VANET中多跳广播方案的研究进展

交通信息的分发是车联网VANETs(Vehicular Ad Hoc Networks)的重要应用之一,而交通信息的分发依赖于广播方案。为此,针对VANETs提出了许多新的多跳广播方案。首先对现有的多跳广播方案进行了分类,然后着重分析和总结了近年来具有代表性的广播方案,随后,对评估这些方案的性能指标进行总结,并从方案的评估模型、仿真平台以及使用的性能指标这三个方面对这些方案进行比较。最后,指出理想的广播方案未来可能的突破方向。

一种新的基于动态最优簇数目的WSN分簇协议

针对低功耗自适应分簇(LEACH)协议不足,提出一种新的分簇协议,称为动态最优簇数目(DONC)分簇协议。在分簇阶段,它能够根据网络中剩余节点个数来确定最优簇数目而不是固定值,并在簇首选择中充分考虑节点能量和地理位置因素;在传输阶段,采用改进的簇首链式转发。仿真表明,协议能保证簇数目始终保持最优状态,并且簇首在网络中均匀分布,有效延长网络的生存期。

基于Zigbee和RFID的施工现场智能监控系统设计

针对施工现场监控系统传统有线网络存在的布线困难、组网复杂和移植性差等问题,基于Zigbee网络和RFID技术,设计了由RFID无源标签、智能节点、网关和远程监控系统组成的施工现场智能监控系统,设计了智能节点和网关的硬件结构,重点阐述了Zigbee网络的组建、RFID数据传输和控制技术,并对系统的通信距离、准确率和稳定性进行了测试。

基于能量优化的LEACH路由协议改进

针对LEACH路由算法中簇头选举随机性和簇头与基站直接通信导致能量消耗过快且不平衡的特点,提出新的改进算法,以达到降低能耗目的。在改进算法中,簇头剩余能量高于网络平均能量。根据簇头节点与基站的相对位置划分不同区域,簇头节点发送数据采用多跳方式,避免簇头节点能量消耗过快,达到平衡网络能量消耗的目的。仿真表明,通过改进簇头选举条件和采用多跳路由的方式,即使在数据通信量增加的情况下,依然能够延长网络通信时间。

基于改进CPSO算法的无线传感器网络路由协议

为了降低节点能量消耗,延长网络生存周期,提出一种基于混沌粒子群算法(Chaotic Particle Swarm Optimization,CPSO)的无线传感器网路由协议。该协议改进了LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议的簇头选择机制,考虑节点剩余能量、簇头到基站(Based Station)的距离等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举进行优化。簇头选举后,通过多跳算法对簇头到基站的通信方式进行优化。仿真结果表明,与传统的LEACH协议比较,新协议能减少能量消耗,延长网络寿命。

基于跨层竞争的PRMAC协议的优化研究

基于流水路由的MAC协议PRMAC(Pipelined Routing Medium Access Control)是无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的典型的基于跨层竞争的同步MAC协议。PRMAC协议允许一个周期内进行多跳传输。但是,PRMAC协议的传输请求发送包RTSD(Request-To-Send Data)和确认发送数据包CTSD(Confirmation-To-Send Data)在同一个数据包窗口传输,降低了路由性能。为此,对PRMAC协议进行改进,提出面向多跳场景的PRMAC协议MH-PRMAC(Multi-Hop PRMAC)。MHPRMAC协议采用新的周期结构,并在休眠窗口内设置两个独立窗口,再由它们分别传输RTSD和CTSD包。实验数据表明,提出的MH-PRMAC协议有效地降低了数据包传输时延,并提高了数据包传输率。

无线传感器网络功率路由算法研究

无线传感器网络的应用越来越广泛,主要是军事、工业、医疗等方面。然而无线传感器网络具有节点能量、存储和计算能力非常有限等特点,文中在传统的LEACH(低功耗自适应集簇分层型)协议的基础上进行了改进,并提出了一种新的无线传感器网络路由算法LEACH-N。新算法沿用了LEACH协议簇的结构,在簇头选择方法上基于传统DCHS算法的簇头选择算法,簇内成员与簇头之间直接通信,簇头与基站之间轮流进行单跳和多跳通信;多跳通信则是采用一种改进的MTE(最小传输能量)路由算法。通过NS2仿真软件对LEACH-N协议与LEACH协议分别进行了性能测试。实验结果表明,相比LEACH协议,LEACH-N协议系统能耗低、网络生命周期长,且具有更好的规模可扩展性。

多跳分簇自组网络的最优簇内跳数分析

多跳分簇自组网络的网络规模扩展性差、开销大,簇内跳数的选取是影响分簇网络性能的关键。综合考虑路由层簇维护和媒体介入控制层调度的开销,利用硬核泊松点过程推导网络的干扰与容量,进一步建立网络吞吐量与信道利用率模型,以吞吐量最大化为目标,以信道利用率为约束,得到最优的簇内跳数。仿真结果表明,所建立的模型能有效反映簇内跳数、节点密度等参数对干扰强度、网络吞吐量和信道利用率的影响,簇内跳数的最优值取决于路径损耗系数和节点密度。

DF多跳协作系统中基于最大系统容量的功率分配优化算法

针对多协作节点参与的多跳协作通信系统,以最大化系统容量为目标,在总发射功率受限的条件下提出一种译码转发(DF)模式下的功率分配优化算法,基于这种算法得到了最大化系统容量的功率分配最优解.仿真时采用BPSK调制.仿真结果表明,提出的算法和基于最小化中断概率优化算法、平均功率分配算法及直接传输相比误码率明显下降.

一种适合太赫兹纳米传感网的多跳路由协议

无线纳米传感器网络是一种新型的传感网,网络中的纳米节点可以在太赫兹带通信。目前对太赫兹纳米传感网的研究主要集中在物理层,而对路由协议方面的研究较少,因此提出一种基于网络状况的多跳路由协议。该协议限制了候选节点的区域,保证多跳转发的方向;考虑了太赫兹信道的特性,建立链路代价函数以权衡传输能耗、信道容量和传输距离;以一定的概率在多个代价最优的节点中选择下一跳节点,从而延长网络的生存期。仿真结果表明,所提出的路由协议具有吞吐量大和能耗低的特点,适合作为太赫兹纳米传感器网络的路由协议。

面向双活数据中心的多跳路由和调度算法研究

文中研究了基于多级双活数据中心网络的光电交换架构下的流量调度算法,以减少数据传输时延,并同时也保证100%的吞吐量。传统ADAPT调度算法能实现加速比最小化,但仍然有一些空闲时间槽,而造成带宽未被充分利用。为了解决此问题,本研究在多级双活网络中提出了一个多跳路由和调度算法,该算法可以在不增加加速比的同时充分利用空闲的带宽。和ADAPT算法类似,MHRS先将流量矩阵分解为商矩阵和余矩阵,然后实现两步调度,即将单跳作为第一步,而将多跳作为第二步。第一步将余矩阵中的一些数据包调度到商矩阵所形成的配置矩阵的空闲时间槽中,而当这些数据包不能在第一步中被直接调度时,则采用第二步绕道的多跳调度过程传输数据包。仿真结果证明在多级双活网络中MHRS算法比ADAPT算法性能更好。

距离误差加权与多通信半径的蝙蝠优化无线网络节点定位算法

传统DV-Hop定位算法存在明显的定位误差,改进的粒子群优化算法由于易陷入局部最优、局部收敛过慢等问题无法满足节点的定位精度要求。针对于此,通过设置跳数阈值优选锚节点以排除异常锚节点对定位精度的干扰;引入多通信半径广播方法修正最小跳数;采用距离误差和跳数归一化思想修正平均跳距;通过利用立方映射均匀化初始蝙蝠种群,引入Levy飞行特征加强算法跳出局部最优能力,使用Powell局部搜索加快算法收敛等三方面改进蝙蝠算法,并利用改进的蝙蝠算法定位未知节点。仿真结果表明,相比传统DV-Hop、BIDV-Hop、GAPSODV-Hop等3种算法,本文改进的定位算法有效降低了定位误差,提高了定位精度。

多跳延时保障无线传感网MAC协议研究

针对设计多级簇树拓扑结构的无线传感网MAC协议时,存在不同层级设备之间交互时段冲突和网络多跳转发延时过大的问题,提出一种组合超帧调度协议.通过构建基于超帧单元的组合调度超帧及设计信标时隙分配与冲突解决机制,保证多级设备交互时段的无冲突协调分配;通过增加各级设备在调度周期中的交互时段和设计保障时隙及时预约机制,减少多跳传输带来的网络传输延时.理论分析和仿真结果均表明:在增加可接受的能耗开销前提下,提出的MAC协议的多跳传输延时能降低至IEEE 802.15.4标准MAC规范的1/4以下,并且随着跳数的增加,传输延时的降低效果更为明显.