容迟网络编码节点状态感知的数据转发策略

网络编码能够有效地提高容迟网络(delay tolerant networks,DTNs)的资源利用率,但需根据网络状态及时地调整编码节点的数量。提出一种编码节点状态感知的容迟网络数据转发策略,根据当前网络规模,以分布式的方式估计最优化编码节点数量,然后综合考虑节点社会属性及可用资源,动态选取编码节点,在实现可靠数据转发的同时,保证了较低的开销。仿真结果表明,所提出策略极大地降低了网络负载,并有效提高数据的成功投递率,优化了网络资源。     

带有相遇概率估计的机会网络缓存替换策略

机会网络中节点缓存资源受限,为提高节点缓存利用率,提出一种带有相遇概率估计的缓存替换(CREPE)策略.综合考虑节点的活跃度及有效相遇指数,以分布式的方式估计节点间的相遇概率,并感知给定消息在网络中的扩散程度,动态估计消息的重要程度,以确定消息的替换优先级.结果表明,所提出的缓存替换策略能够有效提高节点缓存利用率,改善网络的投递率、时延与负载性能.     

能量感知多路径负载均衡路由算法

针对移动自组织网络的网络拥塞问题,基于能量感知技术并结合负载均衡和拥塞控制方法,提出了一种能量感知多路径负载均衡路由算法。该算法利用能量感知选择满足条件的节点作为路由节点,建立多条连接源节点和目的节点的有效路径;同时分析路径的跳数、节点缓冲区的占用情况,从有效路径中选出用于传输的最优路径;然后对最优路径上的节点和路径的负载情况进行建模分析,当节点能量、节点负载、路径负载到达设定的阀值,就将最优路径上的流量分流到其它路径。利用NS2仿真软件,在不同的场景下对该算法以及QMRB、SMORT进行仿真测试。仿真结果显示:提出的算法与其它路由算法相比将网络性能提升了近20%,起到了均衡负载的作用,能有效地解决网络拥塞问题。     

间断连接无线网络中能量有效的数据转发策略

针对间断连接无线网络中节点能量有限、节点间相遇持续时间较短和网络资源无法得到充分利用的问题,提出一种带有自适应异步唤醒的数据转发策略,综合考虑节点能耗和休眠机制,并结合灰色模型预测节点间相遇持续时间,优化节点探测阶段和数据转发阶段的能耗,进而实现高效数据转发的目的。结果表明：所提出的数据转发策略能够有效利用节点剩余能量和通信机会。与现有的转发策略相比,该策略能够在低能耗下有效改善网络的探测成功率和通信时延。     

面向机场环境监测的WSN组网技术

针对机场环境监测存在的以目视监测管理为主等问题,基于WSN技术介绍了一种可以构建机场监测网络的组网方式,以实现智能化的"无人值守和巡检"的监测模式.为了便于节点布设和后期维护,对监测区域做了网格化处理.然后结合机场实际监测环境,在布局过程中提出了最大跳数、传输方向、最大转发容量等多个约束条件来迅速锁定最优解,以找出中继节点布设的最佳位置.最后通过阈值法来实现网络负载均衡,并在MATLAB中进行了节点布局的仿真试验和性能对比.结果表明,所设计的多约束条件下的中继节点布局算法可以有效延长网络整体工作寿命,实现监测网络负载均衡.     

无人机自组网中改进型反应-贪婪-反应路由协议

无人机自组网具有网络拓扑变化剧烈,链路断开频繁等特点.反应-贪婪-反应(reactive-greedy-reac-tive,RGR)路由协议是针对无人机自组网而提出的改进型协议,在高动态环境下具有较好的网络性能.针对RGR协议具有网络开销大、易出现网络拥塞等问题,提出了一种基于负载均衡和高贪婪地理转发成功概率的改进RGR路由协议.该协议在RGR协议的基础上,提出基于节点负载状态和地理位置信息辅助的受限洪泛机制、GGF模式下高分组成功传输概率的路径选择策略和基于节点负载预测和运动特征的分组转发策略3项关键改进措施.仿真结果表明,相较于AODV和RGR及其改进型协议,该协议提高了分组投递率,降低了网络的控制开销和平均端到端时延,提升了网络应对拓扑高度动态变化的能力,有效改善了网络性能.     

基于功率约束及节点频谱选择的认知协同路由

为了提升认知无线网络的数据传输效率,优化节点能量负载,提出一种协同路由算法。基于覆盖与底层技术的协作设计一种协同网络架构,该架构针对网络频带表现多样化提供了一种新的频谱选择策略,提升频谱资源效用。结合协同网络频谱选择时的干扰特性,根据频谱、干扰和功率约束关系,提出最大化链路容量的频谱及节点功率分配方法。在协同路由设计上引入了频谱效用参数,参数的度量标准涉及节点剩余能量和链路容量,以优化路由节点能量负载和传输效率为目的。仿真对比结果表明,算法有效地利用信道接入机会进行数据转发,提高了传输效率,相比基于竞争进化算法的多播路由方法,数据包传递成功率提升了1．4％,平均网络吞吐量高出8．4％,平均节点剩余能量高出3．2％,在均衡节点负载上性能良好。     

机会传感器网络中节点协商的数据分发机制

针对机会传感器网络数据分发中如何降低网络通信开销、减少延迟并提高分发可靠性的问题,提出了基于节点动态协商策略的性能均衡的数据分发机制(EEDP).其核心思想是每个节点都建立有一个称为分发能力因子的评价指标,由节点的能量水平和节点与分发目标节点的相遇概率确定.在数据分发过程中,利用贪婪策略,不断寻找分发能力因子最高的部分节点承担分发任务,以加快分发速度并保持节点负载均衡.仿真结果表明,相比于谣言传播分发协议和定向分发协议,所提机制在通信开销、分发延迟及可靠性之间达到较好的平衡.     

无线传感网容错数据融合方案设计

数据融合是无线传感器网络中一个重要研究问题,现有基于压缩感知(compressed sensing,CS)的数据融合方案主要是以集中的方式由基站节点完成数据融合任务,容易造成负载不均衡和"覆盖空洞"等问题.文章提出了一个基于压缩感知的容错数据融合(compressed sensing-based erasure-correcting data aggregation,CSEDA)方案,并使用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法来准确地重构压缩后的数据,在保证所获得数据质量的条件下减少网络通信开销.另外,文章使用节点分簇机制来优化和均衡网络负载.实验结果表明,和其它的数据融合方案相比较,文章所提出的方案在数据重构的容错性和网络能量效率等方面上取得较好性能.     

移动社交网络中基于TCC感知的数据转发方法

针对现有的移动社交网络数据转发方法大多没有考虑广泛存在的暂态连通区域(TCC),从而导致数据转发质量较低问题,根据5组真实数据对TCC属性与数据转发性能的关系进行了分析,提出了一种基于TCC感知的数据转发算法.此外,考虑到该算法会增加网络中数据拷贝的数量这一问题,提出了改进型TCC感知数据转发策略,通过选择TCC中的最优节点集来避免它们的相遇重叠现象,利用少量节点实现数据转发机会最大化.仿真结果表明,本文方法的性能在数据投递率和网络开销方面的性能要优于当前其他数据转发算法.     

基于能量采集的管道物联网路由优化算法

油气管道无线传感器网络的节点根据管道走向呈线性分布,导致无法及时大范围更换能量耗尽节点的电池.虽然能量有效管理始终是制约油气物联网性能的关键因素,但因网络端对端延时决定网络对管道安全事故的反应时间,同样是影响网络性能的关键参数之一.为此,提出基于能量采集的管道物联网网络路由算法,使用能量采集技术,延长网络的使用寿命,并通过选择距离发送较远的节点作为转发节点,有效减少网络的端对端延时.仿真结果表明,与其他机会路由协议和使用能量采集技术的协议对比,该算法能有效兼顾网络寿命和网络延时,提高网络性能.     

DTNs中一种基于节点有效交互度和效用的节能路由算法

延迟容忍网络是一种通过节点机会通信的网络类型.由于该网络中节点不易预测的移动性模式和容易中断的连接,路由算法一直是DTNs中研究的重点.但是目前从节省能量消耗角度提出的路由算法较少.文章提出一种基于节点有效交互度和效用的节能路由策略.首先,从节点有效交互度出发来进行转发传输速率控制,在节能与转发成功率之间自适应调整.其次,从节点效用出发设置消息携带者转发概率,选择合适的节点进行消息转发,避免网络产生过多消息副本.再次,仿真实验结果显示,与其他路由算法相比,该文提出的算法在保障网络消息传递率的基础上可以降低约6%～15%节点能量消耗.     

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.     

大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制

大功率无线电力传感网络通信组网中,信道的交叉映射可以实现分层管理和提高抗干扰性能抑制。传统方法中,采用多因性的时帧分布调节方法是实现大功率无线电力传感网络信道交叉映射,容易导致无线电力传感网络节点出现信道频移,数据通信丢包较大。提出一种基于数据转发链路估计的大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制。构建节点数据传输模型,进行大功率交叉网络模型构建和信道模型构建,把传感器节点划分为多个簇,构建无线电力传感网络,实现节点优化覆盖。计算大功率交叉网络信道的数据转发链路转发冲激响应函数,实现网络信道的交叉映射机制改进。结果表明,该模型能有效提高数据转发成功率,数据收集的稳定性提高了10%,保证有较高的通信成功率,且功耗减少24%,信道的交叉映射可以实现分层管理,提高抗干扰性能抑制,性能优越传统方法。     

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。     

能耗均衡的低功耗自适应集分区路由改进算法

针对LEACH算法簇头选取不佳、网络寿命过短问题,提出一种基于分区的LEACH改进算法。该算法根据节点剩余能量、邻居节点数及距基站距离对簇头选举产生的影响,对簇头选举函数进行优化;对监测区域进行分区,不同分区采取不同的数据传输方式,减少基站附近簇头节点转发信息的负载量,有效避免基站附近“能量空洞”现象的发生。实验结果表明,相比于LEACH和LEACH-EDP算法,本文改进算法第一死亡节点出现轮次分别推迟了23.32%、18.44%,网络寿命分别延长了32.27%、21.49%。     

节点-区域关联度感知的区域数据分发算法

为了减少系统开销和降低网络负荷量,设计了节点-区域关联度感知的区域数据分发算法(RDAA-RP):首先,以时间片为周期持续记录和更新节点的区域属性;然后,计算节点对区域的权值并设置阈值作为数据转发限制条件;最后,根据权值控制不同程度关联度的节点参与完成区域数据的共享和交换.为验证RDAA-RP算法的效果,在The ONE平台进行了仿真实验,对比了在不同节点缓存大小和不同传输速度下,RDAA-RP算法、地图分区算法(SSMZ)和Epidemic算法的性能.仿真结果表明:(1)RDAA-RP算法能够在消息采集率与Epidemic算法及SSMZ算法基本相当的情况下,较大程度地降低网络负荷量,并降低消息平均缓存时间; (2)RDAA-RP算法可以有效屏蔽无关或低关联度节点数据带来的干扰,提供可靠的区域特定数据采集分发功能,实现关联节点数据共享的目标.