一种基于遗传算法的无线传感器网络路由算法

针对传感器节点在能量储备、计算能力、通信能力方面制约性强等问题,采用进化算法理论,提出一种适用于无线传感器网络的移动Agent路由选择算法.该算法能为移动Agent探测具有最小能耗的路径,同时保证信息收集的完整性.实验结果表明,该算法自适应性强,可减少传感器节点的能量消耗,满足无线传感器网络在实际应用中对移动Agent路由算法的需求.     

面向WSN的移动锚节点路径规划算法

针对无线传感器网络中使用移动锚节点辅助未知节点定位问题,提出了一种动态路径规划算法.该算法首先引用相关图论知识,把无线传感器网络看成一个连通的无向图,将传感器节点转化为图的顶点选取虚拟信标节点,通过蚁群算法遍历所选取的节点获得移动路径.并对传统宽度优先搜索算法中节点选取冗余和经典蚁群算法中存在的收敛速度慢等问题提出改进.仿真实验结果表明,改进算法能在保证一定通信覆盖率的情况下减少节点重复遍历以及锚节点的移动距离.     

一种快速且安全的概率标记追溯技术

现有的包标记技术,如概率包标记方法(PPM)、基于TTL的包标记方法(TPM)和动态概率包标记方法(DPPM),不能快速重构攻击路径和防御攻击者伪造标记。该文提出了自适应概率标记方法(APMS)。数据包在进入网络时,其TTL值在第1跳路由器被修改为统一值,中继路由器能够推断出接收的数据包在网络中已传送的跳数,并自适应地以跳数的倒数为概率,标记该数据包。APMS方法中,受害者平均接收最少的攻击包即可重构攻击路径,并可完全消除攻击者伪造标记所带来的影响。NS2模拟实验证明:使用APMS方法,受害者收集齐重构攻击路径所需标记耗费的时间比其他方法要少20%以上,并且攻击者伪造的标记不能到达受害者,从而不会对受害者重构攻击路径产生影响。     

基于最大完全子图与最小树形图的无线定向网络广播算法

现有关于无线定向网络广播的研究主要集中于如何选择中继节点或计算转发概率以提升分组递交率,减少广播冗余,但未对中继节点选择及波束指向计算开展联合设计,导致源节点及中继节点在广播过程中存在冗余指向,增加了消息转发次数。为提升无线定向网络广播效率,提出一种基于最大完全子图与最小树形图的无线定向网络广播算法(maximum complete subgraph and minimum arborescence based directional broadcasting algorithm, MCSMA)。算法首先利用最大完全子图理论计算源节点或中继节点波束指向,使单个波束指向覆盖的邻居节点数量最多,然后利用最小树形图理论选择中继节点,使中继节点使用少量波束覆盖全网所有节点,降低广播过程中的消息转发次数。仿真表明,所提算法可有效减少广播过程中源节点和中继节点的波束指向次数,提升定向广播效率。     

基于遗传自适应蚁群系统算法的中继路由方法

针对实际电力线载波抄表系统中现有中继路由算法的不足,提出一种基于遗传自适应蚁群系统算法的动态中继路由方法.利用遗传算法的快速全局搜索能力获得路径信息素的初始分布,再结合蚁群算法的正反馈收敛机制,同时依据搜索情况对状态转移概率因子、信息素挥发因子、信息素强度等参数进行自适应调整,最终获得最优路由线路.通过仿真实验验证该算法的收敛性、鲁棒性和抗毁性,算法能够根据电力线信道的变化情况以相对较少的迭代次数收敛到最优路径,提高整个抄表系统的时效性.     

一种基于分簇的无线传感器网络数据分发机制

移动SINK可以延长无线传感器网络的寿命,文中提出了一种不依赖于节点地理位置的基于分簇的移动SINK路由算法,源节点和移动SINK之间的通信分为簇内通信和簇间通信两部分.因为SINK的移动而造成的通信路径的中断被限制在簇内通信.     

一种无线携能通信系统中的中继协议

无线携能通信技术的出现为解决节点能量受限问题提供了可能性。在无线携能通信系统中,中继节点通过无线射频(RF)信号获得能量,利用所获得的能量来转发信息。本文研究了基于放大转发(AF)中继的三节点无线携能通信系统,考虑中继端电路能耗的存在,在功率分配(PS)中继协议的基础上提出了开关型功率分配(OPS)中继协议,并推导了该协议下系统中断概率与吞吐量的表达式。仿真结果表明:在该协议下,系统的中断概率与中继端电路能耗无关,系统的吞吐量随着电路能耗的增大而降低。     

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。     

Ad Hoc网络中基于模拟退火-蚁群算法的QoS路由发现方法

针对Ad Hoc网络的动态网络环境和链路、节点性能限制等不利因素，提出了一种新的QoS路由发现方法——SAANT．该方法利用蚁群算法增加了发现可用QoS路由的概率，利用基于概率的路由转发策略来减少洪泛造成的网络开销，从而强化所提算法的全局搜索能力和自适应性，减小了洪泛对Ad Hoc网络性能的影响．所提方法还利用模拟退火算法调整路由发现算法的搜索方向，以弥补蚂蚁算法收敛速度上的弱点，减少了搜索过程中的停滞现象．在包投递成功率、平均包延迟和吞吐量等方面，通过仿真实验对SAANT、仅基于蚁群算法的QoS路由算法和传统的按需路由算法的方法进行了性能比较，结果表明，在Ad Hoc网络环境下，SAANT的收敛速度、移动性能和网络负载性能均表现出更好的适应性．     

—种基于分簇的无线传感器网络数据分发机制

移动SINK可以延长无线传感器网络的寿命,文中提出了一种不依赖于节点地理位置的基于分簇的移SINK路由算法,源节点和移动SINK之间的通信分为簇内通信和簇间通信两部分。因为SINK的移动而造成的通信路径的中断被限制在簇内通信。     

Method to deploy wireless relays in industrial wireless monitoring

In light of demands for wireless monitoring and the characteristics of wireless channel, a complete deployment method containing channel survey, path loss estimation, and gradient grade of wireless relay nodes is proposed. It can be proved by experiments that under the premise of meeting the requirements of real-time and redundant-topology, the total number of relay nodes could be minimized by using the proposed method.     

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.     

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。     

A hybrid cache placement scheme for multi-hop wireless service network

In this paper,a hybrid cache placement scheme for multihop wireless service networks is proposed. In this scheme,hot nodes in data transferring path are mined up by means of rout-ing navigation graph,and whole network is covered with network clustering scheme. A hot node has been chosen for cache place-ment in each cluster,and the nodes within a cluster access cache data with no more than two hops. The cache placement scheme reduces data access latency and workload of the server node. It also reduces the average length of data transferring,which means that fewer nodes are involved. The network system energy con-sumption decreased as involved relay nodes reduced. The per-formance analysis shows that the scheme achieves significant system performance improvement in network environment,with a large number of nodes.     

任务-中继无人机协同路径规划模型方法研究

为了实现多源节点与地面控制站连续的远程通信,提出了一种基于人工势场法的中继无人机动态路径规划模型求解方法。中继簇计算模块根据密度最大值聚类对中继簇进行动态划分,并实现中继节点数量的动态调整。中继节点动态路径规划模块根据人工势场法的思想,使中继无人机根据势场合力机动到合适位置,并具有动态避障和防碰撞的能力。对构建的模型在不同任务载荷设置下独立进行仿真实验,结果表明,中继无人机能够在多源节点与GCS之间完成可靠的多跳中继,在源节点数量不大于10且对空威胁区的数量不大于7的情况下通信链路的联通率均不小于99.83%。该方法能够有效地解决任务无人机远程通信中继的问题,为未来无人装备的发展和运用提供重要技术支撑。     

基于增强LEACH协议的无线传感器网络恶意节点检测模型

针对现有无线传感器网络恶意节点检测方法效率较低的不足,提出一种基于增强低功耗自适应集簇分层（enhanced low energy adaptive clustering hierarchy,enhanced LEACH）路由协议信誉机制的恶意节点检测（malicious node detection based on enhanced LEACH with reputation,MNDELR）模型.在无线传感器网络中使用增强LEACH路由协议选取簇首节点,其余节点选择对应簇首形成各簇集群并确定网络数据包传递路径.节点在数据包内添加节点编号、信誉评价等信息并按传递路径将数据包发送至汇聚节点;汇聚节点解析获取数据包内节点编号并与源节点编号比较判定,形成可疑节点列表;计算节点信誉值并与阈值比较判定网络中的恶意节点.实验结果表明,与其他方法相比,MNDELR模型在无线传感器网络中对恶意节点的检测效果较为显著.      

基于转发节点的无线体域网动态信道研究

无线体域网(wireless body area network,WBAN)的信道特性对于传输速率、传输质量以及连接鲁棒性有很大影响.当前的研究主要是假设人体处于理想状态(静止状态)时的信道特性,这与实际情况中的动态信道不相符合,理想状态下的信道特性也不能反映人体真实的信道特性.为了使WBAN的研究能够更好地应用于实践,建立了步行和跑步两态三维成年男性的人体动态模型,在人体不同部位部署传感器节点模拟无线信道,并在适当部位引入转发节点,在2.4 GHz时计算对比不加转发节点和加入转发节点对动态信道特性的影响.仿真结果显示,人体姿势变化对无线信道特性有很大影响,姿势变化幅度越大对信道特性的影响越大;基于转发节点的信道路径损耗要小于未进行转发的信道路径损耗,合理部署转发节点的位置能极大改善人体处于动态环境下的信道特性,提高通信可靠性.     

铁路无线Mesh网络数据包转发策略的设计与实现

铁路无线Mesh网络不仅要求用户数据包按照确定的无线多跳链进行数据转发,而且需要根据节点故障概率的动态变化进行自适应的调整.为此设计了用户/管理数据包选择性转发策略,并基于Linux开源代码进行了具体的功能实现.实验结果表明,基于用户/管理数据包选择性转发策略的铁路无线Mesh网络能正确而高效地进行数据转发,同时可根据Mesh节点故障概率的动态变化进行自适应的转发路径调整.     

基于网络编码的传感器网络防窃听技术

对基于网络编码的无线传感器网络防窃听技术,该文采用线性网络编码技术,建立了多条不相交多路径,通过源节点和中间节点对原始数据包和接收到的数据包进行编码,窃听节点只有在接收到处于不同链路上的足够数据包数才能够成功解码获得有价值的数据。通过理论分析研究了节点通信能力和网络覆盖率的关系。结果表明:窃听者通常只有大幅增加单个节点通信半径,或者采用多节点协同窃听方式,才能提高成功窃听的概率。     

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10－5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10－3时,与空间数据系统咨询委员会（consultative committee for space data systems,CCSDS）提出的文件传输协议（CCSDS file delivery protocol,CFDP）相比,该协议的传输时间缩短了40％,能较好地适应深空通信环境。