代码分发协议中的自适应机制研究

代码分发技术是对无线传感器网络进行后期软件维护的关键技术,针对其易受干扰的特点,提出基于喷泉码的代码分发协议自适应机制,通过理论分析与仿真得到给定丢包率下使数据通信量最小的最佳冗余长度;根据实时估计的链路质量分别采用动态调整冗余分组数量和更换数据信道的方法减少总通信量,降低时延。实验结果表明,与固定冗余长度的代码分发协议相比,当丢包率小于0.1时,具有动态冗余长度机制的代码分发协议DRD可以减少约20.45%的通信量以及37.39%的分发时间;当丢包率介于0.1~0.25之间时,结合多信道与动态冗余长度机制的分发协议DRD&MCN可以减少约53.08%的通信量以及64.05%的分发时间。所提方法可使通信量与分发时间显著减少,提高了分发效率,有利于延长无线传感器网络的生存时间。

一种低能耗的代码分发协议

在无线传感器网络中,普遍采用周期性广播元数据的数据包来判断代码分发,存在能耗过大的问题。为此,提出一种低能耗的代码分发协议。该协议在节点正常通信时便可判断是否需要代码分发。仿真结果表明,与现有的分发协议相比,该协议可降低代码分发的能量消耗。

无线传感器网络在线代码分发最新研究进展

无线传感器网络在线代码分发是在传感器网络首次部署完成后对其进行远程任务再分配、节点软件更新和网络功能再配置的过程,是拓展无线传感器网络应用生命周期的重要手段。纵观现有在线代码分发相关研究,它们大致可以分成三类:以减少数据包的传输、提高能耗有效性为目的的传输对象优化算法;以增强代码分发安全性为目的的基于非对称密钥加密的安全认证算法研究;以增强代码分发安全性为目的的基于对称密钥的安全认证算法研究。比较发现,在现有的研究中,基于高效的网络编码的代码分发算法能较好的降低通信负载,基于非对称密码体制的安全认证方案虽然计算和存储开销比较大,但是能大大增强代码分发的安全性,因此它是提高代码分发安全性的主流方法。最后总结了现有代码分发算法存在的问题:基本都是集中式、缺乏量化分析、抗DoS(Denial of Service)攻击问题等缺陷,并给出了针对这些问题展开进一步研究的建议。

基于改进代码分发协议的远程代码更新技术研究

首先对经典的代码分发协议进行改进,控制信息使用Trickle协议进行维护,用于通知整个网络当前分发的版本信息,利用广播的形式分发数据,使通信范围内所有节点都能接收到数据。之后,设计远程代码更新系统,将系统分为三个部分,分别为上位机、网关节点以及传感器节点。重点设计具有代码更新功能的传感器节点的软件,将节点的存储空间分为引导部分和程序部分,利用不同的存储器映射进行版本切换。实验结果表明系统能够成功完成远程代码更新;能够同时更新多个节点,能够支持多跳的更新,在发生丢包的情况下,能对丢失数据进行请求,保证传输代码的完整性。

XSeluge:一个基于网络编码的安全在线代码分发算法

针对现有安全在线代码分发算法的不足,本文提出了一个以Seluge为安全框架,结合了异或网络编码的安全在线代码分发算法XSeluge。基站首先对待分发的程序映像进行分页、分组以及用于验证的散列值计算和安置,然后通过一个数字签名发起真正的数据传输。为了最大化每次能被成功解码的数据分组的个数,XSeluge引入了一个邻居节点表来确定最优编码方案。节点接收到数据分组后解码,通过简单的散列计算和比较进行即时的数据分组验证。为了防止恶意节点,故意地反复请求数据分组或多次传送伪造的数据分组,XSeluge在扩充原邻居节点表结构的基础上引入了计数器机制。实验结果显示,XSeluge具有Seluge相似的安全性能,在减少数据分组的传输方面有更好的性能。

一种基于代码分发机制的主动网络实现方案

针对当前主动网络的两种实现方案各自的优缺点,设计了一种基于代码分发机制的主动网络的实现方案,利用代码分发、存储、请求加载及密钥服务等技术保证了主动报文安全、便捷、高效的传输。同时,采用传统报文格式,通过主动节点对主动报文和被动报文进行区分,采取不同的处理方式,从而保证了与现有网络的兼容。该实现方案既具备主动网络系统基本的特征又具有其自身的特征。

一种基于多播分发树的无线传感器网络代码分发协议

代码分发协议是无线传感器网络(WSNs)在实地部署之后进行软件更新的关键技术。针对现有代码分发协议对特定目标节点分发时需要传输冗余代码镜像的问题,提出了一种基于多播分发树的代码分发(MTCD)协议。MTCD协议通过建立基站节点到目标节点的分发树路径来降低网络中参与代码分发节点的个数,从而降低数据冗余传输和网络能量消耗。TOSSIM仿真结果表明:与TinyOS的标准代码分发协议Deluge相比,MTCD协议在分发时间和数据包传输方面都有更优的性能。

一种基于链路质量的无线传感器网络代码分发协议

无线重编程技术是无线传感器网络进行软件部署的关键技术,代码分发协议是无线重编程技术的核心,提出一种基于链路质量的无线传感器网络代码分发协议。协议使用节点间的链路质量进行节点影响度的计算,提高了代码分发协议在网路质量不佳时的性能。同时协议使用周期性广播的ADV信息对邻居节点的状态进行维护,降低了控制消息的开销。TOSSIM仿真实验结果表明,在网络分发时间和消息传送量两个方面,协议都优于TinyOS系统的标准代码分发协议Deluge,尤其在网络质量不佳情况下,协议有更好的性能。

代码分发协议中最优分块冗余长度的研究

在基于喷泉码的代码分发协议中,通过设置冗余分组提高解码成功率.本文研究了最优分块冗余长度选取的问题,理论分析和实验结果表明,满足最小通信量条件的最优分块冗余长度与分组丢失率有关.在典型的室内干扰条件下,最优分块冗余长度与分组丢失率呈正相关性,当分组丢失率上升时,增大分块冗余长度能减小数据通信量.在以CC2430为核心的平台上实现了基于喷泉码的代码分发协议及其改进版本,在改进版本中加入了自适应调整分块冗余长度的机制,在实际环境中对改进的代码分发协议进行了性能评估实验,实验结果显示,与现有协议相比,通过动态调整分块冗余长度能减少约15.3%的通信量,分发时间也明显缩短,从而有利于延长无线传感器网络的生存期.

无线传感器网络自适应代码分发协议

针对无线传感器网络(WSN)自适应环境和任务变化问题,提出了一种融合Trickle和Varuna协议的新型自适应代码分发协议(Triva)。当需要更新代码时,首先,进入Trickle代码分发状态,利用Varuna-like变量扩展Trickle协议;然后,根据邻居表和代码版本信息决定进入Varuna代码维护状态,当系统达到稳定状态时保持能耗不变,并通过HELP消息解决非对称链路问题;最后,当代码更新完成后,节点返回Trickle状态。实验表明,对基于事件的WSN,提出的Triva协议在能耗和代码发分发延迟方面均优于Varuna和Trickle协议,同时Triva能够应对突发性流量情况,且能够容忍网络存在的非对称链路。

无线传感器网络中代码分发流水线算法的研究

在无线传感器网络中,为了适应时间、环境和需求的变化,在传感器节点部署以后,不可避免地要对其代码进行更新。介绍了代码分发协议Deluge的基本原理,提出了基于节点距离的流水线算法,新算法有效地解决了Deluge协议在流水线中的隐终端问题,进一步减少了数据包的冲突,提高了流水线的并行度。仿真结果证明了新算法的有效性。

一种无线传感网络代码分发协议的研究

无线传感器网络的分发协议用于更新节点程序和发送控制指令,目前普遍采用的分发协议存在传输数据量和能耗过大的问题。为此提出一种无线传感网络代码传播与维护的自调整算法,并通过设计分发协议测试系统进行算法性能测试。实验结果表明该算法能有效调节网络中数据包的传输速度,减少数据包传输量,降低能量损耗。

异构无线传感器网络中一种可扩展的代码分发技术

代码分发一直是无线传感器网络研究的热点问题.目前的研究工作主要集中在同构场景下的代码分发,广播是这些研究工作中最常用的手段.而对于异构场景下的代码分发问题,研究工作则相对较少,传统的基于广播的方法很难直接适用.文中针对异构网络下的代码分发问题,把该问题归约为最小非叶节点MNN(minimum nonleaf nodes)Steiner树问题,并设计了一种基于多播的代码分发协议HSR(heterogeneous sensor networks scalable reprogramming protocol).该协议利用组件化的思想,为不同类型节点(或代码模块)建立了多棵最优代码分发多播树.并证明了在解决MNN问题时,HSR达到了理论最优近似率ln|R|(R为目标节点数),有效的降低了异构网络下代码分发过程中的通信开销和能耗.在此基础上,文中还设计了两种压缩编码机制:特殊路由日志机制SRL(special routinglog)和跳步受限的局部广播机制HLB(hops-restricted local broadcast),使得多播树的信息可以被无损压缩,增强了HSR协议的可扩展性.在实时性方面,提出了基于多播树的3阶段流水线调度方法,有效缓解了隐藏终端和干扰问题.仿真结果证明了协议的正确性和有效性.

一种容延迟移动传感器网络中的代码分发机制

容延迟移动传感器网络DT-MSN(Delay Tolerant Mobile Sensor Networks)是一种具有容延迟,非持续连接,数据传输率非对称和出错率高等特点的新型无线传感器网络.本文提出了一种在容延迟移动传感器网络中基于传染病模型的代码分发(Code Dissemination)机制,从而实现了在容延迟性网络环境下节点在线更新,并通过仿真对这种代码分发机制性能进行了分析.

无线传感网络中代码更新机制的研究与设计

针对无线传感网络中节点在数据分发操作中由于能量耗尽而失效的现状,对无线传感网络中的代码更新机制进行了分析研究。从无线传感网络节点能耗的角度出发,设计了基于能量有效性的代码更新机制,详细探讨了能量有效性下收发节点代码更新机制的实现进程及方法,并进行了性能仿真测试,仿真结果表明该代码分发协议机制能够明显降低节点能耗、延长无线传感网络节点的寿命,对于进一步提高无线传感网络节点代码更新及数据操作方面的研究及应用具有一定借鉴和指导意义。

无线传感器网络代码更新技术分析

无线传感器网络是由大量形体较小、能源受限并且配置有计算能力和无线通信能力的传感器节点组成。无线传感器网络高度自主性的特点使其广泛用于军事、环境监测等危险或人力无法干预的地方。为了适应时间、环境和需求的变化,在传感器节点布置后,不可避免地要节点进行代码更新。代码更新由代码分发和代码更新模式两部分组成。现有的代码分发协议和代码更新模式在可靠性、能量有效性和节点重启的设计上存在问题和不足。因此,有必要设计一个可靠又能量有效的代码分发协议,并采用自主的代码更新模式。

一种高效节能的网络再编程分发协议:IDEP

对于大规模自组织网络而言,具有网络再编程能力非常必要。在对现有经典分发协议分析基础上,设计了一种高效节能的多跳代码分发协议IDEP,采用meta-data协商和必要的消息抑制机制,减少了冗余消息的传输;采用基于NACK的丢包检测方式,保证了镜像分发的可靠性;采用空间多路,加快了镜像分发进程。为了使镜像分发更加高效和网络能量分布更加均衡,文章提出了基于影响力、距离和剩余能量的发送节点选择算法。仿真结果表明IDEP和经典Deluge协议相比,分发时间相当,但总消息数量更少,更加节能。

主动节点代码动态下载机制的设计和实现

主动网络是近几年发展起来的新型Internet技术。对主动网络的起因、概念和实现的方式等方面进行了概述,然后对主动网络中主动节点上实现代码的动态下载机制进行了分析,并提出了用面向对象语言Java的动态下载功能实现代码分发下载的机制。

无线传感器网络重编程技术研究

有效和可靠的无线传感器网络重编程技术是解决大规模传感器网络难于管理和维护的重要途径。介绍了无线传感器网络重编程的概念和基本组件,提出了无线传感器网络重编程技术面临的挑战和性能评价标准,分析了当前的研究进展并进行了比较,最后指出了无线传感器网络重编程技术的发展趋势。

传感器网络远程网络重编程服务安全认证机制研究

传感器网络远程网络重编程服务不仅需要有效和可靠的分发机制,而且还需要高效的安全认证机制。提出了传感器网络远程网络重编程服务认证安全需求和性能评价标准,介绍了典型的网络重编程服务安全认证方案,分析了当前已有方案并进行了比较,最后指出了传感器网络远程网络重编程服务安全认证机制存在的问题及研究方向。