博弈模型在网络数据传输中的应用

为了保证数据在网络中的传输安全,本文结合博弈论中的非合作模型提出一种网络数据的安全传输方案。该方案用一种只有两个参与者（攻击者和数据传输者）的非合作博弈模型来描述数据的安全传输问题,并用具体的网络拓扑证明了这个博弈模型存在纳什均衡点。     

基于博弈论的无线传感器网络簇间路由选择算法

针对无线传感器网络(WSN)中,网络覆盖范围大,但传感器节点通信范围有限,长距离传输容易造成数据丢失的问题,提出了一种基于博弈论的无线传感器网络簇间路由算法,通过建立以网络服务质量(QoS)和节点剩余能量为效用函数的博弈模型,并求解其纳什均衡来解决以上问题。仿真结果表明：所提出的博弈模型在优化网络服务质量、降低节点能耗的同时,延长了整个网络的生存时间。     

无线多跳网络上基于网络编码的多源多播算法

考虑到在无线多跳网络中存在多个相互独立的多播流的调度问题,首先提出了一个基于网络编码的动态多源多播模型,并根据该模型设计了一个适用于802.11DCF MAC的多播算法MulSrc。MulSrc以队列积压作为流调度的主要依据,以网络编码作为数据传输和本地恢复的主要手段,无固定的传输路径,在无线网络中实现以丰富的多路径来克服相关丢失、降低延迟的目标,适用于无线网络中大量存在的随机丢包情况。实验证明,在存在多个多播流的网络上,MulSrc可以取得比同类协议CodeCast和MMForests更好的性能。     

一种基于多路径网络编码的匿名通信机制

提出了基于多路径网络编码的信息分割传输策略ITNC(information slicing and transmitting with multi-path network coding),并基于ITNC提出了一种无需密钥基础设施的匿名通信机制AC-ITNC(anonymous communication mechanism based on ITNC).该机制将建路信息分割后编码传送,每个编码节点都对转发信息进行再次随机编码,编码系数与编码信息沿不同编码路径分离传输,从而可以在不需要密钥机制的情况下进行     

网络编码技术在军事物联网中的吞吐量分析

网络编码是通信网络信息传输技术的一个重大突破,其核心思想是利用路由器的智能化功能,由网络中间节点对传输信息进行编码,从而提高网络传输效率。文中通过网络编码技术,对军事物联网信息传输模型中的吞吐量进行了分析与仿真,仿真结果表明,通过网络编码可以较大地提高军事物联网的传输吞吐量。     

基于网络编码的传染路由协议性能

针对传染路由(ER)网络中容易出现多种通信半径的通信节点,导致网络性能不稳定的问题,提出了一种网络编码与传染路由相结合的网络模型。该模型在经典传染路由中结合网络编码的方式进行数据传输,并且为了对改进后的网络性能进行有效地评估,为传染路由网络中的传输时延建立了概率模型。使用该概率模型对网络进行评估的结果显示,在多种传输环境下与经典传染路由相比,基于网络编码的传染路由(NCER)具有高效、稳定的优点,并于离散事件仿真实验结果中得到了验证。最后,根据该概率模型的评估结果,提出了一种进一步降低网络传输时延的方案。     

基于网络编码技术的组播通信性能分析

网络编码是改善组播通信性能的一种新技术。本文介绍了网络编码的概念,将网络编码的组播网络与现有IP组播网络进行性能比较,分析研究网络编码在吞吐量与流量负载平衡方面的性能改善。仿真结果表明,网络编码技术在传输最大流与改善网络链路的负载平衡方面具有较大的优势。     

基于最大流的网络编码组播路由算法

网络编码是一种能显著提升组播传输性能的通信机制.在组播网络中部署和实施网络编码,必须建立传输路由和确定编码模式.对于后者,许多学者提出了有效的解决方法,而对于路由问题的研究则相对较少.由于网络编码自身固有的特点,基于网络编码的组播传输与传统的IP组播在建立传输路由的方式上有所不同.鉴于此,本文提出了一种基于最大流的网络编码组播路由算法,该算法与有的编码模式一起,能够构成完整的网络编码组播传输方案.仿真实验表明,与传统的IP组播相比,基于该算法的网络编码组播能够提升组播传输的性能.     

WSN基于网络编码数据传输可靠性研究

网络编码是通信网络中信息处理与传输技术研究的重要热点。目前关于网络编码的研究多集中在提高网络吞吐量方面,在提高数据可靠性方面也逐渐得到重视。文中以提高数据传输可靠性为目的,以网络编码为基础,构造基本的对等设备之间数据传输模型,结合传感器网络特有的通信机制及无线链路广播传输的特性,理论分析了数据通过网络编码后能够正确传输的概率。通过仿真可以看出网络编码在信噪比较低的条件下可以明显提高数据传输可靠性。     

网络编码调度算法的研究

近年来,网络编码作为提高通信系统吞吐量一种手段。在多播的通信网络,网络中各个传送节点结合动态变化的网络情况,对不同信息流的数据包进行编码处理,从而减轻局部节点的阻塞,提高了整个通信系统的性能。文章主要工作要体现在典型无线通信网络中,引入动态网络编码调度算法,提高无线通信系统的网络编码增益和系统吞吐量;探讨在自适应无线通信系统下,如何适当的使用自适应技术,使得动态网络编码调度算法的作用发挥到最大。各个节点间的发送端更应选取适合的自适应技术,来提高无线通信系统性能。通过MATLAB仿真显示,带有自适应技术的无线网络,在动态网络编码调度算法作用下,对改进系统性能有着更加重要的现实意义。     

Repairing multiple failures adaptively with erasure codes in distributed storage systems

Repairs of multiple failures in distributed storage systems have posed the challenges for erasure coding: how to minimize the repair time with the least extra repair network traffic cost. However, existing repair schemes designed for single failure suffer from the high network traffic cost due to the serial repairs for multiple failures. Repair schemes designed for multiple failures suffer from long repair time due to the centralized repair structure. In this paper, we propose a decentralized adaptive repair scheme, called DARS, to minimize the repair time with the least extra network traffic cost. Specially, we propose a three‐layer repair model to support the repairs for both the single and multiple failures. For low repair time, a bandwidth‐aware node selection technique is proposed to guide the selection of nodes, and a line‐structured data transmission technique is proposed to organize the data transmission between the providers and the newcomer. For the least extra network traffic cost, a core‐based data distribution technique is proposed to organize the data transmission between the coordinator and other newcomers, and an intersection provider adjustment technique is proposed to adaptively adjust the number of intersection providers. Moreover, we adopt the ‘lazy repair’ within a stripe to further reduce the repair network traffic cost. We implement and evaluate DARS on our raid distributed storage system under various parameter settings with 30 physical machines and 200 virtual machines. Experimental results confirm that DARS reduces the repair time by 29% and 55% on average compared with tree‐structured repair and CORE, respectively. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

实时视频系统的数据编码速率智能控制

该文探讨在CDMA无线网络环境下实现更高QoS的实时视频传输,包括了对实时视频编码速率调整的智能控制方法,以及如何对编码速率调整的内容。采用网络特征反馈的样本,将其通过动态神经网络异步输入,经过合适的训练,得到一个确定神经网络参考模型,用该模型对未来的网络环境作出预测,并由预测出来的结果控制数据编码调整方案的一种智能控制手段。通过神经网络来实现对网络特征的捕捉,再作出合适的编码速率调整,这种调整更接近真实需要,更好地满足了实时QoS的实时视频系统要求,使得实时性能得到显著的提高。     

认知无线网络的Rubinstein博弈频谱共享方法研究

针对传统的功率控制算法限制认知用户的发射功率而影响其服务质量(Quality of Service, QoS)的问题,提出了一种基于功率控制的多人Rubinstein博弈频谱分配算法。该算法通过牛顿迭代公式降低认知用户的发射功率并依据各个用户间的干扰得到相应的链路质量;将经济学中的贴现因子与用户的链路质量建立映射关系;通过链路质量调整认知用户子博弈顺序使得网络总传输速率达到一个相对稳定的状态。仿真结果表明:多个认知用户在同一信道下共享频谱时,采用多人Rubinstein博弈算法对系统的总传输速率有明显的提升,使系统处于稳定且高速的传输状态并节省了一半以上的频谱分配时间。     

利用退火回归神经网络极值搜索算法求纳什均衡解

针对如何解算n人非合作的动态博弈对策中的纳什均衡解问题,提出一种利用退火回归神经网络极值搜索算法解算纳什均衡解的方法．在动态博弈对策问题中,将每个竞争者视为一个代价函数,利用此算法可以使每个代价函数均收敛于其最小值,从而获得此对策的纳什均衡解．此算法不限制代价函数的具体形式,同时由于摒弃了正弦激励信号,解决了一般极值搜索算法中存在的输出量“颤动”现象和控制量来回切换问题,改善了系统的动态性能．     

基于改进遗传算法的VMS选址研究与分析

随着城市交通的高速发展,交通拥堵和交通事故频繁发生,城市交通诱导作为智能交通系统的重要组成部分,其产生和发展刻不容缓,可变信息板(VMS)是交通诱导系统中实现交通信息传递的重要工具。针对智能交通诱导系统在国内应用的不成熟,采用改进型遗传算法对VMS在路网中的布点位置进行了全局索优,对基本遗传算法中的编码方式,选择方法进行了改进,同时采用动态衰减变异概率进行变异操作,并运用多目标优化算法将多目标函数单一化,针对某一路段上的VMS对该路段下游不同位置的影响程度的不同,引入衰减影响因子;然后以复杂虚拟路网为仿真实例进行了VMS布局仿真检验,结果表明,该方法以VMS效用和经济成本为评价指标,较好地实现了交通路网中VMS选址的最优分布,同时达到了节约资源的目的,具有一定的科学性和实用性。     

考虑交通拥堵成本的零售商供货量决策模型

引入交通拥堵成本因子,考虑从零售商配送中心到市场间的路段存在交通拥堵情况下,分别建立了供应链系统中供应商定价模型和零售商供货量模型;运用动态博弈分析方法,得出了零售商和供应商满足利润最大化条件下解的均衡方程;最后,研究了一个简化的供应链网络,对上述模型进行了验证与分析。结果表明,随着交通拥堵成本因子的不断增大,零售商会逐渐减少对市场的商品供货量,通过提高市场价格和减少运输费用来弥补拥堵成本的增加。     

FLEXIBLE FUZZY PRIORITY SCHEDULING OF THE CAN BUS

With the increasing complexity of distributed real‐time systems, the need for improved CAN bus performance is continually increasing. Normally, a scheduling scheme with static‐priority has low network schedulability/utilization; while using dynamic priority will improve the QoS of the network at the cost of a narrow service range or a high overhead, compared with the fixed priority scheduling schemes. Actually, because of the fluctuation of network traffic, these priority policies may not guarantee flexibility for different kinds of messages. Based on the broadcast nature of the CAN bus, a closed‐loop fuzzy scheduling scheme is proposed in this paper. Compared with the dynamic priority schemes, this fuzzy scheduling scheme uses fewer bits to encode fewer priority levels, which widens the service range of the network without increasing overhead. Based on game theory, a fuzzy parameter updating algorithm for the fuzzy scheme is developed to improve the adaptation of the scheme, which guarantees the required QoS of the network even with traffic fluctuation. Simulation results well demonstrate the abilities of the fuzzy scheme to guarantee high schedulability for real‐time messages, as well as the fairness and the same QoS for non‐real‐time messages in networks.     

城市交通信号局部博弈交互下的学习协调控制

针对传统分布式自适应交通信号控制协调效率受限,并且存在维数灾难问题,建立了城市区域交通信号控制系统模型,将其优化问题建模为局部交叉口交通信号博弈协调控制,提出基于交叉口交通信号控制agent局部信息博弈交互的学习算法。在学习过程中交叉口交通信号控制agent进行局部信息博弈交互,自主调整交通信号控制策略使其逐步学习到最优策略。通过设计不同的交通需求情景,对路网平均延误和平均停车次数进行加权构建性能评价指标,相对于遗传算法和感应控制方法,博弈学习取得更好的交通信号控制效果,其能收敛到最优性能评价指标,其具有更好的交通需求管控能力。     

基于序贯博弈的Ad Hoc网络功率控制算法

针对分布式拓扑结构的Ad Hoc网络,将用户处于异步竞争方式下的功率控制问题抽象为动态博弈模型,通过多步迭代的逆向归纳法,逐步分析了两用户组及多用户组下的序贯博弈过程。并提出一种分布式的功率控制博弈算法,有效求解了用户发射功率的均衡策略,来优化用户之间的并发传输能力,提高频谱效率。仿真实验表明,建立基于序贯博弈的功率控制过程,能够有效地减轻用户之间的干扰影响,提升用户接收信干噪比质量,从而改善了系统吞吐率性能收益。     

Routing and dynamic resource assignment joint game: a non-cooperative model for QoS routing

In this paper we present an innovative game theoretic non-cooperative model for the quality of service (QoS) routing in communication networks implementing a differentiated service model for the QoS support. The proposed model allows us to solve a joint problem of non-cooperative QoS routing and dynamic capacity allocation over a network of parallel links. This problem is solved by playing a Nash game taking place among players belonging to two categories: (i) the category of individual users, whose objectives are to ship their macroflows from the source node to the destination node, by suitably splitting them over the parallel links, and (ii) the category of capacity players, whose task is to partition and to assign to the classes of traffic upon which the macroflows are mapped, the dynamic portion of capacity over each link. One of the main innovative aspects of our model is that the allocation of the dynamic portion of capacity to each class of traffic over each link is realised during the actual operation of the network, i.e. in conjunction with the QoS routing. Extensive simulation results validate the proposed model, show some of its interesting properties and highlight the remarkable performance enhancements that it achieves with respect to the other results present in the literature.