基于改进BERS算法的移动自组织网络能耗及时延优化

针对移动自组织网络中传统的阻塞扩展环形搜索方案时延及耗能过多的问题,提出了一种基于路由节点泛洪终止的移动自组织网络(Mobile Ad hoc Network,MANET)阻塞扩展环形搜索方案.首先,源节点广播路由请求(RREQ)接收到路由应答(RREP)或生命周期结束时转发数据包;其次,为数据包设定一个单位时间的延迟以避免END指令和数据包之间的冲突;最后,中间节点根据接收到的不同消息类型执行不同的行动,如果识别出路由节点,则以当前跳数发送RREP(即Hr)给源节点,否则开启泛洪、重播RREQ.仿真实验验证了所提方案的有效性及可靠性.仿真结果表明,所提方案不仅降低了MANET的时延和能耗,同时很大程度上节省了总成本.     

基于改进动态扩展环搜索算法的MANET能耗及时延优化方案

本文提出了一种基于路由节点泛洪终止的MANET阻塞扩展环形搜索方案。首先,源节点广播RREQ,当接收到RREP或生命周期结束时转发数据包;然后,为数据包设定一个单位时间的延迟以避免END指令和数据包之间的冲突;最后,中间节点根据接收到的不同消息类型执行不同的行动,如果识别出路由节点,则以当前跳数发送RREP(即Hr)给源节点,否则开启泛洪、重播RREQ。仿真实验验证了所提方案的有效性及可靠性,仿真结果表明,相比传统的BERS方案,所提方案不仅降低了MANET的时延和能耗,同时大大地节省了总成本。     

MANET中基于能量的改进型AODV协议

针对移动Ad Hoc网络(MANET)中数据传输的稳定性问题,提出一种基于能量的改进型按需距离矢量(AODV)路由协议(AODV-E).在源节点广播的请求路由报文(RREQ)和回复报文(RREP)中增加了节点能量信息,使源节点能够掌握路径中各中间节点的能量,选择一条综合考虑路径长度和能量均衡的最优路径来传输数据,避免节点由于能量消耗过大导致链路断裂,从而影响数据传输的稳定性和时延.通过仿真实验,在不同节点数量和不同节点移动速度场景下,通过投递率(PRD)和整体时延来评估AODV-E和传统AODV协议的性能     

一种受控泛洪的ZigBee网络高效混合路由算法

针对现有的ZigBee网络表驱动中按需混合路由算法采用泛洪方式寻找最优路径导致开销过大的问题,提出一种受控泛洪寻获最优路径的高效混合路由算法（efficient hybrid routing based on controlled flooding,EHRCF）,在该算法中,节点在分配地址时通过“旁听”消息获知横向邻居信息,建立源、目的节点间的最优路径,减少泛洪带来的额外开销;满足一定条件的中间节点不再转发路由请求(route request,RREQ)消息,直接回应RREQ和跳数,减少一跳以及邻居节点转发RREQ的开销。理论分析和仿真结果表明,与现有的混合路由算法LF-ZAODV（limited flooding zigbee ad-hoc on-demand distance vector routing）和TR(tree routing)算法相比,EHRCF算法在路由开销和传输时延等方面的性能整体更优。     

一种用于复杂移动网络的安全路由协议设计

在复杂移动网络中,当前路由协议认证过程较为复杂,无效路径较多。设计一种用于复杂移动网络的安全路由协议。协议设计过程包括身份认证阶段和路由发现阶段,通过对复杂移动网络中新的邻居节点进行身份认证,判断该节点是否可加入到其他各节点的通信路由表中。通过建立路由请求消息RREQ,将其向相邻节点广播,获取目标节点。通过建立路由响应信息RREP,传输至其前趋节点。获取由前趋节点重新建立的路由响应消息RREP,继续传输至其前趋节点。以此类推,直至回到源节点,将路由发现过程经历的所有路径进行存储,最终得到有效路由协议。以振动环境下复杂传感网络为基础进行测试,结果表明,所设计安全路由协议具有较优的包传输率、网络吞吐量和包丢失率,安全性高。     

最短路径自适应路由的路径条数及可缓冲的数据包数目

在采用最短路径自适应路由方案的片上网络中,从源节点到目的节点具有多条可能的路径,采用最短路径有助于提高片上网络的效率。片上网络每一级路由器都能缓冲一定量的数据包,从源节点到目的节点的距离越远、路径数目越多,可缓冲的数据包数目越多。处理单元(Processing Element, PE)间数据传输需要的流量控制数据包越少,数据传输的效率越高。本文提出从源节点到目的节点可缓冲数据包数目的两种计算方法,并通过计算机搜索和仿真进行了验证。研究结果有助于提升对采用最短路径自适应路由的片上网络的行为的认识,从而设计更好的PE间数据传输方案。     

SDN中基于负载均衡的流表下发方法

通过比对单个域内控制信道与数据信道比例,将所须安装流表项数据以源路由下发和直接下发两种方式动态混合处理,以此来减小控制器负载以及动态调节控制平面和数据平面负载均衡度,同时减小流表下发和端到端传输的时延以及控制逻辑出现不一致的概率.仿真显示:所提方法在控制器负载消耗量、流表安装时延和数据包平均传输时延等方面优于传统的流表直接下发方法以及基于源路由的流表下发方法.     

ROGR:基于定向道路的地理位置路由

地理位置路由协议被广泛应用于车载网络VANETs(vehicle Ad Hoc networks),然而在真实的城市场景中,由于复杂的道路拓扑和车辆移动,网络拓扑呈动态变化,给地理位置路由协议提出了挑战。传统的基于定向节点地理位置路由遭受可达性和可扩展性的折衷问题。为此,提出面向VANETs城市场景基于定向道路的地理位置路由ROGR(road-oriented geographic routing)协议。ROGR协议利用道路数字地图信息,并结合了基于源节点转发和基于接收节点转发机制。在每一跳中,利用数字地图信息和周期的beacon包,源节点计算各路段的权值;并选择具有最大权值的路段作为数据包传输路段,再将该路段上的车辆作为下一跳转发节点的候选节点。然后,这些候选节点利用基于退避时延机制竞争转发数据包。仿真结果表明,提出的ROGR协议具有好的可达性和可扩展性。     

基于负载均衡与时延约束的AODV协议

为了降低无线网格网(Wireless mesh network,WMN)中节点间的端到端传输时延,该文提出了一种改进的基于负载均衡与时延约束的自组织网络按需距离矢量路由协议(Enhancedrouting protocol on ad hoc on-demand distance vector(AODV)with load balance and delay restriction,BD_AODV)。BD_AODV要求源节点在进行路由请求时,包含对传输时延的要求和节点的负载信息,选择满足传输时延要求的节点转发路由请求至目的节点,目的节点搜集并将每条链路的平均负载反馈给源节点,使其能够据此选择合适的传输路由。网络模拟软件仿真实验表明,BD_AODV有助于保持网络的负载均衡,缩短端到端的传输时延,减少数据包丢失,提高无线网格网的服务质量。     

适用于语音业务的MANET机会路由机制

传统路由机制需要在源和目的节点之间预先建立端到端路径,当链路质量较差时,频繁地建立路径会影响业务的服务质量。为支持实时语音业务,提出一种机会路由机制,该机制并不预先建立连接,而利用多个路由请求和路由应答消息建立转发列表,表中的节点利用与其他节点的相遇机会对数据包进行转发,并根据转发节点的优先级对转发数据包的数量进行限制。仿真结果表明:机会路由机制能够减小语音业务的端到端时延,提高分组投递率,可以在不稳定的信道为语音业务提供服务质量保证。     

基于改进动态源路由协议的MANET灰洞攻击检测和缓解研究

针对移动自组网络易遭受灰洞攻击的问题,提出一种改进动态源路由协议来检测和缓解灰洞攻击。首先,建立一种入侵检测系统(IDS),IDS节点仅当检测到灰洞节点时才设置为混杂模式;然后,通过检测节点转发数据包数目的异常差来检测恶意节点,当检测到异常时,附近的IDS节点广播阻塞消息,通知网络上的节点共同隔离恶意节点;最后,利用Glomosim工具进行的仿真实验验证了所提方法的有效性,该方法的平均丢包率仅为12.5%,端到端传输延时仅为0.116 s,比较表明,所提方法优于其他几种现有灰洞攻击检测方法。     

接收节点参与的QoS媒体接入协议

针对已有的网络层所支持的QoS(Quality of Service)方法有其局限性的问题,为Ad Hoc网络提出了一种支持QoS的扩展的802.11媒体接入控制层协议。该扩展协议通过引入拒绝控制帧,以及在原有控制帧基础上加入表征数据流等级的字段,提高了接收节点在信道竞争中的作用,确保了高等级的数据业务的优先权,同时避免了中间路由节点的拥塞。仿真结果表明,该扩展协议可以在负荷极重的条件下,使高等级业务的端到端时延从1.35 s降低到0.65 s,以及数据包丢弃率从59.9%减少到6.52%。     

MANET中基于位置和拓扑信息的混合路由算法

在移动Ad Hoc网络(MANET)中,基于拓扑的路由协议所建立的路由会发生断链,经常要进行路由维护;而基于位置的路由算法不需建立和维护路由,但是它必须要有位置服务来获得目的节点的位置信息.为此,文中提出了一种基于位置和拓扑信息的混合路由算法,该算法利用链路的建立过程来获得部分节点的位置信息,不需要专门的位置服务.当所建立的链路断开时,如果有目的节点的位置信息,则源节点可以用基于位置的策略来直接发送数据包.仿真实验结果表明,该算法减少了路由维护的次数,不仅降低了路由开销,而且提高了路由的性能.     

传感器网络汇聚数据包路由协议

针对移动目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求,提出了一种汇聚数据包路由协议,用于由目标区域到sink节点的汇聚数据包路由.协议采取基于sink节点的贪婪转发策略,通过减少通信跳数,减少了数据包从目标节点到sink节点的端到端传输时延;协议以节点能量和距离的综合函数作为转发代价,使其具有较高的能量效率;只要求节点维护自身状态信息,具有较好的可扩展性.仿真实验表明,协议能够满足目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求.     

Ad Hoc网络中基于链路故障的路由修复机制

针对已有的Ad Hoc网络中路由修复算法未考虑节点状态的不确定性、以单一节点作为路由查找目的地、恢复效率低等局限性,提出了一种基于链路故障的路由修复机制.该机制不是简单地认为移动节点自始至终都处于工作状态,而是每个修复节点将下游节点的状态变化所导致的路由失效作为选择路由修复策略的依据.根据状态变化分析了链路断开的原因,包括节点间相对移动、节点故障和节点关闭,从而选择不同的节点作为RREQ消息的目的节点.修复节点采用多目的地址的RREQ消息进行广播.通过数学分析和仿真表明,在不同的节点故障情况下,所提机制的平均路由建立时间可降低13%左右,平均控制开销可减小18%,这显示出机制具有更好的适应实际网络的能力.     

基于环形缓冲区的WSN数据融合技术研究

无线传感器网络监测系统中,环境变化缓慢和节点感知范围重叠所造成的冗余数据会增加节点的数据发送量,降低信息收集效率并导致传感器节点过早死亡.因此,提出一种基于环形缓冲区的簇内数据融合方案.所有节点采用环形缓冲区存储数据.源节点基于环形缓冲区采用二值化相似函数和滑动四分位检测法,在保证数据时间关联性的同时剔除冗余数据和瞬时性异常数据.簇头节点基于加权皮尔逊距离的改进支持度对从源节点接收到的数据进行加权融合.仿真实验表明,所提出的方案在网络剩余节点数、网络剩余能量和网络发送数据包数等3个方面有明显的优势.     

城市环境下的一种车辆自组织网络机会路由协议

车辆自组织网络(vehicular ad-hoc networks,VANET)的拓扑结构具有高动态性,设计适应其高速变化的路由协议具有很大挑战性。提出采用机会转发方式的地理位置路由协议,将每次转发的单一目标节点改进为一个集合,以降低高速变化的拓扑导致的节点接收数据失败的概率。提出了一种新颖的转发集构成方案,改进了传统的由数据包携带转发集的做法,将转发集合的计算和确定分布到每个接收节点,在很大程度上减少了路由控制信息开销。提出了一种动态的转发节点选择机制,并引入了对实时交通状况的考虑,在一定程度上依据实时交通密度选择转发路径,能有效应对车辆自组织网络连接不稳定性。仿真结果表明,所提出的路由协议在包投递成功率、端到端传输时延和归一化路由开销等方面都取得了较好的路由性能。     

移动Adhoc网络的分簇后择路由协议

为了充分利用无线通信信道的广播特性,提出了一种分簇的移动Ad hoc网络后择路由(opportunistic routing)协议.该协议在转发数据包时,首先向相邻节点广播该数据包,然后在正确接收到数据包的节点中选择一个合适的节点转发.采用这种方法可以克服无线信道质量不稳定的缺点,同时利用了传统的路由协议无法利用的长距离不稳定链路.仿真实验表明,这种路由协议可以大大减少数据包在网络中的转发次数,提高了整个网络的吞吐量.     

多路径网络编码的传输可靠性提高策略

为了提高无线传感器网络的传输可靠性,提出在中间节点选择性编码的多路径传输策略.该策略建立从源节点到汇聚节点的相交多路径,并在源节点对数据包进行编码后沿多路径传输,中间节点接收并转发编码包.如果中间节点是簇首节点,则需对数据包重新编码后再发送给下一跳节点.解析计算了路径的传输可靠性和标准化能耗,并对所提传输策略下的网络传输可靠性和能耗进行仿真.结果表明,所提策略使得网络的传输可靠性有所提高,而且能量有效性得到大幅改善.     

基于混合WMN 域间移动管理方案研究

针对HWMP( Hybrid Wireless Mesh Protocol) 协议域间移动性管理方案中全网广播PＲEQ( Path Ｒequest) 消 息和代理更新消息造成网络拥塞的问题,提出HWMP 协议主动路由模式下新增节点的路由更新算法。对于 PＲEQ 消息的发送做出一定限制,改进了HWMP 协议域间节点移动性管理机制,减少了全网路由更新数据包的 数量,降低了网络的端到端时延。仿真结果表明,与HWMP 协议中的方案相比,AHWMP( Advanced Hybrid Wireless Mesh Protocol) 方案在网络平均吞吐量、网络平均端到端时延等方面具有更好的效果。