基于强化学习的移动自组织网络分步路由算法*

移动自组织网络是一种无基础设施、由移动通信节点组成的无线网络,具有高度的动态特性。传统的路由协议并不能适应节点移动性带来的频繁拓扑变化,简单的洪泛路由也会因开销过大降低网络的性能。针对如何在移动自组织网络中自适应地进行路由选择,提出了一种基于强化学习的分步路由选择算法。该算法以最小链路总往返时延为目标,基于强化学习进行路由搜寻,在筛选出符合目标需求节点集合的基础上,结合置信度选择路由。在链路变得不可靠时,数据包被广播给筛选出的邻居节点集来提升路由可靠性并降低开销。对提出的算法在分组到达率和路由开销等主要性能指标进行数值仿真分析,仿真结果表明,提出的分步路由算法相比于基于强化学习的智能鲁棒路由,在降低开销的同时,保持着相当的吞吐率。     

确定性层次网络建模方法及特性分析

为进一步分析复杂层次网络模型拓扑特性,提出一种确定性复杂层次网络的建模方法,该网络模型具备"增长"和"偏好连接"的特性,最后通过理论计算和数值仿真证明该确定性层次网络模型满足小世界效应、无标度特性和层次模块性。结果表明:模型的无标度特性和层次模块性与网络尺寸参数不具备相关性;层次网络中的网络模块内部节点关联紧密,而度值较高的Hub节点通常发挥连接网络模块的作用,从而体现为聚-度关联性满足幂律分布。     

强化学习框架下移动自组织网络分步路由算法

移动自组织网络是一种无基础设施、由移动通信节点组成的无线网络,具有高动态特性。传统的路由协议并不能适应节点移动性带来的频繁拓扑变化,简单的洪泛路由也会因开销过大降低网络的性能。针对如何在移动自组织网络中自适应地进行路由选择,提出强化学习框架下的分步路由选择算法。该算法以最小链路总往返时延为目标,基于强化学习进行路由搜寻,在筛选出符合目标需求节点集合的基础上,结合置信度选择路由。在链路变得不可靠时,数据包被广播给筛选出的邻居节点集以提升路由可靠性并降低开销。对提出的算法在分组到达率和路由开销等主要性能指标进行数值仿真分析。仿真结果表明,提出的分步路由算法相比于基于强化学习的智能鲁棒路由,在降低开销的同时,保持着相当的吞吐率。     

IDRP：行星际DTN路由协议

为解决星际网络场景下的数据传输问题,提出了一种星际容延迟网络路由协议:利用节点的历史连接信息来预测该节点与其各个邻居节点的连接恢复时间;当两个位于同一个域的节点互相连接时,交换彼此的连接时间预测表,并据此决定是否需要使用对方作为中继节点;深空节点的存储资源常常受限,在进行路由选择时将节点的存储区消耗情况也纳入决策。使用NS2进行地-火通信场景仿真,使用一种改进的泛洪路由和一种仅选择网关节点作为下一跳选择的路由策略作对比。仿真结果表明相比其他两种协议,提高了14%的投递成功率并减少了50%的平均传输延迟,并更有效的利用了节点存储资源。     

声纳浮标网络节点GPS信息的无冲突共享协议

节点位置信息对声纳浮标网络的建立具有十分重要的意义,利用它可以完成节点身份划分、路由建立等工作.鉴于传统GPS广播方式的低效性,提出了一种GPS共享协议,并利用网络仿真软件OPNET仿真证明:该协议能够以无冲突方式快速实现网络节点GPS信息的共享和拓扑结构的自辨识.同时,针对GPS所固有的定位偏差问题,提出了一种网络节点GPS求精算法,OPNET仿真证明:该算法可提高对网络整体拓扑结构的把握精度.     

面向战术互联网子网路由协议与网络业务的仿真分析

战术互联网是美军的新一代通信系统,它实现了美军三大传统通信系统的互联互通,在战场信息的传递与交互上至关重要。移动Ad hoc网络技术是战术互联网中的关键技术,再加上战场中的节点移动性强,高效稳定的路由算法是Ad hoc网络技术的重点和难点。战术互联网末端网络的主要业务是战场态势信息的交互以及话音通信,主要分析战场环境下不同射频功率和不同路由协议对战术互联网末端Ad hoc网络数据和话音业务性能的影响。     

网格技术与全球信息网格

网格技术被认为是互联网技术发展的下一次浪潮,目前对网格的研究已经成为信息领域的热点.本文阐述了网格的定义、由来、特性、标准化、协议等,介绍了网格技术在军事上的应用、美军全球信息网格(GIG)的计划,以及全球信息网格与网络中心战的关系.     

ITSON：一种基于拓扑演化的P2P智能搜索机制

P2P系统中节点的动态特性对搜索性能的稳定提出了很大挑战。借鉴社会学和组织学相应原理,提出拓扑演化模型捕获节点的运动规律。节点模拟人类在社会网络中的行为,根据自身和他人的兴趣变化,随搜索过程的进行,利用自身局部信息,动态、自适应地调整网络拓扑,及时反映资源分布以及搜索内容的动态变化,维持资源合理组织。在此基础上提出的智能搜索机制ITSON(InTelligent Search based on tOpologyevolutioN),利用消息转发的智能性进行路由方向决策,从而迅速定位提供资源的节点。仿真结果说明,ITSON能自动优化网络,具有良好的搜索性能和自适应特性。     

ITSON：一种基于拓扑演化的P2P智能搜索机制

P2P系统中节点的动态特性对搜索性能的稳定提出了很大挑战。借鉴社会学和组织学相应原理,提出拓扑演化模型捕获节点的运动规律。节点模拟人类在社会网络中的行为,根据自身和他人的兴趣变化,随搜索过程的进行,利用自身局部信息,动态、自适应地调整网络拓扑,及时反映资源分布以及搜索内容的动态变化,维持资源合理组织。在此基础上提出的智能搜索机制ITSON(InTelligent Search based on tOpology evolutioN),利用消息转发的智能性进行路由方向决策,从而迅速定位资源提供节点。仿真结果说明,ITSON能自动优化网络,具有良好的搜索性能和自适应特性。     

战场环境下基于节点移动性的DTN路由算法

针对某些战场环境下源节点和目的节点之间缺少稳定的端到端路径,提出一种基于节点移动性的容迟容断网络(Delay/Disruptive Tolerant Network,DTN)路由算法MRA(Mobility-based Routing Algorithm):根据运动水平指数和历史接触信息,尽量将消息副本传送给战场环境下移动性更高的节点。通过ONE仿真,相比于Epidemic、Spray and Wait、PROPHET 3种经典算法,MRA算法以牺牲一定的平均时延为代价,得到了较高的消息投递率和可观的网络负载率。     

网络中心战与网格技术

在当前的世界新军事变革中,网络中心战和军事信息网格是两个极重要的、具有发展趋向性的概念。本文阐述了"网络中心战"是军事需求牵引和技术推动的产物,以及美军网络中心战和 全球信息网格的内涵,并对应用网格技术建设我海军信息网格,实现我海军综合电子信息系统一体化进行了初步探讨。     

信息栅格技术及其发展

文章阐述了信息栅格的基本概念,探讨了信息栅格技术的产生动因、发展趋势及其在军事方面的应用,分析了信息栅格技术的典型———美军的全球信息栅格(GIG)。     

全球信息栅格的产生和实现技术研究

介绍了全球信息栅格的概念与定义,详细论述了全球信息栅格产生与发展的动因、实现技术的研究现状.介绍了研究与实现全球信息栅格的关键技术、基础理论,重点论述了实现全球信息栅格总体架构的有关内容.     

基于网络的指挥控制协同性能评估模型

网络中心作战是通过部队网络化而实现的军事行动,网络化作战行动的评估需要新的模型和测量方法,以便获取基于信息优势对改进后的指挥和控制的效果.在借鉴美军经验的基础上,从信息的角度区分了网络中心作战信息栅格运作的方式,运用图论、复杂性理论和性能评估理论等方法,建立了作为信息处理系统的指挥控制网络的结构、预期延迟时间、协同影响、复杂性和有效期望等待时间模型,以及作为指挥控制系统的指挥控制网络的节点决策和网络决策效能模型,是对网络中心作战方法的探索.     

轻型炮兵武器系统机动性需求指标的任务分析

机动性是轻型炮兵武器系统作战需求论证中的一个重要内容,阐述了机动性的概念及影响因素,分析了轻型炮兵武器系统的组成、机动方式,提出了基于任务构建轻型炮兵武器系统机动性需求指标的思路,并依据所归纳的轻型武器系统作战任务和行动流程,构建了自身机动性需求指标、运输性需求指标和与作战任务一致性的机动性需求指标。     

基于活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法

针对车载自组织网络(VANETs)中节点移动速度快、节点任务分布不均、网络拓扑结构不稳定等特点,提出了一种基于节点活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法GATRA(goal-oriented routing algorithm based on activity and task)。该算法根据当前运动节点的运动方向与目标节点的关系,以及任务饱和程度,综合考虑采用消息携带还是转发策略,以节约传输平均时延。在选择中继节点时,综合考虑邻接节点的位置、运动速度和方向等影响因素,设计节点活跃度的计算方法,作为选择中继节点的策略,从而提高了消息传输的成功率。仿真结果表明,与当前典型的VANETs路由算法相比,GATRA算法在传输成功率和平均延迟时间上具有较大提升。     

Transformations of node‐balanced routing problems

This article describes a polynomial transformation for a class of unit‐demand vehicle routing problems, named node‐balanced routing problems (BRP), where the number of nodes on each route is restricted to be in an interval such that the workload across the routes is balanced. The transformation is general in that it can be applied to single or multiple depot, homogeneous or heterogeneous fleet BRPs, and any combination thereof. At the heart of the procedure lies transforming the BRP into a generalized traveling salesman problem (TSP), which can then be transformed into a TSP. The transformed graph exhibits special properties which can be exploited to significantly reduce the number of arcs, and used to construct a formulation for the resulting TSP that amounts to no more than that of a constrained assignment problem. Computational results on a number of instances are presented. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 370–387, 2015     

基于系统动力学的弹药采购量动态冲击模型与仿真研究

针对未来战场对弹药需求动态、突发、受任务冲击影响大的特点,建立了动态冲击下弹药采购量的系统动力学因果关系图和系统流图,并进行仿真实验。分析了弹药需求与生产缺口量对生产能力的冲击程度,为应对未来战争弹药需求提供科学决策的方法。