移动Ad Hoc网络中的可信路由机制研究

作为下一代网络发展趋势之一的移动Ad Hoc网络受到各种类型的安全威胁,灰洞攻击就是其中最常见的类型之一。仿真模拟了MANET环境下的灰洞攻击,即选择性丢包攻击对MANET性能的影响。从仿真模拟中可以看出灰洞攻击对于MANET的路由影响,不仅导致丢包率增加,而且会导致端到端时延方面的增加。基于信任度的定义,提出一种可信AODV路由协议（Trusted AODV Routing,TAR）,方案通过交换相邻节点的节点信任度,并计算路径信任度的方法,集合最短路径算法,从而选择合适的可信路径。通过性能分析,TAR协议在丢包率、端到端时延和路径建立时延方面,相比于AODV协议有明显的提高,能够有效地抵制灰洞攻击。     

移动Ad Hoc网络中TCP性能改进方法研究进展

研究表明MANET中TCP性能特别差，主要原因是传统的TCP假设丢包与乱序是由网络拥塞引起，但这个假设不能应用于MANET，因为MANET中除了拥塞丢包外，还存在由于节点移动、网络分割、共享信道竞争等因素引起的路由中断出现的丢包现象。分析了当前提出的多种改善MANET中TCP的性能的方案的思路与特点。     

轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测

为了抵抗无线传感器网络(WSNs)选择性转发攻击,提出一种轻量级的无线传感器网络选择性转发攻击检测方案(LSFAD).LSFAD方案通过计算并比较路径的平均丢包率和路径的正常丢包率检测选择性转发攻击路径,通过计算每个节点的平均丢包率和正常丢包率检测定位恶意链路.LSFAD方案设计简单,不需要任何监听节点,不需要任何复杂...     

基于路径稳定性的MANET路由协议研究与改进

由于移动自组织网络的高动态性,使得它的拓扑结构不断发生改变。如果不考虑链路稳定性问题,将不可避免地导致可行路径上链路的经常破裂,使得两节点需要不断的重构路由。提出了基于路径稳定性的MANET路由协议PS-AORP（Path Stability based Ad-hoc On-demand Routing Protocol）,协议在路由建立过程中考虑路径稳定性,通过整条链路上的稳定因子和最小稳定熵值来确定链路稳定性。实验仿真结果表明PS-AORP对网络端到端传输时延、丢包率等网络性能都有较大的提高。     

一种改进的链路独立的MANET网络路由协议

MANET网络具有高速移动以及频繁的链路失败等特点,这将导致吞吐率降低以及很高的端到端时延.为减少由于此类原因的路由发现次数以及开销,我们使用多径路由来提供备选路径.论文提出一种基于AOMDV的改进链路独立多径路由协议.通过仿真表明改进后的LD-AOMDV在节点移动速度较高时数据包投递率、端到端平均时延、归一化路由开销等方面都明显优于AOMDV.     

基于安全路径及丢包补偿的无线控制系统的丢包控制

工业无线传感器网络(IWSN)可以为控制系统提供无线通信,然而,工业环境和攻击引发的数据包丢失等问题会显著降低IWSN控制系统的性能,甚至会破坏整个系统的稳定性.对此,采用构造通信数据路由的安全路径以降低丢包率与改进的PID控制器进行丢包补偿的组合方案,减小攻击对IWSN控制系统稳定性的影响.在OPNET和Simulink/TrueTime平台进行联合仿真实验,以倒立摆作为被控对象,模拟控制系统在具有不同攻击节点数目的IWSN中的系统稳定性能.仿真结果表明,安全路由路径和改进的PID控制器能够极大地提高控制系统的稳定性.     

基于MAODV协议的多路径扩展方法

提出了一种基于MAODV协议的多路径扩展方法,选择两条节点不相交的路径分流发送数据分组以提高网络利用率,均衡网络负载;只有当两条路径都中断,源节点才重新进行路由寻找,从而减少路由寻找次数,降低了路由控制开销.仿真表明,随着网络负载增加,多路径MAODV较好的保证了网络多方面的性能.     

基于ANN的多路径传输WSNs数据丢包率预测

为了提高无线传感器网络(WSNs)数据传输的准确率,设计了一种基于人工神经元网络(ANN)的数据丢包(DPL)率预测方法。通过预测WSN数据包在多个传输路径上的丢包率,选择出最优数据传输路径。首先,建立1个150节点的网络拓扑结构,使各节点在固定区域内随机分布,并采用粒子群算法对各节点进行层级聚类。然后,采用1个3层前向人工神经元网络来预测数据传输的丢包率。在BP网络学习算法中引入动量修正因子,避免了ANN训练陷入局部极小的问题。ANN的3个输入分别为传输路径上的节点数目、节点应用环境类型和节点采样频率。最后,采用基于最优最差蚂蚁系统(BWAS)的多传输路径规划方法,以传输路径数据丢包率作为评价参数,选择最优传输路径。经仿真验证可知,本方法能够获得较高的数据传输准确率,与FEC纠删编码多路径传输策略相比具有明显优势。     

基于模糊数学的MANET恶意节点识别

移动Ad hoc网络(MANET)是一种无线自组织网络,易受内部恶意节点攻击。针对由于网络内部攻击行为复杂而导致内部恶意节点不易识别的问题,提出一种基于模糊数学理论的MANET内部恶意节点识别方法。通过分析节点通信行为,建立由节点平均包转发延迟、转发率和丢包率组成的属性向量,利用最大隶属度原则进行分类识别。设置不同的仿真场景和恶意节点密度,采用NS2软件进行仿真实验,结果表明,该方法能识别多数内部恶意节点,虽然恶意节点密度对识别结果影响较大,但在恶意节点密度为30%的情况下,仍能保持96%以上的识别率和5%以下的误检率。     

一种低丢包率无线网络中基于网络编码的广播重传方法

重传是无线网络广播传输中实现错误处理的重要技术.普通重传方法通常逐一发送丢失包来进行错误处理,这种处理在丢包分散的低丢包率无线网络上重传次敷相当大.本文将网络编码减少无线传输信息量的特性应用在低丢包率无线网络广插重传中,提出一种基于网络编码的广播重传方法(BRANC).该方法按照丢失分布概率特点生成新的重传序列;采用基于多节点的网络编码方法进行丢失包组合实现重传.为达到更佳重传目的,进一步分析了编码组合包重传再丢失时的处理.数学分析表明,该方法能保证接收节点的编码可解性.同时重传次数可达到局部最优性;模拟测试结果表明:与普通重传方法相比,BRANC有效地减少了信息包的平均传输次数.提高了传输效率.     

WIA-PA中基于DSDV的多路径路由协议研究

应用于工业的无线网络有着强实时性和高可靠性的要求,路由协议是WIA-PA网络的关键技术。基于DSDV的多路径路由协议,它采用了基于链路稳定性的路由选择标准和节点不相交路径策略,选择一条最高稳定性的路由传输数据,确定次稳定性、不相交路径作为备份路由。与DSDV相比,多路径算法在网络的稳定性和数据传输的性能上有了显著的提高。     

Premium-penalty ant colony optimization and its application in slope stability analysis

Ant colony optimization (ACO) is a very suitable path search algorithm, whose typical application is traveling salesman problem. However, as one heuristic algorithm, it has many shortcomings, such as slow convergent speed and low searching efficiency. To overcome these shortcomings, the premium-penalty strategy has been introduced, and the pheromone diversity of the good paths and the ordinary ones is increased to polarize pheromone density of all paths. Thus, premium-penalty ant colony optimization (PPACO) is proposed. And its good performance is verified by the applications to some typical traveling salesman problems. Its two important parameters are discussed too. Because location critical slip surface in slope stability analysis is a path search problem, it can be solved by the ACO very suitably. Therefore, based on PPACO and typical mature limit equilibrium analysis (Spencer method), a new method to analyze the slope stability is proposed. Through two typical examples, one simple slope and one complicated slope, the efficiency and effectiveness of the new algorithm are verified. The results show that, the new algorithm can always find the less safety factor and its critical slip surface in shorter time than many previous algorithms, and the new algorithm can be used in real engineering very well.     

Path planning for a tracked robot traversing uneven terrains based on tip-over stability

In the real-world environment, the path planning method of tracked robot is widely studied when driving on uneven terrain. How to solve the problem that the traditional path planning algorithm cannot adapt to uneven terrain because of the constraints of obstacle avoidance and path length is a challenge for tracked robots. In this paper, a stability-based path planning framework for tracked robot is proposed to reduce the risk of rollover when the tracked robot passes through uneven terrain. First, a virtual plane method is proposed to estimate the attitude of tracked robot. Second, on this basis, a dynamic high-stability path evaluation algorithm for tracked robot based on force angle stability margin (FASM) is proposed, which transforms the stability-based path planning problem into a hypergraph problem. Moreover, considering that the optimization problem is strongly nonlinear and nonconvex, a hybrid algorithm of covariance matrix adaptive evolution strategy (CMAES) and Levenberg–Marquardt (LM) is designed under the framework of generalized graph optimization (G2O) to improve the solution efficiency. Finally, simulation and experiments show that the stability-based path planning framework can effectively plan the high-quality path, and the maximum stability of the tracked robot is 0.9156 when the robot crosses uneven terrain using optimal path 2.     

一种新颖的稳定型分割备份路由协议

简要回顾了移动Ad Hoc 网络中各种基于稳定性的QoS 路由协议。给出了路径稳定度计算模型的具体实现方法。在此基础上,将路径稳定度计算方法与分割备份路由策略相结合,提出一种新颖的基于稳定性的分割备份路由协议。对该协议作了初步的理论分析。     

基于重路由匿名通信系统的设计

在分析现有匿名通信系统的基础上,设计了一种新的基于重路由的匿名通信方案。针对如何实现用户与用户之间通信匿名性的问题,提出了一种结合重路由机制中的变长策略和下一跳路由选择策略的方法来建立匿名通信路径,该方法还引入了概率转发机制和加密机制。针对如何增强匿名通信系统稳定性和抗攻击能力的问题,提出采用多服务器协调的P2P工作方式来设计匿名通信系统;并且新方案引入了分片冗余机制,在维护匿名转发路径的同时,也对通信消息提供了保护。通过理论分析和仿真分析可知,该方案设计具有较好的稳定性和匿名性。     

移动自组网基于邻居变化率稳定路径选择方法

节点移动是导致移动自组织网络性能下降、限制网络规模扩展的关键因素之一.寻找稳定路径是减小节点移动影响的有效手段.现有的稳定路径寻找方法存在以下局限:需要节点具有地理位置定位的硬件功能支持,或需要信号强度上传的交叉层功能支持.为此,提出了不需要特殊硬件支持、可独立于底层协议工作、基于邻居变化率的稳定路径选择方法.以AODV(Ad hoc on-demand distance vector)按需路由协议为基础,扩展为NCR-AODV(Neighbor change ratio Ad hoc on-demand     

移动机器人实时采样路径重规划

针对传统采样规划算法因随机性强,在动态环境中重规划时路径质量差,抖动严重,实时优化效果不明显等问题,提出了一种利用反向生长最优快速搜索随机树的实时采样重规划算法DRT-RRT*（Dynamic Real-Time RRT*）。引入基于三角不等式的剪枝策略对路径进行平滑处理以减少路径拐点;提出了组合采样策略和局部终点跳动策略,将优化目标由全局路径聚焦于机器人当前位置至最近路径拐点的局部路径段,实时对执行路径段进行修正,进而提高路径质量的稳定性;在路径重规划时仅对受影响的随机树枝进行修剪,并在随机树重新生长时引入了目标偏置采样策略,与组合采样策略共同作用,提高路径搜索速率和稳定程度;将DRT-RRT*与RRT*和增加了三角不等式剪枝策略的RRT*-Pruning进行仿真对比分析,实验结果验证了DRT-RRT*重规划的高效性和稳定性。     

动态网络最短路问题的复杂性与近似算法

有向网络的最短路问题在交通、通信系统的最优路径计算以及多阶段决策过程的最优轨线设计等实际问题中有着重要应用.经典模型及算法解决固定弧权条件下的最短路问题,而实际中,网络往往是动态的,即弧权依赖于时间变化,例如在交通拥堵时运行时间会变长,这时经典的最短路算法不再适用.文中证明了动态网络的最短路问题是NP-困难的;给出了最短路稳定性的充要条件,并在此基础上提出一种基于稳定区间的近似算法,通过模拟实验验证了该算法的有效性.     

Robust adaptive path following of underactuated ships

Robust path following is an issue of vital practical importance to the ship industry. In this paper, a nonlinear robust adaptive control strategy is developed to force an underactuated surface ship to follow a predefined path at a desired speed, despite the presence of environmental disturbances induced by wave, wind and ocean-current. The proposed controller is scalable and is designed using Lyapunov's direct method and the popular backstepping and parameter projection techniques. Along the way of proving closed-loop stability, we obtain a new stability result for nonlinear cascade systems with non-vanishing uncertainties. Interestingly, it is shown in this paper that our developed control strategy is easily extendible to situations of practical importance such as parking and point-to-point navigation. Numerical simulations using the real data of a monohull ship are provided to illustrate the effectiveness of the proposed methodology for path following of underactuated ships.