基于深度和距离感知的三维水下传感器网络路由算法

由于水下传感器网络具有节点深度差大、定位困难、传输损耗大、电池难以更换等特点,针对二维平面网络提出的传统路由算法和基于地理位置的三维网络路由算法均难以适用。鉴于以上原因,提出一种基于节点深度和距离感知的三维水下传感器网络路由算法———DDSR(Depth and Distance Sensing based Routing)算法。路径节点通过自身安装的深度传感器感知深度,通过接收信号的强度计算出相邻节点间的距离,然后按照向上(水面方向)和向内(sink柱面方向)传输的原则完成路由。仿真结果表明,该算法在网络能耗、传输成功率以及端到端延时等方面均取得令人满意的性能,证明了该算法在三维水下传感器网络中的有效性。同时,该方案具有较低的算法复杂度,易于实用化。     

基于优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制

针对水声通信带宽低、时延长、误码率高、多普勒效应显著等特征,分析了传统可靠传输机制在水下传感器网络应用的局限性,提出了基于数字喷泉码-优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制.采用反馈控制对Raptor码内码的鲁棒孤子分布和多项式描述的Shokrollahi度分布进行优化设计,降低了编码包平均度.进一步对Raptor码的内码—弱化的LT码(Luby transform codes)的编解码进行优化,实现了快速的编解码.基于优化Raptor 码的可靠传输机制采用反馈控制,动态评估信道删除概率,从而提高编解码和通信效率.通过Aqua-Sim仿真工具对提出的可靠传输机制与基于编码的多跳协同可靠数据传输(coding based multi-hop coordinated reliable data transfer,CCRDT)机制进行仿真对比.结果表明,所提出的可靠传输机制明显降低了传输开销,提高了数据吞吐量.     

无线多媒体传感器网络拥塞感知的流控制机制

为研究和改进无线多媒体传感器网络实时传输视频数据的性能,首先深入分析和研究在无线传感器网络环境下实时传输MPEG视频流存在的主要问题与性能瓶颈,通过分析端到端吞吐量与视频帧发送速率之间的关系,以IFQ队列长度作为反应网络拥塞程度的重要指标.在此基础上,提出一种基于跨层设计的拥塞感知通信流量控制机制,其基本思路是根据MPEG编码视频序列的特点,当无线链路质量变差,通信拥塞可能出现时,发送节点主动丢弃部分对接收方播放质量不太重要的低优先级视频帧数据,以降低通信负载,增加高优先级视频帧的成功传送概率.为验证该策略的效果,分别设置了简单与复杂场景下的视频传输实验,分析了在多种视频帧发送速率下平均端到端时延,丢包率,可解码帧率等参数指标的变化.实验结果证明,这一策略可以改进视频流在接收方的播放质量,同时减少不必要的能耗.仿真实验结果表明该策略有效克服了性能瓶颈,提高了无线多媒体传感器网络实时多媒体传输的服务质量.     

认知 Ad-Hoc 网络中一种基于稳定性和时延的路由协议

未来的认知 Ad-Hoc 网络中,授权用户的活动将对认知用户之间的多跳路由的稳定性造成很大影响,为了保证认知用户之间路由的稳定性并降低路由的端到端时延,提出了一种基于稳定性和时延的路由协议。该协议引入稳定性因子,只有满足了稳定性约束条件的路由才可以作为候选路由,然后将传输时延作为度量对候选路由进行筛选。通过一个简单拓扑模型验证了该路由选择策略的优越性;并针对认知无线 Ad-Hoc 网络的网络环境,分析了其时延和稳定性的模型,在此基础上结合传统 AODV（Ad hoc on-demand distance vector routing）路由协议,实现了提出的综合信道和路径选择策略。仿真结果表明：提出的路由协议无论在不同的源、目的节点距离,还是在不同的授权用户活跃程度下都具有更好的稳定性和端到端时延表现。     

一种相邻节点协作的无线传感器网络可靠传输方案

针对无线传感器网络中不可靠的通信链路引发传输效率下降的问题,提出了一种基于相邻节点协作的无线传感器网络可靠传输方案(NNCS).该方案利用无线信道的广播特性,通过选择成功监听到数据传输的相邻节点来承担协作传输任务(重传或转发),以降低重传次数,提高传输效率.在方案中,相关节点根据自身传输能力发送数据应答以竞争协作机会,同时通过信道监听避免发生竞争冲突.实验结果表明,较之传统重传方案,NNCS能够以更少的传输消耗达到更高的传输成功率,并有效降低了端到端的传输时延.     

基于综合准则的无线Mesh网络跨层路由协议

为了满足无线Mesh网络自身的负载均衡、路由容错与网络容量等要求,根据无线Mesh网络的网络特点,按照其路由协议的要求,分析了路由协议DSR的优缺点.引入跨层设计的方法,提出一种适用于WMN的基于综合准则的DSR跨层路由协议,该方法综合考虑了路径帧投递率、期望传输次数与平均端到端时延的因素.分析与仿真结果显示,该方法极...     

基于测量聚类的网络拓扑推断算法

为了减少基于端到端时延的拓扑推断算法中产生的测量流量,根据网络中端到端时延的特点,提出了一种测量聚类算法和两阶段拓扑推断算法.测量聚类算法在测量时首先粗略测量网络节点的端到端时延,根据时延对节点进行聚类,然后根据节点的聚类测量节点对的端到端时延并计算节点相关性,最后通过两阶段拓扑推断算法推断网络拓扑结构.理论证明了测量聚类算法能够有效减少测量产生的测量流量并通过NS2进行了仿真,仿真结果表明测量聚类算法和两阶段拓扑推断算法在有效减少测量流量的情况下能够正确地推断网络的拓扑结构.     

适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议

为解决地面网络化弹药MAC协议对弹药网络的功耗和传输时延的重大影响.提出了一种适用于地面网络化弹药的混合型分簇MAC协议.结合基于竞争和分配的协议特点,根据传输时间估计和业务量选择不同的接入方式,避免了碰撞和信道浪费;通过时隙复用降低端到端时延;通过无关节点睡眠降低占空比和网络功耗.仿真表明,与传统的基于竞争机制和基于TDMA机制的协议相比,该协议在吞吐量、端到端时延和功耗等方面均具有较好的性能.      

一种基于社区的机会网络路由算法

针对采用社区划分策略的机会网络路由算法在消息传输过程中存在时延过长、冗余转发的问题,提出一种基于社区的机会网络路由算法Routing algorithm for Opportunistic Networks based on Community(RONC),通过充分利用通信重叠区域内的节点转发消息,优化转发节点判定机制,重设消息传输条件,降低消息转发次数,从而提高消息传输成功率,降低传输时延。理论分析和仿真结果显示:RONC算法在平均端到端时延、转发效率和平均存储时间等方面均优于经典的Epidemic routing算法、Prophet routing算法及其改进算法Community-driven Hierarchical Message Transmission Scheme(CHMTS)。     

基于深度和能量的水下三维传感器网络分簇路由算法

针对水下三维传感器网络定位困难、传输损耗大等特性,提出了基于深度和能量的水下三维传感器网络分簇路由协议.在分簇过程中,根据水下节点到水面的深度、节点的剩余能量来选取簇头,普通节点根据其与簇头的深度差选择自身的簇头,形成适合水下数据传输的锥形簇结构.簇间数据传输考虑了水下节点数据传输向上(水面方向)和向内(以Sink节点垂线为柱心的方向)的原则,采用多跳传输保证数据由深水层向浅水层传递.仿真结果表明,该算法能有效均衡网络能耗,延长网络的生存周期,提高网络数据传输效率.