分布式网络中基于主动探针的测量策略算法

提出一种基于探测节点集合的探测策略算法(AMPD),并应用到测量策略中.该算法在探测节点部署阶段,充分考虑探针对重要节点和重要链路的覆盖作用.首先通过重要节点排序算法选出部分节点部署探针,然后从探针的直连链路、探针之间路径、待测量路径构成的链路矩阵中化简出基向量,用基向量的测量结果表示待测路径的性能,有效地减少了待测路径的数目,为网络路径故障的判定提供了更好的基础.NS3仿真实验验证了该算法的实用性和有效性.     

动态拓扑推测的改进算法

为了在网络中有节点动态加入时推测更新的网络拓扑结构,提出了一种改进的逐步拓扑推测算法I-STIA。该算法首先计算新加入节点与网络中所有探测包接收节点之间的相关度,然后采用一个自适应的动态门限搜索加入节点在拓扑中的正确位置,并利用节点的TTL跳数信息减少搜索的步数。应用该算法可以有效地推测出更新的网络拓扑结构,并提高推测结果的准确度。仿真结果表明:I-STIA相比已有的算法更有效,在同等探测包数目情况下,推测结果的准确度更高。     

基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现引擎

为满足IPv6网络的拓扑发现需求,提出了一种基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现算法。算法根据并发进行的分布式探针数量,将待探测的目标地址集等分为若干子集,在每个周期内每个探针只按序针对其中的一个子集进行探测,同时探针之间互相通告各自探测的结果;此后每个探针按序对下一个子集进行探测,如果发现过程抵达前面的探测周期中其他探针已经发现的共同路径时,则停止继续向前探测。基于本算法实现的系统对一个真实的纯IPv6主干网环境进行了全面发现实验。实验结果表明,该引擎减少了约35%的IPv6探测报文,达到设计目的。     

基于博弈论的蓝牙4.0协同通信策略

为降低节点能量消耗,平衡网络整体效率,提出了一种基于合作博弈论的蓝牙协同组网模型。该模型每个节点根据文中定义的最快响应策略,依据前一轮其他节点所选策略,实时做出当前的策略选择以保证自身效益最大化。进而给出了一种基于能量优先级的通信调度算法,电量低的节点优先进行数据传输,通过节点主从角色转换功能实现跨微微网的通信,降低数据传输时延。实验结果表明,该协同组网策略与传统蓝牙组网算法相比,单个节点能量消耗降低约9％,加快了网络拓扑构建速度,数据传输时延平均降低约11个百分点。     

基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现引擎

为满足IPv6网络的拓扑发现需求,提出了一种基于滑动地址序列的IPv6网络拓扑发现算法。算法根据并发进行的分布式探针数量,将待探测的目标地址集等分为若干子集,在每个周期内每个探针只按序针对其中的一个子集进行探测,同时探针之间互相通告各自探测的结果;此后每个探针按序对下一个子集进行探测,如果发现过程抵达前面的探测周期中其他探针已经发现的共同路径时,则停止继续向前探测。基于本算法实现的系统对一个真实的纯IPv6主干网环境进行了全面发现实验。实验结果表明,该引擎减少了约35%的IPv6探测报文,达到设计目的。     

智能家居中的网络路由改进算法研究

在智能家居中搭建网络过程中，为优化网络路由算法，提高算法的全局搜索能力和收敛精度，提出一种基于BFA(细菌觅食算法)的优化算法。通过选取随机网络拓扑模型建立50节点网络拓扑图和100节点网络拓扑图，利用GFBA算法进行仿真实验，仿真结果表明：与现行的网络路由算法相比较，在网络费用以及收敛时间方面验证GFBA算法对于网络路由问题的适用性和优越性。     

小规模无线传感器网络中GEAR协议的改进

无线传感器网络中基于地理位置的能量感知路由协议（GEAR）在发送数据分组的过程中,由于缺乏足够的网络拓扑信息以及传感器节点能量有限等问题,会遭遇路由空洞,出现短暂路由环现象.针对特定场景下的小规模网络中GEAR路由协议进行优化,提出一种改进的路由机制（SGEAR）.机制基于节点的剩余能量进行选择,对代价函数进行调整,使被选择过的节点、空洞节点、节点能量值低于阈值这3种情况的节点不会再被选择作为下一跳节点.改进算法避免了节点修改自身代价值后,广播消息的不及时造成的短暂路由环现象,提高了时效性,达到更好的性能.仿真结果表明：改进的路由算法能够减少路由空洞个数,进一步降低网络能量消耗,延长网络的生命周期.     

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5G通信的多节点无线传感器网络路由算法研究

提出了基于5G通信的多节点无线传感器网络路由算法.通过簇头节点在网格中心的位置以及簇内节点的能量耗损情况,计算5G通信内部产生移动汇聚节点所需的能量,得到无线传感器网格划分的最佳数量.根据网络节点发送过程以及5G通信内部节点数据聚集能力受限状况,计算出最优簇头数目,得出网络分簇结果.选择合适的访问路径,更新多条路径选择策略,增强最优路径内的信息量.实验结果表明,所提算法能有效增加网络密度适应性,降低了数据传输延迟.     

基于节点接触频率的DTN路由算法

在延迟容忍网络中,由于链路频繁断裂、网络拓扑动态变化等特点,如何有效地将消息转发出去,是延迟容忍网络所要解决的关键问题。Spray and Wait算法通过限制消息副本数量来控制开销,在此基础上分析如何尽可能提高消息的转发成功率,提出了基于节点接触频率的路由算法。该算法根据本节点在网络中与其它相邻节点曾有过的接触频率,在转发消息副本时,按接触频率值高低动态分配消息副本配额。通过ONE仿真工具进行了评估,结果表明,在小规模网络中该算法能较好的提高传输率,降低传输延迟,减少网络开销。     

基于压缩感知的空间信息网络拥塞监测

在空间信息网络中,各卫星间是通过星间链路(Inter Satellite Links,ISLs)相连接的,其空间网络节点的处理能力和资源存储能力受限,网络拓扑具有高动态性,通信链路存在间歇性连接.这造成空间网络节点出现高排队时延的情况,导致网络拥塞甚至丢包,空间数据传输的可靠性下降.为了高效准确地实现网络拥塞监测,本文作者分析了空间信息网络的链路稀疏性,结合其传输方式,将链路状态检测建模为压缩感知问题,并以贪婪算法求解链路延时,进而定位拥塞链路.仿真结果证明,这种链路状态检测算法可以在较少的采样数据量的情况下,以较高的精度恢复链路延时.     

无线传感器网络低时延能量均衡安全路由

提出了一种能量均衡的安全路由机制(LDEESR),适用于周期性数据收集的传感器网络.LDEESR 采用一种动态路由选择算法,该算法基于节点权值和高度值建立起一棵动态汇聚树,并利用类似于令牌传递的方式来选取树根,同时还用对称和非对称加密机制来保障路由的安全.在这种机制下,LDEESR 能够以很低的开销组织网络中所有的节点,健壮网络拓扑,防范多种攻击.通过与基于群体的传感网络以及混合式高能效分布式聚类协议的仿真比较表明,LDEESR 可降低和均衡所有节点的能耗,减小汇聚时延,延长网络的生命期.     

一种修复网络拓扑的Steiner树移动控制算法

针对无线Ad Hoc网络中拓扑修复成功率低、节点移动开销大的问题,提出了一种Steiner树移动控制算法(SMC).采用三近似最少Steiner点算法建立一棵包含网络节点和Steiner点的Steiner树,然后将引入的Steiner点作为节点移动的目的点,选择并调度一些节点移动到这些Stei-ner点上,最后更新网络拓扑,迭代执行算法直到建立一个连通的网络拓扑.仿真结果表明,与基于分区最小生成树的移动控制算法相比,SMC算法不仅修复网络拓扑的成功率可达到100%,而且还显著降低了节点移动开销,其中节点移动总距离减小了37%~45%,节点移动总数减少了9%~29%.     

基于分簇的无线多媒体传感器网络QoS多径路由

针对无线多媒体传感器网络应用,提出基于分簇的Qo S多径路由算法。该算法首先建立分层网络拓扑,然后基于改进蚁群算法实现Qo S多径路由。网络分层时,根据多媒体传感节点的有向性设计分簇算法,实现簇内数据融合以减少冗余数据。数据传输阶段,提出基于蚁群优化的Qo S多径路由算法以满足多约束的Qo S需求。仿真结果表明,与Ant Sens Net等路由协议相比,该算法有效降低网络负载,延长网络生命期。     

WSN中基于中间节点的分层分簇网络生命周期优化研究

在大规模无线传感网中,选择中间节点构建分层分簇网络能降低能量消耗,延长网络生命周期.为了选择合适的中间节点,提出一种低能耗路径搜索算法—LEPSA.算法在混合整数线性规划模型基础上,从一系列可用中间节点,根据节点的剩余能量和接收、转发数据消耗的最低能量选择潜在中间节点,从而确定数据传输的最佳路径.仿真结果表明,对比P-LEACH协议与EEM-LEACH协议,LEPSA算法能有效降低网络能量消耗,延长网络生命周期,并且算法的计算复杂度没有明显增加.     

Ad Hoc网络模糊逻辑组播算法

为了提高Ad Hoc网络组播的效率,提出了FLMA：一种新的Ad Hoc网络模糊逻辑组播算法。FLMA采用模糊逻辑,以适应Ad Hoc网络拓扑动态变化带来的信息不精确性。以重播分组新增覆盖节点的数量相对度和节点的剩余能量相对度为模糊控制系统的输入变量,以节点重播分组的延迟时间为模糊控制系统的输出变量,优化节点重播分组的优先权。从而减少了分组在网络中的重复传输,降低了节点间的竞争和碰撞,均衡了网络中节点的能量消耗。仿真实验结果表明：相比BCAST算法,FLMA延长了网络生命周期,降低了平均端对端延迟和节点平均丢包率,提高了网络的吞吐率。     

k-不相交路径的容错拓扑控制算法

针对无线传感器网络中拓扑控制算法优化目标单一的问题,提出一种既能优化网络能量效率,又能保证网络容错性的k-不相交路径的容错拓扑控制算法.首先,构建传感器节点到sink节点的k条不相交路径,通过增加冗余链路以提高网络的容错性;其次,选择路径能耗、路径中节点功率的标准差及路径跳数检测路径质量;最后,建立多目标规划,并利用智能优化算法对其进行求解,根据k值的不同对路径进行择优选择以达到降低网络能耗并延长网络寿命的目的.仿真实验结果表明,由该算法构造的网络拓扑能有效降低网络能耗,延长网络寿命并提高网络的容错性.     

基于先验知识与模块性的网络社区结构探测算法

在分析模块性指标和Newman有关网络社区结构探测算法的基础上，提出了一种基于先验知识与模块性的社区结构探测算法．利用节点度等社会网络结构先验知识，获得一个社区结构的基本划分，然后进行社区的合并，以此获得一个清晰的社区结构．经计算机模拟网络、Ucinet软件网络和中国农民工社会网络的社区结构探测，结果表明所提算法比Newman的迭代次数减少近50％，并且可以获得更好的模块性指标．     

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.     

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。