基于节点地理位置的路由算法研究

提出一种新的基于分区管理节点的路由算法——基于节点地理位置的路由算法(I-ERIDSR).新算法在节点部署后,定义网络分区半径的计算方法,按照分区半径对监测区域进行划分,并布置管理节点,根据节点间距离和节点能量计算节点的通信代价,完成路由节点的选择.     

基于表面自适应的定向贪婪选路

针对无线传感器网络中基于位置的路由算法中存在的重复搜索和冗余计算问题,提出一种基于表面自适应的定向贪婪路由算法(DGAFR).该算法充分发挥贪婪转发、表面路由转发和定向选路的优势,依据局部区域节点的状态信息进行整个网络的路由选择.理论上分析证明DGAFR算法具备渐近最优性;仿真结果表明,相比于GPSR和GOAFR,该算法降低了大量额外的通信和计算开销,更适于大型的传感器网络.     

基于蚁群算法的Overlay路由扩展性问题

扩展性问题是Overlay网络研究中所需解决的重要问题之一.通过使用蚁群算法对目前Overlay路由系统广泛采用的单跳转发路由机制OHPR(one-hop path routing)进行改进,通过采用维护邻居节点集合的方式降低系统部署和运行的总开销.仿真实验结果表明,基于蚁群算法的单跳路由算法ACOHPR(ant colony optimization based one-hop path routing)在500个节点的Overlay系统中,与OHPR算法相比可以有效的降低系统路由的查询开销到30个节点左右,而获得的通信时延差别不超过9 ms.     

MANET中基于位置和拓扑信息的混合路由算法

在移动Ad Hoc网络(MANET)中,基于拓扑的路由协议所建立的路由会发生断链,经常要进行路由维护;而基于位置的路由算法不需建立和维护路由,但是它必须要有位置服务来获得目的节点的位置信息.为此,文中提出了一种基于位置和拓扑信息的混合路由算法,该算法利用链路的建立过程来获得部分节点的位置信息,不需要专门的位置服务.当所建立的链路断开时,如果有目的节点的位置信息,则源节点可以用基于位置的策略来直接发送数据包.仿真实验结果表明,该算法减少了路由维护的次数,不仅降低了路由开销,而且提高了路由的性能.     

基于梯度信息的ZigBee网络PAN间混合路由算法

针对现有ZigBee网络多PAN路由算法在路由构建过程中通信开销和传输时延较大,以及不相邻PAN的节点间无法建路的问题,提出一种基于梯度信息的低开销混合路由(GLHR)算法.通过网关的梯度定向扩散操作,构建PAN内节点至网关的梯度层次,并借助梯度信息限制路由发现中控制分组的路径,缩减控制分组转发次数.利用先验式和按需式的混合路由策略传输数据分组,降低通信开销、减少分组时延.仿真结果表明:与现有的典型算法IP-AODV相比,GLHR算法在数据分组平均端到端的时延、网络开销、分组传送成功率等方面的性能得到整体提升.     

无线多跳网络中基于网络编码的高效可靠组播路由算法

针对现有的多跳无线网络中基于网络编码的可靠组播算法,节点在数据恢复阶段存在冗余的控制开销和编码包的冗余传输问题,提出一种基于网络编码的高效可靠组播路由算法(high-efficiency reliable multicast routing algonthm based on network coding,HMNC).该算法通过采取在数据恢复阶段用组播树上游节点的反馈信息替代下游节点的冗余反馈信息以及新增节点缓存机制等措施达到减小网络控制开销和降低数据的平均恢复时延的目的.理论分析和仿真结果表明,与基于网络编码的可靠组播(network coding reliable multicast,NCRM)算法相比,HMNC算法在节点数据的平均恢复时延、网络控制开销等方面的性能均得到了提升.     

物联网中链路稳定和能量感知混合模型的组播路由协议

针对物联网络中容易出现节点能量消耗不均衡,路由稳定性差,数据容易丢失等问题,提出了一种改进的链路稳定和节点剩余能量感知的物联网路由算法。该路由算法首先建立了一种基于链路稳定性和节点剩余能量的混合路由模型,利用该模型对节点的能量和链路稳定参数进行综合预判,选出最优节点来组成网络。仿真结果表明,与AODV算法相比,该算法可以有效控制网络开销,提高数据转发率,延长网络生存周期,降低网络延迟。     

机会网络中基于节点效用和能量的路由算法

在不具备完整传输路径的机会网络中,为进一步提高投递率和传输速度,一般使用效用和冗余混合的路由机制,但该机制仍存在较高网络开销以及高效用节点能量消耗过快等问题。基于上述情况,提出了一种基于节点效用和能量的路由方案,考虑到节点关系的自身差异性和动态变化性对路由的影响,充分利用节点的社会关系计算节点效用,并综合节点的剩余能量判断节点的转发能力,实现在多备份路由中进一步降低网络开销和均衡节点能量消耗的目标。最后,通过仿真实验与其他算法进行对比,实验结果表明,提出的路由方案在获得较优投递率和传输延时的同时,在网络开销和能量均衡性两方面有较大的改善。     

WPAN Mesh网络自适应快速路由修复算法

针对基于拓扑服务器的路由（server routing, SR）算法在路由修复阶段存在不必要的网络开销和路径修复耗时偏长的问题,提出一种自适应快速路由修复算法（self-adaptive and fast route recovery algorithm,SFRR）。SFRR算法采用了“捎带式”发布源节点信息和自适应路由修复2种新机制,以达到降低网络开销和更快速地进行路由修复的目的。理论分析和仿真结果表明,与SR算法相比,SFRR算法减小了网络开销,缩短了路由修复的平均时间,降低了数据分组的平均端到端时延。     

无线自组织网络路由开销控制的混合策略博弈

为了在无线自组织网络中建立可用性和连续性更高的路由,路由发现过程中需要重复广播更多的路由请求(PREQ)分组,从而造成路由开销的明显增加,并严重制约了网络的可扩展性.针对以上问题,利用混合策略博弈对PREQ分组的转发过程进行建模,提出了一种基于混合策略博弈的路由开销控制算法,该算法在收到同一PREQ广播的邻居节点间进行博弈并由此决定各自转发PREQ的概率,在满足概率的情况下才可以继续广播收到的PREQ.仿真结果表明,提出的算法能够显著地减少路由开销,同时提高网络的整体性能.     

一种基于链路选择函数的时延约束组播路由算法

在分析基于链路选择函数的服务质量(Quality of Service, QoS)约束组播路由算法的基础上,总结了在构建组播树过程中目的地开销和网络开销的变化规律.并且根据实际应用要求,从综合优化网络开销和目的地开销的角度出发,提出了一种新的链路选择函数及相关组播路由算法,该算法不仅提出了新的链路选择标准,并且改进了节点的搜索过程,综合优化了网络开销和目的地开销.由算法的仿真分析得出,该算法在组播树的总代价和平均延迟上优于DDSP(Destination-Driven Shortest Path)算法,取得了良好的网络性能.     

基于位置信息的MANET按需QoS路由算法

针对移动自组织网络QoS路由开销大的问题,研究了一个基于位置信息的路由消息转发方法,该方法可降低路由开销并提高路由成功率.在此基础上提出了一种路径优化的基于位置信息的QoS路由算法ODLAQR.不同于利用位置信息的路由算法,ODLAQR算法将路由消息转发域进一步分为Green区和Yellow区两个不同的区域,处在不同区域的节点采用不同的路由消息转发策略,最终根据费用选择最优路径传输数据分组.ns2仿真结果表明,和一些QoS路由算法相比,ODLAQR算法能够以较小的路由开销取得较高的路由成功率.     

基于流量与拓扑信息联合反馈的无线自组网路由算法

移动自组织网络(MANET)路由协议中,反应式路由协议如DSR具有开销小,拓扑变化敏感,寻由效率高的优点,但寻由信息在网络中以洪泛的方式传播,限制了协议的可扩展性.利用DSR协议的路由应答消息,所有收到消息的节点根据反馈信息设置信息素标识.当由于拓扑变化而重新寻由时,转发节点能够根据先前提供的转发信息决定是否转发路由请求信息,其他节点则由于没有反馈信息不在网络中转发请求消息,从而节约带宽,提高寻由效率.针对算法的基本设计思想,根据数据流量特征,对算法的有效性进行了分析.利用GlomoSim仿真平台对不同环境下的协议性能进行了比较.仿真结果表明,基于反馈机制的DSR算法能够有效减小网络开销,同时增强协议的可扩展性.     

基于节点转移的ZigBee网络路由改进算法

ZigBee网络的一个主要的目标就是降低网络的耗能,以延长网络的使用时间.但ZigBee协议中的网络结构和路由算法并没有完整的讨论能量消耗问题.该文提出一种改进的分布式路由算法,该算法尽可能通过电源供电路由节点转发数据,最终减少电池供电路由节点的能量消耗来延长网络的生存时间.仿真结果表明,该算法只需少量的通讯开销就可以明显地减少电池供电路由节点的耗能.     

元胞机制下机坪机会网络缓存控制策略

针对机坪感知机会网络中节点缓存空间的限制导致的数据拥塞问题,提出元胞演化规则下机坪机会网络缓存控制策略(ACER).建立基于节点拥塞度的路由通信模型,对节点拥塞度进行判断,在拥塞度较低节点中进行基于概率的数据路由通信,对于拥塞度较高的节点使用元胞自动机的消息丢弃策略,有效地缓解了因数据拥塞产生的网络投递率低等问题,使节点负载均衡地进行数据传输.基于机会网络环境(ONE)仿真平台,采用天津滨海国际机场地图来进行试验,进行不同节点数量下、不同缓存空间下的算法性能分析.结果表明,在机坪网络仿真环境中,不同节点数量以及不同缓存空间下,相对DY、DL缓存管理策略,ACER投递率最高提高97%,网络开销最多可降低70%,并且传输时延具有一定程度的改善.     

基于社区移动社交网络的组播路由机制

针对移动社交网络的社会性和移动性,以降低消息组播过程中的网络开销为主要目标,设计了基于社区的组播路由机制.首先,提出了用于路由转发决策的社交度量、用来衡量节点间亲密程度的朋友关系度量,以及用于衡量节点在网络中活跃水平的联络系数.其次,针对当前消息所携带的目的节点,在社区结构中采用等待-对比-分离的策略产生动态组播树,进而实现多目的地消息的寻路.将该机制分别与基于社区的单播路由机制(CBUR)和基于社交差异的组播路由机制(SDMR)在不同数量的目的节点情况下进行仿真实验,结果表明该机制能够明显降低网络开销并且在不同性能上表现出优势.     

一种基于分层结构的区域路由协议

Ad hoc 网络区域路由协议ZRP（Zone Routing Protocol）结合了先应式与反应式路由协议的特点,在路由时延与路由的通信开销之间做出了折中,并且表现出良好的性能,但是该协议存在着节点分区高度重叠和扩展性差的缺点.为了解决ZRP 协议分区高度重叠的缺点,本文采用了分层网络结构中簇的概念来取代混合路由协议中的分区,在分层网络结构的高级层以簇为单位对网络进行再次分区,提出了一种基于分层结构的区域路由协议CB-ZRP（Clustering-Based ZRP）,并在NS-2 平台上进行了仿真实验,在平均端到端时延、分组到达率和路由负载这3 个方面验证了CB-ZRP 协议的有效性,比较ZRP协议路由负载降低平均接近25%.     

自适应动态功率控制的机会网络节能高效路由算法

针对机会网络中基于跨层设计的能量高效路由算法(ERBC)存在的未考虑节点运动、部分数据消息传输时能耗偏大、矢量消息交换过程有冗余控制开销的问题,提出一种自适应动态功率控制的节能路由算法(ERAPC)加以解决。ERAPC算法通过拓展确认字符(ACK)帧的使用改进了基于接收信号强度指示值(RSSI)的节点测距机制,将功率控制的范围从部分数据消息扩展到全部,以减少节点能耗;通过等待收发节点尽可能靠近后才传送数据,进一步减小节点能量消耗;通过提出一种更简捷的矢量消息交换新机制,减少网络控制开销。仿真结果表明,与ERBC算法相比,ERAPC算法的比特能耗至少降低了27.27%,控制开销则减小了11.87%以上。     

基于模糊视觉与快速路由的移动自组织网络路由协议FH-OLSR

在大规模密集的高速移动自组织网络中,节点的快速移动使网络拓扑变化频繁,从而需要加快路由更新,由此导致路由开销不断增加,网络性能下降.针对这一问题,本文提出了FH-OLSR路由协议,该协议基于优化链路状态路由协议(OLSR)设计,并引入模糊视觉技术与快速路由技术,通过监听节点链路状态的变化情况,自动调整握手消息与拓扑控制消息的发送频率与发送范围,同时结合链路状态计算路由,有效地提升网络拓扑收敛速度,降低路由开销,提高网络性能.本文利用OPNET仿真软件进行实验,结果表明:在大规模网络拓扑高速变化的情况下,FH-OLSR协议与OLSR协议相比,路由开销降低25%,端到端延时降低50%,丢包率降低15%.     

基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法

由于ZigBee网络需要将信息以多播的方式进行传递,部分节点多次传输消耗大量能量,导致节点死亡,为缓解这个问题,提出了基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法.该算法结合邻居表查询和ZigBee分布式地址分配特性,对ZigBee网络多播转发节点选择进行优化,使一个节点能给多个目的节点转发信息.仿真结果证明该算法减少了路由开销,节约了网络的能量,提高了网络的可靠性.