HFC宽带接入网上行带宽分配策略的改进

The request/transmit based upstream bandwidth resource allocation policy of DOCSIS introduces a trouble to the quality of the data service provided in the HFC networks.In this paper,the mechanism of the upstream data transmitting and the process of data service transmitting in the HFC networks are described in detail,and the perfor-mance of the data service in HFC networks is analyzed.An advanced upstream bandwidth resource allocation policy is proposed to improve the quality of the data service in the HFC networks.     

A stochastic model for beaconless IEEE 802.15.4 MAC operation

IEEE 802.15.4 is a popular choice for MAC/PHY protocols in low power and low data rate wireless sensor networks. In this paper, we develop a stochastic model for the beaconless operation of IEEE 802.15.4 MAC protocol. Given the number of nodes competing for channel access and their packet generation rates, the model predicts the packet loss probability and the packet latency. The model can also account for the impact of hidden nodes in certain situations. We compared the model predictions with NS2 simulation results and found an excellent match between the two for a wide range of the packet generation rates and the number of competing nodes in the network.     

Performance Modeling and Evaluation for Optical Access Networks

GEPON （gigabit Ethemet passive optical network） is widely deployed to realize the economical FTTH （fiber-to-the home） system for supporting high speed Internet and video distribution service. Looking ahead, next home FTTH standardization activities, 10G-EPON, were completed at the IEEE 802.3av Task Force in 2009, and the standards had specified the co-existence of 10G-EPON on the same exist optical access distribution network as a cost-effective solution. A key device in such a system is an optical receiver IC （integrated circuit） with a quick response and high sensitivity that realizes high efficiency in data transmission. This paper also reports burst-mode optical receiver ICs fabricated using 0.25 ktm SiGe BiCMOS （Silicon-germanium Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor） technologies for a 10G-EPON system, which is a promising access network for a next generation PON system. The results show that SiGe BiCMOS can provide high performance and cost effective receiver ICs for 10G-class PON systems. The authors use PEPA （performance evaluation process algebra） to evaluate a typical PON system＇s performance. The approach is more convenient, flexible and lower cost than the former simulation method which needs to develop special hardware and software tools. Moreover, they can easily analyze how changes in performance depend on changes in a particular mode by supplying ranges for parameter values.     

面向射频能量捕获传感网的高吞吐量负载均衡的节点接入方案

由于传统无线传感器网络更换传感器电池较为麻烦或不具可行性,其实际应用范围受到很大的限制。考虑具有射频能量捕获能力的无线传感器网络,已知能量源、节点、基站(即汇聚节点)的部署位置,研究如何安排各个节点的接入基站,在满足基站负载平衡约束的情况下最大化整个网络节点的总吞吐量。首先,建立能量捕获传感网的能量捕获模型和信息传输模型,并将该节点接入问题建模为0-1整数规划问题;然后,针对该问题提出一种复杂度较低的算法和一种复杂度略高的贪婪式算法。仿真结果表明,与低复杂度算法相比,贪婪式算法所得到的节点接入方案具有更高的网络总吞吐量,但其复杂度略高,因此可用于节点数目较少的场景,而低复杂度算法可用于节点数目较多的场景。     

一种新的网络接入控制方法及其认证会话性能分析

随着网络规模不断膨胀,网络安全问题日益突出,如何构建可信网络已成为当前的研究热点.可信网络的核心技术之一是用户、设备的接入认证及管理.该文分析了网络接入技术的现状,提出了一种新的可信网络接入控制方法,重点对方法中认证会话的失败概率进行了理论分析与模拟仿真,用以指导接入控制设备中软、硬生命期参数的设置,该方法结合了现有的数字证书机制的优点,可以有效提高网络接入的可控可管性.     

IEEE802.15.6无线体域网CSMA/CA接入机制建模与性能分析

无线体域网是由附着在人体表的可穿戴传感器或植入人体内的生物传感器组成的无线网络.IEEE 802.15工作组于2012年正式发布了用于无线体域网的IEEE 802.15.6通信标准.该标准面向窄带通信主要采用支持QoS区分服务的时隙CSMA/CA接入机制.为深入理解该机制的内在特性,利用Markov链对饱和状态下的退避过程进行建模,并在此基础上分析了各个优先级的吞吐量、成功收包率和延迟等性能.仿真结果验证了模型分析的准确性.分析和仿真结果表明,该标准为不同优先级提供了区分服务,但在饱和状态下最高优先级会抢占大部分信道资源,造成其他优先级的资源短缺.     

一种基于OpenFlow的SDN访问控制策略实时冲突检测与解决方法

软件定义网络SDN(Software-Defined Networking)是由美国斯坦福大学Clean Slate研究组提出的一种新型网络创新架构,可通过软件编程的形式定义和控制网络,其控制平面和转发平面分离及开放性可编程的特点,为新型互联网体系结构研究提供了新的实验途径,也极大地推动了下一代互联网的发展.OpenFlow是SDN的主要协议,定义了SDN控制器与交换机之间的通信标准.目前,很多基于OpenFlow的SDN设备已经在实际中得到了部署.但是,基于OpenFlow的SDN却面临很多安全挑战.其中一个重要的挑战是如何建立一个安全可靠的SDN防火墙应用.由于OpenFlow协议的无状态性,现有的SDN防火墙可以被通过改写交换机中的流表项轻松绕过.针对这一安全威胁,作者提出了基于Flowpath的实时动态策略冲突检测与解决方法.通过获取实时的SDN网络状态,能够准确地检测防火墙策略的直接和间接违反,并且一旦发现冲突,可以基于Flowpath进行自动化和细粒度的冲突解决.最后,作者在开源控制器Floodlight上实现了一个安全增强的防火墙应用FlowVerifier,并基于Mininet对FlowVerifier的性能进行了评估.结果表明FlowVerifier能够检测和自动化地解决SDN网络中由于流表改写而引入的策略冲突及其带来的安全威胁.     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。     

一种新的图象平滑方法及其性能评价

本文提出了一种新的图象平滑方法--修正的邻域平均法.这种方法不仅能够有效地平滑噪声,还能够锐化模糊的图象边缘;计算比较简单,不需要任何先验知识和预定的参数.为了定量地评价这种平滑方法的性能,本文对计算机产生的试验图象定义了一种图象优值,作为评价的指标.并且通过实验将这种平滑方法的性能与梯度的倒数加权平均法、中值滤波法进行了比较.最后给出了处理实际照片的结果.     

高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议

提出了一种分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议DEEG.此协议中节点自主地根据其剩余能量以及邻居节点的信号强度来竞争簇头,同时为了减小簇头节点的能量开销,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的簇头节点,然后通过该节点将整个网络收集的数据发送到基站.此外,该协议还提出了一种简单的簇覆盖方法,使得当节点密度提高时,传感器网络寿命相应于节点数量呈线性增长.实验证明,在没有使用簇覆盖方法的情况下,DEEG协议与其他两种数据收集和聚合协议(LEACH,PEGASIS)相比,在最好情况下,其网络寿命分别提高达1800%和300%,并且由于DEEG协议使得所有节点集中于最后40轮内全部死亡(网络寿命定义为最后一个节点死亡),因此,使用DEEG协议的传感器网络其监测结果具有很高的可靠性.     

WDM网络中实时组播的分布式优化RWA算法

在WDM网络中,由于每条链路上可用波长是动态变化的,在考虑波长转换延迟时间的条件下,实现实时组播连接的路由选择与波长分配是十分困难的。论文提出了一种用于建立实时组播连接的分布式路由选择与波长分配算法。该算法将路由选择与波长分配统一进行,大大减少连接的建立时间。组播路由算法以Prim最小生成树算法为基础,生成一棵满足给定延迟时限的最小成本树。波长分配使用最少波长转换和同一波长最长使用策略。     

一种无线公交车载网络MAC协议的设计及性能分析

为公交车乘客提供高质量的Internet服务,可以让其在乘车过程中享受娱乐甚至工作,进而大大提高乘客的生活质量.基于此,提出一种无线公交车载网络MAC协议——BusMAC,支持公交车乘客的Internet访问.该协议基于改进的公交车载网络结构,可以大大减少由于公交车上多个用户同时发起产生的大量访问冲突.BusMAC协议基于超帧结构,结合动态竞争机制和捎带机制可以大大减少公交车网络的通信瓶颈.通过建立请求竞争访问模型和数据调度访问模型,对BusMAC协议的性能进行了分析.大量仿真实验结果表明,BusMAC与传统结构及协议相比可以获得相当好的性能,且更加适合于公交车通信.真实移动性场景下的实验说明了该协议在实际系统部署中的可行性.     

无线多跳网络性能与安全性测试平台

无线多跳网络的分布式工作特点和无线传播介质的特性导致其面临着严峻的性能和安全性挑战,而为弥补以往研究过分依赖仿真分析的不足,基于路由代数与统一路由模型,设计并实现了多种设备的试验测试平台（testbed for high‐level analysis of wireless ad‐hoc routing design ,TH‐award）。该平台采用模块化架构设计了协议库、参数库和测试库,便于用户扩展无线路由协议,有效实现在同一平台上对协议性能与安全性的综合测试,保证了测试平台的可扩展性与兼容性;能以仿真、测试、试验等不同应用模式实现其测试功能,具有良好的适用性与开放性;平台具有分布式管理架构、路由测试引擎等相关设计,能有效实现配置管理、运行分析的自动化,具有很高的可管理性。基于该平台,实现了多种路由协议的快速设置与部署,基于多种场景测试验证了平台的有效性,该平台为研究各种无线路由协议的性能及安全性提供了一种重要手段。     

WDM全光网络中实时组播的分布式路由与波长分配算法

在WDM网络中，由于每条链路上可用波长是动态变化的，在考虑波长转换延迟的条件下，实现实时组播连接的路由与波长分配是十分困难的．假定WDM网络中每条链路有多根光纤，只有部分结点具有波长转换器且波长转换时间是不可忽略的，据此提出了一种用于建立实时组播连接的分布式路由与波长分配算法．该算法以Prim最小生成树算法为基础，生成一棵满足给定延迟时限的最小成本树．当最小成本树不能包括所有目的结点时，对剩余目的结点生成一棵最短延迟树，然后合并两棵树得到一棵组播树．波长分配使用最少波长转换和负载平衡策略．     

多层前向网络的随机学习新算法及其工业应用

多层前向网络的随机学习新算法及其工业应用戴连奎马龙华李晓东（浙江大学工业控制技术研究所杭州３１００２７）关键词多层前向网络,学习算法,催化裂化装置．收稿日期１９９５－０３－３１１引言许多复杂的工业过程建模问题,如系统辨识、参数估计与函数逼近等,都可转...     

A Bayesian Diagnostic Algorithm for Student Modeling and its Evaluation

In this paper, we present a new approach to diagnosis in student modeling based on the use of Bayesian Networks and Computer Adaptive Tests. A new integrated Bayesian student model is defined and then combined with an Adaptive Testing algorithm. The structural model defined has the advantage that it measures students' abilities at different levels of granularity, allows substantial simplifications when specifying the parameters (conditional probabilities) needed to construct the Bayesian Network that describes the student model, and supports the Adaptive Diagnosis algorithm. The validity of the approach has been tested intensively by using simulated students. The results obtained show that the Bayesian student model has excellent performance in terms of accuracy, and that the introduction of adaptive question selection methods improves its behavior both in terms of accuracy and efficiency.     

TinyTCSec:一种新的轻量级无线传感器网络链路加密协议

由于WSN节点的计算和存储资源非常有限,研究非传统的新型轻量级密码协议对WSN安全具有现实意义,在链路层设计实现高效的密码协议可大大减轻WSN应用程序在通信安全的处理开销.目前,WSN混沌密码已开始受到业界关注,且出现了多种加密方案,但面临一个最大的问题是缺乏有效的混沌密钥更新方法而使WSN混沌加密无法实用.在考虑引入...     

二值截面重建新算法及其神经网实现

本文提出一种二值截面重建的新算法.算法针对截面的二值特性用模式识别方法进行截面重建.计算机模拟结果表明所提出的算法有所需投影角少,检出微小缺陷能力强,在观测角度受限时仍有良好重建性能等优点.本文描述了算法的详细步骤和实现算法的神经网结构,并对网络稳定性作了分析,提出了解决稳定性问题的措施,并给出一组计算机模拟结果.