面向移动自组网的分布式认知MAC协议改进设计

针对移动自组网MAC协议未考虑节点移动性、缺乏功率控制机制、算法开销较大等问题,改进设计基于信道可维持时间的分布式认知MAC协议。新协议建立了节点存储信息结构,根据节点功率与移动速度的关系,构建信道可维持时间模型,并改进信道感知和数据传输算法,增加移动性和信道增益考虑,降低速度和功率对信道感知的影响,提高协议对移动性的适应能力。结果表明,对于中低速网络而言,该协议在不增加控制开销的基础上,丢包率、时延和频谱利用率等性能得到较大改善。

移动自组网媒体接入控制协议吞吐量与公平性均衡设计

针对移动自组网媒体接入控制(MAC)协议高吞吐量、低公平性的失衡问题,提出一种基于最优接入概率的简化协议MAC-FT。首先推导公平条件下最优吞吐量与节点数、节点数与空闲接入概率的定量关系,设计空闲接入概率评估模型,利用李雅普诺夫漂移函数证明模型的可行性和稳定性;其次利用自回归滑动平均(ARMA)模型滤波实现空闲时隙接入概率的计算,并通过比例积分控制器(PIC)完成动态控制;最后综合分析吞吐量和公平性等性能。实验结果表明MAC-FT公平索引值为0.98,吞吐量为6.15 Mb/s,接近最优值1和5.85 Mb/s,比渐进最佳回退(AOB)、空闲感知(IS)、协议分布式协调(DCF)、改进协议启发式缓变协议(GDCF)性能更优,实现吞吐量和公平性的均衡。

移动自组网多速率MAC协议吞吐量分析及优化

针对移动自组网（MANET）多速率媒体接入控制（MAC）协议吞吐量和公平性偏低问题,推导不同发送速率节点吞吐量表达式,定量分析限制协议性能的关键在于低速率节点和高速率节点信道占用时间的不公平性。基于时间公平性最大化考量,在不影响低速率节点性能的前提下,提出低速率节点竞争窗口和分组长度最优化两种机制,最大化高速率节点吞吐量,使网络饱和吞吐量最优。实验结果表明,发送速率为1 Mb/s和11 Mb/s且Jain公平索引值最大时,低速竞争窗口仿真和理论最优值为320和340,分组长度为64 B和60 B,且低速节点吞吐量基本不变,但饱和吞吐量理论值比仿真时高0.2~0.5 Mb/s,公平性和吞吐量均得到改善。

移动自组网自私行为闭环惩罚模型设计

针对移动自组网MAC层开环模型缺乏自私行为惩罚机制的不足,设计一种包括报文信息统计、统计信息共享和判决惩罚模块的闭环改进协议PDCF。报文信息统计定义转发率、丢弃度等指标衡量节点行为,修改仿真软件内置函数实现节点行为信息的统计。统计信息共享定义行为量化等级,改进DCF预留字段和CSMA/CA机制,实现节点行为信息的全网覆盖。判决惩罚模块对节点行为建立一维马尔可夫链惩罚模型,限制节点自私行为。仿真结果表明,与DCF相比,PDCF时延、丢包率和控制开销基本不变,但稳态时自私节点比例得到有效控制,且吞吐量增加2.7 Mbps,网络性能得到改善。

多跳吞吐量分析及邻节点实时估计算法设计

针对媒体接入控制(MAC)协议吞吐量理论分析中单跳性、静态性不足,提出一种面向移动自组网(MANET)的多跳分析模型,并设计了邻节点实时估计算法。首先,基于二维离散时间马尔可夫链(DTMC)吞吐量模型,定义距离参数欧实比(ERR),建立泊松网络(PN)分布时多跳吞吐量分析模型;其次,定性分析理论与仿真误差的原因之一在于邻节点的动态性,即模型缺乏移动性考虑;然后,基于卡尔曼滤波算法,定义系统状态更新规则和测量规则,设计一种与泊松节点分布、随机行走模型相适应的邻节点实时估计算法;最后,对比分析多跳吞吐量分析模型的性能。实验结果表明,虽引入0.13 s计算时延,但在吞吐量方面,其精度提高了8%,实现了理论分析模型的多跳扩展和移动性考量。

基于阈值判断的动态源路由协议算法优化设计

针对移动自组织网动态源路由协议(DSR)中旧路径中断至新路径建立期间存在的丢包和端到端时延问题,设计了一种基于阈值判断的路由发现和维护算法,以优化路由协议性能。该方法首先定义节点电池能量和节点接收信号能量双阈值等级,分别用于衡量节点和既存链路状态;然后修改路由发现和路由维护算法,使动态源路由具备阈值判断功能。分别对增强型动态源路由协议(EDSR)包传递率和端到端时延等性能随节点数目和移动速度等参数的变化规律进行了软件仿真。实验结果表明,节点数目超过150或者速度小于10 m/s时,EDSR端到端时延和包传递率优于DSR,其他性能基本相当,因此EDSR协议性能得到明显改善,为低速大规模移动自组网路由协议提供了重要参考。

信任感知的安全虚拟网络映射算法

针对网络虚拟化技术带来的新的安全威胁,将信任关系和信任度引入到虚拟网络资源分配中,量化分析了网络虚拟化环境中的安全问题,构建了安全虚拟网络映射的数学模型,并在映射过程中考虑节点的局部和全局重要性,采用逼近理想排序法方法对节点进行多属性重要度排序,提出了一种信任感知的安全虚拟网络映射算法。仿真结果表明,该算法在满足虚拟网络请求可信需求的条件下,获得了较好的映射成功率、映射收益和资源利用率。

一种基于危险理论的恶意代码检测方法

针对当前基于多维特征检测恶意代码过程中缺乏有效的特征综合手段及检测方法问题,提出一种基于危险理论的恶意代码特征提取、融合及检测方法。该方法采用n-gram算法提取恶意代码运行时API调用序列特征,再将多个特征融合成危险信号和安全信号,最后利用确定性树突状细胞算法检测恶意代码。实验结果表明:与其他4种检测算法(朴素贝叶斯算法、决策树算法、支持向量机算法、基于实例的学习算法)相比,该方法具有更低的漏报率和误报率。

兼容Windows程序的KgdLinux操作系统研究

针对当前国产自主Linux操作系统因用户不熟悉和应用软件少而推广困难的问题,提出了一种兼容Windows程序的Linux操作系统KgdLinux。采用层次式体系结构,由应用层、兼容层、核心层组成。应用层由Windows和Linux应用程序构成,核心层由Linux内核和各种共享库组成,而兼容层采用用户空间内核虚拟化方法兼容Windows程序,提供了PE程序的加载、虚拟Windows环境、模拟Windows API的功能。采用各种基准程序和常用程序对KgdLinux上运行Windows程序的性能进行测试,测试结果表明:与在VMWare Workstation、Longene上运行的Win-dows程序相比,在KgdLinux上运行的Windows程序拥有更好的性能,且接近程序在本地Win-dows XP上运行的性能。

基于客户端软件渲染优化Wine图形性能的方法

针对Wine操作设备无关位图(DIB)存在性能瓶颈的问题,提出一种客户端软件渲染的方法。该方法首先分析操作DIB的GDI API函数,然后确定客户端软件渲染的加载点,再以链表形式将不同设备上下文环境及其对应的GDI API函数串联,在此基础上实现GDI API函数的客户端软件渲染。性能测试表明,经客户端软件渲染优化后的Wine与未优化的Wine相比,其操作DIB的性能平均至少提高了10倍,且接近本地Windows XP下操作DIB的性能,有效地避免了操作DIB的性能瓶颈。

认知无线电自组织网络带宽动态分配多信道MAC协议

针对目前经典的本地协作多信道MAC协议(LCM-MAC)缺乏频谱感知和带宽动态分配问题,提出一种认知无线电自组织网络(cognitive radio Ad hoc networks,CRAHNs)带宽动态分配多信道MAC(CR-LMAC)协议。通过引入频谱感知机制和新的带宽分配策略模型,改进LCM-MAC协议,使其具备空闲信道感知和动态分配带宽的自适应能力。仿真结果表明,改进后的协议性能优于LCM-MAC,在网络总吞吐量和端到端时延等方面有较大提高和改善。

大规模MANET中支持可靠广播的同步MAC协议

为在大规模移动Ad hoc网络(mobile ad hoc network,MANET)中实现可靠的广播传输,提出了一种支持可靠广播的MAC协议RBMP(the reliable broadcast MAC protocol,RBMP)。该协议采用预留分组交互、二次预约等措施保证了在不同网络规模MANET中可靠广播业务传输的实现。仿真结果表明,该协议保证了可靠广播分组的传输,易于实现且开销较小,适用于大规模MANET网络。

LPDSR:基于Chord算法的MANET分级路由模型

为提高移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET)路由协议效率并增强其网络可扩展性,通过对P2P(peer-to-peer)网络与MANET的交叉研究,在DSR协议基础上引入Chord算法,提出基于网络物理拓扑的分级路由模型LPDSR。采用按需建环机制和分级路由算法,降低查询复杂度,减少绕路问题。LPDSR算法性能分析和NS-2仿真结果表明,该路由模型的网络可扩展性明显提高。

BPDSR:基于Chord算法的MANET双向路由模型

为提高移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET)路由查询效率,通过对P2P(peer-to-peer)网络与MANET的交叉研究,在DSR协议基础上引入Chord算法,提出双向路由模型BPDSR.BPDSR双向路由发现算法和路由资源共享算法,降低了查询复杂度,减少了路由失效和绕路问题.通过BPDSR算法性能分析和NS--2仿真实验表明,BPDSR路由模型的路由效率明显提高.

单收发器分布式多跳认知媒体接入控制协议优化设计

针对移动自组网(MANET)媒体接入控制(MAC)协议中存在的多收发器限制、信道负载失衡等问题,并兼顾多跳和控制开销等性能,提出一种单收发器多跳分布式认知MAC协议优化模型。首先基于功率节省模式(PSM)机制,利用通知传输指示消息(ATIM)窗口和DATA窗口时间分割实现认知MAC协议的信道感知和数据传输功能;其次对功率值非均匀量化和格雷编码,降低移动性导致的浮点型开销;然后设计了多跳分布式信道协作机制,以此为基础,重定义信道切换规则,确保信道之间负载均衡;最后对信道空出时间(CVT)、信道开启时间(COT)、吞吐量和信道负载时间进行仿真。结果表明,新协议无需多收发器支撑,各信道之间CVT、COT、负载时间差值分别降低了13 ms、20ms和100 s,对应吞吐量提高了1.5%,实现了协议在收发器数、信道负载均衡、吞吐量和控制开销等性能方面的优化。

基于SDN的高可用MANET模型设计

针对网络资源可用性低的问题,提出一种基于SDN的高可用MAENT结构模型。模型引入动态哈希算法缓解控制平面和数据平面的拓扑失配问题,利用前缀匹配树实现拓扑失配的局部修复,通过修改南边界APIs函数的规则提高网络兼容性。利用Mininet、FlowVisor和GT-ITM等开源软件设计了测试平台,对模型连通度、时延和吞吐量等可用性指标进行了仿真分析。结果表明,新模型连通度提高了9%,时延降低了60%,吞吐量提高了2.3 Mbps,一定程度上改善了网络资源可用性。

受限样本联合射频指纹识别模型设计

针对100架民航飞机识别的现实问题,设计了包含数据分析/处理、特征参数标准数据库建立、分类、优化等模块的多特征值联合射频指纹识别模型。数据分析/处理中,分析了小波系数、瞬时相位、希尔伯特黄变换能量谱、相关系数、时域包络、概率密度函数等参数的区分度,并选定特征参数。特征参数数据库建立中,为避免RFF特征丢失,利用直接测量法建立特征参数标准数据库。分类过程中,基于相关度和阈值理念,定义了单特征分类规则及联合分类规则。最后通过人工修订参数的方法实现了模型的优化。结果表明,在硬件资源受限、选择样本数偏低的情况下,该模型平均识别率达到69.75%,为解决飞机数据识别的现实问题提供了一定的理论参考。

移动自组网媒体接入控制协议自私行为优化算法设计

针对移动自组网媒体接入控制协议的自私行为处理机制中存在的静态性、不公平性和复杂性等问题,提出一种自私行为优化处理算法。首先,结合最优化理论和反馈原理,利用历史样本推导最优接入概率,实现参数的实时动态变化,改善静态性;然后,设置所有节点特定时刻均采用最优接入概率,改善网络公平索引系数;最后,采用线性迭代机制,避免算法复杂度的增加。在此基础上,利用李雅普诺夫算法和全局稳态点,理论上证明了所提算法的稳定性和有效性。实验结果表明,相比优化前,所提算法自私节点数、时延分别降低了30%~50%、8~10 ms,吞吐量、公平索引值分别提高了0.5 Mb/s、0.05,控制开销基本保持不变,自私行为处理机制的性能得到改善。

一种高精度的神经网络波达方向估计算法

基于区间划分的神经网络DOA (波达方向)估计算法通过建立多个网络结构来进行波达方向的估计,但是对一些特定角度的信号,识别的精确度不高。为了提高神经网络算法的精确度和适用性,本文对该算法进行了改进:首先利用波束形成技术,调整天线阵元的权值,将天线阵的波束集中在每个区间所对应的角度;在区间划分上,采用边缘重叠的区间划分方式替代原有的均匀无重叠方式。相比于之前的神经网络算法,该算法的识别精确度更高,并且对于任意角度的信号都适用,最后通过仿真验证了该算法的正确性与有效性。

弱信号环境下的双块补零改进捕获技术研究

根据弱信号环境中传统捕获算法无法直接捕获到信号的问题,分析了部分算法在捕获灵敏度和捕获效率上的不足。而后根据DBZP (双块补零)算法的分块思想,以及在块内添加FFT模块的基本理念,对信号进行半比特分块进行相邻块的差分运算,并对相邻块进行差分运算,提出并验证一种基于DBZP和半比特交替算法的DBZP-半比特差分算法,既获得了很高的信噪比增益,又保证了捕获速度,同时也降低了频率搜索单元的复杂度。同时就改进方法进行了讨论和仿真验证,能够在实际情况下取得良好的捕获性能。