一种面向任务的海空跨域网络路由协议

海空跨域网络由水下子网和水上子网构成,为了充分利用资源,多种不同的应用程序共享相同的物理设施,不同的数据包共存于同一网络中,需要差异化的传送策略来满足应用需求,但现有的路由协议往往无法根据应用需求来提供个性化的服务。针对该问题,文中提出了一种面向任务的海空跨域网络路由协议,该协议根据任务类型的不同,调整转发因子的计算方式,并以此为特定的任务类型选择最合适的下一跳节点。此外,协议中还增加了预处理层来完成异构网络之间的通信。仿真结果表明,与其他典型的协议相比,文中所提协议能够根据任务的特定需求实现最优的传输策略。

面向大规模蜂群自组网跨层路由协议设计与仿真

针对大规模蜂群自组网中,大量路由开销导致广播风暴而严重影响通信质量的问题,设计了一种跨层路由协议。该协议对路由层和接入层进行一体化设计,利用统一连通支配集算法在接入层构建虚拟骨干网络,利用骨干网信息在网络层进行拓扑发现,引入基于模糊视觉的触发式洪泛机制,能减少节点控制信息的转发次数、缩小洪泛范围。采用基于传输时间和接收信号信噪比(signal noise ratio,SNR)的度量判据方式计算路径,实现动态网络拓扑的路由快速收敛,增强网络感知的灵敏度。仿真结果表明,与现有路由协议相比,跨层路由协议能够大幅降低网络开销,在端到端时延、吞吐量和路由建立时间方面,其性能也有显著提升。

多radio无线mesh网络跨层路由协议

与传统的无线多跳网络不同,多radio无线mesh网络的路由器是固定的,节点具有异构性。提出一种协作的异构多radio无线mesh系统路由设计模型,该路由协议模型按路由发现过程,分4个子模块,分别为半同步式邻居发现机制r、adio异构刻画的路由metric、分层的信息发布模型、满足业务需求的路由算法。该路由协议模型对多radio的异构性进行了刻画,采用分层协作方式共享网络拓扑信息。实验证明这种适应异构无线环境的跨层路由设计方案比传统方案更符合用户需求。

面向6G通信的多层低轨卫星网络路由算法

在面向6G的移动通信网络中,低轨卫星网络(LEO,Low Earth Orbit)运行高度低、时延小,可大范围部署实现全球广域低时延通信。当前低轨卫星星座正朝着多层轨道面发展,多层轨道的跨层链路增加了数据传输路径,但跨层轨间链路的频繁通断,增大了多层LEO网络层间路由选择的难度。为此提出了一种面向6G移动通信的多层LEO卫星网络路由算法。首先建立跨层链路,面向端到端传输时延和可靠性需求,分析影响跨层轨间链路频繁通断的因素,基于LEO卫星网络虚拟位置思想,选择卫星节点对建立可靠跨层链路;然后实现路由选择,基于所建立的跨层星间链路,采用时空演化图模型刻画动态网络拓扑,设计最短路径算法计算最佳传输路径。最后,构建三层卫星网络场景对所提算法进行仿真验证。结果表明,相对于现有方法,所提算法在端到端时延和可靠性均有明显提升。

一种新的跨层功率控制无线传感器网络路由协议

无线传感器网络中通信终端的能量非常有限,但在许多应用场景下,节点的能量消耗较大,因此采用有效的功率控制策略非常重要。利用信道增益的对称性,在AODV协议的基础上提出了一种不依赖于地理位置信息的跨层功率控制路由协议PBAODV(Power aware Based AODV),分析与实验表明该协议在不影响其他网络性能指标的前提下,有效的降低了系统整体能耗。

基于节点区分和跨层设计的无线Mesh网路由协议

以优化的链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)协议为原型,为无线Mesh网设计了一种基于节点区分和跨层设计的优化链路状态路由协议NDCL-OLSR(node-differentia-tion and cross-layer based optimized link state routing).该协议采用了一种新的路由判据NDCLM(node-differentiation and cross-layer metric),在路由计算过程中通过跨层操作机制综合考虑了节点当前负载和链路投递率2个因素对链路质量的影响,并且对节点的类型进行了区分,使得网络流量尽量绕开业务繁忙的超网关节点(SGW),从而大大优化了路由选择的效果.仿真结果表明,NDCL-OLSR能够从很大程度上提高网络的吞吐量,降低端到端的延时,并且能够达到负载均衡的路由效果.

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.

一种基于跨层设计的Ad hoc网络按需路由协议

传统的AODV协议用单一路径信息进行路由修复,降低了网络的性能。采用跨层设计的思想,运用MAC层缓存邻居节点信息建立备选路由,对路由修复机制进行改进,提出了一种基于跨层设计的Ad hoc网络按需路由协议(ODVCL)。仿真结果表明:ODVCL协议在路由发现频率、平均端对端延迟、发包率和路由开销等性能上优于AODV协议。

城市环境下跨层VANET路由协议研究

车载自组织网络(VANET)单一分层结构路由协议考虑因素较少,导致分组投递率低、端到端时延较高。为此,考虑车辆位置、速度、路口密度、无线链路质量、MAC层误帧率等影响因素,提出一种应用于城市环境的基于位置信息的VANET跨层路由协议(MCLPR)。设计路口车辆节点选择算法提取无线链路质量和MAC层误帧率的跨层信息,采用层次分析法计算各影响因素的权重值,确定最佳转发路径。仿真结果表明,与AODV,DSDV等路由协议相比,MCLPR路由协议具有较高的分组投递率及较低的端到端时延,保证了数据传输的可靠性与高效性,适用于网络密度与负载较大、车辆移动速度较快的城市环境。

McCTRP:多信道跨层采集树路由协议

无线传感器网络中,单一信道传输模式下数据吞吐率的受限和易受到干扰的缺陷影响了数据传输的可靠性,而多信道传输技术能有效地解决吞吐量受限和单一信道干扰问题。但是,多信道传输的特点使得多数单一信道路由协议在多信道的情况下无法获得满意的性能。本文采取三项措施,设计实现了多信道采集树路由协议:一是采用自适应的信标发送机制,二是采用Extra Expected Number of Transmission(eetx)作链路质量估计,三是通过跨层设计,同步路由层和MAC层邻居表信息的插入与删除等操作。实验室初步实验的结果表明,该协议具有网络的聚敛速度快、拓扑结构稳定等优点,可实现数据的可靠传输。

MWNs中基于跨层动态信誉机制的安全路由协议

无线多跳网络(multi-hop wireless networks,MWNs)面临着各种攻击的威胁,尤其是针对路由安全的内部多层攻击和诽谤攻击.信誉机制作为评估节点间信任关系和抵御内部攻击的有效方法,已经被引入MWNs用于保护路由安全.然而,现有成果主要采用分层设计,只考虑单一层次上的攻击,忽略了多层攻击;同时,现有成果还忽略了诽谤攻击和推荐节点的可信性,降低了信誉度评估结果的可靠性.针对上述问题,首先提出基于可靠推荐的跨层动态信誉机制(cross-layer dynamic reputation mechanism,CRM).然后,基于CRM提出了基于推荐保护和跨层信誉机制的安全路由协议(recommendation protection and cross-layer reputation mechanism based secure routing protocol,RPCSR).仿真结果和性能分析表明,RPCSR能够有效抵御内部多层攻击及诽谤攻击,保障路由安全.

基于路由信息的跨层WSN MAC协议

针对MAC协议无法解决节点能耗和网络性能之间矛盾的问题,在AS-MAC协议的基础上,基于跨层的方法提出CLR-MAC协议。该协议利用路由层的路由表信息改变AS-MAC协议的控制帧格式,解决AS-MAC协议中因"强迫唤醒"造成的能量浪费问题,以延长网络寿命。理论分析和仿真实验证明,该协议随网络密度的增加,节能增益呈线性增加。

基于信道可用性的认知无线网络跨层路由协议

认知无线网络中,认知节点的频谱资源具有动态变化特征,如何充分利用频谱资源,提高路由性能,已成为当前研究热点.本文在AODV协议基础上,提出了一种基于可用性的跨层路由协议——PCLRP-AODV.该协议综合考虑信道的可用性和传输时延,在保证信道可用性的基础上,选择时延最小的路径作为最佳路由.仿真实验表明,该路由协议在提高系统吞吐率的同时,能够有效减少网络传输的时延,明显改善路由性能.

无线传感器网络中的跨层路由协议

为了减少无线传感器网络中的干扰产生,降低由此引起多次重传后的分组丢弃从而导致的额外重传时延和能量消耗,改善网络的传输效率和能量效率,提出了一种基于跨层设计的干扰感知路由(IAR,Interference-Aware Routing)协议.与现有的基于竞争的路由协议不同,IAR协议引入节点干扰度和能量度作为选路代价,通过干扰和能量感知的路由选择机制实现路由建立.利用节点收到的发送请求、清除发送和应答分组的计数作为干扰度的计算依据,从而在路由选择中避开了干扰易发生区域;利用下一跳候选节点的初始和剩余能量作为能量度的计算依据,从而均衡了各节点的能量消耗,延长了整个网络的寿命.仿真结果表明,与动态码字路由和ad-hoc按需距离矢量路由协议相比,IAR协议提高了能量效率、改善了网络的吞吐量、分组投递率和时延等性能.

无线传感器网络跨层能耗均衡路由协议

在改进最小代价路由协议的基础上,建立一个跨层能量管理模型,将网络各层的能耗、流量、非均匀特性等融合到路由建立、路由选择和路由维护中,设计了节点路由选择与基站全局调节相结合的双层规划的跨层能耗均衡路由协议(CEBR)。该协议能综合优化各层能量消耗,支持多路径流量均衡分配,以节省能量、均衡网络能耗来延长网络的稳态生命周期。仿真实验结果表明:CEBR与MCF协议相比较,在能耗均衡和延长网络稳态寿命上更优。

异步传感网中能量感知的跨层路由协议

在网络能源优化节能的设计中,针对事件驱动型无线传感器网络,提出了一种能量感知的跨层路由协议(ECRP)。协议中,节点在做出路由决定时不仅要考虑路由总能耗的大小,还要兼顾节点的剩余能量,即避免个别节点频繁被选为路由中继,从而过早耗完能量,形成能量空洞,缩短网络寿命。另外,采用上述协议的网络中的节点无需同步地睡眠或工作,发送节点在发送数据之前有间歇地连续发送多个短序言包来唤醒接收节点,再发送数据,其目的是避免同步睡眠机制中节点周期性地交换睡眠调度信息而带来的通信负担和能量开销。最后,对节点的工作/睡眠调度周期进行了优化以降低节点的总能耗。实验结果表明,上述协议可有效提高网络的能量利用效率,延长了网络的寿命。

移动Ad Hoc网络的一种跨层功率控制路由协议

移动ad hoc网络中通信终端能量有限,但在许多应用场景,尤其是战场环境下,节点能量消耗较大,因此采用有效的功率控制策略非常重要。利用信道增益的对称性,在AODV协议的基础上提出了一种不依赖于地理位置信息的跨层功率控制路由协议PBAODV,仿真表明该协议在不影响其他网络性能指标的前提下,有效的降低了系统整体功耗。

基于跨层设计的传感器网络路由协议

根据MANET中的AODV路由协议,采用跨层设计的方法,通过节点距离估计模块、延时发送模块和高效广播模块对AODV路由协议进行了改进,提出一种适用于传感器网络的CAODV路由协议。计算机仿真证明CAODV在保证网络数据成功传送率不下降的情况下,能在降低网络开销、减少路由建立时间等方面取得良好的性能。

基于跨层设计的车载网路由协议

针对传统的车载网路由协议在拓扑快速变化的情况下未能提供较好的服务质量的问题,提出一种基于跨层设计的路由协议。利用物理层参数信号干扰噪声比和MAC层参数重传次数估计值以及节点移动性信息计算节点可靠性指数,可靠性指数越小的节点链接越稳定、质量越好,网络层选择可靠性指数最小的节点作为下一跳节点。移动模型仿真软件Vanet Mobi Sim和网络仿真器NS-3的仿真结果验证了该路由协议具有数据包传输率高和传输时延小的特性。

跨层安全传输的MIMO-VANET路由协议

为防范多天线收发VANET内的节点窃听,保证网络的安全性,提出了跨层安全传输的MIMO-VANET协议。协议在路由表建立的同时进行信道状态信息的存储,并限制源、目的节点以外的其它节点获取不必要的路由信息。在进行信息传输时,首先将网络层预存的信道状态信息透传到物理层,然后将总信道进行奇异值分解,依据分集结果进行均衡传输信息,由于路由信息只限于源、目的节点获知,导致其它节点无法进行有效地信道均衡,从而无法获取信息,保证了信息传输的安全性。理论分析和仿真结果均表明当目的节点的接收信号质量较好时,可保持窃听节点的高误码率。