多跳Mesh网络无线骨干回传链路性能研究与优化

建立了多模Mesh网络的数据包转发模型和网络模块并发调度模型,并在基于开源代码构建的多跳Mesh网络实验床上进行了实际的仿真实验.实验结果表明:无线骨干回传链路的传输带宽提高了200%以上,同时每增加一跳其带宽仅衰减约6%,无线用户接入带宽在有限跳数内基本不会随无线跳数的增加而下降.研究表明该多跳Mesh网络模型基本解决了无线Mesh网络骨干回传链路的瓶颈问题.     

铁路无线Mesh网络多跳传输性能研究与分析

由于铁路无线Mesh网络的无线跳数多,承担的数据回传任务重,必须解决多跳传输难题.本文基于Linux开源代码构建铁路无线Mesh网络实验床,对其多跳传输问题进行了深入的实验研究与分析.研究结果表明,采用多模Mesh节点结构、混合频道复用方案和非对称带宽分配机制的铁路无线Mesh网络不仅有效地改进了多跳传输时带宽急剧下降问题,而且大幅提高了无线骨干回传链路的基准带宽.     

基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法

针对移动机会网络中转发节点选择和数据包管理不合理问题,提出基于转发效用和拥塞感知的机会网络路由算法.建立转发效用模型,根据移动机会网络的机会接触特性定义节点接触概率和节点接触活跃度;建立节点拥塞感知模型,定义节点区域拥塞系数;将转发效用和节点区域拥塞系数用于数据包转发过程和数据包管理过程,提出节点接触概率的转发节点选择...     

基于累积信誉和路径递减的无线传感器网络可靠路由方法

在无线传感器网络中,某些节点会在路由数据时选择性转发数据包以节约自身能量;或者恶意丢弃某些数据以对网络进行破坏。这些路由节点的不良行为会使网络中传递的数据缺乏安全性;也使得网络变得不可靠,易受到各种攻击。针对无线传感器网络节点数据路由时存在不良行为的问题,提出一种基于累积信誉和路径递减的可靠路由方法。首先是根据统计学中负二项分布原理,对参与数据路由的节点进行信誉评价;并选取满足一定信誉条件的节点作为路由节点。然后通过路径递减方法对数据进行路由,目的是避免过多的中间节点,最后将数据包以可靠的方式通过最短的路径路由到目的地。实验测试结果表明所提方法在网络中存在恶意路由节点情况下,能够较好地提高数据包投递率,以及减少数据包到达目的节点的平均跳转次数,提高了数据路由的可靠性。     

无线Mesh网络饱和状态下数据包传输延迟模型

建立了无线Mesh网络中Mesh路由器节点到网关节点的饱和数据流的包传输延迟模型.将整个无线Mesh网络中的节点按距网关的跳教进行分层归类,建立了IEEE802.11 DCF的饱和状态下多跳网络的退避时间模型.通过分析各层节点的实际包到达率和平均服务时间,建立M/G/1的排队系统模型,从而准确地分析了无线Mesh网络中饱和状态下的数据包传输延迟,同时,利用网络仿真器NS2进行仿真.仿真结果表明,仿真结果与模型分析结果基本吻合.     

基于接口可靠性的命名数据网络概率转发策略

面对现有签名算法计算复杂度高与节点计算资源有限的矛盾,命名数据网络节点在流量较大的场合,无法完成所有接收数据包的签名校验工作,导致内容污染成为其重要的安全隐患之一.针对该问题,提出一种基于节点接口可靠性的概率转发策略.节点对接收数据包尽力校验,根据接口的成功校验概率评估接口可靠性,进而以此为依据设置每一接口的转发概率,将用户请求的兴趣包尽可能转发至可靠的上游节点或源服务器.仿真结果表明,在网络整体污染较轻的场景下,相比于等概率随机转发策略,本策略能有效地对抗内容污染.     

选择性丢弃攻击检测方案

在无线传感器网络中,针对被俘获的恶意节点发动的丢弃合法数据包的攻击行为,提出了选择性丢弃攻击检测方案.该方案使用邻居检测点监听转发节点是否转发了数据包,防止数据包被恶意的丢弃.检测点在发现转发节点恶意丢包行为时,会执行转发数据包的任务,同时生成警报信息给BS节点.BS节点收到一定数量的警报信息,采取相应的措施隔离恶意节点.仿真结果表明,该方案能够很好的抵御恶意节点的丢包行为.     

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.     

无线传感器网络中基于尺度的协 同中继跨层QoS路由算法

提出了一种基于尺度的协同中继自主转发跨层QoS路由算法(MCRICQR)。节点根据能量、信道、拥塞以及与汇点的距离等综合因素形成一个选择度量,度量最大的节点根据自己所处状态自主选择直接转发、中继转发以及跃进转发数据包。仿真结果表明,该算法能根据网络状况及时转发数据,提高网络可靠性,对网络负载进行均衡,提高网络吞吐量和能量效率,从而延长网络寿命,保障了无线传感器网络的QoS需求。     

无线Mesh网络MAC层DCF机制的研究及改进

 无线Mesh网络传统的IEEE 802.11接入控制协议DCF（Distributed Coordination Function）不能有效解决公平传输问题,提出了一种基于接入公平性的自适应分布式协调机制ADCF（Adaptive Distributed Coordination Function, ADCF）,根据节点的实时状态,设计了节点在初始竞争,成功发送数据后和发生冲突时的退避算法,动态地调整了节点在不同状态时的信道获取能力,提高了节点发送数据的公平性和网络的吞吐率。最后用NS-2进行仿真表明,ADCF机制能显著提高节点发送数据的公平性,增大网络的吞吐率以及减小数据包的平均端到端时延。     

一种新的无线mesh网络编码算法

针对网络编码可以在很大程度上提高网络吞吐量,但会增加网络的复杂性这一问题,构造了一个特殊的无线mesh网络拓扑结构,提出一个新的编码算法.该算法通过构造一个虚拟源节点,利用在无线组播网络中,仅需对进入中继节点的链路进行编码,进入目标节点的链路,直接路由选择就能达到网络编码所能够达到的容量.从而允许与目的节点相连接的中继节点收到数据包后直接路由选择.与传统的基于机会的网络编码COPE算法相比,该算法有效地减少了原始数据包传输的次数,从而提高了以网络编码增益来衡量的网络吞吐量.仿真试验验证了该算法的有效性.     

高损耗无线网络中基于网络编码的广播重传策略

利用网络编码减少无线传输信息量的原理,结合高损耗无线广播丢包特点,提出多接收节点情况下网络编码组合重传的方法,给出基于网络编码的高损耗无线网络广播重传策略。通过对广播节点保存的信息接收情况矩阵进行丢失概率排序得到新的接收情况矩阵,再按照基于网络编码的多节点编码组合定理寻找满足可解性条件的丢失包组合。对于广播节点,将丢失包组合存入发送序列,进行编码组合,广播发送;对于接收节点,得到编码组合包,进行解码操作,解出丢失包。理论分析结果表明：策略中的编码信息包在所有接收节点具有可解性,可以达到重传目的。模拟测试表明：不同的节点丢包率和广播接收节点数目下,与逐个重传的策略相比,发送次数显著减少。尽管节点需要更大的计算能力,但是可以接受,策略可行。     

通过ARQ提高无线网络中的TCP吞吐量

针对现有提高无线网络中传输控制协议（TCP）吞吐量方案（如Snoop）的若干局限性，提出一种改进方案，利用数据链路层的自动请求重传（ARQ），检测并重传在无线链路上丢失的分组，从而提高TCP的吞吐量性能，这一方案不需要修改端终点的TCP实现，与Snoop相比，ARQ可以传输加密或封装后的分组，不受TCP确认机制的影响，不要求基站保留TCP流的状态，降低了基站的实现复杂度，仿真结果表明，当链路错误率较高或网络中存在竞争性背景流量时，ARQ可以比Snoop更加有效地提高TCP吞吐量。     

基于网络编码的传感器网络防窃听技术

对基于网络编码的无线传感器网络防窃听技术,该文采用线性网络编码技术,建立了多条不相交多路径,通过源节点和中间节点对原始数据包和接收到的数据包进行编码,窃听节点只有在接收到处于不同链路上的足够数据包数才能够成功解码获得有价值的数据。通过理论分析研究了节点通信能力和网络覆盖率的关系。结果表明:窃听者通常只有大幅增加单个节点通信半径,或者采用多节点协同窃听方式,才能提高成功窃听的概率。     

多信道无线mesh网络路由判据研究进展

路由判据是多跳无线网络路由协议中的核心内容。由于传统的无线网络均是基于单信道的,因此,无线网络中的经典判据不适应于多信道无线mesh网络。分析了影响多信道无线mesh网络路由判据的几个关键因素,讨论了近年来学术界针对多信道无线mesh网所提出的路由判据,并对各种路由判据进行了系统地分类、比较和分析,给出了无线mesh网络路由判据未来的研究方向。     

基于网络编码的无线传感器网络功率管理

无线传感器网络中进行数据采集及其运算时均采用电池驱动,能耗便成了无线传感器网络设计时最应考虑的关键因素.采用网络编码时,中间节点发送的数据包是其接收信息的线性组合,传输一定大小数据包时最小化数据传输次数,传输次数越少,功率消耗也越少.分析了网络编码时无线传感器网络传输过程及其节能的原理,比较了是否采用网络编码的2种无线传感器网络传输方式的能效.结果表明,采用网络编码技术,可以有效地减少传输总功率,延长无线传感器网络的生存时间.     

无线网络控制系统时延的计算方法

为了研究由于无线网络的介入而给控制系统带来的时延问题.提出了把无线线性网络中数据包的跳跃现象建模为无限脉冲响应模型的方法,通过对具有三个数据包系统跳跃属性的分析,证明了模型的正确性.以此模型为基础,讨论了数据包的解耦问题.通过无线网络的链接模型及凸函数的性质之间相关联的方法,构造了数据包时延与等待时延和每一跳长度的函数关系;根据此函数,把传输两个数据包时延的计算方法推广到传输三个数据包的网络中,最后应用于具有n个数据包的无线网络中,给出第i个数据包最优时延的计算公式,证明了时延的收敛性.给出的链接模型和时延计算公式有效地解决了无线网络诱导时延问题,提高了网络控制系统的稳定性.     

无线局域网的Wardriving入侵检测

为了对无线网络进行入侵检测,设计并实现了无线网络安全监控系统.利用Libpcap函数对无线传输的原始包进行捕获;根据IEEE 802.11 MAC层协议,对原始包进行协议解码;利用统计分析检测方法,对基于主动扫描的Wardriving入侵进行检测.测试结果表明,该系统能及时发现Wardriving入侵.     

基于增强LEACH协议的无线传感器网络恶意节点检测模型

针对现有无线传感器网络恶意节点检测方法效率较低的不足,提出一种基于增强低功耗自适应集簇分层（enhanced low energy adaptive clustering hierarchy,enhanced LEACH）路由协议信誉机制的恶意节点检测（malicious node detection based on enhanced LEACH with reputation,MNDELR）模型.在无线传感器网络中使用增强LEACH路由协议选取簇首节点,其余节点选择对应簇首形成各簇集群并确定网络数据包传递路径.节点在数据包内添加节点编号、信誉评价等信息并按传递路径将数据包发送至汇聚节点;汇聚节点解析获取数据包内节点编号并与源节点编号比较判定,形成可疑节点列表;计算节点信誉值并与阈值比较判定网络中的恶意节点.实验结果表明,与其他方法相比,MNDELR模型在无线传感器网络中对恶意节点的检测效果较为显著.      

一种基于竞标机制的异构无线网络选择模型

异构无线接入网络选择问题是下一代无线网络关键技术之一,也是多网融合的基础。本文在讨论市场竞标机制的基础上,总结了异构网络选择准则,设计了基于竞标机制的异构无线网络选择模型和竞标机制,仿真结果表明其具有好的网络选择效果。用户偏好和运营商的价格管理策略能有效地作用在异构无线网络选择中。