strategy, a unicast RWA algorithm and a multicast RWA algorithm are presented. The wavelength-dependent equivalent arc expresses the schedule of local RWA and the equivalent network expresses the whole topology of WDM optical networks, so the two algorithms are of the flexibility in RWA and the optimization of the whole problem. The theoretic analysis and simulation results show the two algorithms are of the stronger capability and the lower complexity than the other existing algorithms for RWA problem, and the complexity of the two algorithms are only related to the scale of the equivalent networks. Finally, we prove the two algorithms＇ feasibility and the one-by-one corresponding relation between the equivalent multicast tree and original multicast tree, and point out the superiorities and drawbacks of the two algorithms respectively.     

双环网络G(N;1,s)直径的改进求解算法与实现

目前实现的双环网络G(N;1,s)直径求解算法的不足之处是利用数据库存取中间结果,严重影响了计算速度,当N值很大时需要计算的时间过长。针对这一不足,提出利用数组取代数据库来存取中间结果,实验结果表明,改进的算法极大地提高了计算速度;给出两例大值N直径分布图,并对直径分布特点作了进一步的分析。     

一种新的无线传感器网络定位算法研究

针对传统无线传感器网络定位算法平均误差大、节点能耗过高、定位精度不够理想等缺陷,提出了一种新的无线传感器网络定位算法IMDV-Hop.该算法引进了局部跳数Si和修正因子δ-i,用修正因子-δi对局部跳数进行修正,使待定位节点到锚节点的平均跳数更加符合实际情况;通过权衡定位精度和能耗,分三种情况计算了平均每跳间距,使得平均每跳间距更接近于真实值.仿真实验结果表明IMDV-Hop算法平均定位误差低,具有较小的通信开销,在非规则网络中可达到较好的定位精度.     

On the construction of maximum residual energy resource broadcast trees with minimum diameter in static ad hoc wireless networks

Each node in a wireless ad hoc network runs on a local energy source that has a limited energy life span. Thus, energy conservation is a critical issue in such networks. In addition, it is in general desirable to construct routes with low hop counts as a route with a high hop count is more likely to be unstable (because the probability that intermediate nodes will move away is higher). In this paper, we address these two issues concurrently with energy conservation as the primary objective and low hop count as the secondary objective. One way of addressing the energy conservation issue is to construct routes that maximize the minimum residual battery capacity available among all nodes in each route. A broadcast tree with all routes satisfying this condition is referred to as a maximum residual energy resource broadcast tree. A maximum residual energy resource broadcast tree with the least diameter is referred to as a minimum diameter maximum residual energy resource broadcast tree and the problem of constructing such a tree is referred to as the minimum diameter maximum residual energy resource broadcast routing problem (MDMRERBRP). We propose an algorithm for MDMRERBRP and prove that MDMRERBRP is optimally solvable in polynomial time using the proposed algorithm. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于极大独立集的最小连通支配集的分布式算法

全网范围的广播在无线传感器网络和移动自组织网络中有着广泛的应用.为节省网络资源,减少冗余转发节点成为广播中需解决的关键问题.广播过程中最小化参与转发节点数问题与图论中求解最小连通支配集问题等价,而在任意图中求解最小连通支配集是NP完全问题.本文基于极大独立集,提出了一种求解最小连通支配集的分布式算法(MISB),并证明了算法的正确性.仿真结果表明,使用该算法能得到较小的连通支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,大大节省了网络资源.     

一种WDM疏导网络动态组播路由算法

对无波长变换能力的波分复用（WDM）疏导网络中的组播路由和波长分配（MRWA）问题进行了研究，提出了动态组播流量疏导算法（DMTGA）。这种算法根据当前网络资源使用情况，结合流量疏导和负载均衡，对链路权重进行动态配置，构建满足组播业务请求带宽需求的组播树。在不同的网络负载下对算法进行仿真，对比分析了DMTGA对业务请求接入率、平均网络资源利用率和全网负载分布的影响。     

计算无圈有向网络ST可靠性的一个新方法

本文考虑计算无圈有向网络的ＳＴ可靠性问题（至少存在一条从源点ｓ到汇点ｔ的正常运行道路的概率）。文章引进了深度优先搜索（Ｄｅｐｔｈ－ＦｉｒｓｔＳｅａｒｃｈ）有序根树的概念并提出一个新的计算无圈有向网络ＳＴ可靠性的拓扑公式。以该公式为基础,我们利用ＤＦＳ方法提出一个新的计算无圈有向网络ＳＴ可靠性算法,它能生成简洁的可靠性表达式,进而有效地计算无圈有向网络的ＳＴ可靠性。两个例子例证了我们的结论     

直角坐标系下无向双环网络G(N;±1,±s)直径的研究

提出将直角坐标系引入无向双环网络的研究,通过直角坐标系,系统研究无向双环网络G(N;±1,±s)的直径、平均直径,验证直径的下界,得出平均直径的下界。最后给出直角坐标系下无向双环网络的仿真方法,该方法克服了传统L型瓦方法在无向双环网络研究中的不足,大大提升了无向双环网络的研究水平。     

基于生成树的无线传感器网络分布式路由协议

在无线传感器网络中,节点具有有限的电池能量,为了延长网络的生存时间,提出了一种基于生成树的分布式路由协议STRP及其具有能量意识的改进版本STRP-PA.每个传感器节点根据相邻节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父节点,构造一棵以基站为根的近优最小生成树,节点采集的数据沿树传输,并在树杈节点进行聚合.仿真实验结果表明:STRP-PA协议能够节省网络能量,显著延长网络稳定工作的时间,性能明显好于LEACH协议.