基于簇首负载均衡的无线传感器网络分层路由协议

针对分层无线传感器网络的簇首选择开销大,靠近汇聚节点(Sink)的簇首容易负载过重,且路由需经多跳才能至Sink而导致时延大等问题,提出充分考虑簇首负载均衡的路由协议;采用多Sink节点来构建网络,运用接收信号强度指示对网络进行梯度分簇,使用移动传感节点在簇首和Sink之间转发数据;仿真实验验证了上述方案能有效地均衡无线传感器网络中的簇首负载,从而降低网络传输时延与能耗,提高网络生存周期;对于解决无线传感器网络单点失效及网络能耗高等问题有重要的价值。     

具有流量感知的移动自组网负载平衡路由

随着网络负载的增加,如果不采用负载平衡机制,移动自组网路由性能将急剧下降.为改善重负载网络的性能,首先结合自组网共享无线媒体通信的特点提出了节点流量负载评估方法;接着,提出了路径代价计算方案;最后设计了具有流量感知的负载平衡路由协议LBRT( Load Balancing Routing with Traffic- aware).仿真结果表明,与AODV协议相比,LBRT有效降低分组丢包率、端到端时延且具有较低的路由开销.     

一种新型的高吞吐量路由量度

在期望吞吐量路由量度的基础上,研究路径负载状况和链路干扰范围对路径性能的影响,将介质访问控制子层(Media access control,MAC)接口平均等待队列长度和MAC层向物理层递交数据的速率作为节点负载加入到路由量度中, 提出一种用于无线Mesh网络(Wireless mesh network)的新型路由量度,并将该量度应用于动态源路由协议DSR(Dynamic source routing protocol)协议中;通过仿真实验研究该路由量度中权值系数β的取值对网络性能的影响,并在仿真网络性能β最优时,分析比较期望吞吐量度和新型路由量度在网络吞吐量和数据包端到端延迟方面的性能.仿真结果表明:在数据流量较大、网络负载较大的多射频多信道无线Mesh网络中,新型的路由量度能够提供比期望吞吐量路由量度更准确的链路及路径性能的估计,使得基于该路由量度的路由协议能够选择数据位总传输延迟最小和总节点负载最小的路径,能够避开网络中的繁忙路径和拥塞节点,从而有效地提高网络吞吐量,降低数据包端到端延迟,实现网络的负载平衡.     

认知 Ad-Hoc 网络中一种基于稳定性和时延的路由协议

未来的认知 Ad-Hoc 网络中,授权用户的活动将对认知用户之间的多跳路由的稳定性造成很大影响,为了保证认知用户之间路由的稳定性并降低路由的端到端时延,提出了一种基于稳定性和时延的路由协议。该协议引入稳定性因子,只有满足了稳定性约束条件的路由才可以作为候选路由,然后将传输时延作为度量对候选路由进行筛选。通过一个简单拓扑模型验证了该路由选择策略的优越性;并针对认知无线 Ad-Hoc 网络的网络环境,分析了其时延和稳定性的模型,在此基础上结合传统 AODV（Ad hoc on-demand distance vector routing）路由协议,实现了提出的综合信道和路径选择策略。仿真结果表明：提出的路由协议无论在不同的源、目的节点距离,还是在不同的授权用户活跃程度下都具有更好的稳定性和端到端时延表现。     

一种实时的无线传感器网络能量均衡多路径路由算法

本文针对无线传感器网络提出了一种实时的能量均衡多路径路由算法RTEB-MR(Real-Time Energy-Balancing Multi-Path Routing)。RTEB-MR是由源节点发起的路由协议,采用受限洪泛传播路由请求消息来建立路由,减少了采用普通洪泛所带来的较大的能量消耗,在保证实时传输的情况下,从多条路由路径中选择能量最大的进行路由。仿真显示,与其它算法比较,RTEB-MR算法在节能及延长网络生命周期等方面有较好的性能。     

基于网格的无线传感网传输延迟预测方法研究

针对无线传感器网络传输信道受到介质的多途效应影响而易出现传输时延的问题,提出一种基于网格的无线传感网传输延迟预测方法。构建无线传感网络的信道传输模型,进行无线传感器网络传输信号分析,结合传感器节点的优化部署方法进行节点网格路由设计,根据无线传感器网络信号传输的多径特征进行网格区域部署,实现无线传感网络的信道均衡控制,结合相关性检测方法进行无线传感网传输延迟参量估计,采用最大似然估计方法实现对无线传感网传输延迟的准确估计和预测。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网传输延迟预测的准确性较高,降低了传输延迟失真和误码。     

一种保障时延能量高效的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络的低能耗要求以及不同的应用需求,提出一种保障时延、能量高效的路由协议(DGEER).节点沿着最短路径发送时延敏感数据到目的节点,从而使其时延尽可能小;非时延敏感数据根据邻居节点的剩余能量、数据队列占空比和梯度关系来选择下一跳节点,能够在网络发生堵塞时避开网络热点以缓解拥塞.仿真结果表明:与传统的PRTR(potential based real-time routing)协议相比,DGEER协议能够在减小时延敏感数据网络延迟的前提下均衡网络能耗,延长网络生存周期.     

面向移动节点不确定性特征的自组网路由协议

为了在资源有限的移动Ad Hoc网络环境中提高网络能量效率、延长网络存活寿命,提出了一种面向移动节点不确定性特征的自组网路由协议.根据信息熵的相关理论,从移动节点的邻居节点集合的取值空间和取值空间中各邻居节点集合成员的具体分布来度量节点的不确定性,从统计和行为上对无线移动节点的动态特性进行刻画.对路由表项进行了扩展,增加了路由稳定性测度值域,以适用节点记录其到达路由请求分组源节点的路由稳定性测度信息.仿真结果表明,所提协议能够有效提高移动Ad Hoc网络的分组递交成功率和端到端分组延迟等性能,降低频繁路由重建和维护操作所产生的控制负载开销和能量消耗.     

限制TTL的PREQ广播风暴抑制方案

在使用混合无线网状网协议(hybrid wireless mesh protocol,HWMP)的IEEE802.11s树状网络中,子节点之间通过洪泛PREQ(path request)来维护路由,会带来严重的PREQ广播风暴问题。为了解决这个问题提出了一种限制TTL(time to live)的PREQ广播风暴抑制方案。该方案设计了一种子节点分级策略：利用HWMP的表驱动路由,根据子节点到根节点的路由跳数将子节点分级,并在网络中同步等级信息。源节点在发送PREQ时不再使用HWMP默认的TTL,而是将PREQ的TTL设置为源节点与目的节点的等级和。理论分析和实验结果表明,该方案限制了PREQ的传输距离,在节点位置固定的静态树状网络中,当源节点与目的节点的等级和不大时该方案在路由开销、回路时延、丢包率和吞吐量上的性能表现都优于HWMP。     

基于流量的Ad Hoc网络负载均衡路由协议

提出了一种基于流量的负载均衡路由协议T-LBRP(traffic-basedload balancing routing protocol).该协议根据MAC层接口队列长度计算流量负载,将网络的平均负载定义为阈值,并引入动态阈值概念.在路由发现阶段节点将自身的负载与动态阈值比较,根据结果有选择地转发RREQ分组,以阻止在重负载节点上建立路由;同时在目的节点采用延时应答的方法选择最佳的轻负载路径回复应答分组.仿真结果表明:与AODV协议相比,T-LBRP协议使端到端时延和归一化开销分别降低约25%和45%,与此同时,分组投递率上升约7%.