战术移动自组网脆弱性分析与仿真

针对战术移动自组网协议的安全性、脆弱性等问题,分析并仿真出适用于战术移动自组网的攻击方案,增强对敌方战场通信电台的控制能力,造成敌方战场通信指挥系统性能衰减甚至瘫痪.该方案从战术移动自组网的介质访问控制(media access control,MAC)层、内联网层、传输层的协议特征分析,解析战术网络电台在MAC层信道竞争接入、内联网层拓扑更新和传输层传输控制协议(transmission control protocol,TCP)的3次握手机制下存在的协议漏洞,并在NS3网络仿真平台中分层构建不同的攻击模型.该模型在内联网层解决了传统移动自组网中路由黑洞攻击不适用于战术移动自组网的问题,同时在传输层重构了TCP半连接队列机制.对比了攻击前网络性能的变化,仿真结果表明,各层实施的攻击技术都能有效降低战术移动自组网的网络性能,验证了所建攻击模型的合理性.     

基于跨层设计的MANET拥塞控制路由算法

移动无线自组网(MANET,Mobile Ad Hoc Network)是由无线移动节点所组成的具有任意和临时性网络拓扑的动态自组织网络系统,每个节点都可以作为主机和路由器使用。由于移动自组网的独特组织形式,固定网络和有中心无线网络的很多协议无法直接被它采用,因而需要设计专门适用于移动自组网的协议。其中,路由协议是自组网设计并研究的主要技术难点之一。对MANET中的经典AODV路由算法进行了改进,通过节点MAC层信息感知,表征出链路拥塞状态,同时将MAC层信息跨层共享,提出时延跳数积作为网络层路由判断和选择的依据,改善移动自组网传统路由协议遇到的拥塞问题,优化路由工作和网络性能。     

移动自组网中一种基于簇的能量优化路由算法

移动自组网是在没有中心基础设施情况下由一些移动用户自组织形成的多跳无线移动网络,通常部署在一些特殊的场合。由于网络中终端设备均由电池供电,节省能耗就成为了移动自组网的一个核心问题。本文提出了一种基于分簇的簇头轮换和辅助网关的能量优化路由算法。通过簇头轮换均衡网络中的能量消耗,通过网关节点减轻簇头负担。该算法大大延长了整个网络的寿命。     

一种可靠的车载自组网MAC层协议

车载自组网中数据链路层常使用的802.11p协议在实际应用中存在很多问题。如:信标帧在周期性广播时,常因无序发送带来信道冲突而导致丢包率高、数据帧发送延时大且不可预测等问题。本文提出一种改进的车载自组网MAC层协议--BSCM(Beacon Slot Channel Management protocol),该协议采用帧时隙的方法对周期性广播的信标帧进行分时隙管理,减少与其它帧发送冲突的几率。同时,对成簇拓扑中相关节点运动规律进行预测与分析,提出节点加入、退出簇及簇融合等方案。仿真实验证明,该协议与802.11p协议和其相关改进协议比较,信标帧丢包率大大降低,网络负载减轻且数据帧传输有更小的时延。     

适用于集群无人机的自组网安全分簇算法

集群无人机自组网的节点数量多、移动速度快,适合采用分簇的网络拓扑结构,而安全的分簇算法是簇结构自组网安全性的重要基础。分析了集群无人机自组网的特点和其对安全分簇算法的需求,提出了一种适用于集群无人机自组网的安全分簇算法,该算法结合使用密码机制和信任机制来保证网络分簇过程中的信息安全并且选出可信度较高的簇首,分析证明了其具有较高的安全性和可行性。     

应用DSR协议的Ad Hoc网络传输性能分析

移动自组网(MANET)是一种没有固定结构的无线移动网络。本文在网络仿真器上仿真了一种采用DSR协议和Random waypoint model移动模型的无线Ad Hoc消息传输机制,分析了其速度和停留时间的变化对消息传输性能的影响。     

应用DSR协议的Ad Hoc网络传输性能分析

移动自组网(MANET)是一种没有固定结构的无线移动网络.本文在网络仿真器上仿真了一种采用DSR协议和Random waypoint model移动模型的无线Ad Hoc消息传输机制,分析了其速度和停留时间的变化对消息传输性能的影响.     

基于位置信息的稳定分簇路由协议

车载自组织网络具有节点快速移动、网络拓扑频繁变化、链路不稳定等特点,若直接使用移动自组网的路由协议,将会引起传输延时增大及丢包率上升等一系列问题.为此,文中提出一种基于位置信息的稳定分簇路由协议,该协议以节点的运动特性作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和电子地图信息进行路由决策.仿真结果表明该协议能有效地改善簇结构的稳定性,提高数据传输的实时性,降低网络的丢包率.     

基于节点分簇的延迟容忍网络路由策略

延迟容忍网络中路由策略的效率受节点移动特性的影响,为了能够利用节点移动特性制定更加高效的路由策略,提出了基于节点分簇(clustering)的延迟容忍网络路由策略.根据节点接触概率提出了节点分布式分簇算法,将移动特性相似的节点组成簇,并且选择簇内的网关节点;制定了基于节点分簇的消息转发策略.仿真结果表明,相比已有的延迟容忍网络路由策略,所提路由策略能让延迟容忍网络具有更高的消息投递率,更低的平均投递时延以及更低的网络开销比率.因此,利用节点移动特性制定的节点分簇路由策略能够提高延迟容忍网络的性能.     

一种稳定的基于位置信息的分簇路由协议

由于车载自组织网络具有节点高速移动,网络拓扑频繁变化,链路不稳定等特点,直接使用移动自组网的路由协议,将会产生传输延时增大,丢包率上升等一系列的问题,为此本文提出一种稳定的、基于位置信息的分簇路由协议（Stable Clustering and Position-base Routing）,该协议以节点的运动特性作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和电子地图信息进行路由决策。仿真结果表明,该协议能有效地改善簇结构的稳定性,提高数据传输的实时性,降低网络的丢包率。     

基于事件触发的非线性多智能体系统一致性

针对有向网络拓扑下具有非线性动态的多智能体系统,提出了基于事件触发的一致性控制协议;在实际的多智能体系统中,每个智能体的机载电池的容量和数量是有限的,基于事件触发的一致性协议能够有效地减少智能体控制器的更新次数,从而节约有限的计算资源;智能体的触发时刻由智能体的触发条件所确定,每个智能体只在触发时刻才更新自己的控制器;首先研究了集中式的一致性控制协议,主要利用矩阵理论的方法将一致性问题转化为微分方程的稳定性问题,得到了系统达到一致性的条件;然后研究了分布式的一致性控制协议,在协议中每个智能体只需利用邻居智能体的状态;利用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的两个协议能够解决一致性问题,而且不会出现Zeno现象;最后,仿真实例验证了理论结果的有效性。     

基于 32 位 MCU 的 XLPE 生产线中 Modbus 的实现

为解决 32 位 MCU(Microcontroller Unit)与直流调速器的通讯问题,提出一种基于 Modbus 总线协议的通 讯方法以及实现过程。其中 32 位 MCU 选用 STM32F103 芯片并作为通讯主机,直流调速器选用 ETD DC790P 并作为通讯从机。该方法可以实现一主机多从机的通讯结构,实现一个 32 位 MCU 主机与多个直流调速器从 机通讯。主机通过协议发送指令给从机,从机接到指令做出动作并通过协议回应主机。实验证明,基于Modbus 协议的通讯方法能精准实现主机与多个从机的通讯以及 32 位 MCU 对电机转速转矩等控制,并且 Modbus 实现 方法具有稳定性高、抗干扰能力强、可移植性高等优点。     

基于事件驱动型的WSN跨层MAC协议

传统的S-MAC(self-organizing medium access control)协议采用了协商一致的睡眠调度机制,在网络中形成虚拟簇的同时引入自适应侦听过程,但是由于增加了睡眠时间而限制了网络吞吐量,导致网络开销较大和端到端传输时延较长.为此,提出一种基于事件驱动型的跨层媒体接入控制协议(event driven cross layer-media access control,EDC-MAC).采用跨层优化的方法,同时考虑网络层和MAC层,并且依据网络数据传输的特点将网络分为非事件状态和事件激活状态.有效地节约了能量,并减少了事件汇报时延.此外,当节点被激活处于事件激活状态时,采用分簇的方法将事件区域内的节点动态分簇,有效地减少了传输数据的能量开销.通过理论分析和仿真验证了EDC-MAC协议在相同数量感知节点情况下相对S-MAC协议能够平均减少时延35％左右,提高网络剩余能量10％左右.     

能量高效的无线传感器网络稳定分簇路由协议

针对无线传感器网络能量受限和能量消耗不均衡问题,提出了一种能量高效的稳定分簇(energy-efficient steady clustering,EESC)路由协议,其核心思想是:当前簇头根据其簇成员节点的剩余能量信息决定下一轮簇头,下一轮簇头上任后,非簇头节点根据能量距离函数决定加入哪个簇头,簇间通过簇头最小能量耗费判定依据来决定采用单跳还是多跳通信方式向基站发送数据.EESC路由协议每轮产生的簇头数量稳定,综合了分布式和集中式两类分簇协议的优点.实验结果表明,EESC路由协议不仅高效地利用了网络节点有限的能量,而且均衡了节点的能量消耗,显著地延长了网络的存活时间.     

无线传感网中分簇分层k-medoids协议研究

研究了大规模高密度节点部署的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks),提出了一种具有可扩展性的分层分簇k-medoids协议.在簇的建立阶段采用改进的k-medoids聚类算法分簇,并将多级分层技术和k-medoids分簇算法融合形成多个层次的分层分簇网,在层0完成全部分簇之后,启动第1层的分簇,并以此类推直到用户指定的层数.仿真实验表明,多层k-medoids分簇算法缩减了网络节点与sink节点之间的通信量,降低了能耗,最终延长了网络生存期.     

基于混合WMN 域间移动管理方案研究

针对HWMP( Hybrid Wireless Mesh Protocol) 协议域间移动性管理方案中全网广播PＲEQ( Path Ｒequest) 消 息和代理更新消息造成网络拥塞的问题,提出HWMP 协议主动路由模式下新增节点的路由更新算法。对于 PＲEQ 消息的发送做出一定限制,改进了HWMP 协议域间节点移动性管理机制,减少了全网路由更新数据包的 数量,降低了网络的端到端时延。仿真结果表明,与HWMP 协议中的方案相比,AHWMP( Advanced Hybrid Wireless Mesh Protocol) 方案在网络平均吞吐量、网络平均端到端时延等方面具有更好的效果。     

一种基于跨层优化的低延迟无线传感器网络DE2协议

是无线传感器网络MAC协议中比较具有代表性的一种协议，针对S-MAC协议的周期性侦听和休眠机制造成网络中业务延迟较大的缺点，提出了一种基于跨层优化的低延迟无线传感器网络MAC协议(CAL-MAC)。CAL-MAC协议在S-MAC基础上，采用了具有跨层优化思想的自适应侦听机制$该自适应侦听机制中，节点根据路径信息来决定是否进行自适应侦听。通过数值分析,CAL-MAC在保证能量有效性的同时降低了延迟。     

面向大规模蜂群自组网跨层路由协议设计与仿真

针对大规模蜂群自组网中，大量路由开销导致广播风暴而严重影响通信质量的问题，设计了一种跨层路由协议。该协议对路由层和接入层进行一体化设计，利用统一连通支配集算法在接入层构建虚拟骨干网络，利用骨干网信息在网络层进行拓扑发现，引入基于模糊视觉的触发式洪泛机制，能减少节点控制信息的转发次数、缩小洪泛范围。采用基于传输时间和接收信号信噪比（signal noise ratio,SNR）的度量判据方式计算路径，实现动态网络拓扑的路由快速收敛，增强网络感知的灵敏度。仿真结果表明，与现有路由协议相比，跨层路由协议能够大幅降低网络开销，在端到端时延、吞吐量和路由建立时间方面，其性能也有显著提升。     

采用P4的数据平面NAT-DP技术方案

针对协议转换（network address translation protocol translation,NAT PT）技术服务于 IPv4和IPv6节点之间的通信,无法实现多协议节点之间的数据包通信,缺乏协议扩展功能的问题,提出一种基于P4的网络地址 可编程数据平面协议转换（network address translation programmable data plane protocol translation,NAT DP）技术方案。该方案运用可编程协议无关报文处理语言完成解析器、控制流和匹配动作表的定义,实现多协议数据包在数据平面的解析、协议转换与重组。实验结果表明,该技术方案可以有效解决NAT PT的协议扩展性问题,并使管理员在数据平面实现协议转换机制的可重配置。     

基于正则表达式与多叉树的DBC网络协议解析方法

为解决CAN网络下DBC （database CAN）协议数据解析和结构表征问题,通过正则表达式解析了DBC文件协议信息,利用多叉树结构,对CAN网络协议信息进行结构表征。针对Intel和Motorola不同格式下的协议解析问题,提出了报文数据场的信号色块表示方法以及起始位转换公式。基于C#语言设计和开发了CAN网络数据管理软件,并将CAN网络协议以DBC数据管理文件输出。用实车试验验证了所提出DBC协议解析方法的有效性。