基于相遇时间感知的延时容忍网络路由

延时容忍网络(Delay-tolerant Networks,DTNs)是稀疏的移动自组织网络,其无法建立源节点至目的节点整条路径。目前多数工作是在分析转发算法,而基于短相遇接触时间(Contact Duration Time,CDT)事实下的转发算法的研究工作甚少。为此,提出基于相遇接触时间的时延容忍网络路由(Contact Duration-Aware Routing,CDAR)。利用CDT、相遇间隔时间以及消息的时效计算一跳和两跳传递概率,再依据当前接触的和过去接触的节点中选择转发节点,从而构建低成本路由。实验数据表明,与同类的PROPHET路由相比,提出的CDAR路由的消息传递率提高了10%、平均时延缩短了12%和路由成本下降了23%。     

基于活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法

针对车载自组织网络(VANETs)中节点移动速度快、节点任务分布不均、网络拓扑结构不稳定等特点,提出了一种基于节点活跃度和任务的目标导向VANETs路由算法GATRA(goal-oriented routing algorithm based on activity and task)。该算法根据当前运动节点的运动方向与目标节点的关系,以及任务饱和程度,综合考虑采用消息携带还是转发策略,以节约传输平均时延。在选择中继节点时,综合考虑邻接节点的位置、运动速度和方向等影响因素,设计节点活跃度的计算方法,作为选择中继节点的策略,从而提高了消息传输的成功率。仿真结果表明,与当前典型的VANETs路由算法相比,GATRA算法在传输成功率和平均延迟时间上具有较大提升。     

WSNs中基于攻击感知的源位置隐私保护路由协议

为保护无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)中的源节点位置隐私,提出基于攻击感知的源位置隐私保护路由(Attack-perceiving-based Source-Location Privacy protecting routing,ASPR).通过sink广播消息,节点获取局部的网络拓扑信息,并建立邻居列表;源节点再计算邻居节点的权重值,并选择权重最小的节点构建路由;当检测到攻击者,节点就发生警告消息,并调整构建路由策略,使攻击无法回溯源节点.仿真实验表明,提出的ASPR路由延长了源节点保持位置隐私的时间,减少了节点能耗,在安全性和网络能耗间达到平衡.     

水声网络冲突避免MAC协议的研究和优化

在UW-CSMA/CA协议的基础上,针对水声网络的特点,在节点位置未知且不要求各节点时间同步的前提下,提出了对静默算法、退避算法和状态转移规则的改进算法,设计了一种适合于水声多跳网络的MACAPU协议。仿真结果表明:MACAPU协议在不同数据包长度、不同通信速率和不同节点距离下均具有较高的吞吐量,比原始UW-CSMA/CA协议具有更好的性能。     

战场环境下基于节点移动性的DTN路由算法

针对某些战场环境下源节点和目的节点之间缺少稳定的端到端路径,提出一种基于节点移动性的容迟容断网络(Delay/Disruptive Tolerant Network,DTN)路由算法MRA(Mobility-based Routing Algorithm):根据运动水平指数和历史接触信息,尽量将消息副本传送给战场环境下移动性更高的节点。通过ONE仿真,相比于Epidemic、Spray and Wait、PROPHET 3种经典算法,MRA算法以牺牲一定的平均时延为代价,得到了较高的消息投递率和可观的网络负载率。     

编码感知的机会路由算法研究

提出一种编码感知的机会路由算法——CAR.它利用机会传输增加编码机会,并通过引入一系列参数衡量"机会"好坏,创造性地解决了交叉数据流下机会路由转发节点的选取问题,解决了流间网络编码和机会路由算法结合时数据包上下跳节点"已知"与"未知"的矛盾.CAR算法能够最大化每次编码传输中原始数据包的个数,仿真表明,它能够显著提高可靠传输协议以及整个网络的传输性能.通过机会传输实现多用户分集,可显著增加流间网络编码机会,引入的转发延时也可增加流间网络编码机会.     

THO-MAC:一种两跳优化的低延迟低功耗无线传感器网络介质访问控制协议

功耗与延迟是无线传感器网络介质访问控制协议设计首要考虑的两个问题。提出了一种新的传感器网络低延迟、低功耗、接收节点初始化异步介质访问控制协议——THO-MAC协议。通过准确预测接收节点的唤醒时间,THO-MAC协议调度发送节点侦听信道,从而减少发送节点空闲侦听能量浪费。THOMAC协议在发送节点两跳转发节点集中选择使报文两跳转发延迟最小的转发节点,从而降低报文传输延迟。使用NS2模拟器对THO-MAC协议进行了详细模拟。模拟结果显示,与RI-MAC和Any-MAC协议相比,THOMAC协议可以减少35.5%和18%的报文传输延迟,同时节省23.5%和15.5%的节点功耗。     

移动Ad Hoc网络AODV路由协议改进

移动Ad Hoc是一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳临时性自治系统.由于军事和抢险救灾等方面的需要,移动Ad Hoe网络路由协议成为当前研究的热点之一.针对目前AODV协议改进算法较复杂,不易实现以及不能提供服务质量保证的问题,在AODV协议的基础上,提出了一种算法简单的QoS路由协议AODVQ,提供了节点不相关多径路由并以带宽为QoS参数.通过仿真证明,该协议在分组传输率、时延和路由开销方面性能相对于AODV得到了较大的改善.     

6LoWPAN网络中基于非协作博弈算法的能效拥塞策略

拥塞问题导致6LoWPAN网络的数据包丢失,降低了网络吞吐量,并增加了额外能耗.为此,提出基于非协作博弈算法的能效拥塞(Non-cooperative Gaming for Energy-efficient Congestion Control,NGECC)策略.NGECC策略利用信道占用情况和缓存区的使用状况,优化叶节点的数据传输速率,进而避免父节点端的数据传输拥塞,从而降低数据包的丢失率.仿真结果表明,提出的NGECC策略提升了数据包传递率、吞吐量,并降低了能耗和数据传输时延.     

卫星中断容忍网络路由算法研究

针对卫星网络易中断、长时延等问题,提出一种适合卫星DTN网络的路由算法——SDTNR算法。该算法在节点缓存中设置了3个存放不同服务等级报文的队列,队列根据报文响应比排序,响应比小的报文优先发送。SDTNR算法根据卫星运行规律,建立节点选择表并实时更新该表,根据表中信息选择满足条件的节点作为下一跳节点,以此保证通信的可靠性。仿真结果表明,SDTNR与EPR、PR、FC 3种算法相比,SDTNR更好地提高了报文的投递率、降低了网络开销和平均时延。     

战术MANET中基于多态转移策略的蚁群优化QoS路由算法

战术MANET的QoS路由计算是一个NP完全问题,可以采用蚁群优化算法来求解.为了提高蚁群优化QoS路由算法的效率,降低时延和网络开销,提出了基于多态转移策略的蚁群优化QoS路由算法(MTS-AQRA).MTS-AQRA将链路稳定性和路由拥塞度与常规的QoS路由约束条件结合起来,利用多态转移策略产生的多样化路由搜索蚁群和并行路由搜索处理,能够在MANET网络中快速地建立满足业务QoS要求的稳定路由.仿真实验结果表明,MTS-AQRA在分组到达率、端到端时延、网络吞吐量等指标上综合性能优于AODV、AntHocNet、QoS-Aware ACO等路由算法.     

基于多信道优先级统计的战术数据链MAC协议

为了满足对移动目标实现精确打击而提出的对时敏信息可靠传输的要求,提出一种基于多信道优先级统计的MAC协议(MCPS-MAC)。MCPS-MAC协议将不同优先级业务发送的门限阈值与反应信道忙闲状态的信道占用统计值作为判定数据包是否能够发送的条件,从而极大减少信道冲突,降低数据发送的时延,有效缓和了网络的流量激增导致网络超载的问题,并且保证通信网络中优先级较高的数据包仍然能够成功地发送。仿真结果表明,随着网络节点增多和业务量的增大,Link-16数据链延时急剧增大,导致严重的丢包率,而与之相比较,MCPS-MAC协议的端到端延时恒定在3 ms～4 ms内,能够满足高业务量网络的要求,并保障数据包一次发送的成功率不低于95%。     

强化学习框架下移动自组织网络分步路由算法

移动自组织网络是一种无基础设施、由移动通信节点组成的无线网络,具有高动态特性。传统的路由协议并不能适应节点移动性带来的频繁拓扑变化,简单的洪泛路由也会因开销过大降低网络的性能。针对如何在移动自组织网络中自适应地进行路由选择,提出强化学习框架下的分步路由选择算法。该算法以最小链路总往返时延为目标,基于强化学习进行路由搜寻,在筛选出符合目标需求节点集合的基础上,结合置信度选择路由。在链路变得不可靠时,数据包被广播给筛选出的邻居节点集以提升路由可靠性并降低开销。对提出的算法在分组到达率和路由开销等主要性能指标进行数值仿真分析。仿真结果表明,提出的分步路由算法相比于基于强化学习的智能鲁棒路由,在降低开销的同时,保持着相当的吞吐率。     

一种新型无线Mesh网络多信道MAC协议

在多信道无线Mesh网络中,当发送节点和接收节点之间有多条可用信道时,动态信道分配协议DCA(Dynamic Channel Assignment)采用的是随机选择接入信道,这样一方面容易导致有不同性能的信道分配不合理,另一方面容易造成信道冲突的频繁发生,导致数据包时延较大。针对这些问题,文中提出一种基于信息素模型的多信道MAC协议——CAPC(Channels Assignment based on Pheromone Concentration)协议,仿真结果显示该协议在系统吞吐量和数据包投递成功率等方面明显优于DCA协议。     

基于相关系数谱的宽带跳频信号时延估计

结合目前跳频信号带宽越来越宽、跳频点越来越多的特点,提出了一种基于相关系数谱的宽带跳频信号时延估计方法,实验表明该方法能够有效实现宽带跳频信号的时延估计,估计精度不受限于采样间隔.并且该算法具有较好的实时性和数据扩展性,易于工程实现.     

JXTA网络短链路由改进算法

JXTA为构建对等网络提供了标准化计算平台,制定一些协议和服务专门解决构建P2P网络所遇见的问题.为了改进JXTA路由查询效率低下问题,提出一种路由短链改进算法.在端点路由协议的基础上,根据小世界短链现象采用物理邻居策略将网络划分簇,簇内采用Pastry算法,簇间运用freePastry算法进行资源搜索,使长跳路由减少短链路由增加.通过仿真实验说明,算法可有效增加检索效率,减少节点间的通讯时延.     

基于统计性QoS保证的数据包延时界调度算法

讨论了调度算法的性能指标,对目前基于业务流的调度算法的技术特点与性能优劣进行了分析和比较.重点研究了基于时延和丢包率的算法,并提出了一种基于数据包延时界(PDB)排列的调度策略,与WFQ及传统EDF算法进行了比较,证明业务端到端超时概率随网络带宽利用率的变化性能优于传统EDF算法.     

无线传感网络中基于Dijkstra算法的分簇路由

无线传感网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）的网络寿命与节点的能耗直接相关。分簇路由是缓解节点能耗速度的有效措施。但是若分簇路由所选择的簇头位置以及数据传输路径的不合理,会加剧节点能量消耗,缩短网络寿命。为此,提出一种基于Dijkstra算法的分簇路由（Clustering Routing-based Dijkstra,CRBD）。CRBD路由先利用节点的剩余能量及离汇聚节点距离信息选择部分节点作为簇头,并禁止拥塞节点担任簇头。利用贪婪启发式算法构建簇。利用Dijkstra算法构建簇头间的最短路径,缓解簇头的能量消耗。仿真结果表明,相比于基于改进萤火虫聚类的能效路由（Energy Efficient Routing based on Improved Firefly Clustering,EIFC）,CRBD路由中节点的平均能耗下降了约12.3%,并且CRBD路由的数据包传递率保持在85%以上。     

改进蚁群算法在DSR路由协议中的应用

针对移动Ad hoc网络节点移动频繁和单路径DSR路由协议不能均衡负载、网络健壮性低以及蚁群算法存在局部查询最优的问题,提出一种改进的蚁群算法,并把改进的蚁群算法应用到单路径路由协议DSR,设计出基于蚁群算法的多路径路由协议IDSR,通过仿真实验,从影响Ad hoc网络路由协议性能优劣的3个主要指标来比较IDSR、DSR路由协议和SMR路由协议的性能,实验结果表明,虽然改进协议IDSR路由开销比DSR、SMR稍有增加,但分组的投递率和平均端到端延时性能都有明显提高。     

一种适用于缓存受限的机会网络路由改进算法

许多机会网络路由机制在节点缓存有限的情况下并不能得到足够可靠的性能保证,这是由于节点缓存不足导致大量消息不得不丢弃。此外,多数的路由机制中消息的复制及传递带有一定的盲目性,而使网络中无效消息大量扩散,对路由机制性能产生较大的影响。针对这一问题,文章提出了一种基于节点出现概率的路由改进算法(MROP),利用节点运动的历史经验知识估计消息到达目的节点所需平均跳数,并以此作为该消息跳数寿命。MROP算法是一种可叠加在多种路由机制之上的独立于原有路由算法的路由性能增强方法通过ONE仿真实验结果表明,MROP算法可以在牺牲一定传输时延的情况下,大幅提高消息投递率、减小网络负载和节约节点缓存消耗,得到较优的路由性能。