Ad Hoc网络SPMA接入协议研究

为了解决现有介质访问控制子层(Media Access Control,MAC)协议无法较好地满足Ad Hoc网络资源接入的需求,提出了一种统计优先级多址接入(Statistic Priority-based Multiple Access,SPMA)协议,该协议是一种无中心节点控制的随机接入协议,适合节点移动性强、拓扑频繁变化的场景。首先介绍了SPMA协议的运行机制,重点研究了SPMA协议的信道负载统计方法,提出了MAC层信道负载统计方法,与物理层脉冲统计方法相比实现更简单;其次分析了在多跳场景下存在的问题,提出了多跳信道负载统计方法,同时为了克服周期性统计方法带来的滞后性问题,引入了基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的时间序列预测模型。实验结果表明,所提方法能够准确反映信道真实状态,提高网内节点信息传输的实时性和可靠性。

无线Ad hoc网络技术

无线Adhoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络。文章详细介绍了无线Adhoc网络的由来、主要特征、关键技术和应用等方面,并展望了它的发展前景。

Ad hoc网络中基于策略的管理方案

基于策略的网络管理(PBNM)能实现分布式管理,具有较强的可扩展性。PBNM可以根据不同的网络条件进行策略的转换,减少了管理员在管理过程中的干预,提高了系统的可扩展性和可维护性。近年来,Adhoc网络中基于策略的管理方案主要集中在策略管理框架和策略实现两个方面。文章通过分析Adhoc网络中现有的一些策略管理方案,以明确这个方面的发展方向。

移动Ad Hoc网络的安全问题

Ad Hoc网络是一种没有固定基础设施、网络拓扑不断变化的新型网络,固有的脆弱性使它容易遭受各种安全威胁。主要介绍了首先分析了移动Ad Hoc网络的不安全因素以及现有协议的不足之处,然后将移动Ad Hoc网络在密钥分配与管理、入侵检测两个方面的安全方案进行了分类论述,并指出了下一步研究方向。

新型无线移动Ad Hoc网络

无线AdHoc网络由于其无固定基础设施、自我组织、分布管理、动态拓扑、多跳通信等特点成为近年研究的热点。介绍了无线AdHoc网络的结构体系、主要特点、关键技术以及发展趋势。

大城市环境下移动Ad Hoc网络通信技术的研究

结合实际应用场景,对大城市环境下面向车辆通信的移动ad hoc网络通信技术进行了分析与研究,分析了车辆运动行为特征,总结车辆运动的规律性,结合该规律提出了改进的ad hoc路由协议以及适用该协议的网络结构。利用实测的车辆运行数据对改进的网络性能进行评估,取得了一定效果。

移动Ad Hoc网络的跨层优化拥塞控制

基于网络协议层框架充分分析了TCP应用到Ad Hoc网络导致性能下降的原因,包括:物理层中易损耗的无线信道,MAC层中的过度竞争和不公平接入,网络层中节点移动引起的频繁路由失效,传输层中TCP采用的不合适机制,包括基于窗口的传输、基于数据包丢失的拥塞指示,拥塞窗口的慢启动和AIMD、对ACK自定时的依赖;提出了全新的适合Ad Hoc网络特性的跨层优化拥塞控制协议CCOC(cross-layer optimal congestion control).CCOC运用了跨层设计框架来改进MAC层的接入信道公平性、检测虚假链路失效、减少路由失效次数、加快路由切换后的重启动、运用SACK实现可靠传输和实施非线性优化论指导设计的自适应优化策略;描述了CCOC的协议体系结构;实施了详细的NS仿真实验,仿真结果表明,在几乎所有的仿真场景和移动环境下,CCOC比TCP和ATCP在许多重要性能指标,如吞吐量和公平性方面都有了明显的改进.

无线Ad Hoc网络支持QoS的研究进展与展望

无线ad hoc网络的应用环境以及与Internet的互连要求它必须提供一定的服务质量(QoS)保证,然而,无线信道固有的特点及节点移动造成网络拓扑的频繁变化,使得在无线ad hoc网络中支持QoS面临许多新的挑战.从无线ad hoc网络的QoS体系结构、QoS路由、QoS信令、支持业务区分和资源预留的介质访问控制协议这4个方面出发,对近年来国内外在该方向取得的研究成果作了全面的概括总结和比较分析,系统阐述了在无线ad hoc网络中支持QoS的问题,指出了亟待解决的问题和今后的研究方向.

基于节点空闲度的自适应移动Ad Hoc网络路由协议

节点可以自由、自主地进入网络拓扑并且无须基础网络设施的特性,使得移动Ad hoc网络被广泛应用于诸如灾难救援、战场等多种环境中.传统的Ad hoc路由协议主要是基于“最短路径”来考虑,会在网络中形成局部的“热点区域”而影响网络的性能.对此,提出了一个新的参数“节点空闲度(leisure degree)”,用来体现节点当前的传输状态.基于这个参数,联合了介质访问控制(medium access control,简称MAC)层和网络层来进行跨层设计,提出了一种新的基于“节点空闲度”的自适应路由协议LDAR(leisure degree adaptive routing),采用启发式的路由选择机制,有效地实现了拥塞控制和负载分担,提高了移动Ad hoc网络的性能.通过模拟实验,结果显示了LDAR协议在静态网络和动态网络的环境下,都有比DSR协议更好的性能.

大规模ad hoc网络拓扑分割探测研究

针对网络中极易导致网络拓扑分割的关键节点,首先证明了关键节点的判定准则,它从本质上揭示了关键节点i的产生与两个决定性因素(邻节点度Ni以及基本回路度Mi)间的关系,指出Ni?Mi≥2是关键节点i存在的充要条件,极大地方便了关键节点的判定。在此基础之上,结合ad hoc网络具体应用背景,提出了一种分布式拓扑分割探测算法——DPDP(distributed partition detection protocol)算法。通过在局部范围内进行关键节点的探测,该算法能够有效达到网络拓扑分割探测目的。理论分析及实验结果表明:DPDP算法具有复杂度低、准确度高、开销小、扩展性好的特点,性能优于其他算法。

Ad Hoc网络中基于方向性天线的分布式拓扑控制算法

提出了一种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法,可以同时通过调整网络中各节点的发射功率和改变节点天线的方向来对网络的拓扑进行控制,每个节点逐渐增大它的发射功率直到该节点在其方向性天线的每个扇区内找到足够数量的邻节点为止.在这种基于方向性天线的分布式拓扑控制算法的基础上又使用了两种不同的拓扑平面化优化算法,进一步删除了拓扑图中多余的交织边,使得网络最终的结构为一幅平坦图.由于每个节点使用了较低的发射功率以及算法形成的网络拓扑图中的平均节点度数较小,从而提高了整个网络的使用寿命,减少了节点间的干扰.仿真结果充分说明了算法的有效性.

移动AdHoc网络路由协议性能仿真研究

移动adhoc网络路由协议主要分为表驱动和按需驱动两大类。不同于以往对某一协议的性能仿真,通过在通用环境中对两类典型协议(adhoc按需距离向量协议、动态源路由协议和无线路由协议)的性能进行横向间的比较和分析,得出了各类协议在不同规模的移动adhoc网络中的适用性定量结果及彼此间差别。

适于ad hoc网络安全通信的新签密算法

首先提出了一个基于身份的新签密算法,并对其安全性和效率进行了分析及证明;结果表明,该算法在随机预言机模型下是可证明安全的,而且与已有基于身份的签密算法相比,其计算量和传输代价小,特别适合用于ad hoc网络的密钥管理、安全路由等通信安全协议。最后,以ad hoc网络分布式门限密钥管理中各服务节点所拥有的系统密钥份额的更新为例,说明了将新签密算法用于ad hoc网络安全协议的方法及其意义。

Ad hoc网络中基于双线性配对的STR组密钥管理协议研究

STR组密钥管理协议具有较好的计算、通信和存储代价,但在安全性方面,由于没有提供密钥认证,不能抵御主动攻击。在分析STR协议基础上,引入双线性配对密码体制和三叉密钥树来实现组密钥管理,提出PSTR(bilinear pairing-based STR)协议,其中包括密钥产生过程及其6个子协议,对PSTR协议安全性进行分析,证明了PSTR协议在计算上是安全的。分析与比较了PSTR协议和STR协议的性能,结果表明PSTR协议在通信代价、计算代价和存储代价均优于STR协议,因此PSTR协议是ad hoc环境下一种新型、可靠的组密钥管理协议。

Ad Hoc网络按需路由协议的改进

DSR和AODV路由协议是两种用于adhoc网络的按需路由协议 ,随着网络负荷的增加 ,协议的性能下降很快 .针对这一问题 ,该文对节点链路层的性能进行了分析 ,提出了一种均衡流量的改进方法 .在该方法中 ,路由层根据节点链路层当前的负荷状态决定是拒绝或接受收到的路由请求 ,弥补了上层协议仅反映端到端网络状态的不足 ,直接反映了网络中节点的当前状况 ,避免了网络的局部拥塞 ,均衡了网络流量 .仿真结果表明 ,无论对DSR协议还是AODV协议 ,采用该算法均明显地提高了网络效率 .并且由于该算法简单易行 ,因此具有实用性 .

基于Delaunay三角剖分的Ad Hoc网络路由算法

Delaunay三角剖分已广泛地应用于计算流体力学、统计学、气象学、固体物理学、计算几何学等多个领域.随着无线AdHoc网络的发展,一些研究者提出了可以保证网络任意节点对之间分组顺利传输的几何路由协议,而这些协议的网络基础拓扑同样可以用Delaunay三角剖分的思想来实现.提出了一种新型的用于发现移动节点间通信路径的在线路由算法GLNFR(greedyandlocalneighborfacerouting).利用局部构造法,构造出局部化的Delaunay三角剖分作为网络的基础拓扑.在该网络拓扑中进行的GLNFR路由算法可以保证节点间分组的顺利传输,对网络变化具有更好的可扩展性和适应性.在NS(networksimulator)模拟器上仿真了该路由算法.结果表明,在分组成功传输率和路由分组开销性能方面,这一在线路由协议要优于先前提出的一些几何路由协议.

无线Ad hoc网络及其研究难点

无线Adhoc网络作为没有基础设施的网络 ,在军事和民用方面具有广阔的应用前景 ,是目前网络研究中的热点问题。本文对无线Adhoc网络进行了详细的论述 。

多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议的研究与分析

针对Ad Hoc网络和MIMO的有效结合,提出了适于多跳Ad Hoc网络的支持MIMO的分布式拓扑未知时分多址接入协议.该协议通过有限域无线网络设计算法在每帧给每个节点分配时隙且无需知道全网拓扑信息,这极大地减小了收集全网拓扑信息的开销.通过预约,每个节点在其分配的无干扰时隙并行发送MIMO链路的所有数据流,并在与其他节点共享的时隙发送MIMO链路的一部份数据流来解决传输冲突.同时推导出保证通过率和最佳帧长.结果显示动态分配MIMO的传输容量和抗干扰能力会极大地提高通过率.

基于博弈论的移动Ad hoc网络入侵检测模型

随着计算机技术尤其是网络技术的发展,人们面临着由于入侵而带来的一系列安全问题。该文将博弈理论引入到移动Ad hoc网络入侵检测系统中,建立网络安全博弈模型,经过理论推导和仿真实验得到该模型的纳什均衡解。实验结果表明,该模型有效地提高了检测率,降低了误检测率,网络开销较小,证明该方法的有效性和可行性。

移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议

干扰严重影响移动Adhoc网络的网络吞吐量、能量消耗、网络寿命等性能.在已有基于邻居数目和分布位置的干扰模型基础上,进一步考虑各邻居上的通信量情况,提出通信量干扰模型.并在该干扰模型的基础上,提出一个通信量相关干扰感知路由TIR(traffic load-based interference-aware routing)协议.TIR通过在源节点和目的节点之间选择干扰最小的路径来降低数据包在转发过程中可能受到的干扰.模拟实验结果表明,所提出的通信量干扰模型符合移动Adhoc网络的特性,通信量相关干扰感知路由协议对网络寿命、通信延迟及吞吐量等网络性能有明显改善.