航空自组网贪婪地理路由协议研究

在全面总结航空自组网路由协议研究现状的基础上,针对大尺度、高动态的航空通信环境,仿真评估了贪婪地理路由协议GPSR的适用性。仿真结果表明,当飞行器低速运动时,GPSR协议能够较好地适应航空自组网环境,性能优于AODV协议,然而当飞行器运动速率增大后,GPSR协议性能下降,难以满足高动态航空通信的需求,必须对协议中周期性HELLO发送机制、贪婪转发策略等方面进行改进。

一种基于左、右手法则的GPSR分区边界转发路由协议

针对无线传感器网络贪婪地理路由协议中的路由空洞问题,分析了现有路由空洞解决策略的不足,对GPSR路由协议中边界转发策略进行改进,提出了一种左、右手法则相结合的分区边界转发策略。仿真结果表明,改进后的协议能够以较小的控制开销代价,提高数据包投递成功率,减少路由跳数,提高贪婪地理路由协议的实时性。

航空自组网负载均衡地理路由策略

针对贪婪周边无状态路由(GPSR,greedy perimeter stateless routing)协议在航空自组网中存在难以适应高动态网络环境、易导致网络拥塞等问题,提出一种基于TTE(time to enter the communication range of the destination)的多路径流量分配负载均衡地理路由(LBGR,load balancing geographic routing)协议。该协议将TTE作为路由决策依据,具体包括分组转发策略、多路径流量分配策略和局部最优化处理策略等3种机制。进一步采用排队论对多路径流量分配策略进行了建模分析,得出了平均队长、平均等待队长、平均等待时间等性能指标的数学表达式。最后利用OMNe T++仿真平台对LBGR协议的性能进行了仿真验证,结果表明相比GPSR等协议,LBGR协议在分组传输成功率和端到端时延方面有较大幅度的提升,能够有效适应高动态航空环境。

基于POMDP的负载均衡贪婪转发策略

针对贪婪地理路由协议的贪婪转发策略在业务量比较大时系统吞吐量急剧下降、网络节点能量消耗严重不平衡,缩短了系统的使用寿命,提出一种基于部分状态可观测的马尔可夫决策理论的负载均衡贪婪转发策略,设定队列长度剔除门限值,有效地控制传输路径上节点的队列长度,通过避开负载较重的节点来实现网络负载均衡。仿真结果表明,该算法能降低端到端时延、减少数据分组的丢失、提高网络数据传输的实时性和可靠性。

移动预测的无人机自组网路由协议

在无人机自组网中,针对贪婪地理路由协议采用周期性信标交换导致邻居表不能准确反映邻居节点位置的问题,提出了一种基于移动预测和链路保持时间的路由协议MP-GPSR。该协议综合考虑节点的移动位置和链路保持时间来选择下一跳,减缓了节点高速移动带来的不利影响,同时使用两跳邻居节点的位置选择下一跳来避绕路由空洞,降低了传统边界转发的路径冗余。仿真结果表明:该协议不但提高了数据分组交付率,而且降低了平均端到端时延和控制开销。

基于链路断开概率的自适应信标交换算法

在移动无线传感器网络中,贪婪地理路由协议采用周期性信标交换算法来构建和维护邻居节点表会导致通信暂盲现象.针对该问题,首先从理论上分析节点移动对网络连通性的影响,对节点间的链路状态进行Markov链建模,分析推导出链路断开概率的计算公式.根据链路断开概率与运动时间的一一对应关系,提出一种基于链路断开概率的自适应信标交换算法,提高邻居节点表的构建与维护的准确性与实时性,为贪婪地理转发策略提供可靠的依据,减缓节点移动带来的不利影响.仿真结果表明,该算法不但提高了数据分组传送成功率,而且还降低了控制开销,适用于对传输可靠性和能耗要求高的移动无线传感器网络.

Ad hoc网络邻居节点表自适应构建与维护算法

在Ad hoc网络贪婪地理路由协议中,传统的邻居节点表自适应构建与维护采用周期性信标交换算法,在移动环境下会导致通信暂盲现象。在分析节点移动对网络连通性影响的基础上,提出一种基于链路断开概率的自适应信标交换算法来实现邻居节点表自适应构建与维护。仿真结果表明,该算法不但提高了数据分组传送成功率,而且还降低了控制开销,因此该算法适用于移动Ad hoc网络。

车载自组网切线切换路由空洞处理算法研究

在车载自组网中,贪婪地理路由协议在遇到路由空洞后需要使用空洞处理算法使协议收敛.基于路标分布式迭代提取和剔除的自适应空洞处理算法可以获得最少的路由跳数,但它是以较大的控制开销为代价.文中提出一种切线切换路由空洞处理算法,数据包可以实时地在关键节点从周边恢复算法转换为贪婪算法转发数据包.仿真实验表明,运行该算法可获得较小的路由跳数,在车载自组网中控制开销大为减小,数据包传送成功率有所提高,因此在移动网络中具有较强的动态适应性.

基于无线传感器网络的革命遗址保护研究

为推动红色旅游,急需对原中央苏区革命遗址进行保护。提出一种部分节点移动的无线传感器网络,构建一个对革命遗址有效保护的环境监测自动化系统,给出了系统的总体结构。在路由通信方面采用贪婪地理路由协议进行路由选择,对网络拓扑变化有较好的自适应性,实现了无线传感器网络能量高效的自适应信标交换和负载均衡贪婪转发策略。仿真实验表明,该网络减少了数据分组的丢失,缓解了在高业务量情况下的拥塞程度,具有较高的实用价值和应用前景。

基于链路特性的自适应信标交换算法的研究

针对移动传感器网络中传统的信标交换会引起通信暂盲的现象,在分析链路特性的基础上,提出了一种新型的自适应信标交换算法。在该算法中,工作节点依据不同的链路断开概率自适应地选择信标交换周期,空闲节点则基于链路寿命分布情况来选择固定的信标交换周期。仿真结果表明:该算法有效地减少了通信暂盲现象,并在控制开销、数据传送成功率这2个性能指标上都获得了明显的改善。