面向BLE Mesh能量优化的路由协议研究

近年来,物联网技术不断进步与突破,全球物联网行业呈现爆发式增长态势.低功耗蓝牙自组网(Bluetooth Low Energy Mesh,BLE Mesh)应运而生,相较于其他的Mesh协议,BLE Mesh是竞争力极强的通信方式.然而,现有的BLEMesh只考虑以管理型泛洪协议进行数据传输.当网络规模或传输数据量增大时,网络中将会充斥大量冗余数据,导致能耗增加.针对能耗问题,本文提出面向BLEMesh的节点组合式按需路由协议.首先,通过邻居节点信息交换、节点组合配置和节点组合全连通三个步骤建立节点组合式网络拓扑.其次,使用路由探测包和路由回复包得到所有传输路径中的最短路径.最后,源节点沿着最短路径依次发送数据包.该协议通过限制普通节点转发,仅允许领导节点和中继节点转发数据包,减少转发节点数量,以达到抑制冗余数据包的目的.在MATLAB R2022a上仿真对比该节点组合式按需路由协议与管理型泛洪协议,结果表明,源节点向目的节点发送100个数据包时,该协议降低了网络中92.43%的数据包总量,进而减少了能量消耗,并且,源节点传输的数据包越多,效果越明显.

基于JAYA算法的紫外光通信无人机编队路由优化

紫外光通信由于其灵活性高、安全性好和全天候工作等优点,被认为是应急通信用无人机编队(UAV)的有潜力通信解决方案。为了提升紫外光通信无人机编队的有效作业时间,该文基于低功耗自适应集簇分层(LEACH)算法,并结合JAYA智能优化算法提出一种新颖的路由优化算法(RJLEACH)。该方法被用来改善紫外光通信无人机编队的有效操作时间。应用该算法对不同结构的紫外光通信无人机编队路由优化,并与其它算法得到的结果进行了比较分析。结果表明,RJLEACH算法在簇首选举阶段降低了无人机节点间的剩余能量方差,并且通过搜索最优路由降低了簇间通信的能量消耗。最终使网络出现第1个死亡节点和出现1/2死亡节点的时间相比经典LEACH算法分别延长了31.8%和13.8%,同时明显提高了能量利用率,能够为灾区救援和应急通信等任务争取宝贵的时间。

BGP MPLS VPN中CE双归属场景下路由优化研究

BGP MPLS VPN网络架构是一种由MP-BGP技术和MPLS技术相结合的新型VPN网络架构。为了提高BGP MPLS VPN网络架构中接入层PE的可靠性,通常部署CE双归属架构,然而该方案在特殊组网下,可能会存在次优路径。详细分析了一种基于CE双归属的特殊组网场景,针对存在的问题部署了OSPF虚连接优化方案,并使用ENSP软件进行模拟仿真,验证该方案的可行性。

基于蚁群优化的混合多路径QoS路由协议

针对移动自组网中不同种类业务QoS保障问题,提出基于蚁群优化的混合多路径QoS路由协议(HMQ-ACO),该协议融合了反应式路由建立与主动式路由维护的策略并支持多路径,根据多约束QoS条件建立目标函数,并基于该目标函数设计信息素更新机制,同时考虑节点拥塞度和费用,利用蚁群优化算法寻找满足带宽、时延、丢包率约束的路径集合,依据目标函数值选择合适路径。仿真结果表明,所提出的协议在端到端时延、分组传递率方面优于其他传统路由协议。

基于萤火虫算法的无人机组网多径路由协议优化方法

常规的无人机组网多径路由协议设计方法多数采用遗传算法,此种算法具有一定的局限性,无法实时监测组网节点分量的动态变化,导致多径路由控制开销值较高,无人机组网各项性能得不到保障。针对这一问题,引入萤火虫算法,提出了一种无人机组网多径路由协议优化方法。首先,根据组网多径路由使用模式,设计多径路由选择约束,减少组网路由发现时间与时延。其次,建立无人机组网多径路由参数模型,反映无人机组网节点在快速时间内的数据处理能力,提高组网能量均衡性。在此基础上,基于萤火虫算法,对组网多径路由协议进行多维度的优化。根据实验分析结果可知,提出的优化方法应用后,在数据包容量大小逐渐增加的趋势下,组网路由控制开销值均较小,未出现明显的波动变化,优化效果优势显著,路由协议具有较好的性能。

自组网中一种基于跨层负载感知的蚁群优化路由协议

将蚁群优化和跨层优化方法结合起来,提出了一种基于跨层负载感知和蚁群优化的路由协议(CLAOR).协议将整个路径中各节点MAC层的总平均估计时延和节点队列缓存的占用情况结合起来,共同作为路由选择和路由调整的重要度量标准进行按需路由发现和维护,通过拥塞节点丢弃蚂蚁分组以及借助部分兼具蚂蚁功能的数据分组实现正常路由表的维护等方法,减少了控制开销,增加了算法的可扩展性,较好地解决了自组网中现有基于蚁群优化的路由协议中普遍存在的拥塞问题、捷径问题和引入的路由开销问题.仿真结果表明,CLAOR在分组成功递交率、路由开销以及端到端平均时延等方面具有优良性能,能很好地实现网络中的业务流负载均衡.

移动自组织网络中基于优化分簇的混合路由协议

针对移动自组织网络中分簇路由协议的特点,对不同尺寸簇的稳定性、维护开销等特性进行了分析,设计了保证网络性能最优的优化分簇策略,并在此基础上首次提出了基于优化分簇的混合分层路由协议(HOCR)。仿真实验结果表明,该协议明显提高了路径寻径效率和网络的健壮性,减少了网络维护开销,并且实现简单,特别适用于移动性较强、网络负荷较重的大规模移动自组网。

单向ad-hoc移动网络优化路由协议OUAOR

ad- hoc移动网络是一种完全由移动主机构成的网络 ,该文基于作者设计的单向 ad- hoc移动网络路由协议UAOR,提出了优化受限查找、双向链路感知和按需维护的单向路由协议 OU AOR.和 U AOR相比 ,OUAOR具有路由查找和维护控制开销小、网络扩展性高、路由查找的初始延迟低等特点 .该文证明了 OUAOR协议的正确性 ,并给出了模拟实验分析数据 .

智能蚂蚁算法及其在电信网动态路由优化中的应用

本文介绍一种新的、启发式的、具有自组织能力的智能蚂蚁算法；并针对我国电信网的具体情况，提出借助这种智能蚂蚁算法，用分散控制的方式实现电信网动态路由优化的一种方案，目的是提高网络资源的利用率、网络运行的效率和可靠性。

基于蝙蝠优化算法的多基站分区路由协议

为解决无线传感器网络中因簇头能量消耗不均所产生的热区问题,提出一种多基站分区路由协议。在监测区域中部署多个基站并进行合理的分区,采用引入变尺度混沌策略的蝙蝠优化算法选择簇头节点,以避免蝙蝠算法陷入局部最优。在数据传输阶段,簇头节点选择剩余能量大于平均能量且离基站最近的节点作为下一跳。仿真结果表明,相比LEACH协议和DEBUC协议,该协议能够有效减少并均衡能量消耗,提高数据包接收量,延长网络的生存周期。

基于扩展邻居发现协议的嵌套移动网络路由优化方案

嵌套移动网络在扩大通信范围的同时会带来严重的路由优化问题。针对已有优化方案在可部署性和性能等方面的不足提出了一种新的嵌套移动网络路由优化方案(NMNRO),通过扩展邻居发现协议,在嵌套移动网络内通告相同的外地前缀,并更新接入路由器的邻居缓存和移动路由器的路由表,然后通过向对端发送绑定更新来实现路由优化。性能分析表明,该方案为嵌套移动网络提供了较为完整的路由优化方案,在降低优化开销的同时,具有较好的可部署性和兼容性。仿真实验结果表明该方案具有较低的切换时延和较高的有效吞吐量,且这些性能优势会随嵌套层数的增加而更加明显。

基于遗传算法的Ad hoc路由协议优化

目前存在大量的Ad hoc网络路由协议,但是很少有研究对这些协议的最优性能进行过分析.通过对Ad hoc网络路由协议的分析,结合遗传算法的基本原理,对路由协议参数的全局优化配置提出一种启发式求解算法.该算法采用可变长编码,结合遗传算法的选择、交叉和变异操作,对路由协议的性能进行全局优化.在NS2平台上的仿真试验结果表明,优化后的路由协议性能比未优化之前提高30%.

基于蚁群优化的Ad Hoc网络路由协议实现

为使数据分组能够被及时、正确地传递,同时尽可能延长网络生存时间,提出一种基于蚁群优化算法的Ad Hoc网络能量感知路由协议ABEAR,采用跨层设计思想,综合利用信息浓度、无线信道使用状况和节点剩余能量选择下一跳节点,根据节点的通信活动情况,将部分空闲节点转入睡眠状态,以此节省能量消耗,并给出在NS2平台上使用C++和OTcl语言实现ABEAR协议的方法。

基于多目标优化的改进AODV路由协议

针对移动自组织网络中路由效率低的问题,提出一种多目标优化路由协议。计算各节点之间链路的跳距离、路由开销、传输延迟、传输负载和稳健性5个测度;以跳距离、路由开销、传输延迟和传输负载的最小化,以及稳健性的最大化为优化目标,采用线性组合方式将5个测度合并成一个权重,作为路由选择的依据;改进AODV路由协议,结合链路权重的最小化选择最优路由。仿真结果表明,与AODV和MAODV路由协议相比,提出方法的报文送达率高,路由开销和端到端平均延迟小。

移动分组无线网路由协议设计和优化方法的研究

为了适应移动分组无线网分布式网络结构,人们提出了许多路由协议。通过对各种路由协议的分析,该文对MPRN路由协议的设计方法和优化方法进行了研究和总结。这一成果可被用于指导新的移动无线网路由协议的设计,促进该设计过程向工程化发展。

OSPF高效路由协议的设计与优化

针对大规模网络的路由特点,在分析OSPF动态路由协议基础上,提出OSPF高效路由协议的设计与优化方法.协议通过结合SSH、MSTP、HSRP、DMVPN等技术,优化了路由的寻址与传输等性能.通过IOU仿真表明,优化后的路由在路由区域设定、路由路径走向、路由条目汇总、路由安全认证等方面都有较好的表现.

一种基于改进蚁群优化算法的WSNs路由协议

面对无线传感网络(wireless sensor network,WSN)路由问题,提出新颖生物激励-自我组织的安全自适应路由协议(biological inspired self-organized secure autonomous routing protocol,BIOSARP)。BIOSARP采用改进蚁群优化算法(improved ant colony optimization,IACO),利用端到端传输时延、剩余电量和链路质量计算信息素,并据此信息决策最优转发节点,从而减小广播次数和数据包负担,降低时延、数据包丢失率和功率消耗。仿真结果表明:提出的BIOSARP在数据包传递率、能量消耗优于安全实时负荷分配协议(secure real-time load distribution,SRTLD),数据包传递率提高24.75%,能量消耗降低31.8%。

分布式路由协议BGP-4的实现与优化

边界网关协议ＢＧＰ－４是用于自治系统之间交换路由信息的动态分布式路由协议．文中介绍了清华大学研制的国产高性能路由器中分布式路由协议ＢＧＰ－４的具体实现．为了提高路由器的性能，对ＢＧＰ－４的实现进行了优化，主要优化措施包括单进程体系结构，基于二叉树的支持可变长掩码的路由表和基于静态数组的时钟队列．测试结果表明，该实现在性能上达到了Ｃｉｓｃｏ７０００系列路由器的水平，完全达到了设计要求．

面向MANET云平台应用的多目标蚁群优化AODV路由协议

为增强网络中路由的稳健性,提出了一种优化的AODV路由协议,结合多目标优化和蚁群优化选择最优路由。首先,计算各节点的传输距离、进展、传输延迟、方向和生存时间5个度量;然后,以传输距离、传输延迟和方向3个度量的最小化,以及进展和生存时间两个度量的最大化为优化目标,构造蚁群算法中的移动概率函数,并结合局部最优路径更新全局信息素;此后,在AODV路由协议的基础上,选择移动概率最大的节点作为最佳下一跳节点,生成最优路由。最后,在部署的大学区实验云模型平台上进行了验证。仿真结果表明,与AODV和EN-AODV路由协议相比,新路由协议的报文送达率更高,同时端到端的平均时延和路由开销更小。

基于改进灰狼优化算法的无线传感器网络路由协议

为了提高无线传感器网络的生存时间、连通性以及网络中节点的活跃数,提出一种基于改进灰狼优化算法的分区多链无线传感器网络路由协议。该协议采用分区成链的方法,按网络中节点密度分布,以基站为圆心将整个网络空间划分为多个扇形环带区域,每个分区内的节点按位置分簇,每个分簇构造一条最优簇内链,同扇区各分簇间的簇头构造一条簇头链,最终通过这条链将采集到的信息朝基站方向传递。在后续迭代过程中,采用改进的灰狼优化算法进行簇头寻优,并根据狼群与猎物的距离以及系数向量对权重进行动态更新。MATLAB仿真表明:改进协议相比PEGASIS(Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems)在避免长链、均衡能耗、延长网络周期等方面均有提升,能有效提高无线传感器网络的性能。