Ad Hoc匿名路由算法中的本地修复机制研究

针对Ad Hoc网络匿名路由算法研究局限于路由发现过程的问题,该文探讨了路由维护过程。将本地路由修复机制引入到匿名路由中,提出了一种高效的修复算法。该算法能够在路由失效后通过局部发现,快速重建路由,极大地提高了路由算法的性能。理论分析说明了该算法的安全性。仿真表明:在引入本地修复后,路由算法的传输延迟在节点平均移动速度为20 m/s时下降13%,分组投递成功率提高1.5%,控制报文减少约15%;且节点移动速度越快,本地修复机制的优越性越明显。     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

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.     

物联网专用频点自组网驱动路由协议算法分析

为了解决物联网专用频点自组网网络节点能量消耗容易失衡,当节点数增加时易产生链路故障的问题,设计一种改进物联网专用频点自组网驱动路由协议算法.以感知现场、汇聚节点和Internet为主要结构,构建物联网专用频点自组网网络模型.模型采用多媒体印刷读物(multimedia print reader,MPR)集合综合选取节点机制,以网络节点总能量消耗以及能量代价为基础,通过节点优化目标函数,确保自组网能量消耗处于均衡状态.通过网络路由协议改进算法,采用最小覆盖集实现物联网专用频点自组网链路故障的修复.结果表明,改进后的算法对路由链路信息转发具有良好的吞吐性能,可以提高网络数据传输性和连通性,并可增加节点生存时间,最终提升数据包到达率和数据控制量.     

一种改进的移动Ad hoc网络快速切换路由算法性能分析

针对移动Ad hoc网络快速切换路由算法只进行路由切换而不对失效链路进行修复的缺点,本文提出一种改进的基于快速切换策略的移动Ad hoc网络路由算法。通过采取分组控制开关和局部修复机制提高网络路由可靠性。仿真结果表明该新算法有效地减少了路由重构概率,提高了网络的传输可靠性。     

小规模无线传感器网络中GEAR协议的改进

无线传感器网络中基于地理位置的能量感知路由协议（GEAR）在发送数据分组的过程中,由于缺乏足够的网络拓扑信息以及传感器节点能量有限等问题,会遭遇路由空洞,出现短暂路由环现象.针对特定场景下的小规模网络中GEAR路由协议进行优化,提出一种改进的路由机制（SGEAR）.机制基于节点的剩余能量进行选择,对代价函数进行调整,使被选择过的节点、空洞节点、节点能量值低于阈值这3种情况的节点不会再被选择作为下一跳节点.改进算法避免了节点修改自身代价值后,广播消息的不及时造成的短暂路由环现象,提高了时效性,达到更好的性能.仿真结果表明：改进的路由算法能够减少路由空洞个数,进一步降低网络能量消耗,延长网络的生命周期.     

优化能量及跳数的增强学习WSNs路由算法

针对无线传感网络中强化学习路由算法存在的目标单一、建立过程复杂及节点转发开销大等问题,开展了节点能量及跳数的动态协调方法研究,提出了具有反馈学习能力的动态自适应路由算法.利用局部路由信息,反馈学习邻居状态,以能量和跳数信息加权计算出路由奖励值,并更新求解Q-value值,获取最优路由策略.经实验验证及分析,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期.     

基于可调节网格改进的跨区域GPSR路由算法

基于定位技术和可调节网格改进现有路由算法, 提出一种基于可调节网格改进的跨区域边界无状态贪婪路由算法, 解决了无线传感器网络边界无状态贪婪路由算法中能量不均衡和高能耗的问题. 该算法利用节点相对位置定位算法\, 可调节网格、 贪婪算法和右手法则建立区域级粗粒度路由路径, 并根据不同区域传感器节点分布的密度, 使用不同方法传输数据. 仿真实验结果表明, 改进算法减少了网络能耗, 延长了网络生命周期.     

一种基于备份节点的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的特征是自组织和能量有限,为确保网络可靠的工作,组网的策略是影响网络生命周期的一个重要因素,而过于复杂的拓扑控制算法和路由算法本身又会加重网络负担。对于此问题,提出了一种基于备份节点策略的实用无线传感器组网拓扑控制算法,此算法在传统树形拓扑上通过添加备份节点和隐含连接的方式实现了快速且可靠的在拓扑形成。由于拓扑结构中的激活连接类似于传统的树形结构,故通过HRP(Hierarchical Routing Protocol)的路由方式,在拓扑建立的同时生成路由信息,减少了维护路由信息带来的额外的网络负载。此算法生成的备份节点特性具有一种可继承的自愈特性,在出现节点失效时,网络局部可根据上下层节点信息进行自动的修复,确保网络的连通性。     

改进的基于能量的多播路由算法

针对GEM在路由过程中没有考虑节点的剩余能量,在分析和改进GEM路由算法基础上,提出一种改进的、提供能量约束的多播路由算法EGEM。该算法在选择下一转发节点的过程中,对节点能量加以约束,以此选择剩余能量较多的节点进行数据传输,降低网络中节点的死亡率。实验数据表明,改进后的算法可以降低节点死亡率,一定程度上延长了网络的生命周期,但平均跳数保持不变或增加。     

一种基于ZigBee树状路由协议的改进算法ATSPF

ZigBee现有的树状路由协议是根据节点间的父子关系创建路由并进行数据传输,这样容易产生较长的路径并加重父节点的处理任务。提出一种基于树状路由协议的改进算法ATSPF,将ZigBee网络地址转换为逻辑索引值列表,根据索引值计算出节点所有邻居到目的节点的跳数,选择跳数最少的邻居为下一跳来建立路由。仿真结果表明,ATSPF可以有效减少路由跳数、降低分组丢失率、减小节点间通信时延、降低协调器的能量消耗、延长网络生存时间。     

智能电网中基于平衡树的无线Mesh接入网络路由算法

在智能电网(smart grid,SG)接入层的无线Mesh网络(wireless mesh networks,WMNs)应用中,针对数据流过度地集中在关键节点而导致数据拥塞问题发生,提出一种基于平衡树的无线Mesh网络路由算法。在传统AODV(ad hoc on-demand distance vector routing)算法的基础上,使用平衡树模型,综合考虑节点剩余容量和转发数据所需的路由跳数建立路由判据模型,合理地选择下一跳中继节点,均衡节点数据流。路由算法仿真采用OPNET平台实现,就网络的吞吐量、通信时延以及网络丢包率3个重要方面,对所提的路由算法与传统AODV算法的性能进行了对比分析。仿真结果表明,提出的算法能够有效地解决无线Mesh网络中的数据拥塞问题,相比于传统AODV算法能明显提高网络吞吐量,减小网络通信时延和丢包率,进而提高网络整体的可靠性。     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

一种能量感知的无线多媒体传感器网络多路径QoS路由协议

针对无线多媒体传感器网络对能量、时延和分组传输率的要求,提出了一种能量感知的多路径QoS路由协议,详细描述了能耗模型、邻居节点和路由发现机制.仿真实验表明,该算法相比传统协议可以降低时延和能耗,并提高分组传输率,从而延长网络生命周期.     

一种链路稳定性预测的分层路由协议

提出了LSP-DOA路由协议.该协议继承了DOA算法的局部路由修复的优点,基于Two-Ray无线传播模型和Friis公式计算链路的稳定性,并构造一个阈值;当链路稳定性小于阈值时,便发出警告,启动路由发现寻找可以及时替换即将中断的链路的新路径.仿真结果表明,与路由协议AODV,DSR和DOA相比,LSP-DOA路由协议提高了系统分组投递率、路由修复成功率和平均路径长度,降低了控制开销和平均端到端延时,能够长时间维持稳定高效的活跃路径,改善了网络整体性能.     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

DTN中基于转发概率的散发和等待路由

针对DTN中散发和等待路由中继节点的选择存在盲目性的问题,提出了一种基于转发概率的散发和等待路由协议R-SW.该协议采用"基于转发概率散发+控制拷贝数量"的原则,选择中继节点时进行转发概率的比较,只将报文转发给转发概率较大的中继节点;其次,转发报文数目根据转发概率动态确定,即转发概率高的节点获得较多的转发;另外,加入拥塞控制机制.使用NS2网络模拟软件对算法进行测试,结果表明:所提出的算法可以减少开销和时延,提高报文的投递率,适合在DTN中应用.     

能量高效与移动预测的路由算法分析

传统的无线移动自组网路由协议无法实现能量均衡消耗,也不能很好的适应网络拓扑动态变化,为此提出了一种新的基于能量高效与移动预测的按需路由算法。该路由算法在路由发现时排除不稳定链路,让能量较多的节点优先参与路由请求分组的转发,同时通过预测链路连接时间采用主动式局部路由修复策略,在路径实际失效之前就完成修复工作。仿真实验表明,和传统的AODV协议相比,文中提出的算法在路由控制开销略有增加的情况下,提高了分组平均投递率,降低了数据分组端到端平均时延,同时能够实现网络中的能量高效,延长了网络寿命,因此具有较强的实用性。     

一种基于地理位置预测的高性能路由算法

提出了基于ARIMA预测模型的高效路由算法.该算法中节点通过前向与反向成功转发率、数据传输速率等计算链路的丢包率和期望传输次数来获取干扰感知期望传输时间(i ETT),代替DSR路由算法中的最短跳数判据.并引入ARIMA模型来预测节点下一时刻的运动位置,防止链路频繁断裂造成的网络丢包,并在链路失效之前预先选择最稳定的路径进行数据传输.仿真结果表明,所提路由算法相比DSR判据吞吐量提高6%~9%,平均端到端时延降低2%~6%,提高了网络整体性能.