基于队列长度的VANETs广播协议

车载自组织网络中,紧急信息的优先级高于服务信息。当节点接收到紧急信息后就会抑制服务信息的发送,造成紧急信息与服务信息之间发送不公平。针对这一矛盾,提出一种基于缓存队列长度的广播协议(BQLP),该协议通过数据包缓存队列长度来调整信息发送的优先级,缓存队列长度越长,节点发送信息的优先级就越高,从而避免因缓存队列过长而引起的数据丢包。仿真结果表明,BQLP协议不仅提高了数据包和节点的接收率,而且降低了数据包传输延时。     

链路相关性欺骗攻击与检测机制

近年来的研究工作表明,无线通信中的数据包传输在不同的链路上存在接收相关性,这一现象对无线网络环境下不同通信协议的性能都有着很大的影响。现有的链路相关性感知协议的性能提升大都依赖链路相关性度量的准确性。然而,通过分析发现,无线网络自身的移动性、射频通信等特点导致其在通信过程中存在着各种威胁与网络攻击。文中结合链路相关性,提出链路相关性感知协议的欺骗攻击机制,即当网络中的源节点发送数据包时,相应的接收节点通过恶意修改自身维持的数据包接收位图中的数据来欺骗源节点,从而达到篡改同一源节点的不同邻居节点之间的链路相关性度量值的目的,因此,该攻击机制会降低协议的传输性能。针对这一攻击机制,文中提出了对应的恶意节点检测机制,即利用Watchdog机制对网络中节点的行为进行检测,从而得出真实的数据包接收位图。仿真结果表明,提出的链路相关性欺骗攻击机制增加了通信协议的数据包重传次数,降低了协议传输的性能,同时基于Watchdog的恶意节点检测机制对这一攻击具有良好的防御力。     

6LoWPAN中基于Mesh-under的中继缓存与重传机制

在基于Mesh-under路由的6Lo WPAN网络中,链路丢失的分片采用端到端的方式进行重传,从而保证数据包的可靠重组,但端到端的重传会造成较多的数据传输时延和网络能耗,降低目的端的分片重组成功率,影响网络中其他数据的有效传输。针对上述问题,提出一种基于中间节点缓存与重传分片机制,通过中间节点缓存和管理所转发分片,目的端检测到有分片丢失,则利用中间节点已缓存的分片进行重传,从而达到提高网络性能的目的。仿真结果表明,与传统的RIF_SN,RPF_SN等机制相比,该机制能耗效用值提高36.7%,网络传输时延减少28.7%,目的端重组成功率提高34.9%,明显改善网络性能。     

基于缓存机制的能耗最小化电力线通信网络设计

针对智能电网系统中部署电力线通信(PLC)存在通信稳定性差、传输能耗高的问题,设计一种基于缓存机制的PLC网络。引入多输入多输出的PLC通信机制,使得多个网络接入节点可同时向一个用户发送数据,提高网络通信的稳定性。通过设计最优预编码算法解决回程链路上的数据重复传输问题,从而最小化用户从缓存节点和服务器下载文件的能耗。仿真结果表明,该PLC网络可有效提高通信可靠性,节约系统资源。     

一种基于QoS的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络中不同应用的QoS需求,提出了一种路由协议QMR。该协议使用节点剩余能量、可用缓存以及信道质量等度量值综合评估路径传输可靠性,根据量化的评估值构建自源节点至目的节点的多条路径;并引入路径选取模型,允许数据包依据优先级同时在多条路径上传输;接着采用按通信量更新策略,根据网络流量情况动态调整路由更新频率。通过仿真实验分析得出,该协议在降低网络能耗、提供差别服务方面具有良好的性能。     

一种基于 QoS 的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络中不同应用的 QoS 需求,提出了一种路由协议 QMR.该协议使用节点剩余能量、可用缓存以及信道质量等度量值综合评估路径传输可靠性,根据量化的评估值构建自源节点至目的节点的多条路径;并引入路径选取模型,允许数据包依据优先级同时在多条路径上传输;接着采用按通信量更新策略,根据网络流量情况动态调整路由更新频率.通过仿真实验分析得出,该协议在降低网络能耗、提供差别服务方面具有良好的性能.     

改进的基于蚁群算法的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中传感器节点随机分布造成能耗不均和“热区”等问题,提出了一种改进的基于蚁群算法的非均匀分簇路由协议。该协议也采用“轮”方式运行,每轮簇首选举开始阶段,根据节点剩余能量、节点密度,结合节点到Sink节点的距离来构造不均匀的竞选半径,每个节点根据竞选半径范围内邻居节点计算剩余能量比及距离偏差平均值,从而计算出其簇首竞争等待时间,采用时间等候簇首竞选机制来选举出簇首,平衡簇内的通信能耗;数据传输阶段,考虑剩余能量、通信能耗、链路质量、传输时延等因素,采用改进的蚁群算法构造最优传输路径,数据传输的同时更新信息素,从而达到自适应、动态优化地建立和维护传输路径。仿真结果表明,该路由协议能有效节约能量和均衡能耗,延长网络生命周期,改善链路质量,减少传输时延。     

基于动态中继选择的无人机自组网协作接入协议

对无人机自组织网络中的协作机制进行了研究,提出一种基于动态中继选择的无人机自组网协作时分信道接入协议.该协议在传输中继数据包时引入了双队列协作机制,在网络层数据包缓存队列之外引入了独立的媒体接入控制(Media access control,MAC)层中继数据包缓存队列,并且能够实现默认中继节点与辅助中继节点的动态选择...     

WSN中基于网格模型的可靠传输协议

为提高传感器网络的传输可靠性,提出一种基于网格模型的可靠传输协议。该协议利用网络大小和节点传输距离将网络划分成若干网格。引入随机丢包模型,运用源节点的位置、能耗等信息,在源节点和Sink间确定中间点坐标,再以中间点为圆心的圆形区域内找到距离Sink最近的、可靠的下一跳转发点转发数据包,转发点覆盖全网格,非转发点休眠。理论分析和仿真实验表明,与AOMDV协议相比,该协议具有较高的可靠性且能耗较低,可有效避免广播风暴等问题。     

蓝牙Mesh网络AODV路由改进算法

蓝牙Mesh网络使用泛洪进行多跳通信,在没有路由机制的情况下,由于消息的连续广播,原有泛洪机制会导致网络开销增大和通信延迟。本文基于能量有效的AODV改进算法E-AODV使用MATLAB进行仿真,根据跳数、节点剩余能量、链路质量来选择最优节点进行数据包的转发。仿真结果表明,E-AODV算法可减小蓝牙Mesh网络中RREQ数据包传输数量,通过与传统泛洪、AODV算法比较,该算法能够有效降低数据包传输时延,降低网络能耗,提高网络性能。     

基于最小节点度的WSNs传输功率控制重编程协议

为了降低节点能耗,提高能量的利用率,提出了一种高效节能的基于最小节点度的传输功率控制(MND—TPC)重编程协议。该协议首先根据每个节点的剩余能量、最大的传输功率、节点度和链路质量来进行网络的初始化,然后分2个阶段完成数据传输。第一阶段通过节点密度、节点度和M度节点的百分比等产生传输范围的调整模型来构建高效的优化网络;第二阶段通过对节点之间发送功率和剩余能量的比较来筛选发送节点,以保证网络负载的均匀分布,有效地实现了高效节能,从而提高整个网络的生存周期。理论分析与实验结果表明:与多跳网络编程(MNP)协议在不同发送功率下相比,平均能量消耗至少降低35.48%。     

基于DSA的无线传感器网络自适应MAC协议研究

针对工业监测用无线传感器网络高可靠和低功耗的要求,基于TDMA协议提出了一种动态时隙分配(DSA)的自适应介质访问控制(DSA-MAC)协议,通过估计链路质量动态调整节点的时隙长度,提高数据传输的可靠性。该协议中加入了基于接收信号强度指示(RSSI)的自适应功率调整机制,实现网络的低功耗要求。利用CC2530硬件平台实现DSA-MAC协议,并在工业现场进行测试,结果表明:该协议提高了数据传输率并降低了网络能耗,能够适应工业环境的应用需求。     

矿用起重机能耗感知系统Sink节点设计

针对采用有线传输方式难以实时监测起重机能耗的问题,提出了一种基于无线传感器网络的矿用起重机能耗感知系统Sink节点软硬件设计方案。该节点采用CC2530无线射频芯片实现起重机工作参数的采集和无线收发,采用ENC28J60以太网控制器将接收到的采样数据转换成以太网数据包,上传给后台监控中心;在分析uIP协议栈的数据通信流程与特点的基础上,详细阐述了uIP协议栈在CC2530芯片上的移植,以及Sink节点功能函数的编写。测试结果验证了该设计方案能够准确地实现TCP数据包的传输,满足矿用起重机能耗感知系统数据传输需求。     

WSN中基于FEC的自适应多径路由

在无线传感器网络中,节点失效和环境影响等因素会降低数据传输的可靠性。为此,提出一种基于前向纠错的自适应多径路由协议。根据当前的网络状况,利用RS纠删码自适应调整编码冗余,在选出的可用多路径上根据每条路径的剩余能量权重分配流量,Sink节点根据收到的数据片段进行数据包重构。仿真结果表明,该协议能达到较好的负载均衡,具有较高的成功传输率和吞吐率。     

无线传感器网络中确保端到端传输质量的自适应调制缩放技术

在满足数据收集任务的时延要求及可靠性要求的前提下最小化能量消耗是传感嚣网络设计中的一个关键问题。选取不同的调制级数(即调制时的星座图大小,每符号位数)可以获得不同程度的能量节省,但引入不同程度的时延的同时也会造成不同程度的丢包。本文提出了一种优化模型在满足数据收集任务的时延要求及可靠性要求的前提下,最优选取各节点的调制级数以最小化网络能耗延长网络生命期。并在此基础之上提出了一个集中式控制算法以根据网络状况自适应地调节各节点的调制级数。实验表明本算法在所考查的各种网络环境下都能明显减少能耗,可以用该模型来确定时延及丢包率对能耗影响的敏感区。另外我们发现,如果将节点的服务率设置为与节点的包到达率近似成比例,在大多数情况下都能够获得好的节能效果。     

基于链路可靠性的两跳QoS路由

针对工业无线传感器网络对路由协议的QoS要求，研究了一种基于链路可靠性的两跳QoS路由（Link-Reliability Based Two-Hop Routing for QoS Guarantee in Industrial Wireless Sensor Networks， LRTHQR）.采用两跳速度策略和数据优先级调度策略提高实时性，采用改进的信任评估模型以选择可信路径进行路由，采用基于接收功率的链接概率和数据包重传次数作为衡量链路可靠性的指标，同时采用能够综合考虑节点剩余能量和转发能耗的转发策略，以改善网络寿命.仿真结果显示：与未考虑链路可靠性的NCSRT （NodeCredible Security Routing for IWSN Based on THTR）算法相比， LRTHQR算法在丢包率、时延以及包平均能耗方面有着明显优势；与同样侧重QoS要求的LRTHR （Link-Reliability based Two-Hop Routing）算法相比， LRTHQR算法在截止期错失率、路由开销以及包平均能耗方面有着显著提升.     

一种无线传感器网络以数据为中心的QoS路由协议

提出一种以数据为中心的QoS路由协议(DDQP).DDQP支持两种QoS度量:可靠性和传输延迟;采用交叉层优化技术将传感器网络无线信道通信模型作为路由协议设计的依据,有效的节约了网络能源消耗;采用反压力重新路由机制在满足业务QoS的前提下尽可能均匀使用网络中节点的能源,不仅延长了网络生命期,而且有效的控制网络拥塞;采用以数据为中心的数据分发模式,具有良好的可扩展性.描述了DDQP设计的理论依据,并通过仿真实验验证了DDQP的高效可行性.     

WSN中基于链路质量和节点能量的AODV路由算法研究

为了满足无线传感网络能量的高效使用以及数据传输的稳定性的要求,需要对无线传感网络路由层协议进行改进。本文提出一种基于节点之间链路质量和节点能量状态的LE-AODV路由协议,LE-AODV路由协议采用跨层设计,路由发现过程中通过MAC层和物理层获取链路质量信息和节点能量信息来选取最优路径,并通过节点能量状态更新机制避免网络中热点的产生。本文使用Castalia仿真器对LE-AODV路由协议进行仿真,仿真结果表明,LE-AODV路由协议可以有效的提高分组投递率和网络生存时间。     

基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议

近年来,水下物联网和海洋物联网已经成为一个热门的研究方向,水声传感器网络路由协议作为海洋物联网的重要组成部分也得到研究人员的广泛重视。因此在HH-VBF协议的基础上,提出一种基于矢量转发的节能型水声传感器网络路由协议——ES-HH-VBF协议。ES-HH-VBF协议在保留了将下一跳节点的位置信息作为计算节点转发因子的参考值的基础上,引入了节点剩余能量改进节点转发因子的计算方式,以此来均衡网络中的能量消耗;并且还将预设的距离阈值由HH-VBF协议中的固定值改为根据节点剩余能量变化的动态值,从而可以动态地控制数据冗余。为了验证ES-HH-VBF协议的性能,在水下传感器网络仿真器Aqua-Sim上对HH-VBF协议和ES-HH-VBF协议的性能进行了对比分析。仿真结果表明,随着节点发包间隔的增加,ES-HH-VBF协议的包传递率比HH-VBF协议的包传递率高4.2%左右,网络平均时延比HH-VBF协议低11.3%左右,网络平均能耗比HH-VBF协议低8.2%左右。通过对ES-HH-VBF 协议和HH-VBF协议的仿真实验分析可知,ES-HH-VBF协议在提高数据包传递率、降低平均能耗和降低平均延时方面具有较大优势。     

基于能量感知的WSN按需多径路由协议

在无线传感器网络(WSN)按需距离矢量(AODV)路由协议的基础上,提出一种基于能量感知的WSN按需多径路由协议——AODV-EALB。综合考虑链路质量、转发优先级系数、剩余能量和节点接收数据包的信号强度,均衡网络节点能耗。仿真实验结果表明,AODV-EALB协议能降低丢包率,延长网络生存周期。