面向FANET的N-UCDS虚拟骨干网构建方法

大规模小型无人机通信网络会出现频繁的链路失效,因此有效的拓扑控制是当前飞行自组网的研究热点。为了符合大规模无人机任务多样性的场景,提出一种随机路径点-飞行信息预测移动模型,无人机节点可以通过邻居节点的飞行信息对链路持续时间进行预测。在此基础上,提出一种新的统一连通支配集(new unifying connected dominating set,N-UCDS)算法,与UCDS算法相比,N-UCDS算法改进了连通支配集成员的选取方式、虚拟骨干网的构建和维护机制、支配因子的计算方法和HELLO报文发送间隔。仿真结果表明,该方法的算法鲁棒性有较大提升,网络构建和维护时间均减少了一个周期,网络生存时间提升了5%,HELLO报文开销随节点最大通信半径的增大而减小。

路由约束下的高效可靠虚拟骨干网构建算法

大规模无线传感器中通常采用虚拟主干网来实现信息的有效传输,如何构建具备高效传输和一定容错性的虚拟骨干网成为当前学术界的研究热点之一。构建虚拟骨干网问题可以转化为图论中的构造连通控制集问题来解决,求解最小连通控制集(minimum connected dominating set,MCDS)问题已经被证明是非确定性多项式(non-deterministic polynomial,NP)完全问题,通过严格的理论分析和验证可以将近似算法多项式时间内求得的连通控制集规模限定在特定的约束范围内。本文提出一种同时考虑高效路由和容错性的虚拟骨干网构建算法,该算法采用m重控制来提高路由的容错性,时间复杂度为O(n 3)。通过理论分析和仿真实验发现,在二维平面内,设Mopt(1,m)为二维空间下最小m重连通控制集问题的最优解,当m≤5时,该连通控制集近似比为(240/m+5)Mopt(1,m);当m>5时,该连通控制集近似比为54Mopt(1,m)。

基于拓扑特性的分布式虚拟骨干网算法

由于在任意连通网络中搜索最小连通支配集(minimum connected domination set,简称MCDS)是NP完全问题,提出了一种拓扑感知的MCDS启发式算法--TACDS(topology-aware connected domination set),并证明了其正确性.通过利用节点的拓扑特性,减小了支配节点选择的盲目性.该算法能够根据2跳内的局部拓扑信息构造出较小的CDS(connected domination set),从而得到基于该支配集的虚拟骨干网.仿真结果表明,该算法优于其他分布式CDS算法,可以更好地近似MCDS.

基于认知无线电的MANET网络中虚拟骨干网的建立

将认知无线电技术融入MANET网络,利用认知节点的频谱感知功能,实施基于动态信息的簇首和网关选择.以簇首为锚点,通过选择受主用户影响较小的网关节点寻求连通支配集,建立虚拟骨干网.由此生成的虚拟骨干网以簇首为接入点,簇首间的网关承担簇间连接功能.基于权值比较,通过对主用户的位置感知,划分认知节点的空间分布区域并赋以不同的权值设计,实现对网络的分区处理,一方面维持运动中的分簇相对稳定,另一方面减少干扰链路存在的概率.最后通过仿真分析进行了算法的有效性验证.

基于极小独立支配集的MANET虚拟骨干网算法

对规模较大、移动较频繁的MANET(Mobile Ad hoc Networks),用独立支配集构建虚拟骨干网,克服骨干节点之间必须维护连通性的问题,使得拓扑变化较快时骨干网的重构能快速实现;利用极大独立集的求解得到极小独立支配集,并给出基于该支配集的虚拟骨干网数学模型及算法;通过仿真验证算法的有效性、低复杂度和自恢复能力.

Ad hoc虚拟骨干网中一种费率优先分布式CDS算法

移动Adhoc网络可以通过构建虚拟骨干网来减少参与路由计算的节点数量.虚拟骨干网可以由近似的最小连接主节点集(MCDS)组成.本文对几种经典的分布式近似MCDS查找算法进行了比较,提出了一种新的费率优先的分布式近似MCDS查找算法,详细介绍了该算法的流程,并对算法的性能进行了分析,仿真结果显示该算法的性能优于经典算法.

基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法

针对无线传感器网络中缺少骨干网络的问题,提出一种基于连通支配集的虚拟骨干网构造算法。该算法利用图论中的极大独立集和连通支配集构造一个虚拟骨干网络,运用修剪规则去除冗余节点,通过优先选择能量多、距离近的节点使网络寿命更长、延迟更小。实验结果表明,该算法在单位圆图中产生的连通支配集至多为7.6opt+1.4,消息复杂度和时间复杂度为O(n)。

基于虚拟骨干网的MANETs地址分配方法

针对无线自组网(MANETs)的地址自动配置问题,在分析虚拟骨干网技术以及预分配(PA)算法的基础上,提出了基于虚拟骨干网的IPv6地址自动配置方法.在骨干节点范围内执行PA算法选择子网标识(ID);叶子节点根据ID完成自身配置,整个配置过程开销小、时延小,地址结构分层,非常适合基于虚拟骨干网的MANETs.最后采用NS-2仿真验证了算法的性能.

能量高效的传感器网络虚拟骨干网构造算法

提出一种新的可用于无线自组传感器网络路由中的能量高效的虚拟骨干网构造算法。该算法将网络中的节点按照地理距离最近的原则划分为若干簇,簇头与簇成员的距离为k-hop,增大了簇的规模,减少了通信开销;利用最小连通支配集理论优化簇内结构,选择新的参数作为权值,在保证骨干网规模的同时,优先选择剩余能量高的节点担任骨干节点,均衡了网络的能量消耗,从而延长了网络寿命。仿真结果表明,该算法构造的虚拟骨干网规模较小,对降低路由复杂度、延长传感器网络寿命有较好的效果。

基于代数连通度的虚拟骨干网构造方法

随着无线传感器网络的大量运用,通过分级将网络规模缩小显得十分必要。与已有的一些无线传感器网络的分簇算法不同,本文旨在构造一个健壮的、稳定的虚拟骨干网。通过引入图论中的代数连通度,并考虑无线传感器网络的信道特性,使用基于连接概率的代数连通度来表征虚拟骨干网的健壮性。同时提出度量参数网络质量,结合考虑骨干网的健壮性与代价,通过调节参数因子进行健壮性与代价因素之间的权衡。对该网络优化问题,提出集中式算法进行求解,并通过仿真得到健壮的虚拟骨干网。

基于定向虚拟骨干网的WSN移动代理迁移协议

在无线传感器网络(WSN)中,基于静态路径的代理迁移协议能耗较大,存在较多恶意节点。为此,在能量模型和定向虚拟骨干网的基础上,提出一种定向虚拟骨干网的移动代理迁移(DVB-MAM)协议。该协议利用静态路径计算代理迁移,基于能量模型和定向虚拟骨干网得到代理迁移的下一个节点,使用代理克隆功能减少代理的路径长度。在数据聚合过程中使用信任评价框架检测恶意节点,能够在早期发现恶意节点。实验结果表明,与基于树的路线设计算法相比,提出的协议能耗减少了约26%。当存在恶意节点时,与其他协议相比,该协议的平均投递率最多可提高26%,能够有效预防节点故障和防御恶意节点攻击。

基于虚拟骨干网的Ad hoc网络地址自动配置研究

针对Adhoc网络的地址自动配置问题,提出了基于虚拟骨干网的IPv6地址自动配置方法。该方法充分利用了虚拟骨干网的分层结构和IPv6自动配置机制,无需执行额外的运算,把重复地址检测消息的洪泛范围分别限制在骨干网和子网以内,不但节省了网络的带宽资源和计算资源,而且可以更好地支持网络分化和合并。

基于虚拟骨干网的MANET地址自动配置方法

针对MANET的地址自动配置问题,提出了基于虚拟骨干网的IPv6地址自动配置方法。充分利用了虚拟骨干网的分层结构、骨干网和子网分别执行不同的配置算法,消息复杂度和时间复杂度低,非常适合通信资源宝贵的MANET。

无线Ad hoc网络中虚拟骨干网的模型和设计

利用网络图论中支配集的概念,给出无线Adhoc网络中虚拟骨干网的数学模型。介绍了目前几种常用的虚拟骨干网设计方案,并从算法的复杂度和所需的邻居信息等方面对其进行比较。

基于虚拟骨干网技术的自组网络移动IP方案

在自组网络中,虚拟骨干网技术的基本思想是数据包的分发控制由构成虚拟骨干网的节点负责,从而能够有效地提高无线自组网络的链路利用率,并能更好地适应快速网络拓扑变化。提出了一种基于虚拟骨干网技术的移动IP方案,它结合虚拟骨干网技术和移动IP的优势,具有易实现性和较好的性能。

Ad hoc虚拟骨干网叶子节点越区切换机制

讨论了基于虚拟骨干网的Ad hoc网络中叶子节点的越区切换机制,在约定的基础上,分别分析了地址改变、路由改变、通信保持,以及由此引起的网络安全问题,并得出了解决这些问题的方案,最后给出了结论。

无线传感器网络中容错虚拟骨干网构造算法

在无线传感器网络中,虚拟骨干网技术可使得平面网络层次化,从而简化网络路由、数据传输和网络维护.提出一个2-连通r-hop k-支配虚拟骨干网构造算法,本算法通过多次构造r-hop独立集实现k-支配,添加节点使其连通,最终扩展为2-连通支配集,既保证了支配集自身的容错性(2-连通),又保证了被支配节点的容错性(k-支配),本文从理论和仿真上对算法的复杂度、近似比和算法性能做了全面的分析和验证.

基于一种虚拟骨干网环境下的移动能量补充策略

在无线传感器网络中,骨干网可方便地实现数据聚合,有利于达到能量高效的数据收集,但是其面临着骨干节点能量消耗过快,易出现因节点能量耗尽而导致骨干网连接中断的问题。为了保证网络能够持续高效的运行,一种基于虚拟骨干网的移动能量补充策略VBMERS(Mobile Energy Replenishment Strategy with Virtual Backbone)被提出来解决网络中骨干节点的能耗过快问题,同时也兼顾对非骨干节点的能量补充。VBMERS策略根据待充电传感器节点当前的通信量计算其优先级,始终选择优先级最大的节点作为充电候选节点以尽量给负载大的节点优先充电,从而避免节点快速进入能量饥饿状态。仿真结果显示,VBMERS策略能有效的解决节点的能量饥饿问题,降低了节点的失效率,进而延长了传感器网络的生存周期。

基于虚拟骨干网技术的自组网络移动IP方案

提出了一种建立虚拟骨干网的技术,虚拟骨干网技术的基本思想是数据包的分发控制由构成虚拟骨干网的节点负责,从而能够有效地提高无线自组网络的链路利用率,并能更好地适应快速网络拓扑变化.

战场宽带数据链分布式虚拟骨干网的构建

宽带数据链作为现代战场的神经网络和信息传输通道,必须采用分布式虚拟骨干网构建算法才能适应战场环境的大容量、多样性数据传输和时变性网络结构。针对这一问题,提出了一种分布式虚拟骨干网构建算法-DCDS算法。该算法中,每个节点只需获取其两跳范围内的邻居节点信息,无需获知全网拓扑信息。理论分析和仿真表明,相比Wu等2种经典算法,DCDS算法具有更小的消息开销和虚拟骨干网构建规模,更适合于大数据量、高动态的战场宽带数据链网络。