基于时间复杂度的无线网络编码数据包传输次数优化分析

为了提高无线广播网络传输的稳定性,建立了一种基于时间复杂度的无线网络编码数据包传输次数优化网络模型。分析结果表明:随着节点数M不断增大,将获得更高的数据包传输次数。NCIF方案具有比CLIF更优的性能,并且比SRPSiF的性能也更好,采用NCIF方案可以获得更高的重传效率。NCIF方案具备比SRPS方案更优的性能,NCIF方案利用S生成编码包的过程中不考虑中继节点R产生的解码性,可以高效恢复目的节点的丢失数据包。当丢包率增大后,NCIF与CLIF方案都发生了性能降低的情况,降低了中继节点的作用。

基于时间复杂度的无线网络编码数据包平均传输次数优化分析

为提高无线网络编码数据包传输效能,提出了基于时间复杂度的无线网络编码数据包平均传输次数优化方法。首先分析无线网络编码数据包传输信道的多径特性,并根据数据包的多径特性采集有效且安全的数据包,同时在IEEE802.3EFM通信协议下构建数据包的传输信道模型。为提升数据包的传输及存储性能,需建立缓存反馈机制,在该机制作用下设计混合编码。最后采用自适应量化融合编码的方法,进行无线网络编码数据包传输的调制解调处理,结合时间复杂度的衡量算法实现无线网络编码数据包传输的传输次数优化,提升了无线网络混合编码下数据包的传传输效能。仿真结果表明,采用该方法进行无线网络编码数据包传输的输出均衡性较好,传输误码率较低,时间开销较短。

一种基于聚类算法的ETX辅助无人机AODV路由协议

为了保证飞行自组网(flying ad hoc network,FANET)在拓扑快速变化下的稳定信息传输,在期望传输次数(expected transmission count,ETX)度量的无线自组网按需平面距离向量(ad hoc on-demand distant vector,AODV)路由协议基础上,提出了一种基于K-means聚类算法的K-AODV-ETX路由协议。协议采用到目的节点的跳数、错误传输次数、节点缓冲空间3个聚类特征对无人机节点进行分类,RREQ分组转发时选择最佳集群进行路由发现,最后采用ETX机制选择ETX值和最小路径进行数据传输。结果表明,K-AODV-ETX路由协议与现有的AODV-ETX路由协议和ND-AODV-ETX路由协议相比,能够有效保持网络的吞吐量,在端到端数据包投递率性能上稍有下降,在路由开销和时延性能方面有着显著的效果。K-AODV-ETX路由协议优化了路由发现过程的泛洪广播机制,有效改善了现有的ETX机制下协议的高开销、高延迟问题,并保证了网络的吞吐量,为设计低时延路由协议以及平衡ETX机制带来的高开销问题提供了一种有效的方法。

HWMP协议的路径选择参数的研究与改进

混合无线网格协议中的路径选择参数过于注重考虑不同网络间路径选择操作的兼容性,而没有很好地考虑到802.11s中各条链路类型的差异对路径选择操作的影响。针对该问题,同时考虑到802.11s支持多速率通讯的要求,在传统WCETT的基础上提出了一种新的路径选择参数计算方案。最后,进行了仿真实验,结果表明:新的路径选择参数有助于提高网络吞吐量,降低丢包率。因此,该参数对于优化基于802.11的无线网格网的路径选择,提高网络性能是行之有效的。

利用ETX路由度量的无线Mesh网络协调机会路由协议

针对无线网格网络(wireless Mesh network,WMN)中传统路由协议重复传输且频繁运行路由发现过程的问题,提出了基于期望传输次数(expected transmission count,ETX)路由度量的协调机会路由协议。首先,利用无线网络的广播特性寻找拥有最大化吞吐量和最小丢包率的最优路由协议;然后,使用ETX路由度量标记关键问题的计算成本;最后,利用源节点发送的信用和区域成本计算节点的区域,并实现路由发现。仿真结果表明,提出的路由协议在不同参数情况下,平均吞吐量可提高32%,投递率可由10%提高至20%,相比其他几种较新的路由协议,提出的协议在吞吐量、投递率和平均端与端间延迟方面具有更好的性能。

WSNs中基于剩余能量的机会路由协议

针对无线传感器网络的节点能耗问题,提出一种基于剩余能量的机会路由协议以提高网络的生存周期。给出一个度量指标,即剩余传输次数指标,选择节点的候选节点集,节点的剩余能量被用来确定候选节点集中节点的优先级。仿真结果表明,相比传统的机会路由协议,如ExOR、OAPF、EEOR等,基于剩余能量的机会路由协议可以大大增加网络的生存周期。

机会路由中一种候选节点数量估计方法

针对机会路由中候选节点数量过多的问题,提出一种基于距离的候选节点数量估计方法(DBNCE)。该方法根据当前节点到目的节点的距离,结合网络密度、当前节点邻居节点的数量等因素,为参与数据包转发的每个节点设置相应数量的候选节点。仿真结果表明,在机会路由中应用该方法,能够在保证数据传输成功率的基础上,有效地减少网络中候选节点的数量,从而提升网络的性能。

基于二进制网络编码的无线广播重传方法

为了提高无线广播网络中数据包的传输效率,提出了一种新的基于二进制网络编码的高效无线广播重传方法(WBRBNC)。法基于数据包分布矩阵(PDM),在广播重传过程中使用一种新的数据包算法选取编码包,对这些丢包采用二进制网络编码方法进行编码,然后再进行广播,使一次广播重传可以使多个具有不同丢包的接收机受益。分析和仿真表明,该方法能有效保证接收节点的编码可解性,使重传次数显著减少,更接近于理论值,从而大大提高了传输效率。另外,该方法计算开销小,很适合应用在卫星广播网和无线传感器网等资源受限的系统中。

基于状态转移的机会路由算法研究

现有机会路由算法采用与传统无线路由相似的转发机制,为每个节点指定全局度量值或下一跳节点集合。该文首先通过反例指出转发机制不能总获得最优的性能,进而提出从状态转移的角度研究机会路由过程,将不同已接收到的节点集合视为不同的状态,并将路由过程看作由不同状态组成的马尔科夫链。随后建立了相应的路由算法模型,该模型能够揭示路由过程的本质特征,可适用于多播与多冲突域场景。在此基础上提出了基于状态转移的最佳机会路由算法(Shortest Opportunistic Routing,SOR),证明了其在多播与多冲突域场景下可获得最小期望传输次数(Expected Transmission Count,ETX)代价。仿真结果表明了SOR算法的有效性,其性能优于已有算法。SOR算法可应用于多跳无线网络的最优机会路由策略选择,计算给定拓扑下可获得的最小端到端ETX代价。

基于ETX链路质量的方向贪婪转发地理路由

尽管基于贪婪转发(greedy forwarding,GF)地理路由广泛应用于车载网(vehicular ad hoc networks,VANETs),但仍存在链路稳定性不足的问题。为此,提出基于期望传输次数(expected transmission count,ETX)链路质量感知的方向贪婪转发的地理路由协议(ETX-based link quality aware directional greedy forwarding geographic routing,ETX-DGF)。利用距离、节点移动方向以及链路质量计算每个节点的转发权值,利用经典的ETX估计链路质量,将具有最小转发权值的邻居节点选为下一跳转发节点。实验结果表明,ETX-DGF协议降低了数据包丢失率,提高了网络吞吐量。

基于链路质量的无线传感网络路由

无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)广泛应用于数据收集领域。在这领域中,所收集的数据均需传输至信宿。当遭遇到高流量负载时,就可能会在信宿附近区域出现队列溢出。而有限的存储容量加剧了队列溢出问题。为此,提出基于队列时延和链路质量的WSNs路由QDLQR(Queue Delay and Link Quality-based Routing)。QDLQR协议公平地分布流量负载,进而避免拥塞。QDLQR协议利用数据包队列时延和期望传输次数ETX(Expected Transmission Count)建立混合路由指标,再通过此指标构建通往信宿的路由。相比于典型路由协议(RPL和HopCount),提出的QDLQR协议提高了数据包传递率,并缓解了队列溢出问题。

基于Web Service的实时收费系统及其实现

介绍一个为民办高校服务了4年的学生收费系统,与现在流行的B/S与C/S结构的收费系统相比,它是一个基Web Service技术和运用多个不同数据库而实现的收费系统,其效率非常高,适合在民办高校中,现场进行现金交费及票据打印。经多年的实践,能单日完成上千学生的收费。最后,添加了Web Service查找数据库实例,这使读者更具体了解WebService的实现。

基于综合准则的无线Mesh网络跨层路由协议

为了满足无线Mesh网络自身的负载均衡、路由容错与网络容量等要求,根据无线Mesh网络的网络特点,按照其路由协议的要求,分析了路由协议DSR的优缺点.引入跨层设计的方法,提出一种适用于WMN的基于综合准则的DSR跨层路由协议,该方法综合考虑了路径帧投递率、期望传输次数与平均端到端时延的因素.分析与仿真结果显示,该方法极大地提高了网络吞吐率,并且能够达到负载均衡的目的.

基于协作组播的VANETs安全消息传播方案

车辆高速移动以及信道衰落给安全消息的传递提出了挑战。为此,提出基于协作组播的安全消息传播方案CMDSM(cooperative multicast based disseminating safety message)。利用ETX估计信道质量,分别构建能接收安全消息的节点PHNs和不能接收安全消息的节点PDNs;建立选择协作组播节点的模型,利用整数线性规划算法找到最优的协作组播节点,由协作组播节点向PDNs组播安全消息,提高安全消息率。仿真结果表明,相比D-TDMA协议,CMDSM方案有效提高了安全消息传递率。

无线传感网中基于能量均衡的机会路由算法

机会路由实现了数据在有损无线链路中的高吞吐量传输。现有的机会路由协议—MORE,虽然是第一个将网络编码应用到机会路由中的,但是在选择候选转发节点集时,仅考虑节点间的链路质量,使得部分节点因为能量耗尽而过早死亡,影响了无线传感网的整体性。针对这一突出问题,提出了一种改进的基于MORE协议的机会路由算法,以均衡节点的能量消耗。根据机会路由的传输机制,综合考虑节点的期望传输次数(ETX)和剩余能量(RE),提出了一种新的路由测度期望生存时间(ELT)和基于它的候选转发节点集的选择策略。最后,基于NS2仿真平台进行仿真分析。仿真结果表明:在考虑节点剩余能量的基础上,改进MORE协议既保证了数据传输的可靠性,同时均衡了节点的能量消耗,提高了节点生存时间,延长了网络的生命周期。

高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议

针对低功耗有损网络(Low-power and Lossy Network,LLN)中由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,提出一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议(HSLB-RPL)。在该协议中,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对其DIO控制消息的发送时间间隔进行调整;当节点发生网络拥塞时,设计一种网络拥塞通告消息(NCN),及时地对当前网络拥塞状态进行通告。仿真结果表明,相对于已有协议,HSLB-RPL协议能够有效地实现负载均衡,其中网络平均寿命延长了23.57%,根节点平均吞吐量提高了14.52%,归一化控制开销较低了12.87%。

基于编码收益的Mesh网络机会路由协议

为了充分利用无线Mesh网络广播传输的特性,并提高网络吞吐量,提出一种基于编码收益的Mesh网络机会路由协议(The Coding-Revenue Opportunistic Routing,CROR)。该协议对多个数据包实行先编码再发送,并以期望传输次数(Expected Transmission Count,ETX)定义编码收益函数,使用编码收益函数定义下一跳转发节点集中节点的优先级。由下一跳转发节点集中优先级最高的节点将解码出的源数据包以相同的方式继续转发,直至目的节点。仿真实验结果表明,CROR提高了网络吞吐量和机会路由的传输性能,并增加了网络的编码传输百分比。

链路相关无线网络中基于网络编码的机会转发机制

多跳无线网络中数据包在不同链路的接收存在相关性,现有的基于网络编码的机会转发协议大多基于链路间相互独立的假设,严重降低其在实际网络中的性能表现.该文针对链路相关无线网络环境,提出基于网络编码的无线链路相关性感知的机会转发机制LCOF.首先结合链路相关性对基于网络编码的期望传输次数进行计算.在此基础上,提出数据包综合效用增益函数,以此确定数据包的转发优先级.随后提出多优先级数据包调度策略,确保高优先级数据包以更大的概率被转发.仿真结果表明,LCOF可以更好地利用编码机会,有效提高网络吞吐量.

基于路径到达率和动态广播时延的汇聚树协议

汇聚树路由协议(CTP)是目前无线传感器网络(WSN)中常用的数据采集路由协议。它是基于期望传输次数(ETX)的树型路由协议。但对多跳路径的衡量,简单的ETX相加往往无法良好刻画实际路径质量,致使该协议很难选出最优路径。本文提出了基于端到端的数据到达率(PDR)的CTP改进协议,能更好地衡量多跳路径的网络质量。据此选出的最优路径能构建更优的汇聚树,提高端到端数据传递的成功率,减少平均传递次数和平均传递时间,这样可以节省能耗,提高网络生存时间。同时,本文提出在建树过程中采取动态时延广播策略,可以有效减少建路由树时的广播次数,节省开销。

抗多流干扰的感知网络编码路由与负载均衡

为了解决现有编码感知路由算法存在多流干扰和路由度量适用范围小等问题,提出了抗多流干扰的物理层网络编码路由和负载均衡方案。首先,根据无线网络时变特征,通过节点的路由请求和应答过程,分析节点在空间上的相对位置,并选择合适的网络节点进行解码;其次,利用时变无线网络的特性,计算动态数据分流比例,从而减小中间节点的拥塞;最后,在解决多流干扰的基础上,提出了一种由误码率构成的新的路由度量,扩大了编码感知路由的适用范围。仿真实验结果表明,当误码率为10-4时,相较于编码机会实体结构(COPE)方案,用所提方案译码时所需的信噪比降低了约6%;当信噪比为10 dB时,相较于COPE方案,用所提方案物理层预期传输次数平均减少了约0.25次。