基于分组索引增量交换的机会网络高效低时延路由算法

基于Epidemic机制的路由算法为机会网络提供了一类可靠的数据传送方式,但在相遇节点感知和分组交换的操作中存在冗余,导致开销和时延增加;对此,作者提出一种基于分组索引增量交换的机会网络路由算法--ERBEI,在分组索引的交换过程中只传递增量信息,并借助Request消息从节点缓存中删除已到达目的节点的分组,同时在相遇节点感知过程中只使用Hello消息,且优先发送位于最后1跳的数据分组,从而减少开销、降低分组时延.理论分析和仿真结果说明,与经典的Epidemic路由算法和它的一种改进算法ARER相比,ERBEI算法在控制开销、分组端到端时延、存储空间占用等方面的性能得到整体提升.     

基于节点编码感知的机会转发路由协议

针对现有考虑节点编码机会的编码感知路由协议Ex CAR(a coding-aware routing protocol termed extended coding aware routing)在无线链路不稳定的情况下转发节点集内的节点在计算编码机会时可能产生误判,以及在转发节点集内选择最优编码节点时需要交换大量的数据包缓存信息会导致较大的端到端时延和网络开销等问题,提出一种适用于多跳无线网络的节点编码感知机会转发路由协议NAOFP(node network coding aware opportunistic forwarding routing protocol)。NAOFP协议通过引入基于侦听概率的附加ID信息添加机制和转发节点集的最优转发节点选择机制,提高了网络吞吐量和编码包的解码成功率,减小了数据包的平均端到端时延。仿真结果表明,与Ex CAR协议相比,NAOFP协议在网络吞吐量、平均端到端时延、编码包的解码成功率等方面的性能均得到了有效的改善。     

基于历史传输效率的最小传输延迟算法设计

机会网络的数据交换不需要完整的路径,且传递数据是基于节点机会移动和机会相遇。相对于传统网络来说,达到了绿色节能的目的。但是,机会网络中节点逐跳传递数据存在较大的传输时延和大量的数据副本,造成传递过程中节点能量的过度消耗,为了取得较小的传输时延和较少的数据副本,本文提出基于历史传输效率的最小传输延迟算法MDBHE算法,根据历史的传输效率构建一条局部效率高且传输时间短的传递路径。仿真实验结果表明,MDBHE算法与传统的机会路由算法相比,缩短了传输时延,提升了机会网络的传递成功率。     

基于数据链路优化裁决与网络预编码的WSN MAC优化算法

无线传感器网络数据链路层协议难以预测数据汇聚链路,且未引用预编码机制,导致其存在严重传输抖动。为此,提出一种新的无线传感网MAC优化算法。结合链路探测时间及网络链路接收信号强度指示器值的方式构建瞬时搜寻窗口,通过该瞬时搜寻窗口对当前网络链路状况进行匹配及评估分组投递情况,从而提高其对突发链路波动异常的反馈速度。基于评估链路稳定性,定义数据传输规则,采取自适应匹配实现在瞬时搜寻窗口内的数据稳定传输。引入网络预编码,改善网络节点及链路的利用效率,优化数据传输流程,有效增加数据链路节点的编码机会,以减缓网络中的流量峰值对中继节点的影响,实现网络数据在MAC层中的高效稳定传输。测试结果表明,与MAC算法进行对比,该算法具有较高的单位时间数据吞吐率,且拥塞节点数量更少,数据分组投递延时水平更低。     

用于城市交通环境的改进型车载路由优化方法

为了优化城市交通环境中车载自组织网络中路由协议的链路存活时间、吞吐量等性能指标,在拓扑反应式路由协议的基础上,引入车载网络节点的位置信息,设计基于动态实时位置信息变化的车载路由协议优化模型M-AODV。该模型按照十字路口车辆优先和相对位置为同方向节点优先转发的原则,根据路由信息表中位置信息区分转发控制包,并给出该路由算法的面向C++语言的UML建模图及其算法流程图。通过NS2仿真平台仿真表明,与传统的路由模型相比,该模型优化了VANETs网络中链路存活时间、时延、吞吐量等性能指标。     

基于协作中继的高吞吐量机会网络路由算法

基于Barter机制的机会网络路由算法在数据分组交易过程中存在的僵局问题,导致网络吞吐量降低,为此,提出一种基于协作中继的路由算法(Routing Algorithm based on Cooperative Relays,RACR),在Barter机制中采用协作中继机制,引入多方交易激活数据分组的单向传递,同时优化分组删除的判定条件,对分组交易僵局问题加以有效解决,从而提高网络吞吐量,降低数据分组端到端时延。仿真结果表明,与现有的Barter路由算法和DT(Direct Transmission)路由算法相比,RACR路由算法的网络吞吐量提高了7.9%以上,分组平均端到端时延则至少降低了8.5%。     

基于队列约束的多层无线网状网络容量研究

在常规和随机多层无线网络中,有研究已经得到了网络可以达到的吞吐量数量级,然而对单个节点吞吐量和端到端时延的研究却很少.为了解决这一问题,对多跳常规多层无线网状网络中的单节点最大吞吐量和端到端时延进行了研究.推导了网络中的分组吸收概率;根据网络的排队模型,在这个分组吸收概率的基础上,使用扩散近似法得到了单节点可达吞吐量和端到端时延.仿真分析了业务模式和网络拓扑对端到端时延和单节点最大吞吐量的影响,通过仿真结果可以发现使网络处理大量节点的最优辅助节点数,这有助于优化网络资源分配,且减少网络的拥塞.     

基于蚁群优化的AdHoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议

本文提出了基于蚁群优化(ACO)算法的Ad Hoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议(ABEAR)。协议按需发送人工蚂蚁进行路由发现,综合节点残留的信息素浓度、下一跳节点剩余能量、节点周围链路质量和拥塞情况选择下一跳节点来转发数据包,尽量避开信道使用频率较高的路径,减少了因信道冲突、数据包丢失和数据包重传所造成的能量损失,还缩短了网络传输时延,提高了网络吞吐量。协议还采用跨层机制根据MAC层通信活动情况,在保证网络连通性的前提下使部分空闲节点转入睡眠状态来节省能量消耗。仿真表明,与AODV协议相比,ABEAR协议在网络生存时间、数据包交付率和端到端平均时延方面均有较大改善。     

机会网络中的邻居发现性能优化方法分析

由于机会网络的节点移动性、能量有限性和网络稀疏性等,数据传输困难,选择一种可靠高效的邻居发现方法非常重要。现有的算法未能达到预期的性能优化效果,如主动探测方法是通过节点广播探测包来发现邻居节点,会消耗大量能量;被动侦听方法则是通过不断地侦听信道解析数据帧以得到邻居节点的信息,却无法准确侦听到所有邻居。文中分析了一种结合主动探测和被动侦听的邻居发现方案,并与现有方法作比较,通过仿真验证其对于邻居发现性能的优化效果。实验结果表明,此方法虽未能在丢包率、吞吐量和端到端时延等性能上体现出优势,但邻居发现数目提高约20%,并且提高了邻居探测过程中的能量有效性,能量最高节约了60%。     

基于改进狮群算法的管道传感器网络覆盖优化

监测输送石油、天然气和水的管道是必要的，以避免浪费这些自然资源，提出了一种基于改进狮群算法的管道传感器网络覆盖优化算法。该算法模拟狮群行为，通过节点的定位和路由方案来避免这些资源在运输到相应目的地的过程中发生的损失，引入了Logistic函数和Levy飞行进行部署优化。以最小时延和丢包率为优化目标，把传感器节点以最大步长放置在不同长度的管道上进行部署优化。为了评估改进狮群算法的性能，通过30个基准函数测试，与其他启发式算法在不同维度上进行了比较，并将改进狮群算法应用于管道传感器节点部署。仿真结果表明，改进狮群算法在管道的网络覆盖率、端到端时延、吞吐量和网络寿命方面具有明显的优势。该算法最大的特点是管道越长，端到端时延优化效果越突出。     

一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法

在认知Mesh系统进行数据传输的过程中,为了提高数据包投递成功率及网络的吞吐量,减少网络延迟时间,提出一种联合多信道分配决策的认知Mesh系统数据传输优化算法(JCWN)。针对信道的干扰问题,建立了认知Mesh系统的干扰无向图,分析节点链路的网络干扰电平。在节点的路由请求阶段通过提出基于信道干扰电平的路由指标函数,并通过权重阈值来为节点链路分配干扰较小的信道。在路由选择上,联合多路由算法计算每条路由路径的信道干扰程度,为了保障节点传输数据的成功率而选择干扰程度更小的路由。实验仿真结果表明,在数据包投递成功率上,该算法相比POC算法以及基于RL的算法提高了20%以上,在提高网络吞吐量,减少延迟时间上也表现出了更好地效果。     

基于概率优化的水下通道感知能量优化路由

针对水下传感器网络能量损耗较大,延迟较严重的问题,提出一种基于概率优化的水下通道感知能量优化路由（PPUN）。在能量优化上,针对水下节点随机覆盖存在的多余感测覆盖范围所造成的额外能量损耗问题,采用传感器节点数量的概率优化方法,在保证覆盖率和节点连通率的情况下推导出网络所需要的最小节点数目,从减少传感器数目的问题上来优化总体能量。而针对路由的能量损耗问题,在节点的链路规划上采用了通道感知路由算法,考虑了在一定能量损耗阈值条件下的最短节点路径,避免水下节点盲目选择能量损耗较大的最短路径而导致数据转发失败,消耗更多能量。延迟问题抓住主要的解码延迟问题进行了分析并利用HARQ-III方案对延迟时间加以控制。实验对比分析表明,算法采取控制传感器数目和链路规划的方法,在实现能量优化上具有一定优势,延迟控制方案也得到了较好的效果。     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略

针对无线传感器网络中传输时延长、传输冲突大和吞吐量低等问题,提出了一种在Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略.该策略动态地建立k元n立方体拓扑结构,使用优化的静态信道分配算法提高节点的吞吐量,使用维序寻径的路由算法减少传输冲突.该方法适用于网络节点稠密、节点相互之间通信冲突大的情况,并且在单跳和多跳的网络环境下均适用.实验结果表明,基于k元n立方体这一拓扑结构的信道分配和路由策略与传统方法相比,有效地减少了端到端时延,降低了网络冲突,减少了节点能量消耗,延长了网络寿命,提高了网络吞吐量.     

基于延迟调度策略的Reduce调度优化算法

在大规模的Hadoop集群中,良好的任务调度策略对提高数据本地性、减小网络传输开销、减少作业执行时间以及提高集群的作业吞吐量都有着重要的影响。本文针对Hadoop架构中Reduce任务的数据本地性较低问题,提出了一种基于延迟调度策略的Reduce任务调度优化算法,通过提高Reduce任务的数据本地性来减少作业执行时间以及提高作业吞吐量,该算法在Hadoop架构的Early Shuffle阶段,使用多级延迟调度策略来提高Reduce任务的数据本地性。最后重写原生公平调度器代码实现了该调度算法,并与原生公平调度器进行了对比实验分析,实验结果表明该算法明显减少了作业执行时间,提高了集群的作业吞吐量。     

一种基于门限签名的区块链共识算法

针对区块链应用于物联网环境下的特点和要求,分析了目前广泛应用于联盟链的实用拜占庭容错算法（PBFT）的弊端以及目前应用于共识网络中的门限签名算法存在的普遍问题,提出改进的共识算法。首先,新共识机制将网络中的节点分组用部分节点的两两通信代替所有节点的两两通信减少通信量;其次,将组合公钥的思想引入到门限签名中,减少了通信量与计算量;最后,在节点之间引入信用分机制,优化视图切换协议。仿真结果表明,新提出的共识算法在数据吞吐量以及通信时延方面有了明显的提升,并且得到了通信量最低时的最佳分组方式。     

无线传感网络数据转发最佳权重选取算法仿真

为了有效提高无线传感网络数据转发的有效性和可靠性,针对传统的数据转发算法存在的数据转发率低、延时长等问题,提出一种基于蚁群优化的无线传感网络数据转发最佳权重选取算法。选择无线传感网络数据节点负载、剩余能量以及数据转发时延作为网络服务性能评价指标,利用熵权系数法自适应地确定评价指标的权重。引入数据转发链路容量和链路距离等因素建立数据转发时延最小的优化模型,利用蚁群算法的节点概率函数机制找出能同时满足时延带宽和数据转发链路容量要求的评价值最高的邻居节点,通过上述节点选取数据转发最优权重,完成数据转发。实验结果表明,所提算法在节点能量消耗、转发延迟、数据转发率等方面都优于现有无线传感网络数据转发算法。     

Implementation of energy efficient circuit design using A* algorithm in embedded network

In wireless sensor network, the routing path plays a prominent role in network resource utilization. Since, the nodes in network are open to physical abuse an effective routing protocol is necessary to improve data reliability in network and to overcome node data link disconnection. In this paper, we propose to implement A*EEDDP (Energy Efficient Distributed Diffusion protocol) to improve data reliability and increase network lifetime. The A* algorithm determines the shortest routing path between source node and destination node. In addition, the routing path determine with respect to parameters such as energy consumed for communication, residual energy of nodes and the time over which the nodes can support the routing path. The combined A*EEDDP implement in testbed and performance evaluate interms of network lifetime, throughput, packet delivery ratio, energy efficiency and end to end delay. The A*EEDDP performs better compared to other algorithm and achieves higher packet delivery ratio of 97%.     

MIMO链路ad hoc网络传输调度算法

针对MIMO链路ad hoc网络中已有传输调度算法未充分利用MIMO空间复用能力的问题,提出了一种新的传输调度算法.该算法通过考虑MIMO的多流接收能力而有效地减小了调度帧长,通过合理安排节点分配顺序使得节点分配的数据流比较平均,同时,该算法通过允许节点发送多个数据流而高效利用了MIMO的空间复用能力.推导分析了传输调度算法的通过量和时延性能,结果表明,与已有算法相比,采用文中算法可以提高网络的通过量,减小网络的平均时延和最大时延.     

Transmission scheduling algorithm for MIMO link ad hoc networks

Most reported works on transmission scheduling algorithm for multiple input multiple output (MIMO) link ad hoc networks do not fully exploit the spatial multiplexing potential inherent to multiple an-tennas system.In this paper,a novel transmission scheduling algorithm is proposed to further enhance the performance of MIMO link ad hoc networks.By utilizing the MIMO multi-stream reception capabilities and ordering the nodes’ allocation sequence,the proposed algorithm can dramatically shorten the scheduling frame length and more evenly distribute the data streams allocated to the network nodes.Meanwhile,allowing the nodes to transmit multiple streams in a slot,the algorithm can fully exploit the MIMO spatial multiplexing potential.Additionally,we give the theoretical analysis to quantify the throughput and delay performance with respect to this scheme.Numerical results demonstrate that the proposed algorithm can efficiently enhance the network throughput and reduce the average and maximum delay.