移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法

针对移动自组织网络的工作机理、通信方式和应用,分析了基于地理位置的贪心周界无状态路由(GPSR)算法的路由协议.节点相对速度过快时,GPSR通信性能不稳定.考虑在原有协议的基础上,修改并实现了改进的贪心周界无状态路由(IGPSR)算法.IGPSR协议考虑了源节点、目的节点、备选中继节点的速度和方向,根据节点的当前速度,计算之后某一时间内节点的位置,以此确定最佳中继节点.仿真结果表明:当节点高速移动时,IGPSR协议比GPSR协议具有更低的丢包率.     

无人机自组网三维GPSR协议研究

针对无人机高速运动导致通信链路易断开的问题,提出最大跳距的概念并据此设计了下一跳候选区域,以增加最佳下一跳的可选范围;考虑到高动态网络中GPSR信标交换不及时引起的位置信息失效提出了移动性预测机制,通过对邻居节点实时的位置预测,使得建立的通信链路更加稳健.为解决GPSR协议周边转发在三维空间不适用的问题,引入按需路由DSR泛洪寻找路由的思想,可以以最小跳数恢复贪婪转发.仿真结果表明和PSPFP路由协议相比,不同移动速度下的CA-GPSR协议在端到端时延、分组投递率和网络吞吐量等方面的性能都有不同程度的提升.     

路侧装置修正位置预测模型在Vanet混合路由算法中的应用

在Vanet应用场景中,由于车辆高速运动导致车辆节点构成的网络拓扑不断变化,多数路由协议需要及时维护自己的邻居表来选择路由。邻居选择出错会出现数据频繁重发,导致传输时延高且不可靠等现象。为此本文提出了一种基于高速公路应用场景的高效的邻居发现方法NDK(Vanet Neighbor Discovery method By Kalman filter)。该方法利用经典的地理位置路由算法GPSR思想,借助于卡尔曼滤波(Kalman filter)预测模型来预测节点的邻居表,同时周期性的使用路侧装置(RSU,Road Side Unit)修正预测值。通过NS-3的仿真实验表明,该算法较经典的GPSR算法和其他基于时间、移动预测邻居表的算法能更好判断节点的加入和离开,并有更好的邻居正确率和更轻的网络负载。     

多种路由算法在车载Ad Hoc网络中的性能研究

车载自组织网络作为一种特殊的移动自组织网络,其路由算法的研究面临诸多挑战.现有的路由协议大多利用网络仿真软件进行仿真,而典型的仿真软件并不支持真实城市环境下的节点移动模型.利用MOVE构建真实城市模拟环境,导出网络仿真工具NS2支持的脚本,扩充网络仿真软件的节点移动模型.基于几种真实城市模拟环境,实现GPSR协议并利用NS2模拟仿真典型路由协议AODV,DSDV,GPSR.重点比较了不同包大小、车辆密度情况下,不同协议的包送达率、平均端到端延时、第一次收包时间等性能.结果表明,车辆密度对性能影响不大,GPSR协议更适合真实城市模拟环境.     

面向VANETs改进的GPSR路由算法

针对车载网络GPSR的路由空洞问题,分析了现有策略的不足。为此,提出改进的GPSR。在改进的GPSR中,当节点已达到局部优化,即贪婪算法无法传递数据包,就利用邻居节点竞争方式转发数据包,并基于邻居节点的权值,选取最优的下一跳节点。仿真结果表明,改进的GPSR在数据传输率、端到端传输时延、路由长度方面均有较好的性能。     

一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由策略

针对现有基于位置的路由协议如GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议的性能受目的节点位置移动影响过大的问题,提出一种基于分布式位置服务的路由策略?该路由策略通过在路网中引入分布式位置服务器来协助数据分组转发,分布式位置服务器除了定时维护其辖区内车辆节点的位置信息并存入本地节点位置表外,还定时与邻居位置服务器交换本地节点位置表中的信息并保存于邻居表?基于这些节点位置信息表,在路由策略中,发送节点首先将数据分组转发至本地位置服务器,继而本地服务器根据本地节点位置表或邻居表中目的节点的相关信息做下一步的路由决策,直至将数据分组转发至目的节点?结果表明,在节点高动态移动的车载Ad Hoc网络环境中,基于分布式位置服务的路由策略能够有效提高分组投递率并降低路由开销, 且更能适用于网络拓扑捷变的车载Ad Hoc网络?     

一种车载Ad Hoc网络的分布式位置服务路由策略（英文）

针对现有基于位置的路由协议如GPSR(greedy perimeter stateless routing)协议的性能受目的节点位置移动影响过大的问题,提出一种基于分布式位置服务的路由策略。该路由策略通过在路网中引入分布式位置服务器来协助数据分组转发,分布式位置服务器除了定时维护其辖区内车辆节点的位置信息并存入本地节点位置表外,还定时与邻居位置服务器交换本地节点位置表中的信息并保存于邻居表。基于这些节点位置信息表,在路由策略中,发送节点首先将数据分组转发至本地位置服务器,继而本地服务器根据本地节点位置表或邻居表中目的节点的相关信息做下一步的路由决策,直至将数据分组转发至目的节点。结果表明,在节点高动态移动的车载Ad Hoc网络环境中,基于分布式位置服务的路由策略能够有效提高分组投递率并降低路由开销,且更能适用于网络拓扑捷变的车载Ad Hoc网络。     

基于深度强化学习的无人机自组网路由算法

针对无人机自组网节点密度大、拓扑变换频繁,导致移动自组网复杂的问题,提出了一种基于深度强化学习(deep-reinforcement learning, DRL)的分布式无人机自组网路由算法。利用DRL感知学习无人机特征,使节点不断与环境交互、探索学习最优行动(路由)策略;通过存储经验知识,维护端到端路由,赋予无人机网络智能化重构和快速修复的能力,从而提高路径的稳定性,降低路由建立和维护开销,增强网络的鲁棒性能。仿真结果表明,提出的算法具有较好的收敛性能;在路由修复时间、端到端时延,以及网络适应性、扩展性方面都优于传统的路由算法。     

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.     

一种改进的VANET地理位置路由协议

车载自组织网络(Vehicular ad hoc networks)技术发展迅速,但由于其特殊的节点类型和信道特性,采用传统Ad Hoc网络路由协议无法取得满意的性能。实现高速可靠的数据传输速率,需要研究新的路由算法。基于贪婪算法的地理位置辅助路由是目前VANET路由的主流思路。本文主要研究基于地理位置的路由协议,对GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)协议进行改进,引入了向量的概念,改进GPSR路由协议的贪婪转发模式,即在选择下一跳节点时不仅要考虑到目的节点的距离而且还要考虑城市环境中的十字路口节点,并增加了预测模式来预测在十字路口车辆的移动来提高路由协议的效率。     

VANET场景下的GPSR-R路由算法

路由选择是实现VANET的关键技术之一,没有合适而高效的路由选择算法,VANET就无法工作。由于路由在长距离通信时多跳易断裂,通信链路只需满足通信需求即可。文章对GPSR路由协议进行了改进,提出了VANET场景下的GPSR路由算法:GPSR-R。GPSR-R根据移动节点间链路建立的网络需求进行综合考虑,充分利用不稳定但满足需求的路由完成信息的传递。分析结果表明,GPSR-R在数据包传递率、丢包率方面优于GPSR和GPSR-AD。     

一种基于地理信息的改进GPSR算法

针对车载自组织网络（VANET）中基于地理信息的GPSR协议在转发数据包时通信链路不够稳定的问题,文章提出了一种改进的路由算法——GPSR-S算法。该算法根据任一车辆节点在不同时刻的地理坐标,分别计算出它们的运行速度和运动方向,再通过速度和方向计算节点间通信链路的维持时间,兼顾链路稳定性和距离,选出可靠的下一跳。利用网络仿真平台NS-3对GPSR、GPSR-S进行仿真,结果表明,GPSR-S算法在数据包传递率、端到端时延方面的性能得到了提升,更适合在车载自组网中应用。     

战术无人机群移动自组网的路由性能分析

提出了采用Ad hoc 移动自组网建立战术用无人机群的网络通信以实现战术无人机群的协同与控制,使用参考点组移动模型(RPGM)对战术用无人机群的运动进行仿真,分析了在战术无人机节点运动情况下移动自组网的路由协议性能.结果表明,Ad hoc网络可以有效地实现战术用无人机之间的网络通信问题,其中ADOV路由协议吞吐量大,更能适合网络拓扑的剧烈变化;而DSR则具有路由负载轻的特点,路由协议的性能也随结点移动速度的变化而发生显著改变. 因此为适应无人机群的不同战术任务,应根据战术任务的不同要求来选择不同的路由算法     

基于位置预测的OLSR协议研究

针对空战环境的复杂性和无人机网络中节点的高动态运动引起网络拓扑变化快的特点,提出了一种自适应基于位置预测的优化链路状态路由(ALOLSR)协议,当GPS信息可用时,该协议将OLSR协议中的拓扑控制信息代替为本节点的位置和速度信息,通过MPR泛洪使网络中每个节点获知其他节点位置和速度,在路由选择上充分利用节点定位信息选择稳定的链路。利用NS3仿真无人机组网,结果表明,ALOLSR协议提高了网络分组交付率,降低了数据传输时延。     

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.     

一种可靠的GPSR改进算法在内河航道中的应用研究

内河航道船舶之间采用高频、甚高频等方式进行信息交换,存在着干扰严重、成本昂贵等问题,为改善并丰富内河航道的通信模式,将城市交通中应用较为成熟的车载自组网(Vanet)技术引入到航道通信中,建立了可靠的端到端的船舶通信方式。针对传统的Vanet中GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)路由协议相关算法易形成"空洞"、节点传输不可靠的缺点,提出了改进算法GPSR-CH(GPSR for Channel)。该算法通过增加可靠航标节点、改进Hello包结构、预测船舶的运动轨迹等方案大大增强了传输的可靠性。在内河航道模型环境下的仿真结果表明,GPSR-CH比经典的GPSR及其他几种改进算法有更低的分组丢包率和传输时延。     

基于节点梯度的车辆网络(VANET)路由算法

由于节点的高速移动以及拓扑结构的动态性,传统路由协议不能有效地适用于车载自组织网络。为此,利用梯度理论,提出了一种基于节点梯度的路由协议(node gradient routing,NGR)。该协议充分利用节点的特性,计算节点的梯度值,并将梯度值最大的节点作为下一跳的转发节点。在计算梯度值时,考虑到转发节点与目标节点的距离、节点的移动方向、节点的负荷以及节点的周围密度等因素。仿真数据表明提出的NGR具有良好的路由性能,与典型地理路由协议GPSR和Ad Hoc路由协议AODV相比,所提出来的算法的数据包丢包率、端到端传输时延、数据吞吐量方面性能有较大的改善。     

一种信号强度感知的Ad Hoc网络节点移动控制算法

针对Ad Hoc网络节点具有的可移动的特点,提出了一种基于接收信号功率的移动控制算法.该算法是在无法获取节点位置信息的情况下,对网络拓扑进行优化配置.文中定义了基于接收信号强度的性能函数,当节点位于该函数的最小值点时,传输数据所需的能量消耗最小.可将该函数取得最优解的位置作为节点移动的目标位置,并根据检测到的接收信号强度逐步搜索到该位置.实验结果表明,在位置信息未知的情况下,可通过该算法找到节点移动的目标位置从而减少传输能量的消耗.     

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.     

一种高效可靠的MANET网络路由算法

移动Ad-hoc网络AODV路由协议在路由断掉时,源节点会重新发起路由建立的过程,而在建立新的路由之前,分组会被丢失和通信被中止,针对这问题提出了一种高效可靠的移动Ad-hoc网络路由算法——AODV-RBA(Ad-hoc On-Demand Distance-Vector with Route Break Avoidance).新算法基于AODV,提出了新的路由维护机制:一条活动的路由上的每个中间节点都能检测到通往上行节点的链接中断危险,并在路由中断之前重新建立新的路由,可避免路由中断.NS2仿真结果表明,与AODV相比,AODV-RBA算法在网络时延、丢包率等方面有较大改善,具有较强的鲁棒性和容错性.