无线Mesh网中网络编码感知的低时延路由

网络编码技术可以显著提高无线Mesh网的传输性能.为此,提出一个在组播通信中基于网络编码的无线Mesh网低时延传输路由.文中引入了关键节点和超关键节点的概念和相应的选取算法.该协议以下一跳的节点是否是超关键节点或关键节点作为路由判据,下一跳的路由节点优先选择超关键节点,其次选关键节点,最后才选普通节点,这样可以增加网络编码机会,实现低时延路由.通过举例、性能分析和仿真实验表明,该协议能更好地支持网络编码,在提高组播吞吐量的前提下,显著减少了传输时延.     

流内编码中考虑链路相关性的机会路由机制

现存的结合网络编码的机会路由协议假设无线链路传输是相互独立的,但是相关研究表明无线链路传输具有相关性。链路相关性会影响节点转发编码包的次数以及转发节点的选取,进而降低协议的性能表现。对此,提出了一种流内编码中考虑链路相关性的机会路由机制。在该机制中,节点周期性收集邻居节点的反馈信息以衡量链路相关性,并由此准确计算节点期望转发次数进而选取总转发次数更少的转发节点集合。仿真实验表明,该机制能显著降低网络中的发送冗余,提高网络的整体吞吐量。     

基于数据链路优化裁决与网络预编码的WSN MAC优化算法

无线传感器网络数据链路层协议难以预测数据汇聚链路,且未引用预编码机制,导致其存在严重传输抖动。为此,提出一种新的无线传感网MAC优化算法。结合链路探测时间及网络链路接收信号强度指示器值的方式构建瞬时搜寻窗口,通过该瞬时搜寻窗口对当前网络链路状况进行匹配及评估分组投递情况,从而提高其对突发链路波动异常的反馈速度。基于评估链路稳定性,定义数据传输规则,采取自适应匹配实现在瞬时搜寻窗口内的数据稳定传输。引入网络预编码,改善网络节点及链路的利用效率,优化数据传输流程,有效增加数据链路节点的编码机会,以减缓网络中的流量峰值对中继节点的影响,实现网络数据在MAC层中的高效稳定传输。测试结果表明,与MAC算法进行对比,该算法具有较高的单位时间数据吞吐率,且拥塞节点数量更少,数据分组投递延时水平更低。     

一种Ad Hoc下的网络编码模型NCMA

在Ad Hoc无线网络上实现网络编码是当前网络编码研究的热点之一,如何高效地选取编码节点已经成为网络编码研究的瓶颈。提出了一个适应用Ad Hoc网络的网络编码模型NCMA,NCMA将编码节点的选取与路由紧密结合,并给出了一种基于路由的编码节点选取方案,该方案可以在数据传输过程中简单、高效地选取编码节点,编码节点选取算法可以有效地控制因编码节点选取带来的延迟;NCMA实现了传统数据传输方式和编码数据传输方式的结合,可以将编码损益控制在一个单跳网络范围内,方便于无线节点之间的侦听操作,有利于减少复杂传输路径带来的各种失误。分析表明,该模型具有效率高、通用性好、实现简单等特点。     

WSNs中高效且适应性强的安全数据融合*

针对无线传感器网络中传感节点能量的有限性和无线链路的时变性,设计了一种高能效的、适应性强的安全数据融合算法EASDA。该算法在融合过程中基于非物理意义的模式码将传感器节点分成冗余集,在数据传输过程中利用数字喷泉码进行编码。仿真结果显示,该算法有效地减少了冗余数据的传输,使网络中能耗更加均衡,并且适应于任何删除信道。     

应用Delaunay图的拓扑控制

无线传感器网络拓扑控制的主要任务是减少节点的能量消耗,从而延长整个网络的生存时间。而无线传感器网络的能量消耗主要集中在无线通信模块上,因此,通过降低无线通信模块的能量消耗和控制邻居节点集,减少通信链路,把通信限制在重要链路中,可以减少节点的能量消耗。基于以上因素,将MG模型与Delaunay图结合,在Delaunay图中限制通信链路并保留最优能耗路,得到MEDel算法。该算法具有强连通性、对称性和平均度有界的优点。     

基于混合量子进化算法的高效节能无线传感器网络路由算法

在无线传感器网络中,层次型路由算法能减少节点能量消耗和延长网络生存周期.因此在LEACH算法和PEGASIS算法的基础上,提出了一种基于混合量子进化算法的高效节能的无线传感器网络路由算法HERA.该算法中把网络分为多个簇,每个簇中的节点连接成为一条多跳通讯链路,并使用混合量子进化算法来得到最优的分簇组链方式,以减少链路...     

基于低轮值不可靠无线传感器网络的数据收集加速机制研究

为了最大限度地延长无线传感器网络的工作时间,网络中的节点需工作在低轮值模式下.由于工作于低轮值模式的节点大部分时间都处于睡眠状态,为了发送数据,节点需要等待较长的睡眠延时.当网络规模变大后,数据递交延时将变得非常大.另外,无线通信链路的不可靠性又使得递交率降低的同时进一步增加了递交时延.针对不可靠低轮值无线传感器网络所具有的特性,综合考虑了不可靠链路和低轮值的影响,给出了纠删编码在多条路径上的分配策略,从而在保证能量效率和较高递交率的前提下极大地减少了递交时延.仿真分析表明提出的算法以递交率轻微降低的代价获取了递交时延的显著下降.     

一种基于相交多径网络编码模型的无线传感网多径路由协议

将网络编码技术应用到无线传感器网络中以提高网络的传输效率是近年来国内外研究的一大热点,相交多径网络编码模型是一种具有高可靠性的基于网络编码的多径路由模型,而目前将相交多径网络编码模型应用在无线传感网的多径路由协议中的研究并不多。通过使用基于地理位置划分虚拟网格的方法设计了一种相交多径网络编码模型的路由协议BRGNC(Braided multipath Routing protocol based on Grid with Network Coding)。在路由过程中先根据网格的能量情况、链路质量、节点个数等因素选择下一跳网格,再通过网格内节点状态选择“最优的”转发节点集,从而降低了以往按照相交多径网络编码模型建立无线传感网的多径路由协议的难度。仿真实验结果表明,该协议具备较好的可靠性和能耗均衡性,在网络规模较大、链路状态较差的情况下也能够很好地保证数据的可靠传输。     

基于关键节点时延约束低代价组播路由算法

针对时延约束下低代价组播树的构建方法,提出了一种基于关键节点的时延约束低代价组播路由算法.该算法对已有的动态时延优化的链路选择函数进行改进,并加入关键节点和关键次数的概念.在首次选择目的节点时,重点考虑关键节点和关键次数因素,降低了选择低代价链路的时间复杂性,再利用改进后的链路选择函数依次选择节点加入树中,进而产生满足要求的组播树.实验仿真结果表明,该算法不仅能正确构建出时延约束低代价组播树,且与其他算法相比,构成组播树所需平均时间更少.     

异构无线Mesh网络的最优下载算法

建立了异构无线Mesh网络的最优下载模型,基于这一模型,从下载时间和下载费用最小化的角度出发,提出了最优下载算法。构架了不同于传统树形图状混合的覆盖网拓扑结构,提高了算法的适应性和可扩展性。在此基础上,提出了基于网络流理论的最小代价最快下载算法,包括最优源节点选择和文件分块策略。仿真结果验证了算法的有效性,与其他算法相比,该算法能在下载时间最小的同时令节点的下载费用趋于最优解。     

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.     

基于内容的网格生成算法

在基于模型的编码技术中,选择合适的网络模型对提高模糊的运动估计精度、编码效率和得到高质量的解码图像都是至关重要的。本文提出的基于图像内容的自适应网络模型生成算法,首先利用数学形态学中的水线算法把编码图像分割成许多纹理一致的区域,所分割的区域反映了图像的结构、轮廓和边界;再对这些区域的边界进行多边形拟合,得到多边形各个边的端点作为网格模型的节点,以这些节点为基础就能生成一个Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形网格     

基于分簇的无线传感器网络编码算法

通过均衡网络能量消耗和延长网络生命周期,以提高无线传感器网络的能量利用率,提出了在无线传感器网络动态成簇算法中对簇头节点进行网络编码的路由算法.在簇的建立阶段,采用节点剩余能量和接收信号强度来完成分簇,解决了部分节点因能耗过度而过早失效的问题;在数据采集阶段,采用基于簇头进行随机线性网络编码的方法,有效降低了传输到网关节点数据包的数量,减少了网络能量的耗用.仿真实验结果表明,该算法与标准协议AODV相比,有效的均衡了节点能量消耗,提高了能量使用效率,改善了网络吞吐量和端到端延迟.     

基于网络编码的确定性逐层构造算法

为了解决适用于多源组播通信的网络编码构造算法存在收敛时间较长的问题,提出一种基于网络编码的确定线性逐层构造算法。在已有研究基础上,利用虚拟信源点进行虚拟试播：首先,根据决策树算法逐层确定获得非满秩局部编码矩阵的节点;然后,重构与该节点对应的上层变换节点的局部编码系数,生成新的编码向量;最后,重传这些编码向量至对应节点,使该节点的局部编码矩阵满秩,从而得到可行的编码方案。在试播过程中允许对出现数据冗余的链路进行修剪枝,以提高带宽利用率。与基于信宿反馈的确定网络编码（SNFDNC）算法相比,该算法只需进行一次虚拟试播。仿真测试结果表明该算法在中等规模网络中收敛时间更短,能进一步提高多源组播通信的平均传输速率。     

机会网络中高效的文件传输机制UH-EC

为高效地在机会网络中进行文件(音、视频)传输,提出一种基于节点性质特征的编码与效用值混合的路由算法UH-EC。将源文件编码成较小数据块,在节点的下一跳转发选取上采取基于节点特征的效用值,不断寻求转发能力强的节点承担转发任务,直到数据转发到目的节点。理论分析与仿真结果证明,与经典的H-EC路由算法相比,该算法能有效降低网络开销、分组端到端时延与黑洞节点对文件传输成功率的影响。     

无位置信息的无线传感器网络漏洞发现算法*

无线传感器网络广泛应用的前提是能够检监测目标区域特定事件的发生。而节点能量受限、难补给的特点导致监测性能难以保证,造成监测盲区出现。针对无线传感器网络节点的地理位置信息未知的情况进行了研究,提出覆盖漏洞发现算法CHDA (Coverage Holes Discovery Algorithm),在以节点为极点建立的极坐标中计算出相邻节点的相对位置信息和该节点被其邻居节点覆盖的边缘弧的信息,并且根据节点的单纯覆盖弧序列的定义计算出节点被其邻居节点覆盖的单纯覆盖弧序列,从而得到网络中的覆盖漏洞。覆盖漏洞的发现克服的地理位置信息未知的限制,为漏洞的修补提供了必要的前提条件进而保证传感器网络的覆盖率。     

无线传感器网络中一种节点负载均衡的分簇算法

无线传感器网络节点的能量有限,而分簇算法能有效解决节点能耗受限与不同节点能量开销不平衡问题。在网络路由分簇的基础上,提出了一种节点负载均衡的分簇算法。该算法对经典的分簇协议LEACH的簇头选择机制进行了改进,应用量子粒子群对簇头选取进行优化。为解决算法后期易陷入局部极小的问题,采用了基于群体适应值方差的早熟判断机制,结合模拟退火算法进行局部优化。仿真结果表明:该算法使网络节点负载更均衡,有效提高了无线传感器网络的性能。     

无线网状网中自适应网络编码的MPTCP研究与设计

网络编码可以提高无线网状网的吞吐量,但是它在无线网状网中的实际应用是一个挑战性的问题。网络编码必须和TCP很好相容才能得到广泛应用。根据无线网状网的特点,研究和设计了一种自适应网络编码的多路径TCP。在提出的方案中,网络编码被加入到现有的网络系统,源节点根据目的节点编码数据块的自由度,调整发送编码的数据块,以降低多路径传输的数据报文的失序,提高网络的吞吐量,保证各个数据流之间的公平性。仿真结果表明设计的MPTCP有效。     

无线网络中网络编码子图优化问题的研究

文中主要针对存在链路时延且节点缓存受限的无线网络来考虑网络编码子图优化问题。提出所研究问题的连续时间模型,进而又推导出离散时间模型。为简化所研究问题,引入时间扩展网络拓扑模型,基于该模型提出网络编码子图分布式优化算法,并通过仿真评估节点缓存大小对系统性能的影响。仿真结果表明,节点缓存越长,最优子图的总能耗越少。最后,对比网络编码技术和路由技术对系统性能的影响,仿真结果表明有网络编码的系统性能优于传统的无网络编码系统。