OLSR协议MPR覆盖度对网络性能的影响分析

路由协议是无线移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks,MANETs)的关键技术之一。针对优化链路状态路由(Optimized Link SState Routing,OLSR)协议中的多点中继(Multipoint Relay,MPR)覆盖度对网络开销的影响进行了分析。OLSR协议与一般的链路状态协议相比,其采纳了MPR机制,一定程度上抑制了网络中广播控制信息的洪泛,从而降低了网络中的控制开销,但是这种机制是否影响到路由的鲁棒性是值得探讨的问题。基于此,设计了相应的MPR选择算法并进行仿真实验。结果表明,适当提高MPR覆盖度能加快路由的收敛。

基于MPR算法的Ad-Hoc网络多跳语音通信方案设计

针对语音通信的实时性特点,在50 kHz带宽的超短波(Very High Frequency,VHF)通信信道上采用动态时分复用接入、高压缩语音编码方式,基于多点中继(Multipoint Relaying,MPR)广播协议的Ad-Hoc网络,提出一种低延时高覆盖率的多跳语音广播通信方案,以满足应急、户外探险以及军用班排级团队的无线通信需求。

用遗传算法寻找OLSR协议的最小MPR集

节点可以自由、自主地进入网络拓扑的特性,使得移动Adhoc网络(mobileadhocnetwork,简称MANET)被广泛应用于诸如灾难救援、战场等多种环境中.MANET中的路由要能迅速地适应频繁的网络拓扑结构的变化,同时最大限度地节约网络资源.OLSR(optimizedlinkstateroutingprotocol)协议是一个重要的MANET路由协议,而支撑此协议的一个关键技术是MPR(multipointrelays).在介绍了OLSR协议及MPR技术之后,揭示了目前启发式算法在寻找最小MPR上的弱点,提出了一种基于遗传算法(geneticalgorithm,简称GA)的新算法,并证明了该算法的收敛性.通过采用不同遗传策略将此遗传算法衍生成了4个系列算法,并在随机生成的拓扑上对其进行模拟.模拟结果分析显示:提出的遗传算法是可行和适用的,选择的启发式策略也是恰当和正确的.

基于OLSR协议的最小MPR集选择算法

针对传统优化链路状态路由(OLSR)协议中利用贪婪算法求解最小多点中继(MPR)集时存在冗余的问题,提出了一种基于全局改进的Global_OP_MPR算法。首先引入了一种基于贪婪算法改进的OP_MPR算法,该算法通过逐步优化MPR集的方法去除冗余,可以简单高效地得到最小MPR集;然后在OP_MPR算法的基础上,将全局因素加入MPR选择判据中,引入"全局优化"代替"局部优化",最终利用该算法可以得到整个网络的最小MPR集。在OPNET上采用Random Waypoint运动模型进行仿真,与传统OLSR协议相比,采用OP_MPR和Global_OP_MPR算法的OLSR协议在整个网络上有效地减少了MPR节点的数量,并且具有更少的网络负担拓扑控制(TC)分组数和更低的网络延时。仿真结果表明,所提出的算法均能优化MPR集的大小,提高协议的网络性能;同时,Global_OP_MPR算法由于考虑了全局因素,达到了更好的网络性能效果。

多机制优化的可靠UANET路由协议

在无人机自组网中,节点飞行速度较快会导致网络节点拓扑结构变化剧烈,传统自适应算法反应不够迅速,难以在不增加报文开销的情况下提升性能。提出了一种多机制优化的可靠无人机自组织网络(Unmanned Aerial Vehicle Network,UANET)路由协议,该协议能够根据节点之间的相对位置信息,计算出链路维持时间,从而调整感知Hello报文的发送间隔,及时感知链路变化。此外,在减少拓扑控制(Topology Control,TC)报文冗余的同时,利用Q学习算法以一跳对称邻居变化率为基础设计状态列表,通过历史变动信息设计奖励函数来调整TC报文的发送间隔,以及时更新网络拓扑;结合链路维持时间和邻居变化率2个指标,有效避免了选择链路不稳定的节点作为多点中继节点。实验结果表明,相较于其他协议,该协议在平均端到端时延、丢包率和吞吐量的性能上均有改善,能够更好地适应无人机自组织网络。

最小MPR集选取问题的改进蚁群优化算法

多点中继(MPR)是移动自组网中用来降低网络开销所采用的一种机制,但由于最小MPR集的选取属于NP完全问题,传统的贪心算法往往难以取得较好的结果.本文将蚁群优化用于最小MPR集选取问题的求解,给出了一种基于候选解的改进蚁群算法CSACO.通过使用候选解集进行信息素的更新,提高了算法的收敛速度,同时避免了算法陷入早熟.模拟实验表明,CSACO可以有效降低MPR集的大小,同时在较短的时间内收敛到最优解,提高网络性能.

基于优化链路状态路由协议的自适应MPR集选择算法

基于优化链路状态路由协议的多点中继(MPR)集选择算法(GLOBAL_OP_MPR)在网络拓扑稳定的情况下能有效减少网络中的MPR节点数,但在网络拓扑变化的情况下会出现冗余。为此,提出一种能适应网络拓扑变化的M PR集选择算法(GLOBAL_AD_M PR)。该算法在不增加算法复杂度的情况下,通过将选定的M PR节点再次遍历去除冗余,从而得到更优的MPR节点集合。实验结果表明,与GLOBAL_OP_MPR算法相比,GLOBAL_AD_MPR算法能有效降低数据包传输时延及网络开销,提高网络吞吐量。

密集MANET下MPR的改进蚁群优化算法研究

针对传统多点中继(MPR)机制因使用贪心算法而导致求解集合冗余的问题,通过将蚁群优化算法与MPR机制相结合,提出一种基于状态信息的动态更新蚁群优化(DUACO)算法。与传统状态更新机制相比,该算法添加了信息素的动态更新机制和补偿-惩罚规则,考虑到节点移动性将会影响求解集合的精确度,重新定义蚁群算法中的路径选择函数,并将节点移动状态信息加入计算过程。实验结果表明,DUACO算法不仅能够有效降低MPR集合冗余以及提高网络性能,而且还可解决启发式蚁群算法易陷入局部最优解的问题。

基于链路预测的可靠MPR选择算法

为了降低移动自组织网络(MANET)中移动性对路由性能造成的影响,该文提出基于链路预测的可靠MPR选择算法,通过节点间距离和无线传输范围来预测节点与其相邻节点之间的剩余链路有效时间,并提出将剩余链路有效时间(RTTQ)作为OLSR路由协议选择多点中继(MPR)的新的度量方法。利用NS2进行了大量的网络仿真,结果显示采用RTTQ大于临界值的MPR节点,可以提高多项性能,如MPR生存时间、分组交付率(PDR)和平均吞吐量(ATT)。

基于链路预测的可靠MPR选择算法

为了降低移动自组织网络(MANET)中移动性对路由性能造成的影响,该文提出基于链路预测的可靠MPR选择算法,通过节点间距离和无线传输范围来预测节点与其相邻节点之间的剩余链路有效时间,并提出将剩余链路有效时间(RTTQ)作为OLSR路由协议选择多点中继(MPR)的新的度量方法。利用NS2进行了大量的网络仿真,结果显示采用RTTQ大于临界值的MPR节点,可以提高多项性能,如MPR生存时间、分组交付率(PDR)和平均吞吐量(ATT)。

OLSR路由协议改进研究

优化链路状态路由协议(Optimized Link State Routing,OLSR)是Ad Hoc网络中的一种先验式的链路状态路由协议,在该协议基础上,通过在HELLO消息中加入二跳邻节点信息进行一跳广播,节点能获取所有的二跳邻节点及三跳邻节点,从二跳邻节点中选出中继节点(称之为多点二级中继节点MPL2R)覆盖三级邻节点,再从一跳邻节点中选出中继节点(称之为一级中继节点MPL1R,即原来的MPR),MPL2R和MPL1R完成了对所有的二跳和三跳邻节点的覆盖。修改TC消息内容,并改进MPR节点选择算法。通过对OLSR路由协议的改进,增加了路由开销,但从全局看,最后计算出的路径更接近全局最优。

一种优化链路状态预测的路由协议

针对无人机自组织网络中节点运动快速且拓扑变化频繁的特点,提出一种优化链路状态预测的路由协议——OLSFR。OLSFR通过对无人机节点运动链路状态进行预测,并定义计算MPR集合的约束性参数以达到路由选路优化和提高性能的目的。仿真实验证明,相比OLSR、DSDV等相关协议,OLSFR能有效改善无人机自组织网络的数据包传递成功率和端到端延时。

基于蓝牙的Ad Hoc网络研究与实现

为了组建一个更加便捷、稳定的无线通信网络(Ad Hoc网络),方便无线终端用户之间通信,结合蓝牙通信中一种主动的快速路由OLSR(Optimized Link State Routing Protocol)协议的工作原理,设计相应算法并实现无线蓝牙网络的组建。在实际的环境中进行测试的结果表明,在节点稳定的环境下,网络可以成功组建,并实现节点间的多跳通信。

基于源路由的多路径路由协议

为了进一步有效地利用网络资源，采用多路径机制改善最佳链路状态路由协议OLSR的网络性能．提出了基于源路由的多路径SR-MPOLSR协议．首先利用MPR多点中继机制高效获取网络的拓扑图，并在网络节点中用多重Dijkstra算法计算出多路径．然后采用加权分配的循环调度实现负载分配，最后引人源路由机制完成报文的选径转发．这种SR-MPOLSR协议较之OLSR协议可进一步利用网络资源，改善链路的吞吐量和平均延迟．增加网络健壮性和可靠性．仿真结果显示，与OLSR算法相比，SR-MPOLSR算法的数据传输率提高20％-40％。端对端平均延迟降低10％-30％．

优化链路状态路由协议的低开销拓扑维护算法

优化链路状态路由(OLSR)协议利用多点中继(MPR)节点周期性地泛洪拓扑控制(TC)消息,以实现网络拓扑发现与维护,但其增加了网络的控制开销,并且当拓扑较稳定时固定的泛洪周期导致网络带宽浪费。针对该问题,提出OLSR的低开销拓扑维护(LCTM-OLSR)算法。通过缩减MPR节点个数减少TC消息产生的数量和转发次数,同时对比上一次发送周期MPR选择集的变动情况,在稳定量和变动量中选择较小量作为TC消息进行发送。在此基础上,根据网络拓扑的变化情况动态调整TC消息的发送周期。仿真结果表明,相比传统OLSR和HTR-OLSR算法,LCTM-OLSR算法能够有效降低网络的控制开销和端到端时延,提高网络的吞吐量。

带有带宽感知的自适应转发节点集合建立机制

研究了多点中继(MPR)集合建立机制对移动自组织网络(MANET)性能的影响,提出了一种基于可用带宽感知的集合建立方法,其特点是节点在MPR集合计算过程中自适应地为两跳邻居选择可用带宽较大的中继节点,降低节点拥塞程度,而算法的复杂度与原有算法的复杂度相同。仿真结果表明,虽然MPR集合平均元素数量和广播数据包数量略有增加,但是通过文中提出的转发节点集合建立方法,网络中的分组投递率以及端到端延迟性能得到了明显改善,此外该机制还能够根据网络当前状态实时调整,更加适应状态时变的网络特性。

一种面向可靠传输的数据链中继策略研究

数据链采用泛洪中继(Flood Relay)策略实现信息在全网的广播,该策略通过冗余发送提高传输的可靠性,但是在网络节点密集的情况下,将引起过量的泛洪开销,因此被认为是低效的。分析了数据链的双时隙中继泛洪模式,并在此基础上提出了一种面向可靠传输的MPR(RA-MPR)策略,该策略保证在满足可靠性约束和传输时延约束等条件下,根据节点的主控关系、节点的可靠度以及节点间的邻接关系进行优选中继节点,构成具有中继功能的临时性的核心网络,该网络随着拓扑结构的变化、电磁环境的变化、节点的毁伤以及主控关系的变化而动态变化。通过算法分析和仿真,比较了该策略在不同网络规模和传输半径条件下的性能,分析结果显示该策略不仅降低了泛洪开销,而且保证了报文传输的可靠性。

基于节点稳定性与跨层优化的MANET路由设计

针对移动自组织网络(MANET)中优化链路状态路由(OLSR)协议路由稳定性差和端到端延时高的问题,提出一种改进的OLSR路由协议。考虑MANET拓扑的移动性,通过优先选择平均相遇率较小、稳定性较高的中继节点构建移动拓扑,避免路由震荡。基于跨层技术,利用链路层共享的链路速率优化路由权值,从而提高路由性能。实验结果表明,与OLSR协议相比,改进协议在MANET网络中具有更好的网络稳定性及更低的端到端延时。

面向航空集群网络的低时延高可靠路由算法

针对航空集群网络可靠性低、时效性差及业务负载动态变化等问题,在经典优化链路状态路由(OLSR)算法的基础上,提出一种基于吸收度机制与负载均衡机制的低时延高可靠路由算法。利用吸收度机制,在多个多点中继(MPR)候选节点拥有同等机会成为MPR节点时选择具有较高吸收度的节点,以减少网络中洪泛的TC分组数。同时设计负载均衡机制,通过ARIMA-SVR组合预测模型预测下一时刻节点负载状况,避免网络拥塞发生。仿真结果表明,与经典OLSR算法相比,该算法具有较少的TC分组数、较低的时延和较高的包投递率,能够更好地应用于航空集群网络。

一种大规模组网路由算法设计

本文主要描述了一种大规模组网路由协议的算法设计,该路由协议为了减小网络协议开销采用分级架构、多点中继转发技术(Multipoint Relay,MPR)及可变周期发送拓扑消息等技术。本文最后对分层最优化链路状态路由协议(Hierarchical Optimized Link State Routing,HOLSR)算法的性能进行仿真分析。