WMNs中基于重复博弈的机会路由激励机制研究

无线Mesh网中虽然有固定节点,但是其中大量的移动节点仍然有能源、带宽、内存等限制。在机会路由协议中,数据包从源节点至目的节点,需要中继节点机会性地转发;但由于节点自身条件的原因,节点行为往往趋向于自私,不愿接受转发请求。节点不合作行为中的自私性是导致网络吞吐量随之下降的主要原因之一。针对该问题,提出邻居节点合作度评估函数的概念,并建立基于合作度评估函数的宽容针锋相对策略节点重复博弈模型（CGTFT）。仿真表明,该模型可以有效抑制自私,激励节点合作,提高网络吞吐量。     

车载自组织网络中基于定向传播的自适应路由协议

数据分组在转发过程中需要在其转发范围内寻找一个中继节点进行转发。为了降低转发过程中寻找中继节点的复杂程度,减少从源节点到达目的节点的平均跳数,提出了一种车载自组织网络中基于定向传播的自适应路由协议(Adaptive Routing Protocol Based on Directional Transmission,ARPBDT)。该路由协议有两个关键参数:转发角度和平均每跳前进距离。首先为了缩小转发范围,设置一个始终朝着目的节点方向的转发角度,以减少转发范围内的节点数以及寻找中继节点的计算量;其次为了减少平均跳数,在转发范围内根据前进距离自适应地选择较优或次优的邻居节点作为中继节点进行转发。仿真结果表明,与OBDR相比,所提路由协议的平均跳数较少,平均每跳前进距离较大,能够使数据分组快速地到达目的节点。     

基于深度与可靠链路的水下无线传感器网络机会路由

在水下无线传感器网络中,传感节点带宽和能量受限阻碍了从移动节点至声纳浮标的数据传输。为此,提出新的水下无线传感器网络的机会路由协议。引入深度阈值提高吞吐量,减少跳数,利用深度阈值构建候选转发集,计算候选转发集内节点的路由指标,依据路由指标设置优先级,根据优先级设置定时器,并进行抑制冗余数据包数。实验结果表明,与基于压力感测协议相比,该协议能提高网络吞吐量,并降低能耗。     

移动传感器网络中一种基于接收者的跨层传输协议

移动传感器网络中节点的移动引起网络拓扑动态变化,数据源节点到Sink节点之间往往不存在稳定的通信路径,从而对数据传输协议提出了更高的要求.基于接收者的路由不需要建立数据源节点到Sink节点的全局路由,而是由发送节点的邻居节点根据自身的位置信息按一定规则参与转发权的竞争,动态地生成下一跳的转发路径,因此能够应用于移动传感器网络.针对移动传感器网络的特性以及现有相关协议存在的缺陷,提出了一种基于接收者的跨层传输协议.该协议优化了转发优先度计算方法,设计了一种自适应的转发申请信息发送机制,采用双信道通信模式解决了转发权竞争过程中的数据碰撞和多播抑制问题,并提出了一种简单高效的路由空洞逾越机制.仿真实验表明,该协议在通信开销、传输时延以及可靠性等方面具有较好的性能.     

WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议*

为节省数据传输过程中消耗的能量,均衡网络节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。在无线传感器网络数据传输阶段,源簇头节点通过转发权值函数选择数据转发的中继节点,转发权值由用于降低链路通信代价的距离因子和减少剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率惩罚因子共同决定,达到均衡网络能耗的目的。通过NS2仿真实验验证了算法的有效性,能够很好地均衡节点负载和提高能量利用率。     

MSN下基于亲缘关系的分族分层机会路由算法

移动社会网络(Mobile Social Network,MSN)具有社会网络特征,移动智能终端设备由于自身资源限制,往往表现出节点自私性。现有研究主要集中于解决节点个体自私性,而忽视了对节点社会自私性的甄别与利用。因此,文中提出了一种基于亲缘关系的分族分层路由算法。首先,在依据亲缘关系指数分族分层的社区和集群中,自荐的节点通过比较综合举荐值产生族节点和中继节点。然后,以亲缘关系预测的转移概率为转发依据,借助族节点和中继节点优化盲目转发,在有效地控制副本数的同时预测关联可靠路径链路,实现基于节点亲缘关系的相遇投递策略。仿真实验结果表明,该算法可以在保护与利用社会自私性的基础上,有效地提高消息投递率,降低网络时延,提高网络的通信流量等。     

中断容忍网络中一种激励相容的两跳路由协议

针对中断容忍网络（DTN）中节点自私造成通信性能下降等问题,提出了一种激励相容的两跳（TIC）路由协议,以选择最优中继节点,在综合考虑节点间的相遇概率及传输消耗的情况下,保证节点在诚实汇报相遇情况及传输消耗时利益最大化。同时引入基于双线性映射的签名技术,有效地防止恶意节点篡改信息且确保参与转发的中继节点安全地获取报酬。     

DSR协议下入侵检测的设计与仿真研究

移动Ad hoc网络具有无线传输的介质、动态改变的拓扑、合作式的路由算法、缺乏中心监督和管理节点等特点,使得安全防御问题日益重要.定义了三种Ad hoc网络中的入侵节点:为了节约能量试图避开网络路由的职责自私节点行为;试图把自己加进路由,引导数据报来到并丢弃的黑洞可节点;不转发报文也不发起报文请求的错误节点.针对以上恶意节点的攻击,定义相应的检测功能,引人赏罚机制和有偿转发报文的功能.通过在NS2(Network Simulator V2)的无线环境下,修改原有DSR协议,模拟加入三种恶意节点攻击的DSR协议,添加有规避机制和监督功能的DSR协议.对实验结果进行分析,新增的检测功能基本达到降低丢撤率和控制路由平均跳数增加的效果.     

基于社会组的高投递率机会网络路由协议

针对现有的基于社会组的机会网络路由协议（SGBR）存在中继节点的选择和消息副本数量的分配不合理的问题,提出了基于社会组的高投递率机会网络路由协议（SGBRHDR）。SGBRHDR协议是一种采用分布式划分社会组的多副本路由协议。在社会组内,节点依据平均关系强度值决定相遇节点是否成为转发节点;在社会组间,节点依据相遇节点所在的社会组活跃性大小分配消息副本数量。采用ONE工具对SGBRHDR协议进行了仿真,仿真结果表明：与SGBR协议相比,SGBRHDR协议减小了消息平均端到端时延的同时,消息投递成功率提高了18%。     

一种面向目标跟踪应用的传感器网络路由协议

移动目标跟踪应用在能量效率、可靠性、实时性和可扩展性等方面对传感器网络路由协议提出了较高要求。提出了一种基于目标跟踪应用的路由协议GGSR(Geographical Greedy and Stateless Routing,GGSR)。GGSR协议由两部分算法组成:sink节点到移动目标区域的查询数据包路由协议和目标区域到sink节点的汇聚数据包路由协议。GGSR是一种完全分布式的按需路由协议,动态建立和路径维护。节点只需要维护自身状态信息,具有较好的可扩展性。协议采取基于地理信息的贪婪转发策略,通过减少通信跳数,缩短了数据包路由的时延。协议以节点能量和距离的综合函数作为转发代价,同时考虑节点不同状态下的能耗,对不活动的节点及时休眠,使得协议具有较高的能量效率。协议采取下游节点转发确认机制提高了协议的可靠性。仿真实验表明,算法能够满足目标跟踪应用对传感器网络路由协议的性能要求。     

SA-DTN：基于节点社会活跃度的DTN路由研究*

社会网络是一种特殊的DTN网络,主要是由人、汽车及其它移动工具携带的移动设备组成,并且利用短距离无线电进行通信。针对社会网络中每个节点移动区域的多少和在某个区域中停留时间的长短,本文给出了节点的社会活跃度（SA：Social activity）概念,从而提出了在DTN网络中基于节点社会活跃度（SA：Social activity）的路由。这种路由根据网络中节点的社会活跃度大小对下一跳节点进行限制。仿真结果表明,本文所提出的路由在提高了递交率的同时,大大降低了网络开销。     

一种机会网络节点重复博弈模型

在资源受限的机会网络中,节点在转发过程中所表现出的自私行为将严重影响网络性能。针对这一问题,建立基于认错机制的“礼尚往来”策略的节点重复博弈模型。节点考虑到将来的利益,迫于对惩罚的恐惧而参与转发。通过该策略,节点协作可以使网络性能达到最优。仿真结果表明,节点间的相互协作增强,在自私节点较多时也能保证较好的网络性能。     

基于移动代理的无线传感器网络节点定位算法

研究了无线传感器网络节点定位算法及移动代理技术。在DV-Hop算法的基础上采用移动代理技术,并限制未知节点接收移动代理的个数和移动代理的传播跳数,减少了节点信息收发和存储量,降低了网络流量及节点负载。     

基于LeaderRank的重叠社区发现算法

在真实的社交网络结构中常常存在着社区相互重叠的现象,发现社交网络中的重叠社区有利于研究网络特性,反映网络中的真实情况。针对多标签传播重叠社区发现算法COPRA存在的随机性,导致社区发现结果稳定性差等问题,提出一种结合节点重要性的标签传播算法。该算法首先采用LeaderRank计算出网络中各个节点的重要性,选择重要性高的节点进行团扩展作为标签初始阶段的预处理,采用合理的标签更新顺序以防止抵消预处理阶段的工作,后期引入贡献度来弱化标签选择阶段的随机性,在基准网络和真实网络上的实验结果表明本文算法提高了社区发现结果的质量。     

弱连接对不同类型在线社交网络信息传播范围的影响研究

按照连接强度的不同,在线社交网络节点间的连接可以分为强连接和弱连接,可以通过网络上两个节点的邻居相对重叠来测量连接强度。实验表明,弱连接对于信息传播范围的影响与具体的网络类型有关系,在基于信息交换的在线社交网络中,例如移动电话通信网络、Wiki投票网络,移去弱连接并不会对信息收敛时传播的范围产生明显的影响;而在基于合作关系形成的在线社交网络中,例如Youtube、Facebook、CDBLP合作网,移去弱连接对信息传播的范围有明显的阻碍作用。     

GAER: genetic algorithm-based energy-efficient routing protocol for infrastructure-less opportunistic networks

In infrastructure-less opportunistic networks (Oppnets), the routing of messages is a challenging task since nodes are not aware of the network topology and they look for an opportunity to send the message by finding or predicting a best temporary path at each hop towards the destination. As nodes perform various computations for next hop selection, a lot of battery power gets consumed, which in turn reduces the network lifetime. Thus, there is a clear demand for routing protocols for such networks which are energy-efficient and consume lesser power of nodes in forwarding a message. In this paper, a novel routing protocol named genetic algorithm-based energy-efficient routing (GAER) protocol for infrastructure-less Oppnets is proposed. This protocol uses a node’s personal information, and then applies the genetic algorithm (GA) to select a better next hop among a group of neighbour nodes for the message to be routed to the destination. With the application of GA, optimal results are obtained that help in the selection of the best possible node as the next hop, which in turn, leads to prolonged battery life. Simulation results show that GAER outperforms the Epidemic, PROPHET, and Spray and Wait protocols in terms of messages delivered, overhead ratio, average residual energy, and number of dead nodes. The results obtained for average latency and average buffer time using GAER are comparable to those obtained for the aforementioned protocols.     

HiMAC:一种用于消息认证和加密的分层安全协议

为检测并阻止恶意节点伪装成新的可信节点攻击移动自组织网络,该文提出了一种用于消息认证和加密的分层安全协议(HiMAC)。该协议将分层消息认证码用于保护移动Ad-Hoc网络中的数据传播。在源和目标之间的由中间节点转发分组时动态地计算可信路由,在每个中间节点对数据包进行签名和加密,防止攻击者篡改数据包或修改其跳数,实现数据可信传输。在NS2模拟器中,运用Crypto++库中的RSA算法对HiMAC进行测试。结果表明:HiMAC可以检测和阻止对MANET节点和数据包的攻击;与原有的A-SAODV安全机制相比,HiMAC平均跳数减少了47.1%,平均队列长度减小了35.5%,节点数据包数量降低2.5倍,其性能明显优于A-SAODV。尽管HiMAC的密码操作给路由协议带来了额外的开销,但由于HiMAC采用基于信任机制动态建立安全路由,使得节点能够动态地选择路径上的下一个节点,不必始终保持安全路由,使得HiMAC中的增减开销可以相互抵消达到平衡。     

移动自组网协作策略研究与分析

针对移动自组网中自私节点拒绝转发数据包的服务请求,影响整体网络性能的问题进行研究,基于经济学中提出的博弈理论,描述了节点检测记录相邻节点的协作率而识别自私节点的方法,提出了主动能量制约策略AECS和基于统计信息的节点协作重复博弈策略LTFT,分析表明该策略和方法能够有效激励协作并孤立自私节点,能有效的解决网络性能与节点收益的权衡问题,在一定程度上解决节点的协作问题。     

内容中心移动边缘网络用户移动感知缓存机制

为了提高内容中心移动边缘网络的缓存性能,提出了一种基于用户移动性感知和节点中心性度量的内容中心移动边缘网络缓存机制（user mobility-aware and node centrality based caching,简称UMANCC）.UMANCC机制利用边缘节点计算节点中心性、缓存空闲率以及小区内用户逗留时间.移动边缘网络控制器综合各边缘节点的信息,计算各边缘节点的重要性并进行排序,最后根据排序结果选择内容缓存节点.仿真实验结果表明：与传统缓存机制LCE及Prob相比,UMANCC有效减少用户获取内容的平均跳数高达15.9%,提高边缘节点缓存命中率至少13.7%,减少进入核心网流量高达32.1%,有效地提高了内容中心移动边缘网络的内容分发性能.