基于剩余能量和距离的WSN混合路由算法

针对低功耗自适应集簇分层型协议(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)在簇头选举和数据传输过程存在的不足,提出了一种基于剩余能量和距离的WSN混合路由算法.算法在分簇建立阶段,综合考虑节点剩余能量和簇头到基站距离2种因素对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)分簇的影响,采用了2种因素乘积形式对阈值(n T)进行修正.在数据传输阶段,采用混合路由方式进行数据通信,即比较节点到簇头、基站的距离,当节点距离基站较近时,节点直接与基站进行通信,反之,则通过簇头与基站进行通信.结果表明,考虑剩余能量和距离的混合路由算法的网络性能较为优越,其网络生命周期和基站接收数据包数量较传统LEACH算法都有较大提高.     

基于MQAAR的移动自组织网络路由方案

对于目前移动自组网(MANET)中大多数路由方案没有考虑中间节点处的排队延迟和竞争延迟,导致较大端到端延时的问题,提出一种基于移动性和Qos感知的任播路由方案(MQAAR).MQAAR使用改进的动态源路由(DSR),设计节点稳定性模型、Qos拥塞模型,通过任播方式,优化MANET中路由发现和路由维护方法 .仿真结果表明,相比ACAP、DSR和ALBRS,MQAAR在控制开销、数据包传输率和平均端到端延迟方面具有更高的性能.可以更好地应用于MANET中,具有一定的实际应用价值.     

攻击检测安全LEACH路由协议

提出一种基于攻击检测的安全LEACH协议S-LEACH.该协议根据LEACH协议的特点,采用在簇头选举和数据传输阶段在数据包尾部捎带检测参数信息的方法,通过节点能量和接收信号强度值,综合判断传感器网络中的HELLO flood攻击和Sybil攻击;同时针对簇头节点和簇内节点的攻击,分别设计了2种检测方法,提高了检测精度.最后在NS-2软件中建立了WSN真实网络空间的Jakes信道模型,利用该模型验证了S-LEACH协议的安全性.     

PSO结合SA优化算法的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络(WSN)经典分簇协议LEACH的分簇不均匀问题,提出一种融合粒子群优化(PSO)和模拟退火(SA)优化的WSN分簇协议.在分簇阶段考虑4种节点参数:节点距Sink节点的距离、剩余能量、先前成为CH的次数和距其他CH的距离.通过PSO-SA算法对分簇参数进行优化,自适应调整簇头选举阈值中的各项参数值,获得最适合当前环境的分簇结构,从而均衡网络能耗、提高网络寿命.实验结果表明,相比能量感知LEACH-EP协议、SA优化的协议和GA优化的协议,提出的协议在网络寿命和网络延迟方面具有更好的性能.     

一种改进的DV-Hop定位算法在配电线路故障定位中的应用

基于WSN技术提出一种改进的DV-Hop算法解决配电线路故障定位不准确的问题.阐述了配电线路WSN故障定位原理,针对配电线路的实际特性,建立无线传感器节点拓扑模型.分析了传统DV-Hop算法应用到配电网中的缺陷,同时对其进行改进.MATLAB仿真结果表明,改进的DV-Hop算法应用于配电线路故障定位的误差率明显低于传统定位算法,此外,误差曲线也更加稳定,能够达到更高的定位精度,更加适合配电线路上的故障位置节点定位.     

无线传感器网络中基于Convexhull的能量空洞避免路由算法

提供了一种绕过无线传感器网络“能量空洞”的方法(CHA方法),可以用来找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。在数据包从源节点传递到目的节点的过程中,通过遇到能量空洞,先勾勒出空洞范围,再基于凸壳(Convex hull)找到绕过能量空洞的最优节点路由路径。仿真结果表明,该算法优化了能量空洞绕洞路由路径,有效提高了无线传感器网络传输效率,减少了无线传感器能量损耗和信息传递的延迟。     

认知无线Mesh网络中基于频谱聚合度的分簇算法

针对认知无线Mesh网络拓扑结构和可用频谱实时变化的特点,提出一种基于频谱聚合度分簇(SCDC)算法.该算法提出了节点间可用频谱的质量聚合度因子,联合节点位置变化信息,通过计算节点权值实现认知无线Mesh网络分簇的优化.另外,该算法通过簇内成员节点数量的约束阈值实现均衡网络负载.仿真分析证明,SCDC算法在维持网络拓扑相对稳定和提高频谱利用率方面更具优势.     

基于AODV的无线Mesh网络路由协议优化设计

无线Mesh网络(WMN)融合了WLAN和Ad hoc网络的优势,具有高速、多跳和自组织的特点,广泛用于会场、医院和车站等场合.由于其开放性和无线链路,导致路由协议效率不高.针对Ad hoc单跳路由的缺陷,从WMN的体系结构入手,提出了设计原则和方法,并在AODV的基础上,通过修改数据包的格式,优化设计了相应的网络协议,并给出了相应的路由算法,然后选择时延和负载两个核心指标,在OPNET平台上进行了仿真实现,结果表明,15个节点组成的WMN和4个节点的网络相比,其关键指标值优势明显,说明这种算法更加适合于规模较大的网络.     

认知无线电中基于Shapley值的自适应加权协作感知算法

认知无线电作为一种先进的技术,它可以通过有效利用未被主用户使用的频谱来提高频谱的利用效率.现有的线性加权协作频谱检测算法在一定程度上提高了频谱检测的性能,然而当单节点频谱检测性能急剧下降时会引起全局检测性能的恶化.基于此,我们提出了一种基于Shapley值的自适应加权的合作频谱检测算法来提高全局检测性能,并在加性高斯信道(AWGN)和瑞利衰落(Rayleigh)信道下对该算法进行了仿真验证.结果表明,该算法比传统检测算法性能提高20%以上,具有很好的应用前景.     

解决Ad Hoc网络广播冗余竞争冲突的高效广播算法

针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种适用于Ad Hoc网络的跨层模糊逻辑广播算法(cross-layer fuzzy logic broadcasting algorithm,CLFBA).该算法应用跨层设计的方法,在保持原有介质访问控制层(medium access control,MAC)和路由层严格分离的基础上,允许路由层共享MAC的接收信号强度信息.采用模糊控制获得节点重播分组的概率,赋予增加通信面积大的节点和剩余能量高的节点较高的转发概率.CLFBA减少了广播过程中产生的冗余、竞争和冲突,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明,与路由层应用泛洪和概率泛洪算法、MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLFBA提高了转播节省率,延长了网络生命周期,降低了平均节点丢包率和平均端对端延迟.     

隐终端下S-MAC协议性能分析

提出一种隐终端下的S-MAC协议分析模型. 该模型可用于节点MAC层服务延迟和网络吞吐率的性能评估. 分 析结果表明,随着节点负载流量逐渐增大,增加隐终端数目将导致节点更早进入饱和状态,同时MAC层服务延迟显著延 长,网络吞吐率显著下降. 通过ns-2仿真工具测量不同隐终端数下MAC层服务延迟和网络吞吐率,仿真结果与分析结果 吻合,验证了分析模型的正确性.     

实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇方法

分析了分簇无线传感网中的负载不均衡问题,提出了一种实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇算法. 根据网络模型计算出最优网络分簇数量,通过调整节点的通信半径来控制网络分簇的大小,以分布式周期性迭代的方法竞争选举簇头,形成合理的网络拓扑结构. 不同网络条件下的仿真实验证明,该算法能有效地均衡网络节点负载,从而降低节点能耗,延长网络生存时间,其性能优于典型的无线传感网分簇算法LEACH和HEED.     

云环境下基于EDF和LWF的回填算法

由于云资源有限,如何保证时限和提高资源利用率一直是提高成本效益的关键问题.提出一种基于最早截止时限优先算法(EDF)和最大权重优先算法(LWF)的回填算法.该算法通过使用LWF算法支持等待队列中所有的任务按照时限评分排序,在回填任务时,考虑任务的权重,以提高资源利用率;当检测到回填的任务错过了截止时限,则采用EDF算法,以满足时限保证.仿真结果表明,相比平衡螺旋法回填算法和EASS回填算法,提出的算法具有更短的服务延迟时限和更高的资源利用率.     

一种支持拥塞识别的ad hoc网络DCF协议速率自适应机制

分析了IEEE 802.11 DCF协议虚拟载波检测机制在支持多速率传输方面存在的局限性,以及高速率传输数据分组的重负载条件下多跳ad hoc网络的节点拥塞问题,并在DCF协议框架内提出了一种支持拥塞识别的速率自适应机制.该机制允许接收节点根据信道质量选择可用的最高传输速率,并把此速率值和自身的拥塞状况反馈给发送节点,发送节点根据接收节点的拥塞状况决定发送或退避等待.仿真结果表明,该机制能有效解决ad hoc网络在重负载条件下的拥塞问题,显著提高网络的总吞吐量.     

高速移动环境下IEEE 802.11 MAC层切换方案

高速移动的无线节点在接入点间切换时,切换延迟较大,丢包率较高.该文结合地铁无线通信环境对切换延迟和丢包问题进行研究,改变了扫描信道的顺序,有效降低了切换延迟.在此基础上提出一种数据链路层的缓冲算法——Layer2-Buff,为移动节点设立专用缓冲区,以缓存切换过程中没有正常发送的数据帧,用于实现平滑切换功能.测试结果表明,Layer2-Buff算法无需修改网络层及上层协议栈,在地铁无线通信环境中可实现自动列车控制系统的零丢包.该算法已在地铁信号系统中得到应用.     

基于MILP模型的无线Mesh网络多径路由优化方案

针对多接口多信道无线Mesh网络(WMN)中多径路由优化问题,提出一种基于混合整数线性规划(MILP)模型的多径路由优化方案.首先,利用Select xfor less than x拓扑控制算法构建网络连接图.然后,利用MILP模型,在考虑链路容量、节点度约束和链路流量下,构建链路负载均衡的多径路由.另外,利用图着色理论分配信道,形成完整的WMN模型.实验结果表明,该方案具有较高的网络吞吐量和较低的端到端延迟.     

一种802.11功率控制MAC协议及仿真研究

提出了一种基于IEEE802.11的功率控制MAC(medium access control)协议,在控制包中包含发送功率和容许接收功率,通过两个通信节点之间的控制信息的交换来决定数据包的发送功率和限制其他邻节点的发送功率,有效降低隐藏终端和暴露终端之间的干扰,并且在数据接收的同时允许邻节点同时发送信息.通过仿真与802.11MAC协议进行比较,结果表明,在移动自组网中,该功率控制协议能够提高系统的吞吐量性能,而大大减少移动节点的功率消耗,提高节点的能量利用效率,并降低超过93%的系统能耗.     

IEEE 802.11 DCF协议的非同步退避建模与分析

在IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)协议的单跳无线局域网环境中,数据包冲突会在网络节点间产生非同步退避现象.以固定长度的物理层时隙为状态转换的单位时间,考虑节点冻结期经历的状态,提出一个新的三维马尔可夫链模型以分析非同步退避现象对协议吞吐量的影响.由该分析模型得出的结果在IEEE 802.11 DCF协议的两种数据包传输机制下都表现出与仿真结果较好的一致性,并且随着网络节点数增加,与已有参考模型相比也具有较高的准确性.     

能量优化和负载均衡的QoS按需路由协议

摘要：针对移动ad hoc网络对QoS的要求,提出一种能量优化和负载均衡的QoS路由协议. 综合整条链路的能量 和负载信息生成QoS参数,根据QoS选路算法建立链路. 结合距离信息控制路由请求分组的广播方向,并在中间节 点设置能量和队列阈值作为路由请求分组转发的限制条件,减少不必要的路由开销. 在路由维护阶段利用节点的能 量信息限制路由的本地修复,避免能量即将耗尽的节点继续参与路由发现. 该算法同时优化了路由选择机制、中间 节点转发机制和路由维护机制. NS2仿真结果表明,提出的协议在投递率、归一化路由开销和端到端延时方面均表 现出良好的性能.     

命名数据网络中利用缓存决策的PAWF策略

现有的转发策略对命名数据网络(NDN)的网络性能造成了诸多不利影响,需要考虑新的NDN转发准则以应对无线链路和节点移动性的问题,本文提出了一种提供商感知转发(PAWF)策略.该策略在转发决策过程中融合了兴趣/数据包的额外字段,在额外字段中携带了准提供商的信息,使得提供商信息能够位于网络的每个节点中,利用缓存决策技术提高了数据传输性能,并基于这些额外信息做出最终转发决策.搭建基于ndnSIM的NSN网络仿真环境对盲目转发(BF)和PAWF策略的性能进行了比较,实验结果表明,PAWF的性能大幅度优于BF策略,具有更短的完成时间和较低的数据冗余度.