认知无线Mesh网络信道接入与路由协议研究*

针对认知用户可用频谱动态变化,数据链路由于无可用的授权信道而无法建立,导致路径中断的问题,引入了具有拥塞感知能力的多径路由协议。认知用户可通过在多条路径中选择具有SOP交集的下一跳节点进行通信,降低主用户在授权信道上出现对认知用户数据传输带来的干扰;并在路由协议中采用了拥塞控制技术,通过对节点的拥塞情况进行感知,可有效避免瓶颈节点的出现。仿真结果表明,该协议在认知无线Mesh网络中,能较好地减小端到端延迟,提高数据包的成功投递率,增加网络的整体吞吐量。     

无线Mesh网络联合信道分配和路由协议研究

设计合理的联合信道分配和路由协议对多信道无线Mesh网络的性能至关重要。在分析多网卡多信道无线Mesh网络中联合信道分配和路由协议特点和研究现状的基础上,提出了一种与按需路由协议结合的联合信道分配算法,通过选择最小干扰信道来优化信道分配;同时采用了一种适应多信道多网卡网络的路由判据方法,该方法考虑了信道干扰、接口切换以及路径跳数三个关键因素。仿真结果表明,文中所采用的协议能较为明显地提高网络吞吐量及减小分组的端到端时延。     

无线多接口多信道Mesh网络下多径路由协议分析

针对无线多接口多信道Mesh网络环境,对两种多径路由模型进行比较分析。根据支持多接口多信道的无线设备的特点,提出了一套较为高效的路由方式。该方案从源节点到目的节点利用提出的接口分配策略,从不同的接口和信道建立多条可同时工作的路由和多条不重叠的备份路由以大幅提升网络性能。它充分利用了多接口多信道移动设备的性能优势,更适合Mesh网络的拓扑特点。仿真测试表明,使用该方案,在端到端时延,网络吞吐量等方面提供了更佳的性能。     

一种满足QoS约束的自适应多径Ad Hoc网络路由协议

提出一种以网关为中心的满足QoS约束的自适应多径路由协议GC-AQMR.该协议不仅保证建立从源节点到网关的链路不相交的多条路由,同时使中间节点也保留到网关的多径路由信息,当网络拥塞或路径失效时,中间节点根据这些信息可自适应地进行路由调整.模拟实验表明：采用GC-AQMR协议的SWAN系统在报文转发率、平均端到端时延、实时业务公平性以及端到端平均吞吐量等性能指标上,均优于基于AODV协议的SWAN系统.     

多接口多信道MANET下多径路由及接口分配策略

针对多接口多信道MANET网络环境,提出了一种多径路由以及相应的接口分配策略。根据支持多接口多信道的无线设备的特点,给出了一套更为高效的路由模型。该方案从源节点到目的节点利用提出的接口分配策略,从不同的接口和信道建立多条可同时工作的路由和多条不重叠的备份路由以大幅提升网络性能。它充分利用了多接口多信道移动设备的性能优势,更适用于网络拓扑变化剧烈的MANET网络。数学模型分析与网络仿真测试表明,在其他条件相同的情况下,该方案与其他路由协议相比较,在端到端时延、网络吞吐量等方面提供了更佳的性能,且更适应于多接口多信道的MANET网络环境。     

一种多信道Ad Hoc网络的多径负载均衡路由协议

针对移动Ad Hoc网络固有的路由耦合问题,提出了一种基于OLSR的多信道多径负载均衡路由协议MMRP_LB.MMRP_LB将信道的可用带宽作为衡量节点负载轻重的依据,在建立路由时,同时考虑路径的负载和跳数,通过运行多重改进的Dijska算法,得到多条节点不相交的最优路径;依次给每条路径分配一个信道,并按照加权轮询方式分配业务.仿真结果显示,与单信道下的协议相比,MMRP_LB在网络吞吐量、平均端到端时延等方面具有良好的性能,有效地避免了路由耦合.     

MANET中有利于信道重用的按需信道分配和路由协议

从信道重用的角度出发,设计出一种简单而有效的按需固定信道分配机制和路由的协议(CA-AODV-R)。该协议将信道分配放到路由层进行,通过在路由发现时的RREQ和RREP中携带信道信息来分配固定信道,避免了MAC层动态信道分配协议(如DCA等)需要频繁地调用信道分配算法的问题。CA-AODV-R使用的固定信道分配算法为把数据信道按编号从小到大排列后按每3个划分为一个小组,同一条路由发现路径上的后继节点分配固定信道时优先在其前驱节点的固定信道所在小组内选择空闲信道。仿真结果表明,CA-AODV-R协议相对于单信道AODV能够大幅度提高网络吞吐量和分组投递率并降低网络的端到端时延。     

基于认知的多信道无线mesh网络路由协议研究

在多信道无线mesh网络中,路由选择与频谱可用性之间的相互依赖性很强,这就要求设计路由协议时要充分考虑信道的选择。传统的路由协议不能很好地适用于多信道无线mesh网络,因此提出了一种基于认知无线电的无线mesh网络路由协议,其中每个节点配置两个网络接口,路由选择与信道选择同时进行,通过冲突避免的设计,充分利用了多信道的优势。仿真结果表明,相对于传统路由协议,提出的路由协议能大大提高网络的吞吐量。     

多路径DSR和AODV路由协议性能研究

在支持移动节点和自组织网络的路由协议中,最典型的单径路由协议是DSR和AODV协议,对它们进行扩展分别得到相应的多径路由协议。通过仿真比较分析这2种多径路由协议在混合无线Mesh网络和移动AdHoc网络中的性能。结果显示,混合无线Mesh网络中的这2种多径路由协议具有分组传输率高、端到端的平均延时和路由开销小等优点。以DSR协议为基础扩展得到的多径路由协议,在高度动态的网络环境中,性能得到了改善,能广泛应用于移动性强的环境中。     

无线多媒体传感器网络实时MAC协议

实时性是无线多媒体传感器网络的重要考虑因素之一,而MAC协议能否高效地使用无线信道对保障无线多媒体传感器网络的实时性起着决定性作用。针对无线多媒体传感器网络的业务数据特点,提出了一种基于时隙预留的多信道实时MAC协议。该协议在响应流媒体查询之前,事先建立一条从源节点到汇聚节点的时隙预留流路径,从而最小化数据包在每一次转发时的信道接入时延。仿真结果表明,该协议明显减小了流媒体数据的端到端时延与时延抖动,并且具有较好的能量有效性。     

Congestion Adaptive Routing in Mobile Ad Hoc Networks

Mobility, channel error, and congestion are the main causes for packet loss in mobile ad hoc networks. Reducing packet loss typically involves congestion control operating on top of a mobility and failure adaptive routing protocol at the network layer. In the current designs, routing is not congestion-adaptive. Routing may let a congestion happen which is detected by congestion control, but dealing with congestion in this reactive manner results in longer delay and unnecessary packet loss and requires significant overhead if a new route is needed. This problem becomes more visible especially in large-scale transmission of heavy traffic such as multimedia data, where congestion is more probable and the negative impact of packet loss on the service quality is of more significance. We argue that routing should not only be aware of, but also be adaptive to, network congestion. Hence, we propose a routing protocol (CRP) with such properties. Our ns-2 simulation results confirm that CRP improves the packet loss rate and end-to-end delay while enjoying significantly smaller protocol overhead and higher energy efficiency as compared to AODV and DSR     

On the implications of routing metric staleness in delay tolerant networks

Delay Tolerant Network (DTN) routing addresses challenges of providing end-to-end service where end-to-end data forwarding paths may not exist. The performance of current DTN routing protocols is often limited by routing metric “staleness”, i.e., routing information that becomes out-of-date or inaccurate because of long propagation delays. Our previous work, ParaNets, proposed a new opportunistic network architecture in which the data channel is augmented by a thin end-to-end control channel. The control channel is adequate for the exchange of control traffic, but not data. In this paper we present Cloud Routing, a routing solution for the ParaNets architecture. We motivate the need for such a solution, not only because of stale routing metrics, but also because of congestion that can occur in DTNs. Unable to use up-to-date routing metrics to limit congestion, existing DTN routing solutions suffer from low goodput and long data delivery delays. We show how Cloud Routing avoids congestion by smart use of forwarding opportunities based on up-to-date routing metrics. We evaluate our solution using extensive OPNET simulations. Cloud Routing extends network performance past what is currently possible and motivates a new class of globally cognizant DTN routing solutions.     

MANET 中基于链路稳定性路由的跨层传输控制协议

在MANET中,通信节点的移动会造成端到端通信路由的时常中断.传统TCP协议只有拥塞控制机制,对由于节点移动造成的数据包传输丢失和超时也作为拥塞处理,使得端到端传输性能低下.为解决这一问题,采用跨层设计思想,将传输控制与链路稳定性路由结合,提出了一种基于链路生存时间概率的传输控制协议(transmissioncontrol protocol based on probability of link residual lifetime,简称TCP-PLRT).该协议通过在路由稳定时跨层收集路由层链路生存时间概率信息来实现对端到端连接稳定性的认知,并针对路由不稳定、路由中断、路由恢复,分别制定了路由切换、数据存储转发、ACK再确认三大机制.这使得TCP-PLRT协议具有对由移动造成的路由中断进行提前预判和有效处理的能力.仿真结果表明,TCP-PLRT协议能够极大地减小由节点移动带来的端到端传输性能的下降,减少分组重传,提高端到端的吞吐量.     

用于Ad Hoc网络的改进的动态源路由协议

为了提高源路由协议(DSR)的性能,平衡整个网络的能量,减少拥塞,提高伸缩性和延长网络生存时间,对发送的RREP和RREQ包结构做了改进,加入了新的延迟发送机制,提出了一种新的协议IDSR,并用仿真对改进后的IDSR路由协议进行了性能评估。     

Ad Hoc网络中基于DRMR协议的拥塞控制方案

近年来，Ad hoc网络的组播路由协议研究受到广泛关注，但在大规模应用之前必须解决拥塞控制问题.目前已经提出了许多组播路由协议，其中动态广播环组播路由协议（DRMR）在降低控制开销的基础上，能够取得较好的分组递交率和扩展性,但DRMR没有考虑大数据量时的拥塞控制策略，本文提出了DRMR协议上的拥塞控制方案，包括拥塞检测、反馈通知和速率控制一套完整的拥塞控制机制，给出了各参数的计算公式和算法,最后，利用NS2仿真软件对扩充的DRMR协议进行仿真，结果表明，扩充的DRMR协议较好地保证了在高负载下的服务质量．     

基于跨层设计的CLRM-HWMP路由协议研究

在研究HWMP路由协议的基础上引入跨层设计方法,综合考虑数据链路层的数据帧传输成功率DFTE(Data Frame Transmission Efficiency)、网络层的可用带宽和节点跳数作为跨层路由度量值CLRM(Cross-Layer Routing Metric),提出一种综合路由判据的跨层路由协议CLRM-HWMP路由协议.该协议有效解决单一的路由量度判据在提高无线Mesh网络性能方面的局限问题.通过NS-3仿真工具对无线Mesh网络中的HWMP路由协议和提出的CLRM-HWMP跨层路由协议进行分析对比,实验结果表明:提出的CLRM-HWMP路由协议有效降低了节点间端到端时延、提高了数据包投递成功率和网络吞吐量.     

Ad Hoc网络中OLSR路由协议的蠕虫防御

针对目前网络蠕虫防御系统的不足,传统路由协议又不能从根本上保证Ad Hoc网络的安全。通过剖析优化的链路状态路由协议(OLSR)中存在的蠕虫路径问题，在现有解决方案的基础上,提出一种有效的路径选择方案，保障了数据端到端传输的可靠性，从而增强了路由协议的安全性。     

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。     

基于路由长度的多径路由协议

针对单径路由协议在高速Ad hoc网络中平均端到端时延和丢包率高的问题,在动态源路由协议的基础上,提出基于邻居节点变化率与路由长度的多径路由协议DSR_HD。利用HELLO消息获得一跳范围内可用邻居数,根据邻居数求得节点的邻居节点变化率。在路由发现过程中,采用路由距离与路由跳数相结合的方法计算路由长度,并选择邻居节点变化率和路由长度低的节点加入路由,从而提高路由的稳定性。仿真实验结果显示,DSR_HD协议可以有效减少数据分组传输的端到端时延及路由开销,提高分组成功投递率。     

动态距离向量服务质量路由研究与仿真

在前期研究工作中,针对IP网络实时流的QoS需求,提出资源供需状态的新概念——质量水平涨落函数,并将传统的距离向量路由协议改造成基于供需平衡的动态距离向量路由协议。为验证改进协议的有效性,通过广泛的仿真实验深入分析动态QoS路由机制,实验证明基于供需平衡的动态服务质量路由不仅满足用户QoS需求,平衡网络负载,同时具有良好的可扩展性和鲁棒性。