基于连通支配集的无线传感网Top-k查询最优支撑树研究

构建底层逻辑树能有效降低集中式top-k查询带来的巨大通信开销,针对现有逻辑树都以固定汇聚节点为根节点,导致其附近节点能耗太大、过早死亡的问题,本文在无固定汇聚节点的网络背景下,基于连通支配集,提出一种能耗均衡的top-k查询最优支撑树构建方法,综合节点能量、度数以及与邻节点通信开销,选取能量代价小的作为支配节点负责查询中间数据处理,在每次查询中,节点基于地理位置ID轮流作为根节点,有效均衡节点的能耗.仿真实验表明,与其他逻辑拓扑树相比,基于最优支撑树的top-k查询具有相近的查询时间,但其平均每轮查询能耗更小,多次查询后各节点能耗达到均衡,有效延长了网络生命周期.     

一种利用理想拓扑的保护容量分配算法

对于通常的网状网,如何设计最小的保护容量来保证快速恢复是一个富有挑战性的问题。为了解决如何分配更少的保护容量的问题,该文提出了一些理想的拓扑结构,研究了支撑树算法。在这两者的基础上针对一条链路出现故障的问题给出了利用理想拓扑的保护容量分配算法。仿真结果说明该算法能预留比支撑树算法少得多的保护容量。     

基于两级业务交叉连接节点的光网络的生存性问题

本文研究了由两级业务交叉连接节点构成的光网络的保护设计问题,并创建了保护容量规划模型.模型的仿真结果表明,模型的优化目标和网络容量的分配策略对网络的保护性能有重要影响.     

光网络技术及设备发展状况简述

当前网络业务的数据化趋势日益明显,网络容量压力越来越大,预计未夹10年骨干网所需的容量将是现在的数十倍甚至上百倍,容量问题将成为二十一世纪网络的最大挑战,超大容量将成为下一代网络的基本特征。骨干网的宽带化不仅涉及传输链路,而且涉及交换节点技术。目前的光交换节点技术正是解决节点交换瓶颈的关键。本文分别讨论光传输设备、光交换节点设备以及智能光网络技术的发展现状。     

路由特性对IEEE802．11 DCF多跳网络容量的影响

使用数学分析方法研究基于IEEE 802.11 DCF的Ad Hoc网络中节点传输半径和路由策略选择问题.在节点均匀分布的多跳网络中,使用四种路由策略以及不同的节点传榆半径设王,试图找出能够使网络容量最大化的方案组合.计算结果表明,在节点密度一定的情况下,减小网络节点的传输距离有利于增加网络的容量,而在传输半径一定的条件下,使用能够导致长跳路由的策略,有利于提高网络容量.     

基于Zigbee标准的两级树模型及路由算法

对Zigbee标准中的树型结构进行了扩展,提出了一种两级树的网络模型。该模型将整个网络分为两级,以主协调器和相关节点组成一个第一级树;将第一级树中的若干路由器作为从协调器,与周围孤立节点构建若干个第二级树,共同组成一个具有两级树拓扑结构的网络。该模型不仅起到了扩大网络规模的作用,而且路由器可以直接根据数据包的目的地址进行路由,不需要构建任何与路由相关的表项,从而减少了资源的消耗。     

多约束容错性WSN中继节点布局算法的研究

针对目前中继节点布局算法所忽视的中继节点通信容量以及网络整体能耗等问题,本文将通信路径不可逆以及中继节点通信容量等约束条件引入现有中继节点布局模型,并提出了基于最小通信网络距离因子的布局算法评价新标准.解决方法上,采用了基于枚举法与贪婪寻优算法的中继节点布局算法,实现了WSN中继节点的多约束容错性布局.仿真实验表明,本...     

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.     

基于能量因素的无线传感器网络关键节点判定算法

无线传感器网络中关键节点的判定对网络抗毁性研究具有重要作用。考虑到节点能量受限,该文综合节点剩余生命期和节点移除导致的网络能耗值增加,提出一种将能量因素作为衡量节点重要程度的关键节点判定算法(CNDBE),解决了能量受限的无线传感器网络关键节点判定问题。实验结果表明,在对基于CNDBE,最短路径树算法(SPT)和能量感知的关键节点生成树算法(ENCAST)判定得到的关键节点进行保护时,CNDBE具有更强的网络抗毁性和更长的网络生命期。     

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。     

基于混合信号的放大转发中继系统的物理层安全传输

中继系统可以增强物理层安全算法的系统性能,这种系统一般包含两阶段的通信过程:从信源到中继节点,在从中继节点到目的节点.通常来说,第一阶段的信息传输缺乏保护,如果窃听者距离信源节点比较近的话,系统性能就无法保证了.该文提出了一种基于混合信号的三阶段的传输方法确保整个传输过程中的保密性能,这样,当窃听者接近信源节点的时候,仍可以保证系统的安全性能.这种方法的优化解是一个复杂的非凸优化问题,该文中建议了一种低复杂度的次优解来解决其中的优化问题.理论分析以及方针结果证明,该方法可以有效确保系统的全过程的安全性能.     

考虑负载均衡的系统保护通信专网路由规划方法

针对系统保护通信专网局部节点与链路业务负载过重的问题,提出一种考虑负载均衡的系统保护通信专网路由规划方法.首先,阐述了系统保护通信专网的概念,分析了局部节点和链路业务负载过重的问题;然后,构建了综合考虑业务特性和备份路径的负载均衡路由规划优化模型,实现了模型的负载均衡路由规划求解;最后,以某省系统保护通信专网光传送网(...     

可靠的虚拟网络映射算法研究

网络虚拟化技术允许多个异构的虚拟网络共享一个底层物理网络资源,为目前的网络架构提供了一种有效的扩展手段.近年来,底层网络基础设施失效事件频发,因此如何提高虚拟网络的可靠性成为目前该领域一个研究热点.本文针对底层节点失效后虚拟拓扑如何最大化连通问题进行研究,设计了一种基于割集和拥塞感知的虚拟网络映射机制.实验表明,该方法在不预留保护资源的情况下,可获得更好的底层网络长期运行平均收益.     

Optimized dimensioning of resilient optical grids with respect to grade of services

An optical grid network geographically integrates distributed computing/information resources with high speed communications. Network dimensioning, maximization of services, and job scheduling are some of today key arising issues in optical grids. Since the last decade, many projects have been conducted in order to provide computational and information facilities in the academic as well as in the business communities. In this paper, we study the network dimensioning and the maximization of IT services in optical grids. We propose a scalable optimization model for maximizing IT services under link transport capacities. We assume the use of the anycast routing principle to identify the server nodes for executing the jobs, and a shared path protection mechanism in order to offer protection against single link/node failures. We also investigate different calculation methods of the link transport capacities in order to maximize the grade of services, while taking into account the bandwidth requirements. Computational results are presented on different traffic distributions. They show that the proposed link dimensioning can save more than 35 % bandwidth in optical grid networks, in comparison with the classical link dimensioning strategies. We also investigate the different protection schemes against single link failures, single node failures, single node and server node failures, and compare their bandwidth requirements, as well as their impact on the grade of services (GoS). Results show that there is no significant increase of the bandwidth requirements and no meaningful impact on the GoS when moving from a single link protection scheme to a single node (including server nodes) protection scheme.     

基于本地缓存的弹性分组环保护机制

本文提出一种基于本地缓存的弹性分组环保护倒换机制(WrapProtectionBasedOnLocalBuffers,简称WP-LB)。其主要思想是当环路上任何位于源节点和故障区域之间的中间节点接收到含有故障信息的控制信令后,就不再向下游转发数据分组,而是在本地缓存这些数据。等到保护通路建立好之后,再把缓存的数据分组经过保护通路发送给目的节点。分析计算表明,与原有的保护倒换(WrapProtection,简称WP)机制相比,WP-LB机制不仅提高带宽利用率,减少平均时延,并且还能避免数据包的丢失和失序。     

无线传感器网络中簇首选择算法研究

传统的低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）算法在选择簇首时未能考虑到节点剩余能量对网络寿命的影响,使得簇首分布不够合理。为了克服该问题,在完全分布式成簇算法（HEED）协议的基础上,设计了一种根据节点剩余能量选择簇首的算法。在该算法中,剩余能量越大的节点越有可能成为簇首,进而承担更多数据传输责任,能量消耗更加平均,增强了算法的健壮性。仿真结果证实,提出的算法可以有效提高网络能量的使用效率,减少功耗,延长网络生存时间。     

一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法

该文针对现有的虚拟网络映射算法对网络中节点的拓扑属性考虑不够周到,导致其请求接受率和收益开销比较低的问题,将物理学里的场论思想引入了虚拟网络映射,并提出一种基于拓扑势的虚拟网络映射算法。该算法在节点映射阶段,通过计算节点的拓扑势、节点的资源能力、待映射节点与已映射节点之间的距离,将虚拟节点映射至最佳的物理节点。在链路映射阶段,通过计算物理路径的可用带宽和路径跳数,将虚拟链路映射至最佳的物理路径。仿真实验表明,该算法在多种虚拟网络到达强度下的请求接受率和收益开销比均优于当前的虚拟网络映射算法。     

面向ZigBee网络节点安全定位的消息签名方案

针对ZigBee网络节点定位中消息的安全性问题,该文提出一种带隐私保护的消息签名方案。方案基于椭圆曲线(ECC)上的无双线性对运算,设计了带身份隐私保护的定位请求消息签名算法和坐标隐私保护的定位参照消息签名算法。理论证明了所提方案可抵御伪造攻击、重放攻击等多种外部攻击,同时具备隐私保护、身份追踪等功能。性能分析结果表明,与同类方案相比,所提方案计算开销和通信开销均具有优势。

     

无线传感器网络冗余节点休眠调度算法

提出一种冗余节点休眠调度算法来延长网络生命周期。调度过程中重点考虑两方面问题：一是采取策略防止大量节点同时从工作状态转入休眠状态以防止大量盲区同时产生;二是根据邻居表中节点的工作邻居数量,判定节点是否处于网络边界,对边界节点和内部节点采用不同的调度策略,防止边界收缩。仿真结果表明,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期。