文档介绍：东南大学
博士学位论文
通信网的可靠性与重要性研究
姓名:姜禹
申请学位级别:博士
专业:信号与信息处理
指导教师:胡爱群
20090701
摘要人类社会的网络化是现代社会需要和现代信息技术不断发展的必然结果,它不但给人类社会生产和生活带来了极大的便利,同时也提高了人类的生产效率和生活质量。但是,通信网络规模庞大、行为复杂,这对通信网的分析和设计都带来了巨大困难。由于人们越来越关心网络正常工作的能力,所以,通信网的可靠性便成为通信网设计和分析中必须考虑的重要因素。本文针对通信网的可靠性和重要性问题,全面系统研究了通信网的可靠性和重要性的模型和分析方法,本论文的主要贡献如下:攵阅壳白钣行У腍算法在搜索最小文件生成树过程中存在的三个问题,提出了一种基于链路重要性的分布式网络可靠性评价方法。本文算法以链路重要性为最小文件生成树的首要搜索依据,提高了干路被选中的概率。将改进的网络化简方法用于搜索的每一步,使图更为简化,并消除了对不含文件生成树的子图搜索。分析和实验结果表明,在得到正确可靠性结果的基础上,本文算法减少了子图产生数量和分析可靠性的实际执行时间,算法的性能优于其它算法。岢隽艘恢只诜⑺凸β实奈尴咄缌绰反嬖诘母怕誓P汀T谝阎=诘惴⑺凸率和节点间距离的情况下,得到无线网络中各节点间链路存在的概率,进而得到各种拓扑的存在概率。并针对每种拓扑分布分别使用两终端可靠性的求解方法得到无线网络可靠性。实验仿真结果表明,当无线节点的可传输距离小于节点间的直线距离,网络可靠性为坏蔽尴呓诘愕目纱渚嗬氪笥诮诘慵涞倍直线距离,链路完全可靠,网络可靠送功率的增加而增加。该模型为现实中无线网络两终端可靠性的设计评估和无线功率资源的有效分配提供了有效的方案。攵韵钟型ㄐ磐煽啃缘亩:投嘣W刺P臀薹ㄗ既访枋鱿质低缧阅芰变化特性的问题,首先,提出了一种连续状态的通信网可靠性模型,用网络性能和需求缺乏量来评价网络可靠性。将链路性能定义为其对网络中所有节点相互通信的最短路径总长度的影响,反映了链路间的拓扑相关性,因此无需复杂的网络拓扑转化,通过链路性能的线性叠加即可获得网络性能。进一步将分析连续状态系统可靠性模型的边界方法用于本文模型分析,验证了模型的有效性。并把蒙特卡罗方法引入模型求解,获得了相对边界法更准确的结果。岢隽艘恢只谛艿耐缈煽啃云拦滥P汀T诠收下誓P偷幕∩辖⒘肆路和节点效能的时变模型,并根据全网可靠性方法得到网络的时间效能模型。通过网络效能的变化动态评价网络的可靠性。实例分析说明本文提出的网络效能模型客观描述了网络效能随时间的变化,为网络可靠性分析提供了更加有效的方法。性由节点可靠性决定;当无线节点的可传输距离在前两者之间,网络可靠性随着节点发
攵源惩缣岢隽艘恢只陟夭饬康耐ㄐ磐煽啃云兰鄯椒ǎ梅椒ú需要预知网络中节点和链路的可靠概率,通过熵来量化节点和链路重要性的不确定性,进而根据网络熵来评价网络的可靠性。理论分析表明,本文算法优于其他现有算法,并可以完全用于大规模网络可靠性分析。实验结果证明了本文算法的有效性。进而针对复杂网络的抗毁特性提出了一种基于节点重要性的熵方法测量复杂网络对选择性攻击的这些特性和目前的已知结论一致。本文算法从抗毁性角度比现有的从异构性角度的熵方法更加明确区别了无标度网络和随机网络。因此,本文算法是对网络在选择性攻击下的抗毁性的一种有效测量方法。岢隽艘恢只谕绱涮匦缘牧绰分匾P云兰鄯椒ǎ萘绰吩谕缢薪点相互通信的最短路径中的使用频度来评价链路重要性,最重要链路的使用频度最高。本文方法不需要像目前的链路重要性评价方法那样进行链路收缩和删除,直接反映了链路对整个网络通信的贡献大小,可以判断通信网中任意两条链路的相对重要性。算法分析和实验仿真表明,本文算法克服了目前的评价方法存在的问题,给出了更直观合理的岢隽艘恢制兰弁ㄐ磐诘阒匾P缘男路椒ㄒ唤诘愎铝⒎ǎ⑻岢隽私诘愫硕积的概念,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。本文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。本文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,而且使用了一种模木卣笤怂惴椒ǎ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,本文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。关键词:通信网,可靠性,生存性,可行性,抗毁性,部件重要性抗毁性。实验分析表明基于重要性的熵测量方法准确描述了复杂网络的抗毁特性,并且通信网链路重要性评价准则。东南大学博士学位论文
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