无线自组传感器网络研究与应用

无线自组传感器网络由分布在一定空间范围的大量自组传感节点组成,节点具有数据感知,信息处理和无线通信能力,节点间以无线多跳的无中心方式连接,网络拓扑动态可变,具有广阔应用前景,是当前网络研究的热点问题之一。阐述了无线自组传感器网络的特点和生成方法,对其广泛的应用前景做了描述。     

无线传感器网络节点的系统设计

无线传感器网络节点的系统设计是组建无线传感器网络的关键技术之一。根据无线传感器网络的低功耗特性,讨论了基于Texas Instruments的节点硬件设计方案,由此来实现节点硬件设计。网络节点的设计采用Msp430F1611处理器芯片和CC2420射频芯片,并简单讨论了TinyOS程序下节点之间的网络拓扑结构的形成和上位机数据采集。试验结果表明,整体网络中的节点具有自组网,数据采集等功能。     

基于Petri网的无线自组织覆盖网络引导索引机制分析

为有效解决覆盖网络与无线自组织网络的协同问题,依据无线自组织覆盖网络模型,在移动节点本地路由的基础上,根据覆盖网络全局分布式算法提出引导索引机制(KIM),综合考虑节点所处的网络环境和本身状态,将运行在逻辑命名空间的覆盖网络协议和无线自组织网络路由协议相结合,以适应移动节点和网络拓扑的动态变化.利用Petri网对其进行形式化描述和建模,结果表明了KIM的正确性和完备性,在不增加额外开销的情况下,能进行可扩展、高效的节点查找定位和通信,适应动态的无线自组织网络环境.     

移动自组网的容错拓扑控制技术

对移动自组网中面临的邻居信息过时问题（包括邻居坐标过时与邻居集合过时）进行了研究,提出了保持移动自组网中任意2点之间,即K点(S点)和K路径(S路径)连通的容错拓扑控制 (MFTTC) 算法,并给出了算法有效性证明. 仿真结果表明,MFTTC在邻居信息过时的情况下仍能大大简化网络拓扑,根据K值可以调整网络拓扑容错能力,且MFTTC能够随节点最大移动速度调整网络拓扑,有助于保持移动网络的拓扑稳定性.     

Ad Hoc的研究与实现

移动自组网独有的网络特性—自组织、多跳、节点的随机移动等,因此,对无线自主网的研究成为了当前的一大热点.通过对无线自主网的研究,介绍了无线自主网的基本特性,并在实际中加以实现.     

多目标融合势博弈无线自组网络拓扑控制算法

针对基于博弈论的无线自组网络拓扑控制算法存在个别"瓶颈节点"负载不均衡、冗余链路多、生存时间短的问题,提出了一种多目标融合的网络拓扑控制算法。首先通过分析网络的连通性、节点发射功率、剩余能量、节点度、链路质量和链路长度对节点负载的影响,设计了一种改进的综合效用函数;建立多目标融合的网络拓扑控制势博弈模型,并证明该模型是序数势博弈且存在纳什均衡解;在维持网络k-连通的基础上,再采用最小路集算法对博弈后的网络拓扑链路进行优化,剔除冗余链路。仿真实验及对比分析结果表明,所提算法在保证网络连通性的前提下,实现了网络负载均衡,消除了冗余链路,生存时间相较于分布式能耗均衡拓扑控制算法、能量平衡拓扑控制博弈算法和节能容错拓扑控制博弈算法分别提升了25.4%、92.6%、36.8%。     

一种适用于移动自组网的带宽及能量感知路由协议

按需距离矢量协议(AODV)是移动自组网和无线传感器网络广泛使用的一种路由协议。针对移动自组网在高移动性、高流量情况下易拥塞,以及AODV在路由选择时采用最小跳路径可能导致较低吞吐量的问题,提出了一种带宽及能量感知路由协议BE-AODV。BE-AODV通过感知节点的剩余带宽和能量,使节点可以根据剩余带宽来调整数据包速率从而避免网络拥塞,根据剩余能量选择稳定的路由从而平衡节点的负载。网络仿真表明,BE-AODV具有较高的吞吐量与较低的丢包率。     

Ad Hoc的研究与实现

移动自组网独有的网络特性一自组织、多跳、节点的随机移动等，因此，对无线自主网的研究成为了当前的一大热点．通过对无线自主网的研究，介绍了无线自主网的基本特性，并在实际中加以实现．     

基于移动IP实现无线自组网络的接入分析

分析移动IP技术在无线自组网络中的工作原理;探讨一种将自组网技术和移动IP技术融合的无线移动网络体系结构,并介绍其工作过程和服务性能.     

一种无线传感器网络分层拓扑推断算法

无线传感器网络中网络拓扑对配置网络资源、优化网络性能具有十分重要的作用.根据在汇聚节点收集到的网络节点报文接收/丢失的信息,提出了一种基于数据聚合的分层拓扑发现算法,该算法同时可以实现对传感器网络节点的分层.针对目前的拓扑发现算法在网络链路丢包率较低的情况下无法快速推断出网络拓扑的问题,提出了一种使部分节点进入睡眠状态的方法推断低丢包率条件下的网络拓扑.仿真结果表明,提出的算法可以利用较少的观测数据准确快速地推断传感器网络的拓扑.     

Ad hoc与Internet节点间通信研究

针对Ad hoc网内移动节点MN(Mobilc Node)与Internet节点互联通信的情况,文章提出并实现了基于双网卡的Ad hoc与Internet节点间直接通信互联的通用框架。首先对现有的RFC3651 AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)协议进行了修改,并通过NDIS(Network DriverInterface Specification)集成到现在的Windows XP操作系统中。然后在应用层设计实现了AODV与TCP/IP实现互通的网关程序,以安装在双网卡的移动节点MN上,通过简单的网关配置来实现AODV和TCP/IP数据包的转发。对修改后的AODV协议进行仿真后,用基于Windows XP的开发平台和802.11b无线网络接口搭建互联网络环境;通过测试验证,实现了Ad hoc与Internet节点间的直接通信。     

任意拓扑结构Ad hoc网络的分布式一致性算法

为了解决Ad hoc网络中的分布式一致性问题,在对其特性分析的基础上,提出了新的Ad hoc模型以及新的Ad hoc分布式一致性算法ADC (Ad hoc Distributed Consensus)。这种算法基于传统的令牌查询,使用广播在任意拓扑结构的网络中查找令牌,同时,该算法使用带有Lamport时戳的请求消息和动态队列。较之传统算法,它能够较好的适应Ad hoc网络中节点频繁出入的情况。仿真与分析结果表明：该算法具有较低的消息复杂度、较小的空间复杂度和较短的响应延迟。     

网络通信环境模拟器的研究与实现

网络通信模拟器是应用于通信网络模拟试验中的一种简便而有效的设备。根据网络通信模拟器的要求和工作原理，提出了用开关矩阵函数模拟网络的连通关系以及在相关链路上模拟信道误码的新方法。通过一组可变化的开头矩阵实现了网络拓扑结构的变化和网络状态的检测。为研究分组无线网的自组织自适应功能、纠错检错功能以及验证网络协议提供了一个良好的研究平台。     

局部信息约束下的拓扑控制

采用非合作博弈理论刻画了自私性存在条件下节点在拓扑构建过程中的相互作用,并分析了均衡拓扑的一些特征. 限制控制信息交互仅在相邻节点间进行是降低拓扑再更新频率、减少信息频繁交互的有效手段. 基于此,提出了仅依赖于相邻节点信息交互的分布式拓扑控制协议.     

基于代理群的移动自组网拓扑发现算法的研究

在分层结构的移动自组网管理方式中,基于代理群的管理方式是一种重要的管理方式,在对这种管理方式的研究领域中,拓扑发现技术是一项必须解决的重要课题.本文提出了一种基于代理群的拓扑发现算法.仿真结果表明,该算法能够适应网络拓扑多变性的特点,具有良好的准确性和可靠性.     

一种基于多跳Ad Hoc网络的路由协议的设计与实现

Ad Hoc网络是一组具有路由和转发功能的移动节点组成的一个多跳的临时性自治系统,是一种无中心的无线网络,考虑到Ad Hoc网自身的特点,传统的路由协议（如RIP和OSPF）已不再适用。文中提出了一种基于多跳Ad Hoc网络的路由算法,采用完全路由表和优化路由表结合的方式和改进的拓扑更新过程,适应了网络拓扑结构的变化,减少了路由协议的开销。给出了该路由协议的模块划分和有限状态机图及协议的测试方法和结果。     

移动Ad hoc网络MAC层公平性

在Ad hoc网络中节点随机移动的情况下,对二进制指数退避算法进行了分析,在此基础上提出了一种新的退避进制(newBEB),对新算法进行了仿真分析,仿真结果表明,新的退避算法能提高移动情况的Ad hoc网络的公平性.     

Ad Hoc网络中的地理位置路由

无线Ad Hoc网络由于无固定基础设施,以及自我组织、分布管理、动态拓扑、多跳通信等特点成为近年研究的热点.地理位置路由是Ad Hoc网络中有别于基于拓扑路由的一种路由方式.它能利用节点的位置信息来指导路由发现,路由维护和包的转发,从而提高路由的效率.Ad Hoc网络包括限制性泛洪路由和分层路由2种类型.介绍了各种Ad Hoc网络路由协议,讨论了Ad Hoc网络的地理位置路由机制,分析了现有的地理位置路由协议.     

WMI技术在Ad Hoc网络移动管理系统中的应用

为了对Ad Hoc网络进行有效管理,解决Ad Hoc网络自组织、拓扑结构动态变化和移动终端资源有限等特点给网络管理带来的问题,在Ad Hoc网络管理系统中使用了WMI技术.通过WMI提取的节点信息对基于GPS的分群算法进行了改进,使Ad Hoc网络的分群更加稳定可靠,使用WMI对Ad Hoc网络进行管理,能够实时提取节点各类信息,监控网络的运行状态,解决了Ad Hoc网络中由于节点移动所造成的移动管理问题.