WSAN二次分簇架构模型中实时路由策略研究

为解决无线传感器／执行器网络受到干扰导致实时性降低的问题,提出基于节点间数据传输成功率的实时分簇路由协议（RCRPSR）。通过节点一次成簇、节点二次成簇、执行器节点到sink节点路由选择,选择数据传输成功率较高的路径传输数据,降低传输失败的概率,减少数据传输时延,提高网络实时性,同时使用二次分簇架构,划分了3层网络和3种不同功能的节点,使不同功能的节点采用不同的发射功率,在保证网络连通性的同时减少能量消耗,延长了网络寿命。仿真结果表明,在网络中数据传输成功率下降时,相比传统协议,采用RCRPSR协议传输时延降低2—5倍。     

分布式光伏发电系统监控网络路由重建方法

无线监控技术可为分布式光伏发电系统构建灵活可靠的监控网络。提出了基于分级扩散协议的监控网络的路由构建方法,针对监控网络中失效传感器节点（简称节点）造成的数据传输丢失问题,提出了基于二进制粒子群算法的监控网络路由重建方法,通过更换少量数目的节点,重建最多数目的路由路径。仿真结果表明,提出的方法有效地减少了监控网络数据传输的丢失,能提高监控网络运行的可靠性。     

建筑能耗无线监测系统模型及多Sink节点路由策略研究

为解决多sink节点无线传感器网络中存在的节点能量消耗不均衡的问题,提出基于比例的动态负载均衡(DRBSLB)多sink节点路由策略。以负载信息量为均衡对象来协调各sink节点,避免部分sink节点负载过重,使负载较轻的sink节点以一定概率多分担一些数据传输任务;并根据总体剩余能量的大小计算出系统整体sink节点能够继续工作的剩余时间最大值,然后对sink节点所服务的node数量进行重新分配,以实现整个网络的能量均衡。仿真结果表明,采用DRBSLB协议后网络中出现节点死亡的时间延长10倍以上。DRBSLB协议改善了各sink节点负载的均衡性,有效延长了网络生存时间。     

基于分组的DTN路由协议

在DTN中,节点没有长时间端到端的链接,所以为了在长时间间歇性链接的环境下提供可靠的数据传输,就需要中继节点来进行数据包的存储和转发。充足的缓存空间和能源是保证DTN网络正常运行的关键,而DTN网络节点的分散性使此条件很难实现,因此,提出一种基于分组的路由协议（group based protocol for DTN,GBP）,它只通过本地信息引导数据包副本到达目的节点,旨在传播少量数据包来减少网络开销。先介绍了GBP协议的原理,然后用ONE(opportunistic network environment)仿真软件对Epidemic协议,Spray and Wait协议,PRoPHET协议,MaxProp协议和GBP协议进行仿真对比,在交付成本、成功投递率、网络平均延时3个方面进行对比分析,得出GBP协议具有更好的性能。最后指出了存在的不足并提出改进措施。     

无线传感器网络中LEPS路由协议性能分析

LEPS是无线传感器网络中的多跳路由协议.它建立1个以汇聚节点为根节点的树型拓扑结构.节点向自己的父节点发送数据,并沿最短路径传送到汇聚节点.利用TinyOS的仿真软件TOSSIM对LEPS协议进行了研究,统计了控制包发送间隔取不同值时网络的路由建立时间、控制开销和数据包发送时延,分析了控制包的发送间隔对该协议性能的影...     

广域保护通信多路径路由选择的改进蚁群算法

广域保护系统对通信过程中的实时性和可靠性都有严格的要求。目前满足广域保护通信系统的路由算法是在综合了时延和可靠性的要求下,计算一条最优主路径,而没有考虑在主路径链路或节点失效后的备用路径问题。针对此问题,提出了一种基于蚁群算法的多路径路由算法,用于计算满足广域保护通信要求的主路由和备用路由,以提高广域保护通信的可靠性。基于链路的时延和可用率改进蚁群算法的信息素,通过改进的蚁群算法可以在广域保护通信网络寻找到从源节点到目的节点之间的多条不同质量的传输路径。实验结果表明,通过所提出的多路径选择算法计算得到的多条路径都能满足广域保护通信系统对实时性和可靠性的要求。     

基于网状无线网络的高炉炉缸温度场无线监控系统

为提高高炉炉缸温度场监控系统的数据传输可靠性和稳定性,降低温度场监控系统的建设成本和运行维护成本,提出了一种基于网状无线网络的高炉炉缸温度场无线监控系统。该系统的数据采集节点安装在高炉炉缸外壁,将热电偶模拟信号转换为数字信号,大大缩短了热电偶模拟信号的传输距离,减少了外界干扰,再通过网状无线网络将温度数据传输至监控中心,进行分析建模和高炉炉缸状态监控。网状无线数据传输网络则是基于IEEE802. 11构建,并基于优化链路状态路由协议设计了一种双路径备份的自适应路由协议和主备路由的自适应切换机制。基于Open WRT开源平台搭建了原型系统,在莱芜钢铁厂某型高炉进行了安装测试,能够长时间连续稳定运行,满足高炉炉缸温度场监控的需要。     

线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。     

WIA-PA工业无线网络中的路由节点设计

介绍了WIA-PA工业无线网络的中间路由节点设计.采用双处理机的强射频和低功耗技术,提高了路由节点的可靠性,延长了路由节点的生存时间,搭建了WIA-PA网络硬件测试平台.     

基于节点相关度的电力线载波通信路由算法

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇算法.该算法根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;在算法稳定工作阶段,路由以固定数据传输和网关节点主动发起传输相结合的方式来完成数据收集;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输.分析表明该路由器具有灵活性、实用性和有效性.     

10 kV电力线载波通信自动组网算法

为了实现远距离传输,获取更高通信质量,提高通信的可靠性和抗毁性,提出了一种适合10kV电力线载波通信的改进动态路由自动组网算法,其以通信质量最优化理论和非交叠分簇路由算法为基础,并结合相应通信协议实现自动组网的目的。该算法以10kV电力通信网中的主站和子站终端为网络节点,按照通信方式进行逻辑分层,建立初始路由表,并对路由表进行基于通信质量的优化、更新及重构策略设定。在MATLAB环境下对该算法进行了模拟仿真,分析了通信质量和耗时。仿真实验证明,该算法能够实现中压电力线载波通信的自动组网,有效提高网络的可靠性和抗毁性。     

基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议

通过建立无人机自组网可以有效满足无人机集群作战的组网通信需求,但相较于传统移动自组网,无人机自组网具有节点移动速度更快,网络拓扑高度动态变化的显著特征.针对链路频繁断开带来网络性能下降严重的问题,提出了一种基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议.网络拥塞和节点移动性是影响路径稳定性的两个主要因素.针对网络拥塞问题,提出了基于节点负载预测的伪流言受限洪泛机制,在发起路由请求过程中,通过动态调整节点转发概率,均衡了网络负载的同时降低了控制开销.针对无人机节点的高移动性特征,基于接收到分组信号功率强度,提出了链路稳定性的联合度量指标.仿真结果表明,与AODV协议及其他改进型协议相比,该协议有效减少了网络的控制开销,提高了分组投递率,降低了平均端到端时延,显著改善网络性能,增强了数据传输的实时性和可靠性.     

基于公共信息模型的配电网网架优化规划

在公共信息模型(CIM)扩展的配电网模型基础上构建了组合式迭代器以实现系统级元件遍历.讨论了实际配电网规划普遍存在的多交叉点的情况,运用改进的基于关键节点最小代价多播路由算法建立配电网规划模型,提出了组合边的概念,以组合边的形式参与边的动态迭代,获得总体费用最小的优化规划结果.以迭代器隔离算法和数据,降低耦合度并增强稳定性和可拓展性.算例表明了文中方法的有效性.     

风电机组状态监测系统节点路由修复算法

为了解决风电机组状态监测系统因节点失效而产生的路由可靠性降低问题,提出了基于父节点及兄弟节点替代的节点路由修复算法。当监测数据在传输过程中遇到失效节点时,待传输数据的节点通过查询并获取自己的父节点和兄弟节点信息,优先利用其有效父节点进行路由替代,当且仅当该节点所有父节点均失效时才启用其兄弟节点进行路由替代,重新进行数据传输,达到提高监测系统路由可靠性的目的。通过仿真分析可知,基于父节点及兄弟节点替代的路由修复算法可显著提高风电机组状态监测系统的数据传输成功率。     

基于可靠性最优的地区调度数据网第二接入网设计

电力调度数据网作为电力监控系统主要的数据传输通道，其可靠性直接影响电网调控相关工作。建设地区调度数据网第二接入网可有效提升数据传输可靠性、自动化通道可用性及网络安全性等性能指标。通过分析设备冗余程度可靠性、路由策略可靠性和节点部署位置可靠性，提出一种地区调度数据网网络可靠性计算方法。首先，基于网络可靠性最优提出地区调度数据网第二接入网设计原则和流程，综合考虑调度数据网现有网架结构，得出地区调度数据网第二接入网新增节点数量，完成冗余程度可靠性分析；然后，分析私网路由策略和公网路由策略，得出同现有网架结构协调统一的高可靠性路由策略方案，根据地区调度数据网拓扑结构得出不同节点可靠性计算方法，通过调整节点位置分布得到可靠性较高的地区调度数据网第二接入网候选设计方案；最后，通过业务校核选出可靠性最高的设计方案。     

基于最小流量的智能配电网WSNs通信模型

为了解决无线传感器网络(WSNs)的规模大、分布广而带宽有限与智能配电网对通信数据实时性和可靠性有上确界之间的矛盾,提出了一种基于最小流量的无线传感器网络路由通信模型。以无线传感器网络链路节点中接收到数据与发送出的数据之间的流量平衡为切入点并结合无线传感器网的通信约束条件以及配电网数据传输的实时性需求,建立了基于最小流量的智能配电网无线传感器网络的路由通信模型。利用庞特里雅金极值的方法构建出所设计智能配电网无线传感器网络通信模型的哈密尔顿函数。利用极值存在的唯一性,从必要性出发判断出无线传感器节点是否在最优路链路径上。并给出了最优控制模型的求解过程。最后对采取所提出的通信模型的延时时间、网络能量消耗、数据传输能力以及数据传输的错误率对比测试。结果表明,所提出的通信模型完全能够满足智能配电网通信需求。     

基于最小路径选择度的电力通信网络路由优化策略研究

针对电力通信业务对服务质量和可靠性的要求越来越高,在软件定义网络的基础上提出了一种基于最小路径选择度的电力通信网络路由优化策略.将基于图形卷积网络的链路带宽占用率预测模型的预测结果与三角模算子相结合得到路径选择度,作为电力业务传输路径选择的依据,实现了电力通信网链路资源的动态分配.通过仿真与传统的路由优化策略进行丢包率、传输时延和链路带宽占用率等对比分析,验证该策略的优越性.仿真结果表明,该策略可以满足电力传输的要求,链路负载分配更加均匀,在丢包率、传输时延和链路带宽占用率方面均优于传统的路由优化策略.     

基于LEPS的TinyOS路由协议的改进

LEPS路由协议是一种基于TinyOS的多跳路由协议,多用于数据聚集型拓扑网络。改进后的LEPS路由协议对于父节点的选择进行了改进。改进后的LEPS协议将跳数和链路质量作为选择父节点的依据,能够保证一定的传输可靠性。该文对改进后的LEPS的原理以及在TinyOS中的实现机制和性能进行了分析,在实际的传感器网络中进行了性能实验。改进后的LEPS路由协议可以形成并维护一个树型拓扑。     

A cross-layer design and ant-colony optimization based load-balancing routing protocol for ad-hoc networks

In order to periodically reassess the status of the alternate path route (APR) set and to improve the efficiency of alternate path construction existing in most current alternate path routing protocols, we present a cross-layer design and ant-colony optimization based load-balancing routing protocol for ad-hoc networks (CALRA) in this paper. In CALRA, the APR set maintained in nodes is aged and reassessed by the inherent mechanism of pheromone evaporation of ant-colony optimization algorithm, and load balance of network is achieved by ant-colony optimization combining with cross-layer synthetic optimization. The efficiency of APR set construction is improved by bidirectional and hop-by-hop routing update during routing discovery and routing maintenance process. Moreover, ants in CALRA deposit simulated pheromones as a function of multiple parameters corresponding to the information collected by each layer of each node visited, such as the distance from their source node, the congestion degree of the visited nodes, the current pheromones the nodes possess, the velocity of the nodes, and so on, and provide the information to the visiting nodes to update their pheromone tables by endowing the different parameters corresponding to different information and different weight values, which provides a new method to improve the congestion problem, the shortcut problem, the convergence rate and the heavy overheads commonly existed in existing ant-based routing protocols for ad-hoc networks. The performance of the algorithm is measured by the packet delivery rate, good-put ratio (routing overhead), and end-to-end delay. Simulation results show that CALRA performs well in decreasing the route overheads, balancing traffic load, as well as increasing the packet delivery rate, etc. Translated from Journal of ACTA Electronica Sinica, 2006, 34(7): 1199–1208 [译自: 电子学报]