提出了一个新的科学研究命题:“信息-知识-智能转换规律(简称‘信息转换规律’)的研究”,阐明了该命题的科学背景和科学内涵,论述了该研究命题所涉及的若干基本概念及目前已经取得的初步成果,并揭示了由此开辟的巨大学术创新空间,展示了该命题的重大意义和广阔的应用前景.
考虑汇聚开销对无线传感器网络数据汇聚路由性能的影响,提出一种基于汇聚决策的分布式汇聚路由算法.当信息源点动态到达或离开时,该算法根据数据相关性、数据汇聚成本和数据传输成本自动计算汇聚得益,并依据汇聚得益进行汇聚决策和确定数据汇聚路由,从而联合优化了汇聚开销和传输开销,减少了数据采集能耗.同时,该分布式算法仅依靠本地信息建立路由,降低了路由维护开销.仿真实验表明,在各种网络条件下,该在线算法的能耗性能与离线算法的相对误差在17%以内.
研究了不准确网络信息下的流量优化. 提出虚容量的概念,建立了基于本地状态信息的网络流量优化模型;提出的分布式实时无导师学习算法,根据网络流量变化的幅度和频度判断是否需要优化并行路径间的流量分配并且自适应的调整. 该算法不需要统计、刷新和存储网络中的各种状态信息以及流量矩阵,仿真证明其优化效果明显.
为了评估采用正交频分多址接入技术的多小区分布式网络架构的干扰状况,以广义分布式小区架构——群小区为例,具体分析了不采用功率控制、采用信干比平衡功率控制策略以及进一步采用逐步删除算法时的群小区架构小区间干扰状况,评估了与传统蜂窝架构相比较的系统中断性能.分析与仿真表明,相对于传统蜂窝结构,群小区架构的小区间干扰并没有大幅度的提高.并且由于群小区架构的系统资源是统一进行分配与管理的,系统性能较传统蜂窝架构有更大的提高.基于此分析,进一步提出了资源池概念.
提出了一种针对分级移动IPv6的鲁棒移动性管理方案. 采用了ICMPv6消息发现MAP故障,减少了故障发现时间. 利用主备用绑定信息加快了MAP故障恢复的过程. 理论上分析了鲁棒移动性管理方案的性能,并同标准分级移动IPv6协议进行了比较. 数值和仿真结果表明,鲁棒移动性方案的MAP可靠性、分组丢失率以及MAP故障发现和恢复时间都要好于标准分级移动IPv6.
提出一种新的最佳相关信号,即几乎最佳屏蔽二进序列偶,研究了其变换性质和存在的组合允许条件,运用这些性质和条件可以缩小几乎最佳屏蔽二进序列偶的搜索范围,提高计算机搜索的效率. 在此基础上编写了计算机搜索算法,搜索出若干长度的几乎最佳屏蔽二进序列偶. 搜索结果表明几乎最佳屏蔽二进序列偶具有较大的存在空间,因而可以应用到工程中.
提出了扫相空时比特交织编码调制(PS-ST-BICM)方案,通过扩展扫相矩阵维数,使得相邻码矩阵之间存在一定的相关性,从而获得了更高的时间分集增益,可有效地抵抗块衰落引起的突发错误. 给出了系统最优旋转矩阵的设计准则,以此获得最大化的分集增益和编码增益. 从理论上分析了新方案的Singleton界和误码率性能. 仿真结果表明,在Rayleigh块衰落信道下新方案性能有很大改善.
为提高网络中系统在恶意入侵情况下能继续提供服务的能力,研究了第三代信息安全技术中的入侵容忍技术,并提出了改进的入侵容忍系统模型. 该模型可对入侵容忍能力进行量化分析. 提出了容忍度、完整度、保密度的概念,分析了这些变量与相关因素,并对模型进行了量化求解和仿真. 研究结果表明,所提出的模型对于构建入侵容忍系统有一定的指导意义.
为了提高接收机在检测发送序列的性能,对多径信道的盲序列检测进行了改进,建立了节点总度量的递推方程,同时定义了分枝转移度量的更新量. 改进后的算法可以同时完成信道信息的估计和发送序列的检测.其中信道信息由自适应滤波器实时估计.仿真结果表明, 新的度量递推算法在比特误码性能上接近全序列比较欧氏距离的最佳算法,但计算速度提高了.
提出了一个基于GHZ态纠缠交换的新的量子秘密共享方案.该方案中,消息发送者Alice通过对GHZ态纠缠交换和局部幺正操作使得接收者Bob和Charlie能直接共享其秘密消息.所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,其余粒子全部用于消息传输,2个GHZ态纠缠交换可以共享2 bit经典消息.安全分析表明, 该方案是安全的, 适合将三方秘密共享协议推广到多方的情形.
指明n元一阶相关免疫对称函数的构造与计数等价于某个方程在二元域上的求解与解的计数,同时指明n元m(m>1)阶相关免疫对称函数的构造也取决于该方程的求解.得到了这个方程的等价方程.通过求解等价方程,提供了高阶相关免疫对称函数的构造方法和一阶相关免疫对称函数的计数方法,并在2种情形下给出了n元一阶相关免疫对称函数的计数下界.
针对多入多出(MIMO)系统中的最大多谱勒频移估计,运用单因素试验的方差分析法对多组估计值进行建模和假设检验,提出了基于最大距离判决和置换均值原则的野值剔除方法. 研究表明,该方法可以有效检测并删除估计值中的不合理数据,提高MIMO系统中最大多普勒频移估计的精度.
虚级联技术的同步数字体系(SDH)网络中,虚级联组成员的选路将是一个完全非确定多项式(NP-complete)问题.为优化网络资源以及保证新加虚级联组的成员的相对延迟在系统允许的范围内,提出了双向约束路径优化算法(TSOP).仿真结果表明, 该算法优于已有的k个最短路径算法和可改链路权重的k个最短路径算法.
给出了鉴别协议猜测攻击的串空间模型.扩充了攻击者串和密码运算类型,重新定义了理想概念,并对相关定理进行了证明.扩展的诚实理想分析模型不仅继承了原理论的有关性质,而且适应猜测攻击的分析.以GLNS协议为例说明了如何利用串空间理论有效地进行协议的形式化分析.
挖掘告警序列间关联规则的算法都受到最小支持度的限制,仅能够得到频繁告警序列间的关联规则. 对此,提出了一种以高相关度、高置信度为条件,通过聚类找到特征相同的网元告警群,然后基于相关度统计的挖掘算法. 实验结果表明,该算法可以高效、准确地挖掘出电信网络告警数据库中频繁和非频繁告警序列间的关联规则.
基于多模的速率方程组,建立了一个垂直腔面发射激光器的二维模型,利用数值模拟分析了电极的形状、位置以及注入电流强度对激光器横模竞争特性的影响,同时考虑了光波模式角向注入电流分布的不均匀性,分析了角向不均匀注入电流对激光器输出模式的影响. 结果表明,注入电流的强度、轮廓对垂直腔面发射激光器的模式行为起着重要的作用.
针对多优先级多媒体网络提出了一种采用多优先级时延预留的呼叫接入控制机制,通过对不同的优先级业务采用不同的时延门限来控制业务的接入来保证网络服务质量.仿真结果表明,多优先级时延预留机制不但较好的提供了对高优先级业务的服务率也保证了对低优先级业务的服务,同时网络利用率也相应得到了提高.
基于拉格朗日方法建立了自行车机器人的1种多输入多输出动力学模型.为了达到使自行车机器人保持自平衡的目的,将车把转动角度、车体倾倒角度和后轮转动速度作为系统输出;将转动车把的力矩、调节质心的力矩和后轮的驱动力矩作为系统输入.从而构建了1个具有3个输入、3个输出的仿射非线性系统.基于多输入多输出仿射非线性系统的输入输出线性化理论对其进行分析,通过精确线性化得到了等效的线性系统.对该等效线性系统进行了分析,并通过状态反馈实现了极点配置.通过计算机仿真验证了该控制律的有效性.
提出了一种计算单mod2n加运算与F2上的异或运算的“异或差值”概率分布的有效算法,该算法的计算复杂度为O((n-1)/2) ,与Maximov的结果相比计算复杂度更低;对于多mod2n加运算的情形,给出了多mod2n加运算与F2上的异或运算的“异或差值”的递推计算公式.
在分析目前主要预取算法优劣的基础上,根据VoiceXML语音平台与基于HTML的WWW之间的区别,提出在VoiceXML语音平台中应该预取其引用的语音资源,在采用基于热点预取技术的同时提出一种自适应的多用户共享的Markov模型,可以统一预测所有在线用户下一步所需的资源及其访问概率,有助于提高预测的准确率.仿真研究表明,与单用户Markov预测模型相比较,这种多用户共享的Markov预测模型能在相同带宽消耗下得到更好的命中率,减少用户请求的访问延迟,提高响应速度.
对基于广义互相关法(GCC)的波束到达时间差(TDOA)估计算法的捕获概率进行了分析,推导了计算捕获概率的数值算法,并在此基础上,对2种常用TDOA估计方法的算法效率进行比较.这2种方法分别是直接对2个接收信号做互相关运算来估计TDOA的方法,以及将2个接收信号分别与1个无噪声的m-序列做互相关运算来估计TDOA的方法.仿真结果表明,后者有较高的算法效率.
提出了一种全新的多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)信道估计和导频设计方案.当信道近似不变的OFDM数目与发射天线数目相同时,从理论上推导出基于重叠导频和正交导频结构的统一频域信道估计解和时域信道估计解.这样该算法大大降低了最优导频信号存在的条件,且具有非常低的复杂度和灵活的天线配置,导频信号能简单地从空间维的恒幅度构造就可以达到系统的MIMO-OFDM的均方误差(MSE)最优性能.该算法在发射天线数目为2、3和4时具有相当大的实用价值.仿真结果证明了本文推导算法的正确性以及导频设计的合理性.
为了提高分布式波长路由光突发交换网络的性能,提出了一种并行的组装算法.该算法根据对网络流量的预测,将突发帧组装过程和突发帧资源预约过程并发执行,和传统的波长路由光突发交换网络比较能够极大降低网络的端到端时延.同时,该算法充分利用了波长路由中的双向预约机制,在轻网络负载的情况下有效降低丢包率.此外对该算法下网络的TCP性能进行了分析,仿真结果表明,该算法可以有效改善整个网络的TCP性能.
为了实现对偏振模色散(PMD)效应所造成系统性能损伤的动态有效补偿,通过对PMD补偿方式的简要分析,给出了一种以电域特定频率分量功率作为控制信号的PMD光域自适应补偿实验系统. 在此基础上,对单纯形算法、遗传算法、粒子群算法等3种常用优化算法的基本思想和特点进行了分析比较,并分别采用3种算法对一阶PMD及二阶PMD进行补偿,得到了补偿后的信号偏振度(DOP)和信号眼图.实验结果表明,粒子群算法更加适合作为PMD光域自适应补偿系统的控制算法.
研究了自动交换光网络(ASON)多域分层路由体系结构,提出了基于Speaker节点的拓扑信息路由通告机制,实现了分层网络的拓扑发现、同步和路由计算.结果表明,路由控制负载和链路状态数据库的大小都随着路由层数的增加而迅速地降低.该机制能解决大规模网络的可扩展性问题,节约节点存储空间和提高路由效率.
基于 维star connected cycle (SCC)拓扑图首次提出了一种常量小度数的对等网络构造方式SCC-DHT,它采用分布式哈希表(DHT)的思想进行有效地资源查找定位,网络节点之间的覆盖连接则是参考SCC拓扑图,使得每个节点在维持 个邻居节点度数的前提下,资源查找路径为 .实验结果表明, SCC-DHT具有更好的健壮性和可扩展性.
为解决常规故障诊断算法难以对CDMA网络故障建模的难题,提出了基于模糊神经网络的CDMA网络故障诊断模型. 该模型的输出层和输入层神经元的个数分别由CDMA网络故障类型和故障诊断所需要的输入量决定. 然后再利用故障诊断专家知识库中的故障诊断样本,对诊断模型进行训练,确定网络的连接权值和模糊隶属度函数. 仿真实验结果验证了该故障诊断模型的有效性.
为了充分利用WDM光网络中空闲波长资源以及提高整个网络性能,对P圈保护算法进行的深入的研究,提出了不同的P圈评价标准,并以此为基础,进一步从基础圈的选择、P圈扩张策略以及P圈扩张周期三个角度出发,提出了一系列新型的P圈生成算法.仿真结果表明,这些新型的P圈生成算法可以应用于不同的网络环境中,并且与传统的保护算法相比,提高了网络资源的使用效率.
基于压缩Chirp脉冲与信号的线性叠加,提出了一种产生超宽带(UWB)成形脉冲的新方法. 该方法可以灵活方便地得到符合特定频谱要求的成形脉冲,能抑制UWB系统与窄带通信系统之间的同频干扰. 仿真结果表明,产生的UWB瞬时成形脉冲, 其功率谱密度分布符合美国联邦通信委员会(FCC)的要求,而且具有极高的频谱利用率;不需要在整个频段降低发射信号的功率,就可以解决UWB系统与现有窄带通信系统之间的频谱共存问题.
提出了一种基于传统粒子群优化的两阶段实施方案,通过对一组测试函数的仿真表明,该方案以适当增加的计算量为代价,提高了搜索成功率. 对比实验表明,两阶段方案几乎在各种最大可迭代次数的约束下都能获得更好的搜索成功率,且对学习速度参数的敏感性降低,算法的搜索性能更稳健.实施该策略时原则上子群数量宜选取一个适中的数值,以综合考虑可靠性与计算成本两个因素.
为提高测试结果的可靠性和错误覆盖率,在动态协议一致性测试过程中引入局部错误诊断机制,提出了一种新的动态测试方法,并在确定有限状态机模型下分析其原理及正确性. 新的测试方法充分利用了测试过程产生的动态信息对待选测试序列进行排选,有效避免了对局部错误位置的错误判断. 同时,提出了一种基于错误子列的局部错误诊断方式,突破了单一错误假设的局限,更具实用价值. 实验结果表明,该测试方法可以有效地避免由于局部错而误造成的测试结果可靠性的降低,具有更好的错误覆盖率.