基于统计信道状态信息的节能分布式中继选择

针对放大转发协作网络中的中继节点选择问题,提出了基于统计信道信息的能量有效分布式中继选择算法. 算法对系统能量效率与系统中断性能进行折中,通过最小化系统平均消耗总功率来确定转发阈值,各中继节点根据转发阈值独立地决定是否参与数据转发. 考虑有多个中继节点辅助源节点进行数据传输,提出了基于数值搜索方法确定转发阈值的多中继节点选择算法,在满足系统目标中断性能的同时,使系统消耗较少的平均功率. 为了降低阈值求解的复杂度,考虑只有1 个中继节点参与数据转发,进而提出了具有低计算复杂度的单中继节点选择算法. 仿真结果表明,与已有的放大转发模式下的中继选择算法相比,该文提出的算法在能量效率上具有更好的系统性能.     

能量优化和负载均衡的QoS按需路由协议

摘要：针对移动ad hoc网络对QoS的要求,提出一种能量优化和负载均衡的QoS路由协议. 综合整条链路的能量 和负载信息生成QoS参数,根据QoS选路算法建立链路. 结合距离信息控制路由请求分组的广播方向,并在中间节 点设置能量和队列阈值作为路由请求分组转发的限制条件,减少不必要的路由开销. 在路由维护阶段利用节点的能 量信息限制路由的本地修复,避免能量即将耗尽的节点继续参与路由发现. 该算法同时优化了路由选择机制、中间 节点转发机制和路由维护机制. NS2仿真结果表明,提出的协议在投递率、归一化路由开销和端到端延时方面均表 现出良好的性能.     

基于剩余能量和距离的WSN混合路由算法

针对低功耗自适应集簇分层型协议(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)在簇头选举和数据传输过程存在的不足,提出了一种基于剩余能量和距离的WSN混合路由算法.算法在分簇建立阶段,综合考虑节点剩余能量和簇头到基站距离2种因素对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)分簇的影响,采用了2种因素乘积形式对阈值(n T)进行修正.在数据传输阶段,采用混合路由方式进行数据通信,即比较节点到簇头、基站的距离,当节点距离基站较近时,节点直接与基站进行通信,反之,则通过簇头与基站进行通信.结果表明,考虑剩余能量和距离的混合路由算法的网络性能较为优越,其网络生命周期和基站接收数据包数量较传统LEACH算法都有较大提高.     

放大转发协作通信中继位置对SER性能的影响

针对放大转发协作网络多跳中继节点位置对系统性能的影响,分析了端到端链路的误码率. 根据误码率并通过设定不同节点间距离来确定最优中继位置. 针对多跳中继网络,提出了基于信道状态信息的节点选择算法,在不同的选取准则下以最小值最大化为目标. 为了考虑中继位置,进而提出基于节点位置信息的中继节点选择算法,确保选择一个最低误码率的节点为协作节点. 仿真结果表明,多跳中继最优位置处于源节点和目的节点的中点处. 与已有放大转发模式下的单跳中继相比,多跳中继在系统具有较低的总传输功率时具有更好的性能.     

WSN中一种基于网络编码的可靠传输算法

利用网络编码来提高数据传输与存储的鲁棒性算法,并提出了一种自适应纠错机制,以此来保证数据准确可靠地传输到目的节点.仿真结果表明,使用的网络编码算法在有效保证数据传输可靠性的基础上显著地减少了通信量,从而降低了能量开销.     

解决Ad Hoc网络广播冗余竞争冲突的高效广播算法

针对盲目广播带来的广播风暴问题,提出了一种适用于Ad Hoc网络的跨层模糊逻辑广播算法(cross-layer fuzzy logic broadcasting algorithm,CLFBA).该算法应用跨层设计的方法,在保持原有介质访问控制层(medium access control,MAC)和路由层严格分离的基础上,允许路由层共享MAC的接收信号强度信息.采用模糊控制获得节点重播分组的概率,赋予增加通信面积大的节点和剩余能量高的节点较高的转发概率.CLFBA减少了广播过程中产生的冗余、竞争和冲突,均衡了网络中节点的能量消耗.仿真结果表明,与路由层应用泛洪和概率泛洪算法、MAC层应用IEEE802.11协议相比,CLFBA提高了转播节省率,延长了网络生命周期,降低了平均节点丢包率和平均端对端延迟.     

实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇方法

分析了分簇无线传感网中的负载不均衡问题,提出了一种实现节点负载均衡的无线传感网能量高效分簇算法. 根据网络模型计算出最优网络分簇数量,通过调整节点的通信半径来控制网络分簇的大小,以分布式周期性迭代的方法竞争选举簇头,形成合理的网络拓扑结构. 不同网络条件下的仿真实验证明,该算法能有效地均衡网络节点负载,从而降低节点能耗,延长网络生存时间,其性能优于典型的无线传感网分簇算法LEACH和HEED.     

基于WSN的能量有效性路由算法的研究

能量有效性是无线传感器网络的主要性能指标,网络层能量有效性路由算法的研究,是解决WSN能量有效的主要研究方向.通过MHRA路由算法,对WSN能量有效性路由算法的设计和实现,进行研究和分析.     

基于网络编码的能量最小化带宽分配方法

结合网络编码研究支持双向对传模式的中继蜂窝小区的带宽分配问题. 首先给出直连链路传输模式和中继网络编码协作传输模式共存小区的带宽分配方法和用户传输模式选择策略,然后利用优化算法对小区中继位置、带宽资源分配、用户传输模式选择进行联合优化. 仿真结果表明,采用网络编码协作传输模式能比采用传统的解码转发传输模式至少延长移动用户8.59%的生命周期.     

基于RF的无线传感器网络的MAC协议设计

针对传统无线传感器网络能量供应问题,提出了基于射频能量捕获的无线传感器网络介质访问控制（medium access control,MAC）协议。首先在相邻节点之间运用时分多址（time division multiple access,TDMA）技术按时隙分配信道,使数据在源节点到汇聚节点之间无争用传输;同时控制节点在每个周期内消耗的能量,间接调整节点自身的占空比;然后在缓冲区中设置负载阈值作为节点在通信转换角色中的依据,实现节点间的时间同步;最后对各种网络拓扑结构进行实验模拟,评估其延迟率和数据丢包率。实验结果表明：该协议与基于自适应时分多址的介质访问控制（adaptive TDMA-based MAC,AT-MAC）协议相比,不但延迟率低而且网络模拟结构更接近于现实网络场景,可以满足无线传感器网络的性能需求。     

一种MANET中基于位置的可信路由

摘要： 由于基于距离的位置辅助路由算法无法抵御恶意节点拒绝服务攻击(denial of service, DoS)的安全漏洞,引入信任度量,将信任模型加载到路由发现中以解决恶意节点对路由的DoS攻击. 改进的基于信任的安全位置辅助路由利用节点的直接信任度和推荐信任度来避免信任值低的恶意节点加入路由转发工作. 仿真结果表明,ST-LAR(secure trust location-aided routing)能更有效地抵御恶意节点的DoS攻击,并在平均端到端时延、分组成功投递率、吞吐量等方面优于DBLAR.     

一种基于博弈论的D2D通信中继选择算法

在设备终端直通D2D（device-to-device）通信中，当源节点与目的节点间的距离过大时，会出现通信质量差、通信过程中断概率大的问题，为此提出了一种基于博弈理论的D2D通信中继选择的算法.首先基于距离损耗限定了中继的位置区域；然后考虑到能量过低会造成通信中断的问题，分析了候选中继节点的转发能力，通过筛选得到候选中继集合；随后考虑到节点间的社交关系，分析了通信的中断情况；最后利用博弈理论选择出最优中继节点进行数据传输.仿真结果表明：与随机选择算法和基于信道状态信息的最优中继选择算法相比，所提算法有效提高了D2D通信的覆盖率，降低了通信链路的中断概率，提高了系统的整体吞吐量，进而提升了中继系统的稳定性.     

P2P网络路由节点组合策略博弈模型

现有P2P网络节点博弈模型未考虑节点类型的多样性、节点策略的复杂性以及节点信息的不对称性. 针对这一问题,该文提出一种新型P2P网络路由节点的组合策略博弈模型. 该模型根据节点的本质将其分为善意和恶意两类,根据节点在路由中的位置分为端节点和中间节点两类. 将各类节点在路由各阶段采用的策略进行组合,形成路由节点的组合策略. 在此基础上,分析各类路由节点组合策略博弈的收益矩阵,得出不对称信息局面下各类路由节点调整自身组合策略的算法,以及路由节点背叛的条件.     

基于信誉投票的PBFT改进方案

区块链作为一种去中心化、防篡改的分布式账本,其性能从根本上受共识机制效率的影响。实用拜占庭容错算法以视图切换随机选取主节点的方式会导致安全问题,且在节点较多时共识效率变低。针对这两个问题,提出了基于信誉投票的PBFT改进方案。根据节点划分机制评估节点的可靠性,动态地选取高信誉值节点来参与共识,降低恶意节点成为共识节点的概率,增加系统的安全性;根据节点状态转移机制转换节点的角色,维持系统的正确运行,提高系统的稳定性。将所提方案与PBFT方案进行对比实验的结果表明：在系统长期运行中,所提方案能减少共识过程中的拜占庭节点和通信开销,提高容错率和吞吐量。     

攻击检测安全LEACH路由协议

提出一种基于攻击检测的安全LEACH协议S-LEACH.该协议根据LEACH协议的特点,采用在簇头选举和数据传输阶段在数据包尾部捎带检测参数信息的方法,通过节点能量和接收信号强度值,综合判断传感器网络中的HELLO flood攻击和Sybil攻击;同时针对簇头节点和簇内节点的攻击,分别设计了2种检测方法,提高了检测精度.最后在NS-2软件中建立了WSN真实网络空间的Jakes信道模型,利用该模型验证了S-LEACH协议的安全性.     

区块链链下支付通道网络的可选择多路径支付方案

链下支付通道网络存在用户节点无法根据实际需求选择转账方式、单次路由中仅使用单一路径发起交易导致的容错率低等问题。为此，提出一种基于链下支付通道网络的可选择多路径支付方案，可以为用户节点提供基于实际需求的距离最短优先、手续费最低优先以及距离和手续费综合度量3种转发选择；同时基于链下支付通道网络改进了开放最短路径优先协议，并根据节点所选的不同优先级构建多条路径以并行转发支付，相对于已有的方案显著提升了单次路由下转账支付的成功率；最后还设计了接收方节点确认转账成功后可主动释放其他路径的功能，以适当提高支付性能。     

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法. 首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM 软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率. 仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 dB 性能损失代价下降低系统的译码难度.