簡(jiǎn)介：能源在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中尤為重要，是重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。雖然中國能源資源豐富，但是和世界能源利用相對(duì)發(fā)達(dá)的國家相比，中國能源利用存在效率低、利用不合理等問題。人口增長(zhǎng)以及工業(yè)的持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致能源日益短缺，這嚴(yán)重束縛了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的瓶頸之一。能源的節(jié)約利用已成為整個(gè)社會(huì)關(guān)注的問題。換熱網(wǎng)絡(luò)是能量回收利用中重要的子系統(tǒng)之一，其優(yōu)化方法有10余種，最為簡(jiǎn)便和常用的方法是夾點(diǎn)技術(shù)。本文針對(duì)河南心連心化肥有限公司合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)能量利用現(xiàn)狀，基于夾點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)對(duì)該系統(tǒng)的換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，為提高系統(tǒng)的能量利用效率提供了方案。基于夾點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)對(duì)公司合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。利用數(shù)據(jù)模擬計(jì)算和能量平衡分析方法，分別對(duì)本公司變換裝置、氨合成裝置、水汽裝置和氣化裝置進(jìn)行了換熱網(wǎng)絡(luò)分析。分析結(jié)果表明該系統(tǒng)氣化部分耗能很低，余熱溫度較低，熱負(fù)荷小，在換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中不考慮該部分的優(yōu)化，僅考慮變換、合成和水汽部分的優(yōu)化。具體優(yōu)化方法為回收變換脫鹽水換熱器E1506出口熱量回收合成部分循環(huán)水冷卻器E1834A熱量對(duì)熱交換器E1832進(jìn)口冷物流進(jìn)行預(yù)熱，在降低E1832負(fù)荷的同時(shí)還可增大25MPA蒸汽產(chǎn)量水汽汽機(jī)凝液與除鹽水箱出水混合后對(duì)合成與變換部分進(jìn)行冷卻，出口冷物流加熱后提供鍋爐給水，除氧器中通入升溫后混合的除鹽水箱出水與汽機(jī)凝液。優(yōu)化后，三套裝置之間的集成可節(jié)省05MPA蒸汽1032TH，多產(chǎn)25MPA蒸汽978TH，節(jié)省循環(huán)水924TH。在換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)夾點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，提出了九種合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)的改造方案，通過對(duì)每種改造方案換熱器數(shù)據(jù)及節(jié)能潛力數(shù)據(jù)對(duì)比，得到適宜的改造方案為變換部分脫鹽水換熱器E1506出口熱物流通過EN1與除鹽水箱出水換熱，加熱至53℃后與汽機(jī)凝液混合后送往合成、變換等車間回收合成部分軟水加熱器E1833出口合成氣熱量通過EN2預(yù)熱混合氣至85℃再送往循環(huán)水冷器E1834A，加入換熱器EN3與E1832并行，提高出口溫度的同時(shí)還可增大高壓蒸汽產(chǎn)量，鍋爐水預(yù)熱器不變。最后，對(duì)改造前后合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗進(jìn)行了對(duì)比，得到改造后變換系統(tǒng)綜合副產(chǎn)25MPA蒸汽量增加2TH，氨合成副產(chǎn)25MPA蒸汽量增加5TH，綜合折算副產(chǎn)25MPA蒸汽量增加96KGTNH3。改造前合成氨蒸汽消耗10252TH，改造后蒸汽消耗7224TH，對(duì)比改造前后，改造后蒸汽消耗降低了3028TH，這表明，改造后合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗大大降低，能源利用更充分。

簡(jiǎn)介：近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，其連接物理世界和計(jì)算機(jī)世界的橋梁作用得到了廣泛應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不但布線成本低、監(jiān)測(cè)精度高、容錯(cuò)性好，而且能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控，在故障診斷與安全監(jiān)測(cè)等方面有突出優(yōu)點(diǎn)。隨著建筑安全事故的頻發(fā)，如何對(duì)建筑的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和有效的監(jiān)測(cè)，避免由于結(jié)構(gòu)損傷、火災(zāi)或室內(nèi)環(huán)境變化引起的建筑安全事故，同時(shí)為建筑的健康維護(hù)和保養(yǎng)提供及時(shí)、科學(xué)的指導(dǎo)，已經(jīng)越來越受到人們的廣泛關(guān)注，建立一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有非常重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文分析了建筑安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀、進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn)，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)，研究了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、建筑火災(zāi)安全監(jiān)測(cè)和建筑室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)三個(gè)領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)方法，結(jié)合存在的問題提出了相應(yīng)的解決方案和策略，主要內(nèi)容如下1針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性差、現(xiàn)有算法資源消耗大、實(shí)際應(yīng)用效果不穩(wěn)定等問題，在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，提出了一種基于遺傳蟻群優(yōu)化的組播路由算法和多跳路由算法，較好地解決了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)的可靠性采用改進(jìn)型的蟻群算法，制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量管理策略，降低了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命。2針對(duì)建筑火災(zāi)安全監(jiān)測(cè)單代理節(jié)點(diǎn)功能有限、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶寬要求高等問題，在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑火災(zāi)安全監(jiān)測(cè)中引入了多代理理論，提出了一種火災(zāi)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度算法，較好地解決了多監(jiān)測(cè)任務(wù)調(diào)度中的大規(guī)模計(jì)算問題，提高了任務(wù)調(diào)度的效率采用基于DS證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)異常情況報(bào)警的準(zhǔn)確性和可靠性，降低了火災(zāi)誤報(bào)和漏報(bào)率。3針對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳輸數(shù)據(jù)量大、頻譜資源緊張、傳感器節(jié)點(diǎn)能源局限等問題，建立了建筑室內(nèi)無線終端通信頻譜感知模型，提出了一種基于支持向量機(jī)的頻譜感知算法，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)設(shè)備終端進(jìn)行頻譜感知，有效地提高了頻譜資源的利用率提出了一種基于壓縮感知理論的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能算法，在保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體監(jiān)測(cè)精度和效率的前提下，提升了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采樣效率，降低了傳感器節(jié)點(diǎn)的能源消耗，提高了網(wǎng)絡(luò)使用壽命。

簡(jiǎn)介：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到了人們生活的方方面面。網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任何故障（包括設(shè)備故障和遭受攻擊等）都會(huì)對(duì)生活工作造成巨大的影響。與此同時(shí)，還面臨著互聯(lián)網(wǎng)信息的傳播速度與傳統(tǒng)媒體傳播相比有著巨大的優(yōu)勢(shì)，短時(shí)間內(nèi)即可形成輿論導(dǎo)向，甚至影響到輿論的穩(wěn)定。國家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略從網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施和信息安全與傳播兩個(gè)角度，定義了網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略。一方面，要保障網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全；另一方面，要保障網(wǎng)絡(luò)信息的安全，以及網(wǎng)絡(luò)信息的真實(shí)可靠，不會(huì)誤導(dǎo)公眾，造成網(wǎng)絡(luò)群體事件。因此，為了從上述兩個(gè)角度來維護(hù)網(wǎng)絡(luò)空間的安全，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中IP層和應(yīng)用層（特別是WEB內(nèi)容）的用戶行為進(jìn)行分析挖掘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危害網(wǎng)絡(luò)空間安全的行為，保障網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)應(yīng)用的正常運(yùn)行。粒計(jì)算理論具備強(qiáng)大的不完備信息處理能力，受到了學(xué)界的廣泛認(rèn)可。它在人工智能、深度學(xué)習(xí)、信息安全等領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價(jià)值。本文基于粒計(jì)算理論，結(jié)合當(dāng)下對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間安全的應(yīng)用背景，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測(cè)和微博用戶行為分析開展了研究，主要取得如下成果（1）提出了基于動(dòng)態(tài)VAGUE集的網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測(cè)算法在動(dòng)態(tài)VAGUE集的基礎(chǔ)上，提出了頻度因子模型和相關(guān)因子模型，解決了網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測(cè)中面臨的不完備流數(shù)據(jù)難以有效分析的問題。頻度因子模型基于頻度因子認(rèn)知計(jì)算而得到，與基礎(chǔ)認(rèn)知相結(jié)合后，形成動(dòng)態(tài)認(rèn)知VAGUE集，有利于處理隨時(shí)間變化而變化的場(chǎng)景；相關(guān)因子模型使用相關(guān)度的概念提高異常識(shí)別的準(zhǔn)確率，通過實(shí)驗(yàn)證明該算法在數(shù)據(jù)缺失達(dá)到80％以上時(shí)，依然能夠保持較高的識(shí)別準(zhǔn)確率。（2）構(gòu)建了基于動(dòng)態(tài)認(rèn)知的微博用戶行為分析方法動(dòng)態(tài)認(rèn)知過程是粒層凝聚變化的過程。通過對(duì)特征屬性的動(dòng)態(tài)認(rèn)知，構(gòu)建粒層凝聚算法。動(dòng)態(tài)認(rèn)知具有靈活性的特點(diǎn)，隨需求變化進(jìn)行粒層凝聚，形成滿足具體需求的認(rèn)知粒子凝聚?；趧?dòng)態(tài)認(rèn)知可以獲得對(duì)應(yīng)的粒層分析，進(jìn)而形成相關(guān)的粒層用于智能分類等應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，將該方法應(yīng)用到微博用戶行為關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和微博用戶快速分類之中，在選定的三種重要行為特征情況下，分類準(zhǔn)確率并沒有明顯的降低，取得了很好的分類效果。（3）設(shè)計(jì)了基于SPARK技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全行為分析平臺(tái)該平臺(tái)為了滿足處理數(shù)據(jù)來源的多樣性、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的分散性、數(shù)據(jù)處理的及時(shí)有效性，采用了基于SPARK技術(shù)的準(zhǔn)在線分析方法，實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)絡(luò)流量、FLOW數(shù)據(jù)、防火墻日志和WEB數(shù)據(jù)等多源原始數(shù)據(jù)，采用離線數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)分析的方式得到分析結(jié)果。在告警決策方面，基于DS方法和VAGUE集理論，提出了多源數(shù)據(jù)評(píng)估的方法，能夠有效地提高告警準(zhǔn)確率。同時(shí)，該平臺(tái)還采用基于總線的方式，便于擴(kuò)展。

簡(jiǎn)介：作為云計(jì)算的核心基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)連接了數(shù)萬級(jí)、十萬級(jí)甚至百萬級(jí)的大規(guī)模服務(wù)器群來進(jìn)行大型分布式計(jì)算的橋梁，因此更成為了互聯(lián)網(wǎng)研究熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的膨脹，數(shù)據(jù)中心所需處理的數(shù)據(jù)信息也隨之呈現(xiàn)出爆炸式的增長(zhǎng)趨勢(shì)，建設(shè)管理復(fù)雜、控制不靈活等問題也愈加明顯，進(jìn)而影響了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。而通過利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)SOFTWAREDEFINEDWKING，SDN技術(shù)來搭建數(shù)據(jù)中心，不僅可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)管理，而且還能優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)性能，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)承載能力，因而受到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛重視。本文首先對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的SDN技術(shù)應(yīng)用方案進(jìn)行了細(xì)致的研究，并重點(diǎn)研究了SDN實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)OPENFLOW及其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，同時(shí)分析了現(xiàn)有基于TCAMTERNARYCONTENTADDRESSABLEMEMY，三態(tài)內(nèi)容尋址存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的OPENFLOW流表轉(zhuǎn)發(fā)策略，在研究過程中發(fā)現(xiàn)OPENFLOW在實(shí)際的應(yīng)用中仍然存在著一些技術(shù)瓶頸，例如路由器交換機(jī)中廣為使用的快速查找TCAM存儲(chǔ)器成本的問題以及內(nèi)存問題。為此本文提出了CMDDBF（COMBINEDMULTIDIMENSIONDYNAMICBLOOMFILTER，聯(lián)合多維動(dòng)態(tài)BLOOM過濾器）查找結(jié)構(gòu)來替代OPENFLOW交換機(jī)中的TCAM實(shí)現(xiàn)流表的轉(zhuǎn)發(fā)和處理。CMDDBF解決了TCAM空間利用率低和價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)多字段數(shù)據(jù)的查找和處理操作，并根據(jù)流表的規(guī)模動(dòng)態(tài)的調(diào)整內(nèi)存空間。CMDDBF具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性，更適用于OPENFLOW交換機(jī)流表的查找和處理操作。通過實(shí)驗(yàn)分析，CMDDBF在降低誤識(shí)率方面具有很好的性能。

簡(jiǎn)介：水聲通信是水下環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)闹饕侄巍Ｔ谒晜鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)中，能量獲取是需要優(yōu)先考慮的一個(gè)問題，它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最大的挑戰(zhàn)。本文提出了基于能量收集的水聲通信系統(tǒng)，在通信過程中采用了無線充電技術(shù)。此外，為了改善水聲通信多徑衰落的問題，引入中繼協(xié)作通信。本文主要針對(duì)水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)隙資源和功率資源的分配進(jìn)行研究，使得系統(tǒng)容量和能效最大化，具體的研究?jī)?nèi)容和主要?jiǎng)?chuàng)新貢獻(xiàn)如下首先，本文詳細(xì)闡述了水聲信道的特性以及常用的水聲信道模型，介紹了海洋中的聲速、傳播損失、噪聲、多徑傳播和多普勒頻移對(duì)水聲通信的影響。此外，還介紹了經(jīng)典的分集以及合并技術(shù)，并通過仿真對(duì)比驗(yàn)證了MRC是合并技術(shù)中性能最優(yōu)的。另外還介紹了各種協(xié)作通信模型，包括放大轉(zhuǎn)發(fā)AF、解碼轉(zhuǎn)發(fā)DF和編碼協(xié)作CC。其次，本文深入研究了基于無線充電技術(shù)的水聲中繼協(xié)作模型，采用AF通信方式，推導(dǎo)出在可達(dá)遍歷和容量最大下的時(shí)隙資源分配方案，并對(duì)可達(dá)遍歷和容量隨路徑衰減系數(shù)、通信距離和發(fā)射功率的變化進(jìn)行性能仿真，仿真結(jié)果表明，本文提出的資源分配方案與其它方案相比，顯著提高了系統(tǒng)的可達(dá)遍歷和容量。第三，本文采用DF的中繼通信方式，提出了和容量最大準(zhǔn)則下的時(shí)隙資源和功率資源聯(lián)合分配策略。此外，加入了綠色通信的考慮，假設(shè)發(fā)射端已知信道狀態(tài)信息CSI，系統(tǒng)的功率消耗主要由電路功率消耗和發(fā)射功率消耗兩部分組成的情況下，給出發(fā)射功率和時(shí)隙資源聯(lián)合分配策略，并分別在單用戶和多用戶的場(chǎng)景下驗(yàn)證所提算法的合理性。仿真結(jié)果表明，所提算法在逼近速度較快的前提下，有效地提高了系統(tǒng)的能量使用效率。最后，本文研究了多天線水聲中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，并給出了基于最大比合并MRC技術(shù)下的資源分配方案，即在中繼端使用多根天線并采用MRC技術(shù)進(jìn)行信息的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，基于前面的研究考慮各個(gè)通信時(shí)隙不相等的情況，給出了在和容量最大準(zhǔn)則下的時(shí)隙資源分配以及在能效最大準(zhǔn)則下的時(shí)隙資源和功率資源的聯(lián)合分配。仿真驗(yàn)證了所提方案的最優(yōu)性和收斂性，并給出了改變天線數(shù)和用戶數(shù)對(duì)容量的影響，表明了本方案能夠提高水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的有效性。

簡(jiǎn)介：針對(duì)煤礦井下監(jiān)測(cè)環(huán)境復(fù)雜，無線信道多徑衰落嚴(yán)重及傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量受限等問題，為了保證煤礦安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要更加全面、準(zhǔn)確的獲取井下環(huán)境監(jiān)測(cè)信息。為此，本文基于MBOFDMUWB構(gòu)建了煤礦井下無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下1針對(duì)煤礦井下巷道帶狀受限空間的特性以及多媒體信息采集的需求，基于MBOFDMUWB構(gòu)建了煤礦井下異構(gòu)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作方式，使網(wǎng)絡(luò)可以有效工作。2針對(duì)煤礦井下狹長(zhǎng)受限空間中無線信道多徑衰落嚴(yán)重，一些位置的節(jié)點(diǎn)到基站的信道條件較差的問題，提出了一種煤礦井下異構(gòu)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)MBOFDMUWB時(shí)頻編碼協(xié)作傳輸方案。該方案實(shí)現(xiàn)了信道狀況較好與較差節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作。仿真結(jié)果表明，采用所提出的煤礦井下MBOFDMUWB時(shí)頻編碼協(xié)作傳輸方案，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)中信道狀況較差節(jié)點(diǎn)的誤碼率性能。3針對(duì)煤礦井下巷道狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出了一種基于虛擬網(wǎng)格劃分的煤礦井下異構(gòu)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)PREVG分簇算法。該算法依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的通信半徑對(duì)節(jié)點(diǎn)劃分虛擬網(wǎng)格進(jìn)行分簇管理，并在選取上層簇頭節(jié)點(diǎn)過程中考量節(jié)點(diǎn)的剩余能量及所處位置信息。仿真結(jié)果表明，采用所提出的煤礦井下PREVG分簇算法能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸效率，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。4針對(duì)煤礦井下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量受限，上層簇頭節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)一般距離較遠(yuǎn)，向匯聚節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)耗能大的問題，結(jié)合PREVG分簇算法，提出了一種基于蟻群的煤礦井下異構(gòu)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)EDACA路由算法。該算法對(duì)上層簇頭節(jié)點(diǎn)引入備選簇頭節(jié)點(diǎn)，并在簇頭節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)的路由選擇過程中考量各簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量及節(jié)點(diǎn)間距離信息。仿真結(jié)果表明，采用所提出的煤礦井下EDACA路由算法能夠明顯減少網(wǎng)絡(luò)中能量耗盡的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，保證數(shù)據(jù)的長(zhǎng)效傳輸，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期，提升網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)性能。以上結(jié)果表明，在普通節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸過程中采用所提出的MBOFDMUWB時(shí)頻編碼協(xié)作傳輸方案、在普通節(jié)點(diǎn)成簇管理過程中采用所提出的PREVG分簇算法以及在簇頭節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)通信路徑選取過程中采用所提出的EDACA路由算法，能夠有效保證煤礦井下異構(gòu)無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c節(jié)點(diǎn)能量有效性。

簡(jiǎn)介：云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)是當(dāng)今三大IT支撐技術(shù)。目前，物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居等涉及民生的多個(gè)領(lǐng)域，也廣泛用于電子政務(wù)、城市應(yīng)急以及軍事偵察等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是感知層的重要核心組成，也是物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取數(shù)據(jù)的重要技術(shù)手段之一，其安全性問題必將影響基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。因而，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全不僅是傳感器網(wǎng)絡(luò)，也是物聯(lián)網(wǎng)安全研究的重點(diǎn)問題之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其節(jié)點(diǎn)部署環(huán)境開放，極易受到偽裝、黑洞、蟲洞以及泛洪等攻擊，現(xiàn)有解決方案一般依賴于安全路由協(xié)議，其中，密鑰管理及節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證是多數(shù)安全路由協(xié)議的基礎(chǔ)，因此，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，研究適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特性（動(dòng)態(tài)拓?fù)洹⒂?jì)算能力及能耗受限等）的密鑰管理機(jī)制及身份認(rèn)證算法成為安全路由的關(guān)鍵。本文擬從密鑰管理、節(jié)點(diǎn)身份認(rèn)證、安全路由策略等方面，提出有效的安全路由解決方案，以增強(qiáng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由安全保障能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由安全涉及密鑰管理、節(jié)點(diǎn)認(rèn)證、能耗安全、網(wǎng)絡(luò)擁塞等多個(gè)方面。本文從無線傳感網(wǎng)絡(luò)分層分簇的體系結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)自身特點(diǎn)等路由安全需求出發(fā)，重點(diǎn)針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主密鑰易受攻擊、簇密鑰管理方式不靈活、計(jì)算及能耗受限等不利狀況，擬結(jié)合簽名及簽密身份認(rèn)證，研究路由安全解決方案。具體而言，本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下1針對(duì)傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常用單密鑰方案中一旦主密鑰泄露導(dǎo)致全網(wǎng)安全失守的缺陷，基于SCHNR身份認(rèn)證機(jī)制，提出了抗主密鑰泄露假冒攻擊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰協(xié)商方案。該方案的核心優(yōu)勢(shì)在于增強(qiáng)了主密鑰安全性，它是一種以SPIN協(xié)議為核心的安全多密鑰協(xié)商方案。安全性分析表明，該方案不僅可以防止因共享密鑰泄露引發(fā)的偽冒節(jié)點(diǎn)攻擊，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的有安全隱患的節(jié)點(diǎn)。2針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致群組密鑰管理復(fù)雜的問題，基于分層分簇的密鑰管理思路，提出了基于門限機(jī)制與虛擬節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)群組密鑰管理方案。該方案的優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)出現(xiàn)少量安全隱患節(jié)點(diǎn)時(shí)，可利用虛擬節(jié)點(diǎn)的分享秘密，實(shí)現(xiàn)簇密鑰快速恢復(fù)。安全性分析及仿真實(shí)驗(yàn)表明，該方案在保障通信機(jī)密性的同時(shí)，可以快速建立和恢復(fù)簇密鑰，同時(shí)分層分簇的密鑰分散存儲(chǔ)也有效分散了節(jié)點(diǎn)密鑰存儲(chǔ)量，提升了密鑰管理的靈活性。3針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力有限，難以實(shí)施簽名機(jī)制等計(jì)算密集型節(jié)點(diǎn)認(rèn)證方案，提出了一種計(jì)算高效的在線離線簽名方案。該方案的特色在于它將簽名中計(jì)算開銷較大的操作分配到計(jì)算資源充足的離線簽名階段。安全性證明及仿真實(shí)驗(yàn)表明方案不僅在計(jì)算復(fù)雜度上比現(xiàn)有同類簽名方案更低，且具有指定驗(yàn)證的安全特性，同時(shí)能夠較好適應(yīng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信資源受限下的安全路由認(rèn)證需求。4針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)驗(yàn)證者可能需要驗(yàn)證多個(gè)簽密者對(duì)不同消息的簽密，解決可能存在的簽名膨脹問題，結(jié)合基于身份的密碼技術(shù)，構(gòu)造了一種新型的適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無證書聚合簽密方案。不僅給出了該方案的安全性證明，而且仿真結(jié)果也表明該方案在通信帶寬需求方面明顯優(yōu)于現(xiàn)有同類方案。5針對(duì)現(xiàn)有無線傳感器路由算法常假設(shè)節(jié)點(diǎn)可信，而與實(shí)際非可信環(huán)境不符（即安全環(huán)境惡劣，而且節(jié)點(diǎn)自身計(jì)算能力較弱），而導(dǎo)致路由算法中所依賴的關(guān)鍵參數(shù)易被攻擊者修改或偽造?；诳鐚釉O(shè)計(jì)思路，提出了一種基于隨機(jī)密鑰對(duì)的安全路由方案（CRAODV方案）。方案特色在于它將節(jié)點(diǎn)唯一身份標(biāo)識(shí)號(hào)作為公鑰并進(jìn)行全網(wǎng)廣播，路由建立依賴于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)唯一的密鑰對(duì)，從而建立起安全路由。仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CRAODV方案在有效數(shù)據(jù)包數(shù)量、延長(zhǎng)網(wǎng)路的生存周期、甚至節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量和保持節(jié)點(diǎn)負(fù)載平衡等方面均有優(yōu)勢(shì)。綜上，本文基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分層分簇體系結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)約束條件下，就其中保障路由安全的密鑰管理、節(jié)點(diǎn)認(rèn)證關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。為實(shí)現(xiàn)安全路由這一目標(biāo)，研究設(shè)計(jì)了抗主密鑰泄露及靈活高效的簇密鑰管理方案，提出了適用于傳感網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證的高效在線離線簽名方案，構(gòu)造了新型無證書聚合簽密方案，在此基礎(chǔ)上，提出了基于多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的CRAODV安全路由方案，為無線傳感器的路由安全研究及應(yīng)用提供了有益參考。

簡(jiǎn)介：現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，業(yè)務(wù)也在不斷地?cái)U(kuò)展，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及技術(shù)已經(jīng)無法滿足按需調(diào)動(dòng)、快速配置等要求，SDN就是為了應(yīng)對(duì)這種情況而被提出來的。為了使管理更加靈活，SDN架構(gòu)將轉(zhuǎn)發(fā)平面與控制平面進(jìn)行了分離，并且具有可編程的特性。另外，將網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行虛擬化在很大程度上也可以解決這個(gè)問題，用戶的多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)存在于一個(gè)底層物理網(wǎng)絡(luò)上，它們依據(jù)不同的映射算法向底層物理網(wǎng)絡(luò)映射，這些虛擬網(wǎng)絡(luò)會(huì)共享底層物理網(wǎng)絡(luò)的資源。SDN作為新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)虛擬化作為未來網(wǎng)絡(luò)研究的重要領(lǐng)域，兩者的結(jié)合更具研究意義?，F(xiàn)在看來，SDN最適合的領(lǐng)域應(yīng)該是數(shù)據(jù)中心中網(wǎng)絡(luò)虛擬化的應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)虛擬化過程中，不可避開的技術(shù)就是映射算法以及負(fù)載均衡的研究，映射算法主要是考慮虛擬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路向底層物理網(wǎng)絡(luò)的映射，如何為虛擬網(wǎng)絡(luò)在底層物理網(wǎng)中找到滿足條件且最優(yōu)的路徑；負(fù)載均衡可以保證底層物理網(wǎng)資源的高效利用率。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，以基于SDN虛擬網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)作為課題的研究方向，主要研究了以下三個(gè)方面的內(nèi)容首先，研究SDN虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)SDN網(wǎng)絡(luò)虛擬化的環(huán)境進(jìn)行了研究，并且探討了虛擬網(wǎng)絡(luò)向底層物理網(wǎng)進(jìn)行映射時(shí)的不同映射算法。其次，在虛擬網(wǎng)絡(luò)向底層物理網(wǎng)絡(luò)映射時(shí)，考慮節(jié)點(diǎn)和鏈路的映射以及路由算法的設(shè)計(jì)，在路由算法的設(shè)計(jì)中，設(shè)定了兩個(gè)大場(chǎng)景無約束條件路由尋找和有約束條件下路由的尋找。在無約束路由尋找這一情況下，本文結(jié)合已有算法的不足，分別設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)了代價(jià)和最小的最短分離路徑對(duì)的獲得以及盡量分離的最短的K條路徑。在有必經(jīng)約束條件下，也分別設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)了尋找最短路以及代價(jià)和最小的最優(yōu)路徑對(duì)，并且都與已有算法進(jìn)行了對(duì)比分析。最后，在映射過程中，為了得到最優(yōu)路由，本文主要考慮的是跳數(shù)和花費(fèi)問題，但是在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，路由的選取還要同時(shí)考慮負(fù)載均衡問題，本文設(shè)計(jì)了基于節(jié)點(diǎn)和鏈路的虛擬網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡方案。

簡(jiǎn)介：目前我國核電站儀控領(lǐng)域正從二代模電控向第三代數(shù)字儀控系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，我國大力推進(jìn)核電廠儀控系統(tǒng)國產(chǎn)化，通信網(wǎng)絡(luò)是儀控系統(tǒng)的重要部分，對(duì)其研究具有重要意義。本文為了滿足核動(dòng)力院提出核反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)要求，本項(xiàng)目以高可靠網(wǎng)絡(luò)為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性關(guān)鍵技術(shù)。主要內(nèi)容有以可靠性為研究出發(fā)點(diǎn)，以典型的現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)為研究對(duì)象，詳細(xì)的分析了CAN總線，PROFIBUSDP總線，CONTROL總線，分析了這三種總線各自采用可靠性和安全性技術(shù)手段，有何特色，有什么效果。研究了國際主流的工業(yè)以太網(wǎng)和國內(nèi)EPA，分析了各層故障概率，總結(jié)了工業(yè)以太網(wǎng)可靠性體現(xiàn)在設(shè)備可靠性、可管理性及冗余性三方面技術(shù)。提煉網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的原則，對(duì)比分析了EPA和DEVICECONTROLETHER，選定DEVICECONTROLETHER方案，并命名為HRNNP（HIGHRELIABLEWKOFNUCLEARPLANT），簡(jiǎn)述了整體網(wǎng)絡(luò)可靠性分析。研究重點(diǎn)是HRNNP的總線層DEVICE的可靠性，運(yùn)用高級(jí)隨機(jī)PETRI網(wǎng)對(duì)安全層和非安全層結(jié)構(gòu)建模及可靠度計(jì)算，從數(shù)學(xué)和結(jié)構(gòu)變遷的方式分析系統(tǒng)可靠性，計(jì)算結(jié)構(gòu)表明冗余能大幅提高系統(tǒng)的可靠性；分析了指出DEVICE可靠性不足，選取了一些成熟技術(shù)手段提高安全層DEVICE協(xié)議可靠性，這些技術(shù)手段分別是時(shí)間預(yù)期機(jī)制，應(yīng)用層CRC校驗(yàn)，改進(jìn)的心跳機(jī)制，冗余機(jī)制，逐位倒置數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制。代碼實(shí)現(xiàn)非安全層，安全層及其可靠性技術(shù)手段。最后在MICON平臺(tái)測(cè)試，重點(diǎn)測(cè)試了安全層，性能測(cè)試，測(cè)試雙總線故障，測(cè)試了在IEC617843中給出的八種通信故障報(bào)文重復(fù)、報(bào)文丟失、報(bào)文插入、報(bào)文亂序、報(bào)文損壞、報(bào)文延時(shí)、報(bào)文冒充、尋址錯(cuò)誤。測(cè)試結(jié)果表明滿足要求，并通過了驗(yàn)收。驗(yàn)證了技術(shù)的有效性和可行性，為下一階段研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提出總結(jié)和下一階段工作展望。

簡(jiǎn)介：目前，電力監(jiān)控系統(tǒng)多采用客戶服務(wù)器模式，其客戶端界面通過周期性調(diào)用數(shù)據(jù)服務(wù)器，即可直接獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由于充分發(fā)揮了客戶端數(shù)據(jù)處理能力，故其響應(yīng)速度快實(shí)時(shí)性高。伴隨智能電網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)在面臨更多新的功能需求的同時(shí)，本身也在不斷升級(jí)更新，然而客戶服務(wù)器模式配置繁雜、維護(hù)代價(jià)過高和難拓展等問題，已經(jīng)不能滿足遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)改造換代的要求。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模式（BS模式）為分布式調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展提供了可行的方向，這種模式將監(jiān)控功能的核心放在服務(wù)器端，統(tǒng)一了客戶端，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用，真正實(shí)現(xiàn)客戶端的零部署、零維護(hù)，同時(shí)大大減低了成本。但傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器以弱化圖形支持換取瘦客戶端的數(shù)據(jù)響應(yīng)能力，對(duì)業(yè)務(wù)復(fù)雜的電網(wǎng)調(diào)度適應(yīng)性不好。富互聯(lián)網(wǎng)（RIA）技術(shù)能夠兼容客戶服務(wù)器豐富的監(jiān)控界面處理能力和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器模式的零部署低成本優(yōu)勢(shì)，對(duì)上述諸多問題提供了一種新的解決思路。本文結(jié)合工程應(yīng)用中數(shù)據(jù)處理實(shí)際要求與GWT框架，將矢量圖元嵌入富網(wǎng)絡(luò)組件容器的應(yīng)用框架中，綜合運(yùn)用GWT交叉編譯、JSNI本地化接口和支持多事件線程的并發(fā)回調(diào)機(jī)制，給出了調(diào)度圖形界面關(guān)鍵代碼的編譯處理流程，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度監(jiān)控界面免部署和矢量圖元的局部刷新。在調(diào)度界面處理的富網(wǎng)絡(luò)分層框架和嵌入APPLET容器組件的基礎(chǔ)上，研究免部署的調(diào)度監(jiān)控主接線SVG圖元數(shù)據(jù)回調(diào)處理，提出了一種支持多事件線程的快速GASGWTAPPLETSVG并發(fā)回調(diào)新模式。以10KV配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為算例，進(jìn)行模擬量和狀態(tài)量的SVG圖元交互測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控界面的SVG動(dòng)態(tài)更新，達(dá)到了實(shí)時(shí)變化的圖元效果；對(duì)調(diào)度監(jiān)控異步回調(diào)界面進(jìn)行了滲入測(cè)試和并發(fā)測(cè)試，結(jié)果表明異步回調(diào)主機(jī)可獲得小于20％的處理器使用率和7的內(nèi)存占有率，SVG界面的多事件線程局部刷新和異步回調(diào)機(jī)制，使監(jiān)控畫面平均刷新延時(shí)降為百毫秒級(jí)，驗(yàn)證了GAS模式對(duì)提高界面響應(yīng)能力的有效性，對(duì)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展具有一定的理論和實(shí)踐價(jià)值。

簡(jiǎn)介：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WIRELESSSENSWK和無線局域網(wǎng)WLAN在近年來發(fā)展迅速。區(qū)別于傳統(tǒng)有線連接，無線網(wǎng)絡(luò)擁有節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)靈活，節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，伴隨而來的是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置信息受到了更多關(guān)注。節(jié)點(diǎn)位置信息對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起到支撐作用，對(duì)于節(jié)點(diǎn)位置的感知也可以使無線網(wǎng)絡(luò)提供更多基于位置的服務(wù)。已有的定位方式中最為著名的為GPSGLOBALPOSITIONINGSYSTEM，然而它也存在應(yīng)用局限。基于RSSI的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)直接依據(jù)信號(hào)衰減原理，不需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加額外的設(shè)備和通信開銷，成為定位領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)基于RSSI的定位技術(shù)進(jìn)行了如下研究1首先利用無線信號(hào)自由空間傳輸模型，擬合得到無線信號(hào)RSSI與距離的關(guān)系。在三邊定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入了概率的思想，用相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)的頻率估計(jì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，提出一種基于概率的定位算法LRPD，以應(yīng)對(duì)接收端RSSI呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢(shì)的問題。在真實(shí)環(huán)境中，使用INTEL無線網(wǎng)卡和SAMSUNG平板電腦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，將LRPD算法與傳統(tǒng)的質(zhì)心定位方法和三邊定位法進(jìn)行了比較。此外，針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對(duì)稀疏的場(chǎng)景，提出了一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)路徑控制算法，借助移動(dòng)過程中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)RSSI值變化，對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行追蹤定位。2區(qū)別于室外空曠區(qū)域，室內(nèi)無線信號(hào)反射、折射和繞射現(xiàn)象復(fù)雜，RSSI和節(jié)點(diǎn)間距離關(guān)系難以用函數(shù)計(jì)算，本文對(duì)RSSI指紋定位法（經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ投ㄎ环ǎ┻M(jìn)行了研究。利用C仿真實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了K近鄰算法性能，對(duì)于可能影響定位精度的因素進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，找出影響定位精度的主要原因。在此基礎(chǔ)之上，提出了改進(jìn)的K近鄰算法IKNN，通過增添虛擬節(jié)點(diǎn)和動(dòng)態(tài)K值選擇技術(shù)提高定位精度。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，相較于傳統(tǒng)的K近鄰算法，改進(jìn)的算法定位精度提高約16％。3綜合以上2種算法，本文利用TICC2430傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套室內(nèi)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)首先使用IKNN算法中的虛擬參考節(jié)點(diǎn)設(shè)立和動(dòng)態(tài)K值選擇技術(shù)，選取目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周圍的K個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，將K個(gè)節(jié)點(diǎn)圍成的區(qū)域作為初選區(qū)域。然后，在初選區(qū)域內(nèi)使用LRPD算法，完成目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位工作。此外，本文還利用相同節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成的無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)不攜帶無線信號(hào)收發(fā)裝置的對(duì)象實(shí)現(xiàn)了被動(dòng)定位，以實(shí)現(xiàn)基于無線網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)等功能。

簡(jiǎn)介：水聲通信是目前使用最普遍和廣泛的水下通信技術(shù)，在水下聲波通信領(lǐng)域，由于聲波信道高延遲、低帶寬的特征，使得經(jīng)典無線網(wǎng)絡(luò)的通信方案不能直接應(yīng)用于水下通信中，因此需要開發(fā)適用于水下聲波信道的可靠及高效的通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)水下設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。介質(zhì)訪問控制層MAC是通信方案的重要組成部分，其負(fù)責(zé)分配信道資源，而高性能的MAC方案可以提高信道利用率。針對(duì)水下通信中存在的問題，本文結(jié)合上下文感知領(lǐng)域和水下通信領(lǐng)域開展了相關(guān)研究，具體研究?jī)?nèi)容如下1針對(duì)缺乏適用于所有環(huán)境的上下文建模方法，本文提出了一種用于水下聲波網(wǎng)絡(luò)的基于本體論的上下文建模方案，其通過四個(gè)疑問詞WHOWHENWHEREWHAT來表示和檢索水下環(huán)境中上下文信息的四個(gè)維度，并采用了分層和索引機(jī)制，來確保上下文信息的唯一性，便于系統(tǒng)維護(hù)。2針對(duì)水下設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，本文提出了基于上下文感知的水下數(shù)據(jù)傳輸方案（CACAUAN模型），包括了上下文感知的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及上下文組件的構(gòu)建，其采用了基于傳輸控制協(xié)議（TCP協(xié)議）三次握手理念來建立可靠連接，利用上下文服務(wù)來快速的發(fā)現(xiàn)設(shè)備。CACAUAN方案采取了基于碼分多址CDMA技術(shù)的SLOT方案。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證了CACAUAN模型應(yīng)用在水下通信中，可以實(shí)現(xiàn)低的碰撞概率和丟包率，以及更穩(wěn)定的抖動(dòng)率。3針對(duì)水下通信協(xié)議中MAC層的研究，本文提出了基于上下文感知的水下MAC方案（CAMAUAN模型），CAMAUAN模型是在CACAUAN模型的基礎(chǔ)之上，對(duì)MAC層進(jìn)行了改進(jìn)，在利用CDMA技術(shù)的集成SLOT方案的基礎(chǔ)上，加入了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，并提出了根據(jù)更新上下文來調(diào)整MAC幀中的SLOT方案。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CAMAUAN模型可以實(shí)現(xiàn)低的傳輸時(shí)延。

簡(jiǎn)介：近年來，隨著有線無線業(yè)務(wù)多樣化和終端用戶不斷增加，大量數(shù)據(jù)流在城域網(wǎng)絡(luò)（MAN）進(jìn)行匯聚和交換，其流量增長(zhǎng)速率已是骨干網(wǎng)流量增長(zhǎng)速率的兩倍。此外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)具有較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這不僅消耗了網(wǎng)絡(luò)資源，也給網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)優(yōu)化帶來不便。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的無縫融合是未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的一個(gè)潛在趨勢(shì)。本文以城域接入融合網(wǎng)絡(luò)（MAIN）作為研究對(duì)象，利用不同用戶接入技術(shù)、信號(hào)調(diào)制解調(diào)技術(shù)和信號(hào)交換技術(shù)，對(duì)基于“環(huán)形樹形”的城域接入融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)其網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)使用的可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ROADM）進(jìn)行深入研究。同時(shí)，對(duì)MAIN全光虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（AOVPN）實(shí)現(xiàn)進(jìn)行討論，并設(shè)計(jì)支持并發(fā)式AOVPN通信的MAIN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下1利用正交頻分復(fù)用（OFDM）、正交頻分多址接入（OFDMA）、OFDM子帶復(fù)用、時(shí)分復(fù)用（TDM）和偏振復(fù)用（PDM），提出了偏振復(fù)用子帶間插OFDMMAIN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)上下行OFDM子帶信號(hào)占用不同偏振態(tài)且子帶頻譜間插，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源利用率?；旌辖尤敕绞绞拐麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)具有更高的靈活性和可擴(kuò)展性。網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)中的ROADM具有簡(jiǎn)單系統(tǒng)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)采用傳統(tǒng)OFDM收發(fā)機(jī)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制解調(diào)，使網(wǎng)絡(luò)具有較高可升級(jí)性。理論分析了光信號(hào)中光載波分量和子帶信號(hào)間相位失配帶來的影響，并討論了上下行多子帶信號(hào)接收機(jī)的信號(hào)處理過程。2采用數(shù)字濾波器接入（DFMA）和波分復(fù)用（WDM），提出了基于WDMDFMA的強(qiáng)度調(diào)制和直接探測(cè)（IMDD）MAIN網(wǎng)絡(luò)。DFMA技術(shù)的使用不僅簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)帶寬分配、提高了帶寬利用率，同時(shí)改善了網(wǎng)絡(luò)的靈活性、彈性、適應(yīng)性和可升級(jí)性。利用無源光耦合器和強(qiáng)度調(diào)制器，提出了基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的低成本、低功耗ROADM，其不僅可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)、子載波帶和正交子帶信號(hào)的動(dòng)態(tài)上路和下路，而且對(duì)輸入信號(hào)調(diào)制格式、數(shù)字濾波器特性、光纖傳輸特性和終端接收機(jī)配置等具有較高的魯棒性。利用商用低成本光電器件，對(duì)此ROADM的正交子帶信號(hào)的下路功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3提出了基于WDMDFMA的相干MAIN網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)不但擁有更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量和網(wǎng)絡(luò)覆蓋、同時(shí)具有靈活的網(wǎng)絡(luò)帶寬分配和更高的網(wǎng)絡(luò)彈性。針對(duì)相干DFMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用馬赫曾德爾調(diào)制器（MZM），提出了兩種簡(jiǎn)單可行的ROADM下路方案，并對(duì)其進(jìn)行了理論推導(dǎo)和數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)果表明，這兩種方案不僅具有相同的下路性能，而且可以帶來近10DB的ROADM下路性能改善，同時(shí)對(duì)調(diào)制指數(shù)變化具有較高的魯棒性。其次，研究結(jié)果還表明提出的ROADM下路方案對(duì)非理想下路MZM消光比、下路射頻信號(hào)相位偏移、光纖傳輸損傷和不同DFMA系統(tǒng)數(shù)字濾波方案具有較高魯棒性。此外，針對(duì)基于WDMDFMA的相干MAIN網(wǎng)絡(luò)，研究了最佳數(shù)字濾波方案和數(shù)字濾波器分配方案。4針對(duì)單環(huán)形和多環(huán)形MAIN網(wǎng)絡(luò)，研究了VPN通信的分類。提出了基于WDM的MAIN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其不僅可以支持并發(fā)式AOVPN通信，而且可以動(dòng)態(tài)地建立和拆除AOVPN通信。同時(shí)，理論分析了VPN通信的可擴(kuò)展性，且深入討論了動(dòng)態(tài)VPN帶寬分配。最后，利用基于IMDD的OFDM系統(tǒng)，探索了光源線寬對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信性能的影響和MAIN網(wǎng)絡(luò)中AOVPN通信的可行性。

簡(jiǎn)介：隨著INTER的飛速發(fā)展，信息資源的規(guī)模已變得極其龐大。在海量的網(wǎng)絡(luò)信息資源中，快速、精確地找到用戶所需的信息變得日益困難。此時(shí)，搜索引擎應(yīng)運(yùn)而生。搜索引擎為用戶查找信息提供了極大地便利，故而被人們廣泛使用。網(wǎng)絡(luò)爬蟲是搜索引擎的核心模塊，負(fù)責(zé)采集網(wǎng)絡(luò)上的各種網(wǎng)頁。網(wǎng)絡(luò)爬蟲的爬行策略和性能極大地影響了搜索引擎的服務(wù)質(zhì)量，因此，網(wǎng)絡(luò)爬蟲值得研究與改良。由于龐大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和及時(shí)響應(yīng)需求，通用搜索引擎提供的檢索結(jié)果往往充斥著許多無關(guān)數(shù)據(jù)，無法令用戶滿意。垂直搜索引擎，是為提供更細(xì)致精準(zhǔn)的搜索服務(wù)而發(fā)展的新一代搜索引擎。本文的研究對(duì)象是垂直搜索引擎中的聚焦網(wǎng)絡(luò)爬蟲。聚焦爬蟲專注于特定領(lǐng)域的信息采集，它的資源采集效率較高。聚焦爬蟲為爬蟲領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路，具有較高的研究、實(shí)用價(jià)值。本文首先概述了搜索引擎的發(fā)展?fàn)顩r和網(wǎng)絡(luò)爬蟲的研究現(xiàn)狀，闡述了搜索引擎的基本原理及工作流程，然后深入探討了聚焦爬蟲系統(tǒng)所涉及的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。最后基于上述理論給出了一個(gè)聚焦爬蟲系統(tǒng)的工程化實(shí)現(xiàn)。本文在聚焦爬蟲系統(tǒng)的爬行策略上，借鑒FISHSEARCH算法與SHARKSEARCH算法的算法流程，在其基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)主題相關(guān)度的閾值，以避免主題網(wǎng)頁團(tuán)之間的隧道問題。同時(shí)本文借用了成熟的文本分析方法，即向量空間模型中的TFIDF算法，通過改進(jìn)的方法來計(jì)算網(wǎng)頁的主題相關(guān)度與URL鏈接的主題相關(guān)度。在網(wǎng)頁的正文內(nèi)容提取方面，利用網(wǎng)頁的標(biāo)簽樹結(jié)構(gòu)，通過計(jì)算文字標(biāo)簽密度來提取網(wǎng)頁正文。實(shí)驗(yàn)表明，與以傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)的聚焦爬蟲系統(tǒng)相比，本文實(shí)現(xiàn)的聚焦爬蟲系統(tǒng)雖然在爬行的準(zhǔn)確率上略有下降，但其能獲得更高的主題資源發(fā)現(xiàn)率，在兩者之間取得一個(gè)較好的平衡。

簡(jiǎn)介：隨著互聯(lián)網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人由主從遠(yuǎn)程控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境中的傳感器協(xié)同配合的模式。射頻識(shí)別是近年來熱門的非接觸識(shí)別技術(shù)，將射頻識(shí)別與網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人相結(jié)合，讓機(jī)器人擁有身份識(shí)別能力，進(jìn)而針對(duì)不同的目標(biāo)提供不同的服務(wù)。為此，本文將射頻識(shí)別與ZIGBEE相結(jié)合，組成ZIGBEEID網(wǎng)絡(luò)以擴(kuò)大射頻識(shí)別的識(shí)別范圍，移動(dòng)機(jī)器人作為ZIGBEEID網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并提供視頻引導(dǎo)服務(wù)。首先，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。將有源射頻識(shí)別與ZIGBEE相結(jié)合，作為系統(tǒng)固定節(jié)點(diǎn)采集ID信息。移動(dòng)機(jī)器人采用ARM11微處理器，也搭載射頻識(shí)別模塊與ZIGBEE模塊，作為系統(tǒng)的移動(dòng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，對(duì)采集到的ID進(jìn)行身份效驗(yàn)，并針對(duì)其播放引導(dǎo)服務(wù)視頻。網(wǎng)關(guān)模塊將所有收到的ID通過WIFI傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)監(jiān)控中心負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制與身份信息的顯示。其次，ZIGBEE節(jié)點(diǎn)身份識(shí)別技術(shù)的研究。給出了模塊的硬件設(shè)計(jì)，對(duì)ZIGBEE組網(wǎng)模塊與射頻識(shí)別模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)ID的采集，并采用載波偵聽與時(shí)分多址相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)多卡讀取功能與數(shù)據(jù)防碰撞功能。再次，機(jī)器人節(jié)點(diǎn)身份識(shí)別技術(shù)的研究。包括機(jī)器人控制模塊的程序設(shè)計(jì)與H264視頻引導(dǎo)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)解碼器進(jìn)行了C語言級(jí)優(yōu)化，對(duì)其中的像素插值與環(huán)路濾波進(jìn)行了一定的裁剪與性能提升。然后，對(duì)網(wǎng)關(guān)模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)ID信息的收集與命令的傳遞。利用QT對(duì)監(jiān)控中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制與ID信息的顯示。最后，對(duì)各身份識(shí)別模塊以及系統(tǒng)整體進(jìn)行了功能測(cè)試。通過對(duì)三個(gè)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別表明系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的進(jìn)行工作，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。