面向可用性的电力通信业务通道路由选择算法

针对如何有效地限制网络随机故障对电力通信业务通道可用性的影响展开深入研究,将业务通道累积故障时间超出规定的概率模型定义为业务通道失效风险度,并对其作进一步研究.波动变化是导致电力通信事件的根本原因,并推导出业务通道失效风险度的概率模型.最后,将上述概率模型作为规划通道路由的决策参数,提出了面向可用性的电力通信业务通道路由选择算法,并通过仿真实验验证了其有效性.     

电力通信业务路由分配算法

针对电力通信网中重要通信业务集中于少数几条路径,提出了业务风险均衡K-shortest path算法.建立了电力通信节点、通道段风险度模型,并在此基础上提出了业务通道风险均衡度评价模型;采用改进的Dijkstra算法搜索K-shortest path作为候选路径,并基于最大最小模型进行风险均衡路由决策;通过仿真实验评价了业务风险均衡K-shortest path算法与已有算法的性能差异,验证了新算法的有效性.     

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.     

WDM网双故障的共享子通路保护算法

研究了WDM网中双故障导致的多链路失效问题,提出了一种共享子通路保护算法。共享子通路保护为每条业务请求计算一条最短的工作路由,并为工作路由上每段子通路各计算两条共享风险链路组分离且代价最小的保护路由。仿真表明,共享子通路保护不仅能有效地保护双故障导致的多链路失效,而且能在资源利用率(阻塞率)和保护切换时间之间进行性能折衷。     

基于可用性的传输网链路路由算法

为定量描述路由选择算法与传输链路可用性之间的关系,基于图论方法对常用的4种链路路由算法及其优缺点进行了说明;在对传输网链路的可用性与传输网网络结构及其承载的业务之间关系进行了详细的分析后,提出了计算链路可用 性指数的量化公式. 基于可用性指数,提出了一种新的路由选择算法. 通过一个示例验证了该算法在路由选择方面的有效性.     

基于可用性的传输网链路路由算法

为定量描述路由选择算法与传输链路可用性之间的关系,基于图论方法对常用的4种链路路由算法及其优缺点进行了说明;在对传输网链路的可用性与传输网网络结构及其承载的业务之间关系进行了详细的分析后,提出了计算链路可用 性指数的量化公式. 基于可用性指数,提出了一种新的路由选择算法. 通过一个示例验证了该算法在路由选择方面的有效性.     

基于多蚁群算法的电力通信网路由配置机制

针对电力通信网中以顺序配置为主的业务路由配置策略可能导致网络风险不均衡的问题,综合考虑现网的各项参数要求以及业务分布因素,提出了一种基于多蚁群算法的路由配置机制.首先对关键业务路由配置问题建模,定义了通道压力,并构建了通道压力最小化的数学模型之后结合模型特征利用多蚁群算法进行求解,最后基于现网拓扑结构进行仿真实验.实验结果表明,在不同规模的网络中,相对于其他方法,该机制能获取全局通道压力值更低的业务路由配置方案.     

基于距离矢量路由协议的网络故障快速恢复方法

为了有效提高距离矢量路由协议处理网络故障的能力,提高网络的可用性,提出了一种基于 距离矢量路由协议的网络故障快速恢复机制,该机制包括基于预先计算生成的每目的多可行 下一跳的本地重路由策略和基于网络稳定性的触发更新策略. 分析和仿真结果显示,该机制可 以实现距离矢量路由网络的快速故障恢复,并能提高网络的稳定性和可用性.     

光功率衰耗导致的通道故障一例分析

最近电力调度中心承载各类业务的光通道出现了一次中断,经过努力排查,最后发现故障是由于SDH光端机线路板接收灵敏度下降所导致的.通过此次排查,我们积累了一定的光通道的维护经验,为将来光路由的维护和建设提供了一些可供借鉴的方法.     

适用于WDM全光网的自适应路由与波长分配算法

对波分复用(WDM)全光网中的动态路由与波长分配问题进行了深入的研究,并提出了最小通道权重优先（MPWF）自适应路由与波长分配算法. MPWF设计了新的链路权重计算方法,通过整理当前链路状态和通道长度信息为业务计算路由. MPWF算法的设计既适用于波长变换网络,也适用于波长选择网络. 仿真结果显示,与一些文献中提出的自适应路由与波长分配算法相比,MPWF算法可提高网络资源的利用效率,降低业务的阻塞概率.     

基于模糊理论的电力通信网络有效性研究

随着测控技术的电子化和信息化的发展,通信网络的有效性直接关系着网络的业务水平。由于网络设备发生故障不仅仅是由一些随即不确定性因素造成的,而且还有一些是模糊不确定性因素引起的。用模糊数表示网络设备的MTBF和MTTR,给出了串联系统、并联系统等典型通信系统的有效性模型,并通过算例验证了基于该模型进行有效性分析的可操作性。分析了典型电力通信系统的有效性模型,对电力通信系统的有效性评估提供了依据,并为完善电网有效性评估方法提供了帮助。     

配电系统与通信相关的风险评估

为了研究通信故障对配电系统安全可靠供电的影响,分析配电系统中通信故障对供电的影响,提出适用于评估通信故障影响的若干风险指标.根据通信故障模式的不同,提出电力通信设备三状态风险模型.考虑到配电系统中通信设备和配变电设备功能上的依赖性和相互关系,提出采用关联矩阵描述设备之间的关联联系,将该模型应用到基于序贯Monte Carlo模拟法的配电系统风险评估算法中.采用IEEE RBTS Bus 2算例对所提指标、模型和算法进行分析验证.结果表明,考虑通信设备故障后配电系统的风险状况更严峻;通信设施故障不一定导致电网发生停电,但是能够影响到电力设施的正常运行.通信故障是电网风险评估需要考虑的重要因素之一.     

基于深度强化学习的综合能源业务通道优化机制

为了保障综合能源系统的稳定运行,承载综合能源业务的通信网络需要具备高可靠、低风险等特征.依据综合能源业务的通道要求,提出了一种深度强化学习的算法,旨在对大规模综合能源业务在承载的电力通信网上寻找到整体最优的路径.该方法以整体时延和网络负载均衡度为目标,对网络拓扑进行训练,并保存模型,然后通过迭代学习获取最优的结果.仿真结果表明,该方法找到的路径既可以保证整体时延较短,又可以保证网络的整体负载均衡.同时,在网络规模很大、业务数量很多的情况下,深度强化学习算法可有效提高计算效率.     

多波束卫星通信系统波束干扰下的资源分配策略研究

多波束卫星通信系统能够为移动用户提供全球范围的通信服务.然而,由于条件限制,星上资源利用率较低,并且星地距离较远,业务传输过程中存在较大时延.为了提高星上资源的利用率,本文在有波束干扰的多波束卫星通信系统中,针对有严格时延要求的卫星通信业务,提出了一种新的下行链路资源分配算法,增加了业务时延限制和最大干扰功率限制两种约束条件,满足各点波束的最大业务时延要求以及对地面网络通信的干扰影响.本文同时考虑了各点波束的相互干扰对系统容量的影响,以最大化满足点波束业务需求量为优化目标,利用拉格朗日对偶理论和次梯度下降法得到最优资源分配结果.仿真结果表明：在噪声功率谱密度相同的信道条件下,与现有的几种算法相比,本文提出的算法可满足每个点波束的时延要求,具有较好的公平性,同时提高了系统的总传输速率,降低了点波束业务需求与所分配通信资源之间的差值,最大化满足用户通信业务需求;在噪声功率谱密度不同的信道条件下,本文提出的算法仍保持较好的公平性.     

面向影响分析的电力通信网故障定位算法

由于电力通信网络具有极高可用性和风险规避的特点,使传统通信网在关注故障影响程度上有很大不同.针对遗漏通信网络故障可能导致电力事故的问题,提出了可信参数最小损失故障定位算法.算法基于加权概率二分图模型,在分析故障对症状的覆盖和贡献的基础上,重点考虑遗漏故障所造成影响,通过加入可信参数来优先选择给定影响度之上的假设故障集.仿真实验表明,最小损失故障定位算法能够在有效考虑删除故障可能影响的同时,兼顾对已观察症状的合理解释,在不增加算法复杂度的情况下,相对其他算法有较小的误判率和较短的算法平均运行时间,可以更好地适应于电力通信网络中的故障定位.     

D-BitBot:比特币网络双向通信的P2P僵尸网络模型

公有区块链网络（如比特币、以太坊等）具有匿名、难以被关闭的特点,被用于僵尸网络的通信模型研究中,但现有研究中的方法存在网络扩展代价高和回传通道易被溯源的问题.针对上述问题,本文提出D-BitBot,一种基于比特币网络双向通信的点对点(P2P)僵尸网络模型构建方法.该方法使用比特币测试网络作为回传信道,可有效降低数据回收的成本和网络扩展的代价,且能提高回传信道抗溯源的能力;为解决传统僵尸网络上线方式的单点故障缺陷,本文提出一种基于比特币区块链的节点上线机制;另外,为抵御路由表节点注入攻击和僵尸网络节点爬取,本文提出一种基于IP地址加盐哈希排序的节点列表交换算法.实验结果表明,在仿真环境中的D-BitBot上线率达到100%,且具有良好的鲁棒性;在节点请求和节点爬取测试中,本文所提出的算法能有效抵御路由表节点注入攻击和降低现有爬取算法的节点发现率.最后,本文基于3个不同的层面提出可能的抵御方式,并针对本文采用信道的鲁棒性对进行相应的分析和论述.     

城市环境下基于几何随机模型的车对车信道建模

城市环境中的通信信道会受到各种障碍物的干扰,交叉路口场景下的散射体往往不是单一均匀分布的.对此,提出了一种适用于交叉路口的Y形随机模型.基于最大时延限定的椭球范围,建立了道路上车辆散射体和道路旁边楼房散射体的几何随机模型.在此模型中,假设道路两侧的静态散射体在楼房区域呈指数分布,移动散射体在车道区域均匀分布.为了贴近真实环境,采用离散马尔可夫过程模拟散射体的时变特性.推导并仿真了不同分支夹角场景下的到达角、时延功率谱、时间自相关函数、空间互相关函数、多普勒功率谱密度并进行了对比分析.分析结果表明,基于几何的随机信道模型具有通用性,可通过调整信道参数,用于各种城市环境中的通信场景建模.     

基于预留带宽的光纤通道交换网硬实时通信

为了保证光纤通道(FC)交换网中硬实时通信,提出一种采用通用处理器共享(generalized processor sharing)调度方式交换机构建交换网,并且采用模拟退化算法根据数据流硬实时通信需求找出交换网ISL(inter-switch link)权重参数和数据流预留带宽参数优化配置的方法.在对FC网络以及GPS调度方式进行分析的基础上,建立基于光纤通道交换网的硬实时通信模型,将保证硬实时通信问题转换为组合优化问题;构造了最小预留带宽和目标函数,并采用模拟退火算法找出该问题的最优解.仿真实验结果验证了该方法的有效性,但是通过可接受解和最优解的实验结果比较发现最优解并不能总是获得最佳的系统延迟时间率.