MDFNSSDP:基于最小转发节点覆盖集合的无线自组网服务发现协议

服务发现是在网络中寻找所需服务的技术,它是无线自组网的一项基本技术.本文提出了一个高效的无线自组网服务发现协议:MDFNSSDP.MDFNSSDP在转发服务需求包时能充分利用各项信息最大限度减少需要覆盖的2跳邻居节点数量,并选用最少的转发节点来覆盖这些2跳邻居,从而大大节约了信息包开销,提高了协议效率.MDFNSSDP能在一次服务发现会话中完成多个服务发现任务,并能保证服务发现会话的覆盖范围,这一点已经通过理论分析得到了证明.计算机仿真结果表明了MDFNSSDP的显著优越性.

隐式路由协议的一种转发节点快速选择算法

针对已有隐式路由协议转发节点选择算法效率不高的缺点,提出了一种基于IEEE 802.11 DCF机制的转发节点快速选择算法(FFS).该算法让候选转发节点根据自己的转发优先级退避相应的时隙后发送CTS帧,并在多个候选节点发生冲突时随机选择退避时隙值,从而快速高效地唯一确定转发节点.仿真结果表明,FFS算法在能效、时延、分组到达率等网络性能指标上优于已有算法.*

多跳广播协议的转发节点选择算法

在车联网VANETs(vehicle ad hoc networks)中,车辆的高速移动、有限的无线资源以及不稳定的信号强度,给转发节点的选择机制提出挑战。为此,提出基于模糊逻辑的转发节点选择FLFNS(fuzzy logic-based forwarder nodes selection)算法。利用模糊逻辑算法选择下一跳转发节点,通过模糊逻辑理论,利用车间距离、车辆移动以及链路质量信息选择最优的转发节点。仿真结果表明,与Fuzzbr算法相比,FLFNS算法的端到端传输时延降低近50%,数据包传输成功率提高了10%。

水下传感网络中有效选择转发节点的协作路由

协作通信充分利用了无线信道的广播特性,提高了水下传感网络USNs(Underwater Sensor Networks)的链路质量和数据传输的可靠性。为此,提出基于链路质量和物理距离选择转发节点的协作路由SRCR(Selecting Relays based link quality indicator and physical distances Cooperative Routing)。当源节点有数据要传输时,它就利用链路质量的指标(信噪比和到达时间)以及离目的节点的物理距离(跳数),从邻居节点中选择转发节点和协作节点。与传统的非协作路由相比,提出的SRCR路由有效地降低端到端时延和能耗,并提高了数据包传递率。

基于转发节点的无线体域网节能策略研究

针对无线体域网的能量受限问题,该文提出了一种利用转发节点来平衡网络能耗的分簇路由算法CRSURN。该算法在单跳路由、多跳路由以及LEACH的基础上,综合考虑了节点的通信距离、数据速率以及簇头选定对网络能耗的影响。仿真结果表明,该方法相比于其它路由算法,在整个网络和单个节点中都拥有更长的生存时间。

基于网络编码的转发节点协作多跳广播协议

车载网VANETs的车间通信V2V为车间紧急消息的传递提供了平台。为此,提出了基于网络编码的转发节点协作广播协议NCFMB。NCFMB协议首先利用节点的距离、方向以及局部密度信息计算节点的竞争权值,并择优选择节点作为转发节点。然后,再利用网络编码技术,在广播数据包前对数据包进行编码,进而提高数据包传输率。最后,通过仿真数据表明,提出的NCFMB协议能够有效地提高数据包传输率,并降低了端到端传输时延。与FUZZBR协议相比,数据包传输成功率提高了近10%,而时延降低了近50%。

隐式路由协议的一种转发节点快速选择算法

文章针对已有隐式路由协议转发节点选择算法效率不高的缺点,提出了一种转发节点快速选择算法。该算法不仅从整体上考虑一条路径上节点的剩余能量,而且还考虑了节点的可选下一个转发节点的数目。仿真实验结果表明,该算法有效地平衡了网络能量,能够快速地选择转发节点,减小了信息传输中的延时,从而延长了整个网络的生命周期。

一种IEEE 802.15.6 Two-Hop拓扑扩展转发节点选择协议

IEEE 802.15.6标准提供了一种2-Hop的星形拓扑扩展结构用于节省单跳长距离通信带来的能量消耗,但该标准没有指明如何选择转发节点的机制。本文提出了一种IEEE 802.15.6 2-Hop的星形拓扑扩展结构转发节点选择协议ORR,通过请求转发的Relayed节点k广播包含自己的IDk、数据产生的频率FDatak和请求转发的持续时间Treq Lenk的Relay Node Discovery消息,请求转发节点为自己转发数据;候选Relaying节点根据自己和已为转发的其他节点数据的能量消耗,在保留自己能量阈值EThreshi的情况下,单播发出响应Relay Info消息;Relay Info消息包含节点i自己的IDi,平均信噪比Avg SNRik和能提供转发的最长数据时间Tmax Lenik;节点k根据这些参数选择最优或重新选择转发节点,提高了网络可靠性。性能分析与模拟实验表明:该协议在网络寿命和网络吞吐量方面优于传统的IEEE 802.15.6策略。

ZigBee转发节点选择算法的研究及实现

提出一种Zig Bee网络转发节点选择算法Zi FA,每个广发节点选择一跳邻节点集合的子集覆盖部分两跳邻节点,降低了算法时间复杂度和空间复杂度,较易得到转发节点的最小值,由于Zig Bee分层地址空间,只需要一跳邻节点的信息,部分被覆盖的两跳邻节点是由不进行信息交换的节点转化的。仿真结果表明,Zig Bee转发节点选择算法是高效实用的。

无线传感网络中基于转发节点优化的地理位置路由

由于复杂度低、扩展性好,地理位置路由广泛应用于无线传感网络(WSN)。传统地理位置路由只依据节点位置决策下一跳转发节点,并没有考虑节点能耗。为此,提出转发节点优化的地理位置路由(FNO-GR),旨在提升网络寿命,减少死亡节点数。FNO-GR路由构建邻居节点集,依据离信宿距离,从邻居节点集中选择候选转发节点,并考虑节点剩余能量,从候选转发节点中选择最优的节点作为下一跳转发节点。仿真结果表明,与最短地理位置路由(SGR)协议相比,FNO-GR路由的平均网络寿命提升约5.08%,死亡节点数下降了约7.99。

基于转发节点的无线体域网动态信道研究

无线体域网(wireless body area network,WBAN)的信道特性对于传输速率、传输质量以及连接鲁棒性有很大影响。当前的研究主要是假设人体处于理想状态(静止状态)时的信道特性,这与实际情况中的动态信道不相符合,理想状态下的信道特性也不能反映人体真实的信道特性。为了使WBAN的研究能够更好地应用于实践,建立了步行和跑步两态三维成年男性的人体动态模型,在人体不同部位部署传感器节点模拟无线信道,并在适当部位引入转发节点,在2.4 GHz时计算对比不加转发节点和加入转发节点对动态信道特性的影响。仿真结果显示,人体姿势变化对无线信道特性有很大影响,姿势变化幅度越大对信道特性的影响越大;基于转发节点的信道路径损耗要小于未进行转发的信道路径损耗,合理部署转发节点的位置能极大改善人体处于动态环境下的信道特性,提高通信可靠性。

节点转发消息能力动态估计的缓存替换策略

机会网络中的节点以"存储-携带-转发"的方式完成消息转发,消息需要在中继节点缓存较长时间以等待通信机会,高效的缓存替换策略能够提高有限缓存空间的利用率。提出一种基于节点转发消息能力的自适应缓存替换策略。通过动态地感知当前的消息传输状态,并根据其在此节点中的停留时间和消息转发状态,估计节点对该消息的转发能力,进而调整消息的转发以及删除优先级。结果表明所提出的缓存替换策略能够有效提高消息的成功投递率,并大幅度地降低网络负载率。

城市车载自组织网络中带有冲突估计的节点转发策略

针对目前城市环境中车载自组织网络车辆节点分布不均衡引起的消息传递冲突率高、传递效率低、路由可靠性差等问题,在IF(Irresponsible Forwarding)算法的基础上提出一种带有冲突估计的节点转发策略(NFCE算法)。收到消息的车辆节点首先确定自身的转发冲突概率,在不超过一定门限值的条件下,再根据节点的密度、通信半径大小以及到源节点的距离来确定自己的转发概率,最终概率大的节点优先转发消息。仿真结果表明,相比于其他算法,NFCE算法降低了节点传递冲突率,其路由有更高的效率和可靠性,特别在车辆密度较大时NFCE算法有明显的优势,更适合应用在城市环境中。

实时响应物联网中基于查询的数据转发方案

在许多基于传感器网络技术的物联网应用中,用户需要快速的查询响应,比如智能交通物联网应用中,行驶在路上的司机即时查询附近的空停车位信息.如何为此类物联网设计一种符合传感器网络特性(如能量有效等)的快速数据转发方案是一项重要的挑战性工作.已有的传感器网络实时数据转发协议大都因未解决好转发断路带来的额外开销、孤立节点处理耗时、难以适应网络拓扑动态变化等关键性问题而未取得理想的实时性效果.为此,该文提出一种新的基于查询的快速数据转发方案,利用查询消息为每个传感器节点建立最快速的数据转发路径(有向无环图),此外文中给出的综合路径代价模型可以均衡网络能量和减少网络拥塞延时,最后设计了贪婪的分布式数据转发算法及其改进算法,并用仿真实验验证了该方案的有效性和高效性.

容迟网络中的节点转发策略

容迟网络结构为很多面临挑战的网络提供了互操作性,它没有稳定的端到端的传输路径,而且具有高延迟和频繁中断的特点,当前的Internet体系结构和网络协议无法适用于这样的网络。基因算法(GA)是启发式求解法,建立在生物器官的基因遗传过程的基础上。并行基因进化论(PGE)是一种新的有效探索某问题解决空间的方法。在并行基因进化论(PGE)中,群体被分为若干亚群体,基因算法在每个亚群体中独立运作。主要研究在容迟网络中利用分布式基因进化理论,研究基于并行基因进化论(PGE)的节点策略模型,构建以质粒迁徙为基础的区域性基因算法,研究高度分布式环境下的节点转发策略。

移动Ad Hoc网络中机会路由转发策略的研究

针对移动无线自组织(Ad Hoc)网络中使用机会路由协议时,采用贪婪转发策略会引起"没有后续转发节点"这一现象,提出了一种新的应用于移动Ad Hoc网络的机会路由转发策略—考虑后续路径的转发策略。主要思想是在报文每跳传输之后进行下一跳转发节点选取时,不仅考虑各个候选节点本身距离目的节点的距离,还要考虑经过此节点的转发,当前数据报文能否成功到达目的节点。仿真结果表明,对比于采用贪婪转发策略的机会路由协议,考虑后续路径的转发策略能够有效地减小无后续转发节点的现象,提高数据传送成功率和网络吞吐率,具有较好的可靠性。

车载自组网中最远转发机制的可靠性改进

车载自组网是传统的移动自组织网络在交通道路上的应用。在车载自组网中,最远转发机制[1]能够有效降低数据传播跳数,减少冗余发送,但最远转发机制的可靠性将因最远节点失效而受到影响。在分析和实验验证节点高速运动将导致严重的最远节点失效问题的基础上,提出了两种对最远转发机制进行改进的方法:安全距离法和失效预测法。安全距离法选择最接近计算出的安全距离的邻居作为转发节点;失效预测法通过邻居的状态参数对其位置进行预测,进而避免选择那些可能已经脱离通信半径的邻居作为转发节点。多个仿真实验表明,两种改进方法都能不同程度地降低转发节点失效的比例,提高消息传播的可靠性。

基于双Q学习算法的安全容量的优化

由于无线传播的广播和开放性,车联网通信系统易遭受到窃听者的窃听,这降低了通信系统的安全容量。为此,文中提出基于深度强化学习的安全容量的优化算法(D3QN-RS)。利用随机过程理论将最优转发节点的选举问题转化为马尔可夫决策过程(MDP),并将截获概率融入奖励函数。利用奖励值抑制截获概率,并将选择转发节点的问题转入强化学习框架。最后,利用双Q学习算法(D3QN)求解,产生最优的转发节点,进而提升系统的安全容量。仿真结果表明,与随机选择转发节点的算法相比,D3QN-RS算法的截获概率下降了约15%,系统的安全容量提升了约12%。

能耗均衡与节能的自适应水下路由协议

针对水下传感器网络中节点能耗不均衡和能量有限的问题,提出一种能耗均衡与节能的自适应水下路由协议ECBES(energy consumption balanced and energy saving adaptive underwater routing protocol)。构建双区非均匀分层拓扑。基于能耗均衡因子,利用拓扑和节点剩余能量计算节点转发优先级,实现自适应转发节点选择,均衡网络能耗。与此同时,通过候选转发区域各分区域中节点参与转发数据包的比例确定次优候选转发区域,将次优候选转发区域作为初始策略,利用策略迭代思想确定最优候选转发区域,保证投递率的同时减少不同网络规模中重复数据包的转发,降低网络的整体能耗。仿真结果表明,ECBES相比VBF、ES-VBF和ALRP,在不同节点数量下,节点死亡率均最低,在保证数据包投递率的同时,能耗最少。

基于DTN路由的多通路精准灌溉系统布局设计

为进一步提升我国智能灌溉装备的综合作业效率,从多通路实施与精准化控制角度展开布局设计。以灌溉系统的作业原理及田间信息获取特征为出发点,建立灌溉网络的DTN路由算法模型,实施网络节点的规划分配与通道布置,形成精准性的逻辑控制流程及节点网络相互执行关系。进行系统性的灌溉试验,结果表明:基于DTN路由算法的多通路精准灌溉系统布局正确可行,信息投递成功率可达94.13%,节点转发率可达96.07%,各信息传递的实时准确,各阀门组件的动作协调,综合灌溉效率实现了高于90%的优化目标,是DTN路由控制理念在灌溉装备领域的应用创新思路之一,具有较好的推广意义。