基于机会网络的路由算法

当前机会网络路由算法在数据包较少的情况下无法准确估算节点的兴趣,导致社区划分不合理,数据包在节点之间存在无效传递,从而增大了通信开销.针对此问题提出了一种将节点接收消息的历史次数和历史消息与各类消息间的相似度相结合,量化对各类消息的兴趣程度,并根据这种兴趣程度来划分兴趣社区的路由算法ILCR(interest level community route).ILCR具体转发策略是选择在目标社区内且到目的节点概率大的节点,或者活跃且可靠程度大的节点作为中继,通过ONE平台对ILCR仿真并与Epidemic、Prophet对比,结果表明ILCR在投递率比Prophet提高了约13%,比Epidemic提高了约113%、网络开销比Prophet降低了约94.4%,比Epidemic降低了约81%等,保证了在网络频繁间断且网络资源匮乏的情况下成功通信的可能.     

一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议

文章研究了无线传感器网络中存在的多条最短路径路由选择问题。将无线传感器网络看作多Agent系统,采用强化学习理论,提出了一种基于多Agent强化学习的无线传感器网络多路径路由协议MRLMPRP(Multi-agent Reinforcement Learning based Multiple-path Routing Protocol)。该协议综合考虑了所要发送数据的优先级、节点间的链路质量以及节点数据缓冲队列的拥堵情况,为不同优先级的数据选择出当前网络状况下最优的路径进行数据的传输。仿真结果表明了该协议在降低网络平均端—端延时、提升数据包成功投递率方面的有效性。     

无线传感器网络中基于哈希函数的上下文隐私保护

在事件驱动的传感器网络中,为了阻止攻击者利用网络上下文的相关性推断出关键资产的位置隐私信息,该文基于哈希函数的节点匿名方法提出了1种迷宫环机制(MCA)。与洋葱路由(Tor)、心跳包路由和幻影路由相比,MCA是1种可以实现节点的身份匿名和保护位置隐私的安全路由协议。与幻影路由相比,MCA可降低延时和能耗达25%。     

一种基于网络坐标的低成本WSN绿色位置路由

现有无线传感器网络的绿色位置路由在实际部署中通常存在两大问题:一是利用GPS来获得节点位置信息的成本较高;二是没有评估定位误差对路由性能和节能效果的影响。鉴于此,提出一种定位误差条件下的低成本绿色位置路由算法。其主要思路是:该算法采用分布式网络坐标算法获取节点间相对位置信息,以此节省成本;提出数据收集环机制以缩小邻居候选节点集来降低选择最优中继/转发节点时的能耗,并且采用自适应传输机制扩大节点无线收发范围以提高数据包投递率。仿真结果表明,该算法的定位误差明显低于MDS和MDS-MAP,而其路径能量消耗和数据包投递率较LED算法相比分别降低43%和提高55%左右。     

Ad hoc网络中基于信号处理的半盲冲突分辨算法研究

介绍半盲最小均方平滑算法(LSS),仅利用冲突时隙中接收到的信号,根据信道阶数逐个分辨出发生冲突的用户数据包。该算法避免了冲突数据包的重传,提高了网络吞吐量,降低了延时。     

水声网络中生物友好的网关部署优化

海洋哺乳动物与水声传感器网络共享水声信道,导致网络端到端延时增加,数据包投递率降低.针对这一问题,提出一种生物友好的水声网络多网关部署优化策略.该策略以网关作为网络的数据汇聚中心,用统计学方法确定海洋哺乳动物位置,并根据水声信道模型计算生物干扰半径,从而确定生物-网关干扰区域.以最小化网络端到端平均时延为目标,联合整数线性规划和贪婪-交换启发式算法优化网关部署.仿真结果表明:与随机部署和不考虑生物干扰的网关部署方法相比,采用本文策略使端到端时延降低62%和52%,数据包投递率提高36%和19%.     

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。     

无线传感器网络中基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略

提出了一种基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略(false reports filtering scheme based on neighbor watch,NWFFS).在NWFFS策略中,每个节点保存两跳邻居节点信息,每个数据包必须包含T个来自不同密钥分区节点的ID及其生成的MAC.除生成数据包的簇头节点外,每个中间节点向其下游节点转发数据包后,还需向自己的上游节点发送ACK包,通过对ACK包的监听,恶意节点利用其他区域俘获节点信息伪造的虚假数据包将被其一跳邻居识别出来,同时中间节点和Sink节点利用自身携带的密钥对少部分逃脱的虚假数据包进行进一步验证.理论分析和实验表明,该策略有效地避免了恶意节点利用任意区域已被其俘获的节点伪造虚假数据而不被识别出来,提高了途中过滤效率,从而降低了恶意节点对网络的影响,延长了网络生存期.     

机坪感知场景下基于移动智能体的机会路由控制方法

针对机坪感知网络中存在的间歇性路由及弱连接问题,提出一种基于移动智能体(M-Agent)的机会路由控制方法。根据机坪保障运行特点,利用M-Agent连接非连通子域,完成对机坪感知数据流的分类模型设计,实现数据机会传输控制最优决策及负载均衡的数据汇集。在ONE环境中进行仿真,实验结果与经典Epidemic和Prophet算法相比,在节点数和缓存容量层面,消息投递率提高约8.07%-20.6%、网络开销降低约20.31%-48.79%,通信时延降低7.48%-12.31%,表明该路由控制方法在机坪感知网络中的可行性与有效性。     

WSN中可容定位误差的地理位置路由算法优化研究

在无线传感器网络(WSNs)中,地理位置路由是借助节点获得的地理位置信息进行的路由发现与数据转发工作.然而在现实定位情景中,存在测量准确度和位置误差等不可避免的因素,导致数据包投递率(PDR)和能源效率降低.本文提出一种优化的可容错的地理路由的新方法,称为条件的均方误差比(CMSER)路由,当节点位置定位有误时,有效地利用现有的网络信息寻找一个新的传递路径,下一跳的选择是基于距离目的节点的最大距离和与测量相关的邻坐标的最小估计误差,从而降低了算法复杂度.仿真结果表明,CMSER在吞吐量方面高于其他类似算法,同时也减少了为了缩短路由路径而丢包时所造成的能量耗费.     

基于分布式反馈的C-V2X碰撞解除与重传机制

蜂窝车联网(Cellular Vehicle-to-Everything, C-V2X)系统中,针对调度算法不合理而造成的资源碰撞问题,提出一种基于分布式反馈的碰撞解除与丢包重传机制。该机制将C-V2X终端视为网络中的分布式节点,在各节点对周围碰撞进行识别的基础上,利用节点间的反馈信息进行碰撞的解除与恢复。首先终端依据设置的条件识别周围发生的碰撞事件,并在其传输中反馈观察到的碰撞事件。然后碰撞终端根据接收的反馈消息更换或保留资源,从而实现碰撞解除和资源协调。最后为了保证信息更新的实时性,解除碰撞的终端将发生碰撞的数据进行重传。仿真结果表明,与3GPP标准方案相比,在严重拥塞(300 veh./km)情况下所提出机制的数据包接收率提升约13%,数据包更新时延降低约200 ms,有利于满足车联网信息交互的高可靠低时延需求。     

移动Adhoc网络的分簇后择路由协议

为了充分利用无线通信信道的广播特性,提出了一种分簇的移动Ad hoc网络后择路由(opportunistic routing)协议.该协议在转发数据包时,首先向相邻节点广播该数据包,然后在正确接收到数据包的节点中选择一个合适的节点转发.采用这种方法可以克服无线信道质量不稳定的缺点,同时利用了传统的路由协议无法利用的长距离不稳定链路.仿真实验表明,这种路由协议可以大大减少数据包在网络中的转发次数,提高了整个网络的吞吐量.     

基于容量约束的深空接触图路由算法

为有效利用节点间通信机会保证数据的可靠传输,提出一种基于容量约束的接触图路由算法。一方面,该算法通过比较节点接触的剩余容量和预计容量损耗计算最早到达路径,避免所选路径后续节点没有足够的容量。另一方面,数据包的转发节点数由反馈的链路状态和网络拓扑关系自适应决定,在网络性能和资源消耗中得到平衡。仿真表明,该算法能提高数据包投递率最高27.7%,端到端传输时延最高降低24.5%,有效应对深空恶劣环境的影响。     

生物友好的认知水声网络路由协议

针对海洋生物与传感器节点共用水声信道、生物占用信道使传统水下路由机制失效的问题,提出了水声网络跨层认知决策机制,设计了生物友好的认知水声网络路由协议。该协议将海洋生物作为主用户,确定生物-节点干扰区域,支持信号定向发送并且采用绕路策略避免对海洋生物的干扰。实验结果表明,与经典的矢量转发路由、多跳矢量转发路由等水下路由协议相比,新协议下的数据包投递率分别提高了52.6%和22.5%,节点的能量消耗分别降低了40.4%和56.8%,端到端的延时性能有了较大改善,解决了传统路由机制中仅通过传感器节点间的优化实现最短路由路径而没有考虑生物使建立的路由路径失效的问题。     

面向低功耗的片上网络虚通道分配算法

为了更加合理地分配片上网络中虚通道资源并降低系统总功耗,提出了一种基于功耗优化的虚通道分配算法.该算法通过建立2D mesh结构片上网络通信数学模型,来估算网络中数据包的平均传输延时.然后,以此为约束条件,采用模拟退火算法实现虚通道分配,并通过减少虚通道总数,达到功耗优化的目标.在热点通信流量下,根据优化分配算法和平均分配算法的结果进行仿真测试.通过改变节点数据包的注入率,测出传输延时和功耗,以验证优化分配算法的有效性.实验结果表明,使用该算法可在满足传输延时约束条件的同时,更加合理地分配虚通道,有效降低了网络功耗.相比于平均分配算法,该算法可降低功耗2.3%～14.9%.     

低能耗的无线传感器网络隐私数据融合方法

针对已有无线传感器网络隐私保护数据融合方法普遍存在节点计算量和通信量较大的问题,基于原有的分簇隐私数据融合方法(CPDA),提出一种低能耗的数据融合隐私保护方法(E-CPDA)。在每轮融合过程中由簇头随机选取协作节点,通过协作节点配合簇头进行数据的隐私保护融合,以有效降低节点的计算量和通信量。仿真结果表明:相比于CPDA方法,E-CPDA方法在保证数据隐私性的前提下,在计算量、通信量和融合精度上都有较大的提升。     

一种面向唤醒无线电WSNs的接入控制协议

针对唤醒无线电(WuR)的无线传感网络(WSNs)中接入控制协议的能量消耗及时延问题,提出基于接收节点触发唤醒无线电的连续数据包传输的接入控制协议(CPT-MAC)。CPT-MAC协议将竞争类MAC和TDMA-MAC协议相结合,对CSMA/CA机制竞争信道进行了研究。结果表明:(1)在接收节点触发的唤醒无线电中,接收节点通过传输唤醒呼叫无线电。(2) CPT-MAC协议通过降低节点接入媒体可能产生的竞争概率,降低节点能耗。仿真结果表明,相比传统的接收器初始化(RI) WuR协议(RI-WuR),CPT-MAC协议在能量效率、传输时延、网络寿命和数据传输可靠率3方面的性能得到提升。     

基于流量的Ad Hoc网络负载均衡路由协议

提出了一种基于流量的负载均衡路由协议T-LBRP(traffic-basedload balancing routing protocol).该协议根据MAC层接口队列长度计算流量负载,将网络的平均负载定义为阈值,并引入动态阈值概念.在路由发现阶段节点将自身的负载与动态阈值比较,根据结果有选择地转发RREQ分组,以阻止在重负载节点上建立路由;同时在目的节点采用延时应答的方法选择最佳的轻负载路径回复应答分组.仿真结果表明:与AODV协议相比,T-LBRP协议使端到端时延和归一化开销分别降低约25%和45%,与此同时,分组投递率上升约7%.     

基于改进BERS算法的移动自组织网络能耗及时延优化

针对移动自组织网络中传统的阻塞扩展环形搜索方案时延及耗能过多的问题,提出了一种基于路由节点泛洪终止的移动自组织网络(Mobile Ad hoc Network,MANET)阻塞扩展环形搜索方案.首先,源节点广播路由请求(RREQ)接收到路由应答(RREP)或生命周期结束时转发数据包;其次,为数据包设定一个单位时间的延迟以避免END指令和数据包之间的冲突;最后,中间节点根据接收到的不同消息类型执行不同的行动,如果识别出路由节点,则以当前跳数发送RREP(即Hr)给源节点,否则开启泛洪、重播RREQ.仿真实验验证了所提方案的有效性及可靠性.仿真结果表明,所提方案不仅降低了MANET的时延和能耗,同时很大程度上节省了总成本.     

MANET节点特性对网络性能影响的研究

针对网络中节点自身特性如何影响数据包的转发,进而影响整个网络的性能问题进行了探讨,采用了数学中排队论来研究节点发送和接收数据包的过程,仿真结果证明,在给定的网络节点性能前提下,发送和接收速率在满足一定约束条件时,网络的性能有所提高.