Ad hoc网络的二连通骨干网构建算法

网络拓扑结构的连通性是保证数据通信的前提,而拓扑的二连通是网络在有节点或链路失效的情况下保持拓扑连通的基本条件.为了构建具有容错能力的Ad hoc网络的骨干网,针对Ad hoc网络拓扑动态变化、节点可能失效的特点,根据图论中相关理论,结合计算几何中三角剖分相关内容,给出了一种构建二连通骨干网的算法.仿真结果表明,在不同的网络环境下,采用本文的二连通骨干网算法得到的拓扑结构至少是二连通的,理论分析和仿真结果一致.     

基于压缩感知的异构网络数据动态重构算法

针对异构网络数据资源存在节点及链路均衡度过低且数据重构资源分配路径误差较大的问题,设计一种基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法。利用模糊核聚类算法将数据样本集映射至高维空间内,聚类目标数据,根据节点在网络中对应的坐标构建异构网络拓扑模型及数据权矩阵模型;设置路由器物理链路通信图,根据链路带宽约束优化数据重构资源的分配路径,将节点核心区数据重构,并分配至聚类节点来感知数据的动态变化,为每一个核心聚类节点拓扑感知一个路由器数据的动态变化,来实现全局的数据动态重构,至此完成基于节点拓扑感知的异构网络数据动态重构算法的设计。设计仿真实验,测试算法的节点均衡度与链路均衡度。实验结果表明,设计的算法的节点均衡度为0.93,链路均衡度为0.90,均高于对比方法,因此可以得出,该算法的资源均衡度更好。     

基于拓扑关键点保护的P2P网络拓扑优化

网络连通性是对P2P网络拓扑结构进行优化的前提.为了确保P2P网络中每一个节点的相互连通,增强网络拓扑的抗毁性,应以分布式的方法有效地检测到拓扑关键点并合理地将其消除,以从本质上增强网络应对分割的抵抗力,同时显著地提高系统的容错性.对非结构化P2P网络的CAM拓扑关键点发现算法进行研究分析,提出ECAM拓扑关键点发现算...     

一种空间延迟容忍网络中的周期性链路数据转发算法

空间延迟容忍网络的链路具有间歇连通的特点,难以形成一条端到端的路径,使得基于TCP/IP的端端数据传输机制无法适应空间延迟容忍网络.空间延迟网络中存在着大量连通时间短暂、具有周期性连通规律的卫星节点,它们处于高速周期性运动中,在空对地、空空之间构建了空间网络的核心链路.针对空间延迟容忍网络中的周期性连通链路,通过对卫星运行规律的分析,计算单颗卫星对地周期性连通时间和星间链路的连通时间,定义空间链路的连通矢量,设计基于节点间连通矢量的数据转发算法,有效解决了空间网络周期性链路的数据有效转发问题,为空间网络面向延迟容忍的数据转发提供支持.仿真结果表明,该算法在周期性链路的情况下具有较好的传递成功率和传输延迟性能,更适合于具有周期性链路的空间延迟容忍网络环境.     

移动Ad hoc网络拓扑结构抗毁性测度模型

引入一种新的抗毁性指标——自然连通度,建立了考虑能耗的移动Ad hoc网络拓扑结构抗毁性综合测度模型,在此基础上确定了基于网络拓扑结构抗毁性的最优发射半径。实验分析表明,该测度模型能有效刻画移动Ad hoc网络拓扑结构的抗毁性,具有最优发射半径的网络拓扑结构能较好权衡网络结构抗毁性和网络生命期。     

异构无线传感器网络支配集拓扑控制算法

采用最小连通支配集的理论,研究异构无线传感器网络拓扑结构的优化问题.针对传感器节点的通信能力异构特性,综合通信链路质量、节点传输范围与剩余能量,构建起一种度量异构节点能量有效性的区域能量消耗率函数.利用该函数判断通信区域的能耗速率并确定支配节点的选择,设计了一种最小连通支配的分布式拓扑控制算法.实验结果表明,执行该算法构建起的网络拓扑具有通信链路可靠和能量利用高效的特点,能够大幅度提高异构无线传感器网络的生命周期.     

低轨层内星际链路的一种新的链路重构算法

在空间网络中,为了解决与故障卫星节点相连的星间链路失效而导致的传输延时大幅增加问题,提出了一种新的链路重构算法.该算法在对节点连接度上限约束的同时,保障了链路延时最小,进而完成了受故障卫星节点影响的链路的重建.利用STK仿真软件构建了网络拓扑及链路重构过程,进而利用OPNET仿真软件完成了算法的性能仿真验证.仿真结果表...     

一种可自维护的无线传感器网络拓扑控制算法

在温室、救灾等环境监测过程中,无线传感器网络会因频繁发生自然故障和遭受恶意攻击而引起网络可生存性问题,针对这一问题提出了一种可自维护的具有抗毁性的拓扑控制算法。仿真结果表明,该算法能够简单有效地构建并维护容错拓扑结构,在节点失效时保证网络拓扑容错抗毁,使得无线传感器网络具有可生存的能力。     

无线传感器网络抗毁性

无线传感器网络常因能量耗尽、硬件故障或者遭遇入侵等原因导致节点失效,使得原本连通的网络拓扑分割,甚至导致全局网络受损.因此,研究抗毁性对解决无线传感器网络规模化应用瓶颈具有重要的理论价值.目前有关无线传感器网络抗毁性的研究主要关注以下3个方面:(1)造成无线传感器网络节点失效与网络受损的原因有哪些;(2)如何准确度量无线传感器网络抗毁性;(3)如何有效提升无线传感器网络抗毁性能.文中有针对性地分别从失效成因、测度、提升策略与故障检测和修复等4个方面对有关研究进行归纳和分类,重点分析无线传感器网络抗毁性优化方法,包括路由控制、网络重构和拓扑演化.最后,指出无线传感器网络抗毁性研究未来发展所面临的技术挑战,并就其发展趋势进行探讨.     

基于熵的赋权网络抗毁性评估方法

为了研究赋权网络在遭到局部破坏后,网络性能保持稳定的抗毁能力,通过计算节点间不重叠路径对流量的贡献度,进而引入熵的概念,将网络拓扑结构的连通稳定性与网络承载流量的稳定性相结合,以全连通网为基准,提出了用于评估节点间抗毁性的标准稳定熵指标,并在此基础上给出了用于全网抗毁性评估的模型。仿真实验表明网络的抗毁性不仅与网络的拓扑结构、各边权重所代表的边容量总和有关,同时也与各边权重的均匀度有关;关键边性能权重分布越均匀的网络,其整体抗毁性能越强。     

空间信息网络多址接入技术研究进展

空间信息网络具有高动态拓扑,大时空尺度、多样化业务和星上资源受限等特点。随着星间组网技术的日益成熟和航天活动的不断增加,航天器用户的动态多址接入问题已经成为影响网络性能的关键因素,得到了国内外研究机构的广泛关注。首先分析了典型多址接入技术的主要特点;然后在空间信息网络场景中,对基于竞争的分布式接入控制、基于无冲突的集中式接入控制以及多协议混合接入控制等三种多址接入技术进行了性能分析,对比剖析了三种多址接入方法的优势与不足。最后,分别提出了典型多址接入技术在未来空间信息网络中的典型应用场景和适应性改造方法。     

卫星综合信息网服务级管理的研究

卫星综合信息网是一种天地一体化网络，是卫星通信与传统网络技术融合的必然发展趋势．空间中的卫星以及星地通信链路都是高成苯的网络资源，如何充分利用有限的网络资源、保证服务质量则是研究这类网络时必须考虑的问题．本文为解决这一问题，提出了卫星综合信息网服务级管理的体系结构，并着重对服务拓扑管理、服务一致性管理进行了深入的研究，同时概括性的提出了服务安全管理和服务故障管理的模型．文章最后建立了卫星综合信息网服务级管理演示验证系统，对文中提到的服务拓扑算法的有效性进行了验证．     

空间信息网络任务智能识别方法

随着星间链路技术的不断发展和星上处理技术的日益成熟,空间信息网络传输的任务类型不断增加并呈现多样化的趋势,这对空间信息网络的多业务协同传输、网络资源全局调度等能力提出了新的挑战。然而,传统的空间信息网络资源调度大多以单一业务为驱动,忽略了任务与业务之间一对多的关系,导致某些低优先级任务抢占高优先级任务的网络资源,致使由多业务构成的空间信息网络任务的服务质量较低。此外,空间信息网络传输环境具有拓扑高动态变化、节点资源有限等特点,将传统的业务识别方法直接迁移到任务识别中存在任务识别效率低和开销大的缺陷。鉴于此,文中设计了部署于空间信息网络边缘的任务服务支持站,该支持站由识别标记模块、路由控制模块和数据通信模块组成,用以完成对任务类型的识别,以及基于任务服务质量需求的路由选择和数据传输。文中通过对流自身特征项的降维处理和基于高斯核函数的特征空间映射,设计了基于支持向量机的业务识别算法,进一步地,在引入网络传输环境相关特征项的基础上,将业务类型、业务数量和环境特征项相结合,设计了基于梯度下降法的任务识别算法。仿真结果表明,设计的任务识别算法具有很好的识别精准率和召回率,且消耗较短的识别时间和较少的识别开销,对空间信息网络任务流量识别的平均准确率达到95%以上,提高了1%以上,相比未经过特征降维的平均训练时间缩短了15%以上。     

低轨星座网络拓扑的抗毁性研究进展

近年来随着人类太空探索的快速发展,大量低轨星座相继部署,以星链为代表的星座已掀起了各国的研究热潮。该综述旨在结合低轨星座网络拓扑特点,对抗毁性评估指标和优化模型进行总结剖析。以星链为例,阐述了新型低轨星座的建设现状,对常见的卫星网络拓扑构型进行了分类与优劣对比,分别从节点和链路两个角度梳理了近年来的建模方法。比较评价了典型的抗毁性评估测度与方法,总结了卫星网络拓扑优化算法的研究现状及存在问题,从应用层面提出展望。     

LEO卫星网络中的一种分布式路由算法

在LEO卫星网络中，由于卫星高速运动导致的网络拓扑变化和不同卫星覆盖城内流量的非规整性给设计其特殊路由算法带来很大挑战。结合卫星网络的固有特点，本文提出一种基于路径信息压缩的分布式路由算法CPDR（Compressed Path Information based Distributed Routing）。该算法使用分布式分层链路状态收集策略和简洁的路径信息编码机制，能够在不引入额外信令开销基础之上提供多路径路由能力，实现卫星网路中的流量负载平衡、优化网络带宽应用、提高星际链路利用率。     

利用网络表征学习辨识复杂网络节点影响力

发现复杂网络中最具影响力的节点,有助于分析和控制网络中的信息传播,具有重要的理论意义和实用价值.传统的确定节点影响力的方法大多基于网络的邻接矩阵、拓扑结构等,普遍存在数据维度高和数据稀疏的问题,基于网络表征学习,本文提出了一种局部中心性指标来辨识网络中高影响节点(NLC),首先采用DeepWalk算法,把高维网络中的节点映射为一个低维空间的向量表示,并计算局部节点对之间的欧氏距离;接着根据网络的拓扑结构,计算每个节点在信息的传播过程中,对所在局部的影响力大小,用以识别高影响力节点.在八个真实网络中,以SIR和SI传播模型作为评价手段,将NLC算法和度中心性、接近中心性、介数中心性、邻居核中心性、半局部中心性做了对比,结果表明NLC算法具有良好的识别高影响力传播节点的性能.     

基于无线传感器的物联网网络拓扑发现算法研究

在基于无线传感器的物联网中,由于传感器硬件设备的局限性和动态性,以及组成的网络通信带宽有限等,在网络中准确、及时地获取网络的拓扑信息变得非常困难,而如何全面、准确、快速地进行网络拓扑发现对于物联网的网络管理、故障定位和拥塞控制等研究和更多的上层应用具有重要的意义。提出了一种基于移动代理的模糊动态拓扑发现算法的设计方案。不仅通过构造网络模糊拓扑信息的处理方法和移动代理的迁移、活跃度等相关策略模型,给出了移动代理和传感器节点的最优拓扑发现数量比,而且还根据模糊知识处理已有的研究,获得了完整的基于传感器的物联网网络拓扑发现算法。通过实验验证表明,本算法不仅改进了网络拓扑的发现效率,并且具有较小的网络能耗等。     

基于路由需求的空间信息系统星地链路及星间链路特征分析

有效的路由算法是空间信息系统需要解决的核心技术之一。由于卫星网络的拓扑结构的变化,空间信息系统的路由算法应充分考虑到星间、星地链路连通性特征及卫星网络的拓扑结构演化规律。分析了空间信息系统卫星网络体系结构,研究了星间、星地链路的几何特性,并利用STK仿真软件对星间、星地链路的性能进行仿真,通过分析仿真结果得到了某些星间链路、星地链路的链路连通性特性,进一步分析得到了空间信息系统信息传输网络拓扑结构的演化规律,其可为卫星链路的设计以及后续空间信息系统路由算法的研究提供一定的参考。     

拓扑服务中融合GIS与拓扑发现技术的研究

传统的网络拓扑服务通过拓扑发现技术,描述了网络节点间的逻辑连接关系,基于GIS技术的网络拓扑服务,则体现了网络传输线路、网络节点间的空间连接关系。对这二种网络拓扑服务的实现展开研究,提出一种将两者相融合的方法,将网络资源及其拓扑关系视图化,以便于网络资源的保存、查询、管理,在计算机上实现准确真实的空间分析和可视化表达,实现了两者的优势互补,为网络资源利用,故障检测、定位、修复提供一种全新、强大的辅助工具。