基于李雅普诺夫的RIS辅助无人机边缘计算网络中任务卸载与资源分配研究

针对无人机(UAV)面对复杂时变的衰落信道对无线传输造成不利影响这一问题,构建了可重构智能表面(RIS)辅助UAV边缘计算网络中UAV轨迹、RIS相移、卸载时隙分配、CPU频率分配和用户设备(UE)传输功率的联合优化问题。为了求解构建的问题,对UE和UAV的任务队列稳定性约束进行转化,将多时隙随机性优化问题转化为每个时隙的确定性优化问题,提出了基于李雅普诺夫优化和块坐标下降(BCD)法的任务卸载与资源分配(JORL)方法。首先基于三角不等式求解RIS相移并求得闭合表达式;然后使用非凸转凸问题的技术求解卸载时隙分配、CPU频率分配和UE传输功率;最后基于连续凸近似方法求解UAV轨迹。仿真结果表明,JORL在保证任务队列稳定性和降低能耗方面有较优越的性能。

像素位置与比特双重置乱的图像混沌加密算法

针对当前流行的一类具有置乱—扩散结构的混沌图像加密算法存在的安全缺陷问题,提出了一种能抵抗选择明(密)文攻击的图像加密算法。算法采用Kent混沌映射生成密钥序列,并根据明文像素值的特征和输入的密钥,分别产生混沌系统的参数和预迭代次数。首先,利用混沌序列实现图像像素位置的全局置乱;其次,根据另一个新生成的混沌序列,实现对图像像素值中0 bit、1 bit的置乱。实现了混沌映射产生的序列与图像本身内容的关联,从而实现了中间密钥随明文自适应变化,能有效抵抗选择明(密)文攻击。实验结果表明,该算法克服了以往算法不能抵抗选择明(密)文攻击的缺陷,同时具有加密算法简单、密钥空间大等加密性能,并能较好地抵抗统计特性分析、差分分析攻击。

TCPYuelu:一种基于有线/无线混合网络端到端的拥塞控制机制

无线链路传输数据的比特率出错导致TCP协议在有线/无线混合网络环境下性能低下,在改进算法TCPReno的基础上,文章提出了一种适用于有线/无线混合网络的拥塞控制机制.该机制包括一种分阶段平滑慢启动机制,改善了突发流量对网络性能的损害,引入网络测量技术获得了往返时间(RTT)、网络带宽、瓶颈链路队列长度等网络状态参数,区分网络拥塞和无线链路比特差错,避免了终端节点对网络状态不了解产生的盲目行为,有效改进了TCP的加性增加乘性减少(AIMD)窗口调节机制,提高了网络性能.同时,在仿真软件NS2中实现了该算法,进行了大量的仿真实验,实验结果表明TCPYuelu有效降低了网络抖动,提高了网络传输性能,并保持了良好的公平性和对其它TCP流的友好性.

链路质量与负载敏感的无线Mesh网络路由协议

无线Mesh网络中,链路的动态性和链路流内、流间干扰极大影响路由协议的性能.针对此问题,文中提出路由判据EPBW,该判据充分考虑链路多速率以及负载的动态性以准确评估链路的可用状态;然后,基于EPBW,为最大化网络吞吐量,文中提出了分布式路由协议EPBWR.最后,在NS-2中实现了文中判据与协议算法,并且在多种网络环境下进行仿真,与其它协议进行对比,评估协议性能.仿真结果表明:文中路由判据EPBW能适应网络的动态性,具有较高吞吐量,并且协议性能优于AODV、DSDV与DSR等协议.

基于综合信任的边缘计算资源协同研究

边缘计算旨在共享利用边缘设备的计算、通信资源,满足人们对服务的实时响应、隐私与安全、计算自主性等需求,随物联网的发展将有广阔应用前景.调研了边缘计算的特征、基本概念和定义、最新研究进展以及边缘计算研究的挑战与发展趋势.基于边缘计算的核心挑战之一——隐私信任与安全保障问题,针对用户应用需求特征,充分考虑用户体验质量(QoE)来优化边缘计算系统.通过集成用户和资源的身份信任、行为信任、能力信任3个方面为综合信任度,利用信任评估保障对边缘计算资源管理与协同优化.针对终端的动态性、边缘设施能力受限、边缘与终端的邻近性、云中心功能强和距离远的特征,融合云计算、P2P计算、C/S与网格计算模式,构建多层自适应的统一计算模型,实现对应用场景动态匹配;研究以用户体验质量为目标的综合资源/用户信任评估体系与模型,实现资源QoS向QoE的指标映射,构建资源和用户的身份信任、行为信任评价机制,形成综合信任评估体系与模型;根据应用需求,研究面向计算能力、移动性与可用服务时间、剩余能量、带宽等多重约束的边缘计算的任务卸载、资源调度算法和优化方案,实现资源在终端、边缘、云中心3层级可信共享和优化利用,更好满足用户QoE需求.最后通过流计算任务分配的边缘计算场景验证了模型框架的有效性.

P-Start:一种分阶段TCP慢启动机制

针对现有TCP算法慢启动机制窗口指数增长导致一个窗口中出现多个包丢失现象,提出了一种分阶段的TCP慢启 动机制-P-Start．该方法利用零界点(ssthresh/2)将慢启动分为两个阶段,窗口小于零界点,呈指数增长;窗口大于零界点,则以 负指数方式增长,逐步迭代逼近门限值;使拥塞窗口增加幅度在连接启动时和过渡到拥塞避免阶段比较小,而在零界点附近窗 口增加幅度大,从而有效避免了多个包丢失现象的发生,实现连接的平滑接入和过渡到拥塞避免阶段．考虑到慢启动传输效率 低,改进算法通过参数配置,加快窗口的增加速度,减少慢启动的持续时间,提高其性能．仿真实验结果表明P-Start有效地提高 了TCP协议的稳定性和网络的性能．

iVCE中基于可信评价的资源调度研究

随着网格计算、P2P、Web服务技术在电子商务、电子政务领域应用的不断扩展,基于Internet的资源共享的安全可信问题变得越来越重要.该文在基于Internet的虚拟计算环境(Interenet-Based Virtual Computing Envi-ronment,iVCE)的资源共享的用户与资源关于身份可信、能力可信、行为可信的信任模型的基础上,提出了一种可信优化的资源调度算法.算法基本思想在于根据用户对资源可信的需求,对虚拟计算环境中的自主元素可信度综合考察与评价,以用户可信满意度为优化调度目标调度资源,进而基于min-min算法优化任务执行时间,满足了资源调度的可信保障,同时具有较好的性能.仿真实验结果表明可信优化调度算法能够在iVCE的信任度效益,最早完工时间,失效服务请求数,资源利用率等性能参数方面明显优于min-min和max-min算法.

无线网络TCP协议改进及网络仿真

网络仿真是网络研究的重要手段。NS2是一种开放源代码的网络仿真器,广泛应用于网络协议的设计与验证。本文针对无线网络中TCP协议性能低下的问题,提出了一种改进的基于TCP拥塞控制机制,简称TCP-Yuelu。该机制通过对瓶颈链路队列长度的测量与预测,区分网络随机错误和网络拥塞丢包,同时,利用带宽测量结果作为网络发送速度调节尺度的依据,对不同的丢包原因采取不同的调节策略,改进了TCP窗口加性增加乘性减少(AIMD)机制。本文实现该算法在NS2中的扩展,并通过仿真实验验证了算法的有效性。

MP-Start:基于带宽测量的分阶段TCP慢启动机制

针对TCP慢启动机制门限值参数难于设置以及突发流量引起网络抖动的问题,提出了一种基于带宽测量及分阶段实施的TCP慢启动改进算法。该方法利用在线网络带宽测量技术,探测出网络带宽,从而根据网络状态的动态变化实现慢启动门限值的动态更新,同时,采用分阶段方法调节拥塞窗口的增加,在拥塞窗口大于门限值一半时,拥塞窗口增幅为门限值和拥塞窗口差值的一半,逐步迭代逼近门限值,使拥塞窗口在连接启动和过渡到拥塞避免阶段增加幅度比较小,而在中间阶段窗口增加幅度比较大。有效避免了多个分组丢失现象的发生,实现了连接的平滑接入和过渡到拥塞避免阶段;为提高改进算法的性能,设计了一种灵活的参数化的模型和自适应参数设置方案。大量仿真实验结果表明MP-Start能在多种网络环境下有效改善网络性能,如降低分组丢弃数、减少数据传输时间、降低共享链路分组队列长度、保持连接的传输平滑性。

基于测量的TCP拥塞控制的公平性研究

通过分析传统 TCP算法的局限性 ,讨论 TCP Vegas、TCPW两种基于源端实时带宽测量拥塞控制算法的原理以及带宽分配的公平性 ,结合主动队列管理技术 ,提出一种基于加权缓存区容量分配 RED算法 .理论分析和仿真实验表明该算法提高了带宽分配的公平性 ,保持了网络的高吞吐量 ,并实现服务 Qo S保证 .

NARED:一种非线性自适应RED拥塞控制机制

分析了RED及其改进算法的原理和局限性,提出了一种非线性自适应RED拥塞控制机制.该算法利用一个高阶分组丢弃函数,在下限阈值附近以较低的概率标记丢弃分组,在上限阈值附近迅速提高分组的标记丢弃概率;其参数Pmax可依据平均队列和瞬时队列长度自适应调整,避免了静态参数设置的约束,并实现了从部分到全部标记丢弃分组的平滑化.实验仿真结果表明该算法有效提高了缓存区利用率,避免了缓存区的溢出,提高了网络的稳定性与可靠性.

基于连续动作空间深度强化学习的多数据融合室内定位方法

基于智能手机的室内定位在研究和工业领域都引起了相当大的关注。然而在复杂的定位环境中,定位的准确性和鲁棒性仍然是具有挑战性的问题。考虑到行人航位推算(PDR,pedestrian dead reckoning)算法被广泛配备在最近的智能手机上,提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3,twin delayed deep deterministic policy gradient)的室内定位融合方法,该方法集成了Wi-Fi信息和PDR数据,将PDR的定位过程建模为马尔可夫过程并引入了智能体的连续动作空间。最后,与3个最先进的深度Q网络(DQN,deep Q network)室内定位方法进行实验。实验结果表明,该方法能够显著减少定位误差,提高定位准确性。

一种基于TCP的简单实时端到端带宽测量技术

提出了一种简单实时端到端带宽测量方法。该方法基于TCP协议的应答(ACK)机制和滑动窗口机制,在源端记录每个分组的ACK返回时间,获取时间间隔,计算瞬时测量带宽,为消除时间扩展和压缩对测量值的影响,设计了指数加权移动平均滤波器,获得稳定带宽值,同时记录往返时间最小值并计算往返时间平均值,可为TCP协议拥塞控制,调节发送速率提供依据。该方法克服了基于TCP协议测量方法实现复杂的缺点。

一种基于分散协作的Web缓存集群体系结构

Web对象缓存技术是一种减少Web访问通信量和访问延迟的重要手段,该文通过分析现有的各种Web缓存系统,提出了一种基于分散协作的Web缓存集群体系结构。该体系结构克服了集中式系统需要额外配备一台管理服务器的缺陷,消除了管理服务器瓶颈失效造成系统瘫痪的危险,减少由于管理服务器带来的延迟;同时消除了分散系统的缓存不命中情况下的多级转发的延迟和缓存内容重叠,提高了资源利用率和系统效率,具有良好的可扩展性和健壮性。

基于模糊综合评判的人防预案评估模型

针对模糊综合评判方法存在部分失效的问题,提出一种相对隶属度加权平均法。根据人防预案的特点及要求,选取递阶层次指标体系,结合信息熵确定各层影响因素的权重,使用基于相对隶属度的加权平均法作为评判函数,建立人防预案评估模型,并应用到某市人防电子地图系统中,对人防预案进行综合评估,为动态调整行动方案提供重要依据。

一种具有负载平衡的虚拟计算环境拓扑

通过分析典型P2P系统的拓扑结构特征,提出一种包括产生、成长和成熟运行的三阶段支持多节点同时并行加入的iVCE拓扑生成方法。研究结果表明:该方法可以产生结构稳定、具有负载均衡能力的网络拓扑结构。其超级节点度呈现一种正态分布特征,平均节点间最短路径长度显示拓扑具有小世界特征;该拓扑生成方法可为研究、设计实际的iVCE系统仿真提供支持。

一种基于时延约束的社会网络信用分布优化模型

基于时延约束的影响力最大化问题(influence maximization with time-delay constraint,IMTC)定义为在时延约束条件下,选取网络中一部分初始用户,使得影响力传播过程结束后网络中被成功影响的用户数量最多.现有研究工作主要依据网络结构优化影响力传播模型,或改进启发式算法提高初始节点的选取质量,影响力传播过程中的时间延迟特性及时延约束条件往往被忽略.针对这点不足,基于时延约束的信用分布模型(credit distribution with time-delay constraint model,CDTC)综合考虑见面概率和条件激活概率对信用分配进行优化定义,同时将相邻节点之间不断见面并激活对信用分配的阻碍作用映射到传播增量路径中,最后根据信用分布函数,使用基于时延约束的贪心算法GA-TC,递归选取边际收益最大的节点组成初始节点集合.实验结果表明:在CDTC模型上使用GA-TC算法不仅能够保证初始节点的选取质量,而且具有更高的执行效率及更好的行为执行预测能力.

一种基于词义和词频的向量空间模型改进方法

文本内容较多时,传统的向量空间模型(VSM)建模可能产生维数爆炸现象,效率低下且难以保证分类效果。针对VSM高维现象,利用词义和词频降低文本建模维度的方法提高效率和准确度,提出一种多义词判别优化的同义词聚类方法,结合上下文判别多义词的词义后,根据特征项词义相似度进行加权,合并词义相近的特征项。新方法使特征向量维度大大降低,多义词判别提高了文本特征提取的准确性。与其他文本特征提取和文本分类方法进行比较,结果表明,该算法在效率和准确度上有明显提高。

基于流体流的TCP Vegas/RED分析研究

本文采用基于流体流的方法对TCP Vegas协议进行研究分析,同时结合网络结构和主动队列管理机制RED算法进行建模分析,通过网络仿真软件NS2和数学软件matlab分别对TCP Vegas/RED运行情况进行模拟,其结果分别作为协议实验实际值和理论估计值进行比较,实验结果表明模型与实验结果能匹配一致。最后指出本文方法的局限性和进一步研究的方向。

一种基于接收端SNR的IEEE802.11WLAN速率自适应算法

速率自适应调整对于提高IEEE 802.11物理层传输性能具有重要意义,现有许多算法对于碰撞所带来的性能影响没有充分考虑,通过区分信道错误和链路层碰撞,进而依据测量的接收端SNR信息实现速率调整,通过ACK帧捎带速率调整信息给发送端。接收端SNR能反映信道状况,避免碰撞带来不必要的速率下降。仿真实验结果表明,提出的速率自适应算法RAS能避免碰撞对速率调整的影响,在多节点争用信道的情况下有较高的吞吐量和较低的延迟。