机会网络路由可靠性研究

无线自组织网络应用的迅速发展得益于具备短距离通信的智能设备的大量使用.机会网络就是其中之一.机会网络利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以"存储-携带-转发"的路由模式实现节点间通信.文中研究机会网络中搭便车、超新星和虫洞这三种非协作行为在Binary Spray and Wait, PROPHET和H-EC三类流行的路由策略下对数据传输的影响,并通过对实际移动网络的追踪模拟进行性能评估.结果显示,除了虫洞行为外,随着非协作节点的增加,数据转发的性能将会明显下降.     

机会网络中的安全与信任技术研究进展

机会网络是一种通信连接经常中断的移动自组织网络,是利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息,以“存储-携带-转发”的路由模式实现节点间通信,然而机会网络作为移动自组织网络的极端版本,其特有的节点高移动性、网络链路经常变化和延迟容忍特性,对数据的机密性和完整性、路由安全性与隐私性以及节点认证与合作性等提出了更高的要求与挑战.首先系统地描述了机会网络的安全威胁与安全需求,深入分析了机会网络中的安全路由及其隐私保护机制;其次研究了机会网络节点认证及其合作激励机制,并对各种相关安全与信任技术解决方案进行了综合比较分析;最后对未来进一步的研究工作作出了展望.     

VSR:多sink机会移动传感器网络的数据收集

机会移动传感器网络可应用在野生动物监控,或利用手持设备嵌入的传感器收集城市信息等场景,往往需要将数据从源节点传输到多个基站中的任一个.提出了一个基于虚拟空间的路由机制VSR(virtual space-based routing),采用"存储-携带-转发"的传输模式实现数据收集.每个传感器节点根据与多个sink节点的期望传输延迟映射成高维空间中的一个坐标点,消息传输对应于从源节点移动到空间原点的过程.细粒度的转发决策特性,使VSR自适应于网络的动态变化,具有很好的鲁棒性.此外,VSR机制具有很低的计算和存储开销,非常适合资源受限的传感器节点.两种不同随机特性场景下的模拟实验验证了VSR机制比ZebraNet的基于历史的转发机制和随机转发机制的性能更好.     

基于机会网络的消息传输系统

机会网络不需要源节点和目标节点之间存在完整链路,利用节点移动带来的相遇机会实现通信,是目前的研究热点之一。设计了一种基于机会网络的信息采集与消息传输系统BlueChat。一方面,系统采集节点相遇信息,构建路由信息表,并且可以作为机会网络中节点移动轨迹建模、社团划分、消息转发策略研究、网络QOS研究等的原始数据;另一方面,系统可以采用不同的消息队列管理策略,通过节点的移动,以“存储-携带-转发”的路由模式实现节点间消息的传输。通过对系统进行连续3个月,50个以上节点,长时间、大规模的测试,并分析采集到的数据,得出消息交付率在95%以上,满足特殊情况下的节点通信需求。     

移动机会网络路由问题研究进展

移动机会网络基于节点接触形成的通信机会逐跳转发数据,是满足物联网透彻感知与泛在互联的一种重要技术手段.机会路由作为实现间歇式连通环境下节点通信的基本方法,具有十分重要的研究意义,引起了研究人员的广泛关注.首先介绍了移动机会网络的概念、体系结构、典型应用以及所面临的一些挑战;然后详细阐述了机会路由算法的评价指标、设计需求与转发机制,并介绍了研究进展;最后,对机会路由未来的研究趋势进行了分析与展望.     

一种移动互联网下的机会式内容共享机制

现有移动互联网的体系结构在网络的通信上有许多规定和限制,尤其要求保证网络的连通性,这使得在某些突发状况、通信基础设施不足的移动通信场景下的应用受到了限制.提出一种机会式内容共享机制,该机制利用网络中参与节点相遇的机会进行内容转发,转发过程对网络的连通性要求较低,对网络基础设施依赖较小.在本文内容共享机制下,采用集中式、分布式结合的网络结构,在网络中加入一定数量的静态节点对网络进行管理,在机会转发算法上,利用静态节点位置相对固定的特点,提出了基于位置的机会转发机制LAOF和基于传染算法的转发机制ERF,仿真实验显示了较好的转发性能.     

机会型网络研究综述

机会型网络是继移动自组网和无线传感器网络之后在无线网络领域中兴起的又一最新研究热点。机会型网络是移动自组网的演化,但机会型网络并不假设消息源和目标节点之间存在完整路径,而是通过节点的移动、相遇(Contact)和转发来实现在不连通的网络环境中通信,这种全新的组网模式引起了研究者极大的兴趣。介绍了机会型网络的概念、特点和典型应用,总结并详细阐述了机会型网络的路由机制、机会型网络的移动模型等主要研究热点问题,并对机会型网络的其他方向的研究作了简要介绍,对研究前景进行了展望。     

一种基于混合社区的移动机会网络数据传输机制

由人携带或使用智能设备组成的移动机会网络采用"存储-携带-转发"的通信机制,通过中继转发来实现节点之间的数据传递。为了改善网络性能,往往需要借助节点的社会属性来进行中继选择和制定转发策略。然而,在已有的传输机制中,往往只是利用节点的部分社会属性,不能完全反映出节点之间的社会关系。为此,提出了一种新的基于混合社区的数据传输机制,并给出了混合社区的内涵、混合社区的构建方法和基于混合社区的数据传输算法。基于几种真实轨迹数据集的实验结果表明,与已有的几种经典路由算法相比,该方法传输成功率较高,传输延迟较短,性能更好。     

基于消息冗余度动态测算的数据机会转发策略

针对由移动传感器节点组成的移动传感器网络数据转发能耗高、有效性低等问题,提出了基于消息冗余度动态测算的数据机会转发策略。该策略结合节点与sink间位置关系、运动模式、剩余能耗等局部信息构建三维特征向量来描述节点转发消息的能力,并利用预期的消息成功传输到sink的概率和节点当前的机会概率动态调整消息冗余度,使转发消息的机会概率越低转发冗余度越高,反之亦然,以此在提高消息成功传输率的同时控制消息副本数,进而降低网络平均能耗。与直接传输和原路返回机会数据转发相比,新策略传输有效性高、能耗低,更适合移动传感网,符合移动传感网对数据转发策略高有效性、低能耗、延时容忍的要求。     

基于位置信息预测的船舶机会网络路由

机会网络利用节点移动形成的通信机会来逐步传输消息.然而当机会网络应用在海洋上时,由于海域广阔,节点分布稀疏,所以船舶之间相遇通信的概率较低,同时由于船速较慢,固定航道,传统机会网络路由协议执行效率不高.利用船舶位置信息和航行方向等,结合插值算法预测节点未来可能到达的位置,并对Spray and Wait协议改进,从而增加数据传递到目的船舶的可能性和效率,提高了船舶机会网络连通性.最后,通过仿真实验与目前比较流行的机会网络路由协议进行比较,取得较好的实验结果.     

与无线自组网相结合的配电通信网络延伸方案

针对配电通信网络存在网络盲区的问题,提出一种与无线自组网相结合的配电通信网络延伸方案;介绍了常用的无线自组织网络、WIA网络结构及性能分析、配电通信网络延伸方案的三层结构。该方案利用无线自组织网络的多跳性和自组织性,实现了盲区终端数据的回传。实际应用结果表明,该方案不但成本低、功耗低,且具有数据传输时延短、安全性高等优势。     

一种新的移动Ad Hoc网络随机密钥分发机制

移动Ad Hoc网络是一种无需固定通信基础设施、拓扑结构动态变化的无线网络,所以传统的密钥管理机制不能应用于Ad Hoc网络。本文在分析文献[1]中所提出的无线网络随机密钥分发机制的基础上提出了一个改进的基于环形通信的密钥分发协议,并对该协议进行了安全性和性能上的分析。在建立结点之间的安全信道时,该协议引入环状的合作结点集,不仅能够保证安全性和鲁棒性,而且大大降低了通信量。     

A survey of secure wireless ad hoc routing

Ad hoc networks use mobile nodes to enable communication outside wireless transmission range. Attacks on ad hoc network routing protocols disrupt network performance and reliability. The article reviews attacks on ad hoc networks and discusses current approaches for establishing cryptographic keys in ad hoc networks. We describe the state of research in secure ad hoc routing protocols and its research challenges.     

一个ad hoc网络中的簇结构模式

提出一种ad hoc网络中新的簇结构模式。采用约束特征值的概念对ad hoc网络中节点移动的约束环境进行数学抽象，定义了节点属性的数学表达式。以节点的通信能力值和状态变化值作为选择簇头节点的依据，在此基础上提出了分簇算法GM-BFS，对平面ad hoc网络进行分簇，最后使用偏移度概念实现节点在簇间的移动和动态切换。     

基于改进萤火虫群优化的无线自组网路由算法

针对无线自组网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,借鉴萤火虫群优化算法,提出了一种改进萤火虫群优化的无线自组网络路由算法.路由算法将萤火虫优化算法中的荧光素强度更新与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量、节点间距离等因素进行相互映射,同时改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成无线自组网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现无线自组网络的稳定传输.仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由算法在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能.     

基于LoRa自组网的电能采集系统设计与实现

为了实现用电设备运行状况的远程监测,需要对设备运行时的电能参数进行采集并上报至云平台。针对上述目的,本项目设计了一种基于LoRa自组网技术的电能采集系统,整个系统主要由数据采集节点和集中器组成。数据采集节点采用RN8209电能计量芯片实现负载电能数据的精确采集,并通过LoRa通信模块将数据发送至集中器。集中器采用了基于NB-IoT通信模块和LoRa通信模块的双模组设计,通过LoRa模块接收节点上报的数据,并通过NB-IoT模块转发至物联网云平台。本系统利用LoRa载波侦听技术设计了基于CSMA/CA的星型自组网络,实现了节点与集中器间的无线通信,适用于低成本、小规模的远程电能数据采集系统。通过实验验证,该方案的数据采集功能、LoRa自组网通信功能和NB-IoT通信功能均能够正常实现,达到了设计目标。     

On the lifetime of node-to-node communication in wireless ad hoc networks

Lifetime of node-to-node communication in a wireless ad hoc network is defined as the duration that two nodes can communicate with each other. Failure of the two nodes or failure of the last available route between them ends their communication. In this paper, we analyze the maximum lifetime of node-to-node communication in static ad hoc networks when alternative routes that keep the two nodes connected to each other are node-disjoint. We target ad hoc networks with random topology modeled as a random geometric graph. The analysis is provided for (1) networks that support automatic repeat request (ARQ) at the medium access control level and (2) networks that do not support ARQ. On the basis of this analysis, we propose numerical algorithms to predict at each moment of network operation, the maximum duration that two nodes can still communicate with each other. Then, we derive a closed-form expression for the expected value of maximum node-to-node communication lifetime in the network. As a byproduct of our analysis, we also derive upper and lower bounds on the lifetime of node-disjoint routes in static ad hoc networks. We verify the accuracy of our analysis using extensive simulation studies.     

移动自组网络中一种有效的选播路由协议

移动自组网是一种特殊的无线移动通信网络，它由一系列带有无线收发装置的动态节点临时形成一个多跳的自治系统，因此传统网络中的路由协议不适合于移动自组网络．选播作为一类新的通信协议，能有效平衡网络负载分布和提高网络性能．本文首先描述了移动自组网络的特点及该环境下的路由协议，在此基础上提出了一种有效的选播路由协议．通过平均分组传送成功概率和平均控制字节数指标的测试表明了算法的有效性．     

A scalability comparison of GST and SST MANET multicast routing algorithms

Since network resource of mobile ad hoc network (MANET) is limited due to the contention-based wireless communication channel at the medium access layer and energy of mobile nodes is constrained due to the energy-limited batteries, the scalability issue is one of main research topics in developing MANET routing algorithms. Therefore, this paper analyzes the message complexities of group shared tree (GST) and source-specific tree (SST) that are implemented in most MANET multicast routing algorithms. Simulation demonstrates that in a wireless ad hoc network where SST and GST are well maintained during the simulation, SST algorithm is able to achieve very competitive performance (i.e. less message complexity) under the multiple packet transmissions, in comparison with GST where no core selection algorithm is adopted.     

Ad Hoc网络移动模型研究

无线移动AdHoc网络是一种不依赖任何固定设施的移动无线多跳网络。如何选择最贴近实际、最易于实现的移动模型是研究的基础,也是成功的关键。论文研究了几个典型的用于AdHoc网络中的移动模型。分析各种移动模型的关联和差异,给出了各自适用的范围及选择的依据条件,有利于AdHoc网络协议的研究和评价。