基于流量预测的无线mesh网络负载均衡路由协议

提出了一种基于神经网络预测模型的无线mesh网络负载均衡协议NNP-L2MPM。协议根据网络中泛洪的HELLO包计算路径质量,从而选择出到达目的节点的最优下一跳,并以MAC层接口队列长度作为流量负载的衡量依据,然后利用RBF神经网络预测模型对mesh网路中的节点流量负载进行预测,根据预测的下一时刻的流量负载优化路径质量,提前实现路由更新,避免中间节点发生拥塞,进而提高网络性能。仿真结果表明:与原有路由协议相比,所提协议在数据包投递率上提高了约9%,平均端到端延时降低了约16%。     

基于指数平滑预测的Ad Hoc网络路由协议

提出一种基于动态指数平滑模型对网络流量负载进行预测的负载均衡协议DES-LBPTP(a Dynamic Exponential Smoothing Model-Based Load Balancing Protocol for Traffic Prediction in Ad Hoc Networks).该协议以MAC层接口队列中分组长度为流量负载的衡量依据,利用动态指数平滑预测模型对节点的流量负载进行预测,根据预测到的下一时刻流量负载状况,在节点出现拥塞丢包之前,提前实施路由更新机制,避免中间节点拥塞,以此提高网络性能.此外,该协议在中间节点根据流量负载状况有选择地转发RREQ、在目的节点采用延时应答也在一定程度上改善了网络性能.仿真结果与AODV协议相比,端到端时延降低约50%,归一化开销改善28%,分组投递率最大增长10.4%.     

自组网中一种基于跨层负载感知的按需负载均衡路由

本文提出了一种新的基于跨层负载感知的自组网负载均衡路由协议（CLLOR）。CLLOR在路由发现阶段和路由维护阶段将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来共同作为路由选择和路由调整的重要依据,以实现网络业务流的均衡分布和均衡传输。协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组经由重负载的中间节点转发,以保证路由发现时能够利用最新的负载信息,并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点,使得协议具有一定的拥塞控制功能,以间接的方式实现了请求接纳控制。通过上述措施,可以很好地避免网络中出现拥塞节点,减少了网络瓶颈对网络性能的影响。仿真表明,CLLOR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好的性能,其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境。     

双向路径重选的自组网负载均衡路由协议

基于跨层负载感知和双向路径重选的自纽网负载均衡路由协议（CLBLR）在路由发现阶段和路由维护阶段，将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和路径总业务流负载结合起来，共同作为路由选择和路由调整的重要依据，通过双向路径重选方法实现最优路径选择和网络业务流的均衡分布和均衡传输．协议通过禁止中间节点对路由请求进行应答和阻止不必要的路由请求分组，经由重负载中间节点转发，以保证路由发现时能够利用最新负载信息，并避免了节点在重负载情况下成为新建路由的中间节点，使协议具有一定的拥塞控制功能，以间接的方式实现了请求接纳控制．上述措施使分组传输路由很好地避免了拥塞节点，减少了网络瓶颈对网络性能的影响．仿真表明，CLBLR在分组丢失率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能，其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境．     

一种具有负载感知的WMN多路径路由协议

为了使得WMN获得更好的负载均衡以防止网络拥塞,提出了一种适用于WMN的多路径路由协议.首先定义了一种综合考虑链路质量和节点负载的负载感知路由判据和可用带宽的计算方法,然后对路由更新机制进行了优化,并在路由请求阶段进行带宽预留,最后根据每条路径所分配的权值概率进行数据转发,进行节点间的负载均衡.仿真结果表明,与HWMP和AOMDV相比,改进后的路由协议有效避免了网络拥塞,增加了网络吞吐量,降低了平均端到端的延迟,提高了网络性能     

电力通信网络中负载均衡的路由协议

在电力通信网络中,负载均衡能够减少瓶颈节点的过载情况,有助于提升电力通信系统的可靠性和网络资源利用率。针对电力通信网络独特的结构与流量特征,提出一种确定性路由与机会路由相结合的负载均衡的路由协议。每个节点从以自己为中心的区域中选出候选节点集合负责转发数据包,候选节点依据局部的准确代价与远处的估计代价划分优先级并决定转发概率。与负载均衡优先的开放最短路径优先（LBA-OSPF）协议相比,节点平均负载降低了32.3%,端到端时延减少了50.3%。     

MANET中基于自相似流量的负载自适应路由协议

最近,QiLian Liang和Shouyi Yin两位学者分别证实了MANET中流量的自相似性.本文利用自相似性流量的可预测性,使用统计学方法进行流量预测;同时,提出节点可负载度的概念,用于描述节点接受负载的能力,并把流量预测的信息加入到该度量中,使得可负载度能表示节点当前及下一时间段的负载状况;该度量还具有负载的自适应性,能根据节点负载状况,调节流量预测所起的作用,为路由协议提供有效的支持;综合流量预测与节点可负载度,本文在DSR协议基础上提出LBDSR协议,该协议使用节点的可负载度均值来判断路由的优劣,由此实现网络吞吐量的提高和负载均衡.模拟实验显示,在网络高负载时,本文协议与DSR协议相比,网络吞吐量提高6.5%,网络端到端时延下降8.3%.     

边缘计算网络中面向负载均衡的调度机制

考虑边缘计算网络中的负载均衡需求,提出一种基于集中控制的调度机制。首先决定在哪些网络节点部署边缘计算功能,再针对用户的数据和请求,在满足相关负载均衡约束的前提下通过调度尽量降低流量的平均端到端延迟。评估结果表明,边缘计算节点的数量、计算资源和网络资源的负载均衡程度均可能影响流量的平均端到端延迟。只需选择少量合适的节点作为边缘计算节点,再将计算资源和网络资源的负载均衡调配到合适程度即可有效降低平均端到端延迟。     

智能电网中电力线通信网络负载均衡的机会路由协议

针对智能电网（SG）中电力线通信（PLC）网络中负载均衡的问题,提出了一个自适应机会路由协议——负载均衡的机会路由协议（LBORP）。在LBORP中,所有收到数据包的候选转发节点都有机会参与到数据包的转发中,不再局限于一条路由路径,避免了流量仅从一条链路经过导致的负载不均衡现象;而且候选转发节点的转发优先级不仅考虑到转发节点到目的节点的距离,还考虑到了PLC链路的不稳定性以及流量的变化。除此之外,在LBORP中采用一种隐式确认方案,进一步减少协议的端到端时延。在仿真实验中,与基于有序树的PLC路由协议（PLC-TR）和PLC机会路由协议（PLC-OR）相比,LBORP在时延上分别降低了19.7%和45.8%,在丢包率上分别降低了23.4%和32.5%。实验结果表明,LBORP能够实现网络的负载均衡,提升网络的可靠性并减小端到端时延。     

高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议

针对低功耗有损网络（Low-power and Lossy Network,LLN）中由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,提出一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议（HSLB-RPL）。在该协议中,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对其DIO控制消息的发送时间间隔进行调整;当节点发生网络拥塞时,设计一种网络拥塞通告消息（NCN）,及时地对当前网络拥塞状态进行通告。仿真结果表明,相对于已有协议,HSLB-RPL协议能够有效地实现负载均衡,其中网络平均寿命延长了23.57%,根节点平均吞吐量提高了14.52%,归一化控制开销较低了12.87%。     

最小路径负载度路由协议的研究

DSR协议是Ad hoc网络中典型的路由协议,DSR协议中路由选择策略是基于最短路径的,并未考虑路径的通信量和节点负载等因素,网络中数据流易集中于某些链路,这些链路上的节点承担相对较大的通信量,从而形成热点区域。热点区域的形成会缩短网络的寿命,并且会增加数据包的平均端到端时延,甚至影响数据包的投递率。为了解决上述问题,提出了基于路径负载度的动态源路由协议（LBDSR）,在路由选择时综合考虑了路径长度和路径繁忙度两个因素,有效地解决了热点区域问题,并减小网络中数据包的平均端到端时延,可以有效提高网络的负载平衡性能,延长网络寿命。     

Randomized dynamic route maintenance for adaptive routing in multihop mobile ad hoc networks

Several approaches have been proposed for designing multihop routing protocols in mobile ad hoc networks (MANET). Many of them adopt a method, called flooding, to discover a routing path. Due to the time-varying nature of the route in MANET, the discovered route needs to be dynamically maintained for optimality in terms of traffic load, hop-distance, and resource usage. It is easy to see that flooding incurs significant overhead and hence is inappropriate for the dynamic route maintenance. In this paper we propose a randomized, dynamic route maintenance scheme for adaptive routing in MANET. The scheme makes use of a nomadic control packet (NCP) which travels through the network based on a random walk, and collects its stopovers as a traversal record. The NCP uses the traversal record to probabilistically provide the nodes with clue for routing path updates. From the clue, the nodes can find the routing path update information that is up-to-date and optimal (less-loaded and shorter), thereby adapting to the dynamic network topology and traffic load conditions. We present an analytical model for measuring the effectiveness of NCP in terms of its frequency of visits and probability of finding the clue from the NCP traversal record. The proposed randomized scheme serves as a routing protocol supporting layer and can be easily applied with minimum modifications to the existing on-demand routing protocols such as AODV and DSR. In our experimental study, we modified the AODV protocol to maintain routing paths using NCPs’ traversal record. Simulation results show that NCPs help the routing protocol to notably reduce average end-to-end packet delay with increased route optimality and better control on traffic congestion.     

Enhanced AODV routing protocol for Bluetooth scatternet

Bluetooth is one of the most widespread technologies for personal area networks that allow portable devices to form multi-hop Bluetooth ad hoc networks, so called scatternets. Routing is one of the challenges in scatternets because of its impact on the performance of the network. It should focus on reducing the power consumption in the network because most of the nodes are battery-operated portable devices. In this paper, we propose a routing protocol for Bluetooth scatternets that customizes the Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) routing protocol by making it power-aware and suitable for scatternets. It enhances the AODV flooding mechanism by excluding all non-bridge slaves from taking apart in the AODV route discovery process. In addition, it improves the AODV route discovery phase by considering the hop count, the predicated node’s power, and the average traffic intensity for each node as metrics for best route selection. By removing HELLO packets, our protocol reduces the control packets overhead and the power consumption in network devices. Simulation results show that the proposed protocol achieved considerable improvements over other enhanced AODV protocols by increasing the data delivery ratio by 10.78%, reducing the average end-to-end delay by 8.11%, and reducing the average energy consumption by 7.92%.     

一种基于逢低买入的频谱分配机制

为解决移动自组织网络(MANET)中网络拥塞导致的网络时延增大和吞吐量下降, 提出一种基于概率的负载均衡算法, 节点利用历史负载信息映射网络负载状态, 用概率算法进行路由准入, 从而完成负载均衡。基于历史状态的负载映射有效解决了分布式独立运算中存在的负载状态判断困难等问题, 概率算法能有效克服门限准入法则存在的模糊判别问题, 同时大量减少广播包的洪泛, 节省信道资源。结合经典的按需路由协议, 设计了H&P_DSR(History and Probability Based Dynamic Source Routing)协议。仿真和理论分析一致表明, 该负载均衡算法能够准确有效的对网络负载进行均衡, H&P_DSR协议在没有增加任何信道开销的情况下显著提高了网络吞吐量, 降低了时延。     

一种适用于Ad hoc网络的基于概率负载均衡算法

为解决移动自组织网络(MANET)中网络拥塞导致的网络时延增大和吞吐量下降, 提出一种基于概率的负载均衡算法, 节点利用历史负载信息映射网络负载状态, 用概率算法进行路由准入, 从而完成负载均衡。基于历史状态的负载映射有效解决了分布式独立运算中存在的负载状态判断困难等问题, 概率算法能有效克服门限准入法则存在的模糊判别问题, 同时大量减少广播包的洪泛, 节省信道资源。结合经典的按需路由协议, 设计了H&P_DSR(history and probability based dynamic source routing)协议。仿真和理论分析一致表明, 该负载均衡算法能够准确有效地对网络负载进行均衡, H&P_DSR协议在没有增加任何信道开销的情况下显著提高了网络吞吐量, 降低了时延。     

一种基于剩余能量考虑的Ad Hoc网路由协议

为了有效利用网络资源,增加网络容量和生存时间,设计一种基于剩余能量及其消耗速率的Ad Hoc网路由协议(REECV)。该协议一方面以避免网络分割为目标,保护网络中能量较低的节点;另一方面考虑链路带宽状况,均衡能量较多节点的流量。仿真表明,该协议在网络生存时间、包传输率和端到端的延时等方面都有一定程度的改善。