基于节点编码感知的机会转发路由协议

针对现有考虑节点编码机会的编码感知路由协议Ex CAR(a coding-aware routing protocol termed extended coding aware routing)在无线链路不稳定的情况下转发节点集内的节点在计算编码机会时可能产生误判,以及在转发节点集内选择最优编码节点时需要交换大量的数据包缓存信息会导致较大的端到端时延和网络开销等问题,提出一种适用于多跳无线网络的节点编码感知机会转发路由协议NAOFP(node network coding aware opportunistic forwarding routing protocol)。NAOFP协议通过引入基于侦听概率的附加ID信息添加机制和转发节点集的最优转发节点选择机制,提高了网络吞吐量和编码包的解码成功率,减小了数据包的平均端到端时延。仿真结果表明,与Ex CAR协议相比,NAOFP协议在网络吞吐量、平均端到端时延、编码包的解码成功率等方面的性能均得到了有效的改善。     

应用累积系数确认的网络编码机会路由协议

在无线mesh网络中,机会路由通过高效使用无线传输的广播特性显著地提高了无线网络的吞吐量.引入网络编码,使得机会路由协议可以避免复杂的调度,更加易于实现.然而,网络编码的引入给机会路由协议带来新的问题：转发节点应该发送多少编码包?MORE等协议依据平均链路状况信息来预计节点转发编码包数目的方法,无法准确判定发送的冗余.以CCACK为代表的研究采用逐跳反馈的方式来减少编码包的冗余发送.首先,针对采用正交向量确认的CCACK机制进行分析,说明了CCACK尽管可以减少确认开销,减少误判,但却带来了“信息空间已覆盖而无法正交”的漏判问题.在此基础上,提出了一种基于累积编码系数反馈确认的网络编码机会路由协议CFACK.该确认机制中转发节点通过侦听下游节点的编码系数向量,并与来自上游节点的编码系数向量进行相关性分析,从而获知下游节点信息是否覆盖自身信息.证明了在无差错网络环境下该确认机制不存在误判和漏判的可能,同时,在有差错网络环境下对该确认机制的有效性进行了分析.结果表明：在一般节点分布情况下,利用额外的一次携带确认,可以确保90%以上的准确性.仿真测试结果表明：CFACK相比CCACK,显著提高了网络的吞吐量,平均提高率为72.2%,同时在编码计算、存储和包头开销上都少于CCACK.     

基于流间编码的机会路由转发节点集选择算法

针对流间网络编码与机会路由结合时编码机会与转发节点数目之间的矛盾,提出一种基于流间网络编码的机会路由转发节点集选择算法FNSA。采用发送可变长报文探测包的方法获取更加准确的数据包成功发送概率,定量分析链路数据成功传输概率、传输次数和转发节点的个数之间的关系,确立最佳转发节点数目,选取最佳转发节点集。将该算法应用于编码感知机会路由协议CAOR,仿真实验结果表明,采用定长探测包时(α=0),网络吞吐量性能有约5%的提升;采用可变长报文探测包时(α=0.1),网络吞吐量性能有约9%的提升。     

一种基于部分网络编码的无线网络机会路由算法

结合机会路由和网络编码两项新技术各自的优势,提出了一种新的基于部分网络编码的机会路由算法(Opportunistic Routing Algorithm for Wireless Network Based on Partial Network Coding,ORAPNC)。为了避免数据包分叉传输,同时利于执行转发节点间协调机制,ORAPNC首先以期望传输次数作为路由度量建立一条固定路由,并将候选转发节点集中在这条固定路径附近;为了充分减小网络中的冗余数据包,ORAPNC采用一种新的转发节点间协调机制(Forwarding Nodes Coordination Mechanism,FNCM)来实现每跳的数据包传输。仿真结果表明,与其他相关路由协议相比较,ORAPNC可以有效提高网络吞吐量,减小目的节点解出原始数据包的平均时延。     

基于蚁群优化的AdHoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议

本文提出了基于蚁群优化(ACO)算法的Ad Hoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议(ABEAR)。协议按需发送人工蚂蚁进行路由发现,综合节点残留的信息素浓度、下一跳节点剩余能量、节点周围链路质量和拥塞情况选择下一跳节点来转发数据包,尽量避开信道使用频率较高的路径,减少了因信道冲突、数据包丢失和数据包重传所造成的能量损失,还缩短了网络传输时延,提高了网络吞吐量。协议还采用跨层机制根据MAC层通信活动情况,在保证网络连通性的前提下使部分空闲节点转入睡眠状态来节省能量消耗。仿真表明,与AODV协议相比,ABEAR协议在网络生存时间、数据包交付率和端到端平均时延方面均有较大改善。     

低开销的无线网络编码机会路由协议设计

针对基于无线Mesh网络编码的机会路由协议的节点转发冗余问题,从线性空间的角度对该类协议的信息传输过程进行建模与分析,提出一种基于动态冗余控制的无线Mesh网络编码机会路由协议。该协议利用零空间确认技术估计各节点的更新信息总量,根据更新总量动态调整节点转发冗余,通过引入转发优先级调度机制,避免不同的转发节点重复转发来自于相同线性空间的编码包。仿真实验结果显示,与经典的MORE协议相比,该协议能提高30％-100％的网络吞吐量,同时降低20％-45％的归一化开销。     

基于网络编码的输电线路WSN传输协议

根据输电线路监测对无线传感器网络实时性和可靠性要求高的特点,设计了一种基于网络编码的WSN传输协议。该协议充分利用信道广播特性和节点间的协作通信,结合了机会路由和网络编码各自优势,将网络编码经典蝶形结构应用到输电线路WSN长链拓扑结构中,在节点数据包具体接收状态不确定的情况下,采取主动网络保护机制,选择线性编码包作为冗余包进行传输,直到节点解码出源包。性能分析与仿真实验表明,该传输协议提高了数据传输可靠性和系统吞吐量,缩短了网络传输时延,提升了无线传感器网络的性能。     

基于跨层竞争的PRMAC协议的优化研究

基于流水路由的MAC协议PRMAC(Pipelined Routing Medium Access Control)是无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的典型的基于跨层竞争的同步MAC协议. PRMAC协议允许一个周期内进行多跳传输.但是,PRMAC协议的传输请求发送包RTSD(Request-To-Send Data)和确认发送数据包CTSD(Confirmation-To-Send Data)在同一个数据包窗口传输,降低了路由性能.为此,对 PRMAC 协议进行改进,提出面向多跳场景的 PRMAC 协议 MH-PRMAC(Multi-Hop PRMAC). MH-PRMAC协议采用新的周期结构,并在休眠窗口内设置两个独立窗口,再由它们分别传输RTSD和CTSD包.实验数据表明,提出的MH-PRMAC协议有效地降低了数据包传输时延,并提高了数据包传输率.     

Ad hoc网络中基于QoS约束的AOMDV路由协议设计

多数Ad hoc网络路由研究聚焦于找到一条连接源和目的节点的路由,而没有考虑网络的QoS需求,一旦数据流量超过了网络所能承受的限度,数据流的传输质量将无从保证。提出了一种AOMDVQ（AOMDV Based on QoS）路由协议,在AOMDV基础上增加了带宽、时延、跳数和优先级等约束条件,使得在路由发起和路由维护阶段满足一定的QoS需求。仿真结果显示,AOMDVQ协议在高速移动状态下其数据包发送成功率、端到端时延等较AOMDV、MP-AOMDV协议有明显改进。     

面向环境监测的WSN中基于定向传输的高能效路由算法

能耗问题是WSN在环境监测中发展与应用中的主要限制因素,而路由协议成为解决Qos(即能耗、网络生命周期、网络可扩展性和包开销等)相关问题的研究热点.动态路由协议适用于能量密度较小的场景,但当节点模式从活跃转睡眠时,数据包需要等到下一个发送时间点才能发送,从而降低网络能效、增加数据包的端到端时延,进而增加了网络能耗.为了解决该问题,本文提出了一种基于PEGASIS与DSR联合优化的路由协议JPDORP(Joint PEGASIS-DSR Optimized Routing Protocol),JPDORP有PEGASIS和DSR协议的共同特征,同时也融合运用了遗传算法和细菌觅食优化方法以确定能效最优的传输路径.仿真结果表明,算法在误比特率、时延、能耗、吞吐量方面均有增益,能够提供更好的Qos保障和延长网络生命周期.     

基于网络编码的定向扩散路由协议

提出一种新的基于网络编码的无线传感器网络定向扩散路由协议。在定向扩散路由建立的过程中利用随机线性网络编码,使中继节点对收到的分组进行网络编码后再转发,以减少网络中分组传输的次数,优化网络带宽利用率。基于网络仿真平台NS2的仿真结果表明,新协议的网络性能得到有效改善,节点的平均剩余能量和网络吞吐量有显著提高。     

Network coding for unicast in a WiFi hotspot: Promises,challenges, and testbed implementation

In offices and residential buildings, WiFi networks have become a primary means for providing Internet access to wireless devices whose dominant traffic pattern is unicast. In the meantime, the emergence of network coding has brought about great promises for multicast in communication networks where intermediate nodes are allowed to process independent incoming information flows. Little is known about network coding for unicast, however. The objective of this paper is thus to depart from multicast scenarios and shed light on several possible unicast scenarios to which network coding may be applied in a WiFi hotspot in order to obtain communication benefits such as throughput gain, fairness, and reduced protocol complexity. We identify five representative scenarios in which network coding may be used to benefit unicasting in a WiFi hotspot. Several open research issues and practical challenges related to each scenario are discussed individually. To illustrate the benefits of network coding for unicast in a WiFi hotspot, we propose and implement iCORE: The interface COoperation Repeater-aided network coding Engine. iCORE is a practical system in which multi-channel multi-radio repeaters are used to relay unicast traffic for those terminals sitting far away from an access point and suffering from weak signals at a WiFi hotspot. It is based on our last scenario which illustrates the synergy among network coding, opportunistic routing, and interface management. Utilizing idle wireless interfaces and listening to traffic opportunistically, iCORE allows packets to move across the interfaces and to be coded across flows whenever it sees more transmission opportunities. We evaluate iCORE on a four-node chain-like topology testbed implemented using IEEE 802.11b/g radios and compare it to MORE – the state-of-art intra-flow network coding implementation based on opportunistic routing. Our experimental results reveal promising gains in terms of throughput over MORE.     

基于信息素扩散模型蚁群算法的无线传感网路由研究

为了快速适应无线传感器网络拓扑的动态变化和节点能量的有限性,本文采用信息素扩散模型,提出一种基于蚁群算法的路由协议.由实际和虚拟两种信息素共同指引路由包和数据包进行偏向性路径搜索.进一步,根据数据包传输情况,对信息素采取奖惩机制,从而为路由优化提供支持.基于TOSSIM平台的仿真表明,该协议在保证数据可靠传输的同时,有...     

车载自组网中基于滑动窗口的网络编码传输策略

由于节点的高速移动和拓扑的快速变化,使得在车载自组网中传输时延敏感的数据是一个很大的挑战。针对此问题,提出了一种在机会路由上使用基于滑动窗口的网络编码传输策略。该策略根据网络状态自适应地调整滑动窗口的大小,来编码不同长度的编码包,去容忍ACK的延迟,使得在各种网络条件下都能保持较高的吞吐率;使用下三角形式的渐进编码使接收端逐步解码,从而平滑接收端的解码时间间隔。仿真结果表明,该策略具有更高的吞吐率,同时能够在接收端形成时延抖动小的数据流,为车载自组网中流媒体等时延敏感的数据流传输提供更好的服务质量。     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.     

基于网络编码的移动传感网传染路由性能分析

建立了基于常微分方程的传染路由协议分析模型,提出了基于网络编码的传染路由协议,并与传统传染路由协议进行比较,引入传输延迟和冗余度两个性能指标评估所提出模型的有效性。理论分析和仿真结果证明传染路由中使用该常微分方程模型分析协议性能是可行的,与传统传染路由协议相比,基于网络编码的传染路由协议可以减少传输延迟,尤其在缓存和带宽受限的情况下,对于减少传输延迟有着明显的优势。     

骨干无线网状网的排队延迟性能研究

对一种基于网状分布的骨干无线网状网的延迟性能进行研究.提出了一种基于均衡负载的最短路径路由协议.在此协议基础上,研究了无线网状网数据包的排队延迟,推导出无线网状网排队延迟与网络的规模、网关和网状路由器的服务能力、数据包到达率的相互关系.此外,还分析排队延迟和网络容量的相互制约关系,并给出了在延迟限制条件下的网络容量.