无线协作网络中的能量有效性中继选择算法

研究了无线协作网络中的中继选择问题,允许中继具有缓存数据的能力,提出了一种带有buffer的能量有效性中继选择算法,以延长网络生命周期并提高系统吞吐量。该算法综合考虑链路信息,中继的队列状态以及节点的剩余能量信息,通过加权效用公式选择最优接收数据中继与最优发送数据中继。考虑源节点与中继节点间的功率分配,以降低因源节点到中继节点以及中继节点到目的节点间的信道速率不一致所引起的系统丢包率。仿真实验结果表明,该算法有效地延长了网络的生命周期,随着中继个数的增加网络吞吐量有明显的提高,考虑功率分配后,有效降低了系统丢包率。     

负载均衡的水声传感器网络多跳非均匀分簇路由协议

针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,计算节点竞争半径和节点综合属性值,改进优化簇头选举,使得簇头节点分布更加合理,并得以随着剩余能量的变化自适应的调整簇的规模,有效均衡节点的能量消耗;在建立簇间多跳路由阶段,综合考虑节点剩余能量、位置及相邻簇的规模对路由选择的影响,引入中继节点代价函数选择最优中继节点,均衡节点能耗,延长网络生命周期,降低网络丢包率,提高网络性能。仿真实验结果表明,LBMUC协议均衡了节点能耗,有效延长了网络生命周期,降低了数据丢包率。     

一种改进的ZigBee网络路由算法

为有效合理的利用ZigBee网络的能量,延长网络生存时间,该文对已有的基于能量均衡的ZigBee路由算法优化进行改进,根据节点位置关系对RN+节点适当控制RREQ转发的大致方向,限制其向与目的节点相反的方向传输,并实时的更新节点的能量等级。经仿真与原ZigBee路由算法和现有能量均衡ZigBee路由算法比较,结果表明本算法优化了网络总体能耗和死亡节点出现的时间和数目。     

具有拥塞感知的Mesh负载均衡路由策略

为解决无线Mesh网络传输的负载拥塞问题,综合考虑网络的负载水平以及节点状态信息,提出了基于拥塞感知的负载均衡算法。在传递报文时,根据网络实时的负载状态信息,选择负载水平较低的路径作为传输路径,使得数据流尽可能地分散到负载水平较低的节点上,从而有效抑制网络拥塞情况的发生,充分利用网络资源。使用OMNet++仿真软件进行测试,结果表明该算法能够有效降低网络的丢包率,并明显提高网络的吞吐率。     

一种基于改进粒子群的无线传感器网络层次化聚类协议

延长网络的生存周期是无线传感器网络路由设计的主要目标之一。簇头的高能耗是网络快速死亡的一个重要原因。提出一种基于改进粒子群PSO( Particle Swarm Optimation)的无线传感器网络聚类路由协议IPSOCH。利用中继节点来分担簇头数据转发的任务,减轻簇头节点的负载,并利用改进的粒子群算法通过节点的剩余能量信息和位置信息来选择簇头和中继节点。仿真实验表明,IPSOCH协议比起现有的几种路由协议,能有效提高能量使用率,延长网络生存周期。     

基于改进Dijkstra算法的配用电通信网流量调度策略

针对配用电通信网中数据汇聚易产生拥塞的问题,提出了一种复合边权值流量调度路由算法。首先,依据跳数建立节点分层模型;然后,划分配用电业务优先级和节点拥塞等级;最后,以跳数、流量负载率和链路利用率为综合指标计算边权值,对需要流量调度的节点根据改进的Dijkstra算法进行路由选择,同时对重度拥塞节点按照配用电业务优先级进行调度。与最短路径（SPF）算法和贪婪背压算法（GBRA）相比,在数据生成率为80 kb/s时,所提算法紧急型业务丢包率分别减少了81.3%和67.7%,关键型业务丢包率分别减少了79%和63.8%。仿真结果表明,所提算法能有效缓解网络拥塞,提高网络有效吞吐量,降低网络端到端时延和高优先级业务的丢包率。     

改进的ZigBee网络路由算法

针对ZigBee网络AODVjr路由算法路由发现过程中的RREQ分组大量洪泛问题,提出一种改进的ZigBee网络路由算法。改进算法中通过采用AODVjr算法和树路由算法相结合的方式,对RREQ分组的传输范围和大致方向进行控制,同时改进算法中也考虑了节点的剩余能量,路由选择的时候尽量避开剩余能量较低的节点。仿真结果表明,改进算法能有效地节省网络的总体能量消耗,实现网络负载均衡,最大化网络的生存时间。     

Ad Hoc网络中多径路由协议的研究

在对Ad Hoc网络中多径路由协议研究的现状和成果进行总结的基础上,提出了一种应用于Ad Hoc网络的基于DSDV的多径路由协议MPDSDV:准备通信时,源节点首先向邻居节点发送路由探测包,邻居节点向源节点反馈路由信息包,从而获得从源节点到目的节点的多条路由信息.对MPDSDV进行仿真,结果表明:在节点移动速度较快,网络负载不是很大的情况,MPDSDV较大地提高了数据包的投递率,降低了丢包率,从而有效地改善了网络的性能.     

基于沙堆模型的无线Mesh网负载均衡算法

无线网络中广泛使用的基于最短路径路由算法的负载均衡机制,存在部分节点负载过重而导致网络拥塞的问题,严重降低了网络的传输性能;同时,无线网络的广泛部署和应用需求急剧增长,迫切需要对现有的负载均衡机制进行优化和改进。因此,基于沙堆模型的坍塌机制及其改进,提出了一种适用于无线Mesh网络的负载均衡算法,重点设计了负载均衡的触发条件、候选节点集合计算和负载分配机制。仿真结果表明,基于沙堆模型的负载均衡算法在丢包率和吞吐量方面相比同类算法分别改善了10.4%和7%。     

移动自组网基于跨层协作的负载均衡队列调度算法

传统的路由协议都是基于"最短路径"的考虑,节点在对数据包进行调度转发的时候,无条件的为路由控制消息赋予较高的优先转发权,这样就会导致网络中处于骨干位置的节点负载过重,从而进一步影响整个网络的性能.本文提出一种新的基于跨层协作的负载均衡队列调度算法(CLLBS),通过在MAC层与网络层监视节点网络负载,配合路由协议,根据节点的负载状况实时动态地对数据流的转发优先权进行调整,在整个网络进行负载均衡,缓解那些拥塞节点的负载压力.仿真结果表明本文算法较之传统的简单优先权算法有明显的性能提高,可以有效地提高网络的吞吐量,降低丢包率.     

位置关联的延迟容忍网络路由算法

提出一种位置关联的延迟容忍网络路由(LRR)算法。引入位置信息,将动态的节点间路由转化为静止的位置间路由,利用节点访问位置的概率信息计算并选择中继位置,无需获取全局的节点间概率信息。实验结果表明,与现有的延迟容忍网络路由算法相比,LRR算法具有较高的传输成功率和较小的平均传输延迟。     

Spray and forward:Efficient routing based on the Markov location prediction model for DTNs

Typical delay tolerant networks(DTNs)often suffer from long and variable delays,frequent connectivity disruptions,and high bit error rates.In DTNs,the design of an efficient routing algorithm is one of the key issues.The existing methods improve the accessibility probability of the data transmission by transmitting many copies of the packet to the network,but they may cause a high network overhead.To address the tradeoff between a successful delivery ratio and the network overhead,we propose a DTN routing algorithm based on the Markov location prediction model,called the spray and forward routing algorithm(SFR).Based on historical information of the nodes,the algorithm uses the second-order Markov forecasting mechanism to predict the location of the destination node,and then forwards the data by greedy routing,which reduces the copies of packets by spraying the packets in a particular direction.In contrast to a fixed mode where a successful-delivery ratio and routing overhead are contradictory,a hybrid strategy with multi-copy forwarding is able to reduce the copies of the packets efficiently and at the same time maintain an acceptable successful-delivery ratio.The simulation results show that the proposed SFR is efficient enough to provide better network performance than the spray and wait routing algorithm,in scenarios with sparse node density and fast mobility of the nodes.     

基于位置预测的社会性DTN路由算法

针对延迟容忍网络数据传输成功率低、延迟较大,提出一种基于节点位置预测的社会性DTN路由LPSN（Lo-cation Prediction and Social Network based routing）。该算法根据节点的介数中心性和节点间的相似性来衡量节点的社会特性,结合节点的历史轨迹和当前位置,运用Markov模型对节点的下一个位置进行预测,综合分析确定更优的转发节点再进行数据传输。仿真结果表明,相比现有的路由算法SimBet和Prophet,LPSN算法在传输成功率、开销比上有较大提升。     

移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法优化

在低功耗有损网络(low power and lossy networks)中,现有的移动性支持路由算法存在控制消息冗余,应用场景不具有普适应,网络丢包率和移动节点能耗较高等问题.针对这些问题,提出一种移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法(efficient pathfinding RPL routing algorithm for nodes in mobile scenarios,MSE-RPL).该算法提出的优化思路如下:首先,精简了移动节点的控制消息,并采用自适应黑名单机制建立备选父节点集,从而降低了移动节点的能耗;其次,基于移动节点的移动速度和方向,从备选父节点集中选择移出通信范围预估时间最短的节点作为最优父节点,不但适用于随机移动场景,还降低了平均端到端时延;最后,在链路中断前,利用DIS计时器及时通告DIS消息以快速重构拓扑,降低了丢包率.仿真结果表明,MSE-RPL算法在平均端到端时延、移动节点能耗、丢包率等性能指标方面均有明显改善.     

基于最近社交圈的社交时延容忍网络路由策略

无稳定拓扑使时延容忍网络(delay tolerant networks,DTN)路由协议主要通过增加冗余数据包副本提高路由性能.社交网络是DTN的一种典型应用场景,但由于其网络规模相对较大,当网络负载高时,通常的DTN路由不能有效控制数据包副本的数量,从而产生大量丢包导致性能下降.借鉴MANET网络中利用分簇结构控制网络冗余路由数据包的思想,通过分析社交网络中节点的移动模型,定义了在社交关系的约束下,聚合移动规律相近的节点构成最近社交圈的节点簇组成策略.提出了一种基于该分簇结构的分为簇外喷射、簇间转发和簇内传染3个阶段的社交时延网络路由协议.实验证明,这种基于最近社交圈分簇结构的路由能有效地控制冗余数据包副本的产生,并在高网络负载的情况下仍然能够达到较好的性能.     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

基于人工免疫的工业认知无线网络路由机制

工业互联网（industrial Internet）已成为第四次工业革命的代表技术.根据工业网络数据传输服务的需求,以及针对工业无线网络拓扑相对稳定、流量规律变化等特点,提出了一种基于人工免疫系统（artificial immune system,简称AIS）的工业认知无线网络路由机制,包含基于链路质量的域内静态路由算法和基于多路径的域间动态路由算法,以实现工业网络的可靠路由.根据人工免疫系统特点,将工业网络的拓扑结构进行区域划分：提出了基于链路质量的域内静态路由算法,采用软硬件结合的方式监视网络链路,并根据移动窗口指数加权平均法计算链路丢包率;提出了基于多路径的域间动态路由算法,根据模式距离对节点的流量周期进行预测,防止节点因流量过大而导致丢包.基于OMNET++仿真平台进行仿真实验,结果表明,所提出的路由机制在应对突发流量时与组合定向地理路由算法相比,丢包率及网络开销分别降低1倍;应对链路失效的情况时与图路由算法相比丢包率降低4倍.     

DTN中基于地理位置信息的备用副本转发算法*

针对容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networks, DTN)缺乏稳定的端到端连接、时延大和节点资源有限的特点,设计了一种基于广播的地理位置信息共享模型,提出了基于地理位置信息的备用副本转发算法。在不依托GPRS基站的条件下,将GPRS与DTN结合,为最优转发节点的选取提供位置信息;在消息副本转发失败时,备用副本选取新的转发节点,转发成功后,删除备用副本。仿真结果表明,算法在递交率、平均时延和网络开销方面表现优于Spray and Wait等对比算法,在车载自组网中具有很强的应用性。