关系强度感知的能量有效性无线DTN路由机制

节点的社会性与能量有限性严重影响延迟容忍网络（delay tolerant network, DTN）性能。提出了关系强度感知的DTN能量有效性路由机制,利用消息平均转发时间衡量节点间的关系紧密程度,并根据邻居节点的能量状态和相遇概率优化转发决策,同时采用社会属性关联的消息优先级机制提高缓存利用率。结果表明,所提出的路由机制显著地延长了网络存活时间,改善了消息投递率和网络开销性能。     

延迟容忍网络中基于社会属性的负载感知路由

延迟容忍网络中采用中心性作为路由尺度会使部分节点承载过多的网络流量。针对这一问题,提出了一种基于社会属性的负载感知路由算法。使用节点的介数中心性（betweenness centrality, BC）和相似性两个社会属性指标以及节点的负载状况作为选择中继节点的依据,避免了消息传播能力强的节点产生严重的拥塞,均衡了网络流量。仿真结果表明,该算法能够提高网络的交付比率,减小网络的开销。     

节点剩余能量均衡的机会网络路由机制

机会网络中的节点能量受限且难以补充,其能量消耗情况影响着整个网络的生命周期和性能。针对社区机会网络中部分活跃节点频繁转发数据所导致的能量消耗过快问题,提出一种节点剩余能量均衡的机会网络路由机制,根据节点剩余能量及其在网络中的活跃程度感知其综合转发能力,进而合理地选择下一跳节点,有效减少不必要的转发次数,均衡网络负载。数值结果表明,所提出的机制能够在保证网络投递率的同时均衡网络能耗,延长网络生命周期。     

带有模糊控制的机会网络数据转发控制策略

机会网络的拓扑结构具有较强的时变性,节点间的关系较为复杂,难以用传统的数学模型进行描述。提出了一种带有模糊控制的数据转发控制策略,利用模糊系统理论根据多维状态参数评估节点之间的关系强度,结合状态感知和专业经验进行数据转发控制,有效避免了数据转发过程中的盲目性。数值仿真结果表明,所提出的策略能够在不明显增加网络投递开销的同时,提高数据投递成功率并降低投递延时。     

无线传感器网络中基于网络编码的数据采集算法

为保证无线传感器网络数据的可获取性,提出一种基于网络编码的数据快速采集新算法。该算法根据最大距离可分码［n,k］生成矩阵中任意k个列向量线性无关的性质,借助网络编码信息线性组合的方法,将［n,k］生成矩阵的列向量分配给传感器网络的n个节点,作为其全局编码向量。传感器节点利用其分配到的全局编码向量,对收到的包含k个数据的环境信息进行线性编码,并将得到的码字存储于传感器节点中。基站进行数据采集时,只需随机采集k个节点存储的码字,即可根据任意k个节点全局编码向量的线性无关性译出环境信息,实现无线传感器网络快速有效地数据采集。     

无线自组网中多速率敏感单播路由

针对多速率环境下按需路由协议,提出了基于延迟转发路由请求包的多速率敏感单播路由协议BDRMAU.其基本思想是中间节点根据路由请求包的发送者和本节点之间链路的传输速率,优先调度来自高传输速率链路发出的路由请求包来执行转发动作,因此,候选路由尽可能多地包含高传输速率链路,通过充分利用物理层多速率能力来提高网络吞吐量.模拟实验表明,BDRMAU较传统的协议能够较大地提高了网络吞吐量.     

无线mesh网络中编码感知的跨层优化机制

无线网络的广播和易于侦听的特点,使得网络编码技术能够很好地应用于无线网络中,以提高无线网络的吞吐量。通过理论分析和仿真实验发现,IEEE802.11标准的MAC层机制会使得成功竞争到信道的节点在短时间内在竞争信道方面更具优势,这会导致编码节点在短期内获得的属于不同编码流的数据包数目不均衡,从而丧失很多的编码机会。提出了一种跨层协作的优化机制,在编码节点根据编码流的队列占用情况计算编码流的优先级别,并将其发送给相应上游节点以调节MAC层参数,进而平衡编码节点中参与编码的不同流的队列占用率,增加编码机会。仿真实验结果表明,这种编码感知的跨层优化机制,能够很好地协调参与编码的流的速率,提高了整个网络的吞吐量。     

基于虚拟势场和学习自动机的有向传感网覆盖控制

针对目前有向传感网中覆盖增强和冗余节点体眠调度算法存在的问题,提出虚拟势场结合学习自动机的覆盖控制算法.引入基于质心距离和重复感知率的虚拟力改进模型,综合考虑虚拟向心力和切向力对感知角度调整的影响,建立微观虚拟力与转动角度的关系模型,并根据网络整体覆盖率增长率对节点调整幅度进行宏观控制,合理调整节点感知方向.在此基础上,根据节点重复感知率和能量因素建立学习自动机与环境信息的交互机制,学习最优的冗余节点休眠调度策略.仿真实验结果表明,该算法能够显著增强网络覆盖,并有效地控制网络覆盖冗余.     

基于信度势场算法的水下传感网络部署及仿真

针对水下传感器网络节点的三维部署,基于D-S证据理论,提出了检测信度和信度覆盖的定义,研究了水下传感器网络检测区域信度覆盖的变化,结合感知目标分布的先验概率和被动声呐节点的感知概率模型,提出了基于改进D-S证据理论和先验概率的节点部署算法(NAAEP),将目标感知信度的值转化为虚拟势场中所受的力的大小,根据感知节点在势场中受到合力的大小对节点的位置进行调节.利用MATLAB建立了水下传感器网络仿真模型,通过仿真实验验证了算法的有效性:该算法能够有效减少部署节点,减少节点能耗,扩大检测范围,提高网络的检测性能.     

P2P网络中基于全局信任值的激励机制

针对自由骑问题,提出一种基于全局信任值的激励机制,以激励节点积极贡献、可靠服务.在大规模的P2P网络中,节点间交易的随机性造成建立重复博弈的概率极低,导致TfT(Tit-for-Tat)策略失效.节点的全局信任值能够反映节点对网络贡献大小与服务质量好坏,基于节点间全局信任值的差异设置服务响应规则、查询转发规则以及邻居选择规则,形成一种普适性更强的激励机制,可接体现TfT策略.仿真实验表明,这种激励机制能够抑制自由骑,鼓励节点共享资源.     

串谋行为识别的间断连接无线网络数据转发机制

针对现有间断连接无线网络恶意节点检测机制缺乏对串谋恶意节点的有效识别和抵御方案,提出了一种串谋行为识别的间断连接无线网络数据转发机制。在认证节点历史状态信息的基础上,通过分析节点行为特征有效地识别串谋的恶意节点。在排除串谋节点干扰的情况下设计以信用度、协作度、连接度为联合指标的数据转发机制。仿真结果表明,所提出的机制在串谋节点的识别及抵御方面效果显著,提高了中继选择在面对恶意攻击时的健壮性,实现可靠高效的数据传输。     

基于加权路由策略的复杂网络拥塞控制研究

复杂网络的最短路由策略易导致网络吞吐量低,流量分布不均,在关键节点处产生拥塞.本文提出一种基于加权路由策略的拥塞控制机制,用节点的介数作为节点边的权重,将网络变成加权网络,数据包按加权网络最短路径路由.介数的计算采用基于区域中心节点近似估算法,降低了介数计算的复杂度.仿真结果表明,加权路由策略能有效避开拥塞程度严重的节点,克服了介数较大节点成为网络传输瓶颈的问题,显著改善了网络的拥塞情况,提高了网络的吞吐量和传输能力.     

多源多宿组播网络线性网络编码的优化构造

针对多个源点需要同时组播数据至所有宿点的多源多宿组播网络,给出了采用线性网络编码实现数据传输并达到最大吞吐率的编码构造方法。通过添加一个虚拟源点以及该虚拟源点至所有源点的虚拟链路,形成了一个含有约束条件的单源组播问题,借助于这个单源组播问题,建立了求各源点组播率的数学模型,该模型是一个组合优化问题--背包问题,并给出了基于遗传算法的实施方法。然后运用实现单源组播连接的线性网络编码构造技术确定各信道的编码矢量。理论分析和仿真测试结果表明,本文提出的方法是可行的。     

复数域符号相乘的差分网络编码

传统差分网络编码在解码转发方式下编码环节繁杂、中继检测复杂度高。基于此,文中提出复数域符号相乘的差分网络编码,并构建了中继检测方法一和中继检测方法二,能显著降低中继的检测和编解码复杂度。同时,将提出的编码方法拓展到多中继协作方式以获取高阶协作分集增益,并得到随机差分空时网络编码,其能获得的分集增益阶数为解码正确的中继个数。仿真实验和理论分析均验证了提出的复数域符号相乘的差分网络编码方法在单中继和多中继协作方式下的有效性。     

基于多层Hopfield神经网络的配电网网络规划

分析了配电网网络结构规划模型,在此基础上提出用Hopfield神经网络进行网络结构规划.针对城市电网辐射状运行的特点,提出多层Hopfield神经网络模型、对应的能量函数以及参数选择规律.多层Hopfield神经网络的每一层对应于一个负荷点的供电线路,能量函数的建立同时考虑到各层的状态.提出一种新的基于多层Hopfield神经网络的配电网网络结构的规划算法,该算法通过使能量函数降到最低值,可以求得配电网网络规划问题的最优或近似最优解.新算法无需对线路编码、无需对数据进行归一化处理,更加易于编程实现.实例计算表明该方法可行、有效.     

冲突避免的水声网络拓扑发现协议

当水声网络的所有节点完成在目标区域的部署后,每个节点除了自己的节点ID已知外,对新网络的信息一无所知,而这些信息是网络顺利运行的必要前提。因此,一个能够完成网络中所有节点和链路发现的网络拓扑发现协议是非常必要和重要的。水声拓扑发现协议完成的效率,往往依赖于信道接入策略的选择,但它不能完全使用已有的水声多路访问控制(multiple access control, MAC)协议,因为在网络建立的初始阶段拓扑未知,已有传统水声MAC协议不能完成拓扑发现,所以需要根据这一阶段的特殊状态来设计拓扑发现协议。基于此问题,提出了一种高效的冲突避免的水声网络拓扑发现(简称为CFVE)协议,该协议利用网络中节点ID的唯一性,在其特定时隙接入信道,节点无冲突地发现控制分组的交换,最终实现网络中所有链路和节点的发现。仿真结果表明, CFVE协议可以以较低的发现时延和能耗完成全网拓扑的发现,是一种适合于多跳水声网络的拓扑发现协议。     

k-冗余结构无线自组网广播算法研究

针对k-冗余连接路由算法的特点,对最优广播树的生成算法进行了研究。首先根据最优广播树的数学模型,证明了它是一个NP难题(NP-Complete)。然后针对网络拓扑的特点提出了启发式广播树生成算法。针对算法的特点,分析了算法复杂度和算法的效率。结合GlomoSim仿真平台,在无线网络环境下对算法的效率进行了仿真,将协议的性能与简单广播算法进行了比较。仿真结果表明,启发式广播算法能够减小网络开销和节点的转发次数,提高网络的传输效率。     

最优线性网络编码的分布式构造方法

针对单源组播网络,在合理的假设条件下,提出了最优线性网络编码(在吞吐率最大的前提下编码代价最小)的分布式构造方法。首先对线性网络编码的机理进行分析,得出了不同组播率下编码方案间的内在联系,导出了一个在线测试组播容量的策略;提出的方法以遗传算法为搜索引擎,结合随机线性网络编码,嵌入了在线测试组播容量的策略。通过合理地设计编码系数的生成规则和进化策略,在获得最大吞吐率前提下达到最小编码信道数的同时,构造出相应的编码方案,且编码系数保存在各节点中,从而可以采用确定性网络编码数据传输策略传输数据。仿真结果表明提出的方法是有效的。