基于博弈的机坪感知网络机会传输控制方法

在机坪感知网络场景下,针对不连通网络消息机会传输过程中投递率低和网络开销大的问题,提出一种基于博弈的机坪感知机会传输控制方法（OTCM）.首先结合场景特性建立首传节点博弈模型,实现消息传输排序,解决传输优先级的问题;而后提出了一种融合多维拓扑节点属性的博弈规则体系和函数,实现消息传输环境的优化及传输过程的可靠性;同时根据博弈体系中的效用函数保证拓扑在新机会节点融入后的自适应更新,维持其传输性能的最优状态.利用机会网络仿真器建立国内某机坪场景,仿真结果表明,OTCM算法相较于其他机会路由策略,平均投递率可达52.50%,平均传输时延降低至1 773 s,基本达到了研究目标的要求.     

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%。     

网络连通度约束下低开销的拓扑控制

为实现网络开销与网络连通度的权衡设计,分别基于链路添加和链路删除提出2个启发式的拓扑构建算法.通过采用网络图的代数连通度,并定义无线链路的连通度开销比这一新的拓扑度量,计算每条链路在拓扑优化中的权值.所提的启发式算法可根据该链路权值进行无线链路的添加或删除.设计了若干网络开销函数,以满足不同的网络场景.仿真结果表明,所提的启发式算法能够生成低开销的网络拓扑,同时满足给定的连通度约束.     

保证高可靠度和低传输开销的DTN拓扑控制

由于时延容忍网络中复杂的环境可能导致网络节点失效或链路故障,再加上节点的持续移动和链路的间歇连通,都给网络可靠拓扑控制带来挑战．为解决这些问题,基于时空图提出了有效的可靠拓扑控制方案．该方案适用于节点周期性运动的卫星网络、星际网络等时延容忍网络．首先将网络拓扑转化为时空图;然后定义了网络的可靠拓扑控制问题,拓扑控制保证在网络连通的条件下,寻找网络中任意节点对的最可靠路径,并最小化网络的传输开销;最后提出了两个算法来解决此问题．仿真验证了提出的方法既能保证网络的可靠性,还能降低网络的传输开销,从而说明提出的拓扑控制方案适用于拓扑周期性可预测的时延容忍网络．     

时序网络上的随机游走免疫策略研究

针对传统免疫模型在时序网络中所面临的难以收集、分析网络拓扑信息的困境，提出了基于随机游走机制的免疫策略，一定数量的免疫粒子被随机地分配到网络节点上，当该节点有边激活时，免疫粒子就可以沿着激活边游走到另一节点，获得免疫粒子的节点获得免疫能力，失去免疫粒子的节点转换成非免疫的易感态。根据随机游走者之间在转移时是否相互影响，分别建立了非独立随机游走免疫模型和P_独立随机游走免疫模型。在这两种免疫模型中，免疫粒子传播所需的网络开销受到事先给定的免疫粒子密度的限制。实验表明，这两种随机游走免疫模型可以获得比熟人免疫模型更好的免疫效果，而与目标免疫模型的比较结果取决于网络拓扑结构的异质性程度。     

软件定义无线传感器网络中低控制负载的睡眠调度

为了克服软件定义无线传感器网络（SDWSN）中控制流量的限制,依据基于能量消耗的连通k邻域睡眠调度算法和软件定义网络（SDN）的特性,提出了一种低控制负载的睡眠调度方案. 首先,利用SDN的网络模型重新设计无线传感器网络的模型;然后,依据新的网络模型,对传统的睡眠调度方案进行改进. 在此基础上,设计出能够降低网络中控制流量的流表,从而降低SDWSN中的控制负载. 仿真结果表明,本文所提出的控制流设计方案在控制流量和数据平面中更新节点状态的平均响应时间要优于SDWSN中的睡眠调度,该方案能够最小化整个网络中的控制流量,在延长网络生命周期的同时降低控制负载.     

基于节点度优化的无线 mesh网络拓扑控制算法

由于网络节点之间资源竞争以及无线信号干扰增大,无线 mesh网络的吞吐性能亟待得到进一步的优化.针对此问题,给出了一种基于节点度优化的拓扑控制算法.算法采用中继区方式构建网络逻辑邻域拓扑,利用RNG 方法对网络拓扑进行局部节点度优化.仿真结果表明,该算法保证了网络的连通性,有效地提升网络的吞吐量.     

基于定位辅助按需拓扑维护的超宽带自组网路由算法

提出了一种基于定位辅助按需拓扑维护的超宽带自组网路由算法,该算法利用超宽带技术精确定位信息所获得的网络拓扑信息和路由信息进行分组转发,路由维护阶段在定位信息辅助下采用按需方式进行断链路由的修复和拓扑维护,通过基于位置信息的按需路由发现和限制路由查找范围,以及定位信息和网络拓扑信息的及时更新,在降低协议开销的同时保证了算法的有效性。仿真表明,该算法在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能,其优良的分布式控制特征能适应超宽带自组网的动态环境。     

城市交通信号自组织控制规则的邻域重构

为解决城市交通信号自组织控制中,交通流相变频繁及路网拓扑结构复杂等时空条件带来的固定局部规则控制精度的问题,提出一种城市交通信号自组织控制规则邻域的重构方法. 首先,定义邻域为当前路口自组织控制规则构造的关联相邻路口组合;然后,面向当前路口的相邻路口集合空间,应用综合因子分析法及互相关性等方法,构建当前路口与其任意相邻路口在位置上的相对空间表达、在交通流量传递上的相对时间表达,以此实现当前路口与其所有相邻路口的时空量化表达;最后,基于流体力学方程建立信号切换规则,以所构建的时空量化表达为依据,在关联相邻路口集合中重构当前路口自组织控制规则邻域. 仿真结果表明:当前路口最大通行能力、整体通行能力均随邻域的扩大而提升. 邻域重构可以解决固定规则邻域造成的控制精度问题,邻域的扩大也会影响交通流量释放的平稳性.     

二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法

为了解决大规模无线传感器网络中同步误差随跳距的累积问题,提出一种基于二层拓扑结构的时间同步算法.首先,通过根节点发送时间同步报文,沿二层拓扑结构从父节点到子节点传递时间同步报文;其次,支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间,更新并发送同步报文;最后,非支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间.依此类推,最终可实现所有节点的时间同步.应用结果表明,在由31个节点组成的无线传感器网络中,该算法的同步开销相比较于RBS算法减少了93%.而引起累积误差的关键路径长度相比较于连通支配集算法减少了50%.     

基于SDN拓扑集中更新的NDN路由策略

基于软件定义网络（SDN）拓扑集中更新的命名数据网络（NDN）路由策略,将路由的2个关键功能分离,拓扑更新功能集中置于SDN控制器中,而路由计算功能分布式地置于NDN内容节点中.同时,对网络拓扑进行负载加权预处理,在考虑网络状态的前提下,可优化路由计算.仿真结果表明,在基于SDN拓扑集中更新的NDN路由策略中,内容请求数据流的首包时延平均降低了90%,SDN控制器的负荷平均降低了10%~30%,全网实现了有效的负载均衡.     

簇状传感器网络临时分类密钥管理协议

提出了一种基于密钥树的簇状传感器网络临时分类密钥管理方法.采用DH密钥协商算法和逻辑密钥树分发节点间通信使用的三类密钥;使用事件激发来启动密钥系统更新,以确保网络拓扑变化时的密钥安全.实验表明密钥协商算法适当地增加计算量,但有效地降低了通信负载,并且减少了密钥占用的存储空间;动态更新策略能自适应网络拓扑变化,提高了密钥系统的安全性.     

基于蚁群优化算法的无线传感器网络跨层路由协议

针对无线传感器网络对实时性、鲁棒性及能耗平衡要求较高的特点,提出了基于蚁群算法和跨层优化的无线传感器网络路由协议ABCRO（Ant-Based＆Cross-layer Routing Optimization）。算法综合考虑各层之间的信息共享机制,将链路的通信开销和链路通信情况以数据的形式转换为网络性能优良的评估参数;通过将接纳控制网络节点机制、信息素禁忌表的双向更新、节点剩余能量信息维护及跳数更新等信息加入路由选择公式,有效增强算法的可扩展性,降低通信过程中的拥塞问题。仿真实验表明ABCRO算法能够较快的寻找出一条最优的路径,从而平衡网络能耗,降低冲突率,有效提高网络整体性能,延长网络寿命。     

基于网络表示学习的机会网络链路预测

针对机会网络的多维链路属性和网络结构动态变化的特点,提出基于网络表示学习的链路预测方法。设置切片时长,将机会网络转化为网络快照序列,利用多维链路属性表示每个快照内的链路状态。采用网络表示学习方法聚合邻居节点的多维链路属性,并映射为低维的属性嵌入矩阵;采用基于注意力机制改进的循环神经网络学习网络拓扑随时间动态演化的规律,提取属性嵌入矩阵之间的时序特征;在输出层建立时序特征与链路状态之间的映射关系,实现下一时刻整网的链路预测。在Infocom-05和Hyccups等数据集上的实验结果表明,与现有同类方法相比,所提方法具有更高的预测精度。     

基于单向链路的低开销Ad Hoc路由策略

对多类点Ad hoc网络及网络中出现的单向链路问题进行了研究,设计出一种基于单向链路的Ad hoc路由策略,通过检测并使用单向链路可提高网络的连通性能,同时可采取措施降低控制开销. 仿真分析结果表明,该路由策略在控制开销方面优于传统路由机制,而路由成功率和吞吐量性能降低很小.     

无线Mesh网络功率控制与信道分配联合优化

针对无线Mesh网络网关节点和网络链路承载的负载不均问题,择优选择网关节点,并设计链路权重,构建以网络加权吞吐量为优化目标的资源分配模型.在构建的资源分配模型下,提出一种基于Q学习和差分进化的联合功率控制与信道分配算法（QDJPCA）.该算法通过获取功率控制的反馈结果,采用基于多重变异和自适应交叉因子的差分进化算法进行信道分配;针对每次迭代产生的信道分配结果,采用基于状态聚类和状态修正的Q学习算法实现功率控制.NS-3仿真结果表明,QDJPCA能够有效求解所提资源分配模型,在优先保证网关负载均衡和高负载链路吞吐量性能的基础上提升网络整体性能.     

Ad Hoc网络链路状态更新的开销控制方法

为了降低网络的开销,提出了一种新的链路状态更新的开销控制方法,充分利用了媒体接入控制层具有广播发送特性的帧更新链路状态. 理论研究和分析表明,新方法能够降低网络的控制分组数目,减小网络拥塞发生的概率,提高网络的吞吐量. 仿真结果表明,新方法可以有效地降低更新开销.     

透明IP over WDM网络中能效链路控制策略

在低负载时断开网络拓扑部分链路是IP over WDM光网络中一种有效的节能方法,但链路断开时段的选择对IP over WDM光网络的阻塞率和节能效果有较大的影响,对此,根据网络中IP流量一天中的周期性变化规律,设计了一种链路能效分时控制策略调整非峰值时间段网络拓扑连接关系,并建立整数线性规划能耗模型,设计了便于求解模型的启发式算法。仿真结果表明,与无链路断开的原始策略相比,所提策略能有效降低网络能耗;与现有的链路断开策略相比,新策略能获得更低的网络请求阻塞率。     

基于控制集群的SDN流表更新机制

借助服务器集群技术构建了SDN控制集群,并在以控制集群为中心的网络拓扑基础上,设计出一种基于过渡规则集的流表更新方法。集群技术提高了控制系统的可靠性和效率,而更新机制通过逻辑验证,证实了其正确性和可行性,完全实现了更新一致性的要求。     

城市智能交通信号控制系统的设计与开发

为了解决我国城市道路交通拥挤的信号控制问题,开发智能交通信号控制系统.基于ARM7平台,提出基于S3C44B0X处理器的智能交通信号机主控板设计方案.应用Clinux移植方法,完成了基于Clinux操作系统的信号机软件设计.基于组件化设计,采用UDP协议通讯和以太网连网方式,开发城市交通控制中心软件.通过开发多种群多编码遗传算法通用控件,实现绿信比优化.将GIS技术引入中心控制软件来配置信号机和获取路网拓扑空间信息.应用结果表明,新型的智能交通信号控制系统性能稳定,便于实现城市交通网络的优化控制.