基于节点对接触模型容延网络的路由算法研究

容延网络(delay tolerant network)利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以"存储-携带-转发"的路由模式实现节点间的通信,弥补了传统网络需要建立源节点到目的节点链路的缺陷。容延网络延迟高,链路具有间断性,传输率较传统网络低,链路预测就尤为重要,准确的链路预测对于提高网络效率意义重大。链路预测有两种主要的方法:利用节点社区网络的相似性进行预测和建立节点接触概率模型。马尔可夫调制泊松过程模型(MMPP)就是根据现实数据集建立的节点对接触模型。容延网络的仿真缺乏合适的软件,对于现实生活中的数据集支持不够。开发了关于基于接触事件的容延网络仿真器,读取现实数据,运用上述两种方法建立路由,在此基础上,进行了不同的仿真对比、从传输率、传输延迟、传输跳数、传输效率和传输的综合评定等方面,对不同的路由方法进行了对比。仿真实验结果表明利用MMPP模型的路由方法传输率、延迟和传输效率的综合评定上,优于其他的路由方法,即可以消耗较小的网络资源以达到高的传输率。基于节点对接触的模型对比节点社区网络相似性建立的路由方法,更加适合资源有限的网络。     

具有不可靠链路的通信网最佳可靠路由的确定

研究了对给定拓扑结构的通信网在假定节点完全可靠而边存在随机破坏的情况下,通过计算点对间的路由概率确定最佳可靠路由的两种算法———邻接矩阵算法和动态路由算法－ 邻接矩阵算法通过构造网络的邻接矩阵及一些相关矩阵,利用深度优先搜索的方法找到点对间的所有路由,进而计算各路由的概率并由此确定最佳可靠路由－ 动态路由算法则给出了在链路失效后,按照最短路径原则由失效链路的起始点重新构造最佳可靠路由的方法－ 图１,参５－     

基于蚁群的无线传感器网络概率路由算法

针对多数无线传感器网络路由算法易在网络中形成关键节点,而节点的失效往往导致整个网络的失效问题,提出了将随机思想与蚁群算法的特征相结合的一种新的概率路由计算方法.实验表明,该算法对延长整个网络的有效生存时间的效果较好.     

传感器网络中基于应用规则与概率的动态路由算法

针对连续数据分发型传感器网络，提出一种基于应用规则和概率的动态路由算法。算法基于节点的状态信息，与应用规则交互后周期性地构造一棵广度优先的数据汇集树形成动态路由路径。数据汇集树由初始生成树建立与生成树修补两阶段组成。算法首先将节点状态作为输入参数提供给应用规则，再由规则使用预定义公式计算出节点当前轮成为树节点的概率，形成初始树；而后在树修补阶段，通过添加一些新的普通节点为路由节点对初始树进行修补，完成树的连通覆盖。仿真结果表明，与TinyOS信标算法相比，在本文设计应用规则下的路由算法具有高数据传输率、时延短、平均能耗低的优点，能延长网络生存时间。     

无线传感器骨干网络路由算法

针对当前无线传感器骨干网络路由算法无法平衡能耗和数据传输之间的矛盾, 导致无线传感器骨干网络路由的数据传输时延较大, 无线传感器网络吞吐量较小的不足, 以提高无线传感器网络整体性能为目标, 设计一种新的无线传感器骨干网络路由算法. 首先分析无线传感器网络的工作原理, 并建立相应的路由模型; 然后引入机器学习算法对无线传感器骨干网络路由中的无线传感器节点能量进行实 时预测, 选择能量大的无线传感器节点进行数据传输, 构建能量消耗最小的无线传感器骨干网络路由; 最后与其他无线传感器骨干网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 该算法的无线传感器骨干网络路由能耗较小, 无线传感器网络数据传输可靠性高, 加快了无线 传感器网络数据传输速度, 无线传感器骨干网络路由整体性能明显优于其他对比算法.     

基于局部信息的加权无标度网络改进路由策略

针对现有路由策略的不足,提出一种新的基于网络局部信息的路由策略.利用网络节点在网络中的局部邻居节点的静态信息,引入网络节点队列的动态信息来进行路由选择,节点在对数据包进行路由选择时能正确根据网络静态信息和实时动态信息进行路由.仿真实验证明提出路由策略的有效性,即当控制参数α=-1.0时,网络中的负载均匀分布在各个节点上,而不会拥挤在度大的节点,从而有效抑制了网络拥塞.     

带移动中继的WSN移动路由算法

为了延长带有sink节点的无线传感器网络生存周期,避免因局部突发事件造成网络过早失效,提出一种带移动中继的WSN移动路由算法。该算法基于网格思想,根据节点的剩余能量以及离簇重心坐标距离的加权和来选举簇头,通过可控移动策略调度sink节点,接收簇头所收集的数据,节省网络能耗。另外,引入能量不受限的中继节点,调度该节点服务于信息传输大的区域,延长网络生存周期。最后,从网络总能耗、节点存活数及汇聚节点接收的数据量这3个方面,将该算法与不带中继节点的WSN移动路由算法(MSEERP)进行仿真分析对比,分析结果表明该算法优于MSEERP算法。     

基于Hash链的移动自组织网匿名路由激励协议

为激励移动自组织网络中的自私节点参与数据转发,以改善路由机制性能,在基于地理位置的路由机制中,提出了一种基于Hash链的匿名路由激励协议。该协议将基于Hash链的微支付机制,引入位置辅助隐私保护路由;通过对匿名数据转发节点进行实时激励,改善了不可信环境下隐私保护路由机制的性能。安全性分析表明:该协议能保证参与路由节点的匿名性,同时有效抵御针对基于地理位置路由的伪装攻击和重放攻击。效率分析表明:该协议能实时激励匿名节点参与数据转发。     

带有相遇预测的自适应路由机制

机会网络中的喷洒等待(spray and wait,SnW)路由机制在消息转发决策时并未考虑相遇节点的转发能力。针对SnW在选择中继节点时的盲目性,提出了一种带有相遇预测的自适应路由机制,通过动态地感知网络中节点的信息,根据节点转发能力的差异,自适应地选择活跃度高、与目标节点相遇概率高的节点作为中继节点。结果表明,在不增加开销的情况下,提出的路由投递延时更低,投递率更高。     

ZigBee网络中基于节点移动性的路由选择策略

为了提高ZigBee网络的路由效率,降低节点能耗,提出一种基于节点移动性的路由选择策略.ZigBee网络同时支持基于地址分配的分层路由和基于路由请求的路由方法.该策略根据网络中节点移动性的变化,自适应选择路由方法.节点通过自身邻居参数改变识别位置变化,避免了网络中额外的数据传输流量.经仿真测试,相对于原有的单一方法路由方案,基于节点移动性的路由选择策略具有更高的路由效率,提升了ZigBee网络的路由性能.     

基于蚁群算法AODV协议的研究

Ad hoc网络是一种新型的多跳自组织网络,有着广泛的应用。通过对Ad hoc网络技术的分析,在Ad hoc网络中,针对AODV协议的路由表仅维护一条到指定的目的节点的路由,当源节点移动而造成某条路由失效时,源节点只能重新发起路由请求的问题,提出将蚁群算法融入AODV算法来解决以上问题。将蚁群的信息素的多少作为路径的选择标准,以一定概率选择次佳路径,解决了节点的拥塞和时延时问题。     

低开销的片上网络无关容错路由策略

现有容错路由技术大多依赖重路由的解决方案，通过绕行方式避开故障区域，导致故障周围出现流量拥塞；无关路由算法尽管降低了路由开销，但其容错能力有限。针对存在故障节点或故障链路的片上网络，在网络资源受限的情况下，提出了一种不需要提前构建绕行路径的无虚通道低开销无关容错路由策略(OFTR)。当检测到当前节点与目标节点对之间无故障时，采用FTOE-APA规则路由数据包，实现了路径选择的多样性；当检测到节点或链路故障时，根据源节点、当前节点以及目的节点的相对位置关系动态修改输出端口的优先级，使数据包可以通过最短路径转发，最大限度地减少重路由。OFTR路由策略通过改进的奇偶转向规则和动态改变输出端口的优先级既避免了网络死锁，又降低了数据包进入故障周围的概率。仿真结果表明：OFTR路由策略降低了网络平均延迟，节约了网络开销，与其它确定性容错路由算法相比，饱和吞吐率平均提高了8%以上。     

一种基于节点度数的Ad Hoc网络稳定路由协议

无线Ad Hoc网络中,节点的移动可能引起路由失效,从而导致路由重建,而这会降低网络的性能.针对这个问题,把图论中"节点度数"的思想引入到无线Ad hoc网络路由算法中,在AODV基础上提出了SRP路由协议.SRP根据"节点度数"和路由跳数寻找稳定路由,提高了本地路由修复的成功率,减小了源节点路由重建的次数,提供了QoS保证.该协议是一种同时兼顾路由稳定和QoS的路由协议.     

基于移动预测的移动自组网路由协议

车载自组织网络、无人机自组织网络中节点高动态运动、网络拓扑变化频繁、链路维持时间短,使得传统的移动自组织网络路由协议不能适用.为了满足高动态自组网的需求,改进优化链路状态路由协议,引入移动预测机制.首先,在邻居发现过程中加入节点的位置和速度信息;其次,在中继选择时考虑邻节点的距离,选择不易中断的链路;然后,利用NS3进行仿真,结果表明,改进的优化链路状态路由协议提高了数据成功接收率,降低了端到端平均时延;最后,通过实物平台进行验证.     

采用传递概率与社会网络分析的延迟容忍网络路由

结合了传递概率与社会网络分析的路由设计,可以充分利用网络中节点的运动特性增强端到端的消息传输质量。通过对节点进行相遇历史信息分析和社会关系分析,提出了基于传递概率与社会网络分析的延迟容忍网络路由(RPRSA)。相遇历史信息分析是通过节点在相遇时进行独立概率计算和彼此概率信息交换,使得节点可以预测它在短期内的移动特性;社会关系分析是通过节点在长期内的移动所形成的关系亲疏程度,使得节点可以预测它的长期运动规律。仿真结果表明,该路由算法能够很好地利用节点的运动特性,保证弱社会关系节点和孤立节点有更好的消息传输质量,更好地提高节点端到端的消息传输质量。     

一种基于节点度数的Ad Hoc网络稳定路由协议

无线Ad Hoc网络中,节点的移动可能引起路由失效,从而导致路由重建,而这会降低网络的性能。针对这 个问题,把图论中“节点度数”的思想引入到无线Ad Hoc网络路由算法中,在AODV基础上提出了SRP路由协议。 SRP根据“节点度数”和路由跳数寻找稳定路由,提高了本地路由修复的成功率,减小了源节点路由重建的次数,提 供了QoS保证"该协议是一种同时兼顾路由稳定和QoS的路由协议。     

基于数据扩展的动态贝叶斯网络预测方法

将数据扩展方法应用于动态贝叶斯网络的参数学习中,利用随机抽样算法对小样本数据进行数据扩展,并采用贝叶斯后验概率公式对扩展数据进行修正,同时计算观测数据的后验概率,然后在扩展数据的基础上,完成动态贝叶斯网络的学习和推理.仿真实验表明这种方法可以降低预测模型中节点的联合效应所造成的误差积累,提高模型的预测精度.     

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...     

一种基于贝叶斯网络的故障预测方法

为了研究故障在复杂工程系统中的传播机制,根据关键节点的状态异常信息预测系统发生故障的概率,提出一种基于贝叶斯网络的故障预测方法.根据工程系统自身固有的网络拓扑结构,构建了多层贝叶斯网络模型,利用定性趋势分析法将时间信息融入网络节点中,使得网络具有处理时序信息的能力,便于进行故障传播机理分析和故障预测.提出了基于元器件健康度的根节点故障概率确定方法,针对完备数据集和非完备数据集,选择不同的参数学习方法确定贝叶斯网络的条件概率表,采用多树传播算法进行联合概率推理,由系统根节点运行状态推测其余节点的故障概率.算法在Quanser三自由度四旋翼直升机上进行了仿真应用,结果验证了该方法的可行性和有效性.     

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。