一种基于分簇的机会网络路由算法

针对机会网络中节点相遇但传输信息失败而带来的资源浪费问题,提出一种基于节点分簇的数据传输算法COND.根据节点自身和节点间的特性,设计了以节点间成功传输信息的次数为分簇指标对节点进行分簇的方法,同时根据中继节点和目标节点的关系转发消息,从而高效地将消息投递到目的节点,并提高了节点间传输信息的成功率.仿真结果验证了通过上述节点分簇算法和信息转发方式,COND能够提高消息投递成功率和降低网络的资源消耗.     

基于节点通信监听机制的高效感知消息传输机会网络路由研究

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冗余转发的问题,设计节点通信监听机制,构建了新的消息传输策略,以高效感知邻居节点社区属性信息;并充分考虑携带移动设备的人的移动轨迹特点,设计了社区移动模型;嵌入时间片轮回机制,对网络节点进行动态划分社区;最终提出了基于节点通信监听机制的高效感知消息分发机会网络路由算法。在社区内转发消息时,选取与目的节点通信范围重叠区域内的邻居节点作为下一跳,若不存在这样的节点则将消息转发给与目的节点相遇概率较大的邻居节点或目的节点;在社区间转发消息时,算法选取与目的社区通信概率较大的中继社区节点转发消息,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:与当前机会路由算法相比,新算法的传输成功率以及转发效率更高、平均端到端时延与平均存储时间更低。     

基于社交效用向量的机会网络路由算法

针对传统机会网络路由协议未考虑到节点社会性的问题,根据机会社会网络中节点呈现出周期稳定性和规律性,利用节点累计的历史信息组成"社交效用向量"来预测网络拓扑结构的变化,提出了基于社交效用向量的机会网络路由算法.该算法中每个节点都携带各自的社交效用向量,根据节点与目标节点是否属于同一社区及节点的社交延迟度控制消息的转发次数,同时将连通时长、社交有效性用于决策消息转发,避免消息的碎片化.在真实数据集PMTR上进行仿真实验,从转发消息数、数据包平均延迟及投递成功率三方面将该算法与Epidemic、Prophet经典算法对比,分析了消息生存时间和节点缓存空间对路由性能的影响.仿真实验表明,该算法与Epidemic、Prophet算法相比,减小了延迟率和误码率,提高了投递成功率,同时在转发消息数方面略优于两种经典算法.     

协作意愿感知的机会网络路由算法

机会网络中的节点由于受理性实体所控制表现出不同的协作意愿,从而对网络性能产生显著影响,针对这种情况,提出了一种协作意愿感知的机会网络路由算法,该算法利用消息的平均转发时间来衡量节点间的协作意愿,根据联系概率为消息合理地选取转发节点,采用消息优先级机制来提高缓存和带宽的利用率.仿真结果表明,该算法能有效地改善网络性能.     

容迟网络中基于信任蚁群的自组织路由算法

由于移动节点间的相遇机会的不确定性,容迟网络采用机会转发机制完成分组的转发.这一机制要求节点以自愿合作的方式来完成消息转发.然而,在现实中,绝大多数的节点表现出自私行为.针对节点的自私行为,提出了基于信任蚁群的自组织路由算法TrACO（Trust Ant Clone Optimization）.该算法利用蚁群算法基于群空间的搜索能力和快速的自适应学习特性,能够适应容迟网络动态复杂多变的网络环境.最后对TrACO进行性能仿真分析,仿真结果表明TrACO能够在较低的消息冗余度和丢弃数下获得较高的分组转发率和较低的消息传输时延,表现出较强的挫败节点自私行为的能力.     

不确定行为下的物理层安全博弈

在多窃听节点存在的无线通信中,联盟内的协作中继转发接收到的信号到目的端能够有效地提高物理层安全传输的性能.然而,具有自私行为的中继节点会拒绝为其潜在合作者转发信息,并且自私行为具有动态变化的未知性.基于网络环境的贝叶斯联盟博弈,研究节点自私行为不确定条件下的联盟形成,通过节点与其他节点订制合同,得到贝叶斯核,进而形成纳什稳定的联盟结构.仿真结果表明该算法形成的不完全信息下的联盟结构与完全信息下的联盟结构相同,可以实现联盟节点安全效益最优.     

基于节点属性和缓存管理的机会网络路由算法

由于机会网络中的节点移动性强,资源受限,设计高效的机会网络路由算法面临巨大挑战.目前已有的路由算法大多借助节点之间的相似性来提高算法的性能,而没有关注到节点之间的异构性,导致部分节点承担了过重的传输任务,从而影响了网络性能.以传统的PRoPHET路由算法为基础进行优化,提出了基于节点属性和缓存管理的机会网络路由算法(Opportunistic Routing Protocol based on Attributes of Nodes and Buffer Management,OANBM),该算法考虑节点的异构性,尽可能利用通信能力强的节点完成转发任务,并且加入缓存管理措施来降低网络负载.仿真结果表明:与经典机会网络路由算法相比,该算法的消息投递率可有效提升10％,而且大幅降低了网络负载率.     

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)。     

基于博弈论的无线传感器网络能耗均衡

传输环境的异构特性使得无线传感器网络某些节点电源过早耗尽,为解决无线传感器网络中的多个节点间的能耗均衡问题,考虑到了节点能耗异构性,通过设计效用函数并设置系统参数,并建立起基于任务调度的完全信息静态博弈模型,获取每个节点的最优发送概率.通过在异构的环境中的大量仿真测试,结果表明:与传统的两种算法相比较,博弈算法被证明能有效地均衡网络节点的能耗,并延长网络的工作寿命.     

基于信用的重复博弈模型在节点转发中的应用

机会网络信息转发决策中,由于节点的自私性可能出现通过欺诈表现而故意导致转发决策失败的问题,并由此带来损益表的明显变化。针对这一现象,提出了基于信用合作和重复博弈的欺诈行为解决方案。在引入信用合作机制的基础上,将单次阶段博弈行为转变为其生命周期和全局网络内的重复博弈过程。通过惩罚机制和信用机制,将欺诈节点单次欺诈行为收益与惩罚周期的巨大损失相比较,迫使博弈节点在博弈过程中仔细权衡其欺诈行为可能带来的损益比,从而减少欺诈行为的可能,提高机会网络中信息转发过程的成功率。仿真实验结果表明,该方法可显著提高节点博弈过程中的诚信度和合作率。     

机会网络下一种采用二审分析法的网络恶意节点检测机制研究

机会网络中一旦有了恶意节点,则会引起网络拥塞甚至系统崩溃。因此,如何检测并拒绝接收恶意节点发出的消息是保证机会网络能够正常顺利运行的一个亟待解决的问题。为解决这一问题,本文提出一种基于“二审分析法”的方式来对节点的恶意特征进行评价,并建立恶意节点黑名单。该算法首先通过主观分析算法对消息节点进行甄别,对无明显恶意特征的节点发送的传输消息进行“放行”,之后对具有恶意特征的嫌疑节点再利用客观分析算法进一步判断,并将满足条件的节点加入黑名单。正常节点不接收黑名单中各节点发送的消息,以此来抵御恶意节点的注入式攻击。该算法兼顾机会网络节点间的传输机会和节点内部资源,提高了节点恶意性的分析效率。同时提出“有效报文投递率”“有效传输延时”“有效网络开销”等概念,即各项统计指标不再纳入真实恶意节点产生的数据,通过各项“有效指标”,将更准确地对数据进行观察。     

基于机会网络的路由算法

当前机会网络路由算法在数据包较少的情况下无法准确估算节点的兴趣,导致社区划分不合理,数据包在节点之间存在无效传递,从而增大了通信开销.针对此问题提出了一种将节点接收消息的历史次数和历史消息与各类消息间的相似度相结合,量化对各类消息的兴趣程度,并根据这种兴趣程度来划分兴趣社区的路由算法ILCR(interest level community route).ILCR具体转发策略是选择在目标社区内且到目的节点概率大的节点,或者活跃且可靠程度大的节点作为中继,通过ONE平台对ILCR仿真并与Epidemic、Prophet对比,结果表明ILCR在投递率比Prophet提高了约13%,比Epidemic提高了约113%、网络开销比Prophet降低了约94.4%,比Epidemic降低了约81%等,保证了在网络频繁间断且网络资源匮乏的情况下成功通信的可能.     

基于节点热度的改进Gnutella2搜索算法

Gnutella2的搜索算法在超级节点间转发消息采用泛洪机制,在大规模文件共享中产生较多冗余消息,降低了搜索效率.为提高搜索效率,提出一种基于节点热度的改进搜索算法.该算法根据P2P网络中的幂律特性,提出节点热度概念,根据节点热度选择转发超级节点,设计了基于节点热度的搜索算法;在节点热度的计算中,引入惩罚因子减少无效搜索;在搜索消息转发时,通过最热轮空策略来均衡高热度节点的负载.对实验结果的分析表明,该算法在保证搜索命中率的前提下,能有效减少平均搜索时间和平均跳数,提高了搜索性能.     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

一种基于残差分析过滤的安全定位算法

在无线传感网络节点定位中,恶意锚节点的出现会降低网络定位性能,为了解决这个问题,根据节点定位过程中的恶意锚节点攻击特性和定位计算中的残差问题,提出一种基于残差分析和过滤的无线传感网络安全定位算法.建立了基于距离的安全定位模型,对网络定位中的残差问题进行了分析,并且通过残差特性过滤掉网络中恶意锚节点,利用剩余锚节点信息和梯度下降法对未知节点实现高精度定位.仿真表明,此算法在多个性能指标下都能取得相对较高的定位精度,并且在高强度的恶意攻击下也能保持较高的定位性能.此算法不但能有效地抵御恶意攻击对节点定位的破坏,还显著地加强了网络的定位安全性.     

一种基于能量和距离的多级能量异构传感器网络路由算法

为了能有效地利用节点能量的异构性,降低网络能耗、延长网络稳定周期,提出了一种同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分簇路由算法.在节点簇间综合考虑簇头剩余能量及其与基站的通信能耗,以选择合适的下一跳路由节点.仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络能量消耗,延长网络稳定周期.该路由算法在维持节点存活个数、降低网络能量消耗及增加网络数据传输吞吐量等指标方面优于几种常见传感器网络路由算法,表明在综合考虑能量和距离等因素后能够获得比单一考虑能量或者距离的算法更优的运行结果.     

Context-Aware Adaptive Routing for Opportunistic Network

Opportunistic networking-forwarding messages in a disconnected mobile ad hoc network via any encountered nodes offers a new mechanism for exploiting the mobile devices that many users already carry. However, forwarding messages in such a network is trapped by many particular challenges, and some protocols have contributed to solve them partly. In this paper, we propose a Context-Aware Adaptive opportunistic Routing algorithm(CAAR). The algorithm firstly predicts the approximate location and orientation of the destination node by using its movement key positions and historical communication records, and then calculates the best neighbor for the next hop by using location and velocity of neighbors. In the unpredictable cases, forwarding messages will be delivered to the more capable forwarding nodes or wait for another transmission while the capable node does not exist in the neighborhood. The proposed algorithm takes the movement pattern into consideration and can adapt different network topologies and movements. The experiment results show that the proposed routing algorithm outperforms the epidemic forwarding(EF) and the prophet forwarding(PF) in packet delivery ratio while ensuring low bandwidth overhead.     

考虑环境影响的水下电场通信组网算法

为提升自主式水下航行器集群协作能力,减少群体网络能耗的同时进一步提高网络可靠性,提出一种考虑实际水域电导率影响并采用水下电场通信方式的仿生鱼群自组网算法.该算法基于节点间通信时间计算节点优先级,进而确定节点角色与功能,生成水下集群协作网络模型,实现小规模仿生鱼群的快速组网.以目的坐标为导向的子节点、失散节点自主巡航功能...