基于动态获知节点状态的间断连接网络拥塞控制机制

间断连接网络中通常是利用多副本数据转发方式来提高数据成功投递概率;但多副本的数据转发易导致冗余数据副本出现的频率升高。对此,设计了动态获知节点状态的间断连接网络拥塞控制机制(SCCS,State-aware Congestion Control Strategy)。引入平滑数学模型,结合节点间的相遇历史信息,构造了效用函数,从而以间接获知网络信息的方式预测下一时刻网络的拥塞情况,进而以分布式的方式动态选择较为合适的中继节点,以更加合理地利用有限的网络资源。仿真结果表明:与当前性能较好的拥塞控制机制相比,该机制的数据成功投递概率更高,而网络负载率更低。     

节点状态感知的延迟容忍网络拥塞控制策略

为了有效提高延迟容忍网络中的数据传输效率,节点普遍采用多副本方式转发数据,然而此种方式将造成网络中冗余数据增多,导致网络拥塞.本文提出了一种带有节点状态感知的拥塞控制策略,根据运动过程中所获知的相关历史信息,节点以直接获取及间接推荐的方式准确地感知网络中各个节点的拥塞状态,进而以分布式的方式动态地为数据选择中继节点,达到更加合理地利用有限的网络资源的目的.结果表明所提出的拥塞控制能有效地改善数据成功投递概率和网络负载率.     

基于网络编码的感知无线网多中继机制

多中继感知协作通信技术是无线通信领域中,利用时空分集提升网络吞吐量的热门研究方向。该文首次提出了感知无线网中分布式译码转发后的中继冗余问题,并在理论与仿真上证明了现有传输协议不仅不足以支持多中继感知通信,而且由于其衍生了大量冗余而降低了网络吞吐量。针对该问题,该文提出了在缓存队列中结合随机网络编码的中继机制,从而有效地避免了中继冗余,使得多中继感知的吞吐量接近理想上界,减少缓存空间的占用,仿真结果表明该文提出的机制是一种高效实用的感知中继传输机制。     

一种控制消息广播与合并策略的低开销路由算法

针对现有基于社区的机会社会网络多副本消息传输机制中网络控制开销较大和网络资源浪费的问题,提出了一种基于广播策略的机会社会网络低开销路由算法.该算法采用了"ACK消息快速产生机制"和"控制消息合并机制"两种新机制,能够有效减少网络中数据消息副本不必要的转发次数和降低网络控制开销.理论分析和仿真验证表明,相较于现有的基于社区的消息机会传输路由算法和基于重叠社区的消息机会转发路由算法,所提算法能有效减少网络控制开销和节省网络资源.     

机会网络中消息冗余度动态估计的缓存管理策略

 机会网络以存储-携带-转发的方式实现节点间通信,高效的节点缓存管理策略能够充分利用有限的缓存空间。该文提出了一种基于消息冗余度动态估计的自适应缓存管理机制,利用消息携带节点的活跃程度和当前网络状态下消息副本数量,预测给定消息的投递状态,节点以消息冗余程度为参数确定消息的转发以及携带优先级。结果表明,所提出的节点活跃度和消息副本数的估计方法比较准确,同时所提出的缓存管理策略能有效提高消息成功投递率,降低网络平均时延和网络负载率。     

机会网络中能量有效的副本分布状态感知路由机制

针对机会网络中的节点能耗与消息扩散程度之间存在矛盾,基于节点能耗与副本状态感知的路由机制可以显著地改善资源受限场景的网络性能,综合考虑消息扩散程度与节点剩余能量,并结合节点相遇概率预测方法,提出能量有效的副本分布状态感知路由机制,为消息分布式地选择合理的中继节点。仿真结果表明,所提出的路由机制能够有效降低网络负载,并大幅改善消息投递率和平均时延性能。     

基于相遇节点跨层感知的机会网络高效低时延路由算法

针对基于epidemic机制的机会网络路由算法未能及时感知相遇节点以及在数据分组交换过程中存在冗余的问题,提出了一种采用跨层感知相遇节点思路的机会网络高效低时延路由算法——ERCES（epidemic routing based on cross-layer encountered-node sensing）,通过在物理层、MAC层和网络层之间的跨层信息共享与协同,实现相遇节点及时感知,并且采用节点相遇后立即广播新数据分组、收到SV（summary vector）分组后优先发送目的节点为对方的数据分组、动态自适应发送HELLO分组、借助SV删除节点缓存中已到达目的节点的分组等新机制,减少控制和存储开销,降低分组时延。理论分析验证了ERCES算法的有效性,仿真结果表明：与经典的Epidemic Routing算法及其多个改进相比,ERCES算法的控制开销和存储开销分别减少8.2%和2.1%以上,数据分组平均端到端时延至少降低了11.3%。     

基于相遇紧密程度估测的延迟容忍网络路由

针对延迟容忍网络中节点运动状态变化频繁、通信路径不完整,使得转发消息仅能通过节点相遇而获得连接机会来完成,以及在不知节点间相关性的延迟容忍网络中盲目转发消息易导致其转发成功率较低等问题,提出了基于相遇紧密程度动态估测的延迟容忍网络路由策略。通过设计节点间的条件相遇时间间隔和连接持续时间的计算模型,来确定节点间关系的紧密程度;定义延迟容忍网络模型,构造最短路径择取机制,动态地选出条件最短路径,对消息进行转发。仿真数据对比显示,所提策略可有效改善网络性能,提高消息成功投递率,降低传输时延和负载率。     

基于社团结构的容迟传感器网络多副本数据传输策略研究

在社团结构网络模型下,建立社团间多副本数据转发策略的传输概率模型,提出一种基于社团结构的多副本数据传输(CMDD)策略。CMDD策略动态计算社团间移动节点的平均相遇间隔时间,并根据传输概率模型估算借助该社团分发副本可获得的成功传输概率。模拟实验表明,CMDD策略能以较低的传输延迟和较低的传输开销获得较高的数据传输成功率。     

基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法研究

编码感知路由可以发现路由中的网络编码机会,减少数据传输次数,提高网络吞吐量,是近年来路由算法研究的一个热点.当前编码感知路由存在编码条件失效、未考虑节点能量的问题,不适合直接应用于无线传感器网络.本文提出基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法CAER (Cross layer coding Aware Energy efficient Routing).提出并证明了修正后的网络编码条件,以解决编码条件失效问题.基于跨层思想,将网络编码感知机制与拓扑控制、覆盖控制结合,挖掘潜在编码机会.提出综合考虑节点编码机会、节点能量的跨层综合路由度量CCRM (Cross layer Coding aware Routing Metric).仿真结果表明,相比现有编码感知路由,CAER能够提高网络编码感知准确性,增加网络编码机会数量5%~15%,延长网络生存时间8%~12%.     

一种改进的网络编码广播重传算法

在无线网络广播传输中,为了提升效率提出改进的基于冗余避免的网络编码广播重传算法（INCBRRA）。对接收状态矩阵进行重排列后,再主动避免重传不可解码的编码组合,从而优先编码有助于接收节点解码的丢失数据包组合。分析结果表明,INCBRRA算法相比于现有算法能有效减少重传次数,提升了传输效率。     

无线传感器网络中基于最优转发集的协作式编码传输协议

针对当前大多数据传输协议没有充分利用无线信道的广播特性这一问题,本文提出了基于网络编码的机会路由协议NCOR（Network Coding based Opportunistic Routing protocol）.首先,通过分析网络端到端传输代价,本文提出了最优转发集构造机制以最小化传输代价.此后,NCOR在转发集内执行节点协作式编码传输以保证传输可靠性.最后,理论分析了NCOR的传输可靠性结论.仿真实验表明NCOR可适用于不同的链路环境,且在保证可靠传输的同时,大幅降低了网络能耗.     

编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制简

网络编码方法能够有效地提高间断连接无线网络的资源利用率,但编码节点的数量需要根据网络状态动态地调整。为有效提高网络资源利用率,提出一种带有编码节点动态管理的间断连接无线网络数据转发机制。节点根据当前网络状态,以分布式的方式确定最优化编码节点数量,进而,综合考虑社会属性及可用资源两方面因素,动态地选取编码节点,以较低的开销实现可靠数据转发。仿真结果表明所提出的机制充分利用了节点间的连接机会,提高了网络资源利用率。     

基于分层的水下传感器网络路由策略

提出一种基于分层的水下传感器网络路由协议（Layered-DBR, layered-depth based routing）。节点进行一次信息广播后,只允许指定深度范围内的节点进行消息接收,以达到控制网络副本的目的,最终建立与网络冗余相关的网络分层模型。在分层网络中,节点首先需要计算消息转发前后的相对深度距离与相对剩余能量,进而计算出消息的转发概率。同时,建立一种消息队列管理机制,该队列同时具有消息转发管理和历史记录管理的功能,并给出消息的入列和出列方法。仿真实验表明,Layered-DBR能够有效地控制网络冗余,与DBR和Flooding算法相比,Layered-DBR能有效地减少网络能耗,延长网络寿命。     

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。     

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。     

LDPC码的设计以及在无线传感器网络中的应用

LDPC码是众所周知的优秀信道编码,性能接近香农信道容量的极限。讨论了在无线传感器网络中LDPC码的设计和实际应用,并提供了解决方案,以降低解码复杂度,节省内存占用量,提高了系统的误码率性能。结果表明,短码长的LDPC码可以在无线传感器网络节点上应用并能获得较为理想的性能,具有很好的应用前景。     

基于蚁群优化的高性能拥塞控制路由机制

为了有效地解决偏远地理区域通信网络存在的网络拥塞严重、数据成功传输率低、数据冗余率高以及网络整体性能不佳等问题,通过考虑网络节点运动区域性特点,基于蚁群优化机制,设计出一种新型的容延容断网络 (DTN) 拥塞控制路由优化算法。该算法结合蚁群优化机制中的信息素因子,在同一对源、目的网络节点之间进行多次数据信息传输操作。在数据信息传输方向上,获取各个网络节点的中转跳数平均值,评估各个网络节点的中转价值;参考蚁群优化机制中的启发值因子,将网络节点的中转价值与剩余存储容量相关联,构成网络节点作为中转节点的评定参数,选取评定参数最大的网络节点完成其中转任务。实验表明：该算法有效控制了网络拥塞,提高了数据成功传输率,降低了数据信息冗余率,使网络整体性能得到进一步优化。     

High efficient multipacket decoding approach for network coding in wireless networks

To improve the performance of transmission by reducing the number of transmission and network overhead of wireless single-hop networks, this paper presents a high efficient multipacket decoding approach for network coding (EMDNC) in wireless networks according to the idea of encoding packets which cannot be decoded and are stored in buffer by receiving nodes, the lost packets can be recovered from these encoded packets. Compared with the network coding wireless broadcasting retransmission (NCWBR), EMDNC can improve the efficiency of decoding and reduce the number of retransmission and transmission delay. Simulation results reveal that EMDNC can effectively reduce the number of retransmission and network overhead.