分布式环境下改进的Bloom Filter过滤技术

分析了Bloom Filter技术在特殊的分布式系统———P2P系统中的应用.基于Bloom Filter提出了一种新的Division Bloom Filter(DBF)技术,DBF技术采用了一组相互独立的哈希函数来计算数据对象的地址序列,然后使用这组地址序列将数据对象存储到一个分片的位向量中,所以DBF技术可以有效减少数据对象的存储空间.实验证明,DBF不仅可以解决Bloom Filter在分布式环境下的动态更新问题,还可以有效减少BloomFilter的错误率以及改善其稳定性.最后还使用数据压缩技术进一步减少在P2P系统中使用DBF技术的结点间通信代价.     

基于令牌环网的动态实时带宽分配算法

提出了一种动态实时带宽分配算法 ,能够动态估算当前各个结点的实时通信负载 ,分布式地控制各个结点的令牌持有时间 .实时消息 M的负载指数和结点的实时消息负载指数 ,可以有效地衡量结点的实时通信的负载情况 ,为动态分配实时带宽提供依据 .通过模拟实验的测试 ,证明该算法优于固定带宽分配 ,同时也说明上述的两个指数是可行的     

基于流量预测的Ad Hoc网络负载均衡协议

针对AdHoc网络中的负载均衡问题,提出了一种基于小波神经网络方法预测节点流量的路由协议WNNP-LBRP,协议中的流量值以MAC层接口队列长度来衡量.该协议利用小波神经网络预测模型计算节点下一时刻的流量值及动态阈值,并对二者进行比较,避免将重负载节点作为中间节点而导致网络拥塞,从而在网络出现拥塞之前提前更新路径,实现网络负载的平均分配.仿真结果表明,WNNP-LBRP协议与LBR-AODV协议和AODV协议相比,网络性能得到提高:减少了丢包现象,降低了端到端时延和路由开销.     

基于Bloom Filter的路由循环实时被动检测方法

为了解决网络中路由循环的实时检测问题,提出了一种基于Bloom Filter的路由循环实时被动检测方法.这种方法利用Bloom Filter存储资源占用小和查找时间消耗少的优点快速地发现源、宿地址,源、宿端口号均相同的疑似循环路由报文,再通过对报文TTL值递减特征的判断确定循环路由现象的存在.对于Bloom Filter本身存在误判率的问题,该方法采用增大位向量的长度的方法予以解决.实验结果表明本方法可以准确地发现循环路由,与传统主被动探测路由循环方式相比,减少了对网络带宽资源的占用,同时极大提高了算法的实时性.     

华东某水库表层沉积物氨氮释放贡献量分析

通过对华东某水库进行现场水样采样, 并结合沉积物氨氮释放试验, 分析水库典型区域表层沉积物、上覆水和间隙水中总氮、氨氮含量, 揭示氮素组成的时空分布特征和表层沉积物对上覆水氨氮的影响. 结果表明: 库内氨氮和总氮呈现明显的季节变化, 且冬季明显高于夏季; 表层沉积物中总氮的质量浓度高于上覆水, 沉积物氨氮扩散通量为 0.18$\sim认知无线电中频谱感知方法的性能与感知场景高度相关. 研究表明, Nakagami-Gamma(KG)衰落信道模型能够可靠地描述无线通信信道. 针对采样点数、接收信噪比、地理位置等多种性能影响因素各不相同的一组异构节点在KG衰落信道下的感知场景, 提出了一种基于熵函数(based on entropy function, BEF)的合作感知方法. 首先, 根据异构节点的不同性能影响因素, 通过定义的熵函数计算各节点的综合评价得分; 然后, 筛选出得分较高的节点进行标准化能量检测; 最后, 采用逻辑或(OR)准则进行融合判决. 仿真结果表明, BEF方法有效地降低了系统的感知开销, 在各个节点的目标虚警概率较低($P_{\rm f}<0.1$)时, 显著提升了全局检测概率.     

一种低通信开销联合时钟同步和定位算法

针对无线传感器网络（wireless sensor networks ,WSNs）中降低节点间的通信开销的需求,提出一种基于成对广播同步协议（pairwise broadcast synchronization ,PBS）改进的联合时钟同步和定位算法。在联合时钟同步和定位过程中,锚节点（位置已知,时钟需同步）侦听未知节点（位置未知,时钟需同步）与参考节点（位置已知,时钟为参考时钟）双向交换的时间信息,不用发送额外的信息。因此相比于传统基于双向信息交换方式的联合时钟同步和定位算法可以节省大量的通信开销,同时可以降低同步所需参考节点的数目。该算法不仅对未知节点的位置参数和时钟参数进行联合估计,同时也完成锚节点时钟参数的估计。经过仿真分析,估计值满足所推导的克拉美罗下限（cramer-rao lower bound,CRLB）,且估计精度接近其他两种典型联合算法。综合考虑估计精度和通信开销,所提出的算法优于现有的联合时钟同步和定位算法。     

基于改进的随机森林TLD目标跟踪方法

针对TLD算法中采用的随机森林分类器的决策树阈值固定,不能根据目标特征随时调整,影响分类精度和时间开销的问题,引入极端随机森林的思想,提出了基于改进的随机森林TLD目标跟踪方法。该方法用Gini系数度量样本集合的混乱程度,通过比较Gini系数是否超过了给定阈值,判断叶节点何时转变成决策节点进行分裂;再结合TLD算法中的P-N学习框架和在线模型训练更新样本;最终基于改进的TLD算法完成目标跟踪。将本文方法应用于多个视频集进行目标跟踪实验,验证了算法的有效性和稳定性。     

A Partially Non-Cryptographic Security Routing Protocol in Mobile Ad Hoc Networks

In this paper, we propose a partially non-cryptographic security routing protocol （PNCSR） that protects both routing and data forwarding operations through the same reactive approach. PNCSR only apply public-key cryptographic system in managing token, but it doesn＇t utilize any cryptographic primitives on the routing messages. In PNCSR, each node is fair. Local neighboring nodes collaboratively monitor each other and sustain each other. It also uses a novel credit strategy which additively increases the token lifetime each time a node renews its token. We also analyze the storage, computation, and communication overhead of PNCSR, and provide a simple yet meaningful overhead comparison. Finally, the simulation results show the effectiveness of PNCSR in various situations.     

基于异步MAC协议的WSN节点通信能耗模型的研究及应用

为进一步减小采用B-MAC协议无线传感器节点的能量消耗,对无线通信模块接收、发送、监听、休眠的电流消耗和时间特性进行了实验测试. 并根据异步MAC协议的特点,将网络负载参数进一步细分,引入节点发送间隔、接收间隔、每次发送字节数、每次接收字节数这4个参量,同时考虑节点接收信号时所处状态的概率建立通信能耗模型,并给出能耗模型的最优解析解,使得能耗参数在不同网络负载和收发间隔下达到最优. 实验结果表明,采用能量最优参数的B-MAC协议比普通B-MAC协议的能量消耗更少,明显减少了WSN节点在通信过程中能量的消耗,延长了节点的工作寿命.      

Context-Aware Adaptive Routing for Opportunistic Network

Opportunistic networking-forwarding messages in a disconnected mobile ad hoc network via any encountered nodes offers a new mechanism for exploiting the mobile devices that many users already carry. However, forwarding messages in such a network is trapped by many particular challenges, and some protocols have contributed to solve them partly. In this paper, we propose a Context-Aware Adaptive opportunistic Routing algorithm(CAAR). The algorithm firstly predicts the approximate location and orientation of the destination node by using its movement key positions and historical communication records, and then calculates the best neighbor for the next hop by using location and velocity of neighbors. In the unpredictable cases, forwarding messages will be delivered to the more capable forwarding nodes or wait for another transmission while the capable node does not exist in the neighborhood. The proposed algorithm takes the movement pattern into consideration and can adapt different network topologies and movements. The experiment results show that the proposed routing algorithm outperforms the epidemic forwarding(EF) and the prophet forwarding(PF) in packet delivery ratio while ensuring low bandwidth overhead.     

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RFID路由节点地址分配方法

由于物联网RFID节点分布的非均匀性,采用分布式地址分配机制容易出现部分节点地址空间富裕、部分节点地址空间不足的情况.为此,提出一种RFID路由节点地址分配方法,其特点是引入节点权值来反映节点分布的非均匀性,节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配.具体实现包括邻接表建立、确定节点间父子关系和节点地址值分配3个阶段.该方法能较好地提高节点地址分配成功率、降低平均通信开销.     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

基于两跳邻居的ZigBee网络借地址分配算法

针对标准DAAM算法可能产生网络深度折回问题及父节点可分配的地址空间分布不均,提出一种基于两跳邻居的ZigBee网络借地址分配算法。通过控制子节点发送地址请求信息的监测范围设为两跳通信距离内的邻居节点,并改进实时路由,实现优化网络拓扑结构,减少孤立节点。理论和仿真分析表明改进算法在地址分配成功率,地址分配平均耗时等方面优于DAAM算法。     

基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法

针对战场环境下通信质量较低的问题,提出了一种基于加权的具有相同移动特性的车载自组网分簇算法。首先通过对移动节点的速度相似度和距离相似度进行计算,将具有相同移动特性且距离相近的节点分为同一个簇,并设置每个分簇中簇成员的最大阈值;计算移动节点的速度因子、距离因子和平均链路维持率,并在分簇中对每个移动节点的这3个因素进行加权,选取权值最大的作为首要簇头,权值第二大的作为次要簇头,首要簇头失效时次要簇头充当主要簇头角色,且主要簇头给每个成员分配了TDMA时隙,提高了通信质量。仿真实验结果表明:与WCA算法和WBACA算法相比,该分簇算法在簇结构的稳定性和分组投递率方面都有较大的改善。     

移动sink传感网低时延数据收集方法

提出一种基于环形线路的低时延数据收集（LDCR）方法,使sink节点沿环形路线移动,减少部分数据分组等待传输的时间,并在sink节点到达停留点时立即发送HELLO消息,使其通信范围内的传感器节点及时发送数据分组.性能分析结果表明：与现有的sink节点使用往复路线的数据收集方法相比,提出的LDCR方法在数据分组平均端到端时延、吞吐量、分组传送成功率和存储空间占用等方面的性能得到整体提升.     

一种基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案

以支持NBS协议(NEMO basic support protocol)的移动网络为研究对象,针对移动性管理和路由优化问题,提出基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案.将HMIPv6与NBS整合并构建层次化网络架构,利用HMIPv6的区域化管理机制降低移动网络内的移动节点注册开销.对HMIPv6进行改进,设计全新移动网络路由优化方案,消除移动网络内部节点通信过程中所存在的冗余路由.分析结果表明,同NBS对比,本方案在额外数据包开销和移动管理开销方面具有显著优势.     

一种基于链路质量的无线传感器网络代码分发协议

无线重编程技术是无线传感器网络进行软件部署的关键技术,代码分发协议是无线重编程技术的核心,提出一种基于链路质量的无线传感器网络代码分发协议。协议使用节点间的链路质量进行节点影响度的计算,提高了代码分发协议在网路质量不佳时的性能。同时协议使用周期性广播的ADV信息对邻居节点的状态进行维护,降低了控制消息的开销。TOSSIM仿真实验结果表明,在网络分发时间和消息传送量两个方面,协议都优于TinyOS系统的标准代码分发协议Deluge,尤其在网络质量不佳情况下,协议有更好的性能。     

P2P环境下面向不确定数据的kNN查询方法

由于仪器的不精确和网络延时等原因,在传感器网络和P2P系统中数据都存在不确定性.为解决此问题,基于现有的集中式的不确定数据的kNN查询方法,提出了一种在P2P环境中对不确定数据的kNN查询方法.该方法在super-peer的网络拓扑结构的基础上,以一种扩展的R树(P2PR-tree)作为此查询算法的空间索引结构,解决P2P环境中对多维数据的索引.并且结合两种剪枝策略减小了候选集的范围和减少了查询在P2P网络中的网络代价.实验结果表明,该方法在减少网络代价方面具有较高的性能.     

基于动态任务优先级的网格任务调度算法研究

网格环境下的任务调度是一个NP完全问题.为了确保每一步都能优先调度影响调度长度最大的就绪任务,提出一种采用动态任务优先级策略的任务调度算法.在进行任务调度的过程中,通过动态计算任务图DAG的关键路径并有效地利用处理器的空闲时间段来复制任务,使任务节点之间的通信开销尽可能降低,进而缩短整个任务图的完成时间.大量的模拟实验结果表明,所提的算法在任务完成时间上明显优于HEFT算法和DDS算法.