天地异构网络的连通度评估方法研究

针对天地异构网络具有网系分散独立、组网技术异构、业务类型多样等特点,传统连通度计算方法很难真实反映天地异构网络的连通状态。文中对网络连通度的内涵进行了丰富,提出一种业务层面的网络连通度计算模型,通过对一种典型天地异构网络拓扑的分析表明,文中提出的连通度计算方法不仅可有效验证不同组网方式中的连通性能优劣程度,也可以评估网络中节点的重要性,为提升网络稳定性提供决策参考。

自组网中节点分布对网络连通度的影响分析

本文通过对不同网络规模的自组网中节点分布密度与网络连通性关系的研究分析,为在自组网的网络规划中选择与网络规模相适合的满足网络连通性要求的网络覆盖范围,从而提高网络容量,提供一种有效的设计方法。

碳酸盐岩的裂隙网络连通度及其对岩溶的控制

本文以北京西山地区奥陶系碳酸盐岩为例,在大量的裂隙和岩溶实测数据的基础上,采用特征值的统计方法,建立了碳酸盐岩的裂隙网络模型。这些模型及模型分析方法为查明岩溶的空间分布特点和了解岩溶水的赋存与运动规律等疑难问题,提供了一个有效的途径。

随机部署网络中连通度、覆盖率与节点数目的关系

利用几何概率理论的相关结果,推导了在圆形区域进行随机部署的无线传感器监控网络(surveillance wireless sensor network,SWSN)的网络连通度和有效感知覆盖率与传感节点数目的关系.与以往依赖数值方法的情形不同,得到明确的估算节点数目的解析表达式.仿真验证和扰动分析表明,所得的解析表达式对传感节点数目的估算已经接近它的理论下限.所得结果对于构造高性价比的无线传感器监控网络提供了理论基础和设计指南.

卫星异质信息网络中节点重要度衡量方法

卫星网络中不同节点对于网络连通性及吞吐量的影响不同,为了避免卫星网络关键节点失效导致的网络通信失常现象,可通过衡量卫星网络节点重要度提前进行网络规划。针对卫星网络信息异质的特点,定义卫星虚拟节点及虚拟子层,并提出卫星多层异质信息关联网络模型,定义虚拟节点的归一化度数、归一化节点介数及虚拟节点关联因子,并通过所定义参数提出网络节点重要度计算函数,可精准衡量卫星多层异质信息网络中的节点重要度。基于典型实例对网络连通度及吞吐量指标进行分析,结果表明本文所提算法与经典图论算法相比,能够综合考虑数据信息对于网络节点重要度的影响,更精准描述卫星多层异质信息网络的连通度指标。

具有精英策略的深度强化学习无人机集群通信网络拓扑设计

针对集群无人机背景下定向天线网络拓扑设计的NP-hard特点,基于网络高抗毁、低功耗、高稳定性等要求,以抗毁性(3-连通)、链路量、链路功耗和稳定性为奖励,提出了一种具有精英策略的深度强化学习通信网络拓扑生成算法,验证了精英经验池加速训练效果。与传统DQN相比,引入精英经验池能够有效加速模型收敛,训练时间减少3倍以上。与遗传算法相比,算法分离了训练与使用过程,当网络训练完成后,能够根据场景需要实时计算通信网络拓扑。实验阶段设计了随机给定空间位置的6节点、10节点、24节点和36节点的3-连通通信网络拓扑。实验结果表明:所提算法具有强的实时性和适用性,对于不大于36节点的网络,可在183 ms内实现网络拓扑的更新计算,达到了实际应用的实时性要求。

基于连通度的分布式加权多维尺度节点定位算法

研究了迭代优化方法在无线传感器网络节点定位中的应用,针对多维尺度分析定位技术和传统的梯度迭代优化方法,根据数值实验确定了迭代步长和网络连通度之间的函数关系,提出了一种基于连通度的分布式多维尺度分析节点定位算法(a connectivity-based distributed weighted multidimensional scaling algorithm,简称dwMDS(C))。该算法首先根据网络的平均连通度确定迭代步长,然后对每个未知节点的局部代价函数进行优化求解。实验表明该迭代算法收敛快速且稳定,比基于SMACOF算法的dwMDS(G)算法在定位精度上有明显的提高。

指挥信息系统通信网络节点重要度评估方法

将指挥信息系统通信网络节点重要度评估问题转化为复杂网络节点攻击序列问题,以复杂网络理论为基础提出了一种节点重要度评估方法.设计了一种基于平均连通度的复杂网络测度来衡量节点重要度;建立了以节点攻击序列最小化网络连通度为目标函数的数学优化模型,提出了基于改进遗传算法的节点攻击序列求解方法,从而获得网络节点的重要度排序.试验表明,新的评估策略比传统节点攻击评估方法更有效.

基于移动属性的车队与路侧单元连通度分析

本文针对车载自组织网络中车辆与路侧单元的网络连接性问题,以车队为研究单位,分析道路上到达车辆的移动属性,将车队与路侧单元的连通概率计算转变为到达车队长度概率的计算。提出车流较大情况下,车辆以车队行驶时的车头时距服从对数正态分布,并在此基础上用卷积公式推导出车队长度的概率模型,实例分析结果验证了提出的概率模型的准确性。

地铁线网结构对连通可靠性影响评价

地铁是现代大城市最重要的公共交通系统之一,其线网连通可靠性不但受到运营故障、恐怖袭击、踩踏事故等不确定性因素影响,也与线网结构有密切关系。为评价线网结构(表示为网络的线路组成)对地铁线网连通可靠性的影响,基于传统的节点连通可靠度概念定义了"线路连通重要度"新概念及其计算模型,即线路增减/失效前后网络平均连通可靠度的变化(百分比)。采用基于排序的ORDER方法和网络连通判断算法求解上述模型。以广州规划年地铁线网为例验证了所提模型的有效性,并分析了地铁线路特征(站点类型和数量)对网络连通可靠性的影响。结果显示,3号线的线路连通重要度最大(99.84%)为关键线路。研究发现而线路连通重要度受到线路中换乘站数量和中间站数量的综合影响,且前者的影响高于后者。研究结论值得交通规划和管理决策者在制定地铁建设和维护优先政策时参考和借鉴。

相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法

在网络连通可靠度分析的递推分解算法(Recursive Decomposition Algorithm,简称RDA)的基础上,先整合原RDA算法中分别用于不同网络赋权形式的三部分程序,发展出统一RDA算法。应用顺序复合法(Sequential Compounding Method,简称SCM)和Gumbel Copula函数分别计算RDA算法中不交最小路和不交最小割事件的联合失效概率,解决元件相依失效生命线工程系统的抗震可靠度估计问题,最终发展出相依失效生命线工程系统抗震可靠度估计的统一RDA算法。36节点格栅型网络可靠度案例计算结果表明:此方法可以用于相依失效网络系统的动力抗震可靠度估计,计算精度较高。

军用Ad Hoc网络分层体系架构及安全协议

为提高军用AdHoc网络的安全性与可靠性,提出一种分层的网络体系架构。基于时间戳的直接密钥交换签密(DKEUTS)方案,采用随机数替代时间戳,设计一种简化的基于随机数的签密(SRS)方案。根据不同层次节点的安全性需求以及通信和计算性能,选择DKEUTS方案或不同签密参数的SRS方案。通过网络割点判别,对网络连通度进行预测,重构网络拓扑,保障网络的可靠性。性能分析结果表明,该分层网络架构与安全协议可适用于节点非同构网络。

网络规模领先 网络地位低下——我国互联网全球网络地位评估及建议

本文从互联网的分层结构和网络价值两个层面,对我国互联网全球网络地位进行全面评估。通过分析全球互联网格局和我国互联网的现状,定位我国互联网全球网络地位提升的阶段性目标:通过对比我国ISP与全球先进ISP的互联网指标,寻找提升我国互联网全球网络地位的突破口,最终给我国政府和相关企业提出有效提升我国互联网的全球网络地位的相关建议。

基于多层动态累积模型的空间信息网络抗毁性分析方法研究

总结了抗毁性研究的主要方法以及3种主要攻击策略,将供需流思想和时间累积图方法融入到空间信息网络模型中,建立多层动态空间网络累积模型;提出动态网络模型下的抗毁性评价指标-时效网络连通性,以此构建空间信息网络抗毁性分析方法模型;以导航卫星网络、通信卫星网络、遥感卫星网络为例构建空间信息网络仿真想定,按照3种攻击策略进行攻击,并对空间信息网络抗毁性进行分析。验证了所提方法的合理性以及指标的有效性。

网络连通度算法的性能分析与比较

从四个方面分析和比较了两种求解网络连通度问题的算法性能.结果表明,在相同的计算环境下,两种算法的计算结果相同,但与基于最大流方法的算法相比,基于影响度向量的算法由于每次迭代只需要计算和存储点影响度向量和网络影响度向量,具有更高的计算效率,需要更小的存储空间,并且易于计算机实现.

LEO移动通信星座的网络综合连通度研究

为了研究通信星座服务区域内不同地面用户之间的通信连通情况,提出了网络综合连通度(DCNC)的概念。作为服务可用性(AoS)的重要内容,网络综合连通度应该成为通信系统的一项重要性能评价指标,对系统的顶层设计起到主导作用。首先给出了星座网络综合连通度的相关定义,在此基础上基于星间链路约束和星座覆盖约束建立了LEO移动通信星座的网络综合连通度的评价模型。然后基于该模型,分别改变轨道高度和轨道倾角,就不同星座的网络综合连通度如何变化进行了仿真计算和分析。结果表明,二者都对星座的网络综合连通度有显著影响,适当减少轨道面数有利于改善网络综合连通度。最后研究了星座缺失卫星时不连通地面点的纬度分布情况,研究结论有助于在概念设计阶段对星座构型优化后的参数进行优选。

基于多元信息评估的矿井火灾救援路径优化

针对目前煤矿井下火灾救援模型过于复杂、对巷道安全因子的研究不够深入、未考虑灾后巷道交通网络连通度的问题,建立了基于多元信息评估的矿井火灾救援路径优化模型。对火灾后巷道内温度、瓦斯浓度、烟雾能见度等环境安全因子进行量化分析和计算,以安全性和可靠性为约束条件,结合巷道交通网络通行权重和连通度构建了矿井火灾救援路径优化模型,并运用Dijkstra算法得到最优路径。以淮南某矿为例,对考虑节点连通度及安全因子的最短路径、仅考虑安全因子的救援路径及不考虑安全因子及连通度的救援路径进行对比分析,结果表明,最安全、疏散最有效的路径是考虑巷道安全因子及节点连通度所求得的路径。

几种无需测距定位算法定位性能仿真研究

研究质心算法、APIT算法、DV-Hop算法以及Amorphous算法优化问题。上述算法均为无线传感网络中典型的无需测距定位算法。针对这几种算法在不同参数设置时定位精度存在较大差异的问题,分别仿真并分析了对定位误差具有较大影响的重要参数,如锚节点个数、网络平均连通度及监测区域等。由于无线传感器网络能量及成本具有相对的限制,通过仿真结果分析得出,对以上各种算法的定位精度起主导作用的参数为锚节点个数和网络平均连通度。理论分析与仿真结果表明,在确保以上算法低能量消耗的基础上,不同监测区域内,参数优化后能有效地降低节点的定位误差。

基于时空冲突图的卫星光网络波长资源特性研究

针对动态卫星光网络中的波长资源紧缺问题,研究了其波长数与网络物理连通度的关系,提出了一种基于时空冲突图的波长资源特性分析方法。利用随机生成网络拓扑连接的方式,将卫星光网络的动态拓扑离散为空间和时间冲突图,分别表示网络的物理连通度和有效窗口。基于时空冲突图理论,建立空间冲突避免的路径选择概率和时间存储的有效窗口业务概率,两者相乘得到时空冲突概率,进而计算网络所需波长数。研究结果表明,波长需求与网络物理连通度、链路最大跳数和转发器数目有着密切关系,在业务重叠因子较大的情况下应该给卫星光网络分配更多的波长资源。

Coordinated node scheduling for energy-conserving in large wireless sensor networks

Aiming at developing a node scheduling protocol for sensor networks with fewer active nodes,we propose a coordinated node scheduling protocol based on the presentation of a solution and its optimization to determine whether a node is redundant.The proposed protocol can reduce the number of working nodes by turning off as many redundant nodes as possible without degrading the coverage and connectivity.The simulation result shows that our protocol outperforms the peer with respect to the working node number and dynamic coverage percentage.