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概率匹配陷阱避免的水声网络随机媒介接入控制

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概率匹配陷阱避免的水声网络随机媒介接入控制

作者：王潮雄华南理工大学

学位级别：硕士

发展海洋通信网络对于建设我国海洋强国战略目标具有重大意义,特别是依托于水声网络的广泛水下应用场景,具有重要的国防军事用途和潜在的经济价值。MAC层决定了信道的共享方式,致力于协调节点获取有限的信道资源。由于水声共享信道的独... 详细信息

发展海洋通信网络对于建设我国海洋强国战略目标具有重大意义,特别是依托于水声网络的广泛水下应用场景,具有重要的国防军事用途和潜在的经济价值。MAC层决定了信道的共享方式,致力于协调节点获取有限的信道资源。由于水声共享信道的独特性,使得MAC协议设计对水声网络的整体性能有着非常重要的影响。然而,水下环境的复杂多变使得水声网络MAC协议设计面临着诸多困难与挑战。随机媒介接入控制协议因其快速接入、设计简单的优势被广泛应用于水声网络之中。由于缺乏握手信令的交互来调度有序的传输,节点竞争接入信道容易造成碰撞冲突。碰撞冲突引发数据重传,不仅造成吞吐量性能的下降,还增大了时延和能耗开销,因此需要引入一定的退避机制来降低碰撞冲突的概率。现有的随机媒介接入控制协议退避算法大多围绕着陆地无线网络进行研究设计,由于水下环境与陆上无线环境差异显著,无法将其直接应用于水声网络中。而且,此类协议的退避算法设计普遍存在的另一个问题,退避策略的更新和选择往往是出自经验性的,采取这种启发式传输策略将使节点陷入概率匹配陷阱。为了解决这一问题,本文提出了一种概率匹配陷阱避免的随机媒介接入控制协议。通过建立起非合作博弈模型,节点能够在每轮发送选择时,分别计算传输策略和退避策略的期望收益值,然后采取期望收益值大的行为策略,以达到长期收益最大化的目的。由于纯策略期望收益的计算需要建立在对碰撞冲突概率有效估计的基础上,本文提出了一种冲突概率估计值的更新方法。该方法可以平滑快速地根据节点过往发送的反馈信息来调整估计值,使得协议具有较好的应对网络负载变化的能力。为了测试协议的网络性能,本文选取了几个重要的网络性能指标分别在NS-3网络仿真器和自主开发的水声网络协议栈平台进行仿真与实验。其中,网络吞吐量和端到端时延向来是衡量网络性能的两个重要指标。前者衡量了网络传输数据的能力,后者则体现数据传输的时效性。同时,由于水下节点的电池充电和回收更加困难,水声网络MAC协议设计会更加着重于减少节点能量的消耗。由于节点碰撞导致的数据包重传会消耗大量的能量,并且造成时延的增加和吞吐量的下降。因此,提高数据包的交付率对全局网络性能也有着非常重要的影响。NS-3的仿真结果表明,将本文提出的冲突概率更新方法,用于动态调整节点传输策略的协议相较于持静态传输策略的协议,具有更好的适应能力,因此也表现出更优的全局网络性能。依托于水声通信网络协议栈平台的实验测试结果显示,采用概率匹配陷阱避免策略的协议较之于采用概率匹配策略的协议,整体网络性能得到提升。

关键词：水声网络 MAC协议随机媒介接入控制概率匹配

网络入侵检测系统自体集检测中的概率匹配高效寻优机制

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计算机应用 2013年第1期33卷 156-159页

作者：高苗粉秦勇李勇邹裕李清霞申林江苏科技大学计算机科学与工程学院江苏镇江212003 东莞理工学院计算机学院广东东莞523808 东莞理工学院城市学院计算机与信息科学系广东东莞523106 太原理工大学信息工程学院太原030024

针对自体集数据规模较大造成的时空上的巨大消耗而难以处理的问题,设计了基于人工免疫的网络入侵检测系统(NIDS)的自体集匹配机制。为提高入侵检测系统的检测效率,提出概率匹配高效寻优机制。首先证明了网络数据的相对集中性,通过计算... 详细信息

针对自体集数据规模较大造成的时空上的巨大消耗而难以处理的问题,设计了基于人工免疫的网络入侵检测系统(NIDS)的自体集匹配机制。为提高入侵检测系统的检测效率,提出概率匹配高效寻优机制。首先证明了网络数据的相对集中性,通过计算平均查找长度(ASL)分析了概率匹配机制的有效性,并通过模拟实验验证了该机制的快速匹配效率,并且在一种基于自体集规模简约机制的新型人工免疫网络入侵检测系统上进行了工程应用,取得了较好的匹配效果。

关键词：自体集人工免疫入侵检测概率匹配寻优

降水预报-观测概率匹配动态订正法在江西降水集中期的应用与检验

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2021年第2期13卷 233-241页

作者：陈翔翔郭达烽江西省气象台南昌330000

为提高数值预报降水预报的准确率,本文利用欧洲中期天气预报中心的高分辨率数值预报(ECMWF)降水预报资料和江西省国家级气象观测站实况降水资料进行概率匹配,选取Gamma累积概率分布函数用于拟合预报与观测的降水累积概率,通过在2017年... 详细信息

为提高数值预报降水预报的准确率,本文利用欧洲中期天气预报中心的高分辨率数值预报(ECMWF)降水预报资料和江西省国家级气象观测站实况降水资料进行概率匹配,选取Gamma累积概率分布函数用于拟合预报与观测的降水累积概率,通过在2017年江西省一次降水集中期的应用试验,得到以下结论:基于ECMWF的降水预报-观测概率匹配动态订正法由于把最新的预报与实况结果带入概率匹配中,并根据近期模式预报调整及误差不断自动更新各量级降水修正值,可实时动态订正模式降水预报;检验发现ECMWF模式降水产品对于24 h内12 h间隔的10 mm及以下量级的预报普遍偏大,25 mm及以上量级的预报普遍偏小,在江西区域九江沿江地区和景德镇的各量级降水预报较为接近实况、预报效果较好.本降水预报订正法能提高小雨和暴雨的TS评分、降低暴雨的漏报率且提升其命中率,但对大雨及部分中雨的订正效果不佳,在实践中应权衡利弊使用.

关键词：降水预报概率匹配动态订正

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基于历史路径概率匹配的室内定位方法研究

基于历史路径概率匹配的室内定位方法研究

作者：何强湘潭大学

学位级别：硕士

随着普适计算技术的迅速发展,人们越来越期待理想的普适计算环境为他们提供更为便捷的服务。其中,对用户位置的准确估计是实现普适环境下众多服务的重要前提和基础。尽管GPS全球定位系统的定位技术已经非常成熟,但是它通常只能在室外空... 详细信息

随着普适计算技术的迅速发展,人们越来越期待理想的普适计算环境为他们提供更为便捷的服务。其中,对用户位置的准确估计是实现普适环境下众多服务的重要前提和基础。尽管GPS全球定位系统的定位技术已经非常成熟,但是它通常只能在室外空旷的环境下使用,而基于电信网络的定位技术,由于定位精度无法达到理想的要求同样不能满足室内定位的需求。基于802.11协议的无线局域网（WLAN）在现实环境中的普及应用,使得基于WLAN的室内定位变得可行。另外,由于它充分利用现有的无线网络基础设施,不需要增加额外的硬件设备,在构建定位系统的成本上具有优势,等等这些因素都使得基于WLAN的定位技术相对于其它定位技术具有较强的优越性。本文研究基于WLAN的室内定位技术,针对传统概率匹配模型对位置匹配精度的不足,以及传统定位算法在室内只存在少量信源或单信源情况时无法准确定位等问题,提出了一种基于概率匹配与最短历史路径相结合的定位方法——ProHI算法,同时实现了一个基于WLAN的室内定位系统。通过实验证明,本文提出的定位方法实际可行,能够满足室内定位的需求。具体来说,本文主要从信号匹配以及路径匹配方面做了以下研究工作: 首先,在信号匹配定位方面,分析了无线信号受环境影响的问题,通过对其进行高斯处理后建立起更为准确的信号模型,然后对传统概率匹配计算取自然对数后,结合信号的简单传播模型实现了对传统模型的改进方法,提高了位置匹配的精度;其次,在室内只存在单信源的情况下,基于概率匹配定位模型,提出了最短历史路径匹配定位算法,该算法通过间隔短的时间或定位终端短距离位置的移动来采集信号源的信号强度,通过若干次有效信号采集后,分别求出每次所采集的信号与信号图的匹配位置,再利用求出的多个匹配位置计算最短历史路径,并将最终幸存的最短路径终点作为定位点的位置估计,实现了单信源情况下对移动终端的准确定位;最后,结合本文的研究工作,设计开发了一个基于WLAN的室内定位系统原型,并探讨了下一步要进行的研究工作。

关键词：普适计算 WLAN 概率匹配历史路径定位终端

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博弈决策中的概率匹配与利益最大化的研究

博弈决策中的概率匹配与利益最大化的研究

作者：张玉婷西南大学

学位级别：硕士

关于博弈决策中的概率匹配和利益最大化已有一些研究,概率匹配和利益最大化的心理机制和神经机制目前尚无定论,认知限制和在随机序列中寻找规律的观点都有不同研究者的支持,但我们认为概率匹配同时存在单纯型匹配策略和分析性匹配策略... 详细信息

关于博弈决策中的概率匹配和利益最大化已有一些研究,概率匹配和利益最大化的心理机制和神经机制目前尚无定论,认知限制和在随机序列中寻找规律的观点都有不同研究者的支持,但我们认为概率匹配同时存在单纯型匹配策略和分析性匹配策略。因此本研究通过2个实验来探讨博弈决策中概率匹配和利益最大化的心理机制和神经机制。实验1,采用概率猜测范式,考察不同的干扰任务是否会影响被试在预测任务中两种匹配策略的使用情况。结果发现：无干扰和有干扰任务下的分析型匹配策略组的反应时均显著长于单纯型匹配策略组。无干扰任务下,两个策略组的高概率选项的百分比为70%,全部被试都采用了概率匹配策略。在言语干扰任务下,分型匹配策略组的高概率选项的百分比为90%,有14人采用了利益最大化策略;单纯型匹配策略指导下高概率选项的百分比为75%,只有2人采用了利益最大的策略。在空间干扰任务下,两个策略组的高概率选项的百分比为92%,分别有16人采用了利益最大化策略。实验结果证明了在概率匹配中确实存在着单纯型匹配策略和分析型匹配策略。同时间接证明了分析型匹配策略是需要整合左右半球资源,单纯型匹配策略只需要占用右半球资源,当然这一结论还需要未来结合fMRI研究来进一步证实。实验2,采用概率猜测范式,采用事件相关电位（ERP）来探讨在博弈决策中的三种策略的脑内时程动态变化。结果发现：分析型匹配策略比单纯型匹配策略和利益最大化策略的ERP波形诱发出一个更为负性的ERP成分（N1）,可能反映了内源性注意导致的空间定位信息的加[的差异,偶极子溯源分析显示起源于顶叶内侧沟;分析型匹配策略比单纯型匹配策略的ERP波形以及单纯型匹配策略比利益最大化策略的ERP波形在130-180ms诱发出一个更为正性的ERP成分（P2）,可能反应了空间注意的分配的差异,偶极子溯源分析显示起源于扣带回;在400-600ms,分析型匹配策略比单纯型匹配策略的ERP波形诱发在更大的负走向（LNC）,可能反应了更多情景记忆和情绪的激活,偶极子溯源分析显示起源于后扣带回。

关键词：决策概率匹配利益最大化策略事件相关电位

概率匹配订正法在湖北襄阳地区降水预报中的应用

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沙漠与绿洲气象 2024年第2期18卷 92-98页

作者：袁良谭江红闫彩霞张玉翠襄阳市气象局湖北襄阳441021

利用2016—2020年汛期ECMWF模式预报降水与湖北襄阳区域站观测降水进行对比分析,结果表明:ECMWF对中雨及以上降雨的预报,第1、2天预报值偏小,第3天预报值偏大;3个预报时段强降雨中心位置偏差无规律。为更好地对ECMWF产品进行释用,提高... 详细信息

利用2016—2020年汛期ECMWF模式预报降水与湖北襄阳区域站观测降水进行对比分析,结果表明:ECMWF对中雨及以上降雨的预报,第1、2天预报值偏小,第3天预报值偏大;3个预报时段强降雨中心位置偏差无规律。为更好地对ECMWF产品进行释用,提高汛期降水预报准确率,从概率匹配角度研究了不同降水量级订正值,并对2021年汛期ECMWF降水预报进行逐日检验。结果显示:概率匹配订正法可有效地改善模式预报性能,对中雨及以上降雨预报均有良好的订正效果,尤其对第1天暴雨预报改进最为明显。228站平均的TS评分提高了6%,由11.1%增加到17.1%,漏报情况改良了13.5%,由85.0%降至71.5%。采用该订正法开展定量降水预报,由于增加了当地降雨概率分布的背景信息,能表现出比原模式更高的参考价值。

关键词：降水预报累积概率概率匹配模式订正

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概率匹配平均法在山东强降水预报中的应用

海洋气象学报 2017年第3期37卷 95-101页

作者：荣艳敏盛春岩范苏丹曲巧娜山东省气象科学研究所山东济南250031

基于WRF集合预报系统开发了概率匹配平均降水产品,选取了山东省2014—2016年共13次强降水过程,检验评估了概率匹配平均法在山东省强降水预报中的综合表现。结果表明:对于不同的强降水过程,各预报产品的预报能力差异较大,尤其是对暴雨以... 详细信息

基于WRF集合预报系统开发了概率匹配平均降水产品,选取了山东省2014—2016年共13次强降水过程,检验评估了概率匹配平均法在山东省强降水预报中的综合表现。结果表明:对于不同的强降水过程,各预报产品的预报能力差异较大,尤其是对暴雨以上量级降水的预报存在较大偏差;概率匹配平均相对集合平均,对大雨以上量级降水预报有明显改善,较WRF确定性预报产品也有一定提高,对强降水预报具有一定指示意义;该方法的改进主要体现在对不同量级降水的调整上,尤其是强降水的落区,相对集合平均增大了强降水的范围和强度,但对整个区域的总降水量预报没有很好的改进作用。

关键词：确定性预报集合平均强降水概率匹配

基于概率匹配的西南区域模式定量降水订正试验

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气象科技 2018年第1期46卷 102-111页

作者：曹萍萍肖递祥徐栋夫王佳津范江琳刘莹冯良敏康岚冯汉中四川省气象台成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 成都市气象台成都610071

利用2014—2015年5—10月地面观测降水资料和同时段的西南区域模式降水预报资料,基于概率匹配方法,采取分区及点对点匹配两种方案对2016年6—8月降水集中时段逐12h累积降水进行订正试验。结果表明:(1)订正后的模式预报相比订正前而言,平... 详细信息

利用2014—2015年5—10月地面观测降水资料和同时段的西南区域模式降水预报资料,基于概率匹配方法,采取分区及点对点匹配两种方案对2016年6—8月降水集中时段逐12h累积降水进行订正试验。结果表明:(1)订正后的模式预报相比订正前而言,平均(绝对)误差有所减小,降水落区的范围和平均强度与实况更加接近;(2)量级偏差越大,运用该方法的订正效果越好,夜间降水订正效果优于白天;(3)分区统计方案对模式系统性偏差的订正效果优于点对点方案,合理的区域划分增加统计样本量可以提高订正效果。

关键词：概率匹配西南区域模式定量降水订正降水检验

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重复决策中的概率匹配行为及其认知机制

应用心理学 2019年第2期25卷 179-188页

作者：李剑楠邹枝玲何清华四川理工学院教育与心理科学院自贡643000 西南大学心理学部重庆400715 重庆脑科学协同创新中心西南大学分中心重庆400715 中国基础教育质量协同创新中心西南大学分中心重庆400715

概率匹配是行为决策领域的一类经典的反常行为,被大量研究证实。传统的启发式和偏差研究取向以概率和逻辑法则作为衡量理性行为的金标准,却忽略了个体差异及环境变量对行为的影响。本文从认知过程和决策环境两个维度系统地探讨了可能导... 详细信息

概率匹配是行为决策领域的一类经典的反常行为,被大量研究证实。传统的启发式和偏差研究取向以概率和逻辑法则作为衡量理性行为的金标准,却忽略了个体差异及环境变量对行为的影响。本文从认知过程和决策环境两个维度系统地探讨了可能导致概率匹配行为的策略,分析了每种策略在每种环境下的有效性。文章梳理了行为决策领域和行为生态学领域的大量经验证据,讨论了匹配概率行为原理在法律、金融等实际领域的应用。

关键词：重复决策概率匹配策略启发式联结学习