非饱和状态下时隙CSMA/CA机制改进与性能分析

针对无线传感器网络中有重要信息的高优先级数据包需要尽快传输,且IEEE 802.15.4协议本身不支持任何优先级机制的情况,结合优先级调度策略和差分服务机制,对具有优先级级的时隙CSMA/CA机制进行全面数学建模,包括节点马尔科夫模型和信道马尔科夫模型,据此提出了一种非饱和状态下具有优先级的IEEE 802.15.4时隙CSMA/CA机制性能的分析方法。通过比较分析,改进的机制对提高网络中高优先级数据包的传输性能具有积极作用。     

无线传感器网络中一种避免节点拥塞的算法

无线传感器网络节点拥塞导致节点丢弃大量的数据包,这不仅影响了网络服务质量,还浪费了节点宝贵的能量,进而缩短了网络生命周期.提出了一种避免传感器网络节点拥塞的算法.该算法包含了基于发送窗口分配的拥塞避免和基于优先级的数据包调度策略.网络节点首先根据一定策略为上一跳节点分配发送窗口来预防本地发生拥塞,获得发送窗口的上一跳节点每次选择优先级最高的数据包发送以改善网络服务质量.模拟实验表明,提出的算法具有良好的能量有效性,有效地避免了由节点缓冲区溢出造成的网络丢包,同时改善了网络传输的公平性并降低了网络的平均延迟.     

一种基于传输容量控制的DTN动态分段编码路由算法*

针对时延容忍网络（DTN）中基于动态分段编码的路由算法DSNC存在的数据冗余编码和节点投递成功率低的问题,提出了一种基于传输容量控制的DTN动态分段编码路由算法NC-TCC。在源节点处,采用AONT矩阵对分段中的数据包进行编码,以减少数据重复编码的次数;在中间节点处,利用构造的节点运动模型计算当前连接的传输容量,并在满足传输容量的前提下按照优先级从高到低的顺序选择合适数量的数据包进行编码,以提高节点投递成功率。仿真结果表明,提出的算法能够有效地减少数据冗余,提高传输效率。     

一种应用于桥载设备监控网络CSMA/CA机制算法

在机场桥载设备在线监测管理网络的现场应用测试中,针对网络突发事件中高优先级节点传输延时长,节点能耗利用率低的问题,采用基于优先级调度策略思想的网络节点能量优化机制,对网络MAC层协议中的CSMA/CA算法参数做出调整,达到数据快速传输的目的,利用NS2软件进行网络仿真,结果表明该方法提高了高优先级节点的信道访问率,均衡了网络能耗并延长了网络生命周期.     

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.     

内容中心网络中基于内容感知的QoS保证机理探析

针对目前内容中心网络在QoS保证方面研究不足的问题,提出一种基于内容感知传输机制的内容优先级调度算法。该算法利用内容热度值判决内容数据包的优先级概率决定不同内容的调度顺序,能够根据网络环境动态调整传输队列。仿真结果表明,该机制在高优先级内容流量比例为20%的情况下,平均吞吐量相比于NDN常规传输机制性能提高约35%。     

一种区分服务的DTN概率路由算法

针对DTN网络中不同优先级的数据包需要区分服务的问题, 提出了区分服务的概率路由算法SDRP。该算法提出了参考概率这一概念, 相遇节点针对不同的数据包优先级定义了不同的参考概率, 若相遇节点的参考概率大于发送节点的转发概率则将数据包转发, 否则不转发。仿真表明, SDRP算法使不同优先级数据包的递交率呈层次化分布, 高中低优先级数据包的递交率由高到低依次排列。该算法使DTN网络在不改变原有网络通信性能的基础上, 较好地实现了根据数据包优先级的不同而区分服务的功能。     

网络控制系统的一种变采样周期动态调度策略

提出一种基于网络运行状态的网络控制系统动态调度器的设计方法．首先利用监测器在线获取当前的网络利用率、网络诱导误差和数据包执行时间，基于获取的网络状态，预测下一监测周期内的网络利用率和数据包执行时间．然后按照网络运行性能和控制性能的需求，基于网络利用率和数据包执行时间的预估值分配网络资源，计算控制系统新的采样周期．当数据包传输发生冲突时，采用MEF（Maximum Error First）作为辅助调度策略，确定数据包的发送优先级．最后通过一组仿真结果验证了所设计的动态调度器的有效性．     

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。     

无线网络链路质量感知的机会网络编码机制

现有的无线网络编码机制大多没有考虑无线链路质量对于通信性能的影响,导致网络吞吐量降低。针对这一问题,提出一种链路质量感知的机会网络编码机制(LONC)。该机制充分利用无线媒介的共享特性,将网络编码和机会转发技术相结合,通过期望传输次数来计算数据包传输效用值,用于衡量数据包传输效率。在此基础上,根据效用值动态分配数据包调度优先级,使得高优先级的数据包有更高的概率获得转发机会,从而有利于提高网络吞吐量。仿真结果表明,LONC机制能够显著提高网络的吞吐量,在一定程度上保证了数据的可靠传输。     

结合距离与队列积压的无线Mesh网络拥塞感知路由协议

针对无线Mesh网络中路由的拥塞问题,提出了一种结合距离与队列积压信息的拥塞感知路由协议(DR-CAR)。首先,结合链路质量源路由(LQSR)协议中的距离度量和E-Backpressure协议中的队列积压度量构建一种新的链路质量度量。然后,每个节点通过探测数据包来计算链路质量,并通过控制数据包和其邻居节点进行交互,以此来更新链路质量。最后,节点根据链路质量来选择下一跳节点,从而构建从源节点到目的节点之间的最佳路径。另外,在MAC层中为控制数据包分配最高的优先级,同时保证控制数据包的安全性。仿真实验表明,在不同的链路负载下,该协议在网络传输时延和网络吞吐量方面都具有优越的性能,具有可行性和有效性。     

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...     

TinyOS2.x下基于蚁群算法的WSNs路由协议设计

为了增强无线传感器网络的动态适应性和实现数据包的多路径传输,根据蚁群算法的原理,使用NesC语言在TinyOS2.x下设计了路由协议Ant-PDRP.该协议采用信息素浓度指引路由包和数据包传输,并在数据包传输过程中引入惩罚机制以实现动态均衡网络能耗.TOSSIM仿真和Micaz节点的真实实验表明,改进后的路由协议能够有效减少传输时延,延长网络寿命,保证数据可靠传输.     

基于马尔科夫链的802.15.4协议MAC层数据包服务时间研究

针对802.15.4MAC层数据包平均服务时间优化问题,提出了一个基于超帧结构的节点状态转换机制,并分析了数据包服务时间定义,然后通过对节点状态的马尔科夫链建模,推导出网络主要状态的稳态概率和数据包服务时间的分析式;最后研究了参数NB、BE、SO对节点稳态概率数据包服务时间的影响。研究结果表明,与其它具有休眠的节点模型相比,数据包平均服务时间平均降低了2.3%。模型较好的描述了802.15.4网络节点的工作特点,且均衡的协议参数配置可以改善数据包的传输性能,为提高网络的实时性提供应用参考。     

mesh网络中基于效用转发的网络编码算法

在已有的无线Mesh网络路由算法的基础上,针对网络的动态变化性和差异性等因素带来的问题进行了研究,提出一种基于效用转发的网络编码算法.首先利用节点间的历史通信数据,动态获取不同网络环境下影响效用值的各因素所占的权重值;然后在簇头节点和汇聚节点处进行二维随机线性网络编码,结合节点的剩余能量、效用值和丢包率判断节点能否进行编码,并且采用编码包优先传输的策略转发数据包;最后综合利用网络时延、效用值和节点间的跳数,选择最优的下一跳转发节点.仿真结果表明,该算法能更好地提升数据包的转发效率,降低传输时延,提高网络的性能.     

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。     

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。     

CAN网络层次化动态调度策略设计与实现

CAN总线是一种基于消息的事件触发通信服务,主要应用于汽车、机器人等实时通信系统.CAN总线上有多个节点互相独立工作,当多个节点访问总线时出现消息碰撞,由于CAN总线采用按位仲裁算法决定节点访问总线的优先级,导致低优先级节点访问失败,而高优先级节点继续传输消息,这种方式导致低优先级节点饥饿现象而丢失消息,因此CAN总线调度算法随之被提出.目前调度策略已从静态发展到动态,但是随着节点的增多,系统维护和调度难度增加,单条总线调度策略难以维持系统性能需要.因此本文考虑将系统中的节点挂载到多条CAN总线上构成CAN网络,针对CAN网络提出了一种层次化的动态调度算法,将节点优先级仲裁分为：单条总线本地优先级仲裁和系统全局优先级仲裁,确定系统优先级最高的节点,使其进行数据传输.利用MATLAB中的Stateflow工具,建立分层动态调度模型,依据CAN总线数据传输机制和仲裁机制,设计实现了节点模块、总线模块、函数模块等,在总线模块实现了两级调度.实验结果表明,本算法在增加了节点总数目的基础上,满足高优先级节点传输且避免了低优先级节点的饿死现象.     

基于网络编码的异构无线传感器网络数据广播协议

本文提出一种适应异构无线传感器网络的能量感知的网络编码数据广播协议(ENCBP)。传感器节点根据邻居能量信息列表实时地计算节点剩余能量的线性映射值。在此基础上,采用能量感知的网络编码转发概率机制,使具有较高剩余能量的节点比低能量节点拥有更高的数据转发优先级,以实现能量均衡的数据传输。另外,采用伪广播机制对协议进行优化,以提高数据包投递率。仿真结果表明,ENCBP不仅可以有效实现网络的能耗均衡,以延长网络的生命周期,还能在一定程度上降低数据包传输时延,从而提高数据通信性能。     

一种基于接收节点控制的无线传感器网络媒体访问控制协议

为了提高无线传感器网络数据包传输效率,提出一种基于时间同步、接收节点控制的无线传感器网络媒体访问控制协议。该协议在保持节点低功耗工作的前提下,使父节点在一个操作周期内,通过多次邀请机制和迸发传输机制,能够与多子节点进行数据包的多次传输。该多次邀请机制,使父节点具备了在单个操作周期内,从多个子节点接收数据包的能力,本质上减少了子节点之间的竞争、提高了信道利用率,增强了父节点对数据包传输的控制力。迸发传输机制,使得父节点可以在一次通讯中连续接收多个数据包,进一步提高了信道的利用率。仿真结果表明:当网络载荷强度增大时,该协议使网络中的节点能够充分利用信道,显著提高了网络中数据包的传输效率,随着网络载荷增加,使网络吞吐量增大近50%。