拓扑结构对网络承载能力的影响

 通过建立3 种典型的复杂网络模型及对应的输运模型,数值计算并仿真试验拓扑结构指标和网络承载能力的变化.结果显示:3 种网络承载能力的数值计算结果和仿真试验结果基本吻合;核心节点的存在使得无标度网络的节点最大介数值所占比重高于其他网络,导致网络的承载能力最小;随机网络的节点最大介数值所占比重低于其他网络,导致承载能力最大;随着平均度的增大,各类型网络承载能力增加明显,但各种拓扑结构指标对承载能力提升的贡献不同.     

Ad Hoc网络基于信誉机制的自私节点检测

针对移动Ad Hoc网络中,自私节点会影响网络性能,甚至导致网络瘫痪等问题,提出新的用于Ad Hoc网络检测自私节点的信誉机制。该机制采用一种新的直接监测技术评估网络中节点的信誉,允许为其他节点转发数据或路由控制信息而消耗自身能量的节点进行网络通信,而行为自私的节点会被监测或隔离。仿真结果表明,利用该机制能较为准确检测到自私节点,提高网络吞吐量。     

基于货运列车组的传感网节点负载建模分析

部署于货运列车组的无线传感器网络一般为线性拓扑,汇聚节点位于网络端部.由于网络的中间节点需要承担较多的传输任务,从而易导致能耗不均形成能量空洞,造成网络快速失效.对线型网络节点负载情况进行了建模以分析网络能耗分布,建立了节点和汇聚节点距离与节点负载的关系模型,并通过仿真实验证明了模型的正确性.模型能够在未来应用中对网络布设时的拓扑构建、路由协议定制等起到指导作用.     

一种基于自适应竞争窗口的无线传感器网络拥塞缓解策略

为了解决无线传感器网络拥塞引起的数据包丢失问题,利用节点监测发送队列的长度,当节点发现缓存空置比率上升时,预测本节点将会聚集更多的数据包,则缩小节点的竞争窗口尺寸,提高其成功竞争信道、进行数据包发送的概率,进而提高数据包的传递率.仿真结果表明,仿真开始时,外围节点将数据包不断推送至离汇聚节点较近的节点,使这些节点迅速进入饱和状态,导致拥塞发生;随后,各节点缓存队列长度逐渐缩短,直至各节点缓存的数据包被传输至汇聚节点,网络中只有少量数据包被丢弃.该策略使数据包被临时缓存于网络外围节点,避免其向汇聚节点迅速集中;此外,它还能平衡网络中的载荷分布,大幅减少了网络中数据包的丢失率,使数据包的传递率提高了25%～30%.     

基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法

由于ZigBee网络需要将信息以多播的方式进行传递,部分节点多次传输消耗大量能量,导致节点死亡,为缓解这个问题,提出了基于邻居表查询的ZigBee多播路由算法.该算法结合邻居表查询和ZigBee分布式地址分配特性,对ZigBee网络多播转发节点选择进行优化,使一个节点能给多个目的节点转发信息.仿真结果证明该算法减少了路由开销,节约了网络的能量,提高了网络的可靠性.     

IP拥塞控制及其仿真实现的研究

基于UDP业务数据在互联网的剧增导致了严重的网络拥塞.首先通过OPNET仿真平台建立起适当的仿真模型,通过仿真阐明了UDP协议不具备拥塞控制机制是网络拥塞产生的最根本原因,并且同一链路过多的UDP数据还可能导致对TCP数据流的不公平性;然后提出了在通信子网节点进行IP网络拥塞控制方法,并且通过仿真数据也证明了在通信子网...     

基于RPGM模型的Ad hoc路由协议的构建与仿真

为了改善无线Ad hoc网络中由于无线节点的移动所导致的网络性能下降,根据移动节点群体的特征,利用LANMAR作为簇间路由协议和AODV作为群组内的平面路由协议,提出一种基于参照点的群移动模型(RPGM)网络协议 MAG-Lanmar,并采用Ns2网络仿真工具进行了模拟测试.仿真结果表明,MAG-Lanmar无线网络协议在路由负载、响应时间、网络平均吞吐量方面,均有良好的性能.     

防边界收缩的无线传感器网络节点轻量级调度算法

针对高密度部署的无线传感器网络边界节点邻居数量低于内部节点而导致休眠概率不均等进而边界收缩的问题,提出了一种轻量级调度算法.根据邻居表中节点的数量以及邻居节点的工作邻居数量判定节点是否处于网络边界,对于边界节点和内部节点采用不同的调度策略,并分别计算得出处于网络边界的节点被n个邻居完全覆盖的概率和边界节点被n个邻居覆盖的面积分数的范围.仿真结果表明,该算法能够有效缓解边界收缩问题,延长网络生命周期.     

客户需求响应网络关键节点确定方法及分布特征

基于Rob Cross等对定制化、模块化和程序化3种客户需求响应网络的特征分析,运用所提出的基于节点行为影响度测度的关键节点确定方法.对3种网络的客户需求响应过程分别进行了仿真研究,发现导致3种网络具有不同关键节点分布特征的主要因素分别为:客户需求特征和节点知识属性、节点的角色和行为、节点所处的结构和行为.基于节点行为影响度测度的关键节点确定方法和以节点中心度为衡量指标的关键节点确定方法相比,具有更好的适用性.     

考虑邻接点贡献的通信网关键节点评估方法

通信网络中的某些节点对整个网络具有重要的作用.关键节点的失效可能导致整个通信网络的性能急速下降甚至瘫痪.为确定通信网络中的关键节点,提出一种考虑了邻接点贡献的通信网关键节点评估方法,该方法同时考虑了节点的多方面属性以及其邻域内节点的影响.利用该方法对ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)进行了节点重要性的评估,并通过网络可靠性的相关理论和OPNET仿真建模工具对其进行了验证,证明了该方法的准确性.同时还发现,对通信网络的关键节点的冗余部署可以保障其网络性能,增加可靠性.     

分簇式无线传感器网络汇聚节点移动策略研究

研究了分簇式无线传感器网络汇聚节点自主移动机制,该机制设定汇聚节点单跳邻居节点集的数据流量发生较大变化时,汇聚节点开始移动.移动的方向为产生主要数据流量的节点集的带权质心方向,移动距离以汇聚节点覆盖最大变化率或节点和汇聚节点距离的数学期望进行限制,使得汇聚节点的移动不会导致当前网络拓扑发生很大变化.仿真实验表明,相比于固定汇聚节点和随机移动汇聚节点,该机制在不同网络规模下都可以更有效地延长网络生存周期,并且节点初始能量越高性能越好.     

基于协同路由算法的无线传感器网络能量空洞避免

在多跳的无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外层网络的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致了"能量空洞"的出现,最终导致网络过早死亡.本文在分析现有路由算法的基础上,针对EEUC算法的不足,对其进行了改进,提出了多跳无线传感器网络中的协同路由算法.在路由节点选择时不局限于簇头作为路由节点,还可以将成员节点作为路由节点,让其分担了簇头的能量消耗.算法引入了距离因子和能量因子,既考虑候选路由节点相对于sink的距离,同时还考虑候选路由节点的剩余能量,以达到选择最佳路由节点的目的.仿真结果表明,所改进路由算法在网络生存时间,能耗均匀程度方面优于现有算法.     

一种基于能量控制并支持实时业务传输的AODV路由协议

AODV协议在建立路径时没有考虑节点能量,会导致网络中某些节点能量消耗过快而失效。本文提出一种改进的路由协议ERT-AODV,选择平均能量最大且节点最小残余能量高于门限值的路径进行通信,以平衡网络中的节点能量消耗、降低节点失效率,延长网络的生存时间;同时考虑到实时业务对延时的敏感性,通过设置定时器和扩大传输半径,可以有效的降低延时,仿真结果表明ERT-AODV在节点失效率和平均端到端延时方面比AODV更具优势。     

一种改进的基于能量控制并支持实时业务传输的ERT-AODV路由协议

AODV协议在建立路径时没有考虑节点能量,会导致网络中某些节点能量消耗过快而失效。提出一种改进的路由协议ERT-AODV,选择平均能量最大且节点最小残余能量高于门限值的路径进行通信,以平衡网络中的节点能量消耗、降低节点失效率,延长网络的生存时间;同时考虑到实时业务对延时的敏感性,通过设置定时器和扩大传输半径,可以有效的降低延时,仿真结果表明ERT-AODV在节点失效率和平均端到端延时方面比AODV更具优势。     

一种能量消耗平衡的线性无线传感器网络调度策略分析

考虑应用在公路、桥梁、隧道和地铁等场合的线性无线传感器网络,其线性和多跳传输特征造成能量不平衡消耗,靠近基站的节点需要转发大量数据,因此自身能量很快耗尽导致网络监控失效.以线性网络、均匀部署为研究内容,采用适当的调度策略平衡能量消耗,从而解决能量消耗不平衡问题.将节点转发信息的能量消耗和能量平衡作为约束条件,采用非线性规划方法建立一种线性传感器网络调度策略,通过调整节点到下一跳的距离和转发的数据量来平衡能量消耗,延长网络寿命.对影响网络寿命和节点效率的因素给出了详细分析,对节点之间不同传输距离的能量消耗给予了详细讨论,并进行了仿真.仿真结果表明,通过优化节点间通信距离和流量能够平衡能量消耗,延长网络寿命.     

一种具有递归结构和均匀度分布的P2P协议

针对DHT类型的P2P协议在网络演进的过程中会产生超级节点,进而导致度分布严重失衡,网络传输的平均时延增大的问题,该文在Chord协议的基础上提出了一种新的具有递归结构的P2P协议:R-Chord,并进行了仿真分析.结果说明,该协议能够有效抑制超级节点的产生,使节点的度分布趋于均匀,使网络的负载在节点间的分布更均衡.     

基于平均度与平均聚类系数的RWP模型的研究

RWP模型作为节点仿真移动模型被广泛应用在传统移动自组织网络研究中,而机会网络作为移动自组织网络的一个分支,具有不保证连通的网络拓扑特性,这种特殊性可能导致RWP模型不适合作为仿真机会网络的节点移动模型.结合复杂网络理论中平均度与平均聚类系数的概念,对RWP模型仿真数据与实验数据进行了对比分析.分析结论指出,在平均度相近的条件下RWP模型的平均聚类系数与实验数据有明显的差异,因此RWP模型不适合作为描述机会网络的移动模型.     

基于簇头距离和能量的优化LEACH协议

LEACH(low energy adaptive clustering hierachy)路由协议通过循环随机选举簇头节点的方式均衡网络能耗.但当选簇头的节点能量剩余较少或距离基站较远时会过早死亡,从而导致网络运行不稳定,通过在簇头选择过程中加入待选簇头节点的剩余能量平均值及标准差、节点与基站距离等参数对其改进处理,可提高网络稳定性.但若出现极大簇或极小簇,则会导致网络生命周期缩短.针对这一问题提出一种基于簇头距离和能量的优化LEACH算法,在成簇过程中加入簇头节点的能量和节点距各簇头的距离等参考量对成簇过程进行优化.MATLAB仿真结果表明,在节点均匀分布的网络中,该改进算法能够在提高网络稳定性的基础上有效延长网络生存周期.     

基于稀疏分布的空间节点资源循环迭代控制算法

为解决大规模稀疏型传感网络数据随节点数目急剧增大时导致网络堵塞的问题,提出了基于稀疏分布的空间节点资源循环迭代控制算法。该方法利用大规模稀疏网络节点在空间上的弱相关性,构建了一个表达联合稀疏关系的模型。通过通信特征做到自适应选择最优节点作为感知节点,针对稀松节点数量有限、无法传递海量信息的问题,采用循环迭代控制对稀疏网络节点数据进行压缩,以最大程度用有限节点获得最大信息量;再利用信号稀疏性特征重构节点数据。仿真结果表明,该方法以有限的节点资源满足估计精确度的要求,并有效减少了感知的节点数目,降低系统的资源消耗。     

网络切片中物理节点的分布式在线异常检测方法

网络切片中的异常检测问题是实现网络切片自动化管理的重要研究内容,针对网络切片中物理节点的异常检测问题,提出了基于支持向量数据描述的分布式在线物理节点异常检测方法.基于支持向量数据描述建立了一种分布式的物理节点异常检测模型;通过引入随机近似函数,解决了数据分布式存储场景下的核函数计算问题,从而实现观测数据的切片内处理;基于随机梯度下降法,提出了一种在线的物理节点异常检测算法,保证了模型动态更新并减轻了异常数据导致的模型性能下降.在不同条件下进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法可在避免切片间观测数据传输的同时,有效利用网络切片中虚拟网络功能的无标签观测信息检测物理节点异常.