网络编码在高质量应用层组播中的应用

在面向节点群的混合网状应用层组播模型(Hybrid Mesh Application Multicast Model,HM-ALM)中设计并实现了确定性线性网络编码,探讨了网络编码对提高组播性能的作用.实验表明,网络编码能减少传输延迟和增强系统健壮性.使用网络编码后系统传输延迟减少了约50%;在系统动态变化时,正确接收数据的节点数可以达到最大值,系统能更快恢复稳定.     

基于虚拟坐标的移动自组织网络组播路由

为提高移动自组织网络QoS特性,减小组播的时延,利用群论中的直积方法构建了一个类超立方体拓扑结构,它具有对称性强,直径小的特点,给移动自组织网络结点分配虚拟坐标,使其嵌入到该类超立方体中,并在此基础上提出了一种确定性的组播路由算法.理论分析与实验结果表明,所设计的组播路由算法在端到端时延,网络带宽消耗以及组播数据分发的成功率方面更能适应移动自组织网络的需求,并为大规模的移动自组织网络组播通讯在带宽,时延和负载均衡等优化策略方面提供了解决方案.     

基于深度强化学习的无人机矿井自主巡航研究

针对目前矿井传感器所收集数据的传输效率差、实时性低、丢包率高等问题,提出了一种基于深度强化学习的无人机矿井自主巡航解决方法,以有效收集物联网节点数据。该方法以无人机作为传输中介,根据矿井物联网节点数据生成周期性的不同差值,利用强化学习TD3(Twin Delayed Deep Deterministic policy gradient algorithm)算法实现无人机最优路径规划。同时算法考虑并设计了符合矿井实际场景的环境、奖励值、状态信息等。提出了一种预测等待的方法,预测待采集数据产生时间并确定目标节点,无人机在信号覆盖范围内前往目标节点提前等待,以实时获取矿井传感器的生成数据。实验结果表明,无人机能够自主决策实现最优路径规划,并收集节点数据;在训练回合为700时,奖励值达到峰值,算法达到收敛并具备优异的表现。     

无线传感器网络中基于网络编码的容错路由

针对无线传感器网络中节点被窃听和盗用对数据安全传输所带来的影响,提出了一种基于网络编码的容错路由(fault-tolerant routing based on network coding,FR-NC).该路由算法利用网络中大多数节点能正确传输数据的特点,通过选举保证数据一致性,从而防止了盗用节点对数据的篡改;同时对随机编码系数进行加密,起到了对数据安全的监督和保护作用.通过对实验结果的分析,可以发现当网络中存在一定数量的盗用节点时,FR-NC具有较好的健壮性.     

一种基于应用层组播的动态层次模型:DHALM

应用层组播(ALM)由于其便于实现和推广等特点,在互联网中得到了广泛应用。提出了一种动态层次应用层组播模型DHALM(Dynamic Hierarchical Application Layer Multicast)。DHALM模型节点加入快,对数据转发过程中出现的异常情况可以快速恢复,能实现高效实时的数据传输;DHALM控制简单,能有效减少控制消耗,支持各种规模的组播。模拟实验结果表明DHALM平均路径长度小、控制开销小、具有较高的数据传输率和较好的鲁棒性。     

一种新的降低内容寻址网络节点间延迟的方法

为了降低内容寻址网络CAN（content-addressable network）节点间的延迟,建立了数学模型,引入求静态图最短路径的Dijkstra算法,并以重叠网络中的节点为图的顶点,相邻节点以边连接,相邻节点间的延迟为边的权值构建节点间的动态延迟图.本文的算法能在任意两个节点间的多条路径中找到一条延迟最小的路径.使用P2Psim对该方法和选择延迟最小的邻居节点作为下一跳的方法进行对比测试,结果表明本文的方法能更有效地降低CAN中节点间的延迟.     

无线通信中二进制网络-信道联合删除译码法

提出采用了网络信道联合纠错的编码(JNECD)的方法来降低网络传输的误码率,这种方法将接收到的数据包组成码字矩阵,利用信道编码与网络编码分别对码字矩阵的列和行联合校验检错,得到有可能错误的码元位置,删除所对应的码元,对剩余的码元解方程得到信源消息码字.仿真实验表明,在伽罗华域GF(2)中将JNECD方法与分离网络信道编码(SNCC)和直接传输(DT)方法相比,该算法可以降低通信系统的误码率和丢包率,提高数据包传输的正确概率,减少网络延时,提高网络吞吐量.     

基于优化Paillier算法的两层无线传感器网络范围查询计算方法

针对现有两层无线传感器网络范围查询中数据计算效率较低以及感知节点能耗消耗较高的问题,提出一种基于优化Paillier算法的两层无线传感器网络范围查询计算方法。首先,利用具有可验证性的优化Paillier方法加密感知数据,在保证数据安全隐私的前提下实现密文下的数据运算,将计算平台从查询节点转移到存储节点,提高数据运算效率。其次,提出一种基于最左0-1编码和HMAC数据摘要算法的低功耗数值比较方法,在保证数据稳定性的前提下,降低感知节点能耗。最后,给出该方法的具体设计与实现,并利用树莓派和温湿度、光照强度传感器构建感知节点,利用英伟达TX2边缘计算平台构建存储节点,以此构建实验平台,将范围查询计算方法在该平台进行移植与实现。与现有方法在感知节点能耗、数据计算效率方面进行对比分析,结果表明,本文方法能够在降低感知节点能耗的基础上提高数据计算效率。     

尺度小波零树视频压缩编码研究

根据 MPEG- 4对多媒体信息描述的新压缩标准 ,在深入研究尺度小波变换和嵌入式小波零树压缩编码原理的基础上 ,探讨了两种基于小波零树编码的具有连续分辨率的改进视频编码方法 .尺度小波零树编码将低通子带独立编码、其它子带多尺度零树熵编码 ,实现了自然 /合成视频信息的空间 /质量尺度完全可调 .尺度自适应运动补偿小波算法运用自适应步长来减少暂时冗余 ,保证了变码率下的视频传输质量 .     

一种基于移动预测的无线传感器网络动态拓扑管理机制

拓扑管理是节省无线传感器网络能量消耗的主要方法之一.通常采用的拓扑管理是静态的.即在整个网络范围内通过定期让冗余节点休眠来节能.但在诸如移动目标定位跟踪的应用场景中.静态拓扑管理会造成较大的能量消耗的浪费.提出一种动态拓扑管理机制,利用移动预测技术在移动目标的附近动态构造拓扑管理区域,并只在该区域内实施拓扑管理,而让区域之外的大部分节点休眠.分析了动态拓扑管理的性能并通过仿真比较了动态拓扑管理与其他相关机制的能量消耗.     

基于多目标优化的无线传感网无干扰分簇算法

为减少无线传感网的网络能耗并延长网络寿命,提出了一种基于多目标优化的无线传感网无干扰分簇算法(interference-free clustering algorithm,IFCA)。该算法在保证簇间无通信干扰的前提下,将网络能耗和网络覆盖作为优化目标,使用遗传算法和非支配排序优化分簇方案。通过仿真实验分析了节点数量、监测点数量、节点通信半径和节点覆盖半径对本文算法划分网络分簇的结果及无干扰分簇后网络覆盖的影响。仿真结果表明,本文算法适合于具有大量节点的大型无线传感网,在这种网络中,本文算法会智能设置传感器节点的角色,即成员节点、簇头节点和孤立节点,从而达到了对监测点的最优覆盖,实现了网络节能。     

一种聚簇重配置的传感器网络负载平衡算法

根据传感器网络的动态实时性,提出了聚簇重配置负载平衡算法(forced reconfiguration load balan-cing,FRLB).该算法对啦制重配置的系统框架进行了改进,实现了构建阶段和稳态阶段的两种均衡策略.采用一个簇中的节点数和在节点传输距离内的簇头数这两个指标来选择下一簇头;建立了基于契比雪夫不等式的负载平衡的衡量标准来均衡化网络内的能量消耗并减少通信拥塞.仿真分析表明,该算法相比其他网络资源和任务管理算法,能更有效减少热点并提高传感器网络的使用寿命.     

基于隐写算法的保密语音传输系统

提出了一种基于隐写算法的保密语音传输系统，首先采用G.729A编码算法对保密语音进行低码率压缩编码。然后通过改进LSB隐写算法将保密语音码流隐藏到公开音频中，并利用音频点播平台发布到网络上，最后通过客户端点播实现保密语音的提取和回放．测试数据结果表明：通过该改进算法，载体音频的感知质量得到了显著的提高，并且系统对于恶意攻击者具有更好的隐秘性．     

基于宏块分裂的多描述视频分层编码方法研究

网络异构性与传输可靠性是视频通信存在的两大问题.在视频编码中,分层编码用来解决网络传输异构性问题,多描述编码是解决传输可靠性的有效手段,而多描述视频分层编码则是二者的结合.在分层编码技术的基础上,结合基于宏块分裂的多描述编码,提出了基于宏块分裂的多描述视频分层编码.同时,还给出了基于行、列、帧分解的多描述视频分层编码方案,并对4种多描述分层编码方案进行了比较.实验结果表明,所提出的基于宏块分裂多描述分层编码方案在网络异构的适应性和传输可靠性上具有优越性.     

基于量子编码的两量子比特丢失纠错

提出一种利用6位物理比特编码为1位逻辑比特的量子编码与纠错方案.当通信过程中出现2比特丢失时,利用量子编码引入的冗余信息,通过补充处于基态的量子比特,并执行特定的逻辑操作和投影测量,便可实现纠错.结果表明,以吸收系数为0.03 d B·km-1的光纤为传输通道,当通信距离大于61.25 km时,本方案通信效率优于以往方案.     

改进的K最短路径算法在通信网络中的应用

经典的K最短路径算法是最短路径算法中一个重要分支,它在交通网络的实时路径选择中起到了很重要的作用,为了将经典的K最短路径算法应用于通信网络中,我们对经典的K最短路径算法进行了改进.在求解K最大期望容量路径算法时,先对其进行权重转换,然后使用MPS算法;在求解K最大容量路径算法时,选取每个弧段源点,终点和弧段对应3个容量值最大的来进行标号;在求解K最大期望容量路径时,建立一系列的子网络,在每个子网络中先求出K最大可靠路径,对其容量进行排序,选出最小的,将大于该最小容量的所有弧集构成的网络定义为它的子网络,以此类推直到源点到目标点没有路径为止,对每个子网络中选取的K最大期望容量路径进行统一排序得到原网络中的K最大期望路径.通过网络通信实例,验证了算法的正确性和可行性.     

能量有效的无线传感网络节点调度算法研究

在无线传感网路中,在某些情况下引入以节点地理位置为分簇依据的GAF算法虽能有效节省节点能量,但由于其随机选择簇头,没有考虑簇头最佳位置分布,因此并不能对节点能量进行充分利用.针对此问题,提出一种新的改进算法L-GAF算法,其主要思想是寻找最佳位置簇头节点,通过定期动态转换虚拟单元格,改变节点与中心点的距离,利用节点度策略和节点剩余能量优化簇头选举机制,均衡能量分布.实验证明:与GAF算法相比,此算法延长了网络的生命周期,提高网络的负载能力.     

AVS视频标准的帧内预测算法改进

为优化AVS视频编码算法提高其算法的运算效率,对AVS视频编解码标准中的帧内编码算法结构进行了合理调整,并对AVS帧内预测的C代码进行优化处理,减少了AVS帧内预测算法的冗余计算和判断,实现了一种改进的帧内预测程序.实验结果表明：优化后的AVS视频编码算法的运算速度提高10%以上,编解码的帧率平均每秒提高7帧左右.     

基于遗传算法的静态环境全局路径规划

静态环境中移动机器人全局路径规划一直是路径规划中的一个重要问题.作者提出了基于遗传算法的静态环境下机器人全局路径规划方法.该方法首先提出机器人工作空间中环境信息的神经网络模型,并利用该模型建立机器人免碰撞路径与神经网络输出的关系,然后将需规划的路径的二维编码简化成一维编码,并把免碰撞要求和最短路径要求融合成一个适应度函数.通过对算法进行实验仿真表明,提出的全局路径规划方法是正确和有效的.     

基于立体掩蔽效应的非对称立体视频编码算法

由于立体视频的数据量巨大,不便存储和传输,因此必须进一步提高其压缩效率,降低传输的码率.文章分析了立体视频左右通道间恰可察觉失真的关系,基于立体掩蔽效应提出了非对称立体视频编码算法.实验结果表明:在解码重建图像主观质量基本不变的前提下,右视点视频编码的码率节约了11.45%~18.69%.与传统立体视频编码模型相比,该算法可以获得更好的立体视频压缩性能.