基于节点稳定性与跨层优化的MANET路由设计

针对移动自组织网络(MANET)中优化链路状态路由(OLSR)协议路由稳定性差和端到端延时高的问题,提出一种改进的OLSR路由协议。考虑MANET拓扑的移动性,通过优先选择平均相遇率较小、稳定性较高的中继节点构建移动拓扑,避免路由震荡。基于跨层技术,利用链路层共享的链路速率优化路由权值,从而提高路由性能。实验结果表明,与OLSR协议相比,改进协议在MANET网络中具有更好的网络稳定性及更低的端到端延时。     

一种基于混合运动参数的移动自组织网AODV协议

在移动自组织网中由于节点的移动性引起网络拓扑变化，成为影响网络性能优劣的关键因素。在反应式路由算法的基础上，提出了一种基于节点位置、速度与方向混合参数的路由协议AODV-PVD(AODV Routing Protocol based on Node Position, Velocity and Direction)以衡量链路稳定性并预测链路持续时间。在路由发现阶段，根据节点的混合运动信息，使用节点筛选机制排除相对不稳定的链路，并通过节点相对移动速度预测链路持续时间，为数据传输选取稳定且路径较短的路由。NS2仿真结果显示，相较于按需距离矢量路由AODV(Ad Hoc On-demand Distance Vector)及现有改进协议，AODV-PVD路由协议可以获得更好的分组投递率、端到端传输时延和吞吐量性能。     

基于OLSR协议的无人机自组网多径路由策略

针对现有文献在研究路由协议时选择的路由度量未能结合无人机自组织网络当时的性能水平进而造成路由决策不合理的问题,提出了一种具有负载感知和网络拓扑变动感知能力的多指标多径优化链路状态路由协议（optimized link state routing protocol based on multi-indicator and multi-path,MIMP-OLSR）。该协议首先考虑了无人机场景的节点移动特性和网络的生存时间,并定义了三个用于进行路由选择的指标,即节点的MAC层阻塞度、节点的邻居变化率和节点的多点中继选择节点（multi-point relay selector,MPR_S）邻居数目;其次,结合HELLO和TC两种控制消息提出了一种指标通告机制,用于将指标信息洪泛给全网节点;最后,根据指标信息提出了一种多径路由方案。仿真结果表明,与OLSR、SETT_MPOLSR和UAV-OLSR协议相比,所提协议MIMP-OLSR在成功率、端到端时延和吞吐量性能上均有明显提高,进而证明所提多径路由方案的合理性。     

基于链路状态认知的无线Mesh网路由协议

在分析无线Mesh网路由协议所面临挑战的基础上,结合无线Mesh网络的性能要求,以优化链路状态路由(OLSR)协议为原型,采用跨层设计理论,提出了一种基于链路状态良好程度的路由协议LR-OLSR。该协议引入了认知无线网络中的环境感知推理思想,通过对节点负载、链路投递率和链路可用性等信息进行感知,并以此为依据对链路质量进行推理,获得网络中源节点和目的节点对之间各路径状态良好程度的评价,将其作为路由选择的依据,实现对路由的优化选择,提高网络的吞吐量,达到负载均衡。通过与OLSR及其典型改进协议P-OLSR、SC-OLSR的对比仿真结果表明,LR-OLSR能够提高网络中分组的递交率,降低平均端到端时延,在一定程度上达到负载均衡。     

无人机通信网络路由协议研究

为了实现无人机通信网络中数据的有效和实时传输，在研究现有网络路由协议的基础上，基于Dijkstra算法设计和实现了无人机通信网络链路综合性能最优优先(BILPF)路由选择协议，提出了无人机通信网络中节点之间进行信息交换的节点状态通告协议，并给出了仿真结果。     

无人机自组网中基于Q-learning算法的及时稳定路由策略

无人机自组网凭借其抗干扰能力强、适用于复杂地形、智能化程度高和成本较低的优点,近年来受到广泛关注,该网络中路由协议的设计与优化一直是核心研究问题。针对无人机自组网中因节点快速移动造成节点本地存储的路由未及时更新而失效的问题,提出一种基于Q-learning算法的动态感知优化链路状态路由协议(DSQ-OLSR)。该协议首先充分考虑了无人机自组网节点高速移动的特点,在选取多点中继(MPR)节点时添加了链路稳定性和链路存在时间这两个指标,使得选出的MPR节点集更稳定、合理;其次,结合Q-learning算法对TC消息的发送间隔进行自适应调整,使得在网络拓扑变动较小时增大TC发送间隔以减小控制开销,而在拓扑变动较大时减小TC发送间隔用于达到快速感知并构建网络拓扑的要求,进而实现数据的及时路由。仿真结果表明,与DT-OLSR协议相比,该协议在端到端时延、吞吐量、成功率和网络生存时间性能上分别提高了12.61%、9.28%、7.69%和5.86%,由此验证了其有效性。     

无人机自组网中基于节点差异的AOMDV协议

AOMDV协议采用路由跳数为选择标准,在用于无人机自组网时存在链路不稳定和路由修复效率低的问题。为此,提出基于节点差异的路由协议ND-AOMDV。通过GPS获得无人机的方向和速度,以速度为向量构建无人机组模型。在此基础上,通过比较无人机速度向量的变化,选择节点差异最小的路径作为路由路径,并在路由修复时从断裂处寻找上下游节点能量最高的共同邻居节点重建链路。仿真结果表明,ND-AOMDV可有效增强路由稳定性和网络性能,与AOMDV和PE-AOMDV协议相比,其剩余能量分别提高42.7%、35.1%,平均端到端时延分别降低90.3%、89.5%,路由恢复频率分别降低79.1%、79.7%,路由开销分别降低50.3%、26.9%。     

一种无人机自组网DSR协议优化方法

针对DSR协议的路由优化问题,结合无人机网络的特点,提出一种基于萤火虫算法的无人机自组网DSR协议优化方法。该方法综合利用节点的能量消耗、缓冲拥塞、移动速率和传输损耗构建萤火虫的适应度函数,根据适应度函数来衡量萤火虫的荧光亮度,通过萤火虫初始化、萤火虫移动和更新荧光值等阶段的路由搜索过程,对DSR协议的路由算法进行综合优化,解决无人机自组网传输链路稳定性不佳的问题。使用OPNET仿真工具评估了优化前后DSR协议的各项指标,仿真结果表明,相比传统方法,优化方法在无人机场景下,业务接收速率提高了33.8%,平均端到端时延降低了73.91%,路由负荷发送速率减少了44.99%,路由负荷接收速率减少了37.55%,丢包率减少了68.01%。所提方法均衡优化了无人机自组网的网络性能和路由开销,可以为无人机自组网提供稳定高效的路由服务。     

车载自组织网络中基于运动状态的簇路由协议

针对车载自组织网络中的大规模网络场景,提出一种基于运动状态的簇路由协议。计算节点与其一跳邻居节点的链路维持时间和连接度,通过这2个参数判断节点的优先级并确定簇头节点。在簇的维护过程中,根据成员节点和簇头节点的距离和陒对速度,动态确定邻居节点的范围。仿真结果表明,该协议能提高簇的稳定性,减少端到端延时,与基于簇的路由协议和基于权值的车载自组织网络分簇路由协议陒比,具有更高的包传输率和簇维持时间。     

基于链路时间预测的移动Ad Hoc网路由

移动Ad Hoc网络是一种自组织、无基础设施的网络。而节点的自由移动促使链路频繁的断裂。为此,提出基于链路连通时间预测路由LDPR(Link Duration-Prediction-based Routing)。LDPR路由先通过节点运动信息,预测链路的连通时间。然后,再依据链路的连通时间计算路由生成时间,并选择两条路由生成时间长的路由协同传输数据,一条路由作为主路由,另一条路由作为备用路由。通过双路由机制,提高数据包的传输效率。实验数据表明,相比于传统的按需距离矢量AODV(Ad Hoc On-demand Distance Vector)路由,LDPR路由在吞吐量和端到端传输时延方面的性能得到有效改善。     

Bandwidth-based routing protocols in mobile ad hoc networks

In this paper, we propose a high performance routing protocol and a long lifetime routing protocol by considering the fact that the bandwidth between two mobile nodes should be different when distances are different. In the high performance routing protocol, to reduce the number of rerouting times, we take the bandwidth issue into account to choose the path with the capability to transmit the maximum amount of data with the help of the GPS. With exchanging the moving vectors and the coordinates of two adjacent mobile nodes, the possible link lifetime of two adjacent mobile nodes can be predicted. Subsequently, a path with the maximal amount of data transmission can be found. With regard to our proposed long lifetime routing protocol, to maximize the overall network lifetime, we find a path with the maximal remaining power after data transmission. With the link bandwidth and the desired amount of data transmitted, the consumption power is computed to obtain the remaining power of a mobile node. Accordingly, we can choose the path with the maximal predicted remaining power to maximize the overall network lifetime. In the simulation, we compare our high performance routing protocol with the AODV and LAWS in terms of throughput, rerouting (path breakage), and route lifetime. With respect to power consumption, we compare our proposed power-aware routing protocol with the POAD and PAMP in terms of the overall network lifetime and the ration of survival nodes to the all nodes.     

一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议

提出了一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议,该协议利用锚节点作为转发节点与移动Sink进行通信,避免多媒体传感器节点与Sink直接进行远距离通信,在多媒体传感器节点中采用改进的基于地理信息的路由协议建立路由路径.仿真实验表明:该协议不仅能支持移动Sink,而且能够有效降低节点能耗,延长网络寿命,提高数据传...     

基于路径服务质量度量的AOMDV改进路由协议

移动自组网中,传输路径的服务质量是影响路由性能的蘑要因素.为了提高多路径路由性能,在分析AOMDV协议的基础上,提出了一个新的参数"路径服务质量度量",用来体现当前路径传输状态.基于这个参数,同时引入路径收集的思想,提出了一种摹于路径服务质量度量的AOMDV改进路由协议PQSM-AOMDV.协议综合选择节点平均连接度大,跳数少和节点平均负荷小的路径进行数据转发,以期提高路由性能.仿真结果表明:与AOMDV协议相比,该协议提高了分组投递率,减小了分组端到端时延,降低了路由发现频率.     

移动自组网络中一种有效的选播路由协议

移动自组网是一种特殊的无线移动通信网络，它由一系列带有无线收发装置的动态节点临时形成一个多跳的自治系统，因此传统网络中的路由协议不适合于移动自组网络．选播作为一类新的通信协议，能有效平衡网络负载分布和提高网络性能．本文首先描述了移动自组网络的特点及该环境下的路由协议，在此基础上提出了一种有效的选播路由协议．通过平均分组传送成功概率和平均控制字节数指标的测试表明了算法的有效性．     

基于置信区域设置的低功耗有损网络路由

现有多数低功耗有损网络路由(RPL)协议没有考虑真实环境中移动节点的定位误差。为此,提出基于移动节点置信区域的低功耗有损路由协议,记为KPRPL。KPRPL协议考虑了静态和移动两类节点,并正视真实环境下的定位误差。在静态节点间路由,KPRPL协议考虑传统的期望传输次数(ETX)为路由度量;而针对有移动节点参与的路由,采用新的RPL度量。每个移动节点依据信道条件产生置信区域,利用Kalman滤波修正移动节点位置。再依据经Kalman滤波后的修正位置和方差,移动节点重新构建置信区域,并形成候选锚节点集。最终,移动节点利用端到端ETX估计值,选择最优的路径。仿真结果表明,与传统的RPL协议相比,KPRPL协议提高了在恶劣环境下的可靠性和鲁棒性。     

一种适用于稀疏无线网的定向Geocast路由协议

Geocast协议是一种向特定区域内所有节点传送数据的多播协议.由于传统Geocast协议不适应Geocast组内节点稀疏的环境,本文提出一种适用于稀疏无线网络的定向Geocast路由算法.算法根据节点所处位置,将控制包的洪泛分为两部分：受限洪泛将在距源节点较近的Geocast区内节点与源节点间建立路由;定向洪泛可在远离其它Geocast区内节点的 Geocast节点与源节点间建立路由.实验结果表明,在节点稀疏的环境下,该算法比现有Geocast协议具有更好的性能.     

基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议

针对Ad Hoc网络拓扑结构多变、网络生存时间受限及数据包分组传输效率低下等问题,本文借鉴萤火虫群优化算法的思想,提出了一种基于萤火虫群优化的Ad Hoc网络路由协议。路由协议用萤火虫优化算法的荧光素强度的更新规则与无线自组网络中的节点移动速度、拥塞程度、节点剩余能量及节点间的距离等因素相互映射,改进萤火虫群优化算法中的搜索萤火虫、驻留萤火虫及回溯萤火虫用于完成Ad Hoc网络中路由协议的路由发现、路由选择及路由维护等过程,整个协议无须传送大量的控制分组,即可实现Ad Hoc网络的稳定。仿真实验结果表明,与AODV及基于蚁群优化的路由算法AntRouting协议相比,本文所提出的路由协议在端到端延时、分组数据传输率及网络生存时间上均有良好的性能。     

一种基于mesh网络的多径路由协议

针对无线mesh网络的特点提出了一种基于源节点建立、目的节点维护的多径路由协议。该协议采用目的节点更新mesh结构的机制,能实时维护最优路径和其余多条路径,当节点移动或其他原因造成链路断开时,不需要路由修复或重建,从而降低了丢包率和端到端时延,且通过基于源节点建立路由的方式有效地减少了控制开销。仿真结果表明,该算法具有良好的性能。     

基于超级节点的AODV路由协议改进

在移动Ad Hoc网络中,针对AODV路由协议在路由建立过程中通过广播发现路由的缺点,本文提出一种基于超级节点的分簇思想的AODV路由改进协议。新的协议在网络中设置若干个超级节点,根据超级节点的位置将整个网络分成若干簇区,每个超级节点维护本簇区内完整的路由信息。仿真实验表明,通过该方法可以避免采用广播的方式,缩短路由建立的时间,提高数据包发送的成功率。     

MIPv6中基于身份的安全路由优化

MIPv6是IPv6协议体系的必选扩展。针对路由优化的安全问题,对MIPv6的多种安全路由优化模式进行分析,介绍身份签名算法,提出基于身份认证的路由优化协议,并阐述路由优化过程,实现节点的外地链路的身份认证,消除协议对于公钥证书或者认证中心的依赖,从而减少MN因获得和维护公钥证书产生的时延,保证路由优化的安全性。