集中式网络拥塞控制的高效RPL路由协议

针对低功耗有损网络中采用博弈论的网络拥塞控制(game theory based network congestion control protocol, GTNCC)路由算法在路由构建过程中仅仅考虑无线链路质量不能使网络拓扑最优,以及在拥塞控制过程中由拥塞节点的子节点判断是否切换父节点不能快速高效地缓解网络拥塞等问题,提出一种基于多维度量结合的集中式网络拥塞控制(centralized network congestion control based on multi-metrics combination, CNCCMC)路由协议。首先,为了降低网络拥塞发生的概率,CNCCMC路由协议综合考虑了节点剩余能量、缓存占用率、无线链路质量和中继节点当前子节点个数等多维度量完成路由构建;其次,当检测到网络拥塞时,CNCCMC路由协议依据网络拥塞节点进行流量分析和判断的结果采取集中式的方式控制其子节点的切换;最后,在网络拥塞缓解过程中,提出一种“乒乓效应”避免机制。理论分析和仿真结果表明,与GTNCC路由算法相比,CNCCMC路由协议在降低网络拥塞发生的概率、延长网络平均生存寿命和提高网络吞吐量等方面的性能得到了有效提升。     

无人机自组网中基于蚁群优化的多态感知路由算法

无人机自组织网络具有节点移动性强、网络拓扑变化快、数据交互频繁、应用环境复杂等特点, 采用传统的路由算法会使该网络在传输延时、丢包率、路由开销等方面性能均较差, 以至于无法为多无人机协同执行任务提供有效的通信保障。为了解决该问题, 提出一种基于蚁群优化的多态感知路由(ant colony optimization based polymorphism-aware routing, APAR)算法。该算法将蚁群算法与动态源路由算法相结合, 通过感知路径长度、路径拥塞度和路径稳定性, 计算出由路由发现过程得到路径的信息素水平, 并将其作为选路标准, 经过改进的信息素挥发机制也被引入该算法。同时, 根据无人机编队的变化做出合适的调整, 以保证其网络性能不下降。仿真结果表明, 与其他经典算法相比, APAR算法提高了数据包成功传输率, 降低了平均端到端延时, 减少了路由开销, 且在战场环境下有较高的可靠性。     

Distributed QoS multicast routing protocol in ad hoc networks

1 .INTRODUCTIONMobile ad hoc networks ( MANET) , also calledthe infrastructureless mobile network or self-or-ganized network,consists of a collection of mobilenodes sharing a wireless channel without any cen-tralized control or established communication back-bone .ad hoc networks have no fixed routers ;allnodes are capable of movement and can be connect-ed dynamically in an arbitrary manner . Usually ,these nodes act as both end systems and routers atthe same ti me . Nodes of these netwo…     

基于新网络路由算法的通信网可靠性指标计算

解决通信网络"归一化容量加权可靠性指标"全代数化计算的最关键问题,是寻找能够算出网络节点之间全部路由的代数化路由算法。提出一种网络路由新算法,是按照逻辑代数运算规则,以关联矩阵降阶变换方式计算,对于有m个节点的网络,只需m-2次距阵降阶变换运算,就能够算得网络两节点间全部路由,且不会出现闭环路由问题,完全符合通信传输规则。基于该路由算法研究出通信网络"归一化容量加权可靠性指标"的全代数化算法,由于新算法所有环节均实现了代数化运算,所以易于编写计算机程序,可以很方便地计算出大型通信网络的可靠性指标,解决了大型通信网络可靠性分析困难的问题。通过算例对新算法的各计算过程进行了详细说明,验证了其正确性。     

The Determination of Optimal Routes of an Undirected Network

1.INTRODUCTIONTll"'(olllllulllit?atiolllletworks,suchastelephollelletworks,areusedtotrallsmitmessagesfronlsollr""(s)todestiuatioll(t),F('rexalllple,betweelltwocitiesortwocoulltries,thenetworksilltcrt.ollllcctedbyalillkhavespe(tifi'.(capacity.TheInessagesarecomlnunicatcdfi.ollloneif')(lctotileoillertllrouglltheselillkswhich"laybedirectorindirect.Ifnodeshavedirectlillk,itiseasyt')trallslllitorreceivealllessagebutifthereisnodirectlinkbetweellthetwohod'ls,tllellollehastouseallotllerllode(s);t…     

基于实时交通信息的城市动态网络车辆路径优化问题

将动态城市交通路网与车辆路径问题相结合, 考虑一类实时交通信息下的城市动态网络车辆路径优化问题. 在问题中考虑常发性交通拥堵和偶发性交通拥堵两种情形. 提出一类将初始路径安排与实时路线调整相结合的求解策略. 初始路径安排通过采用遗传算法求解常发性交通拥堵情形对应的时变网络车辆调度问题得到. 在车辆行驶过程中, 针对偶发性交通拥堵环境下的突发事故情形, 引入一种在关键点更新路线的新机制. 数值算例验证了新实时路线更新机制比目前文献中已有的更新机制更有效, 且随着网络动态性增加其优越性更加明显.     

网络模拟器中分层路由协议的问题及改进

网络模拟被广泛地应用在网络研究领域,以测试和评价网络协议的性能。在目前被广泛使用的网络模拟器ns中,分层路由协议只能静态地计算路由,而不能在模拟的过程中动态适应网络拓扑的变化。本文首先深入分析了ns分层路由协议实现中的不足,然后介绍了一个经典的分层动态路由协议,给出了其在ns中的实现框架和细节,最后是模拟结果和性能分析。     

节点剩余能量均衡的机会网络路由机制

机会网络中的节点能量受限且难以补充,其能量消耗情况影响着整个网络的生命周期和性能。针对社区机会网络中部分活跃节点频繁转发数据所导致的能量消耗过快问题,提出一种节点剩余能量均衡的机会网络路由机制,根据节点剩余能量及其在网络中的活跃程度感知其综合转发能力,进而合理地选择下一跳节点,有效减少不必要的转发次数,均衡网络负载。数值结果表明,所提出的机制能够在保证网络投递率的同时均衡网络能耗,延长网络生命周期。     

“海上丝绸之路”集装箱航运网络路由策略研究

航运网络作为"21世纪海上丝绸之路"的载体,其结构与性能将关系到沿线国家贸易活动的效率。为了明确这一复杂系统的结构并探索影响其性能的因素,本文基于大量集装箱班轮历史数据构建网络模型,验证其无标度特性,同时基于BA无标度网络理论设计仿真实验,探索影响网络性能的关键因素。实验结果表明合理的节点处理能力配置方案与路由参数将提高航运网络的性能。研究结论可为"21世纪海上丝绸之路"沿线港口与航线优化配置提供理论基础。     

不确定信息QoS路由的概率遗传算法的研究

QoS路由是保证网络服务质量的重要组件。但网络状态信息具有固有的不确定性,因此有必要研究不确定信息对QoS路由的影响。通过假设网络带宽和时延的分布符合某种随机变量的特点,分别用概率方法表示出带宽和时延的不确定性,然后求出路径满足给定QoS约束的概率,最后在遗传算法的计算过程中,选择合理的适应度函数,找出满足QoS约束的最大概率解。仿真结果表明该方法能够保证得到满意解的同时缩短搜索时间。     

关系强度感知的能量有效性无线DTN路由机制

节点的社会性与能量有限性严重影响延迟容忍网络（delay tolerant network, DTN）性能。提出了关系强度感知的DTN能量有效性路由机制,利用消息平均转发时间衡量节点间的关系紧密程度,并根据邻居节点的能量状态和相遇概率优化转发决策,同时采用社会属性关联的消息优先级机制提高缓存利用率。结果表明,所提出的路由机制显著地延长了网络存活时间,改善了消息投递率和网络开销性能。     

基于流量加权Betweenness提高网络容量的方法

在节点的发包速率和转发包速率都和节点度相关的流量模型中,研究了在基于跳数的最短路径路由策略下网络的容量问题.将Betweenness的概念进行了扩展,提出流量加权Betweenness的概念,使之更准确地描述在每个节点的发包速率各不相同的情况下节点可能承载的流量.并据此推导出适合于该流量模型的网络容量计算公式,同时指出在基于BA算法构造的scale-free网络中,在流量加权Betweenness值处在前5%至10%和前10%至15%的节点间加边的方法能显著提高容量.最后,通过仿真实验验证了该公式的正确性和该方法的有效性.     

考虑交叉口延误和通行能力优化疏散救援路线的最小费用流模型

疏散交通路线的确定是应急计划的重要内容．以往有关最佳疏散交通路线的研究没有充分考虑交叉口延误和通行能力等因素，若疏散路线经过城市内拥挤路段，忽略交叉口的这些特性会导致结果不尽合理。将交叉口分方向延误和通行能力作为节点权重，用点权网络表示疏散涉及到的道路网，建立了点权交通网络中的最小费用流模型描述城市内事故地点至接收点的人群及其产生的车流的疏散路线问题；设计了求解这种最小费用流的最小费用路算法，通过求解点权交通网络中的最小费用流，得出事故地点至安全接收地点的最佳疏散交通路线及相应的疏散流量。最后以一个数值算例说明了模型和算法的具体应用。     

软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法

针对航空集群机载网络中优化链路状态路由(optimized link state routing, OLSR)协议周期固定式邻居探测方式不能及时获取节点邻居分布状况,导致路由可靠性不足问题,提出软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法。首先在现有软件定义网络(software defined networking, SDN)架构基础上,提出航空集群机载网络架构并设计网络模型;其次设计待调节点集合选举算法,以节点移动距离为标准筛选待调节点集合;最后设计邻居探测周期分配算法,为待调节点分配邻居探测周期。通过SDN集中式高效地调整节点邻居探测周期,能够实现对邻节点分布状况的及时有效探知。仿真表明该方法能及时获取节点邻居分布状况,提高了数据包到达率并降低端到端时延和协议控制开销,增强了OLSR协议在航空集群机载网络中的可靠性。     

基于加权路由策略的复杂网络拥塞控制研究

复杂网络的最短路由策略易导致网络吞吐量低,流量分布不均,在关键节点处产生拥塞.本文提出一种基于加权路由策略的拥塞控制机制,用节点的介数作为节点边的权重,将网络变成加权网络,数据包按加权网络最短路径路由.介数的计算采用基于区域中心节点近似估算法,降低了介数计算的复杂度.仿真结果表明,加权路由策略能有效避开拥塞程度严重的节点,克服了介数较大节点成为网络传输瓶颈的问题,显著改善了网络的拥塞情况,提高了网络的吞吐量和传输能力.     

一种采用混合抗干扰方法的路由恢复机制

针对工业无线传感器网络中的干扰攻击问题,得出一种基于WirelessHART图路由的被干扰攻击节点路由恢复机制。通过干扰攻击检测方法获取被干扰攻击节点与干扰攻击区域,利用非协调跳频扩频技术生成被干扰攻击节点与周围节点的跳频序列,从而进行传统跳频扩频,对被干扰攻击节点进行再检测,结合路由代价与WirelessHART图路由算法将被干扰攻击节点恢复到网络中。仿真结果表明路由恢复机制能够帮助被干扰攻击节点消除干扰攻击影响,并在保证吞吐量的情况下成功加入到网络中。     

改进的低时延全回波Q路由算法

针对传统路由算法不能适应拓扑环境及网络负载变化导致的拥塞问题,提出了一种改进的低时延全回波Q路由算法。改进算法对于原有算法附加学习率因子进行替换,使用调节范围更大、适应性更好、算法性能更稳健的双曲正割算子;改进算法根据不同网络情况自适应地调节学习率,进而提供合理的路由决策。仿真结果表明,该算法可以适应于静、动态拓扑环境,与已有的路由算法相比,改进算法能有效地减少高、低负载时数据的平均递交时间,降低路由间的振荡,提高数据包的投递率,且体现更好的稳健性。     

结合网络动力学的电网关键节点识别

为了有效发掘出网络中的重要环节,提出了一种综合网络结构和节点动力学的电网关键节点识别方法,该方法结合两种已有的节点重要性评价指标——度中心性和接近中心性,同时定义和网络动力学相关的两个指标——临界同步耦合强度和失同步扩散时间。综合考虑4种性能指标的影响来确定节点的重要性,克服了单一评价指标的片面性,可以得到比使用单一评价指标更为准确的节点重要性评价结果。在IEEE14和IEEE57节点系统上进行仿真测试,实验结果验证了方法的合理性和有效性。     

大规模客户车辆调度问题启发式算法研究

为进一步扩大车辆优化调度问题的研究规模,将最佳客户插入原则(PFIH-Push Forward Insertion Heuristic)与遗传算法相结合,解决了以往初始种群中可行解概率低等问题;并实现了以路径首客户编码方式代替传统的全部客户编码,缩短了染色体长度,从而提高了遗传算法优化大规模客户车辆调度问题的效率。将该方法应用于有时间窗车辆调度问题,并采用Solomon数据验证,通过与其它算法结果比较,说明了该方法的可行性与优越性。     

基于广义混合图的弱节点对等覆盖网络结构

针对弱节点无线网络应用环境中节点处理能力受限及网络链路稳定性低的约束条件,提出一种基于广义混合图的常数度对等覆盖拓扑Hyperlink-deBruijn(HD)网络。通过嵌入超立方连接的deBruijn图构建静态HD混合图,证明其在较低的固定节点度下同时具有最优网络直径和短容错路由长度。HD网络是静态HD图到动态网络的广义化扩展,通过理论分析和实验表明,HD网络能够保持静态HD图的基本性能特征,满足节点连接受限的约束条件;并具有容纳多点失效的高效容错寻路能力,应对网络链路不稳定性的要求;且近似传统最优直径网络,保持良好的网络性能。