2023, 46(19):96-103.
摘要:针对绿色多车型车辆路径问题(GHFVRP),建立了以最小化车辆固定成本、行驶成本及碳排放成本之和为优化目标的混合整数规划模型(MIP),并提出一种增强拉格朗日松弛启发式算法(ELRHA)进行求解。首先,通过松弛难约束构造对偶问题,并分解为两个子问题,再采用次梯度法更新拉格朗日乘子,求解两个子问题获得原问题的下界;其次,设计一种两阶段启发式算法对下界进行修复及优化,以获得较好可行解并更新问题上界;最后进行仿真实验,实验结果表明:在相同实验环境下对17个算例进行20次测试,ELRHA平均求解间隙为4.49%,相较Gurobi提升3.28%,同时与其它算法对比进一步验证了ELRHA能求解问题高质量上界。可见,ELRHA能有效求解GHFVRP。
2023, 46(11):159-165.
摘要:随着FPGA设计复杂性的不断增加,物理设计需要大量的优化迭代才能实现,布线拥塞影响芯片的面积及时延等性能指标,因此需要准确快速的预测并提前解决。提出一个FPGA布线拥塞预测模型CBAM-CGAN,模型在布局阶段提取特征合成学习图像,引入注意力机制学习增强图像各个特征通道的重要程度,提高布线拥塞的预测性能。实验结果表明,方法在布局阶段的布线拥塞预测取得了较好效果。相比于条件对抗生成网络模型,结构相似度平均值提高了0.89%,峰值信噪比平均值提高了1.37%,归一化均方根像素差平均值降低了3.8%,像素精度差平均值降低了0.06%,单张图像的预测时间约为0.1 s。实验数据证明了模型在FPGA布线拥塞的准确性和快速性。
2023, 46(10):170-177.
摘要:针对水下无线传感器网络节点更换困难、能量有限的特点,提出了一种基于改进正余弦算法的节能路由。在簇的形成过程中,利用改进的正弦余弦优化算法来选举簇头,综合能量、节点密度、通信距离三方面因素并讨论相应权重,为簇头选择设计了更加合理的适应度函数。簇内单跳传输,簇间传输时则采用多跳传输,通过限制深度、能量及转发区域选择合适的下一跳,将采集的信息传递给水面。经网络仿真验证,在相同条件下,该算法较传统LEACH算法和KACO、DUCISCA算法,将正常工作时间延长了6910%、 2478%、 1494%,能够有效均衡网络能耗,延长网络寿命,提高数据传输率。
2022, 45(1):65-69.
摘要:路由协议对于无人机自组织网络(FANET)的服务质量(QoS)具有重要意义。FANET中节点的高速移动会带来网络拓扑剧烈变化,这一特性会加剧链路中断,从而导致网络QoS显著降低。本文提出一种基于链路质量的低路由开销协议(LQLR_OLSR),针对FANET中多点中继(MPR)集进行优化,减少冗余的MPR节点,并修改基于期望传输计数(ETX),使其作为路由度量,融合正向传输成功率、反向传输成功率、链路分组大小和链路带宽四个特征,实现路由多径自适应。通过OPNET仿真结果表明,FANET环境下LQLR_OLSR在平均吞吐量、发包成功率、路由开销和平均端到端时延性能方面明显优于Global_OP_OLSR和OLSR。
2022, 45(8):155-160.
摘要:针对无4G信号、布线困难、无人值守的偏远山区输电线路监测,无线传输一直存在困难,对于数据量较大的图像数据更难。本文设计并实现了一种高压输电线路监测的智能无线图像传感器网络传输系统,运用嵌入式研发技术和无线传感网技术实现图像传输。在传统的无线传感网基础上,针对图像数据大,通信过程中容易引起干扰,设计了依据接收端信号强度RSSI值进行自适应数据分包协议;为了优化传输路由和增加传输系统的冗余性,设计了智能路由传输协议。实验测试和仿真结果表明,自适应数据分包协议能根据不同的误码率大小自适应调整分包数,减少重传的概率,从而提高传输效率;智能动态路由传输协议可以快速找到最近的4G信号节点,节省传输时间和能量损耗,其中的跳传功能在减少传输时间的同时,增加了传输系统的冗余性,达到设计目的。
2021, 44(1):60-64.
摘要:针对LEACH算法中节点能量消耗过快而容易死亡、簇头选举机制不合理及稳定周期短等问题,为提高网络稳定性,有效利用节点能量,提出了一种非完全分簇路由算法。该算法考虑节点剩余能量来选举簇头,利用基站能量充足的优势,建立非完全分簇,采用平面路由和分簇路由相结合的方式来实现数据传输,以均衡网络负载。仿真结果表明,该算法对比LEACH,网络稳定周期延长了29.48%,稳定周期占网络生命周期比例提高至72.53%,网络性能更优。
2021, 44(18):155-159.
摘要:针对移动自组网拓扑高动态变化和节点的繁忙程度导致数据包传输时延和丢包率增加的问题,本文提出了一种改进的AOMDV协议,基于分散路由的思想,减少了主路径切换到备份路径导致的时延抖动以及路由重传导致的丢包,同时加入延时算法,避免了主路径选到繁忙节点导致路径断裂的情况,通过设置不同的节点移动速率进行仿真,对比了AOMDV协议与改进协议的平均时延和丢包率,仿真结果表明改进的路由协议在端到端时延和丢包率指标上都优于AOMDV协议,尤其在节点移动速度超过30m/s时,明显提高了网络传输的性能。
2019, 42(6):139-143.
摘要:为解决现有依赖具体链路探测包的物联网路由方案易遭受干扰的问题,给出了一种基于虚拟网络估计的物联网路由方案。所给方案首先利用网络状态矢量和活动共享估计每条链路的成功传输数据率,然后根据节点局部产生流量、邻居节点的流入流量和重传流量估计节点流量,最后选择能够增加网关流量的节点作为下一跳节点,并按照这一原则建立物联网路由。仿真分析结果表明,所给路由方案估计的传输数据包数与仿真实验结果一致,并且所给路由方案的吞吐量优于基于负载感知的物联网路由方案。因此,所给路由方案可以很好地用于寻找物联网的有效传输路径,具有较好理论研究价值和实际推广应用价值。
2017, 40(5):143-147.
摘要:无线Mesh网络是一种新型的无线通信网络,由于发展不成熟,没有统一的通信方案,路由协议也是一样。现有路由协议各有各的缺陷,在分析了各类协议的优势和不足后,提出一种基于多收发器Mesh节点的路由算法,可以避开一些任务繁忙的节点,降低网络延时。在新型体系下,Mesh节点的路由选择主要基于路由的期待传输时间(expected transmission time,ETT),而不是最小跳数,能够更好的进行路由选择,避免增加局部网络拥堵,增加网络的吞吐量。通过仿真软件OMNeT++4.0进行仿真可以发现,新型路由体系应用在网络流量大的场合相比传统路由体系将具有明显优势。
2016, 39(10):183-187.
摘要:基于能量多路径路由协议和LEACH路由协议的大多数成簇算法是概率选择,在一定程度上会加速局域内节点能量过早消耗完,影响网络的性能。结合能量感知多路径和LEACH路由算法,提出一种能量高效的改进路由算法,从节点能量消耗角度出发,根据节点与汇聚节点之间的距离、网络中所有存活的节点到汇聚节点的平均距离以及该节点当前剩余能量值来确定簇头选择的能量阈值,并依据该值进行路由选择。仿真实验结果表明,该算法能够提高网络整体性能,有效延长网络节点的生命周期。