基于历史相遇概率的容迟容断网络主动拥塞控制算法

为了解决容迟容断网络(DTN)由于节点拥塞造成网络阻塞的问题,提出了一种基于历史相遇概率的主动拥塞控制算法。该算法提出了参考概率这一概念,可以通过节点的拥塞程度动态调整参考概率的大小,进而控制消息的转发条件,以达到对节点拥塞的避免与控制作用,并且在网络资源出现空闲时,可以提升空闲资源的利用率,提高整个网络的传输效率。仿真结果表明,该算法提高了整个网络的递交率,降低了负载比率及消息丢失率,在实现主动拥塞控制的同时也提升了网络的传输性能。

容迟容断传感器网络中基于节点活跃性的路由

容迟容断移动传感器网络DTMSN(delay/disruption tolerant mobile sensor network)用于广泛的数据收集,在DTMSN动态变化的网络环境中传统传感器网络的路由策略不再适用。提出了一种基于节点活跃性的路由策略ABR(activity-basedrouting),其出发点为:网络中节点因其所附着实体的活跃程度不同而呈现不同的活跃性,经活跃节点复制的消息在网络中可能存在更多的副本,通常其到达汇聚点的可能性也更高。为此,ABR基于消息经过节点的活跃性来决定消息的优先权,并进一步基于消息的优先权来控制数据传输过程和进行缓存管理。实验表明,与现有的几种路由策略相比,ABR以相对较低的数据传输能耗和传输延迟获得了较高的数据传输成功率。

容迟容断网络中基于拓扑的双时隙路由算法

在公交车载网络等类型的容迟容断网络中,可以依靠全部或者部分网络拓扑信息进行路由计算.提出一种基于拓扑信息的双时隙路由算法.该算法将网络周期离散为时隙,计算路由时,采用当前时隙和下一时隙(即双时隙)内均有效的路径作为候选路径,从而保证多数业务在链路失效前完成转发.以传输延时和延时抖动率为依据,从当前和下一时隙内均有效的路径中优选路径,以容忍可预测的链路中断;通过提供备用路径,以容忍不可预测的链路中断,保证传输的可靠性和稳定性.对上述算法进行了仿真实现和性能分析,结果表明,该算法能容忍链路中断,报文递交率较高,平均传输延时较低.

容迟容断网络中基于模型的动态路由算法

通过对容迟容断网络中无拓扑信息路由算法进行分析,提出了基于模型的容迟容断网络动态路由算法。针对节点位置信息事先难以确定的特点,动态更新节点到访概率及相遇概率,并在此基础上自适应选择中继节点。对所提算法进行了仿真实现和性能分析。结果表明,基于模型的容迟容断网络动态路由算法不仅可以提高报文递交率并降低平均传输延时,而且可以避免产生大量冗余报文副本。

用于准二维移动容迟容断网络的实时资源分配策略

资源分配是移动容迟容断网络的核心问题之一,影响着容迟容断网络路由甚至整个系统的效率。然而目前移动容迟容断网络的资源分配策略大多基于神经网络和遗传算法的混合算法,计算量大,不利于实时应用。为此根据移动网络可预测环境,提出了接入路由器消息矩阵及准二维接入带宽的约束条件,在此基础上建立了基于效用函数的资源分配策略,以满足实时要求。算法具有O(n)的算法复杂度,仿真结果显示切换掉话率和新呼叫阻塞率仅比最优化算法升高约1/4,计算用时则只有其36.99%。说明其在保证实时性的前提下仍能提供较好的QoS。算法可以进一步推广到二维移动场景中。

深空通信中容迟容断网络协议体系应用研究

针对深空通信面临的各种问题,对当前深空通信中常用的三种网络协议体系进行了简要介绍,并在此基础上对比三者优缺点,提出其各自的适应场景;阐述了未来深空通信网络面临的困难与挑战;剖析容迟容断网络体系架构,并介绍了DTN网络应用研究进展;列举深空通信网络DTN协议体系中的关键技术,例举在深空环境中使用DTN协议体系进行通信时面临的诸多问题,并展望未来深空通信中DTN的应用前景。

容迟容断网络中一种分布式的安全数据分发机制

与传统网络不同,容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networks,DTN)中大部分时间不存在端到端路径,传统的基于中心服务器的各种安全机制在DTN中并不适用,DTN中的数据分发也面临着同样的问题。该文提出了一种完全分布式的安全数据分发机制,采用分布式的基于身份的认证机制,无需中心私钥生成器(Private Key Generator,PKG)的存在,并且通过门限机制和分类数据名称到分类密钥的映射,节点只需与任意门限个邻居节点通信即可获得所需分类数据的密钥。分析和仿真实验表明,该机制在保证安全性的前提下,与基于移动密钥服务器的方案相比,其密钥获取效率大大提高,非常适合DTN这种环境。

相遇概率与中心方向位置在战场容迟容断网络分簇中的应用

针对战场容迟容断网络(B-DTN)缺少稳定的端到端通信链路且存在间歇性连接等缺陷,为提高各作战单元之间的消息投递率,依据相遇概率进行分簇。基于经典的喷射等待路由算法设计簇内路由,将节点的向心性与运动角度相综合的结果作为簇间选择最佳中继节点的判定指标。仿真结果表明,该分簇路由机制相比于Clustering和无方向分簇路由机制,在保证高投递率的同时也有效降低了平均端到端延迟。

容迟容断网络体系结构与路由协议分析

作为一种新的端到端存储转发的网络体系结构，容迟容断网络与传统的Internet有着较大的区别，对于网络的路由协议也提出了新的要求。本文结合容迟容断网络与体系的结构特征，对其路由协议进行了分析和探讨。

DTN网络环境下动态随机网络编码方法

容迟容断网络的移动性、间歇连通性和动态拓扑等动态特性使得当前应用于静态网络拓扑和固定多播容量的静态随机网络编码难以适应DTN网络环境的网络编码传输,为此提出了一种DTN网络环境下动态随机网络编码传输方法。该方法以马尔科夫信道模型为基础,根据节点的数据状态动态监测信道速率,在信源节点构造了带信道容量的网络流图,并计算和预测当前网络多播容量,最后根据多播容量的变化动态扩展和裁剪随机网络编码方案,实现DTN网络环境下数据的动态网络编码传输。仿真结果表明,相比传统的固定多播率编码方法,动态随机网络编码方法降低了数据的平均传递延迟,提高了数据投递率。

VSR:多sink机会移动传感器网络的数据收集

机会移动传感器网络可应用在野生动物监控,或利用手持设备嵌入的传感器收集城市信息等场景,往往需要将数据从源节点传输到多个基站中的任一个.提出了一个基于虚拟空间的路由机制VSR(virtual space-based routing),采用"存储-携带-转发"的传输模式实现数据收集.每个传感器节点根据与多个sink节点的期望传输延迟映射成高维空间中的一个坐标点,消息传输对应于从源节点移动到空间原点的过程.细粒度的转发决策特性,使VSR自适应于网络的动态变化,具有很好的鲁棒性.此外,VSR机制具有很低的计算和存储开销,非常适合资源受限的传感器节点.两种不同随机特性场景下的模拟实验验证了VSR机制比ZebraNet的基于历史的转发机制和随机转发机制的性能更好.

DTN拥塞控制研究进展

容迟容断网络(DTN)专注于解决星际网等下一代网络的数据传输,拥塞控制是其核心问题之一。传统的TCP拥塞控制机制不适用于具有延时长且抖动严重、连接频繁中断、非对称数据流、资源受限等特征的DTN网络,特别是保管传递模式不同于尽力而为服务模型,给拥塞控制机制带来了新的挑战。分析了应对这些挑战已提出的方案,基于节点级拥塞、链路级拥塞和区域级拥塞分别阐述各方案基本思想及其之间的关系,最后进行了总结并给出了DTN拥塞控制技术未来的研究方向。

一种节点权重自适应调整的DTN拥塞控制

由于部署、位置等原因,DTN中各均质节点在通信中的角色和作用存在差异,采取保管传输通信模式,热点区域的节点会因缓存过早耗尽而导致网络拥塞。提出了一种考虑节点自身作用的路由算法ARBR,每个节点根据网络负载状况,自主调整自身权重参数,各节点仅接收优先级不低于自身的节点数据,从而有效利用网络局部连通性,对网络中关键节点的流量进行抑制。仿真结果表明,ARBR缓解了瓶颈节点拥塞,利用随机连接的通信机会,有效提高了网络吞吐率。

基于DTN历史队列预测的单播路由算法

容迟容断网络(delay tolerant networks,DTN)具有连接频繁间断、高延迟、高误码率、高丢包率等特点。良好稳健的路由算法是提高消息转发成功率、降低延迟和能耗、提高DTN通信能力的重要因素。为此设计了一种基于历史队列预测的单播路由算法(earliest deliver based on historical orderliness prediction,EDHO)。仿真结果表明该算法可有效地提高DTN消息传递的可靠性。

基于公平副本分配的DTN资源管理机制

容迟容断网络具有无中心化的特点,使得对其节点的监控和管理存在天然的困难。本文介绍了当前容迟容断网络路由算法的主要研究成果,如较早的基于洪泛的喷射路由等。接着介绍了最新的基于节点社会性的路由。随后分析了这两种路由的优缺点,包括引入节点社会性后带来的负载不均衡和资源分配不公问题。进一步,通过分析人类活动轨迹数据发现节点社会属性的相对稳定。利用这种稳定性提出了一种公平分配资源机制,使得各节点可以合理地共享网络资源。最后验证了该机制的有效性和实用性。

DTN中自适应消息副本数量的负载均衡算法

基于洪泛策略的路由算法因过度复制消息副本而消耗大量的网络资源,极易导致网络拥塞,数据传输率低。为缓解网络拥塞、充分利用节点资源,提出一种自适应消息副本数量的负载均衡算法,根据簇拥塞度动态控制消息副本的数量。定义节点拥塞度作为消息选择下一跳节点的依据,平衡节点间的资源消耗。仿真结果表明,与传统的Spray-and-wait算法相比,该算法使整个网络开销降低50%,丢包数降低66.7%。

DTN中基于地理位置信息的备用副本转发算法

针对容迟容断网络(delay/disruption tolerant networks,DTN)缺乏稳定的端到端连接、时延大和节点资源有限的特点,为提高消息递交率和控制网络开销,设计了一种基于广播的地理位置信息共享模型,提出了基于地理位置信息的备用副本转发算法。在不依托GPRS基站的条件下,将GPRS与DTN结合,为最优转发节点的选取提供位置信息;在消息副本转发失败时,备用副本选取新的转发节点,转发成功后,删除备用副本。仿真结果表明,算法在递交率、平均时延和网络开销方面表现优于Spray and Wait等对比算法,在车载自组网中具有很强的应用性。

一种适用于空间DTN网络的高效可靠传输方法研究

容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Network,DTN)可工作于长延时、频繁中断以及非对称速率环境下的特点,使其能匹配卫星等空间节点的通信传输要求,并适应近地空间信息系统组网.在DTN网络中,可通过ARQ(Automatic Repeat reQuest)机制(如LTP红色传输模式)、差错控制编码(如束协议下的差错编码机制)等多种方式来保障数据的可靠传输,但当空间传输条件恶劣(例如链路频繁中断、高误码率等),令传输过程中丢包严重或接收到大量错误包时,将极大降低上述方式的传输效率.为提高传输效率并考虑到DTN覆盖网络协议架构的设计思想,提出应用层信道编码与ARQ机制结合的混合可靠传输方案.一方面,通过在应用层添加信道编码增加纠错能力以减少重传,同时结合ARQ机制,使得在信道条件恶劣、丢包或错包现象严重时,也能收到足够的数据包进行解码,从而提高传输效率;另一方面,基于DTN网络的覆盖网络协议架构,在应用层加入信道编码,可使得该方案兼容下层不同传输协议.仿真实验结果表明,提出的混合方案可以提高DTN下的可靠传输效率,且随着信道条件不断变差,与单纯ARQ方案相比,完成传输所需时间更短、传输效率更高.

战场环境下基于节点移动性的DTN路由算法

针对某些战场环境下源节点和目的节点之间缺少稳定的端到端路径,提出一种基于节点移动性的容迟容断网络(Delay/Disruptive Tolerant Network,DTN)路由算法MRA(Mobility-based Routing Algorithm):根据运动水平指数和历史接触信息,尽量将消息副本传送给战场环境下移动性更高的节点。通过ONE仿真,相比于Epidemic、Spray and Wait、PROPHET 3种经典算法,MRA算法以牺牲一定的平均时延为代价,得到了较高的消息投递率和可观的网络负载率。

基于车载移动模型的DTN网络路由技术

从一体化联合作战出发,引出通信链路抗毁性、健壮性的重要性。分析造成网络中断和延迟的原因,建立基于典型的战车行进以及演习模式的"集结-展开"容迟容断网络移动模型,提出一种基于作战计划时间表精确物理位置信息结合信道状态信息的预测相遇机会路由算法,极大改善了网络消息投递率和延时。