一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议

针对高动态无人机自组网中节点之间链路生存时间(Link Live Time,LLT)短和节点遭遇路由空洞次数多的问题,提出了一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议——GPSR-HND(Greedy Perimeter Stateless Routing Based on Hollow Node Detection)。GPSR-HND协议中,转发节点通过空洞节点检测机制检测邻居节点状态,将有效邻居节点加入待选邻居节点集;然后基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的多度量下一跳节点选择机制从待选邻居节点集中选择权重最大的邻居节点贪婪转发数据;如果待选邻居节点集为空,则从空洞邻居节点集中选择权重最大的空洞节点启动改进的周边转发机制,寻找可恢复贪婪转发模式的节点。与GPSR-NS协议和GPSR协议相比,GPSR-HND协议表现出了更好的性能,包括平均端到端时延和丢包率的改善,以及吞吐量的提高。

避免路由循环和空洞节点的水下传感器网络深度路由算法

水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,USNs)具有网络传输时延大、节点能量受限、存在路由空洞等固有缺陷,传统的路由方法往往无法很好地解决这些问题。基于深度信息的路由协议(Depth Based Routing,DBR)充分利用传感器节点的深度信息值,实现水下感知数据多跳传输至水面Sink节点。但是DBR无法解决网络中存在空洞节点的问题,容易产生无效的循环路径,严重制约了DBR算法的性能。提出了一种避免路由循环和空洞节点的基于节点深度值的路由协议PE-VAR(Progress Enhanced-Void Avoidance Routing),以循环路径中节点的邻居数、能量、深度等参数综合计算来替换优先值,遴选出需要替代或者避开的节点,从而抑制出现循环路径时的冗余传输。仿真结果表明,与DBR(Depth Based Routing)和E-VAR(Enhanced-Void Avoidance Routing)相比,PE-VAR在数据包投递成功率、数据包投递时延和能量消耗等方面都取得了更好的性能。

基于深度强化学习的移动通信网络空洞节点智能定位方法

在定位移动通信网络空洞节点时,易受路径选择阶段的局部最优问题影响,使定位效果难以达到理想状态.为此,提出基于深度强化学习的移动通信网络空洞节点智能定位方法.在确定移动通信网络中不同节点之间的位置信息阶段时,采用加权处理的方式对每跳距离信息进行量化,再结合加权平均跳距和节点与锚节点的距离,确定移动通信网络空洞节点定位步距.在空洞节点定位阶段引入深度强化学习中的灰狼算法,并从快速收敛的角度出发,利用模拟退火和混沌映射对原始的灰狼算法进行优化,将最终灰狼奔走围攻对象作为移动通信网络空洞节点的定位结果.测试结果表明,本文设计的定位方法能够降低空洞节点定位阶段的路径开销,在定位精度方面有良好表现,定位效率也明显提升.

基于虚拟引力约束的光纤传感器网络节点空洞智能修复算法研究

针对传统光纤传感器网络节点空洞修复算法存在感知半径较低、距离阈值较短等问题,提出了基于虚拟引力约束的光纤传感器网络节点空洞修复算法。引入IVFA-B(Intensity-based Virtual Force AlgorithmWith Boundary Forces,IVFA-B)算法中的虚拟引力模型,分析异构网格中实现最大覆盖时两种异构节点感知半径的关系以及节点之间的最佳距离。将最佳距离和虚拟引力算法中的最佳距离阈值相结合,提供对异构网络的适应度,同时将节点移动概率引入节点移动距离公式中,实现光纤传感器网络节点空洞修复。仿真结果表明,所提出算法可以有效解决现有算法中存在的问题,在保证较为理想的覆盖效果基础上,延长感知半径和增大距离阈值。以此验证了所提算法具有较优应用性能。

某框支层梁柱节点施工空洞缺陷的原因分析及加固处理

对大底盘双塔部分框支剪立墙结构的框支层部分梁柱节点空洞的工程事故进行了原因分析,对结构现状安全风险进行了评估,提出加固处理方案,并对节点剔打后的加固施工期间安全性进行了模拟计算,严控后期监测,确保按加固方案有效实施,经多年使用验证加固的有效性及可靠性。

无人机自组网中基于邻节点筛选的GPSR协议

在无人机自组网中,针对贪婪周边无状态路由(GPSR)协议中邻节点位置不准确及数据转发效率低下的问题,提出一种基于邻节点筛选的GPSR(GPSR-NS)协议。GPSR-NS协议采用失效节点筛选机制,预测邻节点当前时刻的位置,剔除已失效的邻节点,降低失效节点的数据转发概率,同时利用空洞节点筛选机制,剔除下一跳可能成为空洞的邻节点,提前避免数据转发到空洞节点处,从而建立更加稳定可靠的通信网络。仿真结果表明,与GPSR协议和MP-GPSR协议相比,GPSR-NS协议的平均端到端时延和路由开销降低了56.79%、21.94%和50.67%、38.81%,网络吞吐量提高了147.86%、102.12%。

基于链路交点相对位置信息的轻量级覆盖空洞检测算法

针对无线传感器网络(WSN)覆盖空洞导致网络性能和服务质量下降的问题,提出了一种基于链路交点相对位置信息的覆盖空洞检测算法(CHDARPI)。首先,定义空洞边界节点并计算相邻边界节点间链路的交点相对位置(RPI)值;然后,采用基于未完全覆盖交点数量(NICI)优先的策略选择空洞检测的发起节点,保证了连通覆盖空洞的并发检测。最后,在空洞检测过程中,将空洞检测消息局限于空洞边界节点之内,并根据转发节点方向角的大小制定不同场景下的转发策略,保证了空洞检测的效率。仿真结果表明:与现有基于边界节点的分布式覆盖空洞检测算法(DCHD)和基于分布式最小极角的覆盖空洞检测算法(DLPA)相比,CHDARPI在平均空洞检测时间和检测能耗方面分别至少下降了15.2%和16.7%。

基于消息反馈与强化学习的节能路由算法

针对中小型规模水下无线传感器网络中存在的节点能量消耗不均衡、网络生命周期较短的问题,提出一种基于强化学习(RL)与消息反馈机制的能量均衡路由算法,将水下路由问题建模成马尔可夫过程,采用Q-Learning方法并设计直接奖励函数对节点转发路径进行决策;引入节点转发适宜度规避转发过程中的疑似空洞节点;改进空节点数据包恢复方法。采用NS-3网络仿真模拟器,通过在不同规模下对传感器动态网络算法性能进行对比分析。仿真结果显示,该算法在中等规模动态水下传感器网络中保障较高路由效率与投递成功率的前提下有效均衡了网络节点能量消耗,显著延长了网络生命周期。

一种基于转发区域的三维地理位置路由协议

在真实的无线传感网络(WSNs)应用环境中,传感节点位于三维空间。为此,提出基于锥形转发区域的三维地理位置路由协议。为了减少冗余数据包数、降低数据包碰撞概率,CFRG协议先建立锥形转发区域,其目的在于限制转发节点数。然后,再估计锥形转发区域内节点的转发概率,最终选择具有最大转发概率的节点转发数据包。当节点遭遇空洞节点问题,就自适应地调整锥形转发区域体积,扩大选择转发节点的空间,即通过锥形转发区域调整,解决VNP问题。仿真结果表明,提出的CFRG协议能够处理VNP问题。与同类的三维路由协议相比,CFRG协议能够提升端到端传输时延和数据包丢失率两方面性能。