一种异构传感器网络下的节能分簇路由算法

无线传感器网络存在着严重的能量约束,传统同构的传感网络路由协议和算法不适合异构网络,因此,设计异构传感网络下的节能路由算法具有现实意义。研究两种不同类型传感器节点构成的,具有不同的初始能量和不同感知数据能力的异构网络中基于簇头预测的节能分簇路由算法ECAH。根据簇内节点的剩余能量、能量消耗速率和跟上一轮簇头的距离预测出下一轮簇头,有效地减少了控制报文数量,降低了系统开销,节约了能量。仿真结果显示,在异构的网络中采用ECAH路由算法比LEACH算法网络生存时间大约提高了23%。     

基于动态数据压缩的能量采集无线传感网络数据收集优化

针对能量采集无线传感网络（WSN）中的数据收集优化问题,考虑传感器节点能量采集的时空变化特性,提出一种基于节点动态采样速率和数据压缩的策略,以实现网络中采样数据总量的最大化。首先,提出一种根据节点的邻居信息决定其最优压缩策略的本地压缩算法,基于节点在数据汇聚树中的拓扑位置考虑其数据接收和转发能耗,逐渐增加其采样速率直到其总能耗到达采集能耗阈值。接着构造网络性能的全局优化问题并提出一种启发式的算法,通过迭代求解线性规划问题计算最优的采样速率和压缩策略。实验结果表明,与现有的自适应传感和压缩率选择方案相比,所提出的两种数据收集优化算法能够维持更加稳定的传感器节点电量水平并实现更高的网络性能。     

一种节能的无线传感器网络路由协议的设计与实现

在无线传感器网络的路由协议中,基于簇的路由协议在拓扑管理、能量利用、数据融合等方面具有优势。本文针对目前已有协议能量消耗大、网络寿命短等问题,提出了一种能量感知的基于分布式簇算法的无线传感器网络协议EA-HEED。此协议改进了分布式的簇头选举算法,分配时分复用时隙并在簇头节点建立一棵路由树,从而提高簇头选举效率;设计了休眠冗余节点的簇内活动节点调度算法,减少能耗;采用考虑节点能量和节点与基站距离的簇头节点组织路由树方法、最小化网络开销以及能量负载平衡方法,优化路由协议,有效延长网络寿命。仿真结果表明,与LEACH和HEED协议相比,EAHEED协议可以进一步延长网络寿命。     

无线传感网中链路级能量有效策略的研究

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量有效策略成为无线传感器网络研究的关键问题.由于传感节点的能耗主要集中在数据的接收和发送过程,因此研究传感节点之间链路级能量有效策略具有重要意义.主要针对链路级能量有效策略的研究,分析和总结了差错编码和低功耗调制的能量有效策略,提出了新的MAC层协议,并给出了OPNET仿真结果分析.     

基于能量效率的无线传感网络分簇算法

由于无线传感网络中传感器节点能量受限,提出基于能量效率的无线传感网络快速分簇算法(EECA),在系统初始化阶段把部署区域快速分成多个簇,随后以权衡节点自身能量消耗比和度作为选择簇头节点的依据,这时候的重新选举簇头节点变成了一种局部触发的行为,由于重新选举簇头节点只在簇内进行,这大大减少了重新选举簇头节点的复杂性和计算负载.理论分析表明EECA簇形成算法的消息和时间复杂度均为O(1),说明算法的开销较小,与网络的规模n无关.仿真实验结果表明EECA具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,延长网络生存期.     

可调重构误差的传感数据时间相关压缩算法

无线传感器网络(WSN)节点能量与带宽均非常有限,难以适应大量数据长时间传输的需求,所以非常有必要对原始采集的数据进行聚合或压缩处理。利用传感数据间存在的时间相关性,提出分段常量近似与Haar小波压缩相结合的二级压缩算法,在误差可调的情况下压缩该类时间相关的传感数据。通过真实数据集上的实验,分析该算法的数据重构误差、数据压缩比与压缩耗时情况,并与其他压缩算法进行对比。实验结果表明,该算法能够有效地利用传感数据中存在的时间相关性,显著减少冗余数据,有较高的压缩比并保证数据精度。     

一种基于簇的无线传感器网络能量有效路由协议

由于传感器节点的电源能量、通信能力和计算能力都十分有限。为了提高无线传感器网络(W SNs)的生命周期,提出了一种基于簇的高效节能的传感器网络路由协议。该协议提出了基于最小成本路径的数据转发法并运用于簇内路由中。同时,为了减小簇头节点的能量开销,簇头之间采用了多跳中继的方式将采集的数据发送到基站。仿真证明:该协议与LEACH协议相比,其网络寿命提高了500%,此外,该协议还提高了传感器节点的能耗均衡性、网络扩展性和可靠性。     

使用部署知识的异构传感器网络有效成簇算法

成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间。异构传感网络在能量节约方面的性能更好。提出一种适应异构无线传感器网络的分布式能量有效的成簇方案DEECUDK。该方案首先利用部署知识部署节点,使能量在整个监测区域分布比较均匀,然后以节点的剩余能量与传感半径之内的节点的剩余覆盖能量为主参数,其相邻节点个数为辅参数来选举簇头节点。较高初始能量、剩余能量和相邻节点数多的节点比其他节点拥有更多的机会成为簇头节点,并引入活动节点判别式,不需要增加任何开销来减少簇内冗余数据量,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间。通过模拟实验结果,与现有的异构传感网络成簇算法相比,新的算法在网络生存时间与网络吞吐量方面有着更好的性能。     

一个能量收集无线传感器网络路由协议

针对周期性数据收集无线传感器网络应用,提出一个能量收集无线传感网络路由协议EHRP,以高效的能量估计和链路评估为基础,通过基于收集能量优先的选路实现多跳报文转发,构建起能量均衡消耗的多跳传感器网络.仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,EHRP能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量均衡,延长网络的生命周期,同时提高了数据传输的可靠性.     

一种用于无线传感器网络的改进SPIN路由协议

由于无线传感器网络（WSN）节点的能量有限,因此尽量减少各节点的能量消耗,延长整个网络的生命周期,是无线传感器网络路由协议设计中考虑的主要问题。文章提出了一种改进的SPIN路由协议,取名为SPIN-Z,与现有的SPIN协议比较,其主要特点是通过减少整个网络冗余数据的传输来减少能量消耗。在NS2环境下进行仿真,结果表明SPIN-Z协议比SPIN协议更加节省能量。     

一种分布式的被动测量系统设计*

网络被动测量技术是网络测量研究的一个重要方面。讨论了测量系统中数据包的抽样捕获算法和包头压缩方法,并给出了一个被动测量系统组成结构和主要功能模块的设计,并阐述了测量探针与控制主机的通信机制。     

基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法

空间飞行系统采用IP协议承载,相比传统的无线通信方式具有更高的数据速率和应用灵活性。为了解决低带宽、高误码率等问题,需要采用高效可靠的报头压缩算法来提高有效载荷效率。但是,由于无线环境的复杂多变,以及空间飞行系统的高速机动性,无线信道传输质量会发生动态的变化,一般的压缩算法无法很好地适应这种时变特性。为此,提出一种基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法DB-ROHC。DB-ROHC根据解压端离散的历史丢包观测序列,动态调整关键压缩参数,达到压缩率和健壮性的较好均衡。仿真结果表明,与传统的健壮压缩算法相比,该算法在复杂无线链路中健壮性更优和有效带宽更大。     

TinyOS中报头压缩原型系统设计与实现

无线传感器网络的资源非常有限,报头压缩技术能够在较大程度上减小数据传输量,提高资源利用效率。重点分析了TinyOS协议栈中主动消息层和通信层的报头特征和可压缩性,在此基础上提出一种适合TinyOS的报头压缩方案,可显著减少报头长度。修改了TinyOS的通信组件,在其协议栈中插入压缩层,使系统具有报头压缩功能。基于Micaz节点组成的网络,设计开发了一个进行报头压缩的原型系统,实现了该报头压缩方案,并对方案的实际性能进行了评估。对比实验显示,此原型系统可有效减少网络能耗、降低网络丢包率。     

基于FPGA器件的高速以太网入侵检测系统设计与实现

本文设计并实现了一种基于FPGA芯片的G比特以太网入侵检测系统。该系统将以太网数据帧头部和数据帧负荷相分离。首先利用Xilinx公司的XC2V1000型FPGA芯片实现数据帧头部的匹配；然后利用操作系统核心态模块实现数据帧负荷的匹配。从而将操作系统计算量降至最低．极大地提高了入侵检测系统整体性能实验数据证明．该系统可有效实现对高速以太网中多种攻击的检测与响应。     

应用层异常检测方法研究

目前绝大部分异常检测方法只利用数据包的头部信息来检测网络攻击,即仅仅从网络层、传输层来分析网络的异常情况.而研究表明现在的网络攻击主要发生在应用层,因此从应用层来分析网络异常的研究就显得十分重要.首先介绍了入侵检测和异常检测的研究现状,突出强调了应用层异常检测的重要性,接着详细介绍了目前几种主要的应用层异常检测方法,最后讨论了应用层异常检测所面临的挑战.     

一种基于6LoWPAN的TCP报头压缩方案

TCP是一种可靠的传输层协议, 许多应用有强烈的可靠性要求, 需要TCP的支持. 6LoWPAN网络受节点硬件资源与底层通信协议限制, 需要对TCP报头进行压缩, 然而目前尚无相关标准.在研究现有TCP报头压缩方案的基础上, 针对6LoWPAN网络的特点, 提出了一种适用于6LoWPAN网络的TCP报头压缩方案LOWPAN_TCP_HC, 并进行了测试. 实验结果表明LOWPAN_TCP_HC能够有效压缩TCP报头, 减少传感器节点能量消耗, 延长节点使用时间.     

一种高效的逻辑复用深度包过滤技术*

为提高检测系统的准确性,系统在数据流过滤过程中除了检查包头,还要针对载荷内容进行匹配检测,但运算量非常大,因此匹配模块的运行速度决定了入侵检测系统的性能.为此,提出了一种基于FPGA深度包过滤技术的入侵检测模型,以及一项既能减小系统规模,又能提高过滤速率的逻辑复用优化技术.     

LTE系统中适应链路层机制的TCP头压缩算法

LTE系统采用全IP承载,具有比以往无线系统更高数据速率和容量.为了能够有效利用无线带宽资源,LTE系统中采用了ROHC(robust header compression)信头压缩协议对无线分组进行压缩.针对ROHC协议算法复杂度过高实现困难以及对高速数据业务的适应性较差等特点,提出一种适应LTE链路层机制的TCP头压缩算法.仿真结果表明,相比ROHC协议,本文提出的算法具有更高的头部压缩效率,进一步提高无线带宽资源的利用效率,同时,也能更好的适应LTE系统的高带宽环境,具有较低的算法复杂度和良好的稳健性和适用性.     

航空电信网中CLNP报头压缩算法的研究

航空电信网是实现新航行系统的基础,目前国际国内都已经开始了航空电信网的建设。在航空电信网的空地通信中,报头开销占了整个报文传输的很大比例,严重浪费了宝贵的空地无线通信资源。提出了一种新的空地通信报头压缩算法,取消了报文的分段选项,设置了无报头的选择项,并且在进行报头替换的基础上用W-LSB算法进一步压缩报文本地压缩参考,从而成功地将报文头部大小压缩至1~3个字节。大量的仿真验证了该报头压缩算法能够提高报文的传输成功率,减少报文的传输时延。     

一种适合无线环境的IPv6头部压缩方法

头部压缩可以提高链路传输效率,但现有压缩方法基于差分编码方式,压缩效率易受丢包影响,在误码率高的无线链路上反而会降低传输效率。为此,提出一种新的IPv6头部压缩方法SBHC。主要思想是利用IPv6头部变化少的特点,采用基于替换的方式实现压缩行为,克服了差分编码方式存在的弊端。性能测试结果表明,SBHC压缩方法可以有效提高无线链路的传输效率。