复杂网络同步态与孤立节点解的关系

复杂网络同步是复杂系统和复杂网络的前沿研究方向之一,已经取得很大的进展.但是对于节点以耦合矩阵左特征向量加权平均态、孤立节点的解与网络的同步态之间具有什么关系,什么是网络的同步态和同步轨等基本问题仍然缺乏深入的研究,弄清楚这些问题对于复杂网络同步的理解和应用具有重要的意义.本文采用数学分析方法证明,如果网络同步,则加权平均态xˉ=N j=1ξj xj可以定义为同步态,一般来说,xˉ在正极限集的意义下,也就是孤立节点方程s˙(t)=f(s(t))的解.因此在实际应用中,把孤立节点方程的解s(t)与加权平均态xˉ不加区别地对待是合理的.同步态是不依赖于初始条件的通解,而同步轨是依赖于初始条件的特解.对于混沌节点的网络,同步态应该理解为吸引子,而不是某一条轨道.最后,本文还提供一些实例加以说明,并指出一些尚待解决的问题.

一种ZigBee网络中孤立节点自主配置的方法

ZigBee网络设备结构简单,硬件资源能力有限,因此会出现通信距离或节点失效等因素导致网络链路发生故障,从而产生孤立节点和孤立节点蔓延等问题。孤立节点的发生会造成网络异常,甚至造成网络混乱。ZigBee标准协议的孤立节点重新加入网络处理机制比较局限,无法有效使节点恢复网络连接。针对孤立节点的自恢复网络连接问题,提出代理子树转移加入(ASTJ)方法,一方面通过代理子树节点将子树网络作为整体重新请求加入网络,另一方面通过节点转移的方式释放饱和节点的地址空间,有效利用网络地址。该方法能够防止孤立节点蔓延,提高孤立节点的自主配置能力,修复网络故障,加强网络稳定性。仿真实验结果表明,ASTJ能够提高孤立节点加入率,有效修复网络故障,并尽可能维持网络原有的结构形态。

基于Zigbee孤立节点快速入网机制研究

针对应急环境下,传统Zigbee孤立节点入网速度较慢的问题。本文分析孤立节点产生原因和入网机制,提出一种新的孤立节点快速入网策略:固定扫描单一信道、依据节点自身故障强制子节点退网、并根据地址分配空间以及RSSI强度优化传感器网络,以满足应急环境的通信要求。通过现场试验可得,当节点较少时,通常节省2.1 s左右的入网时间。仿真试验表明,当节点饱和度高于90%时,孤立点连接成功率提高10%,进而有效缩短孤立节点入网时间,并且可以有效优化路由节点网络深度,提高网络的健壮性。

一种减少孤立节点数量的ZigBee组网机制

文章在系统地研究了ZigBee协议原始连接过程的基础上,提出了一种改进的ZigBee网络的组网连接机制,用以减少网络中的孤立节点数量。这种机制根据路由节点和终端设备节点的不同特点和作用,充分利用了信标负载子域中的2位保留位,并根据保留位和新增加的命令,调整了加入节点和潜在父节点的连接过程。此机制在不增加信标负载子域长度的前提下减少了组网过程中孤立节点的个数,提升了ZigBee网络的连接性。

一种评价通信网节点重要性的新方法——节点孤立法

提出了一种评价通信网节点重要性的新方法——节点孤立法,并提出了节点核度积的概念,认为通信网中最重要的节点是孤立后所对应的节点核度积最大的节点。该方法考虑了网络的连接状况,并且动态地考虑了网络中所有节点相互通信的最短路径总长度的增加值。该方法是基于全网性能对节点重要性进行评价,通过比较节点的核度积,判断通信网中任意两个节点的相对重要性,而且使用了一种模2的矩阵运算方法,可以快速得到节点通信的最短路径。理论分析和仿真实验结果表明,该方法的计算复杂度和对节点重要性评价的准确性优于其它算法。

结合二叉判决图和布尔可满足性的等价性验证算法

本文提出了一种结合二叉判决图BDD和布尔可满足性SAT的新颖组合电路等价性验证技术 .算法是在与 /非图AIG中进行推理 ,并交替使用BDD扩展和基于电路SAT解算器简化电路 .如尚未解决 ,将用基于合取范式SAT解算器进行推理 .与已有算法相比主要有如下改进 :在AIG中结合多种引擎进行简化 ,不存在误判可能 ;充分利用了基于电路解算器和基于合取范式解算器各自优点 ,减小了SAT推理的搜索空间 .实验结果表明了本算法的有效性 .

实时响应物联网中基于查询的数据转发方案

在许多基于传感器网络技术的物联网应用中,用户需要快速的查询响应,比如智能交通物联网应用中,行驶在路上的司机即时查询附近的空停车位信息.如何为此类物联网设计一种符合传感器网络特性(如能量有效等)的快速数据转发方案是一项重要的挑战性工作.已有的传感器网络实时数据转发协议大都因未解决好转发断路带来的额外开销、孤立节点处理耗时、难以适应网络拓扑动态变化等关键性问题而未取得理想的实时性效果.为此,该文提出一种新的基于查询的快速数据转发方案,利用查询消息为每个传感器节点建立最快速的数据转发路径(有向无环图),此外文中给出的综合路径代价模型可以均衡网络能量和减少网络拥塞延时,最后设计了贪婪的分布式数据转发算法及其改进算法,并用仿真实验验证了该方案的有效性和高效性.

无线传感器网络基于中转区域的分簇算法

在无线传感器网路中,分簇是当前重要的路由方法之一。提出了一种基于中转区域的分簇路由算法,每个区域独立进行簇头选择和轮换,为了均衡负载能耗和保证网络的顺利运行,节点通信采取了簇通信和孤立节点通信相结合的方式。采用下一跳中转区域来简化路由过程,确保节点通信的低损耗。仿真表明,与几个典型的分簇算法比较,该算法有效地均衡了网络负载,延长了网络生存期。

基于线图的社会性DTN消息传输策略

针对目前大多数DTN路由算法存在因孤立节点数量过多进而影响整个网络性能问题,提出了一种基于线图的社会性DTN消息传输策略.本策略将时间划分为若干时间片段,以线图节点对质量以及相似性作为评判标准,周期性地将三跳以内的节点划分成不同社区,最后通过社区内、社区间不同的路由策略进行数据传输.仿真结果表明:该算法与Epidemic、PROPHET、Sim Bet算法相比,在未降低网络延时性能的情况下,具有较高的消息投递率、较小的网络开销等.

基于复杂网络的社区发现算法

针对现有社区发现算法准确度较低的问题,该文提出了1种基于中心节点的社区发现算法。通过各节点度数及节点间相似度寻找社区的中心节点,然后利用局部模块度对各个社区进行优化,并根据节点吸引力将孤立节点和重叠社区节点尽量归入其社区,从而获得整个网络的社区划分。将该文算法分别与3种局部社区发现算法、4种全局社区发现算法相比较,实验结果表明,该算法可以提高社区发现的准确度,具有可行性。

基于中国剩余定理的UWSNs贪婪转发的地理路由

利用节点位置信息转发数据包的地理路由广泛应用于水下传感网络。为此,提出新的贪婪转发地理路由。CRT-GF路由引用基于中国剩余定理的分组机制。在CRT-GF路由中,如果存在两个或2个以上的数据包转发节点,就利用CRT将源消息划分为分组,从而降低源节点转发消息的尺寸。同时,CRT-GF路由通过深度调整实现拓扑控制,进而处理地理路由中出现的孤立节点问题。实验数据表明,提出的CRT-GF路由可有效地提高数据包传递率,并降低端到端传输时延以及能耗。