基于Windows平台的无线网络模拟器设计与实现

基于有线网络仿真器NISTNet软件包的思想,通过对Windows平台下NDIS网络驱动程序的分析与修改,增加基于RTC的精确定时器模块和无线扩展模块,构建了基于Windows平台的无线网络模拟器。该模拟器可以用一些模拟节点和测试节点来模拟一个较大型的目标网络。实验结果验证了模拟对网络条件控制的有效性与准确性。     

RPM: a rapid prototyping engine for multiprocessor systems

RPM enables rapid prototyping of different multiprocessor architectures. It uses hardware emulation for reliable design verification and performance evaluation. The major objective of the RPM project is to develop a common, configurable hardware platform to accurately emulate different MIMD systems with up to eight execution processors. Because emulation is orders of magnitude faster than simulation, an emulator can run problems with large data sets more representative of the workloads for which the target machine is designed. Because an emulation is closer to the target implementation than an abstracted simulation, it can accomplish more reliable performance evaluation and design verification. Finally, an emulator is a real computer with its own I/O; the code running on the emulator is not instrumented. As a result, the emulator looks exactly like the target machine (to the programmer) and can run several different workloads, including code from production compilers, operating systems, databases, and software utilities     

面向3G的端到端网络仿真系统的设计和实现

3G无线移动网络因为高的带宽、终端可移动性等优点在未来的时间中有很好的前景。但是在研究中，由于没有实际的3G网络可供测试，这给研究带来了很多的不便，因此有必要建立一个模拟3G无线移动网络的测试环境，模拟3G网络的端到端特性，以达到代替真实3G网络的目的。基于此，我们在开放源码的项目Nistnet的基础上，通过增强Nistnet软件的功能来实现3G无线移动网络的端到端的特性，为基于3G网络的技术研究提供测试环境。     

随机分布的无线传感器网络中移动sink的路径规划

针对大量节点正态分布的无线传感器网络,为了提高网络的寿命,提出了一种移动sink的高效路径规划方案。首先由节点的分布规律将网络划分为多个子区域,然后在此基础上以最大化网络寿命为目标找到sink的最佳转折点,最后得到一条最优路径。通过NS-2中大量的仿真实验结果表明,与已有的类似方案相比,该方案可以有效均衡网络能耗,延长网络的生命周期,同时取得较好的网络性能。     

具有高可靠特征的无线虚拟网络映射方法研究

针对虚拟网络映射过程中链路资源受限和网络生存性问题，分别提出一种基于节点扩展资源的节点映射方案和一种虚拟网络重映射方案。为克服节点映射后链路映射阶段的资源不足问题，通过将节点扩展资源大的节点作为承载节点以确保链路映射的可靠性和高效性，链路映射阶段采用一种基于最小链路代价的映射方案以获得高可靠映射，在此基础上针对网络故障采取一种重映射策略，将失效节点迅速重映射至候选节点集中以确保虚拟网络服务的连续性。通过仿真对几种算法性能进行对比，结果表明所提算法在虚拟网络映射成功率、虚拟网络恢复成功率和资源负载利用率等方面均取得较好结果。     

6LoWPAN无线心电传感网络架构与RPL优化仿真

阐述了通过心电采集节点、6LoWPAN边界路由器构建无线传感网络,实现了无线传感器网络(WSN)与IPV6网络之间的通信;针对RPI网络协议中的Trickle算法机制导致选择次优链路,影响网络路由的可靠性和稳定性问题,提出了优化方案;开展了仿真测试和优化后的网络性能指标分析;测试结果和分析表明,6LoWPAN无线传感网络不仅可以完成WSN与外部IPv6网络之间的连接承载数据收发,并且在对Trickle算法优化之后,对提高网络性能有较高影响.     

一种基于多路数据融合的WSN路由协议

提出了一种基于多路数据融合的无线传感器网络路由协议,介绍了该协议运用的数据融合等相关技术,叙述了该协议的实现过程,并运用仿真工具评估了该协议的性能指标。仿真结果表明,由于使用了该协议,节省了网络节点能量,延长了网络的生存周期。     

基于三节点的组密钥生成方案

设计安全的组密钥方案以保障无线网络中各节点之间的安全通信, 是无线网络面临的一个巨大挑战. 为了解决这个问题, 文章提出了一种基于三节点的组密钥生成方案. 该方案首先选择一个受信任的系统授权机构为网络中的用户节点进行分组, 然后节点用户利用物理层无线信道特征提取短密钥, 并交换使用Schnorr签名后的信息,最后每个用户节点都对自己的邻居节点进行身份验证. 若验证成功, 则为网络中的节点建立一个组密钥. 仿真结果表明, 该方案的组密钥率与信噪比之间呈正相关, 且组密钥率不随节点个数的增加而下降, 具有很好的无线网络适应性.     

A case study of Web server benchmarking using parallel WAN emulation

This paper describes the use of a parallel discrete-event network emulator called the Internet Protocol Traffic and Network Emulator (IP-TNE) for Web server benchmarking. The experiments in this paper demonstrate the feasibility of high-performance wide area network (WAN) emulation using parallel discrete-event simulation (PDES) techniques on a single shared-memory multiprocessor. Our experiments with an Apache Web server achieve up to 8000 HTTP/1.1 transactions/s for static document retrieval across emulated WAN topologies with up to 4096 concurrent Web/TCP clients. The results show that WAN characteristics, including round-trip delays, packet losses, and bandwidth asymmetry, all have significant impacts on Web server performance, as do client protocol behaviors. WAN emulation using the IP-TNE enables stress testing and benchmarking of Web servers in ways that may not be possible in simple local area network (LAN) test scenarios.     

动态无线传感器反应网络事件驱动定位算法

动态无线传感器反应网络（WSANs）是传统无线传感器网络（WSNs）的衍生物,是由大量资源受限的传感器节点和少量资源不受限的反应节点组成的动态网络,采用无线通信的方式进行通信,具有很强的实用性和应用前景。在充分分析动态WSNs特点的基础上,提出了一种基于接收信号强度指示（RSSI）测距的分布式事件驱动定位算法,并利用OPNET网络仿真软件对所设计的算法进行了仿真验证,结果表明：所设计算法具有较高的定位精度和能效性。     

基于无线传感网络的爆炸场振动监测系统

爆炸场振动测试中节点分布范围广、数量多,对各测试节点的状态监控及全局管理难以有效实现,传统测试方案中节点部署后难以快速更改状态;针对上述问题,依据模块化、标准化和稳定性原则,设计了一种基于无线技术的振动监测系统;给出了爆炸场振动监测系统的基本功能单元,包括数据采集设备、无线组网设备;数据采集设备具有高精度采集、数据存储、高精度同步、定位定姿等功能;利用无线网桥技术构建了覆盖广域范围的无线网络,支持IEEE802.11 n/ac协议,实现了对远程分布式测试节点的集中管理、状态监控、数据传输,也可对指定测试节点的工作模式进行快速设置,以满足测试需求;测试节点的振动测量范围为0～10 g,室外1公里数据传输;通过模拟测试试验验证了系统的有效性,各项功能满足工程需要.     

平均度约束的无线传感器网络拓扑控制

拓扑控制是无线传感器网络中最重要的技术之一.大规模随机部署的无线传感器网络节点,在满足无线传感器网络拓扑连通性的前提下,如何保证网络结构的稀疏性是一个亟待解决的问题,目前已有的研究结果表明当节点密度较大时,得到的网络拓扑复杂,计算路由将严重消耗节点资源.文中提出了一种平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,通过增加节点通信半径,约束节点的平均度来解决网络的连通性与网络拓扑的稀疏性之间的矛盾.数值模拟表明:通过平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,可减少网络中选出的工作节点数,保证了网络的稀疏性,简化了路由的复杂度,从而延长了网络的生存周期.     

基于RNG与CBC的异构传感器网络密钥管理方案*

为解决异构无线传感器网络密钥管理方案所需负载较大和大规模节点被俘获后的安全隐患问题,提出了一种新的密钥管理方案,采用随机数生成和分组链接技术建立会话密钥,通过在不同簇内广播不同的阶段标志来增加网络的安全性。理论分析和仿真实验表明,该方案能够利用较低的存储负载获得较高的密钥连通性,同时能够解决大规模节点被俘获而带来的安全问题。     

基于混沌映射组播技术的无线移动自组织网络路由研究

为解决无线移动自组织网络在高速运转过程中存在严重时延,导致组播困难的问题,本文提出一种基于混沌映射组播技术的无线移动自组织网络路由。引入数学群论中的直积,构造无穷混沌图谱节点;再通过强镜面性来给移动节点坐标进行映射处理,将整个无线移动自组织网络纳入超球面中;最后,利用超球面良好的拓扑性能来实现源节点组播信息及网络路由的维护。仿真实验表明：与当前网络路由相比,本新路由在时延、网络控制开销及分组投递指标上有明显的优势,特别是在规模较大时的优势更加明显。     

大规模无线移动自组织网络混合模拟测试方法

针对已有无线移动自组织网络(MANET)测试方法存在模型简单、成本高、不易重复等问题,提出一种基于NS2的大规模MANET混合模拟测试方法(LHEN)。使用NS2的模拟功能,利用Tap代理完成虚拟分组与实际分组间的嵌套和解嵌,通过网络对象及NS2实时调度器实现虚拟环境和真实环境的通信;采用控制网络无线信号强度的方式模拟真实节点移动,完成对真实网络环境的构建。使用混合模拟和仿真两种方法分别建立大规模MANET网络进行实验对比,所测性能指标变化趋势基本一致,平均差值低于18.7%。实验结果表明,LHEN可以用于大规模MANET网络各项性能指标测试及验证。     

J-Sim下WSNs仿真框架的扩展设计与实现

随着无线传感器网络(WSNs)的应用,如何延长网络生命周期,对路由协议的研究提出了挑战。为了更好地研究能量高效利用的WSNs路由协议,建立对WSNs能耗支持较好的仿真平台具有十分重要的现实意义。针对J-Sim下WSNs框架对能耗仿真支持不好的问题,在现有的WSNs框架基础上提出了一种支持能耗仿真的WSNs仿真框架并在该框架上扩展实现LEACH协议。实验结果表明改进后的WSNs框架可以真实地仿真WSNs,获取有价值的仿真结果。     

An enhanced real-time routing protocol with load distribution for mobile wireless sensor networks

Mobile wireless sensor network (MWSN) is a wireless ad hoc network that consists of a very large number of tiny sensor nodes communicating with each other in which sensor nodes are either equipped with motors for active mobility or attached to mobile objects for passive mobility. A real-time routing protocol for MWSN is an exciting area of research because messages in the network are delivered according to their end-to-end deadlines (packet lifetime) while sensor nodes are mobile. This paper proposes an enhanced real-time with load distribution (ERTLD) routing protocol for MWSN which is based on our previous routing protocol RTLD. ERTLD utilized corona mechanism and optimal forwarding metrics to forward the data packet in MWSN. It computes the optimal forwarding node based on RSSI, remaining battery level of sensor nodes and packet delay over one-hop. ERTLD ensures high packet delivery ratio and experiences minimum end-to-end delay in WSN and MWSN compared to baseline routing protocol. In this paper we consider a highly dynamic wireless sensor network system in which the sensor nodes and the base station (sink) are mobile. ERTLD has been successfully studied and verified through simulation experiment.     

一种高跟踪质量保证的预先节点选择策略

为保证传感器网络节点高质量的目标跟踪效果,采用在目标移动的方向上提前选择一些节点进行监控的策略,保证当目标移动到新的位置时总有监测节点进行持续的监测,使这些监测节点总是离目标最近,感知质量最高;该策略依据网络能量消耗的不均衡性,在能量有剩余的区域提前唤醒更多的节点,而在能量消耗紧张的区域少唤醒节点,与其他策略相比并没有降低网络寿命。通过实验性能分析对比表明：该策略可以在不降低网络寿命的前提下大幅度提升跟踪质量。     

基于BBO算法的WSN覆盖与连接节点部署方案

针对无线传感器网络中目标节点部署能力差的问题,提出基于生物地理学优化(biogeography-based optimization,BBO)算法的节点部署方案,该方案能够在网络中找到满足K-覆盖和M-连通性要求的传感器节点最佳部署位置。提出的基于BBO的算法为目标节点提供了一种有效的编码方案,通过优化构建的加权多目标函数来获得近似最优解,选择最小数量的合适点P,使得所有目标点在满足K-覆盖的同时,覆盖目标的传感器节点也满足M-连接。仿真结果表明,该方案能够在不同的K和M组合下找到合适位置的最优数,而且与其他技术方案相比,该方案的性能具有明显的优势。