链路相关性感知的无线传感器网络多播路由协议

近年来的研究表明无线链路之间具有明显的相关性.然而,现有无线传感器网络路由大多在链路独立的假设上进行研究.针对该问题,提出一种链路相关性感知的无线传感器网络多播路由.该协议中,发送节点选择下一跳节点时,同时考虑位置信息和链路相关性,以减少发送节点传输次数.转发节点使用机会路由进行数据传输,倾向于选择反相关链路对的接收节点作为候选集,提高候选节点集接收并转发数据包的概率.多播节点倾向于选择正相关链路对进行数据传输,由此减少节点重传次数和能耗.实验结果表明,该路由协议有效减少了参与转发的节点数量,延长了无线传感器网络的生命周期.

链路相关性欺骗攻击与检测机制

近年来的研究工作表明,无线通信中的数据包传输在不同的链路上存在接收相关性,这一现象对无线网络环境下不同通信协议的性能都有着很大的影响。现有的链路相关性感知协议的性能提升大都依赖链路相关性度量的准确性。然而,通过分析发现,无线网络自身的移动性、射频通信等特点导致其在通信过程中存在着各种威胁与网络攻击。文中结合链路相关性,提出链路相关性感知协议的欺骗攻击机制,即当网络中的源节点发送数据包时,相应的接收节点通过恶意修改自身维持的数据包接收位图中的数据来欺骗源节点,从而达到篡改同一源节点的不同邻居节点之间的链路相关性度量值的目的,因此,该攻击机制会降低协议的传输性能。针对这一攻击机制,文中提出了对应的恶意节点检测机制,即利用Watchdog机制对网络中节点的行为进行检测,从而得出真实的数据包接收位图。仿真结果表明,提出的链路相关性欺骗攻击机制增加了通信协议的数据包重传次数,降低了协议传输的性能,同时基于Watchdog的恶意节点检测机制对这一攻击具有良好的防御力。

流内编码中考虑链路相关性的机会路由机制

现存的结合网络编码的机会路由协议假设无线链路传输是相互独立的,但是相关研究表明无线链路传输具有相关性。链路相关性会影响节点转发编码包的次数以及转发节点的选取,进而降低协议的性能表现。对此,提出了一种流内编码中考虑链路相关性的机会路由机制。在该机制中,节点周期性收集邻居节点的反馈信息以衡量链路相关性,并由此准确计算节点期望转发次数进而选取总转发次数更少的转发节点集合。仿真实验表明,该机制能显著降低网络中的发送冗余,提高网络的整体吞吐量。

FLC^2:一种改进的基于相关链路估计的泛洪策略

泛洪是无线传感器网络进行数据分发、时间同步,网络配置的基本操作.已有的大量工作蕴含链路独立性假设,即假定不同链路同时收发数据包是相互独立的.链路独立性假设导致严重的冗余重传并且降低了泛洪算法在实际应用中的有效性和可靠性.论文首先采用相关系数表征相邻链路关联度;接着提出基于链路相关性的泛洪算法FLC2,在保证泛洪协议可靠性和鲁棒性的同时减少数据包的转发次数和传送时延.大量仿真实验表明,与采用条件概率估计法相比,FLC2算法的包转发次数和发送时延都能下降21%以上,而且网络规模越大,FLC2算法的性能越优.

链路相关无线网络中基于网络编码的机会转发机制

多跳无线网络中数据包在不同链路的接收存在相关性,现有的基于网络编码的机会转发协议大多基于链路间相互独立的假设,严重降低其在实际网络中的性能表现.该文针对链路相关无线网络环境,提出基于网络编码的无线链路相关性感知的机会转发机制LCOF.首先结合链路相关性对基于网络编码的期望传输次数进行计算.在此基础上,提出数据包综合效用增益函数,以此确定数据包的转发优先级.随后提出多优先级数据包调度策略,确保高优先级数据包以更大的概率被转发.仿真结果表明,LCOF可以更好地利用编码机会,有效提高网络吞吐量.

无线链路质量突变性感知的机会路由协议

现有无线链路空间相关性感知的机会路由度量无法感知链路突变性。针对该问题,提出了能够同时感知无线链路空间相关性和突变性的机会路由测度μETX。在此基础之上,提出了基于μETX的机会路由算法ORALB。ORALB充分利用了无线链路空间的相关性,选择相关性较低的节点作为转发节点集;同时又能感知无线链路突变性,避免了选择传输开销较高的无线链路。仿真结果表明,与其他相关机会路由相比,ORALB可以有效减小数据包的传输开销,提高传输可靠性。

基于几何的高速铁路协作MIMO信道建模

协作MIMO技术通过协作发射或协作接收的方式可以将干扰信号转变为有用信号,在高铁无线通信中引入该技术,能解决回波信道响应和提高系统容量。为了掌握协作MIMO技术在高铁场景中的信道特性,该文基于几何随机散射理论,提出一个高速铁路协作MIMO信道模型,简单调整该模型中的几个关键参数即可适用于高速铁路的多种场景。基于该模型计算信道冲激响应,推导多链路空间相关函数,进行数值计算、仿真分析和实测数据验证。仿真结果显示,直射分量越强,散射分量的角度扩展越小,多链路的空间相关性越强。散射次数越少,散射分量空间相关性越强。使用北京-天津高铁段LTE专网的实测数据验证理论模型的正确性。这些结论有助于认知协作MIMO信道和进行有效的测量活动。