无线传感器网络高效的MAC协议研究

目前无线传感器网络中的MAC协议可分为发送端启动和接收端启动两类.同步的发送端启动协议同步代价高,基于前导的异步协议网络利用率低,而接收端启动的算法会产生发送端盲等等问题.本文结合这两类协议的优点,提出一种可自适应变换数据传输模式的MAC协议(IL-MAC).该协议根据节点的消息队列长度决定当前使用哪种传输模式,并通过...     

无线网络中最小延迟代价网络编码的研究

网络编码能极大地提高网络吞吐量和传输可靠性.编码机会易受到数据包数量不公平性的影响,提出一个具有最小延迟代价的网络编码方法（MDCNC）.首先找到一条固定路由并确定该路由所经过的每一节点的编码能力,然后根据数据流在不同节点处以及不同时隙的可编码情况,灵活地应用该延迟发送策略,以牺牲较小的端到端延迟时间换取更多的编码机会.仿真结果表明,MDCNC能够带来更多的编码机会,进而使网络拥有更高的吞吐量.     

基于COPE协议改进的网络编码感知机会路由算法

提出一种网络编码感知机会路由算法,将COPE协议中的机会监听和网络编码技术引入现有的机会路由机制,采用新的路由度量即LQM(链路质量度量)标准来选择备选转发节点集,在确保选择路径的编码机会的同时也在一定程度上保证了链路质量。仿真结果表明,此方法能提高网络的整体吞吐量,增加编码机会,降低平均端到端的时延。     

基于部分网络编码的移动自组网实时多播协议研究

传统网络编码可以减少数据包的转发次数,但会造成数据包较大的延时,且容易造成网络的拥塞.本文提出一种基于部分网络编码的实时多播协议——PNCRM.该协议将部分网络编码与mesh的建立结合在一起,有效地减小了端到端的延时,并且改善了网络吞吐量性能.仿真结果表明,与PUMA或基于传统网络编码的实时多播协议相比,PNCRM更好地适应接收节点较多、动态性较大的环境,且在数据包投递率及端到端的延时方面有着显著的优势.     

无线传感器网络中利用随机网络编码的低能耗可靠机会路由

无线传感器网络中节点大多采用电池供电,让节点以低能耗将采集的数据传递到信宿,对无线传感器网络有效运行极为重要.该文提出了能量有效的可靠机会路由EROR（Energy-efficient Reliable Opportunistic Routing）,它利用结合节点剩余能量和链路上收发双方的总能耗的转发代价,选择转发节点集合（简称“转发集”）、主转发节点和协助转发节点,让节点调节发射功率并利用随机线性编码把数据包分片编码发送到转发集,进而以多跳方式把数据可靠低能耗地传递到信宿.仿真结果表明：在网络生存时间和能耗方面,EROR比已有路由策略CodePower更优.     

IMT—Advanced协作中继的网络编码技术

网络编码技术的本质是在中间节点上对多条输入链路的数据信息进行线性或非线性处理转发。网络编码技术应用于IMT—Advanced系统中时,不仅可用于提高中继转发效率,还可用于设计干扰利用传输策略,以节约小区内的时频资源。文章针对多址接入中继信道模型,讨论了几种可提高中继转发效率的网络编码传输策略,研究了基于网络编码的干扰利用传输策略,分析了网络编码标准化过程中所面临的各种问题,指出引入网络编码技术对中继传输协议、控制帧格式以及用户调度和资源管理算法等的影响。     

一种基于转发区域的三维地理位置路由协议

在真实的无线传感网络(WSNs)应用环境中,传感节点位于三维空间。为此,提出基于锥形转发区域的三维地理位置路由协议。为了减少冗余数据包数、降低数据包碰撞概率,CFRG协议先建立锥形转发区域,其目的在于限制转发节点数。然后,再估计锥形转发区域内节点的转发概率,最终选择具有最大转发概率的节点转发数据包。当节点遭遇空洞节点问题,就自适应地调整锥形转发区域体积,扩大选择转发节点的空间,即通过锥形转发区域调整,解决VNP问题。仿真结果表明,提出的CFRG协议能够处理VNP问题。与同类的三维路由协议相比,CFRG协议能够提升端到端传输时延和数据包丢失率两方面性能。     

面向持久性连接的自适应拟态表决器设计与实现

针对当前拟态表决器以连接为单位“连接内数据传输结束后再表决、转发”的机制难以适应HTTP 1.1协议在持久性连接、分块传输编码的应用场景中开销过大的问题,设计实现了面向持久性连接的自适应拟态表决器,在数据持续传输过程中滑动窗口式表决、释放异构冗余执行体的分块传输编码报文,通过分析滑动窗口式表决的分块传输编码报文的数据特征,构建了表决算法选择策略集,给出了表决准确性维护方案;提出了基于存贮模型的自适应表决窗口控制策略,为待表决数据提供最佳的切分方案。基于原型系统的实验结果表明,自适应拟态表决器在具有可接受的表决准确度下,降低了内存开销并提升了拟态表决效率。     

一种基于网络编码的移动自组网实时多播协议

针对移动自组网中的实时多播场景,提出一种基于网络编码的协议—NCRM.该协议可通过减少网络中数据包的转发次数降低节点能耗,并可改善网络吞吐量性能.为适应实时性要求,在NCRM中引入了严格的时延限制机制.仿真结果显示,与PUMA、MAODV等传统协议相比较,NCRM能更好地适应存在多接收节点、高移动性的环境,且在传输可靠性与节省能耗方面具有显著优势.     

基于跨层设计的无线Mesh网络多媒体传输

无线Mesh网络(WMN)是一种新型的宽带无线多跳网络,它以覆盖范围广,投资成本低,组网灵活等诸多优点受到广泛的关注.它的业务主要是来自因特网的业务,那么如何在WMN申有效地传输宽带多媒体业务是一个重要的课题.本文借鉴自上而下的跨层设计方法,考虑分级编码中不同层次数据的重要程度,与802.11e EDCA协议中提供的QoS优先级相结合,采用一种针对分层视频传输的跨层映射方案,使重要性不同层次的数据对应不同优先级的信道接入参数集,从而实现对分级视频的不等保护,提高了视频在WMN中传输的可靠性.     

带有编码冗余控制的机会网络数据转发机制

网络编码方法能有效提高数据传输效率,但采用该方法的机会网络数据转发机制均未考虑传输中的编码数据迭代冗余副本控制问题。为了充分降低译码复杂度并减少迭代冗余副本,提出了相遇持续时间估计及编码机会感知方法,进而设计了带有传输容量估计的编码冗余控制数据转发机制。节点以分布式的方式感知数据编码机会,为不同扩散程度的数据确定相应的优先级,并根据传输容量估计结果完成转发控制,以充分利用节点间的相遇持续时间。结果表明,所提出机制有效地减少了网络中的冗余副本,使译码所需的数据量趋于理论上的最小值,改善了网络资源利用率。     

一种新的基于部分网络编码的机会路由机制

网络编码能够提升无线网络传输性能,网络中的节点若采用传统的全网络编码,必须等待所有的数据包到达后才能进行解码,而这将造成网络的延迟。通过将部分网络编码和机会路由相结合,提出了一种新的路由协议(ORoPNC),该协议可以降低网络编码延迟,提高网络的稳定性。同时,设计了一种新的转发策略——ETXoEC。在这一策略下,转发节点的选取决定于当前链路状态和节点的剩余能量。仿真结果表明,网络的延迟降低了25%左右,能量消耗也得到了较好的平衡,整个网络的稳定性得到进一步提高。     

一种多跳无线网络中的高效广播算法

广播是多跳无线网络中的一种基本操作。现有的广播算法中普遍存在转发冗余过多的问题。该文首先分析了覆盖网络所需的最少转发节点数目,然后以此为基础,提出了一种简单高效的广播算法。该算法中,每个节点最多只需选择3个转发节点,从而明显地减少了广播的转发次数,提高了节点能量和网络资源的利用率;同时,所有转发节点实现了对整个网络接近双重的覆盖,能够保证较高的传输可靠性;此外,对不同的网络规模和拓扑的动态变化,该算法具有较好的可扩展性。仿真结果显示,该算法在多种常见的网络环境下具有比现有方法更优越的性能。     

A forwarding strategy of counteracting redundancy data in named data networking

In named data networking, a router forwards Interests to all available contents including copies under the original design of forwarding strategy. All of these redundant copies of requested contents are returned to the user, which leads to unnecessary waste of network resources. In this paper, we propose a new forwarding strategy named counteracting redundant data (CRD) to reduce the transmission of redundant Data. The CRD strategy introduces a new packet called Data Acknowledgement (DACK) to stop forwarding redundant data. When a router receives a DACK, it will delete the matched Pending Interest Table (PIT) entry with the same name prefix and same incoming interface as the DACK. Thus, subsequent Data will be discarded when the corresponding PIT entry in the router no longer exists. According to the transmission model with tree structure, forwarding number that indicates the number of DACK being forwarded is a very important factor affecting the transmission overhead of CRD strategy. In our simulation, the results show the CRD strategy can improve transmission efficiency, reduce transmission overhead while ensuring a certain reliability, and also decrease the storage of content store at the same time. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

带有黑洞节点探测的间断连接无线网络数据转发机制

间断连接无线网络利用节点移动产生的通信机会完成数据传输,但网络中的恶意节点通过伪造节点的相遇信息等方法,吸引并丢弃数据,影响网络的运行。该文提出带有黑洞攻击探测的间断连接无线网络数据转发机制,通过节点诚信度、信用度、间接信任度及数据转发能力4维信任属性的评估,获知攻击节点的行为规律,并采用粗糙集理论降低网络运行过程中产生的不确定状态信息引发的误判率,更加准确地对节点的可信性进行判断,进而,合理地为数据选择中继节点。结果表明,所提出的方法能有效提升黑洞节点的辨识率,对网络中其它非协作行为也有一定探测和防御能力,能显著改善网络性能。     

具有传输成功率保证的概率路由算法的TTL预测模型

概率路由算法是机会网络中一种常用的路由算法,其TTL的设置将直接影响路由的性能.本文首先利用马尔可夫链对概率路由的转发过程进行建模,并从消息的传输成功率和传输延时方面进行性能评估,不仅可以计算出一个消息从源节点到目的节点所需的传输延时,还可以预测出在给定传输成功率下所需要的最短消息生存周期TTL,这对于TTL的设置具有理论上的指导作用.其次,本文建立的预测模型还可以使一些无法到达目的节点的消息及时被删除,从而减少不必要的转发,达到节约网络资源的目的.最后,在两个真实数据集中的实验结果表明,本文提出的模型能够为概率路由中TTL值的准确设置提供有效参考.     

无线多跳网络中机会路由效率增强研究(英文)

Opportunistic routing(OR) is an effective way to guarantee transmission reliability in wireless multi-hop networks.However,little research focuses on transmission efficiency.Thus,an analytical model based on open queuing network with Markov chains was proposed to evaluate the efficiency.By analyzing two typical ORs,we find duplicate transmission and collision avoidance overhead are the root reasons behind inefficiency.Therefore,a new scheme called dual priority cooperative opportunistic routing(DPCOR) was proposed.In DPCOR,forwarding candidates are configured with dual priority,which enables the network to classify forwarding candidates more effectively so as to reduce the back-off time and obtain more diversity gain.Theoretical analysis and simulation results show DPCOR achieves significant performance improvement with less time overhead compared with traditional routings and typical ORs.     

基于复合量度的电力光纤多电路配置可靠性

能源互联网的一个本质特征是通过先进的通信网络实现能源供给与消费间的双向互动。以光纤通信为基础的高可靠通信网络优化配置以满足多业务的服务质量(QoS)需求成为亟需解决的关键问题。从电力光纤传输网络的可靠性入手,并考虑电力通信业务的多QoS传输需求,设计一种基于复合量度的电路配置优化方法。有别于传统最短路配置算法,新方法在一次配置过程中同时规划m条可行配置方案,并且通过分析路径集的带宽、时延、丢包率、衰耗和成本等不同量度和光路全程可靠性,最终获得满足可靠性和传输QoS需求的光路配置方案,并给出优先选择序列。多电路优化配置将有效提升电力通信的可靠性,也可为未来多路流量分摊提供电路配置保证。通过某城区35~500 kV电力通信站网实例仿真计算,新配置方法能够一次获取4条同时满足业务多QoS需求的传输电路,实现主备电路保护。对电力光纤传输网络的规划和运行优化,提高电力通信网的资源调配能力和可靠性提供参考。     

非对称速率的双向中继信道物理层网络编码

本文提出了基于非对称速率的双向中继信道的物理层网络编码方案。本文所提方案联系实际无线通信信道的差异性,不但考虑了较差链路的最大传输性能以保证其传输的可靠性,而且在较优链路采取较高速率进行传输,从而充分利用较优链路来传输更多信息,增加通信系统的信道容量。为实现不对称速率传输,其基本思想是在较差链路中加入已知信息,通过已知信息可减小中继节点接收到的叠加信号的星座图,使得通信系统的译码性能得到提升。在中继节点,根据叠加信号的星座图对叠加信号进行联合解调,在节省了系统工作时隙的同时也减小了系统的复杂度。仿真结果表明了采用非对称速率传输不但可保证信息传输的可靠性,还可提高通信系统的信道容量,充分利用系统资源。