基于综合度量的Ad Hoc网络跨层路由协议

Ad Hoc网络路由协议普遍采用最短路径准则,无法有效支持多速率传输并容易导致网络局部拥塞。针对该问题,利用协议栈跨层设计的思想,提出一种基于综合度量的路由协议SMRP。该协议综合考虑链路速率值、MAC竞争度和网络队列长度多种因素选择路径,能有效利用多速率传输能力,避开拥塞节点。仿真实验结果证明,该协议能从网络吞吐量、分组时延等方面有效提高网络性能。     

一种基于混合运动参数的移动自组织网AODV协议

在移动自组织网中由于节点的移动性引起网络拓扑变化，成为影响网络性能优劣的关键因素。在反应式路由算法的基础上，提出了一种基于节点位置、速度与方向混合参数的路由协议AODV-PVD(AODV Routing Protocol based on Node Position, Velocity and Direction)以衡量链路稳定性并预测链路持续时间。在路由发现阶段，根据节点的混合运动信息，使用节点筛选机制排除相对不稳定的链路，并通过节点相对移动速度预测链路持续时间，为数据传输选取稳定且路径较短的路由。NS2仿真结果显示，相较于按需距离矢量路由AODV(Ad Hoc On-demand Distance Vector)及现有改进协议，AODV-PVD路由协议可以获得更好的分组投递率、端到端传输时延和吞吐量性能。     

一种支持高速移动自组织网络的路由协议

传统的AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)路由协议只以路由跳数为度量,没有考虑到链路稳定情况,因此,无法更好地适应节点高速移动的网络环境。为此,提出了一种改进的AODV路由协议,即IMAODV(Improved AODV)路由协议。该协议主要从路由度量值、HELLO消息的发送频率、邻居节点的监听方式等几个方面对AODV进行改进,使之在移动网络中具有较好的扩展性和鲁棒性。仿真结果表明,IMAODV协议能够较好地适应高速移动的网络环境,并在一定程度上降低网络时延和增加网络吞吐量。     

面向能量和链路优化的水声移动传感器网络路由协议设计

针对水声移动传感器网络中存在水声通信环境恶劣、通信环境复杂多变以及节点能量受限造成的水声移 动传感器网络能量不均和路由链路断裂问题, 提出一种基于能量与链路度量路由的改进按需平面距离向量路由 (AODV)协议. 引入了以能量阈值为基准描述网络节点能量状态的能量指标以及以邻居节点间距离为基准描述链路 状态的链路指标, 并以综合考虑网络路由链路中节点的能量指标、路由链路指标以及路由链路跳数的路由度量作 为协议选择路径的优先条件, 并以此进行路由修复. 仿真实验表明, 本文所设计的改进AODV协议可提升网络整体 数据量、均衡网络节点能量、延长网络的生存周期.     

基于局部邻居节点和链路权值的改进AODV路由协议

在节点高速移动的Ad Hoc网络环境中,广播风暴对网络性能的影响尤为重要,且网络拓扑结构的频繁变化极易导致路由中断.传统的AODV路由协议在路由发现阶段直接使用广播转发RREQ（路由请求分组）机制,容易导致广播风暴降低网络性能;同时,协议选择跳数最少的路径作为路由,没有考虑到节点的快速移动导致路由频繁失效,因此无法适应节点高速移动的网络环境.针对上面存在的问题,提出一种对AODV进行改进的协议.该协议在路由发起过程中,基于局部邻居节点数量计算动态转发概率;选择路由时,利用跨层思想,结合网络节点移动速度提出链路权值,依据链路权值选择路由路径.NS2仿真结果表明：该改进协议提高了数据包的投递率,缩短了端到端的传输时延,能够更好地适应节点高速移动的网络环境.     

基于链路稳定度的车载网路由协议研究

针对车载网中节点移动速度快,拓扑结构变化速度快的特点,以及AODV协议广播式路由链路存活时间短、平均端到端时延大等问题,提出了一种通过计算链路稳定度的方式来改进AODV协议.在节点进行广播时,首先计算转发角度,然后,再将投影最长和链路生存时间最长作为综合选择条件,以此高效地选择路径相对较短以及链路相对稳定的路由.通过这种方式,改进后的AODV协议很好地解决了网络中链路易断裂的问题,提高了数据包的投递率,降低了平均端到端的时延.利用NS2仿真软件进行性能仿真,结果表明:改进后的AODV协议在包递率、平均时延和吞吐量方面优于传统模型.     

基于PC辅助机制的高效VANET路由协议

针对车载自组网络(VANET)中传统的被动聚类(PC)机制没有考虑车辆特性和链路质量而导致分组投递率非常低的问题,提出一种基于被动聚类辅助机制的高效VANET路由协议。首先,选择合适的节点作为簇首节点或网关,在路由发现阶段转发路由请求包;然后,通过采用一种基于节点度数、预期传输计数和链路生存周期的多度量选择策略评估节点的适合性;最后,当发现一个路由时目标节点回复路由请求包到源节点,并通过该路由路径的数据确认是否传输成功。针对路径发现率、网络吞吐量、路径生存期、分组投递率及加权因素影响的仿真实验验证了所提路由协议的可靠性及高效性。仿真结果表明,相比传统的PC机制,所提路由协议不仅提高了路由发现成功率,还明显提高了分组投递率和网络吞吐量。     

基于速度向量的VANET位置预测路由协议

针对车辆自组网（VANET）中车辆快速移动引起的网络拓扑快速变化及路由路径频繁切换引起的网络性能下降问题,提出一种适用于城市环境的基于速度向量的位置预测路由协议（VPRP）。该协议根据行驶方向将车辆分组,根据速度和当前位置预测下一步位置,选择路径中所有节点总的方向差异最小且总的距离变化最小的路径作为路由路径。仿真实验结果表明,VPRP比AODV和VHRP在吞吐量、分组投递率、平均传输延迟、控制开销等方面均有改进。     

基于链路稳定性加权的车载自组网按需路由协议

车载自组网由于网络拓扑变化快,带宽有限,易导致通信链路不稳定.传统基于跳数判据的按需路由协议主要考虑协议的时延性能,忽略了路由的稳定性.路由的不稳定会带来频繁的路由发现过程,增大网络开销,降低路由协议性能.针对车载自组织网,对经典按需路由协议AODV进行改进,兼顾考虑路由的稳定性和时延,提出了一种由链路有效时间、队列饱和度和跳数组成的综合判据,实现了一种基于链路稳定性加权的路由协议.在路由发现过程中,路由发现包携带途经每一跳的综合判据值或权重之和,以权重之和最小的路径作为路由.仿真结果表明,提出的路由协议在投递率、时延和网络开销方面均优于AODV.尤其是路由发现频率仅为AODV的70％左右,说明路由稳定性远优于AODV.     

高速移动网络中AODV路由协议的改进

在节点高速移动的网络环境中,网络拓扑结构变化频繁,易导致路由中断。传统的AODV路由协议选择跳数最少的路径作为路由,而不考虑链路的稳定情况,并且只在路由中断后才开始路由修复,因此,无法适应节点高速移动的网络环境。针对上面存在的问题,提出一种对AODV进行改进的协议。该协议在选择路由时,考虑节点接收信号功率、路由跳数和节点剩余能量等因素,在路由维护阶段引入链路状态预测机制,使路由在失效前启动局部路由修复。仿真结果表明,相对于传统AODV协议,该改进协议提高了数据包的投递率,缩短了端到端的传输时延,能更好地适应节点高速移动的网络环境。     

SE-DSR:一种安全增强的Mesh网络多径动态源路由协议

DSR协议是一种典型的按需多跳路由协议,能够很好地实现既有网络之间的无缝连接又能适应网络的动态变化。为满足无线Mesh网络需求,在分析DSR协议的基础上,本文提出了一种新的安全增强的无线Mesh网络多径DSR路由协议-SE_DSR协议,其基本思想是采用多径路由发现机制为协议提供负载均衡和路由容错能力,采用双向路径信任评估和单向证书链验证的方式为协议提供安全保障。相比传统安全协议,SE_DSR协议虽然牺牲了少量存储开销,但它在保证路由安全的同时缩短了路由发现时延,提高了数据传输速率。性能分析和仿真实验表明,该协议在提供负载均衡和容错的同时还能有效防御多种攻击,具有较高的网络吞吐量和较强的安全性能。     

分组无线网缠绕多路径数据路由协议仿真

在分组无线网的路由协议中,传统路由协议在恶意节点数目较多时网络吞吐量较低,因此提出一种分组无线网缠绕多路径数据路由协议,利用获取的源节点数量信息与位置信息进行路由发现;根据路由发现结果建立从汇聚节点至源节点之间的路径,从而建立缠绕多径路由;对缠绕多径路由进行建簇与重构;进行支路径数优化,从而实现分组无线网缠绕多路径数据路由协议的构建。为了验证上述路由协议的网络吞吐量,将路由协议与基于链路状态的主动式多路径路由协议、基于动态源的按需式多路径路由协议、基于距离矢量的混合式多路径路由协议进行对比,上述四种路由协议在恶意节点数目为30时的网络吞吐量分别为69.5%、33.5%、23.6%、4.2%,通过比较可知,新提出的路由协议的网络吞吐量最高,证明了新路由协议的性能。     

Bandwidth-based routing protocols in mobile ad hoc networks

In this paper, we propose a high performance routing protocol and a long lifetime routing protocol by considering the fact that the bandwidth between two mobile nodes should be different when distances are different. In the high performance routing protocol, to reduce the number of rerouting times, we take the bandwidth issue into account to choose the path with the capability to transmit the maximum amount of data with the help of the GPS. With exchanging the moving vectors and the coordinates of two adjacent mobile nodes, the possible link lifetime of two adjacent mobile nodes can be predicted. Subsequently, a path with the maximal amount of data transmission can be found. With regard to our proposed long lifetime routing protocol, to maximize the overall network lifetime, we find a path with the maximal remaining power after data transmission. With the link bandwidth and the desired amount of data transmitted, the consumption power is computed to obtain the remaining power of a mobile node. Accordingly, we can choose the path with the maximal predicted remaining power to maximize the overall network lifetime. In the simulation, we compare our high performance routing protocol with the AODV and LAWS in terms of throughput, rerouting (path breakage), and route lifetime. With respect to power consumption, we compare our proposed power-aware routing protocol with the POAD and PAMP in terms of the overall network lifetime and the ration of survival nodes to the all nodes.     

Coding- and interference-aware routing protocol in wireless networks

Network coding is considered as a promising technique to increase the bandwidth available in a wireless network. Many studies show that network coding can improve flow throughput only if an appropriate routing algorithm is used to identify paths with coding opportunities. Nevertheless, a good routing mechanism is very difficult to develop. Existing solutions either do not estimate the path bandwidth precisely enough or cannot identify the best path in some situations. In this paper, we describe our coding-aware routing protocol that provides a better path bandwidth estimate and is able to identify high throughput paths. Extensive NS2 simulations show that our protocol outperforms existing mechanisms.     

An on-demand routing protocol for improving channel use efficiency in multichannel ad hoc networks

In wireless ad hoc networks, end-to-end delivery over network is a critical concern for routing protocols. The capacity of routing protocols is constrained by the intra-flow interference introduced by adjacent nodes on the same path, and inter-flow interference generated by nodes from neighboring paths. In this paper, we develop an on-demand routing protocol M-AODV-R that solves the channel assignment, reuse and routing problem jointly. The proposed channel reuse scheme and channel assignment scheme can enhance channel reuse rate. This cross-layer design approach can significantly improve the performance of multichannel ad hoc networks over existing routing protocols. Simulation results show that the proposed routing M-AODV-R can effectively increase throughput and reduce delay, as compared to AODV protocol.     

一种基于链路状态组合度量的无线网状网路由协议

在分析Ad hoc网络中的经典路由协议AODV的基础上,结合无线网状网的特点,提出了基于链路加权的无线网状网路由协议MODVWLS.协议通过节点的可用带宽、缓冲队列和吞吐性能等计算每一跳的代价(即权重),选择从信源到信宿累计权重最小的路径作为路由.对链路权重计算、报文格式、路由发现和维护过程进行了详细阐述,并利用NS2对MODVWLS协议进行了仿真实现.结果表明,MODVWLS协议能合理利用空闲节点和链路资源,较好地均衡网络负载,在数据包转发率、端到端延迟和标准化路由负载等性能上均优于AODV协议.     

Ad Hoc网络中基于负载均衡的多径路由协议研究

Ad Hoc网络中的多径路由协议可以获得源节点和目的节点之间的多条路径,能够减小路由发现延迟,提高路由稳定性,受到了人们的广泛关注。详细分析了AOMDV多径路由协议的机制和特点,从负载均衡的角度仿真评估了AOMDV协议的性能,研究表明可以显著提高网络整体生存性。在此基础上提出了一种优化的负载均衡传输方案,能够减小TCP在多径传输时的乱序问题,仿真表明显著改善了TCP传输的吞吐量。     

Fundamental limits on end-to-end throughput of network coding in multi-rate and multicast wireless networks

This paper investigates the interaction between network coding and link-layer transmission rate diversity in multi-hop wireless networks. By appropriately mixing data packets at intermediate nodes, network coding allows a single multicast flow to achieve higher throughput to a set of receivers. Broadcast applications can also exploit link-layer rate diversity, whereby individual nodes can transmit at faster rates at the expense of corresponding smaller coverage area. We first demonstrate how combining rate-diversity with network coding can provide a larger capacity for data dissemination of a single multicast flow, and how consideration of rate diversity is critical for maximizing system throughput. Next we address the following question: given a specific topology of wireless nodes, what is the maximum rate that can be supported by the resultant network exploiting both network coding and multi-rate? We present a linear programming model to compute the maximal throughput that a multicast application can achieve with network coding in a rate-diverse wireless network. We also present analytical results where we observe noticeably better throughput than traditional routing. This suggests there is opportunity for achieving higher throughput by combining network coding and multi-rate diversity.     

LA_AODV路由协议的仿真与性能分析

AODV协议以源到目的的最短路径或最短跳数作为路由度量参数。LA_AODV协议综合考虑无线移动自组织网络的路由层和物理层，提出了一种新的路由度量参数。首先介绍了LA_AODV协议，然后讲述在NS2中实现LA_AODV的方法，并详细分析仿真中的关键问题。仿真结果表明LA_AODV协议在保持AODV协议特点的基础上，具有吞吐量高、路由开销低、延时小的特点。